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Machine frigorifique fonctionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud.
L'invention concerne une machine frigorifique fonc- tionnant suivant le principe inverse de celui du moteur à gaz chaud. Il y a lieu d'entendre par là que ia machine frigorifique est constituée par un groupe à l'aide duquel une certaine quan- tité de gaz, par exemple de l'air, constituant le fluide actif, est alternativement comprimé et détendu à des températures dif- férentes. Lorsque ce groupe fonctionne comme machine frigorifi- que, le chauffage extérieur indispensable dans le moteur à gaz chaud devient superflu, mais par contre il faut entraîner l'arbre duquel est prélevé le travail désiré lorsque le groupe fonctionne comme moteur.
Tout comme dans les moteurs à gaz chaud, la construction de ces machines frigorifiques peut être telle qu'on puisse distinguer la chambre dans laquelle se produit la détente de celle dans laquelle se produit la compression, /chambres que sépare une enceinte dans laquelle se trouve le ré-
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cupérateur. Dans les machines frigorifiques, la chambre dans laquelle s'effectue la compression se trouve à une température plus élevée que l'autre; la première s'appelle chambre "chauffée" et la' seconde chambre "refroidie".
L'invention fournit des moyens de faire en sorte que les transformations constituant le cycle thermo-dynamique se rapprochent autant que possible de transformations isothermes.
Ccmme on le sait, le rendement de la "production de froid" augmente à mesure que la transformation se rapproche de la transformation isotherme. Par "transformations isothermes" on entend ici le sens propre de l'expression, c'est-à-dire que pendant la détente et la compression, le fluide contenu dans la chambre refroidie, celui contenu dans la chambre chauffée et celui contenu dans l'enceinte de communication conservent toujours la température fixée pour ces enceintes.
Dans la machine frigorifique conforme à l'invention, ce résultat s'obtient en choisissant le rapport de compression de manière que ni dans la chambre refroidie ni dans la chambre chauffée, la. température du fluide ne s'écarte de plus de 20% de la valeur moyenne de la différence de température de ces deux chambres, étant entendu que l'écart ne dépassera jamais 15 .
L'invention est basée sur l'idée que la compression et la détente ne doivent être poussées que jusqu'au point où les différences de température qui se produisent dans le fluide restent admissibles. Il en résulte que, par course du piston, la quantité de froid produite sera moindre que dans le cas où l'on utilise des rapports de compression plus élevés, faciles à obtenir. Il faut donc prendre des dispositions pour attein- dre la quantité de froid désirée par unité de temps, par exem- ple, en augmentant en conséquence le nombre de courses du pis- ton par unité de temps ou les dimensions de la machine.
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Les publications relatives aux moteurs à gaz chaud mentionnent que des rapports de compression de 1,8 à 3, c'est- à-dire des augmentations de pression de 80 à 200%, sont fré- quemment utilisés Le choix, conforme à l'invention, est basé sur des rapports de compression moins élevés, à savoir de,1,4 au maximum. A mesure que le rapport de compression est plus petit, on se rapproche mieux de la transformation isotherme du cycle thermodynamique.
Le rapport de compression désiré peut s'obtenir par exemple en veilla.nt à ce que, dans chacune des chambres, le volume d'une course soit petit par rapport au volume minimum de l'enceinte active pendant le fonctionnement. Par "volume d'une course" il faut entendre ici le volume du fluide déplacé par le piston, respectivement par le balayeur, pendant leurs déplacements et par "enceinte active" l'espace total-c'est-à- dire la chambre refroidie, la chambre chauffée et l'enceinte 'par laquelle elles communiquent-occupé par le fluide. Le volume de l'enceinte active varie par suite des variations du volume de la chambre refroidie et du volume de la chambre chauffée et pendant chaque course, il acquerra, une certaine valeur minimum.
Comme il a été mentionné, dans le cas envisagé, chacun des volumes d'une course devra être petit par rapport à ce volume minimum, de sorte qu'il sera petit aussi par rapport aux plus grands volumes de l'enceinte active pendant le fonctionnement.
Une autre possibilité d'obtenir le rapport de compres- sion désiré consiste à choisir judicieusement le décalage entre les variations périodiques du volume de la chambre refroidie et celles du volume de la chambre chauffée. Eventuellement cette disposition peut être combinée avec celle citée en pre- mier lieu. Il suffit que ce décalage soit réglable pour que la machine équipée d'un tel mécanisme de réglage puisse fonction- ner d'une manière plus ou moins isotherme. Ce résultat peut être d'importance dans le cas où l'on désire augmenter momenta-
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nément la production de froid au détriment du rendement.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tsnt du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention.
Sur la figure, la courbe 1 donne les variations en fonction du temps de la température dans la chambre chauffée et 2, celles de la température dans la chambre refroidie. Les hori- zontales 3 et 4 donnent la température moyenne (t3 et t4) dans chacune de ces chambres. La distance a entre ces horizontales est la valeur moyenne de la différence de tempéra.ture des deux chambres.
Suivant l'invention, les écarts de température b et c peuvent atteindre au maximum 20% de , étant entendu que ni b, ni c ne dépasseront 15 .
C'est ainsi que si t3 = 20 C et t4 = - 200 C, a = 220 C.
Si, dans ce cas, on s'en tenait aux valeurs maxima admissibles de b et de c, à savoir 20% de a, on obtiendrait un écart de tem- pérature de 44 , ce qui est inadmissible, car dans aucun cas, l'écart de température ne doit dépasser 15 . Pour obtenir ce résultat, le rapport de compression est, au maximum, de 1,25 en- viron.
Si t3 = 20 C et t4 = -10 C, a = 30 . Dans ce cas, conformément à l'invention, b et c ne dépasseront pas.20% de 30 , soit 6 . Dans ce cas, la valeur maximum admissible du rapport de compression est inférieure à 1,25.