BE463321A

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Info

Publication number: BE463321A
Authority: BE

Description

" Perfectionnements à la refrigeration ". ------
La présente invention concerne un perfectionnement à la réfrigération et concerne plus particulièrement la structure et le procédé de fabrication de plaques froides. La présente invention procure une plaque froide renfermant un serpentin qui présente un certain nombre de longueurs de tubage rectangulaire et des connecteurs tubulaires préfaçonnés, fixés aux extrémités adjacentes de longueurs adjacentes de tubage rectangulaire, et une plaque entourant le serpentin ainsi formé, cette plaque renfermant des pièces de paroi jointes hermétiquement l'une à l'autre autour de leurs bords, chacune de ces pièces de paroi butant contre la surface plane d'un côté du serpentin.

La présente invention procure également une plaque froide renfermant un serpentin et une plaque ebtourant le serpentin, cette plaque renfermant des pièces de paroi latérales fixées hermétiquement ensemble autour de leurs bords, chaque pièce butant contre un c8té du serpentin, le serpentin comportant des organes de connexion d'entrée et de sortie destinés à (permettre la circulation d'un réfrigérant volatil, et un liquide ayant une pression de vapeur à l'intérieur de la plaque, dans l'espace entourant le serpentin, en volume suffisant pour provoquer la formation de pellicules entre les surfaces opposées du serpentin et les parois latérales de la plaque, et des moyens pour maintenir une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la plaque,

d'amplitude suffisante pour maintenir les parois latérales de la plaque pressées solidement contre le serpentin, avec une pellicule transmettant la température entre les surfaces opposées.

La présente invention procure en outre une méthode pour former un serpentin pour les évaporateurs et les organes analogues qui comprend l'emploi de plusieurs tubes rectilignes et rectangulaires d'une manière générale, le préfaçonnage de connecteurs tubulaires d'un diamètre qui n'est pas plus grand que la distance entre les parois opposées du tubage rectangu- laire et avec les extrémités ouvertes adjacentes se terminant dans un plan commun, et la fixation des extrémités de ces connecteurs à des extrémités adjacentes de longueurs adjacentes du tubage rectangulaire.

Un but de l'invention est de fournir une plaque froide perfectionnée pour des réfrigérateurs et des organes analogues.

Un autre but est de fournir un procédé perfectionné pour fabriquer des plaques froides et maintenir une relation adéquate de transmission de chaleur entre les serpentins et les parois latérales de la plaque.

Un autre but est de fournir un procédé perfectionné pour augmenter la surface de transmission de chaleur de la pellicu-

le entre les parois de-!la plaque et le serpentin.

Un autre but est de fournir une plaque perfectionnée dans laquelle un volume variable de liquide est employé à l'intérieur de la plaque pour fournir un facteur de conservation ou une meilleure transmission de chaleur ou les deux à la fois.

D'autres buts apparaitront de temps en temps au cours de la description et des revendications.

On a représenté l'invention plus ou moins schémétique ment aux dessins annexés dans lesquels:
La fig. 1 est une vue de c8té avec des parties en contour schématique seulement et des parties enlevées par brisures.

La fig. 2 est une coupe à une échelle agrandie par la ligne 2 - 2 de la fig. 1.

La fig. 3 est une coupe de détail à une échelle encore plus grande.

La fig. 4 est une coupe par la ligne 4 - 4 de la fig. 3.

La fig. 5 est une coupe de détail par la ligne 5 - 5 de la fig. 2.

La fig. 6 est une coupe semblable à la fig. 2, montrant une proportion différente ou un volume différent de liquide à l'intérieur de la plaque.

Les mêmes pièces sont désignées par les mêmes symboles dans toute la description et sur les dessins.

Un a représenté au dessin par A d'une manière générale une plaque froide renfermant un serpentin en circuit avec un mécanisme de réfrigération mécanique. Le mécanisme de réfrigération mécanique est représenté schématiquement en B. Il renferme une base 1, un compresseur approprié quelconque 2 actionné par un moteur 3 au moyen de la courroie 4.5 indique schémétiquement un serpentin condenseur approprié quelconque et 6 est un collecteur approprié quelconque. est un conduit à haute pression allant du collecteur vers une soupape de détente appropriée représentée schématiquement en 8. 9 est un conduit de fourniture du refrigérant partant de la soupape de détente 8 et destiné à fournir le refrigérant liquide, pour l'évaporation à la construction d'évaporateur décrite ci-après.

10 est un conduit de retour à basse pression destiné à ramener au compresseur le refrigérant évaporé. Pour ce qui concerne plus particulièrement la plaque froide qui est comprise dans le cycle mentionné ci-dessus, on emploie un serpentin qui renferme un certain nombre de longueurs de tuyau 15 rectangulaires et de préférence rectiligne. Ces longueurs de tuyau peuvent avantageusement être assemblées en groupes de même longueur.

Deux groupes de ce genre sont représentés à la fig. 1 et forment un serpentin supérieur C et un serpentin inférieur D.

L'emploi de tuyaux rectangulaires fournit un serpentin ayant des faces plates délimitées par des plans parallèles. Cette disposition est idéale pour l'emploi dans des plaques froides.

Un emploie par exemple à la fig. 2 une plaque ayant des parois parallèles 16 et 17 qui sont fixées ensemble hermétiquement à leurs bords, par exemple par l'emploi sur une des plaques,,de rebords 18, qui sont soudés ou fixés autrement en 19 à la paroi opposée. Le serpentin, formé des longueurs de tuyau rectangulaires 15, bute par conséquent contre les faces internes des parois 16 et 17 avec une superficie maximum de contact intime. Lorsqu'on forme les serpentins de section transversale rectangulaire, il n'est pas avantageux de replier les tubes. On a antérieurement coupé à longueur des tubes rectilignes rectangulaires et on a coupé à onglets les extrémités et soudé des organes connecteurs en tubes rectilignes

rectangulaires.

On a trouvé avantageux d'employer à la place de ceci des connecteurs ou coupleurs préfaçonnés qui peuvent être formés par cintrage ou autrement à partir de tubes qui ne sont pas rectangulaires en coupe transversale. en a représenté par exemple aux fig. 3 et 4 les connecteurs 20 qui peuvent être formés par cintrage ou autrement à partir d'un tube ayant en général une section transversale circulaire, chacun de ces connecteurs se terminant à chaque extrémité dans un plan commun unique, comme en 21 et 22. Un semblable connecteur peut être facilement soudé comme en 23 à l'extrémité adjacente d'une paire de tubes rectilignes rectangulaires 15 adjacente. S'il y a du métal en excès on peut l'enlever à la meule ou bien l'égaliser autrement ;pour fournir une surface lisse, comme on l'a représenté à la fig. 4.

Le diamètre du connecteur 20 est de préférence le même que le diamètre des tubes 15 pour procu" rer un contact maximum avec lesfaces intérieures des parois 16 et 17.

Dans la plaque particulière représentée à la fige 1, on a montré un connecteur 24 comportant un nipple 25 pour recevoir l'extrémité de l'entrée 9 du refrigérant ou d'un coude ou d'un organe de connexion appliqué à celle-ci. Une branche du connec- teur 24 s'étend vers le serpentin C et l'autre vers un passage ou conduit intermédiaire 26 qui s'étend vers le tube supérieur 15a du serpentin D. Une garniture ou un connecteur d'évacuation 27 est employé, dont une branche reçoit le conduit de sortie 28du serpentin C. Le nipple 30 est en communication avec une garniture appropriée et est destiné à relier celle-ci au conduit de retour 10 de la matière évaporée. On comprendra que n'importe quelle matière eutectique appropriée peut être placée dans l'espace à l'intérieur des parois 16 et 17.

On soumet également de préférence à un vide l'espace à l'intérieur de la plaque. 31 indique une garniture appropriée ou une botte de soupape par laquelle le fluide eutectique peut être admis dans l'espace entre les parois 16 et 17 par une entrée 32 commandée par un bouchon amovible 33. Après que le fluide eutectique a été introduit, on peut employer la garniture 31 comme moyens d'épuiser l'air de l'intérieur de la plaque pour fournir un vide partiel. La bille 34 sert de soupape de retenue contre l'entrée de l'air atmosphérique. 35 est une garniture d'évacuation appropriée pour évacuer le liquide eutectique de l'intérieur de la plaque.

On a représenté à la fig. 2 une forme de plaque dans laquelle l'intérieur est fortement rempli par un fluide eutectique, le niveau supérieur du fluide étant indiqué en X. On comprendra que le volume du fluide peut varier, mais on préfère remplir sensiblement l'intérieur de la plaque tout en laissant un espace adéquat pour recevoir la dilatation du fluide lorsqu' il se congèle. Le fluide ne sert pas seulement de fluide de retenue mais fournit 1'humidité nécessaire pour maintenir une pellicule de transmission de chaleur entre les faces latérales opposées extérieures des longueurs 15 du serpentin et les faces internes des parois latérales 16 et 17. Si le fluide est admis par le connecteur 31, il est libre de remplir l'intérieur de la plaque.

En vue de permettre au liquide de s'écouler dans l'espace entier à l'intérieur de la plaque on peut réduire légèrement le diamètre des parties incurvées 20, au moins localement. Il peut aussi être avantageux de prévoir une entrée supplémentaire, non représentée ici, pour aider le remplissage rapide de la plaque.

Dans la forme de la fig. 6 on emploie un volume beaucoup

plus petit de fluide, représenté en Y. Le facteur de retenue, dans la forme de la fig. 6 est supprimé, mais suffisamment de liquide est envoyé à l'intérieur de la plaque pour fournir l'humidité nécessaire pour maintenir les pellicules de transmission de chaleur entre les faces opposées des longueurs 15 du serpentin et les parois 16 et 17.

Il est à remarquer que bien qu'on ait décrit et représenté un dispositif pratique et fonctionnant bien, de nombreux changement peuvent néanmoins être apportés aux dimensions, à la forme, au nombre et à la disposition des pièces sans qu'on s'écarte de l'essence de l'invention. La description et les dessins doivent par conséquent être pris dans un sens large, illustratif ou schématique, plutôt que comme une limi- tation à un exposé précis.

Par exemple on peut employer à 1*intéri.eur de la plaque froide un seul serpentin au lieu d'employer les deux serpentins qui sont représentés reliés en parallèle à la fig. 1. On peut également employer n'importe quels moyens appropriés pour espacer ou supporter les serpentins dans une plaque.

On a représenté par exemple à la fig, 1 les supports ou organes d'espacement 40 qui peuvent être employés sous n'importe quelles dimensions, formes, nombres et dispositions appropriés.

Une forme de réalisation appropriée et précieuse de la présente invention consiste en un serpentin contenant plusieurs tubes rectilignes de section transversale rectangulaire, les tubes étant reliés pour former un serpentin continu par des connecteurs préfaçonnés ou façonnés séparément, qui peuvent avantageusement avoir une section transversale intérieure non rectangulaire ou circulaire. On peut toutefois employer la présente méthode de fabrication pour des tubes d'une grande variété de longueurs, de forme et de section transversale.

L'emploi et le fonctionnement de la présente invention sont les suivants:
L'efficacité de la plaque représentée et revendiquée, dépend du caractère adéquat de la transmission de chaleur entre le serpentin à l'intérieur duquel le refrigérant est évaporé, et les parois opposées latérales 16 et 17 de la plaque. Suffisamment de fluide est introduit à l'intérieur de la plaque pour permettre la formation de pellicules. La surface occupée par les pellicules est augmentée par l'emploi de tubes carrés impliquant une augmentation notable de surface de transmission directe de la chaleur, en comparaison de constructions dans lesquelles des tubes ronds ou ovales sont employés.

Le liquide, tel qu'un eutectique, procure la matière nécessaire pour les pellicules, soitqu'un faible volume seulement soit introduit comme à la fig. 6, soit qu'un grand volume soit introduit, comme à la fig. 2. Dans la forme de la fig. 6, il peut être désirable d'agiter la plaque pour obtenir une répartition initiale du liquide, avant de faire le vide à l'intérieur de la plaque. Dans les deux formes de plaque, on fait à l'intérieur de celle-ci un vide suffisant pour Maintenir une pression atmosphérique sensible contre les parois latérales-de la plaque. La différence de pression peut varier fortement suivant la dimension de la surface totale de la plaque et l'épaisseur de la tôle employée pour les parois latérales de la plaque.

Elle peut, par exemple, varier dans les limites de 100 centimètres ou moins de vide à 50 centimètres ou plus de vide. L'effet de la poussée extérieure de l'atmosphère contre les parois latérales est de maintenir

un contact très intime entre les faces internes des parois et les faces latérales opposées des tubes. Cette pression maintient une pellicule ayant des caractéristiques de transmission de chaleur aussi bonnes que celles du métal lui-même et beaucoup meilleures que les conditions de transmission de chaleur existant lorsque les métaux sont brasés, soudés à l'autogène ou à la soudure. La façon d'opérer est simple et s'exécute rapidement et aisément.

Le résultat est une plaque froide ayant des caractéristiques très efficaces de transmission de chaleur entre le refrigérant à l'intérieur du serpentin, et l'extérieur de la plaque.

REVENDICATIONS
1. Une plaque froide comprenant un serpentin qui présente un certain nombre de longueurs de tubage rectangulaire et des connecteurs tubulaires préfaçonnés fixés aux extrémités adjacentes de longueurs adjacentes du tubage rectangulaire, et une plaque entourant le serpentin ainsi formé, cette plaque renfermant des pièces de paroi fixée hermétiquement l'une à l'autre autour de leurs bords, chaque pièce de paroi butant contre la surface plane d'un côté du serpentin.

Claims

2. Une plaque froide suivant la revendication 1, dans laquelle le serpentin comporte un certain nombre de longueurs rectilignes de tubage rectangulaire, 3. Une plaque froide suivant la revendication 1, dans laquelle les connecteurs tubulaires préfaçonnés sont soudez aux extrémités adjacentes du tubage rectangulaire.

4. Une plaque froide suivant la revendication 1, comportant un moyen de faire un vide dans l'espace entre les parois et le serpentin, de sorte que ces parois sont maintenues en contact intime avec les surfaces opposées, planes d'une manière générale, du serpentin.

5. Une plaque froide suivant les revendications précédentes, comportant à l'intérieur de la plaque, dans l'espace entourant le serpentin, un liquide capable de fournir une pellicule de transmission de chaleur entre les surfaces opposées de la plaque et du serpentin.

6. Une plaque froide renfermant un serpentin et une plaque entourant celui-ci, cette plaque renfermant des pièces de paroi latérales fixées ensemble hermétiquement autour de leurs bords, chacune de ces pièces butant contre un côté du serpentin, le serpentin comportant des connexions d'entrée et de sortie destinées à permettre la circulation dans le serpentin d'un réfrigérant volatil, et un liquide ayant une pression de vapeur à l'intérieur de la plaque dans l'espace entourait le serpentin, en volume suffisant pour produire la formation de pellicules entre les surfaces opposées du serpentin et les parois latérales de la plaque, et un moyen de maintenir une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la plaque,

avec une valeur suffisante pour maintenir les parois latérales de la plaque pressées solidement contre le serpentin avec les pellicules de transmission de chaleur entre les surfaces opposées.

7. Une plaque froide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le serpentin a des parois latérales aplaties opposées aux faces internes de la plaque, ce qui augmente la surface pour la formation de pellicules dans une mesure notable.

8. Une plaque froide suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le volume total du <Desc/Clms Page number 6> liquide à l'intérieur de la plaque est plusieurs fois moindre que le volume du creux à l'intérieur de la plaque entourant le serpentin.

9. Une plaque froide suivant l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le serpentin comprend des tronçons de tuyau ayant des parois latérales planes, chacun de ces éléments de paroi latérale plane butant contre un côté plan du serpentin.

10. Un serpentin pour des évaporateurs et des organes analogies, ce serpentin renfermant un certain nombre de longueurs, parallèles et rectilignes d'une manière générale, ce tubage rectangulaire et des connecteurs tubulaires préfaçonnés, fixés aux extrémités adjacentes des longueurs adjacentes de tubage rectangulaire et reliant celles-ci, le serpentin ainsi formé étant enfermé par des plans parallèles d'une manière générale se conformant aux faces planes des c8tés opposés de ce tubage rectangulaire.

Il. Une structure suivant l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle les connecteurs tubulaires ont une forme générale arquée.

12. Un procédé de formation d'un serpentin pour des évaporatèurs et des organes analogies, qui comprend les caractéristiques consistant à prendre un certain nombre de tubes rectilignes et rectangulaires d'une manière générale, à préfaçonner des connecteurs tubulaires d'un diamètre qui n'est pas plus grand que la distance entre les parois opposées du tubage rectangulaire et présentant des extrémités ouvertes adjacentes se terminant dans un plan commun, et à fixer les extrémités de ces connecteurs à des extrémités adjacentes de longueurs adjacentes du tubage rectangulaire.

13. Un procédé suivant la revendication 12, qui consiste à prendre des tubes rectangulaires de longueurs sensiblement uniformes et à préfaçonner des connecteurs tubulaires avec un diamètre ayant sensiblement la même grandeur que l'espace entre les parois opposées des tubes rectangulaires.

14. Un procédé suivant la revendication 12, dans lequel les extrémités des connecteurs sont fixées au tubage rectangulaire par soudure et toute matière de soudure en excès est éliminée à la meule de sorte que le serpentin dans son ensemble est placé entre des plans parallèles et adaptés à ceux-ci.

15. Un procédé suivant la revendication 12, dans lequel la fixation des extrémités des connecteurs au tubage rectangulaire a pour résultat l'assemblage d'un serpentin continu placé entre des plans parallèles et délimité par ces plans, une paire de plaques étant placée autour de ce serpentin avec la face interne de chaque plaque en conformité avec les parois opposées du tubage rectangulaire, et les plaques sont alors fixées hermétiquement l'une à l'autre autour de leurs bords pour délimiter ainsi un espace fermé dans lequel le serpentin est enfermé.

16. Un procédé suivant la revendication 15, dans lequel l'intérieur de l'espace ainsi formé est soumis au vide et les parois sont ainsi maintenues en contact intime avec les faces opposées du tubage du serpentin.

17. Un procédé suivant la revendication 15, dans lequel un liquide formant des pellicules est introduit à l'intérieur de l'espace ainsi formé et on provoque ebsuite une différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur de la plqque, ce qui maintient ses parois en contact untime avec les surfaces opposées du tubage du serpentin, tout en conservant entre ces <Desc/Clms Page number 7> 'faces des pellicules de transmission de chaleur.

18. Un procédé de transmission de chaleur d'un organe à un autre, qui consiste à prévoir un organe ayant une paire de côtés opposés généralement plans, à entourer cet organe d'un logement ayant des côtés généralement plans destinés à être opposés aux côtés du premier organe mentionné, à placer un liquide ayant une pression de vapeur à l'intérieur de ce logement et dans l'espace entourant l'orga ne mentionné en premier lieu, à employer ce liquide pour former une pellicule superficielle sur les surfaces opposées, et à créer et à maintenir une différence de pression entre l'extérieur et l'intérieur du logement,

suffisante pour refouler les parois du logement contre les faces opposées de l'organe mentionné en premier lieu et pour comprimer ces pellicules superficielles et maintenir une relation efficace de transmission de chaleur par l'intermédiaire de ces pellicules entre ces organes.

19, Un procédé suivant la revendication 18, dans lequel le liquide est placé dans le logement et dans l'espa- ce autour de l'organe mentionné en premier lieu en un volume sensiblement moindre, de préférence plusieurs fois moindre, que le volume de cet espace.

20. Un procédé suivant la revendication 18, qui consiste à prévoir un serpentin se conformant d'une manière générale suivant ses côtés opposés à une paire de plans parallèles d'une manière générale et à entourer ce serpentin d'un logement qui est destiné à être opposé aux côtés opposés du serpentin.