FR2861455A1 - Thermal chamber with circulating fluid, e.g. for heating/cooling foodstuffs, has propulsion system to circulate fluid in closed loop - Google Patents
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Abstract
Description
ENCEINTE THERMIQUE A CIRCULATION DE FLUIDETHERMAL SPEAKER WITH FLUID CIRCULATION
La présente invention concerne une enceinte thermique à circulation de fluide, contenant un fluide mis en circulation par des moyens de propulsion et divisée par au moins une cloison en zones distinctes dont au moins une zone thermique pourvue de moyens thermiques agencés pour régler la température d'au moins une partie dudit fluide et au moins une zone à conditionner, ces zones étant reliées par au moins deux passages de circulation du fluide lesquels définissent, ainsi qu'avec les parois de l'enceinte thermique, au moins un canal de circulation du fluide. The present invention relates to a thermal enclosure with fluid circulation, containing a fluid circulated by propulsion means and divided by at least one partition into distinct zones, at least one thermal zone provided with thermal means arranged to regulate the temperature of the device. at least a part of said fluid and at least one zone to be conditioned, these zones being connected by at least two fluid circulation passages which define, as well as with the walls of the thermal chamber, at least one fluid circulation channel; .
De manière connue, et comme illustré par la figure 1, les enceintes thermiques 1 sont utilisées pour conditionner thermiquement par exemple des produits alimentaires, soit par réchauffement, soit par refroidissement, dans des tunnels de refroidissement ou des enceintes fermées. Les enceintes thermiques 1 traditionnelles comportent un ou plusieurs générateurs thermiques 5 traditionnels, de frigories ou de calories, couplés à des ventilateurs 6 mettant en circulation le fluide contenu dans l'enceinte thermique 1, appelé par la suite fluide porteur, par exemple de l'air réfrigéré ou réchauffé et apte à transporter et à transmettre des calories et/ou des frigories. In a known manner, and as illustrated in FIG. 1, the thermal chambers 1 are used for thermally conditioning, for example, food products, either by heating or by cooling, in cooling tunnels or closed enclosures. The traditional thermal chambers 1 comprise one or more conventional thermal generators 5, of frigories or calories, coupled with fans 6 circulating the fluid contained in the thermal chamber 1, hereinafter called the carrier fluid, for example from the refrigerated or heated air capable of transporting and transmitting calories and / or cold.
Dans le cas d'une enceinte thermique 1 de réfrigération, le générateur thermique 5 comporte de manière traditionnelle un détendeur (non représenté) couplé à un échangeur de frigories (non représenté) prévus dans l'enceinte thermique 1. Le, générateur thermique 5 comporte également un compresseur 8 couplé à un échangeur de calories (non représenté) reliés au détendeur et à l'échangeur de frigories par un circuit thermique 7. Le compresseur 8 et l'échangeur de calories sont situés à l'extérieur de l'enceinte thermique 1. Le compresseur comprime le fluide réfrigérant afin d'élever sa température. Les calories émises sont dispersées par l'échangeur de calories. Le détendeur décomprime le fluide réfrigérant comprimé afin de le refroidir de manière adiabatique. Les frigories émises sont dispersées par l'échangeur de frigories dans l'enceinte thermique 1 pour refroidir le fluide porteur en circulation. Ces générateurs traditionnels de froid utilisent des gaz, tels que certains CFC (chlorofluorocarbones), extrêmement polluants et nocifs pour l'homme et son environnement. In the case of a refrigeration chamber 1, the heat generator 5 conventionally comprises an expander (not shown) coupled to a heat exchanger (not shown) provided in the thermal chamber 1. The thermal generator 5 comprises also a compressor 8 coupled to a heat exchanger (not shown) connected to the expander and the heat exchanger by a thermal circuit 7. The compressor 8 and the heat exchanger are located outside the thermal chamber 1. The compressor compresses the coolant to raise its temperature. The calories emitted are dispersed by the heat exchanger. The regulator decompresses the compressed refrigerant fluid in order to cool it adiabatically. The frigories emitted are dispersed by the heat exchanger in the thermal enclosure 1 to cool the circulating fluid carrier. These traditional cold generators use gases, such as some CFCs (chlorofluorocarbons), which are extremely polluting and harmful to humans and their environment.
De ce fait, pour protéger les produits alimentaires d'éventuels risques de contamination en cas de fuites de ces générateurs de frigories 5, les enceintes thermiques 1 traditionnelles sont scindées en deux zones distinctes 2, 3 par une cloison 4 pour définir une zone thermique 3 dans laquelle est disposée une partie des générateurs thermiques 5 et une zone à conditionner 2 dans laquelle les produits à refroidir sont placés, par exemple en circulation sur une bande transporteuse 2' traversant l'enceinte thermique 1 entre une entrée 2a et une sortie 2b. La cloison 4 est généralement pleine et définit entre ses bords et les parois de l'enceinte thermique 1, deux passages 9 permettant au fluide porteur contenu dans l'enceinte thermique 1 de circuler simultanément de la zone thermique 3 à la zone à conditionner 2 et inversement. Therefore, in order to protect the food products from possible contamination risks in the event of leakage of these frigory generators 5, the traditional thermal enclosures 1 are divided into two distinct zones 2, 3 by a partition 4 to define a thermal zone 3 in which is disposed a portion of the thermal generators 5 and an area to be packaged 2 in which the products to be cooled are placed, for example in circulation on a conveyor belt 2 'passing through the thermal chamber 1 between an inlet 2a and an outlet 2b. The partition 4 is generally solid and defines between its edges and the walls of the thermal enclosure 1, two passages 9 allowing the carrier fluid contained in the thermal enclosure 1 to flow simultaneously from the thermal zone 3 to the zone to be conditioned 2 and Conversely.
Dans ces enceintes thermiques 1 traditionnelles, le fluide porteur, réfrigéré par le ou les générateurs de froid 5, est pulsé par le ou les ventilateurs 6 prévus dans la zone thermique 3 et se heurte sur les parois de l'enceinte thermique 1 avant de se répartir de manière aléatoire dans la zone thermique 3 puis dans la zone à conditionner 2 par les passages 9. Une partie de ce fluide porteur réfrigéré reste piégé dans la zone thermique 3 et est, de manière aléatoire, à nouveau refroidi par les générateurs de froid 5, sans avoir diffusé ses frigories, d'où une réduction importante du rendement de l'enceinte thermique 1. Pour compenser ces pertes, le fluide porteur doit être refroidi à une température nettement inférieure à celle théoriquement nécessaire d'où une surconsommation d'énergie électrique. In these conventional thermal chambers 1, the carrier fluid, refrigerated by the cold generator (s) 5, is pulsed by the fan or fans 6 provided in the thermal zone 3 and collides with the walls of the thermal enclosure 1 before reaching randomly distribute in the thermal zone 3 and then in the zone to be conditioned 2 by the passages 9. Part of this refrigerated carrier fluid remains trapped in the thermal zone 3 and is, at random, again cooled by the cold generators 5, without having diffused its frigories, resulting in a significant reduction in the efficiency of the thermal enclosure 1. To compensate for these losses, the carrier fluid must be cooled to a temperature significantly lower than that theoretically necessary, hence an overconsumption of electric energy.
Par ailleurs, la circulation du fluide porteur dite "en épingle" obtenue par le ventilateur 6 et représentée par des flèches, provoque des zones de surpression et des zones de dépression dans l'enceinte thermique 1. Ces dernières génèrent à la fois des fuites de fluide porteur réfrigéré à l'entrée 2a et à la sortie 2b de la zone à conditionner 2 et des entrées d'air à température ambiante. Ces phénomènes de perturbations empêchent d'obtenir une température homogène dans la zone à conditionner 2 et génèrent une diminution du rendement thermique de l'enceinte thermique 1. De plus, il est impossible de garantir le refroidissement homogène des produits à refroidir. Aussi, afin de s'assurer d'une température minimale, il est nécessaire de générer des frigories supplémentaires, d'où une surconsommation d'énergie. De plus, l'air à température ambiante entrant naturellement dans l'enceinte thermique 1 pour compenser les fuites, est porteur d'humidité. Aussi, lorsqu'il est refroidi par les générateurs de froid 5, l'humidité qu'il contient se condense sur les parois et sur les produits à refroidir ce qui pose d'importants problèmes sanitaires et de qualité des produits. Pour pallier ce problème, certains utilisent des résistances chauffantes limitant voire supprimant la condensation. Le fonctionnement de ces enceintes thermiques 1 traditionnelles est donc inefficace puisqu'il faut réchauffer le fluide porteur destiné à être refroidi, ce qui génère un surcoût important pour exploiter ces enceintes thermiques traditionnelles. Furthermore, the circulation of the so-called "pin-shaped" carrier fluid obtained by the fan 6 and represented by arrows, causes zones of overpressure and zones of depression in the thermal enclosure 1. These generate both leaks of refrigerated carrier fluid at the inlet 2a and the outlet 2b of the zone to be conditioned 2 and air inlets at room temperature. These disturbance phenomena prevent a homogeneous temperature in the zone to be conditioned 2 and generate a decrease in the thermal efficiency of the thermal enclosure 1. Moreover, it is impossible to guarantee the homogeneous cooling of the products to be cooled. Also, to ensure a minimum temperature, it is necessary to generate additional frigories, resulting in overconsumption of energy. In addition, the air at room temperature naturally entering the thermal chamber 1 to compensate for leaks, is moisture-carrying. Also, when cooled by the cold generators 5, the moisture it contains condenses on the walls and on the products to be cooled, which poses significant health problems and product quality. To overcome this problem, some use heating resistors limiting or even removing condensation. The operation of these traditional thermal speakers 1 is therefore inefficient since it is necessary to heat the carrier fluid to be cooled, which generates a significant additional cost to exploit these traditional thermal speakers.
I1 apparaît donc de manière évidente que ces enceintes thermiques traditionnelles ne sont pas optimisées. It is therefore obvious that these traditional thermal chambers are not optimized.
La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant une enceinte thermique à circulation de fluide permettant, de manière efficace, simple et fiable, de régler de manière homogène la température du fluide porteur contenu dans l'enceinte thermique, cette enceinte thermique étant faible consommatrice d'énergie, ayant un bon rendement énergétique et ne nécessitant pas le surdimensionnement des moyens thermiques. The present invention aims to overcome these drawbacks by proposing a fluid circulation thermal chamber enabling, in an effective manner, simple and reliable, to adjust in a homogeneous manner the temperature of the carrier fluid contained in the thermal enclosure, this thermal enclosure being low consumer of energy, having a good energy efficiency and not requiring oversizing thermal means.
Dans ce but, l'invention concerne une enceinte thermique à circulation de fluide du genre indiqué en préambule, caractérisée en ce que les moyens de propulsion sont disposés dans l'enceinte thermique pour faire circuler le fluide porteur dans le canal, de manière forcée, en sens unique, selon au moins une boucle de circulation fermée prédéterminée passant successivement par un premier passage, dans au moins une partie de la zone thermique, par un second passage, dans au moins une partie de ladite zone à conditionner, et se refermant sur elle-même, de manière à homogénéiser la température dans l'enceinte thermique. For this purpose, the invention relates to a thermal chamber with fluid circulation of the type indicated in the preamble, characterized in that the propulsion means are arranged in the thermal chamber to circulate the carrier fluid in the channel, forcibly, in one direction, according to at least one predetermined closed circulation loop successively passing through a first passage, in at least a portion of the thermal zone, through a second passage, in at least a portion of said zone to be conditioned, and closing on itself, so as to homogenize the temperature in the thermal enclosure.
De manière préférentielle, les moyens de propulsion sont disposés de manière à ce que l'axe du courant qu'ils génèrent soit sensiblement parallèle avec l'axe médian de la portion de canal de circulation dans laquelle ils se trouvent. Preferably, the propulsion means are arranged in such a way that the axis of the current they generate is substantially parallel to the median axis of the circulation channel portion in which they are located.
Les moyens de propulsion comportent avantageusement au moins une hélice mobile en rotation axiale. The propulsion means advantageously comprise at least one propeller movable in axial rotation.
La cloison peut être agencée pour définir avec les parois de l'enceinte thermique au moins un des passages et/ou comporter au moins un des passages. The partition may be arranged to define with the walls of the thermal enclosure at least one of the passages and / or comprise at least one of the passages.
De préférence, la zone thermique et la zone à conditionner sont reliées par au moins trois passages et les moyens de propulsion sont disposés pour faire circuler le fluide porteur dans le canal, de manière forcée, en sens unique, selon au moins deux boucles de circulation fermées prédéterminées de sorte que l'un au moins des passages dit partagé soit traversé simultanément et en sens unique par au moins deux des boucles de circulation. Preferably, the thermal zone and the zone to be conditioned are connected by at least three passages and the propulsion means are arranged to circulate the carrier fluid in the channel, forcibly, in a single direction, according to at least two circulation loops. predetermined closures so that at least one of said shared passages is traversed simultaneously and in one direction by at least two of the circulation loops.
De manière préférentielle, au moins une partie des moyens de propulsion sont disposés dans l'un des passages et/ou les moyens thermiques comportent au moins l'un des éléments choisi dans le groupe comprenant au moins un groupe de refroidissement ou un groupe de chauffage. Preferably, at least a portion of the propulsion means are disposed in one of the passages and / or the thermal means comprise at least one of the elements selected from the group comprising at least one cooling group or a heating group .
Le groupe de refroidissement et/ou de chauffage comporte avantageusement au moins un compresseur, au moins un échangeur de calories, au moins un détendeur et au moins un échangeur de frigories reliés par au moins un circuit thermique agencé pour transporter au moins une partie des calories et des frigories respectivement du compresseur à l'échangeur de calories et du détendeur à l'échangeur de frigories. The cooling and / or heating unit advantageously comprises at least one compressor, at least one heat exchanger, at least one expander and at least one heat exchanger connected by at least one thermal circuit arranged to carry at least a portion of the calories. and frigories respectively of the compressor to the heat exchanger and the expander to the heat exchanger.
Selon un mode de réalisation avantageux, le groupe de refroidissement et/ou de chauffage comporte au moins un générateur de flux thermique à matériau magnéto-calorique comportant au moins un élément magnétocalorique, des moyens magnétiques agencés pour émettre au moins un champ magnétique et des moyens de déplacement agencés pour soumettre l'élément magnéto-calorique à une variation de champ magnétique de manière à faire varier sa température, et des moyens de récupération des calories et/ou frigories émises par cet élément magnéto-calorique. According to an advantageous embodiment, the cooling and / or heating group comprises at least one thermal flux generator with magnetocaloric material comprising at least one magnetocaloric element, magnetic means arranged to emit at least one magnetic field and means displacement means arranged to subject the magneto-caloric element to a magnetic field variation so as to vary its temperature, and means for recovering calories and / or frigories emitted by this magneto-caloric element.
Les moyens magnétiques sont avantageusement couplés aux moyens de déplacement pour les déplacer par rapport à l'élément magnéto-calorique, et de préférence selon un mouvement alternatif choisi dans le groupe comprenant au moins un pivotement, un pivotement combiné à une translation, une translation. The magnetic means are advantageously coupled to the displacement means to move them relative to the magneto-caloric element, and preferably according to an alternating movement chosen from the group comprising at least one pivoting, a pivoting combined with a translation, a translation.
L'enceinte thermique peut comporter des moyens de défilement agencés pour porter et déplacer, à une vitesse prédéterminée, les produits à conditionner thermiquement, entre au moins une entrée et une sortie prévues dans les parois de l'enceinte thermique. The thermal enclosure may comprise scrolling means arranged to carry and move, at a predetermined speed, the products to be thermally conditioned, between at least one inlet and an outlet provided in the walls of the thermal enclosure.
Les entrée et sortie sont de préférence pourvues de moyens d'étanchéité thermique agencés pour limiter les déperditions thermiques vers l'extérieur de l'enceinte thermique. The inlet and outlet are preferably provided with thermal sealing means arranged to limit thermal losses to the outside of the thermal enclosure.
Les parois de l'enceinte thermique etlou la cloison sont avantageusement réalisées au moins en partie en un matériau thermiquement isolant. The walls of the thermal enclosure and / or the partition are advantageously made at least partly of a thermally insulating material.
La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de plusieurs modes de réalisation, en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs, dans lesquels: la figure 1 est une vue de dessus schématique d'une enceinte thermique selon l'art antérieur décrite dans l'introduction, - les figures 2 à 6 sont des vues de dessus schématiques de cinq modes de réalisation de l'invention, et la figure 7 est une vue en perspective d'un générateur de flux thermique à matériau magnéto-calorique pouvant être utilisé. The present invention and its advantages will appear better in the following description of several embodiments, with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples, in which: FIG. 1 is a schematic top view of a thermal enclosure according to the prior art described in the introduction, - Figures 2 to 6 are schematic top views of five embodiments of the invention, and Figure 7 is a perspective view of a material heat flow generator magneto-caloric that can be used.
En référence aux figures 2 à 6, l'enceinte thermique 10-14 à circulation de fluide contient un fluide porteur mis en circulation par des moyens de propulsion 60. Cette enceinte thermique 10-14 est divisée par une ou plusieurs cloisons 40-44 en zones distinctes dont au moins une zone thermique 30-34 et au moins une zone à conditionner 20-24, reliées par au moins deux passages 90a,b, 91a,b, 92a- c, 93a,b, 94a-c de circulation du fluide porteur. Les parois de l'enceinte thermique 10-14, la cloison 40-44 et les passages 90a,b, 91a,b, 92a-c, 93a,b, 94a-c délimitent ainsi un ou plusieurs canaux de circulation du fluide porteur. L'enceinte thermique 10-14 comporte des moyens de propulsion 60 du fluide porteur entre la zone thermique 30- 34 et la zone à conditionner 20-24 et, la zone thermique 30-34 comporte des moyens thermiques 50 pour régler la température de tout ou partie de ce fluide porteur en circulation. With reference to FIGS. 2 to 6, the thermal enclosure 10-14 with fluid circulation contains a carrier fluid circulated by propulsion means 60. This thermal enclosure 10-14 is divided by one or more partitions 40-44 into separate zones including at least one heat zone 30-34 and at least one zone to be conditioned 20-24, connected by at least two circulation passages 90a, b, 91a, b, 92a, 93a, b, 94a-c. carrier fluid. The walls of the thermal chamber 10-14, the partition 40-44 and the passages 90a, b, 91a, b, 92a-c, 93a, b, 94a-c thus delimit one or more channels for circulation of the carrier fluid. The thermal enclosure 10-14 comprises propulsion means 60 for the carrier fluid between the thermal zone 30-34 and the zone to be conditioned 20-24, and the thermal zone 30-34 comprises thermal means 50 for regulating the temperature of any or part of this carrier fluid in circulation.
L'enceinte thermique 10-14 selon l'invention se différencie de l'art antérieur par le fait que les moyens de propulsion 60 forcent le fluide porteur à circuler en sens unique, selon une ou plusieurs boucles de circulation 100-104 suivant le ou les canaux de circulation. Pour ce faire, les moyens de propulsion 60 sont disposés de manière à ce que l'axe du courant qu'ils génèrent soit sensiblement parallèle à l'axe médian de la portion de circuit la plus proche. Chaque boucle de circulation 100-104 passe ainsi respectivement par un premier passage 90a, 91a, 92a, 93a, 94a, dans au moins une partie de la zone thermique 30-34, par un second passage 90b, 91b, 92b,c, 93b, 94b,c, dans au moins une partie de la zone à conditionner 20-24, et se referme sur elle-même, pour homogénéiser la température dans l'enceinte thermique 10-14. The thermal enclosure 10-14 according to the invention differs from the prior art in that the propulsion means 60 force the carrier fluid to circulate in one direction, according to one or more circulation loops 100-104 following the or the traffic channels. To do this, the propulsion means 60 are arranged in such a way that the axis of the current they generate is substantially parallel to the median axis of the nearest circuit portion. Each circulation loop 100-104 thus passes respectively through a first passage 90a, 91a, 92a, 93a, 94a, in at least a portion of the thermal zone 30-34, by a second passage 90b, 91b, 92b, c, 93b , 94b, c, in at least a portion of the zone to be conditioned 20-24, and closes on itself, to homogenize the temperature in the thermal chamber 10-14.
Dans les exemples représentés, les enceintes thermiques 10-14 sont dynamiques, leurs zones à conditionner 20-24 comportent des moyens de défilement tels que par exemple une bande transporteuse 20' déplaçant les produits à conditionner (non représentés) entre une entrée 20a-24a et une sortie 20b-24b prévues dans les parois de l'enceinte thermique 10-14. Ces entrées 20a-24a et sorties 20b-24b peuvent être pourvues de moyens d'étanchéité thermique (non représentés) tels que des rideaux plastiques ou métalliques ou tout autre moyen adapté pour limiter les déperditions thermiques vers l'extérieur de l'enceinte thermique 10-14. In the examples shown, the thermal chambers 10-14 are dynamic, their zones to be conditioned 20-24 comprise scrolling means such as for example a conveyor belt 20 'moving the products to be packaged (not shown) between an inlet 20a-24a and an output 20b-24b provided in the walls of the thermal enclosure 10-14. These inputs 20a-24a and 20b-24b outputs may be provided with thermal sealing means (not shown) such as plastic or metal curtains or any other means adapted to limit thermal losses to the outside of the thermal enclosure 10 -14.
Selon une variante de réalisation non représentée, le conditionnement thermique est statique, l'enceinte thermique 10-14 ne comporte pas de bande transporteuse et les produits sont placés à l'intérieur de l'enceinte thermique 10-14 pouvant être fermée de manière étanche. According to an alternative embodiment not shown, the thermal conditioning is static, the thermal enclosure 10-14 does not include a conveyor belt and the products are placed inside the thermal enclosure 10-14 can be closed in a sealed manner .
Selon un premier mode de réalisation et en référence à la figure 2, l'enceinte thermique 10 comporte une cloison 40 délimitant une zone à conditionner 20 et une zone thermique 30, dont les bords définissent avec les parois de l'enceinte thermique 10 deux passages 90a, b délimitant un canal de circulation 100 du fluide porteur, en boucle fermée autour de la cloison 40. Dans cet exemple, l'enceinte thermique 10 est prévue pour refroidir des produits et les générateurs thermiques 50 comportent un détendeur 52 et un échangeur de frigories 82 prévus dans la zone thermique 30 ainsi qu'un compresseur 51 et un échangeur de calories 81 prévus à l'extérieur de l'enceinte thermique 10, ces éléments étant reliés par un circuit thermique 70. According to a first embodiment and with reference to FIG. 2, the thermal enclosure 10 comprises a partition 40 delimiting a zone to be conditioned 20 and a thermal zone 30 whose edges define with the walls of the thermal enclosure 10 two passages 90a, b delimiting a circulation channel 100 of the carrier fluid, in a closed loop around the partition 40. In this example, the thermal enclosure 10 is provided for cooling products and the thermal generators 50 comprise an expander 52 and a heat exchanger. frigories 82 provided in the thermal zone 30 as well as a compressor 51 and a heat exchanger 81 provided outside the thermal enclosure 10, these elements being connected by a thermal circuit 70.
Les moyens de propulsion 60 comportent un ou plusieurs ventilateurs disposés dans la zone thermique 30, transversalement entre la cloison 40 et la paroi de l'enceinte thermique 10 qui lui est sensiblement parallèle, et sensiblement au milieu du canal de circulation 100 qu'elles forment. Lorsque les moyens de propulsion 60 comportent un ventilateur, l'axe de rotation de sa ou de ses hélices est sensiblement parallèle à la portion de canal de circulation 100 concernée. Dans cet exemple, les moyens de propulsion 60, le détendeur 52 et l'échangeur de frigories 82 sont combinés. Dans une variante de réalisation non représenté, les moyens de propulsion sont disposés dans une cloison complémentaire disposée dans le canal de circulation entre la cloison 40 et à la paroi de l'enceinte thermique 10 pour que tout le fluide porteur en circulation passe systématiquement et de manière incontournable par les moyens de propulsion. The propulsion means 60 comprise one or more fans arranged in the thermal zone 30, transversely between the partition 40 and the wall of the thermal enclosure 10 which is substantially parallel thereto, and substantially in the middle of the circulation channel 100 which they form. . When the propulsion means 60 comprise a fan, the axis of rotation of his or her propellers is substantially parallel to the portion of the circulation channel 100 concerned. In this example, the propulsion means 60, the expander 52 and the heat exchanger 82 are combined. In an alternative embodiment not shown, the propulsion means are disposed in a complementary partition disposed in the circulation channel between the partition 40 and the wall of the thermal enclosure 10 so that all the circulating fluid fluid systematically passes and unavoidable way by means of propulsion.
Ainsi, les moyens de propulsion 60 forcent le fluide porteur réfrigéré par l'échangeur de frigories 82 à circuler, en sens unique en suivant une boucle de circulation 100 fermée prédéterminée unique traversant respectivement un premier passage 90a, la zone thermique 30, le second passage 90b, la zone à conditionner 20, et se refermant sur elle-même. Thus, the propulsion means 60 force the carrier fluid refrigerated by the heat exchanger 82 to circulate in a single direction following a single predetermined closed circulation loop 100 passing through a first passage 90a, the thermal zone 30, the second passage respectively. 90b, the area to condition 20, and closing on itself.
Cette circulation forcée du fluide porteur réfrigéré permet d'homogénéiser la température du fluide porteur dans l'ensemble de l'enceinte thermique 10 et en particulier dans la zone à conditionner 20. La boucle de circulation 100 étant bien définie et suivie selon un sens unique, il n'y a pas de création de perturbation, ni de fuite aux entrée 20a et/ou sortie 20b des produits à conditionner thermiquement. Le rendement de l'enceinte thermique 10 est donc optimal. This forced circulation of the refrigerated carrier fluid makes it possible to homogenize the temperature of the carrier fluid throughout the thermal enclosure 10 and in particular in the zone to be conditioned 20. The circulation loop 100 being well defined and followed in a one-way direction , there is no creation of disturbance or leakage at the inlet 20a and / or outlet 20b of the products to be thermally conditioned. The efficiency of the thermal enclosure 10 is therefore optimal.
Dans une autre variante de réalisation, les moyens de propulsion 60 peuvent comporter plusieurs ventilateurs disposés l'un derrière l'autre ou l'un à coté de l'autre. 10 L'enceinte thermique 10 peut également être prévue pour réchauffer les produits et avoir un ou plusieurs échangeurs de frigories disposés à l'extérieur de l'enceinte thermique 10 et un ou plusieurs échangeurs de calories prévus à l'intérieur de la zone thermique 10. Selon une variante de réalisation non représentée, cette enceinte thermique 10 peut également comporter un générateur thermique magnéto-calorique permettant notamment de s'affranchir de ces problèmes de pollution et dont les avantages et le fonctionnement sont détaillés plus loin. In another variant embodiment, the propulsion means 60 may comprise several fans arranged one behind the other or one next to the other. The thermal enclosure 10 may also be provided to heat the products and to have one or more heat exchangers disposed outside the thermal enclosure 10 and one or more heat exchangers provided within the thermal zone 10. According to an alternative embodiment not shown, this thermal enclosure 10 may also include a magneto-caloric thermal generator allowing in particular to overcome these pollution problems and whose advantages and operation are detailed below.
Un deuxième mode de réalisation de l'invention illustré par la figure 3 se différencie du premier par le fait que les moyens de propulsion 60 de l'enceinte thermique 11 sont disposés dans l'un des passages 91a, b délimité par la cloison 41 et par la paroi adjacente de l'enceinte thermique 11. Le ou les générateurs thermiques 50 peuvent être disposés en tout ou partie à d'autres emplacements représentés en pointillés sur cette figure 3. Ils peuvent par exemple être combinés aux moyens de propulsion 60 et disposés dans le passage 91a concerné, disposés dans la zone thermique 31 sensiblement au milieu de la boucle de circulation 101 ou disposés dans le second passage 91b. A second embodiment of the invention illustrated by FIG. 3 differs from the first in that the propulsion means 60 of the thermal enclosure 11 are arranged in one of the passages 91a, b delimited by the partition 41 and by the adjacent wall of the thermal enclosure 11. The thermal generator or generators 50 may be arranged wholly or partly at other locations shown in dashed lines in this FIG. 3. They may for example be combined with the propulsion means 60 and arranged in the passage 91a concerned, arranged in the thermal zone 31 substantially in the middle of the circulation loop 101 or disposed in the second passage 91b.
Selon un troisième mode de réalisation représenté par la figure 4, la cloison 42 de l'enceinte thermique 12 comporte un passage 92a central et définit avec les parois de l'enceinte thermique 12 deux autres passages 92b, c latéraux. According to a third embodiment shown in FIG. 4, the partition 42 of the thermal enclosure 12 comprises a central passage 92a and defines with the walls of the thermal enclosure 12 two other lateral passages 92b, c.
Dans cet exemple les moyens de circulation 60 sont disposés dans le passage central 92a de manière à forcer le fluide porteur à circuler selon les deux boucles de circulation 102a,b, prédéfinies, suivies chacune selon un sens de circulation unique. La première boucle de circulation 102a traverse respectivement le passage central 92a, la partie gauche de la zone thermique 32, le premier passage latéral 92b, la partie gauche de la zone à conditionner 22, et se referme sur elle-même. La seconde boucle de circulation 102b traverse respectivement le passage central 92a, la partie droite de la zone thermique 32, le second passage latéral 92c, la partie droite de la zone à conditionner 22, et se referme sur elle-même. Ainsi, le fluide porteur est divisé en deux courants circulant simultanément, chacun selon sa boucle de circulationl02a, b prédéfinie, en sens unique et traversant simultanément le passage central 92a dans le même sens. Ainsi il n'y a pas de création de turbulence, ni de risque de fuite. Comme précédemment, le ou les générateurs thermiques 50 peuvent être disposés à d'autres emplacements non représentés. In this example, the circulation means 60 are arranged in the central passage 92a so as to force the carrier fluid to circulate along the two predefined circulation loops 102a, b, each followed in a single direction of circulation. The first circulation loop 102a crosses respectively the central passage 92a, the left part of the thermal zone 32, the first lateral passage 92b, the left part of the zone to be conditioned 22, and closes on itself. The second circulation loop 102b crosses respectively the central passage 92a, the right part of the thermal zone 32, the second lateral passage 92c, the right part of the zone to be conditioned 22, and closes on itself. Thus, the carrier fluid is divided into two currents flowing simultaneously, each according to its predefined circulation loop 102a, b, in one direction and simultaneously passing through the central passage 92a in the same direction. Thus there is no creation of turbulence or risk of flight. As before, the thermal generator or generators 50 may be arranged at other locations not shown.
Selon une autre variante de réalisation non représentée, chaque boucle de circulation 102a,b peut comporter ses propres moyens de circulation 60 prévus dans la zone thermique 32 et/ou respectivement dans chacun des passages latéraux 92b,c. According to another variant embodiment not shown, each circulation loop 102a, b may include its own circulation means 60 provided in the thermal zone 32 and / or respectively in each of the lateral passages 92b, c.
De manière optimale, on utilise dans cet exemple, un ou plusieurs générateurs de flux thermique à matériau magnéto-calorique 500 illustré par la figure 7, qui présentent l'avantage de ne pas utiliser de gaz nocifs pour l'environnement et/ou pour l'homme et permettent ainsi de s'affranchir des risques de contamination des produits à conditionner thermiquement. Le générateur de flux thermique à matériau magnétocalorique 500 peut ainsi être disposé dans l'environnement proche des produits à conditionner thermiquement, par exemple, comme illustré dans le passage central 92a. Il peut également être disposé en tout endroit dans la zone thermique 32. Optimally, one uses in this example, one or more magneto-caloric material heat flux generators 500 illustrated in FIG. 7, which have the advantage of not using gases which are harmful for the environment and / or for the environment. man and thus make it possible to overcome the risks of contamination of products to be thermally conditioned. The magnetothermal material heat flux generator 500 can thus be disposed in the environment close to the products to be thermally conditioned, for example, as illustrated in the central passage 92a. It can also be placed anywhere in the thermal zone 32.
Ce générateur de flux thermique à matériau magnéto-calorique 500 comporte deux unités de génération de flux thermique 510 disposées côte à côte et pourvues chacune d'éléments magnéto-caloriques 501 disposés en ligne selon deux rangées dont chacune est portée par un cadre 506. Les éléments magnéto-caloriques 501 sont soumis, de manière alternative, à des champs magnétiques émis par des moyens magnétiques 502 en forme de U ou de C, disposés en quinconce de part et d'autre de deux barres 504 sensiblement rectilignes et couplées à des moyens d'entraînement alternatifs pour être mobiles en translation rectiligne alternative par rapport au cadre 506. Les éléments magnéto-caloriques 501 sont traversés par un conduit (non représenté) contenant un fluide caloporteur et relié à un ou plusieurs circuits de fluide caloporteur pourvus par exemple de pompe de circulation. Sous l'effet de la présence et de l'absence du champ magnétique, la température des éléments magnéto-caloriques 501 varie: elle s'élève en présence du champ magnétique et s'abaisse, à une température inférieure à la température initiale, en l'absence de champ magnétique. Les calories et frigories émises par les éléments magnéto- caloriques 501 sont récupérées par le fluide caloporteur pour être évacuées par l'intermédiaire par exemple d'échangeurs (non représentés). Selon cette forme de réalisation préférée, les moyens magnétiques 502 sont couplés aux moyens de déplacement pour les déplacer par rapport aux éléments magnéto-caloriques 501 de manière alternative. Ainsi, les éléments magnéto-caloriques 501 sont fixes, l'ensemble des circuits de fluide caloporteur également, ce qui permet d'éviter tout problème d'étanchéité. This thermal flux generator with magneto-caloric material 500 comprises two thermal flow generation units 510 arranged side by side and each provided with magneto-caloric elements 501 arranged in line along two rows, each of which is carried by a frame 506. magneto-caloric elements 501 are alternately subjected to magnetic fields emitted by magnetic means 502 U-shaped or C, arranged in staggered rows on both sides of two bars 504 substantially straight and coupled to means alternating drive to be movable in rectilinear reciprocal translation relative to the frame 506. The magneto-caloric elements 501 are traversed by a conduit (not shown) containing a coolant and connected to one or more coolant circuits provided for example with circulation pump. Under the effect of the presence and the absence of the magnetic field, the temperature of the magnetocaloric elements 501 varies: it rises in the presence of the magnetic field and falls, at a temperature lower than the initial temperature, the absence of a magnetic field. The calories and frigories emitted by the magnetocaloric elements 501 are recovered by the heat transfer fluid to be discharged via, for example, exchangers (not shown). According to this preferred embodiment, the magnetic means 502 are coupled to the displacement means to move them relative to the magnetocaloric elements 501 alternatively. Thus, the magnetocaloric elements 501 are fixed, all of the heat transfer fluid circuits also, which makes it possible to avoid any sealing problem.
Dans d'autres variantes de réalisation non représentées, le mouvement alternatif est un pivotement ou un pivotement combiné à une translation, par exemple un mouvement hélicoïdal. In other alternative embodiments not shown, the reciprocating movement is a pivoting or pivoting combined with a translation, for example a helical movement.
Selon un quatrième mode de réalisation représenté par la figure 5, la cloison 43 de l'enceinte thermique 13 comporte cinq passages 93a, b intermédiaires et définit avec les parois de l'enceinte thermique 13 deux passages latéraux 93c. According to a fourth embodiment shown in FIG. 5, the partition 43 of the thermal enclosure 13 comprises five intermediate passages 93a, b and defines with the walls of the thermal enclosure 13 two lateral passages 93c.
Dans cet exemple, les moyens de circulation 60 sont disposés dans trois des passages 93a intermédiaires de manière à forcer le fluide porteur à circuler selon six boucles de circulation 103, suivant chacune un sens de circulation unique. Ainsi, au niveau de chaque passage 93a intermédiaire pourvu des moyens de circulation 60, le fluide porteur est divisé en deux courants circulant simultanément selon sa boucle de circulation 103 et traversant chacun deux des passages 93a, b, c, simultanément et en sens unique. Il n'y a ainsi pas de création de turbulence, ni de risque de fuite. Comme précédemment, le ou les générateurs thermiques 50 peuvent être disposés à différents emplacements non représentés sur cette figure. Les parois de l'enceinte thermique 13, la cloison 43 et les sept passages 93a-c définissent ainsi six boucles de circulation 103 fermées prédéterminées pour le fluide porteur. In this example, the circulation means 60 are arranged in three of the intermediate passages 93a so as to force the carrier fluid to circulate along six circulation loops 103, each in a single direction of circulation. Thus, at each intermediate passage 93a provided with circulation means 60, the carrier fluid is divided into two streams flowing simultaneously along its circulation loop 103 and each passing through two passages 93a, b, c simultaneously and in one direction. There is no creation of turbulence or risk of leakage. As before, the thermal generator or generators 50 may be arranged at different locations not shown in this figure. The walls of the thermal enclosure 13, the partition 43 and the seven passages 93a-c thus define six predetermined closed circulation loops 103 for the carrier fluid.
Selon un cinquième mode de réalisation représenté par la figure 6, la cloison 44 de l'enceinte thermique 14 comporte trois passages intermédiaires 94a, b et définit avec les parois de l'enceinte thermique 14 deux passages latéraux 94c. Dans cet exemple, les moyens de circulation 60 sont disposés dans le passage central 94a de manière à forcer le fluide porteur à circuler selon quatre boucles de circulation 104, suivant chacune selon un sens unique. Les passages latéraux 94c et deux des passages intermédiaires 94b sont traversés par une seule boucle de circulation 104 et le passage central 94a est traversé simultanément par les quatre boucles de circulation 104. According to a fifth embodiment shown in FIG. 6, the partition 44 of the thermal enclosure 14 has three intermediate passages 94a, b and defines with the walls of the thermal enclosure 14 two lateral passages 94c. In this example, the circulation means 60 are arranged in the central passage 94a so as to force the carrier fluid to circulate along four circulation loops 104, each following in a single direction. The lateral passages 94c and two of the intermediate passages 94b are traversed by a single circulation loop 104 and the central passage 94a is traversed simultaneously by the four circulation loops 104.
Comme précédemment, le ou les générateurs thermiques 50 peuvent être disposés à différents emplacements non représentés sur cette figure. As before, the thermal generator or generators 50 may be arranged at different locations not shown in this figure.
L'enceinte thermique 10-14 et/ou la cloison 40-44 peuvent être réalisées en matériau thermiquement isolant. Le fluide porteur utilisé peut être un gaz, de l'air, de la vapeur en micro particules brumisées, un liquide ou tout autre fluide porteur adapté. The thermal enclosure 10-14 and / or the partition 40-44 may be made of thermally insulating material. The carrier fluid used may be a gas, air, steam in micro-mist particles, a liquid or any other suitable carrier fluid.
Selon une variante de réalisation non représentée, les zones thermiques 30-34 et à conditionner 20-24 peuvent être superposées l'une sur l'autre. On peut également prévoir plusieurs zones thermiques 30-34 et/ou plusieurs zones à conditionner 20-24 consécutives dans une même enceinte thermique 10-14. De même, il est possible de prévoir plusieurs enceintes thermiques 10-14 disposées en ligne ou en colonne et reliées entre elles en série ou en parallèle. According to an alternative embodiment not shown, the thermal zones 30-34 and 20-24 to condition may be superimposed on one another. It is also possible to provide several thermal zones 30-34 and / or several zones to be conditioned 20-24 consecutive in the same thermal chamber 10-14. Similarly, it is possible to provide several thermal chambers 10-14 disposed in line or in a column and interconnected in series or in parallel.
Cette enceinte thermique 10-14 peut avantageusement être utilisée dans l'industrie alimentaire pour réaliser des tunnels de refroidissement de produits agroalimentaires par exemple issus d'une extrudeuse tel que dans le domaine de la confiserie. Elle peut servir de chambre froide, de séchoir, de salle climatisée par exemple dans l'industrie des composants électroniques, de salle de tempérage, de chauffage ou pour toute autre application équivalente dans tout type d'industrie. This thermal enclosure 10-14 can advantageously be used in the food industry to produce cooling tunnels for agri-food products, for example from an extruder such as in the field of confectionery. It can serve as cold room, dryer, air-conditioned room for example in the industry of electronic components, tempering room, heating or for any other equivalent application in any type of industry.
Cette description met bien en évidence que l'enceinte thermique 10-14 selon l'invention permet de répondre aux buts fixés et notamment de conditionner thermiquement une zone à conditionner et/ou des produits, de manière homogène, efficace, simple et fiable tout en étant d'un encombrement limité, ayant un bon rendement, une consommation d'énergie limitée et sans risque sanitaire pour l'homme, son environnement et les produits thermiquement conditionnés. This description clearly demonstrates that the thermal enclosure 10-14 according to the invention makes it possible to meet the fixed objectives and in particular to thermally condition a zone to be packaged and / or products in a homogeneous, efficient, simple and reliable manner while being of limited size, having a good yield, a limited energy consumption and without health risk for humans, their environment and thermally conditioned products.
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. The present invention is not limited to the embodiments described but extends to any modification and variation obvious to a person skilled in the art while remaining within the scope of protection defined in the appended claims.
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