Appareil frigorifique. La présente invention concerne un appa reil frigorifique dans lequel un corps réfri gérant tel que l'anhydride sulfureux, le chlorure de méthyle ou un produit chimique analogue est comprimé et liquéfié, et ensuite refroidi et mis à même de se détendre dans un serpentin à l'intérieur d'un compartiment ,de magasinage, d'un bac à saumure ou leur équivalent. La. caractéristique particulière de la présente invention réside dans l'emploi d'un moyen de régler la température du com partiment d'emmagasinement ou du corps, à refroidir à l'aide d'une variation de la pres sion régnant du côté détente de l'appareil.
L'appareil peut être actionné par un mo teur électrique comme c'est l'usage dans les appareils .de ce genre, mais toute autre force motrice peut être employée si on le désire. Pour arrêter et mettre en marche le moteur électrique on peut employer un com mutateur électrique destiné- à établir ou à couper la connection entre le moteur et la source d'énergie.
Actuellement, la tempéra ture du compartiment de magasinage est maintenue entre .des limites supérieure et in férieure déterminées, au moyen d'un ther- mostat qui est établi de telle façon que, soit en utilisant la dilatation et la contraction d'un élément bimétallique, -soit par l'effet d'un autre dispositif agissant sous l'in fluence d'un changement de température, il ouvre et ferme le circuit du moteur.
Dans le présent appareil, on peut faire usage d'un commutateur commandé par la pression et soumis à l'influence de la variation de la pression régnant du côté du système où se fait la détente, une haute pression déter minée produisant la fermeture du commuta teur pour mettre l'appareil en marche, tandis qu'une basse pression déterminée ouvre le commutateur et provoque l'arrêt du fonc tionnement du moteur. Le commutateur est, de préférence, réglable pour qu'on puisse régler l',appareil de façon à la faire fonc tionner à des pressions différentes.
On peut utiliser aussi une soupape à fonctionnement automatique entre le côté haute pression et le côté basse pression,des moyens de circula tion avec un dispositif actionné par la pres sion pour maintenir dans des limites déter minées la température du compartiment de magasinage. Il est préférable d'employer une soupape automatique propre à maintenir une quantité constante de réfrigérant du côté détente du système. Dans les appareils pré sentant ces caractéristiques générales, lors que le compresseur cesse de fonctionner, la pression du côté basse pression du système tend à augmenter par suite de l'absorption de chaleur du corps ou compartiment à re froidir.
Avec un dispositif commandé par pression, commandant le fonctionnement de l'appareil frigorifique, la pression du côté détente peut être maintenue entre certaines limites de haute et,de basse pression, de telle sorte que la température du compartiment refroidi soit commandée directement par l'ap pareil même.
Le dessin annexé montre, à titre d'exem ple et schématiquement, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention. L'appareil comporte un compresseur 1, un comparti ment ou corps à refroidir 2, le côté haute pression du dispositif de circulation, compre nant un condenseur indiqué en 3, et une conduite de basse pression, indiquée en 4. La conduite de basse pression comporte un serpen tin 5 (qui peut avoir n'importe quelle forme voulue) placé à l'intérieur du compartiment de magasinage ou du corps à refroidir, dont on désire régler la température. Comme on le comprendra aisément, le serpentin 5 peut être employé dans un bac à saumure ou en combinaison avec tout autre récipient ou corps qu'on désire employer.
L'ensemble de l'appareil de commande est désigné par 6 et il est dessiné à une échelle beaucoup plus grande, en comparai son du compresseur, que ce ne serait le cas dans la construction réelle, dans le but de montrer plus clairement les différentes pièces du dispositif en détail.
Le compresseur peut être de n'importe quel type approprié, actionné de préférence par un moteur électrique (non représenté) relié à l'arbre 7 du compresseur. Le com presseur refoule dans la conduite 3 qui est reliée à l'extrémité supérieure de son enve loppe et il est alimenté par la conduite 4. Entre la conduite de haute pression 3 et la conduite de basse pression 4, comprenant le serpentin 5 du côté de la détente, est disposée une soupape de détente indiquée dans son ensemble par 70. L'invention n'est pas li mitée à l'emploi de la forme particu lière de soupape de détente qui est représentée, mais il est préférable d'em ployer ce type de soupape qui est propre à maintenir un volume constant de réfrigérant dans le côté basse pression du système.
La soupape représentée comprend un organe for mant soupape 8, du genre pointeau, destinée à. ouvrir ou à fermer l'extrémité de la con duite 4 débouchant dans la chambre 9 dans laquelle la soupape est placée. Cette soupape 8 est supportée de façon à pouvoir pivoter sur un bloc 10 qui est fixé par un pivot au socle 11.A ce bloc 10 est fixé un flotteur consistant en une boule creuse 12 montée sur la. tige 13. L'élévation du niveau du fluide dans l'enveloppe 9 soulève le flotteur 12 et ouvre la conduite 4 pour permettre l'écoule ment du fluide dans celle-ci, et un abaisse ment du niveau du fluide dans la chambre 9 ferme la conduite 4 vers le côté haute pres sion du système.
On voit donc qu'avec cette soupape le fluide passe du côté haute pres sion au côté basse pression uniquement par le fait que la. variation du niveau du fluide dans la chambre 9 tend à maintenir un cer tain volume de fluide du côté haute pression et à, faire passer du fluide au côté basse pression aussi rapidement qu'il en sort.
Quel que soit le réfrigérant employé, il existe une relation définie entre la tempéra ture et la pression du réfrigérant liquide ou de sa vapeur saturée dans le serpentin de dé tente du système, c'est-à-dire qu'avec l'anhy dride sulfureux par exemple, une pression d'environ<B>0,318</B> lig par cm' indique une tem pérature de<B>-3,89'</B> C du liquide réfrigé rant ou de sa vapeur saturée, et qu'avec une pression de 0,170 lig par cm', la tempé rature de l'anhydride sulfureux est d'envi ron - 6,67 C. On tire parti de ce fait au moyen du dispositif de réglage commandé par la pression qui est directement relié par une conduite 14 à. la. conduite de détente 4.
Le dispositif de réglage commandé par la pression consiste en une enveloppe 15 à l'in térieur de laquelle se trouve un cylindre plié en accordéon 16 de type bien connu, capable de se dilater et de contracter dans le sens de son axe. L'extrémité inférieure de cet organe 16 est reliée de façon étanche à une plaque 17 et l'extrémité supérieure est re liée de façon étanche à un couvercle 18 placé sur l'enveloppe 15. On forme ainsi une chambre 19 hermétiquement fermée en tre l'organe en accordéon 16 et l'enveloppe 15, cette chambre 19 étant en communica tion avec la conduite 14.
Dans le cas repré senté sur le dessin, la plaque 17 occupe sa position inférieure en contact avec l'extré mité supérieure de l'orifice d'entrée de la conduite 14, mais lorsque la pression aug mente dans les conduites 4 et 14, cet organe 17 est soulevé. A l'intérieur du cylindre en accordéon 16 se trouve un ressort 20, qui prend appui à son extrémité supérieure sur un chapeau 21 et à son extrémité inférieure sur l'organe 17, ce ressort tendant à dilater l'organe 16 et à refouler l'organe 17 dans sa position inférieure représentée sur le des sin.
Une tige 22 est supportée par la pièce de base 17 et s'étend vers le haut à travers le chapeau jusqu'à un commutateur élec trique du type à lame de couteau, c'est-à- dire du genre comprenant une lame 23 des tinée à venir relier les pièces de contact 24 des fils 25 et 26 du circuit de commande. Un mouvement ascendant de l'organe 17 et de la tige 22, provoqué par une augmenta tion de pression dans la conduite 4, pro duira la fermeture @du commutateur et la fer meture du circuit du moteur électrique, ce qui met celui-ci en marche et fait fonction ner le compresseur.
Une diminution de pres sion dans la conduite 4, suffisante pour per mettre au ressort d'agir et de refouler l'or gane 17 vers le bas jusque dans sa position représentée sur le dessin ouvre le commuta teur, ce qui coupe l'arrivée du courant au moteur et arrête ainsi le fonctionnement du compresseur.
On comprendra le fonctionnement de l'appareil décrit d'après les explications qui suivent: On supposera qu'on désire mainte nir entre - 3,89 C et - 1,11 C le com partiment de magasinage ou corps à refroi dir et qu'on emploie l'anhydride sulfureux comme réfrigérant. Le principe du fonction nement s'appliquera à n'importe quel réfri gérant, mais les valeurs numériques dépen dent du réfrigérant employé.
La quantité de chaleur traversant n'im porte quel conducteur par unité de temps peut être exprimée par l'équation <I>Q - A</I> # (T- r'). <I>C</I> dans laquelle Q est la quantité de cha leur transmise par unité de temps et re présente par conséquent la vitesse @d'écou- lement de la chaleur dans le conducteur. A est la surface effective du conducteur dans lequel la chaleur passe. T' est la tem pérature de la source de chaleur, c'est-à-dire dans le cas présent la température du corps à refroidir.
T" est la température du fluide qui absorbe la chaleur des corps plus chauds et dans ce cas c'est la température du réfri gérant en ébullition. C est le coefficient qui devient une constante pour des conditions similaires.
Dans tout appareil frigorifique, lorsque le compresseur marche à une vitesse cons tante, Q est pratiquement une quantité cons tante. A est également constante lorsqu'une soupape à flotteur est intercalée dans le sys tème, comme on l'a représenté, pour com mander l'écoulement du réfrigérant com primé dans la chambre 9 dans le serpentin de détente 5, et C est une constante pour n'importe quel genre d'appareil lorsque les conditions sont similaires, et par conséquent la quantité T'-T" est également constante (et supposée être égale à 5,5 C, à titre d'exemple) pendant que l'appareil fonc tionne. La valeur @de (T'-T") peut être modifiée suivant les circonstances.
Si la température du compartiment de magasinage est de<B>1,1'</B> C et s'il faut une différence de 5,5 C pour refouler la chaleur par là surface disponible du serpentin de détente 5 à la vitesse requise, la tempéra- turc de l'agent réfrigérant doit alors être de - 6,6 C et avec l'anhydride sulfureux la pression dans le serpentin d'évaporation ou de détente doit être d'environ 0,176 kg par cm' au manomètre.
Comme la machine continue à fonctionner et absorbe de la cha leur @du compartiment de magasinage, la tem pérature de ce dernier s'abaisse et atteint finalement le minimum de - 3;89 C; à ce moment, la température du réfrigérant dans le serpentin de détente doit être de - 9,44 C'. et correspond à une pression au manomètre d'environ 35 grammes par cm2. Sous cette pression réduite, l'action du ressort 20 ouvre le commutateur, ce qui arrête le fonctionne ment du moteur et du compresseur.
Comme le compartiment de magasinage a. atteint une température de - 3,89 C, et que la température -du liquide dans le serpentin 5 est de - 9,44 C, la chaleur continuera à passer du compartiment au réfrigérant.
Comme le compresseur est arrêté à ce moment, cette chaleur supplémentaire pas sant dans le réfrigérant provoque une aug mentation de pression dans la ligne de con duite 4 et dans le serpentin 5 et lorsque cette pression atteint environ 0,318 kg par cm 2 au manomètre, la vaporisation cesse parce que la température d'évaporation de l'anhydride sulfureux sous une pression de 0,318 kg est de -<B>3,89</B> C. Dans ces con ditions, lorsque le compartiment de maga sinage a atteint une température de -1j' C, le réfrigérant contenu dans le serpentin -de détente a, aussi atteint le même degré de température, et à cette température la pression dans le serpentin d'évaporation sera d'environ 0,492 kg par cm', ce qui pro voque la fermeture du commutateur et met le moteur en marche.
La mise en marche et l'arrêt de l'installation sont donc comman dés par la variation de la, pression dans le côté basse pression de l'appareil, la tempé rature du compartiment de magasinage est maintenue entre<B>-3,89'</B> C et-1,I' C et l'on dispose ainsi d'une différence de pres sion de 0,457 kg par cm' pour actionner le commutateur. Les données indiquées se rap- portent uniquement aux températures stipu lées. L'appareil pourrait aussi 'comprendre une disposition rendant le commutateur ré- glable, ce qui permet de le faire fonctionner à des pressions différentes et de réaliser la mise au point pour n'importe quelles limites désirées de température entre lesquelles on désire maintenir un compartiment de maga sinage.
Avec un commutateur commandé par un thermostat, la mise en marche et l'arrêt du mécanisme se feraient entre des limites distantes de 0,176 kg par cm' parce que la pression correspondant à une température de -1,1 C est de 0,492 kg et crue la pres sion correspondant à, - 3,89 C est de 0,318 kg par em2. Grâce à, la disposition qui vient d'être décrite, on dispose d'une diffé rence de pression relativement grande pour le fonctionnement du commutateur, de façon à ne permettre qu'une variation relativement minime de la température du corps à refroi dir.
Il résulte clairement de ce qui précède que l'appareil décrit est simple et peu coîi- teux, que la, température du compartiment de magasinage peut être maintenue avec pré cision par la variation de la pression dans la conduite de détente plutôt que par la tem pérature du corps ou compartiment à refroi dir, et que par l'emploi de la soupape com mandée par le flotteur, le liquide réfrigérant est automatiquement transféré du côté haute pression au côté basse pression, pratiquement aussi vite qu'il s'accumule, et une quantité maximum pratiquement constante de réfrigé rant est maintenue dans la conduite d'éva poration,
ce qui réalise les conditions dans lesquelles on obtient les résultats les plus efficaces.