Appareil frigorifique. La présente invention concerne un appa reil frigorifique. Cet appareil frigorifique comporte un cabinet comprenant une zone à réfrigérer, un évaporateur pour absorber de la chaleur de l'air dans ladite zone, un dis positif compresseur-condenseur de réfrigé rant -et des moyens pour conduire le r6frigé- rant condensé à l'évaporateur, ces derniers moyens débouchant dans une portion de l'é vaporateur de masse relativement petite et disposée extérieurement à la zone à réfrigé rer,
un dispositif thermostatique obéissant à la température de l'air de cette zone pour la mise en marche du compresseur et obéissant avant tout à la température de ladite portion de l'évaporateur pour arrêter le compresseur.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre une vue schématique de )'appareil frigorifique; La fig. 2 en montre, à plus grande échelle, un détail en coupe suivant la ligne II-II de la fig. 1, -et Les fig. 8 et 4 sont des diagrammes montrant les, températures de différents élé ments de l'appareil fonctionnant à deux tem pératures ambiantes différentes.
Les fig. 1 et 2 du dessin montrent un ap pareil frigorifique pour ménages, compor tant un cabinet isolé 10 avec une parai anté rieure 11 et une paroi postérieure 12. Les dif férentes, parois du cabinet 10 y compris la paroi antérieure 11 et la paroi postérieure 1.2 sont déterminées par des carcasses intérieure et extérieure 13,et 14 entre lesquelles est dis posée de la matière isolante 15.
Le cabinet 10 comporte une chambre ré- frigérante 16 pour emmagasiner les denrées.. Dans la paroi antérieure<B>Il</B> est prévue une ouverture d'accès 17 qui peut être fermée au moyen d'une porte isolée 18. La chaleur de l'air dans 1a chambre 16 est absorbé au moyen d'un évaporateur 19 qui peut être de toute construction connue et est supporté de toute manière connue.
Comme représenté au dessin, l'évaporateur 19 est supporté au moyen d'un étrier 21 fixé sur une plaque 22, cette dernière étant fixée sur la paroi posté rieure 12 du cabinet à l'intérieur de la cbani- bre 16.
La plaque 22 sert, conjointement avec une plaque 23 fixée à l'extérieur de la paroi postérieure 12, à fermer une ouverture 24 de la paroi postérieure, cette ouverture servant il introduire l'évaporateur 1.9 lors de son mon tage dans le cabinet. De la. matière isolante calorifuge 25 est disposée entre les plaques 22 et 23 pour empêcher la pénétration de chaleur à partir de l'atmosphère ambiante à travers l'ouverture 24.
La circulation du réfrigérant à travers l'évaporateur 19 est effectuée par un com presseur 26 actionné par un moteur électri que 27. Le réfrigérant vaporisé dans l'éva porateur 19 est aspiré pa.r le compresseur 26 à travers une conduite d'aspiration 28 et com primé à une pression relativement élevée. Le gaz comprimé est conduit par une conduite 29 vers un condenseur 31 dans lequel il est refroidi et condensé. Le refroidissement du condenseur est effectué de toute manière ap propriée, ici, par exemple, au moyen d'un ventilateur à moteur 32.
Le réfrigérant condensé est conduit à par tir du condenseur 31 à travers un dispositif de détente approprié représenté sous forme d'un tube allongé 33 du type appelé capil laire. Le tube 33 débite 1e réfrigérant dé tendu dans une conduite d'admission 34 com muniquant avec l'évaporateur 19. Le réfri gérant condensé détendu débité par le tube 33 entre dans une partie d'admission 35 (le la conduite 34, cette partie 35 étant disposée extérieurement à. la zone réfrigérée 16 entre les plaques 22 et 23.
Il est évident que la conduite 34 et sa partie 35 déterminent: une partie du côté basse pression de l'ensemble comprenant l'évaporateur 19.
Il résulte de la description qui précède: que l'appareil frigorifique décrit fonctionne d'après le cycle bien connu de compression- condensation-détente.
Le fonctionnement du moteur 2 7 et du compresseur 26 est commandé thermostati- quement au moyen d'un thermostat 36 com prenant un soufflet expansible 37, un bras pivotant, 38 actionné par celui-ci et un res- sort réglable 32 disposé en antagonisme au soufflet.
Un interrupteur 41 pour commander le fonctionnement du moteur 27 est actionné par le bras mobile 38 au moyen d'un mécanisme de commande à, action brusque 42. Il est en tendu que l'interrupteur 41 est. fermé et ou vert respectivement lorsque des pressions hautes et basses prédéterminées, en raison de l'action antagoniste du ressort 37, se mani festent dans 'le soufflet 37. Une manette 40 commandée à. la main est prévue pour régler la tension du ressort 39 et par conséquent les pressions et températures du gaz dans le soufflet 37 pour lesquelles l'interrupteur 41 doit être déclenché on enclenché.
Une con duite 43 est reliée au soufflet 37 et forme avec celui-ci une chambre close pour un fluide volatil dont la pression est. une fonc tion de la température se manifestant dans la partie la plus froide de la conduite 43.
Une partie 44 de la conduite 43 est dis posée en relation d'échange de chaleur avec l'air de la chambre 16 et une seconde partie de cette conduite, indiquée en 45, est dispo sée en relation d'échange de chaleur avec l'atmosphère à l'extérieur du cabinet 10. La partie de conduite 45 est disposée dans l'ou verture 24 à proximité de la plaque 23, où sa température est influencée par la température de l'atmosphère ambiante à l'extérieur du ca binet 10.
Il est apparent que le passage de chaleur à partir de l'atmosphère ambiante à travers la plaque 23 vers la partie de con duite 45 augmente et diminue avec des ac croissements et des décroissements respec. tifs de la température de l'atmosphère am biante.
Les parties de conduite 44 et 45 déter minent des réservoirs relativement petits pour la portion liquéfiée du fluide contenu dans la conduite 43. La charge de fluide dans la conduite 43 et dans 1e soufflet 37 est telle qu'à la température la plus basse à atteindre dans une partie quelconque de la conduite 43, la quantité .de fluide condensé présente dans celle-ci est plus petite que la capacité de cha cun des réservoirs 44 ou 45.
Il va de soi que dans un appareil chargé de cette -manière le fluide se condense dans sa partie ayant la plus basse température, et la pression du fluide dans l'appareil -est une fonction de la température de la portion liquéfiée du fluide. Par exemple, si le réservoir 44 est la partie la plus froide de la conduite 43, le fluide se condense dans celui-ci et sa température dé termine la pression dans le soufflet 37. L'in terrupteur thermostatique 41 -est donc com mandé en dépendance de la température du réservoir 44 et par conséquent aussi la tempé rature de l'air de la chambre 16.
Comme dé crit par la suite, 1a température dans le ré- servoir 45 peut être réduite à. une valeur au dessous de lia température -du réservoir 44. En conséquence, le fluide se condense dans le réservoir 45, de façon que la pression dans la conduite 43 et dans le soufflet 3-7 se trouve réduite à une valeur correspondant à la tem pérature du réservoir 45. Du fluide con densé dans le réservoir 44 se vaporise par conséquent à la pression plus basse et se con dense dans le réservoir 45. A ce moment, le fonctionnement de l'interrupteur thermosta- tique 41 obéit à la température du réser voir 45.
Comme représenté, la partie-réservoir 45 de la conduite 43 est également disposée en relation d'échange de chaleur avec la portion de conduite d'admission 35, de sorte que la température du réservoir 45 est déterminée conjointement par les températures de l'at mosphère ambiante et de la portion de con duite d'admission 35. De préférence, une en tretoise 46 relie la portion de conduite d'ad mission 35 à la partie-réservoir 45 et forme un chemin pour l'échange de chaleur entre elles.
Comme représenté à la -fig. 2, l'entre toise ou pont 46 est formé par deux sections 47 et 48 reliées respectivement à la partie- réservoir 45 et à la portion de conduite 35, ces deux sections étant figées ensemble par un boulon 49. L'une des sections:, 48, com porte une fente 51 (fig. 1) pour recevoir le boulon 49, de sorte que les sections 47 et 48 peuvent être réglées dans leurs positions re latives, de façon à pouvoir faire varier la longueur active du pont 46.
La grandeur de l'échange de chaleur entre la partie-réservoir 45 et la portion de conduite d'admission 35 est réglée en conséquence de façon à pouvoir faire varier l'effet de refroidissement de 1a portion de conduite 35 sur la partie-réservoir 45. Il va de soi que le pont-entretoise 46 est constamment réglé pendant l'essai de l'appa reil, de façon à obtenir une compensation exacte et à éliminer la nécessité de le régler en service. La conduite 34 qui forme une partie du côté basse pression de l'appareil a une masse relativement petite et une faible capacité d'emmagasinage de chaleur.
Pendant la mar che du compresseur 26, la température de la conduite 34 -est réduite à une valeur relative ment basse. A ce moment, de la chaleur est retraite depuis 1e pont 46 et la partie-réser- voir 45 de la conduite de réglage 43,'1a va leur d'échange de chaleur étant déterminée par le réglage du pont 46, de sorte que la température du réservoir 45 est abaissée à une valeur au-dessous de la température du réservoir 44.
Par conséquent, la température du réservoir 45 détermine la pression dans la conduite 43 et dans le soufflet 37, de sorte que la marche du compresseur 26 est arrêtée en dépendance d'une basse température pré déterminée du réservoir 45, laquelle tempé rature est affectée conjointement par les tem pératures de l'atmosphère ambiante et de la partie de conduite 35. Pendant les périodes inactives du com presseur 26, la circulation du réfrigérant con densé est pratiquement arrêtée.
Comme la portion de conduite 35 est disposée à l'exté rieur de la chambre réfrigérante 16 dans une région relativement chaude, sa température augmente plus rapidement que la tempéra- turc de l'évaporateur 19. En conséquence, la température du réservoir 45 s'élève au-dessus de la. température du réservoir 44, après quoi ce dernier reprend la commande.
Comme précédemment décrit, la pression dans le soufflet 37 est à ce moment une fonction de la. température du réservoir 44 et par con séquent le compresseur 26 est mis en marche en dépendance d'une température prédéter minée du réservoir 43. Il est apparent de la description qui précède que le compresseur est mis en marche en dépendance de la tem pérature de l'air dans la chambre 16 et est. arrêté en dépendance, conjointement, des températures de la portion de conduite 35 et de l'atmosphère ambiante à l'extérieur de la chambre 16.
Dans l'appareil frigorifique susdécrit, la, température de l'air dans. la chambre 16 sera maintenue à des valeurs maximum et mini mum pratiquement constantes sans égard à des changements dans l'atmosphère ambiante à l'extérieur de la chambre et aux différentes pertes de chaleur dans la chambre, qui ac compagnent les changements de la tempéra ture ambiante. La température moyenne de l'évaporateur 19 varie toutefois avec les changements de la température ambiante.
La température moyenne de l'évaporateur 19 sera. relativement. basse pendant des périodes d'une température ambiante élevée et inverse ment, la température moyenne de l'éva porateur sera relativement élevée quand la. température ambiante est basse. Les courbes représentées au diagramme de la fig. 3 représentent les températures des ré servoirs 44 et 45, de la portion de conduite de liquide 35 et de l'évaporateur 19 pendant tout un cycle d'opérations avec une tempé rature ambiante de 65 F. Les courbes cor respondantes de la. fi-. 4 montrent les tem pératures de ces éléments pendant un cycle d'opérations avec une température ambiante de 110 F.
Dans les deux diagrammes, on a porté le temps t en minutes comme abscisses et la température T en degrés Fahrenheit comme ordonnées. Une explication ultérieure de ces courbes sera donnée dans la suite avec la description du fonctionnement, lequel est le suivant: Comme représenté au dessin, l'interrup teur thermostatique 41 est ouvert de sorte que le compresseur 26 est inactif. Comme sus décrit, la température du réservoir 45 est plus élevée que la température du réservoir 44, de sorte que l'interrupteur thermostatique 41 est. commandé par le réservoir 44.
Lors que la température de l'air dans la chambre 16 et par conséquent la température du ré servoir 44 s'élève à une valeur prédéterminée, par exemple 41 F, l'interrupteur thermo- sta.tique 41 est fermé pour faire démarrer le compresseur 26. L'évaporation de réfrigérant dans l'évaporateur 19 commence alors pour retirer de la chaleur de l'air dans la chambre 16. On supposera que la température de l'at mosphère ambiante est à une valeur relative ment basse, par exemple à 65 F, de sorte que la valeur de la perte de chaleur dans la chambre 16 à travers les parois du cabinet est également relativement faible.
La courbe de température du réservoir 44 est représen tée en A à la fig. 3. Au moment du démar rage du compresseur, la température du ré servoir 45 sera approximativement à 461/ F, comme représenté par la courbe B. La tem pérature de la portion 35 de la conduite à liquide 34 sera approximativement à 43? F, comme représenté par la courbe C. Comme représenté par la courbe D, la tem pérature de l'évaporateur sera à ce moment à, 34 F.
Pendant la marche du compresseur, la température du réservoir 45 sera rapide ment réduite par la conduite d'admission froide 34-35 à une valeur au-dessous de la température du réservoir 44, de sorte que le réservoir 45 devient. la source de commande du thermostat 36. La marche du compresseur est arrêtée lorsque la température du réser voir 45 est abaissée à 29 F, comme repré senté par la courbe B, auquel moment la température de l'évaporateur 19 est à 71/. F.
Comme la perte de chaleur dans la chambre 16 est relativement faible avec une température ambiante de 65 F, le chauf fage du réservoir 45 par celle-ci est faible et la température du réservoir décroît rapi dement, de sorte que le compresseur se trouve actionné pendant un laps de temps re lativement court d'approximativement 2 mi nutes, comme représenté par le diagramme. Il ressort de la courbe A que pendant la marche du compresseur, la température de l'air dans la chambre 16 -est réduite à une va leur d'environ 39 F, de sorte que la tempé rature moyenne de l'air entre les périodes de démarrage et d'arrêt sera approximativement à 400 F.
Pendant les périodes inactives du com presseur, la température de tous les éléments énoncés dans la. description précédente aug mente comme représenté par les courbes A, B, <I>C</I> et<I>D.</I> Un chauffage du réservoir 45 par l'atmosphère ambiante sera réalisé à ce moment et sa température augmente à une valeur plus élevée que la température du ré servoir 44 à la période de 15 minutes comme indiqué sur le diagramme de la fig. 3. Par conséquent, à ce moment, l'effet de com mande du thermostat 36 est transféré au ré servoir 44.
Le compresseur est de nouveau mis en marche lorsque la température de l'air dans la chambre 16 et par conséquent la température du réservoir 44 s'élève à 41 F, comme représenté par la courbe A, cette opération étant effectuée à la position d'environ 46 minutes sur le diagramme. Le cycle d'opérations complet a maintenant été décrit pour une température ambiante de 65 F.
Le cycle de travail de l'appareil pour une température ambiante élevée est similaire à celui sus-déerit. Les températures des réser voirs 44, 45, de l'évaporateur 19 et de la por tion de conduite de liquide 35 sont indiquées par le courbes<I>A', B', C' et D'</I> de la fig. 4. Il va de soi que, comme représenté par la courbe A', le compresseur est mis: en marche lorsque la température de l'air dans la cham bre 16 s'élève à une valeur de 41 F.
Comme la température ambiante est rela tivement élevée, le passage de chaleur par le pont-entretoise 46 est considérable, de sorte due dans ces conditions le réservoir 45 atteint une température de 61 h. Avec une tempé rature ambiante de 110 F, la température dans l'évaporateur 19 au démarrage est d'en viron 19 F. La température de la portion de conduite 35 au démarrage est de 51 F et diminue rapidement comme repré senté par la courbe C'.
Par conséquent, une grande quantité de chaleur est retirée du ré servoir 45 et après une marche d'environ 2 minutes, sa température sera, réduite au- dessous de la température dfu réservoir 44.
Le compresseur continue à marcher jusqu'à ce que la température du réservoir 45 soit ré duite à la température d'interruption de 29 F, auquel. moment le compresseur est arrêté comme susdécrit. La période de marche du compresseur dure environ 7 minutes avec une température ambiante de 110 F en com paraison d'une durée d'environ 2 minutes avec une température ambiante de 65 F: Au moment de l'arrêt du compresseur, la température de l'évaporateur est environ de -1 F, comme représenté par la courbe D', à la suite de sa période d'opération relative ment longue.
Pendant les périodes. inactives du compresseur, la température du réservoir 45 augmente rapidement par suite de 1a tem pérature ambiante relativement élevée, de sorte que la commande est transférée au ré servoir 44 environ 2 minutes après que le compresseur est arrêté. Comme la charge de chaleur est élevée, les températures de l'éva porateur 19 et de l'air dans: la chambre 16 augmentent rapidement comme représenté par les courbes<I>D'</I> et<I>A',</I> respectivement, et il est entendu que la température du réservoir 44 suit de prés la température de l'air dans la chambre 16. Le compresseur est de nou veau mis en marche lorsque la température de l'air dans la chambre 16 et du réservoir 44 s'élève à une valeur de 41 F.
Au mo ment du démarrage du compresseur, la tem pérature de l'évaporateur est de 19 F.
Il est apparent de la description précé= dente que lorsque la température ambiante a une valeur relativement élevée de<B>110'</B> F, un cycle d'opérations complet est effectué dans environ 20 minutes, ce qui est relative- ment court en comparaison du cycle de 46 minutes effectué pendant l'opération avec, une température ambiante de 65 F. Il est également à. noter que pour une température ambiante élevée aussi bien que base, la, tem pérature d'air est maintenue entre<B>39'</B> et 41' F, de façon à réaliser une température de cabinet moyenne de 40' F.
Les diffé rentes pertes de chaleur de la, chambre 16 sont compensées par les différente tempéra tures moyennes de l'évaporateur, comme il résulte clairement des fig. 3 et 4.
Les diagrammes des fig. 3 et 4 sont tra cés en se basant sur les résultats d'essai d'une machine frigorifique construite en général d'après les lignes de l'appareil représenté aux fig. 1 et 2. Il est apparent que la tempéra ture et la durée du cycle varieront pour dif férentes machines. Les températures des dif férents éléments énoncés comptent pour une seule position de la manette de réglage 40 et varieront bien entendu pour d'autres posi tions de celle-ci et il va de soi que la tem pérature moyenne de l'air dans la chambre ou zone 16 varie à mesure qu'on amène la manette 4() dans ses différentes positions.
Comme représenté, le réservoir de ther mostat 45 et le pont 46 sont reliés à la por tion de conduite d'évaporateur 35 dans l'iso lement entre les plaques intérieure et. exté rieure 22 et 23. Dans cette position, la<B>,</B> tem pérature du réservoir 45 est facilement affec tée par des changements de la température ambiante bien qu'elle ne soit pas directement soumise à l'atmosphère ambiante. Par con séquent, la condensation d'humidité à partir de l'atmosphère de l'espace n'est pas effec tuée par le pont 46 et la portion de conduite 35 pendant les périodes oir leurs tempéra tures sont au-dessous des températures de point de rosée de l'atmosphère ambiante.