11Iaclllne frigorifique à compression. La présente invention concerne une ma chine frigorifique et en particulier une ma chine frigorifique de faible puissance du type à compression, telle qu'on l'emploie dans les ménages. Elle a pour objet une ma chine frigorifique dans laquelle le mécanisme de compression constitué par un compresseur actionné par un moteur électrique est en tièrement logé à l'intérieur d'une chambre étanche. Cette disposition évite la nécessité de prévoir une boîte à étoupes pour l'arbre commun du moteur et du compresseur, em pêche toute fuite de fluide de travail et as sourdit efficacement tous bruits provenant de la<B>,</B> marche du compresseur ou du moteur.
De plus, l'élément condenseur est placé autour de ladite chambre renfermant le moteur avec le compresseur de façon qu'il en résulte une disposition très compacte et symétrique de toute la partie à haute pression de la ma chine, clone la partie qui est généralement placée en dehors de l'enveloppe de réfrigéra tion. Une machine frigorifique de ce.genre occupe un emplacement très petit en coin paraison de sa capacité, ce qui est de grande importance pour une machine frigorifique destinée aux ménages.
L'élément réfrigérant ou évaporateur peut être d'une construction bien connue et peut de préférence être placé dans l'enveloppe de réfrigération au-dessous de la chambre à compresseur et être directement reliée à celle-ci.
Grâce aux caractéristiques signalées, on obtient une machine frigorifique qui -con vient parfaitement bien aux usages domes tiques et qui travaille avec un bon rende ment dans les conditions particulières des ménages.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. 1 . montre une partie de la ma chine en coupe verticale, et La fig. 2 en élévation.
Dans la fig. 1 du dessin, on a représenté une partie d'une enveloppe de réfrigération 10 sur laquelle sont montés les mécanismes de compression et de condensation avec l'élé. ment réfrigérant on évaporateur placé dans l'enveloppe. Le mécanisme de compression comprend un compresseur 11 qui est pour sa commande directement relié à un moteur élec trique 13 par un arbre vertical<B>12.</B> On a re présenté un compresseur rotatif, mais il va de soi qu'on pourrait tout aussi bien employer un compresseur à mouvement de va-et-vient ou toute autre forme de compresseur qu'on em ploie généralement dans les machines frigo rifiques.
De plus, comme le moteur est di rectement relié au compresseur, disposition qui est la plus compacte possible, on peut facilement prévoir des moyens pour modi fier la vitesse du compresseur par rapport au moteur. Le moteur et le compresseur sont disposés ensemble dans une chambre à com pression étanche 14 qui est de forme à peu près cylindrique et dont les extrémités sont munies de couvercles amovibles 15 et 16.
L'arbre 12 est supporté à son extrémité inférieure dans un palier 17 prévu dans le couvercle inférieur 16 et à son extrémité su périeure dans un palier 18 prévu dans le compresseur. Un palier intermédiaire 19 pour l'arbre est disposé dans une paroi 21 fixée dans la chambre à compression. Cette paroi divise la chambre à compression en deux par ties qu'on peut appeler un réceptacle à lubri fiant 22 et un compartiment à moteur 23, le réceptacle à lubrifiant contenant le compres seur et le compartiment à moteur le moteur.
Le compresseur se décharge par un con duit 24 dans le réceptacle à lubrifiant 22, l'extrémité de décharge du conduit 24 étant disposée tout près du couvercle supérieur 15 de façon que le fluide déchargé du compres seur est projeté contre celui-ci. L'extrémité de décharge 25 du conduit 24 est de préfé rence disposée au-dessus du niveau du lubri fiant contenu dans le réceptacle 22, le niveau normal du lubrifiant dans le réceptacle 22 étant indiqué en 26.
Un conduit de trop-plein 30 est prévu sur le réceptacle 22. Un conduit d'échappement 2 7 pour la, décharge de la vapeur réfrigé rante est prévu dans la partie supérieure du réceptacle à lubrifiant et entre le conduit de décharge ?4 et l'échappement 2 7 est disposé un diaphragme 28.
L'échappement 2 7 est relié à un serpen tin de condensation 29 qui est enroulé co- axialement autour de la chambre à compres sion 14 comme représenté à la fig. 2 et s'é tend sur la. plus grande partie de la hauteur de cette chambre. La. partie inférieure du ser pentin ?9 est en communication avec le con duit de trop-plein 30. De l'eau de refroidis sement pour absorber la chaleur de conden sation est amenée par une admission 32 dans un serpentin à eau 33 qui est disposé à l'in térieur du serpentin de condensation 29, l'eau s'écoulant du serpentin par un échappement 34.
On a représenté un condenseur en forme d'un serpentin enroulé hélicoïdalement au tour de la chambre à compression, mais il v a de soi que l'on pourrait employer l'une quel conque des formes connues de condenseur: ou de dispositifs échangeurs de chaleur appro pries pour entourer la. chambre à compres sion. En outre, on pourrait aussi employer, à la. place de l'eau comme agent de refroidisse ment, de l'air qu'on ferait passer sur le ser pentin de condensation pour absorber ainsi la chaleur de condensation.
Le serpentin de condensation 29 est relié à un conduit 35 qui passe l'intérieur de l'en veloppe de réfrigération et qui est relié à l'élé ment réfrigérant ou évaporateur 36. Dans le conduit 35 est prévu une soupape à flotteur (i7 pour régler le passage du liquide. L'évapora teur 36 comporte une chambre à expansion 37 et une chambre de congélation 38 conte nant du liquide non congelable, tel que de l'alcool et de l'eau. Dans la chambre de congélation 38 est disposé un récipient 39 pour supporter un nombre de moules ou for mes 41 pour faire de la glace. La. chambre d'expansion 3 7 est surmonté d'un dôme 4\3 qui communique avec la chambre d'expansion et conduit dit liquide de travail dont le ni veau est indiqué en 43.
Pour enlever du fluide réfrigérant de l'évaporateur, on a prévu dans l'évaporateur un conduit de départ 44 dont la partie d'en- Crée 45 est située au-dessus du niveau du li quide et qui est formé de façon qu'il a une portion s'étendant au-dessous du niveau du liquide. Dans le conduit de départ 44 on a prévu en un point au-dessous du niveau 43 une petite ouverture 46 pour permettre un écoulement restreint du liquide du dôme 42 au conduit. Le conduit de départ 44 de l'éva porateur est connecté par un conduit d'aspi ration 47 avec la chambre à compression dans laquelle il débouche près du palier inférieur 17.
Le fluide est ensuite aspiré vers le haut par une partie creuse 48 de l'arbre 12, la partie creuse 48 communiquant par des ori- fiees 49 disposés ra.dialement avec un pas sage 51 connecté avec l'admission du com presseur 11.
Le lubrifiant est amené au palier supé rieur 18 et au compresseur 11 à l'aide d'un tube renversé 52 qui connecte la partie supé rieure du palier 18 avec la partie inférieure (lu réceptacle 22. Le lubrifiant est amené au palier intermédiaire 19 par un conduit 53 et un passage 54. Le lubrifiant provenant du palier intermédiaire 19 est recueilli dans un collecteur de lubrifiant 55 qui se vide par des trous 56 disposés radialement et débouchant dans la partie creuse 48 de l'arbre 12.
L'énergie électrique est amenée au mo teur 13 par des tiges 57 à isolement étanche an fluide prévues dans le couvercle inférieur 16.
Le fonctionnement de la machine décrite est par exemple le suivant: En supposant que la machine frigorifique est en marche, la soupape à flotteur 67 est partiellement remplie, la chambre d'expan sion 37 de l'évaporateur est complètement rem plie et le réceptacle 22 aussi bien que le dôme 42 sont remplis jusqu'aux niveaux indiqués en 26 et 43 respectivement d'une masse de li quide de travail. Le liquide de travail qu'on emploie de préférence est composé d'un ré frigérant et d'un lubrifiant formant ensemble une solution physique qui ne peut être sé parée que par évaporation, comme celle qui est décrite dans le brevet suisse no 103960.
Le fonctionnement du compresseur 11 maintient une pression suffisamment basse dans la chambre à expansion 37 de l'évapora teur pour provoquer l'évaporation du liquide de travail qu'elle contient. Dans l'opération d'évaporation, de la chaleur est absorbée de l'intérieur de l'enveloppe de réfrigération 10 et du liquide non congelable contenu dans la chambre de congélation 38. Attendu que presque toutes les machines frigorifiques do mestiques ne travaillent que de façon inter mittente en dépendance de la température ré gnant dans l'enveloppe de réfrigération, un évaporateur de la forme représentée possède bien des avantages.
De la chaleur est absor bée de l'intérieur de l'enveloppe de réfrigé ration directement à travers les parois exté rieures de la chambre à expansion, ce qui as sure une excellente conduction de chaleur. D'autre part, les moules ou formes à glace 41 sont disposés dans la chambre de congélation 38 qui contient une quantité de liquide non congelable ayant une capacité d'accumula tion de froid suffisante pour empêcher une fusion clé la glace pendant la période de re pos de la machine. Autrement dit, l'enve loppe de réfrigération est refroidie - par la méthode directe, tandis que la glace est for mée .par la méthode indirecte, ce qui présente des conditions idéales pour maintenir l'en veloppe à une basse température et pour pro duire et conserver une quantité maximum de glace.
Grâce à l'orifice 46 prévu dans le conduit de départ 44 à l'intérieur du dôme 42, une petite quantité de liquide de travail est en traînée dans la vapeur expulsée de la cham bre d'expansion 37 par le compresseur 11. Cette vapeur réfrigérante .mélangée avec du liquide passe vers le haut par le conduit 47 et entre dans la chambre à compression 14. De la chambre de compression 14, le fluide est aspiré vers le haut par la. partie creuse 48 de l'arbre 12 et sort par les trous radiaux 49 pour se rendre au passage 51 et ensuite à l'admission du compresseur 11. Sur son passage il absorbe une partie de la chaleur produite par le moteur. La vapeur réfrigé rante est expulsée du compresseur par le con duit 21 et projetée contre le couvercle supé rieur 15.
Le liquide de travail qui est coin posé d'un réfrigérant et d'un lubrifiant et qui a été entraîné dans la vapeur réfrigé rante quittant le dôme 12 contribue à lubri fier et à rendre étanche le compresseur lors qu'il y passe. Cette méthode de faire en traîner un liquide réfrigérant et lubrifiant dans la vapeur réfrigérante passant au com presseur est décrite dans le brevet suisse no<B>103960.</B> Comme indiqué précédemment, la va peur réfrigérante déchargée par le compres seur est projetée contre le couvercle supérieur 15 et le liquide entraîné retombe dans le ré ceptacle 2?.
Le liquide recueilli dans le ré ceptacle 22 est par conséquent soumis ii la chaleur produite par le compresseur aussi bien qu'en partie à la chaleur produite î ar le moteur et cette chaleur est utilisée pour é-,-aporer le composant réfrigérant laissant un fond de -liquide dans le réceptacle qui (r4 sensiblement du lubrifiant. La chaleur pf- duite par le compresseur ainsi qu'en parti-- la chaleur produite par le moteur est inci demment absorbée.
Cette méthode de pro duire un fluide réfrigérant et de refroidir le compresseur et le moteur est décrite dans le brevet suisse no<B>110179.</B>
Les vapeurs réfrigérantes déchargées par le conduit 24 ainsi due les vapeurs produites clans l'opération de distillation ayant lieu dans le réceptacle 22 quittent la chambre à compression par la décharge 27 et entrent dans le serpentin de condensation 29. La chaleur est alors absorbée par l'eau circulant dans le serpentin de refroidissement 33 et de cette manière est effectuée la condensation de la vapeur réfrigérante. Le serpentin de condensation et le serpentin de refroidisse ment sont disposés de façon due la vapeur réfrigérante dissipe de la chaleur à, l'air am biant ainsi qu'il. l'eau dans le serpentin.
L'eau de refroidissement circule de préférence vers le haut par le serpentin afin d'obtenir les -iv- z# bien connus<B>d</B> <B>ï</B> -iv- z# u principe de contre courant. Tout excédent de liquide lubrifiant qui pourrait s'accumuler dans le r#-Ceptacle 22 se déverse par le conduit 30 et se mélange avec le réfrigérant condensé dans le conduit. 35.
Ce liquide coule vers le bas et lorsqu ii iie quantité suffisante en a été accumulée dans la boîte de la soupape à flotteur<B>67,</B> cette dernière s'ouvre pour laisser passer le li quide dans la chambre d'expansion 37 de l'é vaporateur 36. La chaleur est alors absorbée de l'intérieur de l'enveloppe de réfrigération et la glace se forme dans les moules ou for mes 11 de la manière précédemment décrite.
Une ségrégation du lubrifiant dans la chambre d'expansion 37 est empêchée par l'entraînement constant du liquide [mr l'ori fice 16 de, façon qu'il se manifeste uiiu cü1- culation constante du liquide de travail composé de réfrigérant condensé et de lubri fiant par la chambre d'expansion. Ce liquide entraîné, en étant aspiré vers le haut à l'ad mission du compresseur 11, lubrifie le palier inférieur 17 sur son passage tout en eontri- biiant à. lubrifier et<B>il</B>.
rendre étanche lc# com presseur en, passant par lui.
La lubrification du palier supérieur 18 est effectuée par le passae du lubrifiant con tenu dans le réceptacle\ ?? par le tube ren versé 52. Le liquide entrant dans le pali@-r supérieur 18 lubrifie celui-ci et coule ensuite vers le bas clans le compresseur dans ltcquel il sert, ensemble avec le liquide entraîné pas sant par le compresseur, à lubrifier les par- ties de travail et à les rendre étanches.
La circulation du lubrifiant par le palier supé rieur 18 et par le compresseur est déterminée par la différence d(- pression régnant entre le réceptacle et l'intérieur du compresseur.
La lubrification du palier intermédiaire 19 est effectuée par le lubrifiant qui coule en bas par le conduit 53 et; le passage 51 vers le palier. Le lubrifiant s'écoulant de ce pa lier est recueilli dans le collecteur de lubYi- fiant 55 cl'où il s'écoule par les trous radiaux 56 vers la partie creuse 18 de l'arbre 12. Dans la partie creuse 18 de l'arbre 12, ce li- guide lubrifiant, comme le liquide qui a passé par l'orifice 46 dans le dôme 422, est entraîne dans la vapeur réfrigérante passant à l'admission du compresseur et contribue à. lubrifier et rendre étanche celui-ci.
Il résulte de la, description précédente que la machine frigorifique représentée s'adapte en particulier aux usages domestiques, attendu qu'elle contient un minimum de parties de travail et est d'une disposition très com pacte. Cette disposition compacte est due au fait" que le compresseur est directement relié au moteur et que le moteur et le compres seur sont logés dans une chambre commune de façon que l'élément condenseur peut être enroulé autour de cette chambre. Bien que le réfrigérant ait été décrit comme étant re froidi à l'eau, la machine peut être aussi exé cutée de façon que de l'air puisse être aisé ment utilisé pour condenser la vapeur réfri gérante.