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Perfectionnements aux systèmes frigorifiques.
La présente invention concerne les systèmes frigorifi- ques et son but est de fournir, dans un système de ce genre, un moyen de commander le fonctionnement de celui-ci de fa- çon à maintenir la température requise, dans des limites très étroites*
Dans beaucoup de systèmes frigorifiques, le passage du courant électrique est réglé automatiquement à tous moments en vue de maintenir des conditions uniformes de fonctionne- ment.
Beaucoup de ces installations fonctionnent en outre par intermittence, comme c'est le cas par exemple pour les frlgorifères électriques de ménage, dans lesquels une pé- riode de fonctionnement d'une heure à une heure et quart est
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suivie d'une période d'inactivité d'une heure et demie à deux heures, la longueur des périodes dépendant des fonctions à remplir par le frigorifère et du réglage initial du contac- teur qui commande le démarrage et l'arrêt du moteur.
Dans cette forme d'installation il est désirable de maintenir la température à l'intérieur de la glacière dans des limites très étroites, par exemple entre 42 et 46 F. En d'autres termes, la machine fonctionne jusqu'à ce que la température de la glacière soit réduite à 42 F, après quoi la machine reste inactive jusqu'au moment où la température s'é- lève à 46 F la machine démarre alors automatiquement et amène de nouveau une réduction de la température à 42 F.
De nombreux ses formes de contacteurs automatiques ont été proposées jusqu'à présent pour ce genre de travail ; taines d'entre elles renferment un soufflet dilatable agis- sant sous l'effet de la pression du fluide réfrigérant et d'autres une lame ou un diaphragme bimétallique agissant sous l'effet de la température de la glacière.
Tous ces dispositifs sont assez compliqués et coûteux à fabriquer et leur action n'a pas été aussi positive qu'on le désirait.
C'est pourquoi on a imaginé suivant la présente inven- tion, pour un système frigorifique, un contacteur thermosta- tique qui comprend, d'une manière générale, une petite cham- bre contenait un liquide congelable qui se dilate en se con- gelant, c'est-à-dire de l'eau ou des solutions aqueuses. La dilatation résultant de la congélation de l'eau et la contrac- tion résultant de la fusion de la glace sont employées pour actionner un diaphragme qui est relié, 4 un commtateur monté en sé- rie avec le moteur.
Le contacteur est placé en relation telle d'échange de chaleur avec l'organe réfrigérant et avec la
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caisse de la machine frigorifique, que la congélation de l'eau et la fusion de la glace coïncident respectivement avec les moments où la température de la glacière atteint 42 et
46 F L'action d'une semblable forme de contacteur est posi- tive parce que les points de congélation et de fusion du fluide sont toujours les mêmes et que la dilatation et la contraction accompagnant la congélation et la fusion en sont les conséquences naturelles. En outre, la force exercée au cours du processus de congélation est telle qu'elle est capa- ble de surmonter facilement toute résistance offerte par la mécanisme actionnant le commutateur.
Pour que l'invention puisse être clairement comprise, elle va être décrite avec référence au dessin annexé dans lequel la fig. 1 est une vue en perspective d'une forme de contacteur thermostatique construit conformément à la présen- te invention, avec le couvercle enlevé; la fig. 2' est une vue en perspective du couvercle pour le contacteur de la fig. 1 ; la fig. 3 est une vue partielle, en perspective et en coupe de la chambre d'actlonnement du contacteur repré- senté sur la fig. l; la fig. 4 est une disposition schéma- tique de la nouvelle forme de contacteur en combinaison avec un moteur électrique, pour commander le fonctionnement de ce dernier, et la fig. 5 est une vue partielle en coupe vertica- le, montrant l'application du contacteur à une machine frigo- rifique.
Si l'on se reporte au dessin, on voit sur la fig. 1 une enveloppe 10 munie d'un couvercle amovible 11 représenté sur la fig. 2, L'enveloppe 10 est divisée par un diaphragme flexible 12 en une chambre inférieure ou chambre d'actionne- ment 13 et une chambre supérieure ou chambre de commutateur
14. Comme le montre la fig. 3, le diaphragme est en forme de plat creux ou bombé et il est disposé pour être incliné vers .la chambre d'actionnement 13, de telle sorte que la congela-
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tion du liquide est nécessaire pour qu'il se bombe vers l'extérieur ou vers la chambre du commutateur, après quoi il peut revenir de lui-même dans la position représentée, lors de la fusion de la glace. La chambre d'actionnement 13 est remplie d'un fluide approprié quelconque 15, tel que de l'eau.
Il va de sol qu'on peut employer soit de l'eau, soit une composition telle que de l'alcool et de l'eau, du chlorure de calcium et de l'eau, etc., soit une substance quelconque dont le degré de fluidité diffère pour des températures dif- férentes et qui se dilate et se contracte en conséquence, la nature du fluide choisi dépendant des températures auxuuel- les on désire que le contacteur fonctionne. Un bouchon de remplissage approprié 20 est disposé sur la chambre 13.
Un commutateur 16 d'une forme appropriée quelconque est placé dans la chambre 14. A titre d'exemple, on a mon- tré un commutateur du type à mercure, à contact basculant, car cette forme d'appareil peut être facilement appportée dans l'enveloppe 10 au moyen d'un organe pivotant flexible tel que celui représenté en 17. Le commutateur est relié par des conducteurs appropriés 18 et 18; à des bornes 19 et 19' maintenues entre le couvercle 11 et l'enveloppe 10. Un doigt
21 est employé pour transmettre les mouvements du diaphragme
12 au commutateur 16. Comme le montre la fig. 4, les bornes
19 et 19' du contacteur sont montées en série, par l'in- termédiaire de conducteurs 22', avec un moteur 23 dont on dési- re commander les mouvements.
Bien que, tel qu'il a été dé- crit jusqu'à présent, ce dispositif de commande soit desti- né à l'emploi avec des machines frigorifiques à moteur, du type à compression, il va de soi qu'il convient tout aussi bien pour l'emploi avec des machines frigorifiques du type à absorption, dans lesquelles le contacteur est employé pour .régler la quantité de courant fournie à l'élément de chauffa-
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ge, en concordance avec la température régnant a l'intérieur de la glacière.
La fig. 5 montre l'application du contacteur à une glacière. On a représenté sur cette figure en 24 une gla- cière à l'intérieur dé laquelle se trouve disposé un élé- ment refroidisseur ou évaporateur 25. Le contacteur représen- té en 26 est fixé à 1'évaporateur 25 au moyen d'un support
27 disposé de façon à fournir un moyen de transmission de chaleur entre l'évaporateur et le contacteur, Sur le dessin, le contacteur est représenté en contact avec 1' évaporateur, bien que dans certaines 'conditions il puisse être à distance de celui-ci car on peut facilement faire varier les tempéra- tures de fonctionnement du contacteur en le mettant en rela- tion plus ou moins intime' avec l'évaporateur.
Un autre moyen de faire en sorte que le contacteur fonctionne à des tempéra- tures différentes, est de choisir un fluide ayant les caracté- ristiques voulues de fusion et de congélation ou bien on peut employer une combinai son des deux dispositions.
.Le fonctionnement du contacteur thermostatique 'résul- te clairement de ce qui précède. Si l'on suppose que le mo- teur 23 est en marche et que le commutateur est dans la posi- tion représentée sur la fig. 1, il se produit une diminution graduelle de la température régnant à l'intérieur de ,la gla- cière, par suite de l'absorption constante de chaleur par l'évaporateur 25. De la chaleur est en même temps absorbée hors de l'eau qui se trouve dans le contacteur directement par l'évaporateur, jusqu'au moment où le liquide du contac- teur a commencé à se congeler* A ce moment, la température peut être par exemple de 42 F dans la glacière, de 32 F dans le contacteur, et encore plus basse dans l'évaporateur.
La congélation rapide dU,liquide dans le contacteur est toute- )
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fois empêchée par suite du fait que tandis que de la cha- leur est enlevée du contacteur par l'évaporateur 25, de la chaleur est néanmoins absorbée par le contacteur hors de la glacière. La quantité de chaleur empruntée au contacteur par l'évaporateur est toutefois un peu plus grande que la quanti- té de chaleur de la glacière absorbée par le contacteur, de sorte qu'un processus lent de congélation est assuré.
Le temps nécessaire pour ce processus de congélation est choisi de faon à permettre à la machine de réduire la température dans la glacière de 46 à 42 F Lorsque l'eau se congèle, elle déplace un plus grand volume et bombe le diaphragme 12 vers l'extérieur dans la direction du cummutateur, ce qui fait que le doigt 21 fait osciller le commutateur pour cou- per le circuit du moteur 23.
La température de la glacière augmente ensuite graduel- lement jusqu'à ce que l'eau 15 de la chambre d'actionnement
13 se liquéfie, après quoi le diaphragme 12 revient de lui- même dans la position représentée sur la fig. 3. Le temps nécessaire à l'eau pour se liquéfier est suffisant pour per- mettre à la température de la glacière de s'élever de 42 F à
46 F. Pendant ce processus de liquéfaction, le contacteur absorbe de la chaleur de la glacière et cède de la chaleur à l'évaporateur, mais dans ce cas, la quantité de chaleur cédée à l'évaporateur est un peu moindre que la quantité de cha- leur absorbée et empruntée à la glacière, à cause de la tem- pérature relativement élevée de l'évaporateur pendant les périodes de repos. La fusion lente de la glace est ainsi assurée.
Bien qu'on ait représenté l'invention sous une forme seulement, elle n'est pas limitée a cette forme mais est susceptible de subir différents changements et modifications )sans s'écarter du cadre de l'invention tel qu'il est défini
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aux revendications qui suivent*
REVENDICATIONS.
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L'invention consiste, en un système frigorifique dont la caractéristique est qu'il contient un dispositif ther- mostatique de commande pour maintenir la température entre une limite supérieure et une limite inférieure qui sont tou- tes deux en-dessous de la température atmosphérique, ce dis- positif thermostat 1 que de commande comprenant une capsule fermée'disposée en relation de transmission de chaleur avec Isolément refroidisseur du système et remplie d'une matière qui change d'état et de déplacement volumétrique aux dites températures supérieure et inférieure données, et un mécanis- me fonctionnant en concordance avec les changements d'état de la matière pour mettre en action ou hors d'action le sys- tème frigorifique. L'invention comprend également:
1 .
La disposition de la capsule en relation.d'échange de chaleur avec l'évaporateur d'un système frigorifique à compression,
2 . Le remplissage de la capsule au moyen d'une matière qui est liquide à la température supérieure donnée et qui est solide à la température inférieure.
3 . Un dispositif de commande destiné à mettre' le sys- tème hors d'action lors de la solidification de la matière et à mettre le système en action lors de la liquéfaction de celle-ci.
4 . La capsule renfermant une partie flexible reliée a un commutateur pour mettre hors d'action le système frigo- rifique lors de la solidification de la matière et pour met- @ tre le système en action lors de la liquéfaction de la matière.
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