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IUCIIIIM ERI60RIFÏQUE ROTATIVE BEEEECTIONNEB La'présente invention a pour objet une machine frigorifique rotative du type qui comporte un rotor formé de deux capacités closes, reliées par un arbre creux commun, l'une (ou réfrigérant) dans laquelle se produit l'évaporation d'un gaz liquéfié, l'autre (ou condenseur) renfermant un compresseur par l'effet duquel le gaz est de nouveau liquéfié.
Ce compresseur est porté par un carter monté fou sur l'ar- bre creux et lesté de manière à ne pas accompagner le condenseur dans sa rotation.
Suivant la présente invention, le compresseur a ses cylin- dres jumelés en tandem et ses cylindres ou les pistons correspon- dants, sont actionnés directement par un excentrique solidaire de l'arbre creux, l'ensemble du compresseur étant articulé au carter.
L'excentrique contrôle en même temps l'admission du gaz aux cylindres du compresseur. A cet effet, il présente une perfo- ration radiale qui communique avec une rainure régnant sur une
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@ partie de son pourtour et avec l'arbre creux. Les lumières d'ad- mission des cylindres s'ouvrant dans le plan de la dite rainure, chacune d'elles est démasquée et mise en communication avec l'arbre creux pendant la course d'aspiration du cylindre corres- pondant.
De plus, l'arbre creux est construit en une seule pièce, ce qui évite toute fatigue aux parois du condenseur et à ses joints qui ne coopèrent plus à la transmission de la puissance.
Le gaz liquéfié est séparé de l'huile de graissage par @ centrifugation dans un compartiment tournant refroidi, solidaire du condenseur. Il est soumis à cette centrifugation, soit direc- tement, soit après avoir subi une première décantation dans une capacité au repos solidaire du carter lesté du compresseur. Il est capté, après épuration, par un tube maintenu fixe, en commu- nication avec un passage de 1! arbre creux, passage par..lequel il arrive au réfrigérant.
D'autres particularités de la machine objet de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description qui va suivre et qui se réfère au dessin annexé. Celui-ci représente, à titre d'exemplen une des formes d'exécution d'une machine frigorifique rotative conforme à la présente invention.
La fig.l est une coupe longitudinale, faite suivant le plan vertical 1-1 de la fig. 2, pour la partie située à gauche de la ligne 2-A. La fig.la est une coupe longitudinale par un plan horizontal 1'-1' de la fig.3, pour la partie située à droite de la même ligne A-A.
La fig.2 est une coupe transversale, suivant 2-2 de la fig.l.
La fig.3 est une coupe analogue, suivant 3-3, de la fig.l
La fig.4 est une variante de la fig.3.
La fig.5 est une variante de la partie gauche de la fig.l
La fig.6 est une variante partielle de la fig. la.
Le condenseur 1 est réuni auréfrigérant ou évaporateur 2
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par un arbre moteur 3, creux sur tout ou partie 'de sa lon- gueur. L'arbre 3 est d'une seule pièce, il traverse le conden- seur et le réfrigérant et tourne avec eux dans un, deux ou trois paliers 4,5,6, suivant les nécessités imposées par les dimensions ou par l'application de la machine.
Dans le condenseur se trouve suspendu, fou sur l'arbre 3, un bâti ou carter 7, rempli d'huile, avec chambre de décanta- tion 8, lesté par un contre-poids 9 (fig. 3) et qui renferme un compresseur, jumelé en tandem à simple effet, 10, avec deux cy- lindres 11 et deux pistons 12. Ce compresseur entoure un excen- trique 13 qui le commande, avec lequel il est directement en contact et sur lequel il est énergiquement et jointivement ap- pliqu é par la pression régnant dans le condenseur.
Le dit excen- trique forme tiroir rotatif d'admission et de distribution du gaz aspiré par le compresseur, dans le réfrigérant, par l'in- térieur du tube central 14, dont les deux extrémités sont ser- ties (ou fixées autrement) contre les parois internes de l'arbre creux. A cet effet, le dit excentrique présente un trou 15 qui relie sa périphérie au canal de l'arbre oreux et une rainure 16 régnant sur une partie seulement de la circonférence de l'excen- trique.
Par suite de cette disposition, le gaz, aspiré par l'in- térieur du tube central, n'est plus en contact avec les conduits et les parties chaudes du carter, comme dans les machines exis- tantes, et ne s'y dilate plus.
Il pénètre après un très court trajet dans les cylindres 11, par un trou 17 ménagé dans le fond de ces derniers qui, après l'avoir comprimé, le refoulent à travers un trou 18 et un reniflard à lame, ordinaire, 19. Le gaz se refroidit une premiè- re fois, se condense et se liquéfie contre la paroi froide du condenseur, mélangé avec l'huile qui s'écoule constamment à travers un trou 20 percé au fond du bâti carter.
Ce mélange forme contre la paroi du condenseur en rota- tion un premier anneau liquide 21, dans lequel plonge une ra-
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dette fixa 22 qui le renvoie dans la chambre de décantation 8, où s'opère une première séparation des deux liquides au repos, en vertu de leur différence de densité. L'huile, qui surnage, retourne au carter par un trou 23, tandis que le liquide réfri- gérant, au lieu de s'accumuler comme habituellement dans un compartiment immobile du carter, s'écoule par un tube fixe 24 derrière une cloison 25.
Cette cloison 25 forme,avec un des fonds du condenseur, une chambre tournante dans laquelle se forme un second anneau liquide, lequel subit un deuxième refroidissement, ainsi qu'une nouvelle et énergique séparation de l'huile par la forcer centrifuge. L'huile, moins dense que le gaz liquéfié, s'accumule au centre de cet an- neau liquide et se déverse dans le condenseur par l'orifice cen- tral de la cloison 25.
Dans ce second anneau liquide, plonge un tube collecteur fixe 26, dont la partie supérieure, située dans la zone du gaz liquéfié épuré, représente un prifice 27 à travers lequel ce li- quide, en rotation et sous pression, est chassé dans l'espace annulaire 28, toujours plein de liquide de retour pendant la marche, qui règne autour du tube central 14. Cet espace ne com- munique avec le condenseur que par le tube collecteur 26 et avec le réfrigérant que par le tube 30, à. travers lequel se fait le retour du liquide vers le réfrigérant.
Comme indiqué sur la fig.6, le tuyau collecteur fixe 26, cueille le gaz liquéfié directement dans un renflement 21a de l'anneau liquide 21, forme par un élargissement de la paroi du condenseur, dans lequel renflement tout le liquide réfrigérant s'accupule après s'être séparé de l'huile par la force centri- fuge jointe à la différence de densité, l'orifice d'entrée 27 du tube collecteur fixe 26, étant situé plus haut que la raclette 22 et ne pouvant donc ramasser que du gaz liquéfié, tandis que la raclette 22 ne peut ramasser que de l'huile.
Fendant son trajet à travers l'espace annulaire, le liquide subit, avant son retour au réfrigérant, un troisième et
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dernier refroidissement, au contact du tube central à l'intérieur duquel passe le gaz froid, et au contact de l'arbre creux, dans sa partie la plus rapprochée du réfrigérant, partie qui est toujours froide par conductibilité.
Un régulateur auto-détendeur de retour du liquide est installé dans le réfrigérant; il sert en même temps à égaliser la pression dans le réfrigérant et le condenseur quand la machine est arrêtée. Il se compose essentiellement d'un tuyau de retour du gaz liquéfié 30, tuyau qui est relié par un tube 28, logé dans l'arbre creux, commun aux deux parties du rotor, avec un tube non tournant 26, qui puise le gaz liquéfié dans le condenseur. Le tuyau 30 porte à son extrémité une masse 31 qui la coiffe et qui contrôle son orifice de sortie, soit simplement en s'appliquant sur son extrémité, soit au moyen d'un pointeau 42 s'appuyant sur un siège conique comme le montre le dessin.
Ce pointeau coulisse à l'intérieur du tuyau 30 qui le guide, Il porte à sa partie inférieure un renflement 43 avec rai- nures, à travers lesquelles le liquide pénètre dans la chambre ménagée au delà du pointeau, pour passer ensuite, par les trous 44, dans le tuyau 45, plongeant constamment dans l'anneau liquide de gaz liquéfié qui se forme dans le réfrigérant en rotation. Le tuyau 45 tourne avec le réfrigérant. Sa disposition évite toute projection de gaz liquéfié dans le milieu gazeux de l'appareil.
La masse 31 et le pointeau, qui sont soumis à l'action de la force centrifuge, sont reliés par un étrier 32 à une cuvette 33, coulissant le long d'un guide 34 à butée, diamétralement oppo- sé au tuyau 30, La cuvette a son fond percé d'un trou 35.
Le poids de la masse 31 et celui de la cuvette sont choisis de manière à ce que la masse soit plus lourde que la cuvette vide, tandis qu'au contraire le poids de la cuvette pleine de liquide réfrigérant est supérieur à celui de la masse.
La cuvette 33 est alimentée par un tube 36 ne tournant pas et faisant office de raclette dans l'anneau de gaz liquéfié qui se forme dans le réfrigérant en rotation . Le tube 36 amène
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le gaz liquéfié dans un récipient collecteur monté fou sur l'arbre creux et lesté de manière à ne pas tourner aveo le rotor. De ce récipient, le liquide tombe soit par un déversoir ou par un tuyau 39, dans une gouttière tournante excentrée, dont il est expulsé par la force centrifuge. Il s'échappe par l'ouverture 41 pour tomber dans la ouvette 33 pendant toute la durée de la rotation.
Le liquide réfrigérant pourrait d'ailleurs alimenter directement la gouttière excentrée, sans passer par l'intermé- diaire du récipient 37, en agençant le tube 36 de manière à ce qu'il soit rendu fixe dans le liquide en rotation, par un dis- positif de lestage quelconque approprié.
Quoi qu'il en soit, lorsque la masse 31 a :laissé passer trop de liquide réfrigérant, la raclette 36 amène ce liquide en excès à la cuvette 33 dont le poids devient alors prédominant et sous l'action de la force centrifuge, oblige la masse 31 à diminuer ou même à arrêter complètement l'afflux du gaz liqué- fié venant du condenseur.
Si, au contraire, ce gaz liquéfié arrive en quantité trop faible, le contenu de la cuvette ne contrebalance plus l'action de la masse 31 et lui laisse prendre la prédominance pour dégager la sortir du tuyau de retour du gaz liquéfié.
Dans la pratique, il s'établit d'ailleurs automatique- ment un régime de marche proportionnant. exactement la section de l'orifice de retour du gaz liquéfié avec la production de la .machine, réglant ainsi avec précision le cycle de la circula- tion des gaz et des liquides.
Dès l'arrêt de la machine, la cuvette 33 se vide com- plètement par le trou 35 et, en vertu de la surpression exis- tant dans le condenseur et de la cessation de la force centri- fuge, la masse 31 coulisse librement sur le tube 30 et en dégage l'orifice. L'équilibre des pressions peut donc s'établir automa- tiquement entre les deux capacités constituant le réfrigérant et le condenseur.
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Dans la variante de la fig. 5, le régulateur auto-détendeur ne tourne pas avec l'arbre creux, mais il est fixé sur le récipient collecteur non tournant 37. La cuvette 33, dont le fond est percé du trou de fuite 35, est placée sous l'orifice de décharge du tube ou du déversoir 39, à 1'extrémité d'un balancier 32a. Ce balancier qui s'articule sur 37, porte à son extrémité opposée, une masse
31a qui forme pointeau réglant l'orifice d'écoulement du gaz liqué- fié dans le réfrigérant.
Le compresseur 10 représenté aux fig.l et 3 se compose de deux cylindres, jumelés en tandem qui sont soumis à l'action de l'excentrique de commande, tandiq que les pistons 12, reliés entre eux par les colonnettes 42, forment un ensemble qui oscille autour d'un axe 43 du carter 7. Les doux cylindres peuvent d'ailleurs être coulés en une seule pièce ou assemblés après coup.
D'après la fig.4, ce sont les pistons 12 qui se déplacent sous la commande de l'excentrique 13 dans les cylindres 11, assemblés en conséquence et dont l'ensemble s'articule en 43.
Au lieu d'un seul compresseur, il peut y en avoir plusieurs juxtaposés sur l'arbre 3.
Dans les machines actuellement en usage, le carter suspendu sur l'arbre moteur subit, pendant le travail irrégulier de la compression du gaz, malgré son contrepoids lesteur et la dis- position des cylindres, un balancement extrêmement nuisible au rendement, balancement dû d'abord, au point mort des cylindres pendant lequel le contrepoids lesteur tend à tomber d'une certaine hauteur, et, ensuite, à l'irrégularité de la quantité de gaz qui est alors retenue par les cylindres à chaque révolution.
Ce ba- lancement peut aller, par oscillations accumulées, jusqu'à l'en- trainement du contrepoids lesteur dans la rotation de l'appareil. l'our remédier à ces inconvénients,.assurer la stabilité du contre- poids lesteur et l'invariabilité de la quantité de gaz retenue dans les cylindres à chaque compression, on adjoint au carter 7 un volant stabilisateur à inertie 44, monté fou, soit sur le moyeu 45 de ce carter, soit même sur l'arbre moteur. Ce volant,
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de poids approprié, constitue par sa jante une masse d'inertie qui ne se déplace que lorsqu'elle est mise en mouvement par une force extérieure et indépendante d'elle.
Dans ce volant est ménagé une encoche ou une rainure 46, dans laquelle pénètrent un ou plu- sieurs taquets ou doigts 47, rigides ou élastiques, avec ou sans frein modérateur, fixés au carter. Ces pièces sont disposées de manière à laisser un certain jeu au volant et au carter dans le sens de la rotation. Un volant 44a analogue à 44 peut être disposé dans le réfrigérant près de la pièce lestée 37, pour amortir ses oscillations.
Aussitôt qu'un balancement du carter ou de la pièce lestée 37 s'amorce, le taquet qu'ils portent vient buter contre l'extrémité de la rainure et l'inertie du volant, en s'opposant immédiatement à l'amplification de ce balancement, rétablit la sta- bilité complète au premier contact et au bout d'un très petit nombre d'oscillations décroissantes.
La machine frigorifique rotative perfectionnée comme indiqué ci-dessus est remarquable par la régularité de son fonc- tionnement, sa stabilité, sa simplicité, la sécuritë de sa marche et son rendement par rapport aux machines actuellement connues.
Il doit être entendu que les formes et détails de cons- truction des organes décrits et représentés n'ont aucun caractère limitatif et peuvent être variés ou remplacés par des équivalents, sans que le principe de l'invention se trouve altéré de ce fait.
REVENDICATIONS
1 - Une machine frigorifique rotative caractérisée en .ce que son compresseur et ses cylindres jumelés en tandem, ces cylindres ou les pistons correspondants étant actionnés directe- ment par un excentrique solidaire de l'arbre creux et l'ensemble du compresseur étant articulé à un carter lesté.
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