<Desc/Clms Page number 1>
MACHINE FRIGORIFIQUE.
L'invention concerne lesmachines frigorifiques qui servent à refroidir les plaques froides, en désignant par cette expression de "pla- que froide'! d'une manière générale une surface refroidie, indépendamment de sa forme, de sa position et de son application.
Lorsqu'on expose une surface refroidie à l'action de l'air atmosphérique' qui est plus chaud que la surface, l'humidité de l'air se condense sur elle généralement sous forme de glace ou de givre. Le châssis qui entoure la surface refroidie à la limite ou suivant son bord se refroi- dit mais dans une mesure moindre, et par suite l'humidité se condense sur lui de sorte qu'il se mouille, devient désagréable à toucher, salit les vê- tements des personnes qui viennent en contact avec lui et s'égoutte sur le sol.
Suivant une solution connue, on cherche à éviter la condensa- tion sur le châssis en l'isolant de la surface refroidie. Mais il ne con- vient pas de séparer le châssis de la surface refroidie par l'intervalle qui est nécessaire pour y disposer une isolation d'une épaisseur suffisante.
Une autre solution connue consiste à éviter la condensation en chauffant le châssis, soit électriquement, soit en faisant passer un fluide de chauffage dans un tuyau voisin du châssis. On a constaté que le chauffage électrique ne convient pas à cause du risque de décharge électrique. Il.a été proposé de choisir à titre de fluide de chauffage soit le fluide frigorifique, soit le réfrigérant liquide sortant du réservoir ou récipient. Aucune de ces so- lutions ne donne satisfaction, car dans les deux cas, le chauffage n'est pas uniforme et la quantité de chaleur dont on dispose et qui n'est repré- sentée que par la chaleur spécifique du réfrigérant, est insuffisante pour chauffer un châssis de grandes dimensions.
Un des objets de l'invention consiste à remédier à ces inconvé- nients.
<Desc/Clms Page number 2>
Suivant l'invention on règle la température du châssis et on la maintient à une valeur constante automatiquement dans toute l'étendue du châssis, au moyen d'un tuyau en position relative d'échange de chaleur avec le châssis et se raccordant au circuit de la machine frigorifique entre le condenseur et le réservoir. Le tuyau de réglage de la température con- tient ainsi le réfrigérant à l'état de transition entre un gaz et un liquide et remplit la fonction d'un condenseur secondaire en condensant un supplé- ment de réfrigérant, dont une partie s'est condensée dans le condenseur pri- maire. Il est ainsi possible de donner au condenseur primaire des dimensions plus faibles que celles qui seraient nécessaires en l'absence du condenseur secondaire.
Le tuyau de réglage de la température constitue aussi un espace d'accumulation supplémentaire du réfrigérant condensé et remplit ainsi la fonction d'un réservoir auxiliaire.
Etant donné que le réfrigérant qui passe dans le tuyau de ré- glage de la température du châssis est en partie liquide et en partie à l'é- tat de gaz ou de vapeur, la chaleur dont on dispose pour maintenir la tem- pérature du tuyau et par suite celle du châssis est la chaleur latente de liquéfaction et la température se maintient automatiquement constante au point d'ébullition du réfrigérant liquide à la pression maintenue dans le tuyau. Etant donné que la chaleur latente de liquéfaction est beaucoup plus considérable que la chaleur spécifique du réfrigérant à l'état gazeux ou à l'état liquide, on dispose d'une quantité de chaleur suffisante pour régler la température du châssis.
L'invention comporte en combinaison avec le dispositif perfec- tionné de réglage de la température précité, diverses caractéristiques de construction et de fonctionnement perfectionnées qui améliorent notablement la valeur et l'utilité des plaques froides du type général considéré et qui ressortiront de la description détaillée donnée ci-après de l'invention avec le dessin ci-joint à l'appui, qui représente à titre d'exemple diverses for- mes de réalisation de l'invention et sur lequel
La figure 1 représente sous forme schématique une plaque froi- de suivant l'invention en perspective en plan et une machine frigorifique- combinée avec elle en élévation latérale;
La figure 2 est une coupe transversale partielle de la plaque froide à plus grande échelle;
Les figures 3 et 4 sont des coupes transversales semblables in- diquant de quelle manière sont disposés un réservoir et une soupape de dé- tente de la plaque froide;
La figure 5 est une coupe transversale semblable à la figure 2 et représente une variante;
La figure 6 représente sous forme schématique plusieurs plaques froides se raccordant à une machine frigorifique;
La figure 7 est une vue en perspective schématique d'une plaque froide appliquée sur la surface d'un mur et servant à conditionner l'air d'une enceinte ou chambre;
La figure 8 est une élévation latérale schématique représentant l'application de l'invention à des récipients refroidis, tels que des réci- pients à crème glacée;
La figure 9 est une coupe transversale verticale à plus grande échelle d'un récipient refroidi, tel que eeux de la figure 8.
Les figures 1 et 2 représentent une plaque froide C se raccor- dant à une machine frigorifique R. La plaque froide représentée à la forme d'une table ovale mais peut avoir une forme ou des dimensions quelconques choisies à volonté. La machine frigorifique R comporte un compresseur 1 com- mandé par un moteur 2. Le côté du refoulement du compresseur communique avec un condenseur 3 représenté sous forme de condenseur refroidi par l'air et comportant un ventilateur 4 commandé par le moteur 2. Il peut être remplacé
<Desc/Clms Page number 3>
par un condenseur refroidi par l'eau si on-le désire.
La plaque froide C comporte une surface refroidie ou plaque supérieure 5 entourée par un rebord ou châssis périphérique 6, fermé au fond par une plaque 7. Le châssis 6 est en matière plastique, en métal ou autre matière appropriée, et comporte à son bord sùpérieur un rebord 8 rabattu en dedans et d'une forme choisie-de façon à former un évidement 9 logeant une garniture et une languette dirigée de haut en bas 10. Le châssis 6 comporte au voisinage de son bord inférieur, maisde préférence à une légère distan- ce de de bord, un rebord 11 dirigé en dedans, dont la surface inférieure est plane et la surface supérieure est courbe, ainsi que l'indique la fig.2.
La plaque supérieure refroidie 5 est en une matière conductri- ce, de préférence résistant à la corrosion, telle que l'acier inoxydable ou le métal Monel. On l'introduit par le fond du châssis et on la maintient en place en la serrant entre une garniture 12 logée dans l'évidement 9 et une bande de serrage 14 sur la surface supérieure de laquelle est disposée une bande calorifuge 15 poussée de bas en haut au moyen de plusieurs vis 16 se vissant dans les écrous 17, maintenus entre des saillies espacées et incli- néesde basen haut 18 et 19 disposéessur la surface intérieure du châssis 6 à une certaine distance du bord supérieur du châssis.
La plaque supérieure 5 comporte des canaux de passage du réfri- gérant qui-refroidit la plaque. Ces canaux peuvent avoir une forme quelcon- que appropriée, par exemple celle d'un ou plusieurs tuyaux 21 soudés ou fixés de toute autre manière sur la surface inférieure de la plaque, figure 2. Le tuyau 21 constitue l'évaporateur de la machine frigorifique et se raccorde à son circuit de la manière décrite plus en détail.
L'intervalle entre la plaque supérieure 5 et le fond 7 est rem- pli de laine de verre, de liège en grains ou autre matière isolante appro- priée non représentée.
En raison de sa proximité de la plaque supérieure refroidie, le châssis 6 a tendance à se refroidir à une température à laquelle l'humi- dité atmosphérique se condenserait sur lui. Suivant l'invention la tempéra- ture du chassis 6 se règle avec précision et automatiquement de façon à é- viter cette condensation.
Un tuyau de réglage de la température 22 est disposé à l'inté- rieur du châssis 6 et en fait tout le tour. Ce tuyau peut comporter deux ou plusieurs spires lorsque la largeur du châssis l'exige et il peut être de section aplatie, circulaire ou de toute autre forme à volonté.
Le tuyau ou conduite 22 de¯réglage de la température du châssis 6 se raccorde au circuit réfrigérant entre le condenseur 3 et un réservoir 23, une extrémité du tuyau se raccordant à la sortie du condenseur par un tuyau 24 et l'autre au réservoir. Le liquide réfrigérant sortant du réser- voir passe par un tuyau 25 dans une soupape de détente 26, puis dans le tuyau 21. L'autre extrémité du tuyau 21 se raccorde par un tuyau 27 avec le côté d'admission ou d'aspiration du compresseur 1.
Dans ces conditions, le gaz réfrigérant aspiré dans l'évapo- rateur 21 subit une compression dans le compresseur 1 et se condense en par- tie dans le condenseur 3. Un mélange de réfrigérants gazeux et liquide sor- tant du condenseur 3 passe par le tuyau de raccordement 24 et circule dans le tuyau de réglage de la température 22. Celui-ci contient donc du réfri- gérant liquide et du réfrigérant gazeux, fig. 2, et sert de condenseur se- condaire. En raison de l'action de condensation exercée par le tuyau de ré- glage de la température 22, il n'est pas nécessaire que la capacité du con- denseur 3 soit moins grande qu'en l'absence de ce tuyau.
Le tuyau de régla- ge de la température 22 constitue aussi un espace considérable d'accumula- tion du réfrigérant liquide et sert ainsi de réservoir auxiliaire. Les di- mensions du réservoir 23 peuvent ainsi être plus faibles qu'en l'absence du tuyau 22 et il peut consister simplement dans un prolongement du tuyau 22 si on le désire.
<Desc/Clms Page number 4>
Etant donné que le tuyau 22 contient du réfrigérant liquide et un gaz ou une vapeur, il se maintient à une température constante, c'est-à- dire au point d'ébullition ou de condensation du réfrigérant à la pression maintenue dans le liquide. Il en résulte automatiquement que la température de toutes les portions du châssis se maintient uniforme et constante à cha- que instant. Etant donné que la chaleur qui sert à maintenir cette tempéra- ture déterminée est la chaleur latente de liquéfaction du réfrigérant, et non plus seulement sa chaleur spécifique, on dispose d'une quantité de cha- leur largement suffisante pour régler la température même d'un châssis très long ou très large ou d'une série de châssis.
Le châssis 6 est maintenu de préférence à une température à peu près égale ou légèrement supérieure à la température ambiante, de fagon à éviter la condensation d'humidité sur le châssis sans que celui-ci paraisse chaud au toucher.
Les fig. 3 et 4 représentent des formes de réalisation choisies de préférence dans lesquelles le réservoir 23 et la soupape de détente 26 sont incorporés à la plaque elle-même et sont acessibles par un couvercle isolé 28 amovible. Suivant la figure 3, la soupape de détente est du type thermo-statique et comporte une boule ou élément 29 sensible à la tempéra- ture fixé dans une position voisine d'une des spires du serpentin de l'éva- porateur 21. Un tuyau 30 fait communiquer la boule de réglage de la tempé- rature 29 avec la soupape de détente. Suivant la figure 4, la soupape de dé- tente est du type automatique. Dans les deux cas, la soupape de détente com- porte un dispositif de réglage 31 qui permet de fixer la température de la plaque supérieure 5 qu'on désire.
Lorsque le compresseur fonctionne par intermittences comme d'habitude lorsque la soupape de détente est commandée thermostatiquement, il convient de prévoir dans la plaque supérieure 5 une capacité d'accumu- lation susceptible de maintenir sa température à la valeur qui convient lorsque la machine frigorifique ne fonctionne pas. Par exemple, la paroi supérieure est creuse et remplie de saumure ou comporte des chambres ou canaux de circulation de saumure, figure 5. Suivant cette forme de réali- sation, un tuyau 32 rempli de saumure est parallèle au tuyau de l'évapora- teur 21 et est disposé en position relative d'échange de chaleur avec le tuyau de l'évaporateur et avec la plaque supérieure.
La figure 6 indique de quelle manière plusieurs plaques froides C1, C2, C3 peuvent être raccordéesà une machine frigorifique unique R. Les plaques froides peuvent avoir une forme quelconque et de la même dimension ou de dimensions différentes, à volonté. On voit que les tuyaux de réglage de la température 22 qui servent à maintenir la température des châssis 6 sont montés en série entre eux entre le condenseur 3 et le réservoir 23. Les évaporateurs 21 des plaques froides respectives Cl, C2 et C3 sont montés en parallèle entre un tuyau 33 partant du réservoir 23 et un tuyau 34 se raccor- dant avec le côté de l'aspiration du compresseur 1.
Quoique les tuyaux de réglage de la température des châssis de plaques froides soient montés en série entre eux, la température du dernier châssis de la série est la même que celle du premier, étant donné qu'ainsi qu'il a déjà été dit, la tempé- rature est réglée par la condensation du réfrigérant et non en utilisant sa chaleur spécifique.
La figure 7 indique de quelle manière les plaques froides sui- vant l'invention peuvent servir "à conditionner l'air" ou à refroidir une chambre ou autre enceinte. Suivant cette forme de réalisation, une plaque froide P4 est montée en position verticale sur une paroi de la chambre ou constitue cette paroi. Un ventilateur 35 monté sur un bras 36, fixé sur la surface postérieure de la plaque froide, est disposé de façon à refouler l'air contre la surface refroidie 5. La plaque froide comporte un bord ou châssis périphérique 6 dont la température est réglée de la manière décrite ci-dessus, pour empêcher l'humidité de se condenser sur elle.
Pour tenir compte de la condensation sur la surface refroidie 5, ainsi que de l'eau provenant éventuellement de la fusion du givre ou de la glace sur la plaque froide lorsque celle-ci ne fonctionne pas, une gouttière 37 est disposée le long de son bord inférieur et comporte un tuyau d'évacuation 38.
<Desc/Clms Page number 5>
Les fig. 8 et 9 représentent Inapplication de l'invention à des récipients de préparation de crèmes glacées; à des compartiments à basse tem- pérature et autres récipients refroidis. La forme de réalisation de la figure 9 comporte un récipient intérieur 40, une enveloppe extérieure 41, un fond 42 et un rebord ou châssis supérieur 43. Ce dispositif est maintenu en posi- tion assemblée au moyen de plusieurs boulons 44. Le bord supérieur du réci- pient intérieur 40 se loge dans une rainure 45 ménagée dans le châssis 43 et y est poussé de bas en haut-au moyen d'un croisillon 46 en contact avec le fond du récipient 40 et maintenu en place par des écrous 47 sur le boulon 44.
Une garniture 48 en caoutchouc en forme d'U forme un joint étanche au passage des liquides et de l'air entre le bord supérieur du récipient 40 et Isolément supérieur 43 du châssis. Le bord supérieur de l'enveloppe extérieu- re 41 se loge aussi dans une rainure périphérique 49 ménagée dans l'élément supérieur 43 du châssis, et un joint étanche au passage de l'air est formé par une garniture appropriée ou pâte d'étanchéité 50. Le fond 42 comporte un siège annulaire 51 dune garniture 52 disposée entre le siège 51 et le bord inférieur de l'enveloppe 41. L'espace 54 entre le récipient intérieur, l'enveloppe extérieure et le fond, est rempli par une matière calorifuge non représentée.
Le récipient intérieur 40 est refroidi par un serpentin réfri- gérant 55 qui correspond au serpentin 21 de la figure 1 et constitue l'éva- porateur d'une machine frigorifique. Pour empêcher l'humidité de se conden- ser sur le châssis supérieur 43 en raison de sa proximité du récipient in- térieur froid 40, la température du châssis 43 est réglée par des tuyaux 56 qui correspondent au tuyau de réglage de la température 22 des figures 1 et 2, et se raccordent de la même manière entre le condenseur et le réservoir du circuit réfrigérant.
Les dispositifs de raccordement entre les récipients refroidis et la machine frigorifique sont représentés en détail sur la figure 8. Cette forme de réalisation comporte trois récipients semblables à celui de la fi- gure 9 qu'une seule machine frigorifique fait fonctionner et dont les élé- ments sont désignés par les mêmes références que sur les figures précéden- tes. Le côté de sortie du condenseur 3 communique par un tuyau 57 avec un distributeur 58 auquel se raccordent chacun des récipients C5, C6 et C7.
Les récipients communiquent aussi avec un distributeur de sortie 59 qui com- munique par un tuyau 60 avec le côté de l'admission ou de l'aspiration du compresseur 1. Le réservoir est désigné par 61 et la soupape de détente par 62. Les récipients comportent des couvercles 63.
Quoique des formes de réalisation choisies de préférence de l'invention aient été représentées à titre d'exemple, il doit être bien en- tendu que l'invention n'est paslimitée aux formesspéciales représentées sur le dessin. Les dimensions, la forme et la capacité des plaques froides ou des récipients réfrigérants peuvent être choisis à volonté. On peut aussi faire varier le nombre de plaques ou récipients froids se raccordant à une machine frigorifique pour satisfaire aux conditions des divers cas particu- liers. De plus, il doit être bien entendu que les caractéristiques des di- verses formes de réalisation représentées sont interchangeables.
Par exemple, le châssis des plaques froides des figures 5 à 7 peuvent comporter plusieurs spires parallèles du tuyau de réglage de la température comme l'indique la figure 9. D'autres variantes sont évidentes pour les spécialistes.