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n;SpO~;~;r pour la con-~ervation froide de pl~sq9~ t repas avec
réchaufr~",~ loc~
L'invention concerne les dispositifs p~ur la conservation froide des
plateaux repas avec réchauffement localisé.
Elle vise plus spécialement les dispositir~ comprenant un châssis sur
roulette portant un caisson inférieur et un caisson supérieur, ces deux caissons étant
séparés par un espace pouvant contenir plusieurs plateaux repas en matériau isolant
thermiquement, el"~,.'és et amovibles, et dans lesquels chaque caisson, réalisé en
matériau isolant thermiquement, comporte deux boucles de renvoi pour les branches
lo verticales de deux circuits parallèles et indépendants, ménagés dans les plateaux
repas, à savoir un circuit de ,t:r,uidissement et un circuit de réchauffage ou de
rer(o.'ssement et de réchauffage, I'un des caissons étant muni de moyens de
production de frigories communiquant avec l'un des deux circuits. Chacun des
plateaux repas, pour ce type de dispositif, est composé d'un élément supérieur et
d'un élément inférieur comportant des barrières thermiques co",r'cmentaires
s'interpénétrant pour diviser chaque plateau en deux zones, isolées l'une de l'autre et
de l'extérieur, chaque zone de chaque élément de pl?teau~ étant traversée par aumoins deux canaux verticaux dont l'un entoure partiellement les récipients supportés
par l'élément inférieur, tandis que chaque élément supérieur de chaque plateau
comporte, dans sa zone de réchauffage, des moyens de production de calories.
Dans l'armoire décrite dans FR-A-90 07060, les moyens de production
de frigories comprennent un groupe frigorifique e,-,baf~ué disposé dans le caisson
inférieur et dont l'évaporateur est disposé, soit dans le caisson supérieur, soit dans le
caisson inférieur. Lorsque l'armoire est déplacée pour distribuer les plateaux repas,
I'alimentation électrique du compresseur doit être interrompue, ce qui exclut toute
application de ce type d'armoire à ia distribution des repas à partir d'une centrale de
restauration éloignée puisque, très rapidement, I'évaporateur n'est plus en mesure de
foumir des frigories.
Un autre inconvénient de ces moyens de production de frigories est la
surcharge pondérale qui, résultant du groupe frigorifique, exclut l'utilisation de ce type
d'armoire pour la restauration dans les avions.
Enfin, le maintien en température froide des récipients disposés dans les
~ plateaux est effectué au moyen du flux d'air froid circulant dans les deux branches du
circuit, soit par convection naturelle, soit par circulation forcée. Il en résulte que,
3s même si des canaux transversaux de liaison peuvent être ménagés dans lesplateaux pour faire communiquer la branche descendante du circuit froid avec la
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branche ascendante, les températures de conservation ne sont pas uniro,."es sur
tous les pl?~~ n~, cette différence pouvant ~tre i-~po, l~nle entre les pi9~-' n~ proches
de l'évaporateur et ceux qui en sont le plus eloigné.
La présente invention a pour objet de foumir un ~lispositif qui remédie à
5 ces inconvgn:enta.
A cet effet, dans le cl;sposilif selon l'invention, les moyens de procluction
du froid comprennent:
- dans le caisson supérieur:
- un ~Jccumulateur de frigories constitué par un réservoir
lo étanche, isolé et ,accordable à une source de fluide à température négative, au
moins le fond de ce réservoir étant the.." ~uement conducteur et présenlant, au
moins dans la zone de la boucle de retour du circuit de refroidissement, une
défor."alion sensiblement semi cylindrique,
- un organe de régulation constitué par un cylindre hoii~ontal
15 de même diamètre que la déformation précitée contre laquelle il est en contact et
monté libre en rotation, sous le co"l,lJle d'une co,n,-,ande, ce cylindre co,nprenant
une partie supérieure en matériau isolant et une partie inférieure en matériau
thermiquement conductellr dans la~uel'e est emmanchée l'une des e~ ",ilés de
barreaux caloducs dont les e~cl,e,,,ilés libres sont dans la boucle de retour du circuit
20 de refroidissement,
- et, dans l'un des éléments de chaque plateau, une plaque d'échange
comportant un pre,.,;er réseau caloduc interne dont les échangeurs thermiques sont
sposés dans les zones des récipients à refroidir, ces échangeurs étant munis
d'embouts de colle~tP de frigories disposés dans la branche verticale descendante
25 du circuit de refroidissement
Dans ce dispositif, la source de froid est constituee par un réservoir de
frigories dont l'alh"enlalion, effectuée de fa,con connue par des raccords connectés à
une réserve centrale, est assurée par un fluide qui peut être super réfrigérant, c'est à
dire être constitué par un liquide eutectique ou équivalent, porte à très basse
30 température de l'ordre de - 21~C En raison de son isolation thermique par l'isolant du
caisson, ce réservoir, bien que réalisé en materiau conducteur, ne peut diffuser ses
frigories qu'à travers l'organe de régulation Cet organe peut occuper une position de
fermeture totale s'oppos~nt à tout echange entre le fond de la réserve et la boucle de
renvoi du circuit avec lequel il communique, position dans laquelle la partie en35 matériau isolant vient seule en contact contre la déformation semi cyli.,d,ique du
réservoir Dès que cet organe de régulation est pivoté, et qu'un segment circulaire de
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sa partie en matiériau con~ucte~lr vient au contact de la défoil"alion semi cylindrique
du reservoir, les frigories se l,ansn,etlent par conduction à travers le fond de la
d~foi"~alion à la partie conductrice de l'organe de rég~ tion et, de là, aux exl~é".ilés
intemes des barreaux ~loducs qui, en raison de leur inclinaison et de leur nature,
s transmettent immédidte",ent cette énergie à leur autre extrémité, disposee dans le
circuit de refr~i~;ssement.
La régulation de l'échange de frigories s'effectue en modifiant la position
angulaire de l'organe de régu'~tion par rapport à la déformation de la réserve, c'est à
dire par modification de la surface de la partie conductrice de cet organe en contact
lo avec la face de cette déformation.
Les frigories, ainsi entraînées dans le circuit de refroidissement,
rencontrent, dans l'une des branches de celui-ci, les embouts de collecte des
réseaux caloducs des plaques d'échange associées à chaque plateau, ce qui permetà une partie des frigories véhi.,l~'ées de venir, par les reseaux caloducs, dans les
zones des plat~allY devant ê~re refroidis, c'est à dire à proximité des plats et mets
devant être r"a;nlenus en température. Toutes ces fonctions de transfer~ thermique
s'effectuent par conductivité directe sans aucun accessoire et permettent donc, après
avoir chargé le réservoir en frigories, d'assurer le maintien des aliments à la
température adéquate, sans recours à une source d'énergie extérieure.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le circuit de refroidissement
et de réchauffage comprend, dans la boucle de renvoi du caisson inférieur, un
échangeur thermique et la plaque d'échange, solidaire de l'un des éléments de
chaque plateau, cor"po, ~e un second réseau caloducs inteme comprenant un
echangeur therrnique disposé dans la zone des récipients à réchauffer, cet
échangeur se prolongeant, dans la branche verticale ascendanle du circuit de
réchauffage, par un embout de collecte des calories ou frigories.
Ainsi, les récipienls disposes dans la zone de réchauffage des plateaux
repas sont n ,ai, .tenus en température chaude par l'interrnédiaire des plaques
d'échange.
Dans une autre application, combinant dans cette zone, refroidissement
puis rechauffage, ces deux fonctions successives sont assurées par le second
réseau caloduc qui prélève les frigories puis les calories dans la même branche du
circuit correspondant. Dans ce cas, ce circuit est régulé par un organe de régulation
indépendant du premier et pouvant, soit transmettre les frigories dans la boucle de
renvoi supérieure du circuit, soit prendre une position d'isolation de la réserve de
frigories, pour permettre la circulation de l'air chaud dans le circuit.
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Avantageuse")enl, les moyens de production de chaleur ~isposés dans
la boucle du circuit de réchauffage, sont constitués par les exl,~milés libres de
,~'usieurs barreaux caloducs dont les autres e3~t,en,it~s sont en contact thermique
avec un réservoir d'huile thermique contenant des résisla~ces électriques de
s réchauffage sous conl~'e the"~,ostalique.
Dans ces conditions, lorsque l'armoire du chariot passe en phase de
réchauffage des aliments, les résistances électriques sont alimentées de manière à
porter l'huile contenue dans le réservoir à une température déterminée, et l'énergie
calorifique de cette huile est Irans",ise, par les barreaux caloducs, dans la boucle de
lo renvoi inférieure du circuit de réchauffage.
Lorsqu'il faut déplacer le chariot pour distribuer les plateaux repas, la
réserve d'huile constitue une réserve de calories positives qui continue à assurer le
réchauffage des plateaux, par la branche ascendante du circuit de réchauffage,
branche dans laquelle sont disposés les embouts des circuits de réchauffage
1S individuels de chacun des plateaux repas, et cela jusqu'à ce que le dernier plateau
repas soit retiré.
- Le recours à ces moyens de réchauffage procure un avantage très
important qui est de pe""ell,e le nettoyage par des jets d'eau sous pression de la
structure de base de l'armoire, sans risquer d'endo"""ager les conlacla électriques,
comme c'était le cas dans les dispositifs antérieurs où chaque plateau comportait des
moyens de chauffage par résistance électrique, dont le circuit d'alimentation
s'enclenchait sur des bomes du châssis.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui
suit en fefér~nce au dessin schématique annexé representant, à titre d'exemple, une
forme d'exécution de ce dispositif.
Figure 1 est une vue en perspective génerale du dispositif selon
l'invention,
Figures 2 et 3 sont des vues de côté en coupe transversale d'un plateau
repas, respectivement, lorsqu'il est en position ouverte et en position fermée,
Figures 4 et 5 sont des vues en plan par dessus, respectivement, de
l'élément superieur et de l'élément inférieur d'une forme d'exécution d'un plateau
repas,
Figure 6 est une vue de côté en coupe transversale du dispositif lorsqu'il
est chargé en plateaux repas,
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Figures 7 et 8 sont des vues pa,tie"es, en coupe transversale ~nont~anl,
à échelle a~~ar,dia, I'organe de distribution lorsqu'il est en position de fermeture et en
position de distribution.
Comme montré à la figure 1, le ~ispositif selon l'invention est composé
d'un châssis 2, portant un caisson inférieur 3 muni de roulettes 4, et d'un caisson
supérieur 5. L'intervalle entre les caissons 3 et 5 est destiné à recevoir des plateaux
repas composés chacun, comme montré plus en détails aux figures 2 à 5, d'un
élément supérieur 6 et d'un élément inférieur 7. Chacun de ces eléments est isolant
et co",pG,le des nervures 8 ou des rainures 9, de fommes co,.,Flementaires, aptes à
lo former, lorsque les deux eléments 6 et 7 sont en contact, des barrières thermiques
isolant, I'une de l'autre et de l'extérieur, deux zones du plateau, à savoir, une zone F
destinée uniquement à être refroidie et une zone C pouvant être uniquement
réchauffée ou d'abord ,~r(oidie puis réchauffée. Dans chacune de ces deux zones,les éléments 6, 7 de plateau comportent des canaux verticaux, a savoir des canaux
ls verticaux et latéraux 10 et 11 et au moins un, et voire même deux canaux verticaux
et centraux 12. Les canaux 12, ménagés dans les éléments inférieurs 7 de chaque
plateau repas sont, comme montre à la figure 5, constitués par des rainures
intercalees entre des portées 13 destinées à supporter les récipients 14 contenant
les aliments.
~a figure 3 montre bien que chaque zone F ou C du plateau est
totalement isolée de l'autre par la barrière thermique 8, 9. Pour certaines
applications, au moins l'un des éléments 6, 7 de chaque plateau comporte, comme
montre pour le plateau 7 à la figure 5, des rainures 15 faisant communiquer le canal
latéral 10 avec le ou les canaux 12.
Lorsque le disposilir est chargé de ces plateaux repas, comme montré à
la figure 6, les canaux 10 et 12 superposés forment les deux branches,
respectivement ascendante et descendante, de deux circuits indépendants dont lesboucles de renvoi, respectivement supérieure 16 et inférieure 17, sont formées,
respectivement, dans le caisson supérieur 5, contenant des moyens de production de
froid, et dans le caisson inférieur 3, contenant les moyens de production de la
chaleur.
Selon l'invention, les moyens de production de froid sont constitués par
un réservoir 18 en matériau conducteur de la chaleur et, par exemple, en acier ou en
aluminium inseré dans l'isolant du caisson 5 et communiquant par deux conduits 19
3~ avec des raccords 20 pouvant etre raccordés à une source de liquide frigorigène. Ce
réservoir comporte, dans son fond, deux déformations semi cylindriques
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transversales 22, ~isposées chacune au voisinage des boucles de renvoi 16 des
circuits de refroidissement, puisque le chariot représenté à cette figure est un chariot
du type dans lequel la zone C assure à la fois le ,~f,u;J,ssement et le réchauffage
des aliments et cor."~o.le donc un circuit assurant à la fois le refroidissement et le
s réchauffage distinct de l'autre circuit assurant seulement le refroidissement. Contre
chacune de ces défol,.,ations, un cylindre transversal 23 constituant l'organe de
régll~a~ion est monté libre en rotation.
Comme montré plus en détails aux figures 7 et 8, chaque cylindre 23 est
composé d'un segment cylindrique 23a en matériau isolant et d'un segment
lO cylindrique 23b en matériau conducteur de la chaleur. Ces deux segments sont liés
l'un à l'autre, par exemple par cotlage, de r"an-~,e à éviter tout transfert the"":~ue
entre eux. La figure 7 montre que, l'arc circulaire sur lequel s'étend ie segment isolant
23a, est supérieur à l'arc circulaire de la défon"alion cylindrique 22, ménagée dans le
fond du réservoir 18, de manière que, lorsque l'organe de régulation est en position
5 d'isolation, montré figure 7, aucun échange thermique ne puisse avoir lieu entre le
fond du réservoir et son segment conducteur 23b. Dans ce segment conducteur 23b,sont fixées les extrémités internes de barreaux caloducs 24, saillants sensiblement
radialement de l'organe de régulation à l'inl~,ieur du couloir de renvoi correspondant
16. Le noi "br~, la forme, et la répartition angulaire des barreaux caloducs 24
20 dépendent des arp'i~tions et des besoins en frigories.
Lorsque l'organe de regulation est pivoté dans le sens de la flèche 25 de
figure 8, son segment conducteur 23b vient en contact avec la face de la déformation
22, ce qui permet, par conduction, le trdnsre~l thermique des frigories du réservoir à
ce segment 23b, puis du segment aux barreaux 24 qui, à leur tour, échangent avec25 I'air en circulation dans la boucle de renvoi 16. En pivotant plus ou moins l'organe 23,
il est ainsi possible de réguler la quantité de frigories echangées. Ce réglage peut
être effectué manuellement par un bouton cranté aGcessible de l'extérieur du caisson
5 et muni d'un index coopérant avec une graduation, ou automatiquement par un
dispositif réagissant à un capteur de température disposé dans la boucle de renvoi
supérieure 16 ou dans la boucle de renvoi inferieure 17.
Dans ce disposilir équipé de deux organes de régulation 23, leurs
moyens de réglage sont distincts et indépendants.
La figure 6 montre que, lorsque la zone C est en phase de
réchauffement, l'organe de régulation cor,espondant 23 est en position d'isolation, ce
35 qui empeche tout transfert des frigories dans la boucle 16 correspondante, mais
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aussi tout l,ansferl des calories captées par les barreaux caloducs 24 en direction du
réservoir 18.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, chacun des plateaux
repas 6, 7 est équipé de moyens de 11 dnsre, I the", .~ e par caloducs. Plus
s précisément et comme montré figure 4, correspondanl à l'élément supérieur d'unplateau repas pour le disposilif représente à la figure 6, la zone du plateau
correspondant à la zone F de refroidissement compo,le une plaque d'échange avec
un premier réseau caloduc 26, tandis que l'autre zone C comporte une plaque
d'échange avec un second réseau caloduc 27. Chacun de ces réseaux peut, par
o exemple, être constitué par une plaque métallique collée sur la face supérieure de
l'élément 6 de plateau et dont l'échangeur therrrlique 26a ou 27a est disposée au-
dessus des canaux 12 de la zone correspondante. ll est évident que cet échangeurcomporte des passages permettant la libre circulation du flux d'air. Chaque réseau
est raccordé à un embout 26b, 27b venant dans le canal latéral 10 et 11
15 correspondant.
Ainsi, et comme montré à la figure 6, dans la zone F lorsque, le flux d'air
refroidi par le passage sur les barreaux caloducs 24 du circuit de refroidissement,
emprunte la branche verticale descendante, formée par les canaux verticaux 10 et11, il rencontre les embouts 26b qui captent les frigories et les conduisent par les
20 premiers réseaux caloducs 26 aux plaques d'échange 26a disposées dans la
branche ascendante du circuit et au-dessus des récipients 14 devant etre refroidis.
La transmission ll,e,rn;~, e par les caloducs étant très rapide, et pratiquement sans
perte de rendement, chacun des récipients est ainsi maintenu à une température
identique, quelle que soit la position de son plateau dans l'empilage. L'action des
25 caloducs est cor"pl~tée par l'apport des calories reprenant la branche ascendante du
circuit, éventuellement avec l'aide d'une turbine tangentielle 28.
Le refroidissement des récipients 14 dans le compartiment C s'effectue
de la meme façon. ll en est de meme pour le réchauffage des mets disposés dans le
compartiment C qui est effectué au moyen d'un flux d'air réchauffé dans la boucle de
renvoi inférieur 17 du compartiment inférieur 3 par des moyens de réchauffage 30 et
qui est forcé, par exemple, par une turbine tangentielle 31. La branche verticale du
circuit formé par le conduit latéral 11 est alors utilisée en sens inverse, afin que la
chaleur soit captée par les embouts 27b des seconds réseaux caloducs et conduit
aux échangeurs d'échange 27a, au-dessus des récipients 14 devant etre réchauffés35 et dotés d'un couvercle 14a.
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Cette c~;sposi~ion permet d'obtenir une température régulière et
constante dans chacun des pl~t~ y et cela avec un moyen de l,ansre,l the"".~ue
servant également au lldnsf~,l des rngones et ne nécessilanl aucune col~nexion
avec le châssis, puisque chacun des réseaux caloducs reste adhérent à l'élément
supérieur 6 du plateau repas correspondanL De ce fait, le châssis est débd.,dssé de
tout contact électrique et peut être nettoyé au jet sous pression, comme chacun des
plateaux, ce qui permet de satisfaire aux règles d'hygiène alimentaire.
Dans la forme d'exécution représentée, les moyens de production de
chaleur 30 sont constitués par les parties libres de p'usieurs barreaux caloducs 32
disposes dans la boucle de renvoi inférieure 17. Ces barreaux sont en contact
thermique avec l'huile thermique 33 d'un réservoir 34 contenant une ,~sislance
électrique 35 de chauffage. ~n fonctionnement, la résistance porte l'huile thermique
33 à sa température de foncliollnement, régulée par un thermostat, et la chaleur de
l'huile se transmet, par les barreaux caloducs 32, dans la boucle de renvoi 17, où ces
15 barreaux cedent leurs calories au flux d'air en circulation. Ainsi, les calories sont
portées aux embouts 27b des seconds réseaux d'échange.
Lorsque, après réchauffage et le dispositif dépl~cé, après avoir été
déconnectée électriquement, I'énergie calorifique emmagasinée dans le réservoir 34
par l'huile II,e"".~ue assure le maintien en température des plats, et cela pendant
20 une durée suffisante pour pouvoir déplacer le chariot du lieu de remise en
température au lieu de distribution, et pour assurer la distribution.
Le dispositif, qui a été décrit ci-dessus, peut également être appliqué à
une armoire comportant une zone de refroidissement et une zone n'assurant que laremise en température. Dans ce cas, le réservoir 18 pour le liquide r~igGIigène ne
25 s'étend que sur une partie du chariot et ne comporte pas d'organe de régulation 23
dans sa partie jouxtant la boucle de renvoi 16 du circuit de réchauffage.
Dans le cas d'une armoire de distribution de plateau-repas à "niveau
constant", un cric 36 actionné par une pédale, permet la remontée de chaque
plateau.
Dans une variante de réalisation, le réservoir 18 contient des corps
creux, tels que des gélules, r~n,F'ies d'un liquide eutectique comme décrit dans le
brevet FR-A- 96 09991, le refroidissement de ces gélules emprisonnées dans le
réservoir est assuré par un liquide eutectique alimentaire pré-refroidi à une
température inférieure à 0~c - pouvant aller jusqu'à -50 ou 80~c - et amene au
réservoir par des conduits d'amenée et de retour aboutissant aux raccords 20.
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Dans une autre variante, le réchauffaqe des échangeurs ll,e,.. -~ues 30
des pl~e- ~x est assuré par des colliers chauffants électriques entourant les embouts
27b.
Toutefois, les formes, les din.ensiGns et disposiliGns des difrére-,t~
5 élen,enls pourront varier dans la limite des équivalents comme d'ailleurs les ",aliert:s
utilisées, sans changer pour cela la conception générale de l'invention qui vient d'être
décrite.
