Brevet FR3029276A1 — publié le 20160603

La présente invention concerne le domaine des moyens de ventilation mis en oeuvre dans des tunnels de surgélation. La majorité des tunnels de surgélation présents sur le marché fonctionnent selon les principes suivants : - Les produits à refroidir ou à surgeler sont traités dans une enceinte isolée thermiquement, au sein de laquelle ils sont, soit placés sur un support fixe, soit placés sur un convoyeur qui les fait défiler de l'entrée vers la sortie du surgélateur. - Une source de froid refroidi l'air ou le gaz de cette enceinte isolée, par exemple par l'injection d'un gaz cryogénique tel l'azote liquide ou encore par l'envoi d'un tel cryogène dans un échangeur thermique interne à l'enceinte. - L'air froid ou le gaz froid présent dans l'enceinte transmet ses frigories aux produits par convection à la surface des produits. - Pour accélérer ce phénomène de convection, l'air froid ou le gaz froid de l'enceinte est mis en mouvement au contact du produit : plus ce mouvement de convection est rapide, plus le refroidissement est rapide, et plus la capacité de production du surgélateur augmente. Pour créer ce mouvement de convection, qui est donc un élément clé de la capacité de production d'un surgélateur, on utilise traditionnellement des ventilateurs animés par des moteurs. Ces ventilateurs mettent en mouvement l'atmosphère du surgélateur à une vitesse plus ou moins élevée suivant le besoin. Dans tous les cas, ces ventilateurs sont en contact avec l'atmosphère du surgélateur, atmosphère qui est aussi en contact avec les produits à surgeler. De plus, elle circule à une vitesse très élevée dans l'enceinte du surgélateur et peut donc constituer un moyen de transport pour des particules de petites tailles. Pour les applications de refroidissement ou de surgélation de produits alimentaires sensibles aux contaminations microbiennes, cette circulation à vitesse élevée de l'air ou du gaz froid transforme alors tout l'intérieur de l'enceinte en zone à risque d'un point de vue hygiénique. Cette zone doit donc être construite en respectant de manière rigoureuse les règles de constructions hygiéniques applicables au domaine agro-alimentaire. Ces règles s'appliquent également aux ventilateurs, qui doivent donc être construits en respectant des règles, en particulier, les ventilateurs doivent : - Ne pas comporter de zones de rétention d'eau (zone où les micro- organismes peuvent proliférer durant les périodes d'arrêt de la machine) ; - Etre construits avec des matériaux compatibles avec le contact avec des produits alimentaires ; - Comporter un nombre limité de pièces et notamment de petites pièces, en limitant le risque de perte de ces pièces durant la production. On notera ici que si une petite pièce se détache de la machine pendant la production, celle-ci pourra tomber sur les produits alimentaires qui passent dans la machine. Elle sera alors d'autant plus difficilement détectée dans les produits qu'elle sera petite et se retrouvera probablement dans les produits finis emballés. A l'inverse, si une grosse pièce se détache de la machine pendant la production et si elle tombe sur les produits alimentaires qui passent, du fait de sa grande taille, elle pourra facilement être détectée visuellement ou détectée par un détecteur de métaux (sensible aux grosses pièces en inox mais pas aux petites pièces en inox). Cette grosse pièce aura ainsi très peu de chance d'être conditionnée avec le produit fini, surtout si la taille de la pièce est supérieure à la taille du conditionnement. Si de nombreux types de ventilateurs existent sur le marché, une grande partie d'entre eux sont construits avec de nombreuses pièces dont l'assemblage comporte de nombreuses zones de rétention et ne respectent donc pas les règles de conception hygiénique requises. De plus, ils sont bien souvent construits avec des matériaux non compatibles avec le contact des produits alimentaires. Dans le meilleur des cas, certains constructeurs proposent des ventilateurs en inox, ce qui représente déjà une amélioration par rapport aux ventilateurs classiques, amélioration qui n'est cependant pas suffisante pour respecter les règles rigoureuses de la conception hygiéniques des machines utilisées dans l'agro-alimentaire. La présente invention vise à apporter une solution technique aux problèmes ci-dessus exposés. La présente invention concerne alors un ventilateur pour tunnel de surgélation de produits alimentaires, constitué d'une pièce unique en métal compatible avec le contact de produits alimentaires (par exemple de l'inox), pièce que l'on peut aussi qualifiée d' « hélice », reliée préférentiellement par une ou plusieurs soudures à un arbre en métal compatible avec le contact de produits alimentaires (par exemple de l'inox), la ou les soudures correspondantes étant réalisées préférentiellement selon des techniques de soudage réalisant entre deux parties soudées une pénétration totale sans recouvrement. On comprend donc que l'hélice ainsi obtenue est construite d'une seule pièce, par exemple sous la forme d'une tôle découpée et pliée selon un dessin donné (on en donnera plusieurs exemples dans ce qui suit). Les travaux menés à bien par la Demanderesse ont permis de démontrer que l'utilisation de telles conditions et notamment de telles soudures permettait d'une part, de créer des états de surface suffisamment bons pour éviter la création d'aspérités et autres zones de rétention où peuvent proliférer les micro-organismes, mais également d'offrir des surfaces présentant une excellente résistance aux écarts de température nécessaires pour cette technologie. Ainsi les ventilateurs conformes à l'invention (et notamment les ventilateurs illustrés aux figures 1 à 4 annexées) ont été testés dans des conditions de température et d'humidité identiques à celles rencontrées dans les usines agro-alimentaires, et l'expertise technique de ces dispositifs après la période d'essais a montré d'une part qu'ils restaient insensibles aux variations de température qui nous concernent (de +30°C à -140°C) et que d'autre part les surfaces restaient lisses et parfaitement conformes aux règles les plus strictes de conception hygiénique des équipements agro-alimentaires. De telles soudures pourront par exemple être obtenues selon la technique de soudage par fusion de bords ou encore selon la technique de soudage à pleine section (aussi appelée selon les ouvrages "bout à bout"), techniques par ailleurs bien connues des hommes du soudage et que l'on illustrera plus loin dans le cadre d'exemples. On pourra également se reporter au volume 2 du "Welding Handbook" édité par American Welding Society, 8e édition de 1991. On comprend donc qu'ainsi, la jonction entre l'hélice et l'arbre respecte les règles de conception hygiénique les plus strictes et pourra subir les contraintes thermiques liées au fonctionnement de l'appareil. La figure 6 annexée schématise le type de soudure dénommé "à pleine section" ou "bout à bout". On peut citer à titre d'illustration des conditions d'obtention des soudures "bout à bout", utilisant une technique TIG Automatique sous un mélange à base d'argon (intensité : 50 A, tension : 10 V), avec à titre de métal d'apport un alliage X2CrNi19-9 de 1,2 mm d'épaisseur, avec une protection gazeuse périphérique d'azote. Toujours à titre illustratif de conditions d'obtention d'une soudure "bout à bout", on peut citer une technique TIG Automatique sous un mélange à base d'argon (intensité : 60 A, tension : 13 V, vitesse de soudage : 40 cm/mn), avec à titre de métal d'apport un alliage X2CrNi19-9 de 1 mm d'épaisseur, avec une protection gazeuse périphérique d'azote. La figure 7 illustre quant à elle, sur une vue agrandie, la technique de soudure par "fusion de bords". On peut citer à titre illustratif des conditions d'obtention d'une telle soudure par "fusion de bords" une technique TIG Automatique pulsé, sous un mélange à base d'argon (intensité max. : 20 A, intensité min. : 12 A, tension : 11 V, vitesse de soudage : 15 cm/mn, distance électrode/pièce à souder : APPROX 1mm), sans métal d'apport, et sans protection gazeuse périphérique. La figure 8 illustre quant à elle, également sur une vue agrandie, l'utilisation de la technique de soudage "à pleine section". Selon un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, la jonction de l'arbre du ventilateur avec le moteur électrique qui l'anime est réalisée à l'extérieur de la zone sensible en termes hygiéniques i.e à l'extérieur de l'enceinte isolée thermiquement entrant dans la constitution du tunnel, où circulent les produits à refroidir et où est réalisée l'injection directe ou indirecte du cryogène. Ainsi, cette jonction étant « déportée », elle n'a pas à respecter les règles de conception hygiénique les plus strictes, elle ne subira pas non plus les contraintes thermiques existant dans la zone sensible. Cette jonction pourra alors par exemple adopter un montage mécanique classique et bien connu de l'homme de l'art. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description suivante, donnée à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés pour lesquels : - la figure 1 est une vue partielle de face d'un exemple de ventilateur conforme à l'invention (où l'on visualise bien qu'il est construit d'une seule pièce, sous la forme d'une tôle découpée et pliée selon un dessin donné). - la figure 2 est une vue de détail de l'hélice de la figure 1, montrant bien l'absence de zone de retentions, et montrant la jonction avec l'arbre du ventilateur. - les figures 3a et 3b illustrent deux autres exemples de ventilateurs conformes à l'invention, respectivement à 2 et 3 pales. la figure 4 illustre un autre exemple de ventilateur conforme à l'invention, ayant 4 pales. - les figures 5a et 5b illustrent respectivement un cas où la jonction (J) de l'arbre du ventilateur avec le moteur électrique (M) qui l'anime est réalisée à l'extérieur de l'enceinte isolée thermiquement entrant dans la constitution du tunnel, et un cas où cette jonction est réalisée à l'intérieur de cette enceinte. Le trait épais horizontal sépare de façon schématique la zone extérieure (« ZE », partie haute) non froide, non soumise aux règles les plus strictes de conception hygiénique, et la zone intérieure (« ZI », partie basse), zone froide et soumise aux règles les plus strictes de conception hygiénique. les figures 6 à 8 illustrent (comme déjà signalé plus haut) des exemples de soudures réalisant entre deux parties soudées une pénétration totale sans recouvrement.10 REVENDICATIONS1. Ventilateur pour tunnel de surgélation de produits alimentaires, constitué d'une pièce unique en métal compatible avec le contact de produits alimentaires tel que l'inox, reliée, par une ou plusieurs soudures, à un arbre en métal compatible avec le contact de produits alimentaires tel que l'inox, la ou les soudures correspondantes étant préférentiellement réalisées selon des techniques de soudage réalisant entre deux parties soudées une pénétration totale sans recouvrement. 2. Ventilateur selon la revendication 1, se caractérisant en ce que la jonction (J) de l'arbre du ventilateur avec le moteur électrique (M) qui l'anime est réalisée à l'extérieur de l'enceinte isolée thermiquement entrant dans la constitution du tunnel, où circulent les produits à refroidir.15