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PROCEDE ET DISPOSITIF DE REFROIDISSEMENT DES MACHINES FRIGORIFIQUES A
COMPRESSEUR.
Les compresseurs utilisés pour la production du froid aspirent des vapeurs froides de fluide frigorigène. venant de l'évaporateur et ils les refoulent dans le condenseur. Les gaz refoulés sont fortement chauffés du fait de la compression.
Ce chauffage présente de nombreux inconvénients, notamment il nuit à la lubrification des pièces en mouvement et à la tenue de ces pièces, il cause de la carbonisation sur les sièges des soupapes et, par suite, la baisse du rendement de l'appareil frigorifique, qui est particulièrement importante dans les pays chauds.
Dans les compresseurs renfermés dans une cloche étanche, la chaleur dégagée dans les enroulements par effet Joule et dans les circuits magnétiques par courants de Foucault s'ajoute à celle due à la compression. Cette chaleur peut devenir dangereuse dans certains cas pour les enroulement's et les divers circuits électriques.
La présente invention remédie à ces inconvénients en créant un procédé et un dispositif de refroidissement des machines frigorifiques à compresseur qui permettent de refouler le fluide frigorigène à l'état saturé humide et, par suite, à la température correspondant à la pression régnant au condenseur..
Dans le cas des compresseurs renfermés dans une cloche hermétique, une liaison bonne conductrice de la chaleur existe entre le moteur et les culasses du compresseur, de sorte que le refroidissement des bobinages et des circuits électriques s'effectue conjointement à celui du compresseur.
Conformément à l'invention, du fluide frigorigène partiellement ou totalement condensé s'écoule par gravité d'une dérivation du condenseur dans les chambres de compression et/ou de refoulement du compresseur, de façon que ce fluide frigorigène condensé absorbe, en se vaporisant, les calories dégagées par les divers organes du moteur et/ou du compresseur.
Suivant un mode de réalisation de l'invention, une canalisation de refoulement partant de la culasse du compresseur est reliée à une nappe
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de tubes constituant le condenseur; une buse de dérivation, placée à la partie supérieure du condenseurrépartit le fluide frigorigène dans la nappe de tubes constituant le condenseur et dans un serpentin fixé sur la même plaque que le condenseur, dont l'extrémité est reliée à la culasse du compresseur.
De nombreuses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description détaillée qui suit.
Des formes de réalisation de l'invention sont représentées, à titre d'exemples, aux dessins annexés.
La fig. 1 est une coupe-élévation d'un compresseur et de son moteur.
La fig. 2 est une coupe sensiblement suivant II-II de la fig. 1.
La fig. 3 est une élévation d'un condenseur conforme à l'invention.
La fig. 4 illustre une variante de la fig. 3.
La fig. 5 illustre une seconde variante de la fig. 3.
La fig. 6 illustre une troisième variante.
La fig. 7 est une coupe-élévation à plus grande échelle d'un dispositif de raccordement du condenseur et de la cloche renfermant le compresseur et le moteur.
A la fig. 1, une tôle médiane 1, fixée dans la cloche hermétique 2, porte, à sa partie supérieure, deux supports latéraux 3, 4 auxquels sont suspendues des lames vibrantes 5, 6, puis, à sa partie médiane, cette tôle supporte les éléments 7 d'un circuit magnétique et, à sa partie inférieure, elle porte deux éléments de culasse 8, 9 dans lesquels sont encastrés les deux cylindres opposés 10, 11 du compresseur.
Les lames vibrantes 5,6 portent chacune à leur extrémité libre une pièce 12 en métal amagnétique, sur laquelle sont brisés deux aimants permanents 13. 14. dont les polarités sont de sens inverses. Une barette 15, fixée sur cet équipage mobile, commande les pistons 16, 17, par une tige souple 16', 17'.
Suivant la fig. 2, les gaz venant de l'évaporateur par un filtre 18 sont amenés aux cylindres 10 et 11 par les conduits 19, 20.
Après compression dans les cylindres, les gaz entrent dans la chambre 21, puis sont menés par un conduit 22 au condenseur de l'appareil frigo- rifique.
23 désigne une canalisation d'amenée de fluide frigorigène venant du condenseur et destinée au refroidissement de l'ensemble du compresseur.
La fig. 3 montre un condenseur, constitué par un faisceau tubulaire 25 soudé ou fixé par tout moyen convenable à une plaque 24, de façon que les calories dégagées par le fluide frigorigène sous pression soient réparties sur une surface d'échange importante.
La canalisation de refoulement 22, qui communique avec la chambre 21 du compresseur renfermé dans la cloche 2. monte le long de la plaque 24 et est fixée à cette dernière seulement en 26 et 27, c'est-à-dire à la partie supérieure de la plaque 24. Cette canalisation alimente, d'une part, le faisceau 25 du condenseur et, d'autre part, une dérivation 28 qui fait communiquer la canalisation 22 avec un serpentin 29 soudé ou fixé par tout moyen à la plaque 24 du condenseur.
L'extrémité 29a du serpentin 29 entre dans la cloche 2 et est reliée à la canalisation d'amenée 23 de fluide frigorigène dans la culasse du compresseur.
Un régulateur de pression 30 est monté en série sur la canalisation 22 en aval de la dérivation 28, de fagon à maintenir une pression constante en amont du régulateur sur le refoulement du compresseur, cette pression étant toujours supérieure à celle qui règne en aval du régulateur.
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Un réservoir 31 de liquide est monté en aval du condenseur et est relié au détendeur de l'appareil frigorifique par une canalisation 32.
Les gaz sous pression venant de la chambre 21 du compresseur sont amenés par la canalisation 22 à la partie supérieure du condenseur. Le régula- teur de pression 30 oppose un obstacle au passage de ces gaz, de sorte qu'une partie de ceux-ci passe par la dérivation 28 dans le serpentin 29, où ils se condensent en cédant au milieu ambiant une partie importante de leurs calories.
Il se forme ainsi une colonne de liquide frigorigène dans le serpentin 29 qui détermine, par la différence des densités existant entre le gaz et le liquide une circulation de ce dernier qui descend par gravité à la base du serpentin 29.
La colonne de liquide refroidi passe, par la canalisation 23, dans la cloche 2, puis dans la culasse du compresseur.
Le liquide frigorigènep en contact avec la tôle médiane 1, et les soupapes obturant les cylindres 10 et 11, se vaporise et absorbe par cette transformation les calories correspondant à sa chaleur latente de vaporisation.
Il se produit ainsi un refroidissement des gaz surchauffés refoulés par le compresseur et, par conduction, le liquide admis par la canalisation 23, absorbe également les calories produites dans les circuits magnétiques et électriques du compresseur par les courants de Foucault et l'effet Joule.
Le fluide frogorigène refoulé de la chambre 21 dans la canalisation 22 est, de cette façon, saturé humide, c'est-à-dire qu'il contient des gouttelettes de liquide en suspension, ce qui améliore la condensation et, par suite le rendement de l'appareil frigorifique.
A la fig. 4, le régulateur de pression 30 de la fig. 3 est remplacé par un limiteur de débit ou restricteur 33 constitué par un serpentin hélicoïdal en tube capillaire. Le restricteur 33 produit une perte de charge de 1' ordre de 0 kg 200 à 0 kg. 300 du fluide frigorigène allant au faisceau 25, ce qui favorise la condensation dans le serpentin 29.
Le fonctionnement est identique à celui décrit précédemment et les diverses références désignent les mêmes organes.
Suivant la variante de la fig. 5, la canalisation 22 alimente directement le serpentin 29. Le faisceau 25, constituant la partie principale du condenseurest alimenté en dérivation à partir d'une buse 34 placée à une certaine distance du sommet du condenseur, de façon à produire une perte de charge dans la branche montante 35 alimentant le faisceau 25. Cette disposition permet de supprimer le limiteur de débit des fig. 3 et 4. Le fonctionnement est identique à celui décrit précédemment.
A la fig. 6, la canalisation 22 de refoulement du fluide frigorigène sous pression alimente un condensateur monté sur la plaque 24 et constitué par des tubes formant des boucles 36 légèrement inclinées par rapport à l'horizontale.
Comme précédemment, le condenseur alimente un réservoir de liquide frigorigène 31.
Des tubes 37, 38, 39 sont reliés., au point bas, de chacune ou d'un certain nombre seulement, des boucles formées par le condenseur. Les tubes 37. 38 et 39 sont tous reliés à un collecteur 40 qui débouche dans les culasses 8., 9 du compresseur.
Les gaz venant du compresseur par la canalisation de refoulement 22 se liquéfient partiellement dans chacune des boucles du condenseur et les gouttelettes de liquide ainsi formées s'écoulent par gravité dans les tubes 37, 38. 39, puis dans le collecteur 40. La colonne de liquide formée dans ces tubes s'écoule par gravité dans les culasses 8. 9 et absorbe les calories de la même façon que décrit précédemment.
La fig. 7 montre un dispositif qui permet de faire entrer le col-
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lecteur 40 d'amenée de liquide frigorigène dans la cloche, et de faire sortir la canalisation de refoulement 22 de cette dernière par un raccord unique.
Le collecteur 40 est d'un diamètre sensiblement plus grand que celui de la canalisation de refoulement 22, de façon que cette dernière puisse être placée concentriquement à l'intérieur du collecteur 40. Une soudure 41 soli- darise la canalisation 22 et le collecteur 40 qui est évasé à son extrémité 40a pour être adapté sur une joue tronconique 42 d'un embout 43. L'embout 43 est fixé, par exemple, par soudure à la cloche 2 et un manchon 44 presse l'extrémité 40a du collecteur contre la joue tronconique de l'embout 43. Un chapeau 45, soudé à l'embout tronconique 43 et au tube 24 amenant les gaz du refoulement, et un joint élastique 46, disposés à l'intérieur de ce chapeau,
ferment l'extrémité 43a de l' embout 43.
Le liquide frigorigène, destiné au refroidissement, arrive par le collecteur 40, pénètre dans la cha bre 47., formée autour de la canalisation de refoulement 22 à l'intérieur de l'embout 43, puis s'écoule dans la canalisation 23 menant aux culasses 8, 9.
Le chapeau 45 soudé sur l'embout tronconique 43 empêche toute fuite de liquide frigorigène à l'intérieur de la cloche 2. Un joint élastique 46 assure la communication des deux tubes 22 et 24 conduisant les gaz refoulés du compresseur vers le condenseur et les isole du liquide frigorigène destiné au refroidissement qui descend par le tube 40.
Ce dispositif permet un chargement rapide et simple de la cloche renfermant le compresseur et le moteur sans nécessiter d'opérations longues et délicates, car il n'y a que deux raccords à démonter, à savoir celui qui correspond à l'aspirateur des vapeurs et celui du refoulement de ces vapeurs compressées.
Il est évident que le dispositif sus-décrit est applicable à l'un quelconque des exemples de réalisation décrits.
L'invention n'est pas limitée à ces exemples de réalisation, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. En particulier, l'invention est applicable au refroidissement des compresseurs de tous types tels que compresseurs dits "hermétiques Il ou non. Au cas où le moteur d'entraînement et le compresseur sont séparés, seul le comprepseur est refroidi.
De même, le condenseur de fluide frigorigène peut être du type classique à faisceau de tubes à ailettes., mais le condenseur est toujours placé au-dessus du compresseur pour permettre un écoulement régulier par gravité du fluide frigorigène ,condensé ou partiellement condensé.
REVENDICATIONS.
1 - Un procédé de refroidissement des compresseurs de fluide frigo- rigène, caractérisé en ce qu'une -partie du fluide refoulé par le compresseur est amenée à passer dans un organe condenseur disposé au-dessus dudit compresseur pour qu'une colonne de liquide soit formée dans cet organe et qu'elle s' écoule par gravité de façon continue dans des cavités du compresseur dans lesquelles le fluide comprimé par ce dernier est norlament refoulé et par suite mélangé au fluide condensé qui se vaporise au moins partiellement en absorbant, par cette transformation, les calories dégagées par les divers organes du moteur et/ou du compresseur avant d'être refoulé de nouveau sous forme de fluide gazeux saturé humide.
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