<Desc/Clms Page number 1>
" GROUPE AUTO - FRIGORIFIQUE POUR VEHICULES DE TOUS GEMRES "
La présente invention a pour but d'établir un groupe frigorifique destiné à être installé sur tous véhi- cules tels que wagons de chemin de fer, camions automobiles, bateaux à moteur, etc., le fonctionnement automatique de ce groupe frigorifique étant basé sur le principe général suivant : a) Faire usage pendant la marche d'un véhicule, de l'énergie fournie soit par la rotation de l'un des essieux, soit directement par le groupe moteur propulseur du dit véhi- cule, pour actionner :
1 ) un compresseur ou turbine ainsi qu'une pompe de cir- culation de liquide réfrigéréo
2 ) de charger une ou plusieurs batteries d'accumulateurs au moyen de dynamos accouplées respectivement au
<Desc/Clms Page number 2>
compresseur (turbine) et à la pompe de circulation. b) Lorsque le véhicule est 2. l'arrêt, en*.ployer le courant accumulé dans les batteries pendant la marche du véhi- cule pour actionner le compresseur et la pompe de circu- lation au moyen des mêmes dynamos travaillant alors comme moteurs électriques.
Le groupe selon l'invention, lequel peut être installé à tout endroit convenable sur le véhicule, comporte un système de transmission à embrayage automatique, comman- dé par un régulateur à force centrifuge, destiné à fournir le mouvement et la force nécessaires pour actionner, simul- tanément et par l'entremise de moyens appropriés, le com- presseur pour le liquide réfrigérant ainsi que la pompe de circulation du liquide réfrigéré, une disposition spéciale de contacts et circuits électriques, établis pour fonctionner sous le contrôle d'un thermostat et accouplés avec les dif- férents organes du groupe permettant d'obtenir , outre le réglage automatique du degré de température exigé dans les chambres ou dans les compartiments, la mise en mouvement du dit groupe à l'arrêt du véhicule,
au moyen d'une source d'énergie accumulée ou non pendant la marche de celui-ci.
Les dessins schématiques annexés montrent à titre exemptât if nais non limitatif, un mode de réalisation pré- féré de l'objet de l'invention.
Dans ces dessins : Fig. 1 est une vue en section longitudinale de 1'ensemble du mécanisme de commande et de transmission du compresseur applique à un arbre ou essieu moteur avec,en projection horizontale, les deux dynamos moteurs et la pompe pour la circulation du liquide réfrigéré.
Fig. 2 représente le schéma d'ensemble : 1 du circuit du fluide réfrigérateur avec compresseur, 2 du li- quide réfrigéré avec pompe de circulation et vanne double
<Desc/Clms Page number 3>
pour petit ou grand circuit.
Fig. 3 représente en ooupe horizontale l'ensemble du mécanisme de commande de la vanne double avec mercoïdes coupe-circuits automatiques.
Fig. 4 et 4a représentent une vue en élévation des mercoïdes coupe-circuits automatiques .
Fig. 5 représente le schéma général des circuits électriques assurant le fonctionnement automatique du groupe.
Fig. 6 représente l'ensemble du systole applique, à titre d'exemple, à un wagon de$chamin fer. du boggie
Dans ces figures :
1 désigne un essieu moteur (essieu par par exemple)
2 - poulie tournant librement autour de ]'essieu moteur 1 et munie d'un disque conique (partie femelle)
3 - Anneau butée empêchant la poulie 2 d.e se dépla- cer axialement.
4 - Disque d'embrayée conique (partie mâle) soli- daire en rotation de l'essieu moteur1 mais pouvant se dé- placer axialement sur lui soit au moyen d'un levier, soit au moyen de toute autre commande.
5 - Axe de transmission.
6 - Poulie calée sur l'axe de transmission 5 et recevant par courroie ou tout autre moyen la. rotation de la poulie 2.
7 - Manchon calé sur l'axe 5et muni de deux oreilles 7a et 7b.
8 - Leviers portant des masses A-B et fixes au man- chon 7 par leur extrémité inférieure montée à pivotement dans les oreilles 7a et 7b .
9 - Biellettes de traction fixées par pivot à la partie inférieure des leviers 8.
9' - Biellettes de poussée fixées par pivot à la partie inférieure des leviers 8.
<Desc/Clms Page number 4>
10-10' - Manchons solidaires en rotation de l'axe 5 mais coulissant axialement sur lui. Ces manchons sont fixés aux biellettes 9 et 9' dont elles suivent le déplacement axial.
Il - Ressort de rappel travaillant à la compression et prenant appui d'une part sur le manchon 7 et d'autre part sur le manchon 10. Ce ressort maintient les leviers à masse 8 dans leur position de repos pendant l'arrêt.
12 - Disque d'embrayage conique solidaire en rota- tion de l'axe 5 mais pouvant se déplacer axialement sur lui.
13 - Idem.
14 - Etrier reliant le manchon 10 au manchon du disque d'embrayage 12. Cet étrier ne tournant pas avec l'axe 5 prend contact avec les deux manchons précités au moyen de roulements à butées doubles. Il rend ces deux manchons soli- daires dans leurs déplacements axiaux.
15 - Poulie d'embrayage solidaire de l'axe du com- presseur et ne se déplaçant pas axialement, Cette poulie est reliée par courroie à la poulie du grand dynamo moteur.
16 - Ressort à compression prenant appui d'une part sur l'extrémité du manchon 12 et d'autre part sur l'anneau extérieur de la butée double de l'étrier 14. Ce ressort permet à l'étrier 14 de se déplacer encore un peu axiale:- ment, même quand les disques d'embrayage 12 et 15 sont déjà en contact.
17 - Carter fixe servant de coussinet à l'axe 5 et de guide pour l'étrier 14.
18 - Représentation schématique d'un compresseur.
19 - Soupape d'aspiration du compresseur.
20 - Soupape de refoulement du compresseur.
21 - Etrier reliant le manchon 10' au manchon d'em- brayage 13. Cet étrier ne tournant pas avec l'axe 5 prend contact avec les deux manchons précités au moyen de roule-
<Desc/Clms Page number 5>
ments à butées doubles. Il rend ces deux manchons solidai- res dans leur déplacement axial.
22 - Ressort à compression d'effet similaire au res- sort 16.
23 - Carter fixe servant de coussinet à l'axe 5 et de guide pour l'étrier 21.
24 - Représentation schématique d'une poupe excentri- que à effet réversible.
25 - Poulie d'embrayage solidaire de la pompe 24, de se déplaçant pas axialement , et reliée par courroie ou autre à la poulie du petit dynamo moteur.
26 - Grande dynamo moteur.
27 - Petite dynamo moteur.
28 - Tuyauterie de liquéfaction du fluide de refrige- ration.
29 - Tuyauterie d'évaporation du fluide de réfrige- ration.
30 - Réservoir contenant un liquide inconsolable.
31 - Tuyauterie formant circuit fermé et amenant par la pompe 24 le liquide réfrigère du réservoir 30 dans les places ou chambres à refroidir.
32 - Bonbonne ou bouteille placée dans la chambre ; refroidir et contenant le liquide réfrigéré incongelable amené par le tuyau 31 au moyen de la pompe 24.
33 - Boîte étanche par laquelle passent la tuyaute- rie d'amenée et celle d'évacuation du liquide réfrigéré in- congelable (saumure).
34 - Clapet formant robinet et séparant 1a boîte 33 en deux parties étanches. Quand le robinet se trouve dans la position indiquée en Fig. 2, le liquida réfrigéré parcourt., le grand circuit en passant par 1a ou les bonbonnes 32, Quand le robinet se trouve dans la position indiquée en Fig. 3, il parcourt le petit circuit indiqué par la fléche
<Desc/Clms Page number 6>
en arc de cercle 35 de la Fig. 2.
36 - Engrenage calé sur le pivot du robinet 34.
37 - Crémaillère se déplaçant axialement et dont les dents sont en prise avec l'engrenage 36.
38 - Carter fixe servant de guide au déplacement axial de la crémaillère 37.
39 - Plaques en fer doux fixées chaque extrémité de la crémaillère 37.
40 - Batterie d'accumulateurs.
41 - Coussinet faisant partie du carter fixe 38.
42 - Engrenages en prise avec les dents 43 de la cré- maillère 37.
43 - Dents de la crémaillère 37.
44 - Mercoïdes coupe circuits automatiques fixés sur l'axe de l'engrenage 42 et pivotant avec lui.
45 - Plots du circuit moteur de la dynamo moteur 27.
46 -Plots du circuit dynamo'de la dynamo moteur 27.
47 - Thermostat.
48 - Plots du circuit électrique donnant contact par le thermostat 47 à l'électre aimant 49 qui coupe le circuit du moteur 26 quand la température dans la. chambre a atteint son degré minimum.
49 - Electro-aimant servant à couper le contact du cir- cuit du moteur 26.
50 - Plots du dircuit électrique donnant contact par le thermostat 47 : 1) à l'électro aidant 51 qui rétablit le contact du moteur 26, 2) à l'électro aimant 52 pour le cas où le robinet 34 serait; fermé, et ce, quand la température dans la chambre a atteint son degré maximum.
51 - Electro-aimant servant à rétablir le contact du moteur 26.
52 - Electro-aimant servant à ouvrir le robinet 34.
53 - Plots électriques du circuit moteur du dynamo moteur 26:
<Desc/Clms Page number 7>
54 - Plots électriques du circout dynamo du dynamo moteur 26.
55 - Plots du circuit électrique donnait contact par le thermostat 47 à 1'électro-aimant 56 qui ferme le robinet 34 quand la température dans la chambre atteint son minimum.
56 - Electro-aimant servant à fermer le robinet 34.
57 - Plots de circuit électrique donnant contact par le thermostat 47 à 1'électro-aimant 51 (contact devenu inutile parce que le circuit du moteur 26 est coupé en 53) ainsi qu'à. 1'électro-aimant 52.
58 - Parois extérieures d'un wagon frigorifique quel- conque .
59 - Antichambres déjà. refroidies par les tubes 32.
60 - Compartiments étanches séparés par parois amovi- bles et'déplaçables.
61 - Parois amovibles et déplaçables.
62 - Portes méagésstant dans les parois extérieures du wagon que dans les parois des compartiments étanches et qui permettent d'avoir accèsà l'un de ceux-ci sans Il fluencer la température des autres compartiments adjacents.
Le fonctionnement du groupe ainsi défini, s'opère comme suit :
Supposons le disque 4 embrayé sur la poulie 2 par uns commande soit à vapeur, hydraulique, à levier ou autre, ren- dant cette poulie solidaire en rotation de l'essieu ou ar- bre moteur 1.
Dès que le véhicule se met en marche (par exemple un wagon) l'un des essieux 1 transmet sa rotation par courroie (chaîne ou autre) à la poulie 6, donc à l'axe de transmission 5. Cet axe, au moyen du manchon 7 qui est calé sur lui, en- traîne dans sa rotation tout l'ensemble du régulateur A B 8-8'- 9-9' ainsi que les manchons 10-10'.
<Desc/Clms Page number 8>
Cette rotation par la force centrifuge écarte les masses A et B de l'axe 5. Ces masses fixées à l'extrémité des leviers 8 tendent, à rejoindre une position perpendicu- laire à l'axe 5 en pivotant autour de leur point d'attache aux oreilles 7a et 7b du manchon 7. Ce mouvement se traduit grâce aux biellettes 9 et 9' par un déplacement axial des manchons 10 et 10' qui à leur tour entraînent dans ce dé- placement les manchons d'embrayage 12 et 13 auxquels ils sont reliés respectivement par les étriers 14 et 21. Ceux-ci grâce à leurs guides fixes 17 et 23 et à des roulements à butées ne sont pas entraînés dans la rotation de l'axe 5 mais seulement dans le déplacement axial du redressement du système régulateur. Ce déplacement axial produit : 1 ) la compression du ressort de rappel 11.
2 ) l'embrayage des disques 12-15 et 13-25.
3 ) la rotation du compresseur 18 solidaire de la poulie d'embrayage 15.
4 ) la rotation de la pompe 24 solidaire de la poulie d'em- brayage 25.
5 ) le contact des plots 46 du circuit dynamo du dynamo moteur 27.
6 ) le contact des plots 54 du circuit dynamo du dynamo moteur 26.
7 ) le contact des plots 55 et 57 pour l'arrêt et la mise en marche automatiques du groupe par le thermostat 47.
8 ) la rotation du dynamo moteur 27 relié par courroie à la poulie 25.
9 ) la rotation du dynamo moteur 26 relié par courroie à la poulie 15.
Les dynamos moteurs 26 et 27 chargent donc la ou les batteries d'accumulateurs 40 tandis que le compresseur (turbine) comprime le produit réfrigérant (chlorure de méthyl par exemple) dans le serpentin liquéfacteur 28 pour le li-
<Desc/Clms Page number 9>
quéfier après l'avoir aspiré à l'état gazeux du serpentin évaporateur 29 où se produit le froid proprement dit. Ce serpentin évaporateur plonge dans un réservoir de solution de chlorure de calcium (saumure) inconsolable dont il abaisse fortement la température. La pompe 24 aspire cette saumure du réservoir 30 et la chasse par les conduites 31 dans les bonbonnes 32 placées dans la ou les chambres à re- froidir, formant ainsi circuit fermé.
Dès que la température dans les chambres est assez froide (minima) le thermostat 47 au moyen des plots 55 ferme le circuit de l'électro-aimant 56 qui, attirant la masse en fer dux 39 ferme le robinet 34 au moyen de la crémaillère 37 dont la denture centrale est en prise constante avec l'en- grenage 36 fixé sur le pivot du robinet 34. Le déplacement de la crémaillère 37 a amené un pivotement des engrenages 42 sur l'axe desquels sont fixés les mercoïdes coupe circuit automatiques 44. Ce pivotement produit la rupture automati- que du courant dès que 1'électro-aimant a fonctionné et ne permet plus que la fermeture du circuit de l'autre mercoïde tel que l'indiquent les Fig. 3,4 et 4a.
Par le fait que le robinet 34 est ferme, tandis que la pompe 24 continue à fonctionner, la saumure parcourt le petit circuit (indiqué par la floche en arc de cercle 35 Fig. 2) . La saumure contenue dans les bonbonnes 32 est donc séparée du circuit réfrigérant proprement dit et sert de ré- serve ou d'accumulateur de froid dans les chambres où les bonbonnes sont placées. La saumure contenue dans le réser- voir 30 continue à être refroidie par le fonctionnement du compresseur 18 mais, parcourant le petit circuit tel qu'il est dit plus haut, ne passe plus par les bonbonnes 32.
Dès que la température dans les chambres, par la cessation de produotion de froid nouveau est remontée et a atteint sa température maxima, le thermostat 47, au moyen
<Desc/Clms Page number 10>
des plots 57, ferme le circuit de l'électro-aimant 51 (ce- lui-oi n'ayant pour le moment aucune importance, les plots 53 n'étant pas en contact) ainsi que le circuit de l'élec- tro-aimant 52 qui, de la façon déjà expliquée, ouvre à nou- veau le robinet 34 et rétablit la grande circulation de la saumure refroidie dans les bonbonnes 32.
Le refroidissement des chambres se produit et s'ar- rête donc automatiquement au fur et à mesure que le thermostat 47 accuse les températures limites, maxima et minima.qui peu- vent être réglées à loisir soit avant soit même pendant le fonctionnement.
Cette description concerne le fonctionnement du groupe pendant la marche du véhicule .
A l'arrêt, le fonctionnement est en principe iden- tique mais la force motrice est fournie par les dynamos de- venues moteurs qui reçoivent le courant des accus chargés par eux pendant la marche du véhicule.
En effet, dès que le véhicule s'arrête, le ressort 11 rappelle tout le système du régulateur avec les biellettes, manchons et étriers, ainsi que les disques d'embrayage 12 et 13 dans leur position de repos, c'est-à-dire de débrayage.
Dans cette position, ce sont les plots 45,48, 50 et 53 qui sont en contact tel que l'indique la Fig. 5.
Dès que la température des chambres s'est à nouveau élevée et a atteint sa température maxima, le thermostat 47 ferme, au moyen des plots 50, le circuit de l'électro-aimant 52 qui ouvre le robinet 34 (pour le cas où celui-ci serait fermé) ainsi que le circuit de l'électro-aimant 51 qui met le moteur 26 en marche.
A l'arrêt du véhicule, le circuit du petit moteur 27 est toujours fermé par les plots 45. Ce moteur fait donc toujours tourner la pompe à saumure 24.
Dès que la température des chambres s'étant ainsi
<Desc/Clms Page number 11>
abaissée, a atteint sa limite minima, le thermostat 47 ferme au moyen des plots 48, le circuit de l'électro-aimant 49 qui coupe le circuit du moteur 26. Le compresseur 18 s'ar- rête donc de tourner tandis que lu. pompe à saumure 24 con- tinue à fonctionner et à produire en sorte du froid plus ou moins renouvelé, ma intenue en mouvement par le moteur 27 dont le circuit reste toujours fermé par les plots 45.
Tant pendant l'arrêt du véhicule que; pendant sa marche, la mise en mouvement et l'arrêt du groupe sont com- plètement automatiques. Aucune force motrice spéciale n'est nécessaire si ce n'est celle du véhicule même qui en est inévitablement pourvu et dont, en principe, il est emprunté approximativement un dixième de la force pendant la marche de ce véhicule pour faire fonctionner le compresseur, la pompe saumure et charger les accus. Pendant l'arrêt, c'est la batterie d'accumulateurs qui fournit aux moteurs l'énergie produite pendant la marche du véhicule.
Même si après plusieurs jours de non emploi du vé- hicule, les batteries étaient déchargées, tout le groupe n'en fonctionnerait pas moins bien dès qu'on remettrait le véhicule en marche.
Dans le cas d'un camion automobile, le dynamo moteur 26 pourrait être supprime et remplacé par le moteur à essence.
En effet, pendant la marche du camion, le compresseur serait accouplé sur l'arbre moteur tel que l'indique la Fig. 1. Pac- dant l'arrêt, quand la température a atteint son degré ma- ximum, le thermostat 47 fermerait au moyen des plots 50 le circuit du moteur 26 .lequel'aurait etc. remplacé par la dynamo starter du moteur à essence,La batterie d'accumula- teurs serait chargée pendant la marche du véhicule seulement par le dynamo moteur 27 et fournirait pendant l'arrêt du véhicule l'énergie électrique pour faire fonctionner la pompe à saumure 24. Il est entendu que le groupe fonctionne avec
<Desc/Clms Page number 12>
égalité de rendement quel que soit le sens .de la marche du véhicule.
Il va, de soi qu'au lieu d'utiliser une batterie d'accumulateurs, celle-ci pourrait être remplacée par une 'd'énergie . source quelconque/ accumulée ou non pendant la marche du véhicule.