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EP0781394B1 - Dispositif pour le transfert regule de frigories entre une reserve de frigories et une enceinte de conservation par le froid - Google Patents

Dispositif pour le transfert regule de frigories entre une reserve de frigories et une enceinte de conservation par le froid Download PDF

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Publication number
EP0781394B1
EP0781394B1 EP95933455A EP95933455A EP0781394B1 EP 0781394 B1 EP0781394 B1 EP 0781394B1 EP 95933455 A EP95933455 A EP 95933455A EP 95933455 A EP95933455 A EP 95933455A EP 0781394 B1 EP0781394 B1 EP 0781394B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
enclosure
store
exchange
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP95933455A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0781394A1 (fr
Inventor
René Vincent Grandi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0781394A1 publication Critical patent/EP0781394A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0781394B1 publication Critical patent/EP0781394B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0208—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes using moving tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/02—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using ice, e.g. ice-boxes
    • F25D3/06—Movable containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/12—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using solidified gases, e.g. carbon-dioxide snow
    • F25D3/125—Movable containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2331/00—Details or arrangements of other cooling or freezing apparatus not provided for in other groups of this subclass
    • F25D2331/80—Type of cooled receptacles
    • F25D2331/804—Boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2400/00—General features of, or devices for refrigerators, cold rooms, ice-boxes, or for cooling or freezing apparatus not covered by any other subclass
    • F25D2400/38—Refrigerating devices characterised by wheels

Definitions

  • the invention relates to a device for the regulated transfer of frigories between a cold store and a cold storage enclosure as defined in the preamble of claim 1.
  • a device for the regulated transfer of frigories between a cold store and a cold storage enclosure as defined in the preamble of claim 1.
  • Such a device is known, for example, from document EP-A-0 166 086.
  • the device applies to any isolated enclosure in which the frigories ensuring the conservation comes from a reserve which can be constituted by an added box in the enclosure or on the enclosure, or by a separate compartment arranged above the enclosure.
  • the problem underlying the invention is that of temperature regulation. in the conservation enclosure, while the emission of frigories is permanent and uncontrollable, whatever the source, namely cartons containing frozen fluid, plate containing eutectic liquid, brine, or dry ice in the form of snow, sorbet, or bread.
  • the first is that of the consumption of frigories which, depending on the outside temperature, the overall insulation coefficient of the container, and the duration of the transport and / or storage, is highly variable and leads to overconsumption, when all the energy is not consumed, since it is planned in a quantity greater than the real needs. or deterioration of the foodstuffs, or of the products to be preserved, when the quantity supplied is insufficient for the shelf life.
  • the second drawback is encountered more particularly in the use of the dry ice which, due to its temperature of the order of - 70 ° to -80 ° C, can manage, despite the presence of protective screens, to freeze, burn or dehydrate food perishable.
  • EP - A 136 458 and EP - A 166 086 describe devices distribution of frigories between a reserve and an enclosure using networks thermal tubes, also called heat pipes, composed of closed tubes containing, under vacuum, a heat transfer fluid removing the frigories from the reserve to bring them into the enclosure.
  • thermal tubes also called heat pipes
  • the object of the present invention is to remedy these drawbacks by providing a device for the regulated transfer of frigories between a reserve and a conservation enclosure, device for regulating the temperature in the enclosure, regardless of the power of the refrigerant installed in the reserve, while considerably reducing the consumption of this means.
  • the heat pipe is composed by an exchange and regulation plate placed in the enclosure, below the reserve and near but without contact with the insulating wall separating the reserve and the enclosure, this plate, provided with an internal serpentine network for the heat transfer fluid and, on one side, at least one sensor tube communicating with the aforementioned network and penetrating into the reserve of frigories by a channel of the insulating wall, being mounted oscillating around a horizontal transverse axis between two positions, arranged on either side of the plane horizontal, i.e.
  • the drive means cause the plate to tilt so that, part, the latter coming in the stabilization position, either inclined from the bottom upwards starting of the sensor tube and that the end of the sensor tube is no longer in the reserve. but in the wall separating this reserve from the conservation enclosure.
  • the sensor tube is no longer in the reserve of frigories and the plate no longer having the adequate inclination, the cold can no longer be taken to the conservation area.
  • the sensor tube rigid and integral with the plate, has at its free end a suitable insulating plug, when the plate is in stabilization position, to close the communication channel between the reserve and the enclosure of conservation to interrupt any heat exchange with the reserve.
  • the sensor tube consists of a body tubular, elastically deformable longitudinally, sealingly passing through the channel of the insulating wall, the end of which, arranged in the reserve, is connected to the heat transfer fluid network of a transfer plate which, similar to the exchange plate and regulation with which it forms a single heat pipe, is arranged on the bottom of the reserve, in a fixed manner and is inclined from the top downwards towards the sensor tube.
  • This transfer plate which is therefore permanently placed in the reserve of frigories, reduces the response time of the heat pipe when the exchange plate and regulation is brought to the exchange position but does not influence the emission of frigories when the exchange plate is in the stabilization position, since precisely the circulation of the heat transfer fluid within the heat pipe is interrupted by the reversal of the angular position of the exchange plate.
  • the device according to the invention brings significant progress to the control of the temperature regulation in the conservation enclosure, while allowing, with the same refrigerant mass to save the emission of frigories and to increase the autonomy, therefore to increase the shelf life.
  • the reference numeral 1 designates the container with its reserve 2 of frigories. These two elements have insulating walls 3 and are therefore separated by a wall 3a.
  • the regulation device is composed of a plate 7, of transfer and exchange, containing a meandering network 6, shown here by a serpentine.
  • This network filled with heat transfer fluid after being emptied of air, is part of the heat pipe also comprising at least one sensor tube 5 projecting vertically upwards from the plate 7.
  • the plate 7 which is made of heat conductive material, and by example in metal such as stainless steel or aluminum, is arranged in the enclosure, below and close, but without contact, to the wall 3a separating the enclosure 10 from the reserve 2.
  • Figure 3 shows that this plate has, plan view from above, a shape general rectangular, whose dimensions are smaller than those of the section transverse of the enclosure 10 in which the plate is called to move. Indeed, this plate is mounted oscillating around a horizontal transverse axis, materialized by the two tenons 12, visible in FIG. 3. It can oscillate on either side of the horizontal plane between an exchange position, represented at A in FIG. 2, and a stabilization position, shown in B in Figure 1.
  • the sensor tube 5 extends the heat transfer coil and is provided at its end free, which enters the reserve of frigories 2, of a plug 8 of insulating material of which the usefulness will be specified later.
  • the plate 7 By its edge, which is opposite to that equipped with the sensor tube 5, the plate 7 is connected to motor means which, in the embodiment of Figures 1 to 4, include an electric motor 11 powered by batteries 22 actuating an endless screw 23. This screw endless cooperates with a nut, not shown, linked to the plate. Motor power 11 is under the control of a thermostat 9, placed in the enclosure of conservation 10.
  • the cold store 2 is provided with a hatch 13 enabling it to be filled with refrigeration products which may consist of glycol 19 or ice packs carbon dioxide 20.
  • This reserve also has a valve 14 used for degassing the gaseous products and a sheet metal 15 protecting the sensor tube, so that its movement does not is not hindered by any product or refrigerant.
  • a trap door 16 is used for exchanging the batteries 22 and for controlling the motor 11, which can moreover be replaced by an electromagnet.
  • the plate 7 is in the stabilization position and therefore inclined from the bottom at the top from the sensor tube. In this position, it opposes the circulation of frigories in the coil 6 of the heat pipe and therefore interrupts any emission of frigories in direction of the conservation area. It will be noted that, in this position, the plug 8 of the sensor tube 5 seals the end of the communication conduit 4 between the reserve 2 and the enclosure 10 and thus avoids any heat exchange by direct conduction.
  • the thermostat 9 triggers the supply of the motor 11 which, by screw 21, swings the plate from its stabilization position B to its exchange position A in which it is inclined up and down starting from the sensor tube 5.
  • the plate 7 has a inclination which with respect to the horizontal plane is at least of the order of 3 °, in order to allow the operation of the heat pipe.
  • the inclination of the exchange plate, in its stabilization position is of the same order, but may be lower, the main thing being that the plate passes beyond the horizontal position to stop the operation of the heat pipe.
  • the temperature regulation in the enclosure is done according to the all or nothing principle, and automatically. This allows to reduce the consumption of refrigerated products and increase the duration of consumption compared to current containers not containing such a device.
  • Figure 4 shows a complete and equipped transport container. His enclosure 10 is equipped with shelves 18 and a grid 17 protecting the plate and preventing its travel space is congested with products or foodstuffs stored in the enclosure.
  • the sensor tube 5a is constituted by a tubular body deformable longitudinally in an elastic manner and, by example, originally having folding zones facilitating its longitudinal deformation.
  • this sensor tube communicates by its lower end with the network 6 of plate 7, but in addition, it communicates by its upper end with a coil 26 circulating in a transfer plate 27, arranged on the bottom of the reserve 2 of frigories.
  • the plate 27 occupies a fixed position and is inclined relative to horizontally, from top to bottom, going towards the sensor tube 5a.
  • Network 26, network 6 and intermediate sensor tube 5a define the same heat pipe.
  • the transfer plate 27, in direct contact with refrigerants 19 or 20, supplies plate 7 more quickly with refrigerants when it passes into the exchange position, shown in FIG. 6. It will be noted that in this plate exchange position 7, the tube 5a is compressed longitudinally, without this affects the circulation of the heat transfer fluid which flows through it between the transfer plate 27 and the exchange plate 7 and vice versa.
  • the tilting of the plate 7 can be ensured by the same motor means than those described in the previous embodiment or by those described in Figures 5 and 6.
  • These means are essentially composed of a bar 28 made of a good conductive material heat constituting, at the same time, means for detecting the temperature in the enclosure 10 and motor means.
  • this bar is arranged vertically against one of the vertical walls of the enclosure 10 with respect to which it is guided in longitudinal translation. It rests on the lower wall of the enclosure and is provided at its upper end with a head 29 supported with interposition of a spring 30 against the free end of the plate 7. It is easy to see that the variations in temperature in the enclosure 10 cause variations in the length of the bar 8 and, in consequence, variations in the angular position of the plate 7 relative to the plane horizontal.
  • the spring 30 makes it possible to absorb the large elongations of the bar 28, by example, in the case of very hot weather, by avoiding that the bar destroys the plate 7 and the regulating device.
  • the bar 28a is arranged horizontally in sliding bearings, not shown, below the plate 7 in the gap between plate 7 and the protective grid 17.
  • One of its ends is fixed against the vertical wall of the container arranged on the side of the sensor tube 5a and its other end is in abutment against a lever 31 actuating a finger 32 projecting towards the bottom of plate 7.
  • the bar can be made of metal, but it can also be made of synthetic material and, for example, in a polyethylene having a good coefficient of expansion such as high density polyethylene having a coefficient of expansion of the order 0.004.
  • the regulating device according to the invention can be used whatever the nature the products or means constituting the reserve of frigories.
  • the reserve 2a can be arranged to receive a liquid 35, is freezing at a temperature below the storage temperature in the enclosure, and include, for this purpose, a conduit 36 for supplying the liquid reserve and a conduit 37 for draining this liquid, but also a cooling coil 38 for this liquid.
  • the two ends 38a and 38b of the coil respectively pass through one of the insulating walls 3 of the reserve 2 and are provided with fittings 39a.
  • 39b can be connected to a refrigeration unit supplying a refrigerant at a temperature lower than that liquid 35 contained in the reserve.
  • Figure 9 shows the regeneration of the cold store 2 using a device 40 comprising a refrigeration unit 42 whose coil 43 ensures the cooling of a refrigerant 44, placed in an insulating container 45.
  • the regeneration of reserve 2a is carried out by making circulate the refrigerant 44 towards this reserve. Trailing the coil 38, this liquid causes the fluid 35 to freeze. As soon as this is reached, the fittings 48a and 48b are disconnected and the container can be used to receive the products from which it conservation must be ensured.
  • the exchange plate 27 by its large contact surface with the frozen product, promotes the transmission of frigories to the heat pipe.
  • the container is returned to loading station 40.
  • This may be of the type that which, described in European Patent No. 639,256 in the name of the applicant, takes the fluid having lost their frigories by the circuit 39b, 48b, 46d, to direct it towards a first reserve then replaces it with a refrigerated fluid coming from another reserve by the circuit 46a, 48a, 39a.
  • the container has a large reserve of frigories, without being equipped with a refrigeration unit.
  • the fluid refrigerant 35 placed in the reserve 2a is brought to a freezing temperature of the order of - 30 to - 33 ° C by the coil 38 whose fluid 44 is itself brought to a temperature of the order of -37 ° C.
  • a refrigeration charge allows, even in summer conditions, to ensure the conservation of frozen products for a period of several days, thanks to the regulating device according to the invention.
  • the reserve 2b can also be adapted to be recharged in calories by the device described in the patent French 2,689,222 in the name of the applicant.
  • the reserve 2b includes a cavity watertight opening to the outside and capable of being closed by a hatch 52.
  • the wall of this cavity is made of heat conductive material and is in direct contact with the liquid refrigerant 53 placed in the reserve.
  • the frigories are loaded by introducing into the cavity 50 a plate 54 internally traversed by the evaporator 55 of a refrigeration unit 56. After that the refrigerant 53 has been brought to the appropriate temperature, up to its freezing, the plate 54 carried by a bracket 57 is uncoupled from the container 1, and the hatch 52 is closed.
  • This charging technique also makes it possible to regenerate the reserve of frigories at a fixed station, without the need to equip the container with a refrigeration unit.
  • the regulation device is very important because it saves the dissipation of frigories and increases the shelf life of products and commodities arranged in the container.
  • references 58, 59 and 60 designate a cowling and flaps insulators folded down onto the plate 55 to avoid heat loss from the plate 58 when not in use.
  • the regulated transfer device according to the invention can also be applied to any container having insulated walls and intended to contain any products. It can, for example, be arranged in a case placed on an insulating box of the type used to contain fresh fish, or any other fishery product immersed in a bed of crushed ice, or for the transfer of corpses.

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Description

L'invention est relative à un dispositif pour le transfert régulé de frigories entre une réserve de frigories et une enceinte de conservation par le froid tel que défini dans le préambule de la revendication 1. Un tel dispositif est connu, par exemple, du document EP-A-0 166 086.
Bien que visant plus spĂ©cialement les conteneurs isothermiques destinĂ©s Ă  la conservation de produits frais ou surgelĂ©s, pendant leur transport et leur stockage temporaire, le dispositif s'applique Ă  toute enceinte isolĂ©e dans laquelle les frigories assurant la conservation proviennent d'une rĂ©serve pouvant ĂȘtre constituĂ©e par un caisson rapportĂ© dans l'enceinte ou sur l'enceinte, ou par un compartiment sĂ©parĂ© disposĂ© au-dessus de l'enceinte.
Le problÚme à la base de l'invention est celui de la régulation de la température dans l'enceinte de conservation, alors que l'émission des frigories est permanente et incontrÎlable, quelle qu'en soit la source, à savoir berlingots contenant un fluide congelé, plaque contenant un liquide eutectique, saumure, ou glace carbonique sous forme de neige, sorbet, ou pain.
Cette absence de régulation entraíne deux inconvénients qui limitent l'application de ce mode de conservation.
Le premier est celui de la consommation de frigories qui, dépendant de la température extérieure, du coefficient d'isolation globale du conteneur, et de la durée du transport et/ou du stockage, est trÚs variable et conduit à des surconsommations, lorsque toute l'énergie n'est pas consommée, car prévue en quantité supérieure aux besoins réels. ou à une détérioration des denrées, ou des produits à conserver, lorsque la quantité fournie est insuffisante pour la durée de conservation.
Le second inconvénient se rencontre plus particuliÚrement dans l'utilisation de la glace carbonique qui, en raison de sa température de l'ordre de - 70 ° à -80°C,peut parvenir, malgré la présence d'écrans protecteurs, à geler, brûler ou déshydrater les denrées périssables.
Ces inconvĂ©nients sont bien connus, mais malgrĂ© les nombreuses solutions proposĂ©es dans l'Ă©tat de la technique, ils n'ont pas encore pu ĂȘtre entiĂšrement Ă©liminĂ©, par des moyens fiables rĂ©gulant la tempĂ©rature dans l'enceinte de conservation.
Ainsi, par exemple, EP - A 136 458 et EP - A 166 086, décrivent des dispositifs de répartition de frigories entre une réserve et une enceinte mettant en oeuvre des réseaux de tubes thermiques, également dénommés caloducs, composés de tubes fermés contenant, sous vide, un fluide caloporteur prélevant les frigories de la réserve pour les amener dans l'enceinte.
En raison de l'absence de toute régulation et du principe de fonctionnement des caloducs, les frigories tentent à s'accumuler au bras de l'enceinte de conservation en vidant la réserve, ce qui ne résout ni le problÚme de la consommation, ni celui de l'obtention d'une température optimale, favorable à la bonne conservation des denrées.
La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients en fournissant un dispositif pour le transfert régulé de frigories entre une réserve et une enceinte de conservation, dispositif permettant de réguler la température dans l'enceinte, indépendamment de la puissance du moyen frigorigÚne disposé dans la réserve, tout en réduisant considérablement la consommation de ce moyen.
Cet objet est atteint par un dispositif tel que défini en revendication 1.
Dans ce dispositif, du type mettant en oeuvre un caloduc, le caloduc est composé par une plaque d'échange et de régulation disposée dans l'enceinte, au-dessous de la réserve et à proximité mais sans contact de la paroi isolante séparant la réserve et l'enceinte, cette plaque, munie d'un réseau interne serpentant pour le fluide caloporteur et, d'un cÎté, d'au moins un tube capteur communiquant avec le réseau précité et pénétrant dans la réserve de frigories par un canal de la paroi isolante, étant montée oscillante autour d'un axe horizontal transversal entre deux positions, disposées de part et d'autre du plan horizontal, à savoir une position d'échange dans laquelle elle est inclinée de haut en bas en partant du tube capteur, et une position de stabilisation dans laquelle elle est inclinée de bas en haut en partant de ce tube capteur, ladite plaque étant également reliée, par son cÎté opposé à celui doté du tube capteur, à des moyens moteurs commandant son oscillation de part et d'autre du plan horizontal en fonction de la température dans l'enceinte.
Dans ce dispositif, lorsque le caloduc, constitué par la plaque d'échange et le tube capteur est en position d'échange, c'est à dire lorsque la plaque est inclinée du haut vers le bas en partant du tube capteur, l'extrémité de ce tube capteur est à l'intérieur de la réserve de frigories, dont il peut capter les frigories pour les transmettre au serpentin contenu dans la plaque d'échange.
DĂšs que la tempĂ©rature dans l'enceinte atteint un seuil dĂ©fini, par exemple 4°, 0° ou 20°C, les moyens moteurs provoquent le basculement de la plaque de maniĂšre que, d'une part, celle-ci venant en position de stabilisation, soit inclinĂ©e du bas vers le haut en partant du tube capteur et que l'extrĂ©mitĂ© du tube capteur ne soit plus dans la rĂ©serve. mais dans la paroi sĂ©parant cette rĂ©serve de l'enceinte de conservation. Le tube capteur n'Ă©tant plus dans la rĂ©serve de frigories et la plaque n'ayant plus l'inclinaison adĂ©quate, le froid ne peut plus ĂȘtre conduit jusqu'Ă  l'enceinte de conservation.
Il est bien évident qu'une élévation de la température dans l'enceinte déclenche le fonctionnement des moyens moteurs pour amener la plaque de sa position de stabilisation à sa position d'échange.
Dans une forme d'exécution de l'invention, le tube capteur, rigide et solidaire de la plaque, comporte à son extrémité libre un bouchon isolant apte, lorsque la plaque est en position de stabilisation, à obturer le canal de communication entre la réserve et l'enceinte de conservation pour interrompre tout échange thermique avec la réserve.
Cette disposition simple évite toute perte de calories par conductibilité thermique à travers le matériau constitutif du caloduc.
Dans une autre forme d'exécution, le tube capteur est constitué par un corps tubulaire, déformable élastiquement longitudinalement, traversant de maniÚre étanche le canal de la paroi isolante, et dont l'extrémité, disposée dans la réserve, est raccordée au réseau de fluide caloporteur d'une plaque de transfert qui, similaire à la plaque d'échange et de régulation avec laquelle elle forme un unique caloduc, est disposée sur le fond de la réserve, de maniÚre fixe et est inclinée du haut vers le bas en allant vers le tube capteur.
Cette plaque de transfert, qui est donc disposée en permanence dans la réserve de frigories, réduit le temps de réponse du caloduc lorsque la plaque d'échange et de régulation est amenée en position d'échange mais n'influe pas sur l'émission de frigories lorsque la plaque d'échange est en position de stabilisation, puisque précisément la circulation du fluide caloporteur au sein du caloduc est interrompue par l'inversion de la position angulaire de la plaque d'échange.
Il ressort dĂ©jĂ  que le dispositif selon l'invention apporte un progrĂšs important Ă  la maĂ­trise de la rĂ©gulation de la tempĂ©rature dans l'enceinte de conservation, tout en permettant, avec la mĂȘme masse frigorigĂšne d'Ă©conomiser l'Ă©mission des frigories et d'augmenter l'autonomie, donc d'augmenter la durĂ©e de conservation.
D'autres avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, plusieurs formes d'exécution de ce dispositif dans le cas de son application à un conteneur.
  • Figures 1 et 2 sont des vues partielles de cĂŽtĂ© en coupe montrant une premiĂšre forme d'exĂ©cution de ce dispositif, respectivement lorsqu'il est en position de stabilisation, et en position d'Ă©change,
  • Figure 3 est une vue en plan par dessus de la plaque d'Ă©change,
  • Figure 4 est une vue de cĂŽtĂ© en coupe transversale et Ă  Ă©chelle rĂ©duite d'un conteneur Ă©quipĂ© du dispositif selon l'invention,
  • Figures 5 et 6 sont des vues partielles de cĂŽtĂ© en Ă©lĂ©vation montrant une autre forme d'exĂ©cution du dispositif lorsque la plaque d'Ă©change est, respectivement, en position de stabilisation et en position d'Ă©change, et dans le cadre de l'application de ce dispositif Ă  une rĂ©serve de frigories alimentable par un fluide frigorigĂšne ou par des pains de glace carbonique, et par un fluide frigorigĂšne refroidi par serpentin,
  • Figure 7 est une vue partielle de cĂŽtĂ©, en coupe transversale, montrant l'application du dispositif Ă  un conteneur Ă©quipĂ© d'une rĂ©serve hermĂ©tique Ă  refroidissement par une platine extĂ©rieure,
  • Figure 8 est une vue partielle de cĂŽtĂ© en Ă©lĂ©vation et en coupe transversale montrant le conteneur de figure 7, lorsque sa rĂ©serve est encastrĂ©e sur une platine d'alimentation,
  • Figure 9 est une vue partielle de cĂŽtĂ© en Ă©lĂ©vation avec coupe transversale montrant l'application du dispositif Ă  un conteneur avec rĂ©serve de frigories rechargeable par un dispositif de rĂ©gĂ©nĂ©ration extĂ©rieur.
    • Dans la forme d'exĂ©cution reprĂ©sentĂ©e aux figures 1 Ă  4, la rĂ©fĂ©rence numĂ©rique 1 dĂ©signe le conteneur avec sa rĂ©serve 2 de frigories. Ces deux Ă©lĂ©ments sont dotĂ©s de parois isolantes 3 et sont donc sĂ©parĂ©s par une paroi 3a. L'enceinte de conservation 10, mĂ©nagĂ©e dans le conteneur 1, communique avec la rĂ©serve de frigories 3 par un canal 4.
    Le dispositif de régulation selon l'invention est composé d'une plaque 7, de transfert et d'échange, contenant un réseau serpentant 6, schématisé ici par un serpentin. Ce réseau, rempli de fluide caloporteur aprÚs avoir été vidé d'air, fait partie du caloduc comprenant également au moins un tube capteur 5 saillant verticalement vers le haut de la plaque 7.
    La plaque 7, qui est réalisée en matériau conducteur de la chaleur, et par exemple en métal tel qu'acier inoxydable ou aluminium, est disposée dans l'enceinte, au-dessous et à proximité, mais sans contact, de la paroi 3a séparant l'enceinte 10 de la réserve 2.
    La figure 3 montre que cette plaque a, vue en plan par dessus, une forme générale rectangulaire, dont les dimensions sont inférieures à celles de la section transversale de l'enceinte 10 dans laquelle la plaque est appelée à se mouvoir. En effet, cette plaque est montée oscillante autour d'un axe transversal horizontal, matérialisé par les deux tenons 12, visibles à la figure 3. Elle peut osciller de part et d'autre du plan horizontal entre une position d'échange, représentée en A à la figure 2, et une position de stabilisation, représentée en B à la figure 1.
    Le tube capteur 5 prolonge le serpentin caloporteur et est muni, à son extrémité libre, qui pénÚtre dans la réserve de frigories 2, d'un bouchon 8 en matériau isolant dont l'utilité sera précisée plus loin.
    Par son bord, qui est opposé à celui équipé du tube capteur 5, la plaque 7 est reliée à des moyens moteurs qui, dans la forme d'exécution des figures 1 à 4, comprennent un moteur électrique 11 alimenté par des piles 22 actionnant une vis sans fin 23. Cette vis sans fin coopÚre avec un écrou, non représenté, lié à la plaque. L'alimentation du moteur électrique 11 est sous la dépendance d'un thermostat 9, disposé dans l'enceinte de conservation 10.
    La rĂ©serve de frigories 2 est munie d'une trappe 13 permettant de la remplir en produits frigorifiques pouvant ĂȘtre constituĂ©s par du glycol 19 ou par des pains de glace carbonique 20. Cette rĂ©serve est Ă©galement dotĂ©e d'une soupape 14 servant au dĂ©gazage des produits gazeux et d'une tĂŽlerie 15 protĂ©geant le tube capteur, afin que son mouvement ne soit pas entravĂ© par un quelconque produit ou fluide rĂ©frigĂ©rant. Enfin, une trappe de visite 16 sert Ă  l'Ă©change des piles 22 et au contrĂŽle du moteur 11, pouvant d'ailleurs ĂȘtre remplacĂ© par un Ă©lectro-aimant.
    A la figure 1, la plaque 7 est en position de stabilisation et donc inclinée de bas en haut en partant du tube capteur. Dans cette position, elle s'oppose à la circulation des frigories dans le serpentin 6 du caloduc et interrompt donc toute émission de frigories en direction de l'enceinte de conservation. On notera que, dans cette position, le bouchon 8 du tube capteur 5 obture de façon étanche, l'extrémité du conduit 4 de communication entre la réserve 2 et l'enceinte 10 et évite ainsi tout échange thermique par conduction directe. Lorsque la température dans l'enceinte s'élÚve, le thermostat 9 déclenche l'alimentation du moteur 11 qui, par la vis 21, fait basculer la plaque de sa position de stabilisation B à sa position d'échange A dans laquelle elle est inclinée de haut en bas en partant du tube capteur 5. Cela a pour effet, d'une part, de faire pénétrer l'extrémité supérieure du tube capteur 5 dans la réserve 2, et d'autre part, d'amener le caloduc dans sa position de fonctionnement. Il en résulte que les frigories, prélevées par le tube capteur 5 et circulant dans le serpentin 6, sont transférées sur la plaque 7 qui les diffuse dans l'enceinte 10.
    Il est trĂšs important que, dans sa position d'Ă©change, la plaque 7 ait une inclinaison qui par rapport au plan horizontal soit au moins de l'ordre de 3°, afin de permettre le fonctionnement du caloduc. L'inclinaison de la plaque d'Ă©change, dans sa position de stabilisation, est du mĂȘme ordre, mais peut ĂȘtre infĂ©rieure, l'essentiel Ă©tant que la plaque passe au-delĂ  de la position horizontale pour arrĂȘter le fonctionnement du caloduc.
    Bien entendu, dÚs que la température dans l'enceinte 10 est suffisamment abaissée et atteint le seuil de déclenchement du thermostat 9, celui-ci commande l'alimentation du moteur 11 pour amener la plaque dans sa position de stabilisation.
    Il ressort de ce qui précÚde que la régulation de la température dans l'enceinte s'effectue suivant le principe du tout ou rien, et de maniÚre automatique. Cela permet de réduire la consommation des produits frigorifiques et d'augmenter la durée de consommation par rapport aux conteneurs actuels ne comportant pas un tel dispositif.
    La figure 4 représente un conteneur de transport complet et équipé. Son enceinte 10 est équipée de clayettes 18 et d'une grille 17 protégeant la plaque et évitant que son espace de débattement soit encombré par des produits ou denrées stockés dans l'enceinte.
    Dans la forme d'exĂ©cution reprĂ©sentĂ©e aux figures 5 Ă  9, le tube capteur 5a est constituĂ© par un corps tubulaire dĂ©formable longitudinalement de maniĂšre Ă©lastique et, par exemple, comportant d'origine des zones de pliage facilitant sa dĂ©formation longitudinale. Comme prĂ©cĂ©demment, ce tube capteur communique par son extrĂ©mitĂ© infĂ©rieure avec le rĂ©seau 6 de la plaque 7, mais en plus, il communique par son extrĂ©mitĂ© supĂ©rieure avec un serpentin 26 circulant dans une plaque de transfert 27, disposĂ©e sur le fond de la rĂ©serve 2 de frigories. La plaque 27 occupe une position fixe et est inclinĂ©e par rapport Ă  l'horizontale, de haut en bas, en allant vers le tube capteur 5a. Le rĂ©seau 26, le rĂ©seau 6 et le tube capteur intermĂ©diaire 5a dĂ©finissent un mĂȘme caloduc.
    Dans cette forme d'exécution, la plaque de transfert 27, en contact direct avec les produits frigorifiques 19 ou 20, alimente plus rapidement en frigories la plaque 7 lorsqu'elle passe en position d'échange, montrée à la figure 6. On notera que, dans cette position d'échange de la plaque 7, le tube 5a est comprimé longitudinalement, sans que cela affecte la circulation du fluide caloporteur qui le parcourt entre la plaque de transfert 27 et la plaque d'échange 7 et inversement.
    Le basculement de la plaque 7 peut ĂȘtre assurĂ© par les mĂȘmes moyens moteurs que ceux dĂ©crits dans la forme d'exĂ©cution prĂ©cĂ©dente ou par ceux dĂ©crits aux figures 5 et 6. Ces moyens sont essentiellement composĂ©s par un barreau 28 en matĂ©riau bon conducteur de la chaleur constituant, Ă  la fois, moyens de dĂ©tection de la tempĂ©rature dans l'enceinte 10 et moyens moteurs.
    Dans la forme d'exĂ©cution reprĂ©sentĂ©e aux figures 5 et 6, ce barreau est disposĂ© verticalement contre l'une des parois verticales de l'enceinte 10 par rapport Ă  laquelle il est guidĂ© en translation longitudinale. Il prend appui sur la paroi infĂ©rieure de l'enceinte et est munie Ă  son extrĂ©mitĂ© supĂ©rieure d'une tĂȘte 29 s'appuyant avec interposition d'un ressort 30 contre l'extrĂ©mitĂ© libre de la plaque 7. On conçoit aisĂ©ment que les variations de tempĂ©rature dans l'enceinte 10 entraĂ­nent des variations de longueurs du barreau 8 et, en consĂ©quence, des variations de la position angulaire de la plaque 7 par rapport au plan horizontal. Le ressort 30 permet d'absorber les grands allongements du barreau 28, par exemple, dans le cas de grosses chaleurs, en Ă©vitant que le barreau dĂ©truise la plaque 7 et le dispositif de rĂ©gulation.
    Dans la forme d'exécution représentée aux figures 7 à 9, le barreau 28a est disposé horizontalement dans des paliers coulissants non représentés, au-dessous de la plaque 7 dans l'intervalle entre la plaque 7 et la grille de protection 17. L'une de ses extrémités est fixée contre la paroi verticale du conteneur disposé du cÎté du tube capteur 5a et son autre extrémité est en appui contre un levier 31 actionnant un doigt 32 saillant vers le bas de la plaque 7.
    Le barreau peut ĂȘtre rĂ©alisĂ© en mĂ©tal, mais il peut Ă©galement ĂȘtre rĂ©alisĂ© en matiĂšre synthĂ©tique et, par exemple, dans un polyĂ©thylĂšne ayant un bon coefficient de dilatation tel qu'un polyĂ©thylĂšne haute densitĂ© ayant un coefficient de dilatation de l'ordre de 0,004.
    Ces moyens moteurs sont particuliÚrement avantageux puisqu'ils ne nécessitent aucune énergie, sont fiables, sont peu encombrants et peuvent fonctionner aussi bien pour la conservations à 4° C ou 0° C des produits frais, ou à - 25° C des produits surgelés, et cela par simple modification de la position de leur ancrage par rapport au conteneur.
    Le dispositif de rĂ©gulation selon l'invention peut ĂȘtre utilisĂ© quelle que soit la nature les produits ou moyens constituant la rĂ©serve de frigories. C'est ainsi que, comme montrĂ© Ă  la figure 6, la rĂ©serve 2a peut ĂȘtre amĂ©nagĂ©e pour recevoir un liquide 35, se congelant Ă  une tempĂ©rature infĂ©rieure Ă  la tempĂ©rature de conservation dans l'enceinte, et comporter, Ă  cet effet, un conduit 36 pour l'alimentation de la rĂ©serve en liquide et un conduit 37 pour la vidange de ce liquide, mais aussi un serpentin 38 de refroidissement de ce liquide. Les deux extrĂ©mitĂ©s respectivement 38a et 38b du serpentin traversent l'une des parois isolantes 3 de la rĂ©serve 2 et sont dotĂ©es de raccords 39a. 39b pouvant se raccorder Ă  un groupe frigorifique fournissant un fluide frigorigĂšne Ă  une tempĂ©rature infĂ©rieure Ă  celle du liquide 35 contenu dans la rĂ©serve.
    La figure 9 montre la rĂ©gĂ©nĂ©ration de la rĂ©serve de frigories 2 au moyen d'un dispositif 40 comportant un groupe de production de froid 42 dont le serpentin 43 assure le refroidissement d'un liquide frigorigĂšne 44, disposĂ© dans un rĂ©cipient isolant 45. Deux conduits souples 46a et 46b, dont celui 46a est dotĂ© d'une pompe 47, aboutissent Ă  des raccords 48a, 48b pouvant ĂȘtre connectĂ©s aux raccords 39a, 39b du serpentin 38 de la rĂ©serve de calories du conteneur. La rĂ©gĂ©nĂ©ration de la rĂ©serve 2a s'effectue en faisant circuler le liquide frigorigĂšne 44 en direction de cette rĂ©serve. Parcourant le serpentin 38, ce liquide provoque la congĂ©lation du fluide 35. DĂšs que celle-ci est atteinte, les raccords 48a et 48b sont dĂ©connectĂ©s et le conteneur peut ĂȘtre utilisĂ© pour recevoir les produits dont il faut assurer la conservation.
    On notera que, dans ces conditions, la plaque d'Ă©change 27, par sa grande surface de contact avec le produit congelĂ©, favorise la transmission des frigories au caloduc. Lorsque toutes les frigories sont consommĂ©es, et en prĂ©vision d'une nouvelle utilisation, le conteneur est ramenĂ© au poste de chargement 40. Celui-ci peut ĂȘtre du type de celui qui, dĂ©crit dans le brevet europĂ©en n° 639 256 au nom du demandeur, prĂ©lĂšve le fluide ayant perdu ses frigories par le circuit 39b, 48b, 46d, pour le diriger vers une premiĂšre rĂ©serve puis le remplace par un fluide rĂ©frigĂ©rĂ© provenant d'une autre rĂ©serve par le circuit 46a, 48a, 39a.
    Avec cet amĂ©nagement, le conteneur possĂšde une importante rĂ©serve de frigories, sans pour autant ĂȘtre Ă©quipĂ© d'un groupe de production de froid.
    A titre d'exemple, pour obtenir dans une enceinte de conservation 10 ayant une capacitĂ© de 900 litres, une tempĂ©rature de conservation de l'ordre de - 20 Ă  - 25° C, le fluide frigorigĂšne 35 disposĂ© dans la rĂ©serve 2a est portĂ© Ă  une tempĂ©rature de congĂ©lation de l'ordre de - 30 Ă  - 33° C par le serpentin 38 dont le fluide 44 est lui-mĂȘme portĂ© Ă  une tempĂ©rature de l'ordre de -37°C. Une telle charge frigorifique permet, mĂȘme dans des conditions estivales, d'assurer la conservation de produits surgelĂ©s pendant une durĂ©e de plusieurs jours, et cela grĂące au dispositif de rĂ©gulation selon l'invention.
    Dans la forme d'exĂ©cution reprĂ©sentĂ©e aux figures 7 et 8, la rĂ©serve 2b peut aussi ĂȘtre amĂ©nagĂ©e pour ĂȘtre rechargĂ©e en calories par le dispositif dĂ©crit dans le brevet français 2 689 222 au nom du demandeur. A cet effet, la rĂ©serve 2b comporte une cavitĂ© Ă©tanche dĂ©bouchant Ă  l'extĂ©rieur et pouvant ĂȘtre obturĂ©e par une trappe 52. La paroi de cette cavitĂ© est en matĂ©riau conducteur de la chaleur et est contact direct avec le liquide frigorigĂšne 53 disposĂ© dans la rĂ©serve.
    Le chargement en frigories s'effectue en introduisant dans la cavité 50 une platine 54 parcourue intérieurement par l'évaporateur 55 d'un groupe frigorifique 56. AprÚs que le fluide frigorigÚne 53 ait été porté à la température adéquate, pouvant aller jusqu'à sa congélation, la platine 54 portée par une potence 57 est désaccouplée du conteneur 1, et la trappe 52 est fermée.
    Cette technique de charge permet également de régénérer la réserve de frigories à un poste fixe, sans qu'il soit nécessaire de doter le conteneur d'un groupe frigorifique.
    Dans cette application, le dispositif de régulation est trÚs important car il ménage la dissipation des frigories et permet d'augmenter la durée de conservation des produits et denrées disposés dans le conteneur.
    A la figure 8, les références 58, 59 et 60 désignent un capotage et des volets isolants se rabattant sur la platine 55 pour éviter les déperditions calorifiques de la platine 58 lorsqu'elle n'est pas utilisée.
    Bien que trĂšs intĂ©ressant dans le cas de son application Ă  la rĂ©gulation de la tempĂ©rature dans l'enceinte de conservation d'un conteneur, le dispositif de transfert rĂ©gulĂ© selon l'invention peut aussi ĂȘtre appliquĂ© sur tout rĂ©cipient comportant des parois isolĂ©es et destinĂ© Ă  contenir des produits quelconques. Il peut, par exemple, ĂȘtre disposĂ© dans un boĂ­tier se posant sur une caisse isolante du type de celles utilisĂ©es pour contenir des poissons frais, ou tous autres produits de la pĂȘche immergĂ©s dans un lit de glace pilĂ©e, ou pour le transfert des cadavres.

    Claims (9)

    1. Dispositif pour le transfert régulé de frigories entre une réserve de frigories (2,2a,2b) et une enceinte de conservation par le froid (10) dans lequel le transfert de frigories, entre la réserve supérieure (2,2a,2b) et l'enceinte inférieure (10) séparées par une paroi isolante (3a), est assuré par un tube thermique ou caloduc réalisé en matériau bon conducteur de la chaleur et contenant, sous vide, un fluide caloporteur, caractérisé en ce que le caloduc est composé par une plaque (7) d'échange et de régulation disposée dans l'enceinte (10), au-dessous de la réserve (2,2a,2b) et à proximité mais sans contact de la paroi isolante (3a) séparant la réserve et l'enceinte, cette plaque (7) étant munie d'un réseau interne serpentant (6) pour le fluide caloporteur et, d'un cÎté, d'au moins un tube capteur (5, 5a) communiquant avec le réseau précité et pénétrant dans la réserve (2,2a,2b) de frigories par un canal (4) ménagé dans la paroi isolante (3a) et étant montée oscillante autour d'un axe horizontal transversal entre deux positions disposées de part et d'autre du plan horizontal, à savoir une position d'échange (A), dans laquelle elle est inclinée de haut en bas en partant du tube capteur, et une position de stabilisation (B), dans laquelle elle est inclinée de bas en haut en partant de ce tube capteur (5, 5a), ladite plaque (7) étant également reliée, par son cÎté opposé à celui doté du tube capteur (5, 5a) à des moyens moteurs (11 et 9, 28, 28a) commandant son oscillation de part et d'autre du plan horizontal en fonction de la température dans l'enceinte (10).
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la plaque (7) d'échange et de régulation forme, par rapport à l'horizontale, et lorsqu'elle est en position d'échange (A), un angle d'au moins 3°.
    3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le tube capteur (5), rigide et solidaire de la plaque (7), comporte à son extrémité libre un bouchon isolant (8) apte, lorsque la plaque est en position de stabilisation (B), à obturer le canal (4) de communication entre la réserve (2) et l'enceinte de conservation (10) pour interrompre tout échange thermique avec la réserve.
    4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2. caractérisé en ce que le tube capteur (5a) est constitué par un corps tubulaire déformable longitudinalement de maniÚre élastique, traversant de maniÚre étanche le canal (4) de la paroi isolante, et dont l'extrémité disposée dans la réserve est raccordée au réseau (26) de fluide caloporteur d'une plaque de transfert (27) qui, similaire à la plaque (7) d'échange et de régulation avec laquelle elle forme un unique caloduc, est disposée sur le fond de la réserve (2,2a,2b), de maniÚre fixe, et est inclinée du haut vers le bas en allant vers le tube capteur (5a).
    5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens moteurs sont constitués par un électro-aimant alimenté par piles (22) et dont l'alimentation est contrÎlée par un thermostat (9) disposé dans l'enceinte de conservation (10).
    6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens moteurs sont constitués par un moteur électrique (11) lié à une vis sans fin (21) coopérant avec un écrou solidaire de la plaque (7), ce moteur étant alimenté par piles (22) sous le contrÎle d'un thermostat (9) disposé dans l'enceinte de conservation (10).
    7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens moteurs sont constitués par un barreau (28, 28a), en matériau conducteur de la chaleur et à fort coefficient de dilatation, dont une extrémité est fixée contre l'une des parois de l'enceinte (10), et dont l'autre extrémité vient en contact avec la plaque (7), directement ou par l'intermédiaire d'un renvoi d'angle.
    8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le barreau (28a) est disposé horizontalement au-dessous de la plaque d'échange (7), entre cette plaque et une grille de protection, et son extrémité libre vient en appui contre un levier (31) actionnant un doigt (32) saillant verticalement vers le bas de la plaque (7).
    9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la réserve de frigories (2a) contient un fluide (35), se congelant à une température inférieure à la température de conservation dans l'enceinte (10), et un serpentin de congélation (38), les deux extrémités (38a, 38b) de ce serpentin traversant l'une des parois isolantes de la réserve (2a), étant muni de raccords (39a, 39b) pour raccordement aux conduits d'entrée (46a) et de sortie (46b) d'un groupe frigorifique (40) assurant le refroidissement du fluide frigorigÚne (44) contenu dans le serpentin (38) à une température inférieure à celle de congélation du fluide (35) contenu dans la réserve (2a).
    EP95933455A 1994-09-30 1995-09-29 Dispositif pour le transfert regule de frigories entre une reserve de frigories et une enceinte de conservation par le froid Expired - Lifetime EP0781394B1 (fr)

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