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Appareil réfrigérateur.
La présente invention a trait à des perfection- nements aux appareils réfrigérateurs, et vise plus parti- oulièrement des organes de réglage de la puissance néces- saire pour faire fonctionner ces appareils.
L'invention a trait aux appareils du type dans lequel un réfrigérant non volatil, par exemple de l'eau, est refroidipar évaporation d'une fraction dans un réci- pient fermé ou évaporateur, la vapeur ainsi formée étant évacuée au moyen d'un organe approprié, par exemple au
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moyen d'un injeoteur à vapeur qui entraine l'eau évaporée dans un condenseur dans lequel cette eau évaporée ainsi que la vapeur vive de l'éjecteur se condensent. L'invention vise plus particulièrement le réglage de la consommation de vapeur, l'éjecteur étant constamment maintenu en action, de sorte que la quantité de vapeur consommée ne soit jamais supérieure à la quantité théorique exigée par les conditions de fonctionnement.
Lors du f onctionnement d'un système réfrigérateur de ce genre, la quantité de vapeur nécessaire peut varier suivant des variations soit de la charge, soit de la température de l'eau amenée au condenseur en vue de son refroidissement. Quoiqu'il en soit, les conditions à Intérieur du condenseur varient, d'où il résulte que le fonctionnement de l'éjecteur à vapeur est également influencé, et si la pression et la température régnant à l'intérieur du condenseur dépassent certaines valeurs, le fonctionnement de l'éjecteur à vapeur peut même être arrêté.
On sait qu'un éjecteur à vapeur ou thermooompresseur, comme on appelle également ces appareils, présente, lors de son emploi tel que cidessus défini, une capacité approximativement constante; autrement dit, la quantité de vapeur d'eau, évacuée de l'éva- porateur par l'éjecteur et comprimée pour être envoyée au condenseur, est sensiblement la même, quelle que soit la quantité de vapeur vive employée, tant que la pression d' aspiration, c'est-à-dire la pression dans l'évaporateur, reste la même.
Les éjeoteurs à vapeur sont en outre caractérisés par le fait qu'ils doivent fonctionner à pleine charge tant que la pression de l'évaporateur reste à. une valeur prédéterminée. Autrement dit, l'éjecteur à vapeur ne
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peut pas être réglé en l'ouvrant ou en le fermant plus ou moins, mais doit au contraire être ouvert en grand, quelle que soit la pression de la vapeur qui l'alimente.
Par conséquent, un organe régulateur de la vapeur d'alimentation d'un électeur, dans un système de réfrigération tel que celui objet de l'invention doit, conformément aux variations des conditions dans le c ondenseur, influer tant sur la quantité de vapeur que sur sa pression, sans par ailleurs réduire la capacité d'évacuation maxima de l'éjeoteur.
La présente invention a pour objet d'assurer le fonctionnement efficace et économique d'un système de ce genre, et de régler la quantité de vapeur consommée peur des charges variables avec une ou plus ieurs chambres d'évaporation en faisant varier la pression de la vapeur alimentent chaque éjecteur, pour éviter toute perte d'énergie lors du fonctionnement.
L'invention vise également des organes régulateursfonctionnant lors des augmentations ou diminutions de pression dans le condenseur pour faire varier la quantité de vapeur vive alimentant l'éjecteur à vapeur sous des conditions variables.
Ces différentes particularités et avantages ressortiront @@ la description détaillée, donnée ci-après, d' un mode de réalisation pris à titre d'exemple aucunement limitatif, et représenté aux dessins annexés, étant entendu que de nombreuses modifications et altérations peuvent être apportées au dispos itif tel que décrit et figuré, sans pour cela sortir de l'esprit ni du cadre de l'invention.
Dans ces dessins :
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la f ig. 1 montre, shcématiquement et vu en plan, un dispositif réfrigérateur conforme à l'invention, et la fig. 2 en est une vue en élévation et en coupe pa rt ie lle .
La référence 1 désigne un évaporateur qui comprend deux ou plusieurs chambres auxquelles l'eau arrive par une tuyauterie d'alimentation 2, reliée, dans chacune des chambres, à un pulvérisateur 3 percé d'un certain nombre d'ouvertures 4 que l'eau traverse en formant des jets. La température et la pression dans l'évaporateur sont suffisamment basses pour que l'eau ainsi pulvérisée dans les chambres soit partiellement évaporée, et lors de cette évaporation, une quantité suffisante de chaleur est absorbée par la messe principale de l'eau pour refroidir celle-ci au degré voulu. L'eau refroidie est évacuée par une tuyauterie 5 et la vapeur d'eau formée dans chacune des chambres de l'évaporateur 1 est évacuée à travers une ouverture 6 au sommet de ces chambres, grâce au fonctionnement d'un éjecteur à vapeur 7.
Cet éjecteur est relié à une tuyauterie d'alimentation en vapeur vive 8, et la vapeur de l'éjecteur ainsi que l'eau évaporée entraînée par cette vapeur arrivent par un conduit tubulaire 9 dans le condenseur 10. Ce condenseur, qui peut être de tout type approprié, est refroidi par de l'eau pour condenser la vapeur vive et l'eau évaporée qui y arrivent. L'éjecteur comprime l'eau évaporée, et le mélange d'eau évaporée et de vapeur vive atteint le condenseur à une pression un peu supérieure à celle qui règne dans l'évaporateur 1.
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Le tuyau d'alimentation 2 est relié aux pulvé.. risateurs 3 dans l'évaporateur au moyen de tuyaux 11 munis de robinets d'arrêt 12. De même, le tuyau à vapeur 8 est relié aux éjecteurs à vapeur 7 par des dérivations 13 en parallèle et munies chacune d'un robinet d'arrêt 14. Le tuyau d'évacuation 5 est également relié aux chambres par des dérivations 15. Ces dérivations peuvent également être munies de robinets d'arrêt, ou encore peuvent être ouvertes en permanence lorsque le tuyau 5 est situé au dessous des chambres, les dérivations 15 forment des tubes de retenue de hauteur suffisante entre ces conduits et l'évaporateur 1. L'évaporateur 1 est muni d'une cloison 16 qui le subdivise en deux compartimente 17 ; il va de soi que l'évaporateur 1 peut aussi être subdivisé en un plus grand nombre de compartiments s'il y a lieu.
Lorsque l'un des compartiments doit être mis hors service, le robinet 12 est fermé pour arrêter l'arrivée d'eau et le robinet 14 est fermé pour arrêter l'arrivée de vapeur dans ce oompertinent. Si les dérivations 13 sont également munies de robinets, la dérivation 15 correspondant au compartiment arrêté est également fermée ; mais si ces dérivations sent constituées par des tubes de retenue dépourvus de robinets, le fonctionnement est semblable à celui de dispositifs connus, ayant fait l'objet de brevets antérieurs, notamment d' un brevet déposé aux Etats-Unis le 22 mars 1934, au nom de Frederick H.
Hibberd; l'eau contenue dans le compartiment arrêté est renvoyée par la pression dans le condenseur à travers le tube de retenue 15, et s'y abaisse jusqu'à un point situé au dessus du tuyau 5 où l'eau ainsi recueillie assure un joint hydraulique, de telle sorte que la chaleur
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provenant du condenseur ne puisse agir sur l'eau refroidie débitée par le tuyau 5 et provenant de l'autre compartiment ou des autres compartiments en cours de fonctionnement.
La commande de la quantité de vapeur consommée s'effectue au moyen d'un organe thermostatique qui comprend une ampoule 18 montée dans le fond 19 du condenseur 10. Cette ampoule est reliée par un tube 20 à l'extrémité fixe d'une chambre dilatable 21, dont l'autre extrémité 22 est mobile et peut commander un clapet 23 interposé dans le tuyau à vapeur 8. La queue 24 de ce clapet est entourée d'un ressort 25 dont une extrémité prend appui sur l'extrémité mobile 26 d'une deuxiè@@ chambre dilatable 27, tandis que l'autre extrémité prend appui sur une rondelle 28 qui coulisse sur la queue 24. La aueue 24 traverse par ailleurs une ouverture pratiquée dans l'extrémité d'un levier 29, dont l'autre extrémité est articulée sur l'extrémité mobile 22 de la chambre 21 et pivote autour d'un axe 20 disposé en son milieu.
La rondelle 28, le levier 29 et la chambre dilatable 21 constituent une butée mobile pour le ressort 25. Ce ressort aura une compression et une longueur suffisantes pour maintenir le contact avec la butée précitée, quel que soit le dépla- cement des deux chambres dilatables. L'ampoule 18, le tube 20 et la chambre 21 contiennent un fluide dilatable approprié qui, lors d'une augmentation de la température dans le condenseur 10, oblige le levier 29 à comprimer le ressort 25 et la chambre 27, provoque l'ouverture du clapet 23 et permet l'arrivée d'un plus grand volume de vapeur à plus forte pression à travers les ajute- ges 7. La chambre 27 comporte une extrémité fixe reliée
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par un tube 31 au tuyau 8, du coté basse pression du clspet 23.
Grâce à cette disposition, la vapeur vive peut être amenée aux électeurs à le pression imposée par les conditions de fonctionnement. La pression dans le conden- seur s'oppose à 1)'admission de la vapeur vive et de l'eau évaporée, mais si cette pression dépasse une valeur prédéterminée par rapport à la pression de l'eau évaporée et de la vapeur vive, l'éjecteur oessera de fonotionner, puisqu'il sera à ce moment incapable de comprimer sa propre charge, ou même une faible quantité de vapeur d'eau, jusqu'à ce que la pression d'évaporation ait augmenté, et que la température de l'eau refroidie se soit considérablement élevée
Pour remédier à cet état, il faut élever la pression de la vapeur de l'éjecteur 7.
Lorsque la pression dans le condenseur augmente, la température de leau dans le fond 19 du condenseur augmente également d'une quantité proportionnelle. Le liquide contenu dans l'ampou- le 18, le tube 20 @t la chambre 21 se dilate, le clapet 23 s'ouvre davantage, et un plus grand volume de vapeur à plus forte pression traverse l'enveloppe 32 dudit clapet. A l'ouverture du clapet s'oppose la pression régnant dans le tube 31 et la chambre 27.
Si d'autre part la pression dans le o ondenseur vient à tomber, une quantité moindre de vapeur à pression moindre suffira pour compri- mer l'eau évaporée dans l'évaporateur 1 et envoyer cette eau évaporée dans le c onden seur. Lorsque la pression dans le condenseur tombe, la température du liquide dans le fond 19 diminue et le clapet 25 est ramené vers sa posi-
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t ion de fermeture par la chambre 27, de sorte qu'une quantité moindre de vapeur à pression moindre traverse ce clapet 23. La pression de la vapeur dans la tuyauterie 8 à la droite de ce clapet devra évidemment être suffisamment élevée pour pouvoir satisfaire toutes les conditions de fonctionnement.
Si par exemple l'appareil fonctionne, tous les compartiments et tous les éjecteurs à vapeur étant en service, et si l'un des compartiments de l'évaporateur doit être arrêté par suite d'une diminution de la charge, le maintien en service du ou des autres compartimente provoque l'envoi d'une quantité moindre de vapeur vive et d'eau évaporée vers le condenseur; de ce fait l'eau traversant les tuyauteries de refroidissement du condenseur absorbe moins de chaleur et la pression dans le condenseu r s'abaisse,autrement dit le vide y augmente;le température du liquide contenu dans le fond 19 du condenseur et formé par la condensation de la vapeur vive et de l'eau évaporée diminue donc.
Le liquide dans l'ampoule 18 dans la chambre 22 se refroidit et permet au clapet 23 de se rapprocher de sa positionne fermeture , de sorte que le ou les autres éjecteurs 7 restant en service ne reçoivent qu'une moindre quantité de vapeur à pression moindre. Il est ainsi possible de tenir compte des diminutions de charge et de réaliser une économie de vapeur. En cas d'accroissement de la charge exigeant la remise en service de tous les compartiments de l'évaporateur et de tous les éjecteurs, le condenseur se réchauffe, le vide y diminue et la con- trepression augmente.
L'eau contenue dans le fond du condenseur sera donc plus chaude et les organes régula-
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teurs provoquent de ce fait l'ouverture du clapet 23 pour permettre le débit dtulus grand volume de vapeur à pression plus élevée.
Le clapet 23 peut être suffisamment sensible pour suivre les variations de charge d'une importance moins grande que celle exigeant la mise hors service ou l'adjonction d'un ou plusieurs compartiments de l'évaporateur 1 pour permettre un débit plus ou moins important de vapeur à une pression plus ou moins grande vers les compartiments 17 en fonctionnement à cet instant, et de la manière ci-dessus décrite.
Le dispositif régulateur a également pour fonction/de régler l'ensemble en cas de variation de la température de l'eau de refroidissement envoyée au condenseur pour assurer la condensation de la vapeur vive et de l'eau évaporée. Dans ce cas, la pression dans le condenseur varie et l'organe régulateur fonctionne comme dans le oas précé- dent.
Le clapet 23 provoque ainsi la variation de la pression et du débit de la vapeur alimentant le ou les éjeoteurs 7, en fonction des variations de pression dais le condenseur. Lorsque la pression dans le oondenseur augmente, les éjecteurs reçoivent un plus grand volume de vapeut à pression plus élevée, et lorsque la pression dans le condenseur diminue, le débit et la pression de vapeur sont également diminués.
Le liquide condensé dans le condenseur 10 peut être évacué au moyen d'une tuyauterie 33 et envoyé en tous points voulus par une pompe 34.
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Grâce à l'agencement tel que décrit et figuré, on réalise une importante économie de vapeur vive, lors du fonctionnement de l'appareil à faible charge ou avec de l'eau froide dans le condenseur, et le coût du fono- tionnement subit une réduction correspondante.
@ Bien que le dispositif de commande thermostati- que tel que décrit soit du type à fluide dilatable, il va de soi que cette disposition ne constitue qu'un/exemple parmi lesdifférents modes de réalisation possibles. On pourra aussi bien employer d'autres systèmes régulateurs, par exemple des: organes thermostatiques à commande élec- trique, et un clapet à commande électrique dans le tuyau
8.
L'organe 18 peut aussi être disposé en d'autres points du condenseur 10. Les liaisons du clapet 23 servent à commander celui-ci en fonction des variations de pression dans le condenseur, et la température à l'intérieur du con- denseur est fonction de la pression de vapeur dans celui-ci.
Par conséquent, l'organe 18 répondant aux variations de la température constitue uniquement un mode de réalisation a- vantageux pour l'obtention des résultats voulus. Il va de soi que l'on pourrait lui substituer un organe actionné directement par les variations de la pression de vapeur dans le condenseur.
Enfin, les organes régulateurs ci-dessus décrits peuvent évidemment également être employés avec d'autres types d'appareils, par exemple avec ceux comportant des condenseurs et des éjecteurs à vapeur subdivisés avec les différents types possibles de clapets.