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"Procédé et appareil de réfrigération". la présente invention se rapporte à des perfectionnements aux proaédés et appareils de réfrigération par l'emploi d'a- gents réfrigérante solides, tels que la glace d'eau- (H2O con- gelée) et la glace d'acide carbonique (CO2 conagelé).
L"invention est décrite ci-après et représentée sur les dessins ci-joints, dans lesquels :
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La fig. 1 est une vue schéma tique en coupe, représentant une forme de réalisation de l'invention, dans son application à. des appareils de réfrigération domestiques et à des genres semblables de réfrigération.
La fig. 2 est une vue en perspective d'un élément de réfrigération, propre à être appliqué à des appareils de ré- frigération domestiques et semblables et construits conformé- ment à l' invention.
La fig. 3 est une vue schématique on coupe, représentant le mode de montage de l'élément représenté sur la fig. 2.
La fig. 4 est une vue on coupe suivant la ligne 4-4 de la fig.l;
La fig. 5 est une vue en coupe'suivant la ligne 5-5 de la fig.3;
La fig. 6 est une vue schématique en coupe, représentant une autre forme de réalisation de l'invention;
La fig. 7 est une vue partielle en coupe de la forme de réalisation représentée sur la fig.6, modifiée pour être utili- sée avec de l'acide carbonique Bolide oommagent réfrigérant;
La fig.8 est une vue en coupe suivant la ligne 8-8 de la fig.6 ;
La fig. 9 est une vue partielle en coupe, semblable àcelle de la fig.7, mais représentant l'appareil employé avec un agent réfrigérant oonsistant en saumure ou eau salée congelée;
La fig. 10 est une vue en coupe, représentant encore une a autre forme de rélisation de l'invention;
La fig. 11 est une vue en coupe représentant la forme de réalisation suivant la fig. 10, modifiée pour son utilisa- tion aveo de l'acide carbonique solide;
Les figs. 12,13,14,15 et 16 sont des vues partielles en coupe, représentant différents types de construction d'ailet- tes, propres à être utilisés dans la réalisation de l'invention;
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la fig. 17 est une vue/schématique en coupe représentant encore une autre forme de réalisation de l'invention;
La fig. 18 est une coupe suivant la ligne 18-18 de la fig.17;
La fig. 19 est une vue schématique en coupe représentant une autre forme de réalisation de l'invention;
La fig. 20 est une vue schématique en coupe, représen- tant l'application des principes de l'invention à la construc- tion d'un récipient pour un produit congelé, tel que de la crème glacée; la fig. 21 est une vue en coupe suivant la ligne 21-21 de la fig.20;
La fige 22 est une vue schématique en coupe représentant une variante de la forme de réalisation suivant la fig.20;
La fig. 23 est une vue en coupe suivant la ligne 23-23 de la fige 22;
La fig.24 est ure vue schématique en coupe verticale, représentant un appareil de réfrigération d'un liquide, con-
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struit oonformésient à l'1nventilbn;
La fig.25 est une vue en coupe suivant la ligne 25-25 de la fige 24;
La fig. 26 est une vue schématique en coupe verticale,, montrant un autre genre d'appareil de réfrigération d'un liquide, construit conformément à l'invention;
La fig. 27 est une vue en coupe suivant la ligne 27-27 de la fig.26;
La fig. 28 représente un genre d'armoire frigorifique suivant l'invention, en coupe verticale ;
La fig. 29 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 29-29 de la fig.28;
La fig. 30 est une vue en coupe verticale, représentant un autre genre d'appareil de réfrigération à uns seule ehambre, construit conformément à l'invention;
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la fig. 31 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 31-31 de la fig.30;
Les fige. 32 et 33 sont des vues en coupe verticale re- présentant l'application de l'invention à des appareils de ré- frigération relativement petits ;
Les figs. 34 et 35 sont, respectivement, une vue en coupe verticale et une vue en coupe horizontale suivant la ligne 35- 35 de la fig.34, représentant un appareil de réfrigération du type à table ou à buffet, construit conformément à l'invention et pr6t à être utilisé avec de l'aoide carbonique solide ou autre agent réfrigérant solide d'un point de fusion relativement bas ;
la fig. 36 est une vue partielle en coupe verticale, re- présentant le même appareil de réfrigération utilisé avec de l'eau congelée ou glace ou un agent réfrigérant semblable, possédant un point de fusion relativement élevé ;
La fig. 37 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 37-37 de la fig.36;
La fig. 38 est une vue schéma tique en coupe verticale, représentant un type approprié d'appareil de réfrigération pour bateaux, construit suivant l'invention;
La fig. 39 est une vue en coupe vertioale à travers un type d'appareil de réfrigération pour bateaux, de petites di- mensions, construit conformément à l'invention; la fig. 40 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 40-40 de la fig.39;
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Les fige.41 et 42 sont, reepectiver-ent, une vue sobémati- que en coupe verticale et une vue en coupe horizontale suivant la ligne 42-42 de la fig.41, montrant un type semblable d'ap- pareil de réfrigération destiné principalement a être utilisé avec de la glace d'eau;
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La fig.43 est une vue ,en plan d'un autre genre d.'appa- reil de réfrigération suivant l'invention;
La fig. 44 est une vue en coupe verticale suivant la. ligne 44-44 de la fig.43;
La fig.45 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 45-45 de la fig.44;
La fig. 46 est une vue en coupe verticale d'une forme de réalisation modifiée de cet appareil de réfrigération;
La fig. 47 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 47-47 de la fig.46;
La fig. 48 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 48-48 de la fig.49, d'une autre forme de réalisation mo- difiée de l'invention;
La fig. 49 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 49-49 de la fig.48;
La fig. 50 est une vue plus ou moins schématique, en cou- pe verticale, à travers un wagon, frigorifique, muni d'éléments de réfrigération construits conformément à l'invention;
La fig. 51 est une vue en coupe horizontale de celui-ci;
La fig. 52 est une vue partielle en plan de dessous d'une plaque conductrice destinée à être utilisée dans l'appareil;
La fig. 53 est une vue partielle d'une forme de réalisa- tion légèrement modifiée de plaque conductrice, dans laquelle les ailettes sont ondulées transversalement pour augmenter leur surface de conduction;
La fig.54 est une vue partielle en élévation de côté de la plaque à ailettes, avec des ondulations verticales dans les ailettes, dans le même but ;
La fig. 55 est une vue de détail en coupe, montrant l'aé- ration de la glacière ou armoire frigorifique;
La fig. 56 est une vue en élévation de face d.'un appareil de réfrigération domestique, construit conformément à l'inven-
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tion et propre à la fabrication de blocs de glace d'eau et à la conservation de produits congelée;
La fig. 57 est une vue on coupe horizontale suivant la ligne 57-57 de la fig. 58;
La fig. 58 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 58-58 de la fig.57;
La fig.59 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 59-59 de la fig.60, représentant une modification d'une construction telle que représentée sur les figs. 56 à 58, pour obtenir un appareil de réfrigération de section circulaire, comportant des plateaux rotatifs;
La fig. 60 est une vue en coupe verticale suivant la ligne 60-60 de la fig.59;
La fig. 61 est une vue partielle en Coupe verticale, re- présentant une variante de l'invention et combinant une con- struotion semblable à celle représentée sur les figs.43 à 49 avec une construction telle que représentée sur les figs. 56 à 59 ;
La fig. 62 est une vue plus ou mois schématique en coupe de verticale, montrant un genre d'appareil/réfrigération suivant l'invention, particulièrement propre au refroidissement de lait et autres boissons;
La fig. 63 est une vue en coupe suivant la ligne 63-63 de la fig.62;
La fig. 64 est une vue en coupe verticale plus ou moins schématique, montrant un genre de magasin ou entrepôt réfri- géré conformément à l'invention;
La fig. 65 est une vue schématique en coupe verticale, montrant un appareil de réfrigération à ventilation forcée, construit conformément à l'invention;
La fig. 66 est une vue schématique en coupe verticale, représentant un appareil pour la congélation rapide de viande, poisson et autres produits alimentaires suivant l'invention;
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La fig. 67 est une vue en coupe horizontale, et la fig. 68 une vue coupe verticale suivant la ligne 68-68 de la fig.67, représentant plus ou moins schématiquement une application de l'invention à la réfrigération de grandes cais- ses de véhicules;
La fig. 69 est une vue en coupe horizontale , et la fig. 70 est une vue en coupe verticale, suivant la ligne 70-70 de la fig. 69, représentant l'invention dans son application à la réfrigération de caisses relativement petites de véhicules;
La fig. 71 est une vue schématique en coupe verticale d'un type bien oonnu de wagon de chemin de fer express, représentant le mode de réfrigération suivant l'invention;
La fige 72 est une vue schématique en coupe verticale d'un wagon de chemin de fer , montrant un autre mode de réfrigé- ration suivant l'invention;
La fig. 73 représente schématiquement un genre d'appareil de réfrigéraqion, propre à la réfrigération d'articles d'ali- mentation spéciaux, tels que du sucre candi ou matières ana- logues, construit conformément à l'invention;
La fig. 74 est une vue en coupe verticale d'un élément de réfrigération, construit conformément à l'invention/d'un type applicable à la réfrigération d'une capacité fermée quelcon- que;
La fig. 75 est une vue en coupe horizontale suivant la ligne 75-75 de la fig. 74;
et la fig. 76 est une vue schématique en coupe horizontale, montrant l'emploi d'un élément du type représenté sur les fi- gares immédiatement précédentes pour la réfrigération des di- vers compartiments d'un wagon ou voiturded chemin de fer.
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La glace d'eau ou ean congelée est utilisée de façon plus étendue qu'aucun autre genre d'agent réfrigérant. 11'un des principaux inconvénients des modes antérieurs d'emploi de cet agent réfrigérant ou,on fait, d'un agent réfrigérant solide quelconque, consiste en ce que, bien qu'une masse donnée quel- conque de l'agent réfrigérant, si petite soi-elle, ait une valeur de réfrigération fie, plus la masse devient petite, plus lente devient également son action réfrigérante.
Oeci est dû au fait que la claleur est habituellement soit entière- ment soit à peu près entièrement, amenée à le glace par con- vection par l'air ou par un liquide, et que la quantité de chaleur absorbée par l'agent réfrigérant, toutes autres choses étant égales, dépend directement de l'étendue de la surface effective de contact entre l'agent réfrigérant et le fluide en circulation. Evidemment, lorsque la glace fond, l'étendue de la surface devient plus petite, et l'action de réfrigération devient plus lente. Dans la construction d'appareils de ré- frigération, on n'a jusqu'ici pas tenu compte de ce fait, et il n'a été fait aucun effort pour compenser la diminution rapi- de d'efficacité dans la réfrigération au fur et à mesure que le volume ot l'étendue de la surface de l'agent réfrigérant diminuent.
Il en résulte qu'une grande quantité de glace est constamment employée avec des résultats très inférieurs.
, Une raison pour laquelle l'appareil de réfrigération domestique mécanique a progressé si rapidement consiste en ce que l'appareil de réfrigération ordinaire à glace d'eau ne peut maintenir une réfrigération satisfaisante, à moins qu'il ne soit continuellement surveillé et maintenu pratiquement rempli de glace en tout temps.
Pour la même raison, un domaine impor- tant et toujours croissant de la réfrigération de produits a- limentaires dans le transport mécanique a écarté jusqu'ici
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l'emploi de glace d'eau, et d'autres agents réfrigérants solides .Pratiquement, le seul moyen qui a été essayé pour amé- liorer l'efficacité de la glace d'eau, Comme agent réfrigèrent a été l'emploi de sel ce qui constitue un moyen d'une applica- tion limitée qui ne peut apparemment pas être fortement éten- du.
Il a été constaté par le demandeur qu'on peut surmonter en gbande partie les principaux obstacles à l'utilisation efficace de glace d'eau et d'autres agents réfrigérants solides,, en receuillant la chaleur, provenant de l'espace ou matière à réfrigérer, par des surfaces relativement étendues d'un con- ducteur métallique de la chaleur , tel que du cuivre, alumini- minum ou fer, et en transmettant la chaleur , par une section transversale notable du conducteur métallique, directement à la surface de la masse de glace avec laquelle le conducteur métallique est en contact immédiat ou dans une relation con- venable de conduction de chaleur.
Il a été constaté par le de- mandeur que par ce procédé, on peut faire fondre la glaoe à une vitesse pratiquement constante, en obtenant ainsi une température de réfrigération effective constante, qui est pratiquement indépendante du volume de l'agent réfrigérant, et cela môme avec des masses extrêmement petites de ce dernier.
Il a également été constaté par le demandeur qu'on peut pro- duire la fusion de l'agent réfrigérant solide à une vitesse surprenante lorsqu'on fait passer de grandes quantités de cha- leur sur les surfaces métalliques étendues. Avec une section transversale suffisante du conducteur métallique, une surfaee de contact avec l'agent réfrigérant, ne s'élevant qu'à 190em2, suffira pour fondre une quantité de glace suffisante pour main-.
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tenir un bon appareil de réfrigération domestique en dessous de 10 c., même sur la tablette supérieure, par le temps le plus chaude après que les portes auront été ouvertes pendant trois minutes , cet appareil de réfrigération reviendra à sa basse température initiale en vingt à trente minutes.
Il est essentiel, dans la réalisation pratique de l'invention, que l'agent réfrigérant solide soit maintenu en relation de conduction de chaleur avec un métal bon conducteur de chaleur, possédant une surface d'une étendue convenable dans l'espace réfrigéré.
Bien que l'invention soit d'une grande importance dans son application avec l'emploi de glace d'eau, elle présente également une grande valeur dans l'utilisation de tous autres agents réfrigérangts solides, tels que l'acide carbonique so- lide et la saumure congelée. L'appareil suivant l'invention ne doit varier que légèrement pour satisfaire aux besoins du genre particulier d'agent réfrigérant et du type de réfri- gération nécessaire.
Si, par exemple, on désire obtenir des températures de réfrigération voisines de 2 à 7 C., et si on doit utiliser de la glace d'eau en raison de son prix peu élevé et de la facilité qu'on a à s'en procurer, un con- ducteur relativement étendu ou une surface d'ailettes re- lativement grande sera nécessaire à cause de la faible dif- férence de température entre la glace d'ean et la température né- cessaire ;
tandis que les mêmes températures peuvent Atre ob- tenues par l'emploi d'anhydride carbonique solide avec une surface considérablement moins étendue, en raison du fait qu'avec de l'acide carbonique solide, le conducteur peut être refroidi à peu près à toute température nécessaire jus- qu'à par exemple 45 C., et par conséquent une différence de température relativement grande peut être maintenue entre
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le conducteur et l'espace réfrigéré.
Il est évident que si l'on a besoin de températuresvoisines ou en dessus du point de fusion de la glace d'eau, on peut utiliser alors un autre agent réfrigérant quelconque, possédant nn point de fusion ou de sublimation suffisamment bas pour que le conducteur puisse être amené à une température fournissant la différence de température nécessaire pour maintenir la réfrigération dé- sirée.
On peut utiliser de la saumure on eau glaoée congelée, spécialement lorsqu'elle se trouve dans des récipients mé- talliques étanohes aux liquides, sous forme de petits éléments. d'une manipulation facile. la chaleur transmise à partir du conducteur à la saumure congelée à travers le récipient mé- tallique n'est toutefois pas aussi constante et ne peut pas être réglée aussi facilement que dans le contact direc de gla- ce d'eau avec le conducteur, ou dens le cas du contact de glace d'acide carbonique avec le conducteur par l'inter- médiaire d'une résistance à la conduction de chaleur, d'une valeur connue, comme il sera expliqué plus en détail ci-a près.
Cependant, comme on peut donnerà la saumure congelée un point de fusion compris pratiquement entre 0 c. et un point situé considérablement en dess@us de 18 C., et comme la saumure est actuellement devenue d'un usage courant et est relativement bon marché. il est clair qu'elle aura un,emploi limité comme agent de réfrigérant solide dans le procédé de réfrigération suivant l'invention. On peut naturellement utiliser aussi la saumure congelée directement, de la même manière que de la glace d'eau ou de la "glace" d'acide car- bonique, en permettant l'évacuation de la saumure fondue.
Lorsqu'on utilise des agents réfrigérants solides, tels que la "glace" d'acide carbonique, avec une température con- sidérablement inférieure au point de fusion de la glace d'eau,
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l'utilisation de résistances à la conduction thermique connues et déterminées d'avance, interposées entre le conducteur et l'agent réfrigérant, constitue une partie importante du procédé suivant l'invention, car elle permet un réglage éten- du de l'action de l'agent réfrigérant et un moyen rapide et commode de faire varier la température de la surface du con- ducteur, et par suite la température effective de réfrigération.
On comprendra que, pour obtenir le contrôle maximum de la réfrigération, avec ce type d'agent réfrigérant, il est désirable de limiter autant que possible la transmission de chaleur à partir de la masse ou espace réfrigéré celle pas- sant à travers le conducteur. On peut atteindre ce résultat en prévoyant un isolement thermique approprié, empêchant une transmission de chaleur par rayonnement ou de toute manière autre que par conduction à travers le conducteur ohoisi. En établissant ainsi un trajet principal et pratiquement unique de transmission de chaleur et en utilisant, en combinaison avec ce moyen, des résistances appropriées, à la conduction, on peut obtenir un contrôle sensiblement parfait de la réfri- gération.
Ce mode de contrôle fournit également un moyen simple d'obtenir un appareil convenant pour l'emploi avec des agents réfrigérants, tels que de la glace d'eau et de la "glace" d'acide carbonique, qui ont des points de fusion très différents. On peut par suite construire un seul appareil de réfrigération , qui peut utiliser comme agent réfrigérant de la "glacde" d'acide carbonique, ou de la glace d'eau ou de la saumure congelée, ou, en fait, un agent réfrigérant solide quelconque, et qui peut maintenir pratiquement toute tempé- rature nécessaire pour des conditions de température extérieu- re constantes dans \Les limites de l'agent réfrigérant parti- culier utilisé, par une simple manipulation de la résistance à la conduction thermique, interposée entre le conducteur et
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l'agent réfrigérant;
et, en prévoyant, dans le même appareil, un dispositif, actionné à la main ou thermostatiquement, pour régler les courants de convection à partir des surfaces ou ailettes conductrices, on peut maintenir la température néces- saire , indépendamment des variations normales de la tempéra- ture extérieure.
En référence aux dessins, qui représentent diverses appli- cations particulières de l'invention à différents types et genres de réfrigération, et en référence plus particulièrement aux figs. 1 et 4, la référence 1 désigne l'enveloppe extérieure ou caisse d'un appareil de réfrigération domestique, de type bien connu; cet appareil de réfrigération comprend une cloi- son verticale médiane 2, formant chicane, et un compartiment 3 dans l'un des angles supérieurs, pour recevoir l'agent ré- frigérant.
Conformément à la pratique antérieure, la réfrigé- ration est obtenue, dans ce type d'appareil de réfrigération, par l'action de convection de courants d'air, circulant comme indiqué par les flèches , vers le bas sur et autour de la glace dans le compartiment 3, vers le bas à travers une ouverture 4 ménagée dans la base de ce compartiment, et passant sous la cloison-chicane 2 et se dirigeant vers le haut dans la chambre principale de réfrigération 5.
Conformément à la présente in- vention, il est prévu, à l'intérieur de la chambre 3, des tablettes 6, destinées à supporter l'agent réfrigérant; ces tablettes sont inclinées vers l'intérieur vers un conducteur 7, muni de plusieurs ailettes 8, comme représenté plus claire- ment sur la fig.4. l'inclinaison des tablettes 6 assure le maintien de la face des blocs de glace 9,supportés sur les ta- blettes 6, en contact étroit avec le conducteur 7;
ce dernier est, comme représenté, placé par rapport à la cloison-chicane 2 de façon à ménager, entre les ailettes 8 disposées vertica- lement, le conducteur 7, et la cloison-chicane 2, des conduits
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verticaux de passage àtravers lesquels les courants de convection circulent vers le b. s sur la surface étendue du con- duoteur. Au fur et à esure que la glace fond, elle glisse et s'applique par gravité contre le conducteur 7, en maintenant ainsi un contact continuel entre une face des blocs de glace et le conducteur.
L'eau de fusion de la glace s'écoule par le tuyau habituel de décharge 11, et l'air, après avoir circulé sur le conducteur et ses ailettes, vient en contact avec cette @au de fusion de la glace, qui enlève les odeurs indésirables de l'air, et sort ensuite de l'appareil de réfrigération. Avec des appareils de ce type, il est possible de maintenir des tem- pératures relativement basses à l'intérieur de la caisse, même lorsque la glace a été réduite à un voluaie très petit. la fig. 2 représente en perspective un élément de réfrigé- ration , construit conforméent à l'invention et d'un type propre à être placé dans des appareils de réfrigération demes- tiques du type habituel.
Cet élément de réfrigération comprend une caisse rectangulaire 12, ouverte à ses parties supérieure et inférieure et comportant à l'intérieur plusieurs ailettes verticales 13. A l'extrémité inférieure de la paroi avant est disposé un tablier 14, dirigé vers le bas, qui, sur son bord inférieur, est recourbé vers le haut, de façon à former une gouttière destinée à recevoir l'eau de fusion de la glace qui dégoutte. Un tuyau de décharge 15 s'étend vers le bas à partir de cette gouttière. L'élément de réfrigération comprend éga- une tablette lèsent/inclinée 16, qui est destinée à supporter l'agent ré- frigérant et qui maintient un contact continu entre celui-ci et la paroi verticale intérieure 17 de l'élément.
De préféren- ce, cette paroi 17 de l'élément et les ailettes 13 sont faites en cuivre, alumionium ou autre métal possédant un coefficient de conductibilité relativement élevé.
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Comme représenté sur la fig.3, cet élément peut être fixé dans un angle supérieur de la caisse 18 de l'appareil de .réfrigération; il est à remarquer que la paroi avant 19 de l'élément se termine à. sa partie supérieure en un point situé en dessous de l'extrémité supérieure des ailettes 13, tandis que sa paroi arrière 17 s'étend jusqu'à la partie supérieure des ailettes 13 qui, dans l'exemple considéré, viennent buter contre la paroi supérieure de la caisse. De cette manière; il se produit une circulation des courants d'air de convection vers le bas à travers l'élément de réfrigération, entre les ai- lettes 13 et sur la face de la paroi conductrice arrière 17.
L'eau de fusion de la glace nasse à travers des ouvertures mé- nagées dans la partie d'extrémité intérieure ou inférieure de la tablette 16 et tombe dans la gouttière du tablier 14, de sorte que les courants d'air, après leur passage sur les sur- faces du conducteur, passent à travers l'eau de fusion dégout- tant de la glace, qui agit de façon à enlever de l'air les odeurs dues à. l'appareil de réfrigération.
Pour empêcher une humidité excessive due à. la condensation et empêcher éventuel- lament que cette humidité dégoutte de la tablette 16 sur les @l@ments conservés dans l'appareil de réfrigération, cette ta- blette 16 est de préférer,ce munie, sur sa face inférieure, d'u- ne couche d'une matière tbermiquement isolante appropriée 21.
Il est à remarquer que chacun des dispositifs décrits ci- dessus satisfait aux conditions essentielles de l'invention.
Dans chaque cas, il est prévu un conducteur pour transmettre la chaleur par conduction à partir de l'espace à réfrigérer à l'agent réfrigérant. Ce conducteur est d'une forme telle (il est muni d'ailettes dans l'exemple considéré) qu'il pré- sente à réfrigérer une surface relativement étendue, et ses dimensions en section transversale sont tout à fait propres transmettre la chaleur, recueillie sur ces surfaces étendues,
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dans la quantité nécessaire, à la ou aux surfaces de la glace avec lesquelles le conducteur est en contact direct. Comme, dans le cas de l'emploi de glace d'eau., ce contact direct, par conduction entre le conducteur et la glace est essentiel, il est prévu des tablettes inclinées de support de glace pour maintenir l'agent réfrigérant en contact constant avec le con- ducteur.
Avec cette disposition, la chaleur peut être transmise à l'agent réfrigérant à une vitesse assurant le maintien d'une température de réfrigération effective déterminée convenable dans l'espace réfrigéré, même lorsque la glace a été réduite à un volume extrêmement petit. Par conséquent, avec ce dispo- sitif, il est possible de maintenir des températures appro- priées de réfrigération avec une surveillance relativement peu fréquente, l'agent réfrigérant étant encore suffisant même aprôs que son volume a été notablement réduit par rapport à celui assurant la capacité maximum de l'appareil de réfrigé- ration.
Les fige. 6 à 9, inclusivement, représentent l'application de l'invention à un appareil de réfrigération du type dans lequel la glace est disposée au-dessus. Dans ce cas, la caisse 25 comporte intérieurement , à sa partie supérieure, une ta- blette 26 de support de l'agent réfrigérant, qui est inclinée à partir des eûtes opposés de la caisse vers la partie oentra- le, de sorte qu'un agent réfrigérant solide placé sur cette tablette a tendance à être ramené par la gravité vers la partie centrale de la tablette. De cette partie centrale surbaissée, un tuyau de décharge 27 s'étend,vars le bas jusqu'à l'extérieur de la caisse.
Plusieurs ailettes 28 font saillie vers le bas sur la face inférieure de la tablette et sur ses bords exté- rieurs et s'étendent, en une série continue, complètement autour des quatre eûtes de la tablette, comme représenté sur la fig.8;
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en dessous de ces ailettes est- disposée une plaque continue 29, formant chicane. Il se produit, à l'intérieur de la caisse, une circulation de l'air nar convection, comme indiqué par les flèches; l'air passe entre les ailettes et vient en contact avec la surface de la tablette thermiquement conductrice 26.
La fig. 7 représente la même construction modifiée de façon à pouvoir être utilisée avec l'acide carbonique solide ("glace" d'acide carbonique). Dans cette forme de Réalisation, une résistance à la conduction thermique, consistant en des feuilles 31, de la nature d'un isolant thermique, est interpo- sée entre la "glaoe" et la tablette conductrice 26. L'acide carbonique solide est également complètement entouré par un isolant thermique 32. L'agent réfrigérant est en relation de conduction thermique avec le conducteur 26 par l'intermédiaire de la résistance 31, qui présente une valeur déterminée d'a- vance et est choisie pour maintenir une température effective de réfrigération déterminée d'avance. Les gaz résultant de la sublimation peuvent s'échapper par le tuyau 27.
Il est à re- marquer qu'une relation de conduction est maintenue entre l'agoni réfrigérant et le conducteur 26 à la fois en ce qui concerne l'emploi de glace d'eau et d'un agent réfrigérant sec.
La fig. 9 représente le même appareil utilisé avec des récipients 33, renfermant de la saumure ou eau salée con- gelée. Ces récipients, avec la saumure à l'état solide, sont supportés sur la tablette 26, et une résistance appropriée à la conduction thermique 31 est intercalée entre le conducteur 26 et ces récipients 33; ces dernier sont également entourés d'un isolant thermique appropriée 32. Dans ce cas, le tuyau de décharge partant de la tablette 26 est supprimé.
La fig, 10 représente un genre de conducteur à ailettes, d'un emploi approprié dans la réalisation en pratique de l'in- vention, et constitué par une plaque conductrice épaisse en
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cuivre 35, coudée à angle droit, à laquelle sont soudées ou brasées de minces ailettes en cuivre 36, sur les parois ver- ticale et horizontale. A la jonction de ces deux parois, un tuyau de décharge 37 est prévu pour l'évacuation de l'eau de fusion de la glace.
Ce type d'élément de réfrigération convient pour l'emploi dans des appareils de réfrigération avec de la glace d'eau, lorsqu'il est désirable de maintenir deux tempé- ratures différentes: une température relativement basse dans un petit compartiment, situé directement en dessous de la ta- blette ou cuvette à glace , ou la chaleur est absorbée par des ailettes horizontales, et une température plus élevée dans un compartiment relativement grand, dans lequel les courants de convection passent sur les ailettes verticales. la paroi in- férieure de l'élément est, lors du montage, inclinée légère- ment vers la paroi verticale, de sorte que la glace tend à rester en place dans l'angle, avec des faces adjacentes en contact avec les parois verticale et inférieure,respective- ment.
La fig, 11 représente un type de conducteur, de grande valeur pour son emploi avec de la "glace" d'acide carbonique , Cet élément comprend une pièce coulée, de forme angulaire 38, en aluminium , avec des ailettes en cuivre 39, la paroi de support de la "glace" est légèrement inclinée vers sa jonction avec la paroi verticale, et dans l'angle sont prévus des tuyaux de décharge 41 pour l'évacuation des gaz résultant de la su- blimation. Le principal échange de chaleur a lieu dans ce cas à travers les minces ailettes en cuivre, de haut en bas le long de la face verticale de la pièce coulée 38, jusqu'à la paroi inférieure ou paroi de support de la "glace".
Entre la "glace" d'aoide carbonique et cette paroi inférieure est in- tercalée une résistance 42 convenablement choisie à la conduc-
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/ tion thermique , et la "glace" est également entourée par un isolant approprié, 43.
Les figs. 12 à 16 représentent divers types de conducteur. ailettes, qui ont été reconnus comme convenant pour la ré- alisation en pratique de l'invention. Le conducteur du genre représenté sur la fig. 12 peut être utilisé avantageusement pour des appareils de réfrigération domestiques; ce conducteur est constitué par un certain nombre de feuilles en cuivre 45, pliées et réunies entre elles par soudure en 46, de façon à présenter une surface conductrice en forme de plaque, sensible- ment plane, destinée à venir en contact avec l'agent réfrigé- rant solide, et une surface d'ailettes, d'une étendue consi- dérable,destinée à venir en contact avec les courants de oon- vection.
La fig. 13 représente une construction semblable, dans laquelle les extrémités extérieures des parties saillantes des ailettes sont repliées vers l'intérieur l'une vers l'autre, de façon à donner une surface de contact de même étendue dans un espace plus restreint.
La fig. 14 représente un type de Conducteur plus efficace dans lequel de minces ailettes en cuivre 48 sont soudées ou braées à une plaque conductrice épaisse en cuivre 49.
La fig. 15 représente un genre de conducteur encore plus efficace, mais plus coûteux, consistant en une plaque massive en aluminium 51, avec de minces ailettes en cuivre 52, fixées à la plaque d'aluminium en coulant cette dernière sur les ai- lettes.
La fig. 16 représente un conducteur à ailettes complète- ment en aluminium, obtenu en une seule coulée.
La fig. 17 représente l'application de l'invention à un appareil de réfrigération pour l'eau, employant de l'acide car- bonique solide comme agent réfrigérant. Dans ce cas, le conduc- teur, qui constitue une partie essentielle de l'appareil, con-
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siste en un récipient en uluminium en en cuivre à paroi épaisse 55, qui est enosstré dans un isolant thermique épais, 56. Une chambre 5. est ménagée dans l'isolant thelmique 56 pour l'eau ou autre liquide à réfrigérer. Cette chambre, comme représenté sur la fig. 18, s'étend complètement autour des cotés du ré- cipient 55, mais est située à une distance suffisante de ce conducteur pour maintenir une température désirée du liquide pour une température quelconque déterminée d'avance du conclue- teur.
Cette température est à son tour réglée par l'épaisseur de la résistance à la conduction thermique 58, interposée entre l'acide carbonique solide et la paroi inférieure du conducteur 55. Avec une disposition de genre, il a été constaté qu'il est possible de maintenir pratiqueront toute température désirée i du liquide dans le réci p1 ent 57, par une simple variation dans l'épaisseur de la résistance 58, quo modifie la relation de conduction thermique entre le conducteur 55 et l'agent réfri- gérant.
Il est à remarquer que dans ce cas, le conducteur, tout en possédant la surface étendue nécessaire, ne comporte pas d'ailettes, et qu'en outre les surfaces du conducteur ne sont pas en contact direct avec le liquide à refroidir, mais sont en relation de conduction avec celui-ci par l'intermédiaire de l'isolant thermique, séparant les parois du récipient à li- quide 57 d'avec ce conducteur b5.
La fig. 19 représente un appareil de réfrigération d'eau présentant une construction semblable, avec l'addition d'une chambre de conservation 60, placée sous la face inférieure du conducteur; il est possible de maintenir cette chambre pratique- ment à toute température nécessaire, en faisant varier l'épais- seur de l'isolant thermique 70, qui constitue la résistance à la conduction thermique entre la chambre d.e conservation 60 et la face inférieure du conducteur 55.
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Un conducteur d'un gehreplus ou moins semblable est re- présenté sur les figs.20 et 21, qui représentent une armoire frigorifique propre à être utilisée avec de l'acide carbonique solide pour la conservation de crème glacée, de produits ali- mentaires congelés ou analogues. Dans ce cas, le conducteur consiste en une pièce coulée massive en aluminium 62, qui com- prend. une base 63 et quatre récipients verticaux de forme cylin- drique, 64. Les parois de ces récipients 64 constituent, la sur- face étendue nécessaire.
L'agent réfrigérant est supporté sur la base 63. entre ces récipients 64, comme représenté sur la fig.Bl.A cet effet l'agent réfrigérant peut Être placé à l'intérieur d'un récipient vertical métallique ou autre, 61, ouvert à sa partie inférieure, de façon à permettre à la"glace" d'acide carbonique de venir en relation de conduetion avec la base 63 du conducteur, dont elle peut être séparée par une pièce 65, op: osant une résistance appropriée à la conduction thermique et choisie de façon à assurer une température désirée à l'intérieur des récipients 64 dans lesquels la matière à réfrigérer est conservée.
La pièce conductrice toute entière est entourés d'une caisse en matière isolante appropriée 66,et des plaques-couvercles les amovibles 67 permettent d'avoir accès à l'intérieur des récipients 64.
Les figs. 22 et 23 représentent un appareil d.e réfrj.gé- ration d'un type Semblable , qui comprend en outre des hambres de conservation, constituées par des récipients 67, encastrés dans la caisse isolante 66, à une distance convenable des parois des récipients 64 ; ces chambres de conservation 67 sont ainsi maintenues facilement à une température ne produisant pasla congélation et conviennent pour maintenir de l'eau ou d'autres substances ou matières à une température relativement basse,
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mais ne produisant pas la congélation.
Les fige. 24 et 25 représentent un genre avantageux d'ap- pareil de réfrigération 3'eau propre à être utilisé avec de la glace d'eau. L'appareil de réfrigération comprend rn baen cuivre 71, dont un cOté constitue une butée pour l'agent ré- frigérant, qui est maintenu en contact avec ce côté par gravi- té par l'intermédiaire d'un support incliné 72. De cette paroi de butée de l'agent réfrigérant, des ailettes 73 font saillie à l'intérieur du bac qui, comme représenté, comporte un tuyau d'entrée 74, débouchant de préférence directement au-dessus de ces ailettes.
Les flèches indiquent la direcitonddes courants de convection, engendrés à l'intérieur du bac, qui entraînent le liquide contenu dans celui-ci le long des surfaces de la paroi conductrice à ailettes. Cet sppareil convient très bien pour la réfrigération de liquides; la température du liquide est abaissée très rapidement; et, en étendant vers l'arrière la caisse isolante 75, on peut lui donner une capacité nécessaire quelconque pour que l'agent réfrigérant solide assure la réfri- gération pendant des périodes de temps très étendues, on com- prendra qu'au fur et à mesure que la glace fond elle est ramenée continuellement par gravité vers et contre la plaque conductri- ce du bac71.
Les figs. 26 et 27 représentent un autre genre d'appareil de réfrigération pour des liquides, dans lequel un petit bac en cuivre 76 est placé à l'extrémité inférieure d'une caisse en matière thermiquement isolante 77; l'extrémité supérieure du bac 76 est de forme conique et comporte intérieurement des ai- lettes 78; cette paroi supérieure conique constitue le conduc- teur, qui est une partie essentielle de l'appareil suivant l'invention. De l'eau est introduite dans le bac 76 par le sommet de la partie supérieure conique; de la glase concassée ou autre agent réfrigérant entoure le tube d.e remplissage 79
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et est maintenue par gravité en contact avec la surface de la partie supérieure conique du bac.
L'eau de fusion de la glace est évacuée de la partie inférieure de la caisse 77; un tuyau de décharge 81 permet d'évacuer le liquide contenu dans le bac.
Les figs. 28 et 29 représentent une armoire frigorifique d'un genre convenant pour des magasins ou boutiques et dans des conditions semblables. Dans ce cas, de compartiment ou chambre de conservation est entouré sur trois eûtes et à sa partie inférieure par le conducteur 85, et la chaleur est absorbée au fur et à mesure qu'elle traverse les parois du compartiment de conservation et qu'elle sort du contenu, et elle est amenée à la partie inférieure du conducteur, et de là à l'agent réfri- gérant représenté sous forme de blocs d'acide carbonique soli- de, qui est séparé du conducteur par la résistance à la conduc- tion thermique 86, généralement utilisée avec cet agent réfrigé- rant.
Il est à remarquer que la chambre, refermant l'agent réfrigérant, est séparée des chambres ou compartiments de conser- vation 87,87 par l'isolant thermique 88 et, en faisant varier l'épaisseur ou la nature de cet isolant thermique, on peut-u- tiliser ce genre ci'appareil deréfrigération pour une grande variété de températures s'étendant vers le bas notablement en dessous de zéro. les figs. 20 et 31 représentent une armoire, frigorifique à un seul compartiment pour la conservation de crème, glacée ou d'autres produits congelés, armoire dans laquelle le conducteur métallique, en cuivre ou aluminium, présente la forme d'un ré- cipient de section rectangulaire 91, entouré d'un isolant ther- mique approprié 92.
Dans ce cas, la "glace" d'acide carbonique ou autre agent réfrigérant est placé sur la base du conducteur, avec interposition de la résistance habituelle à la conduction
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thermique 93. Une petite tablette amovible 94 est placée par- dessus la "glace" pour supporter le rouleau à crème placée ou d'autres matières à conserver. Un orifice d'évacuation 95 permet l'échappement des gaz résultant dE la sublimation ou l'eau de fusion de la "glace".
La forme de réalisation représentée sur la fig. 32 montre une petite arcoire frigorifique, principlement destinée à être utilisée avec de la "glace" carbonique. Dans ce cas, le con- ducteur présente la forme d'un récipient 96, de section rec- tangulaire,qqi est ouvert sur un côté, et l'agent réfrigérant est placé sur la paroi supérieur du récipient conducteur, avec interposition de la .résistance babituelle à à la conduction thermique,97. On peut avoir accès à la chambre, renfermant l'agent réfrigérant, par un couvercle amovible 98, placé dans la caisse isolante 99, et on peut avoir accôs à la chambre de réfrigération par un couvercle amovible (non représenté), placé dans le Coté de cette caisse.
La fig . 33 représente encore un autre genre de petite armoire frigorifique, dans laquelle le conducteur 101 est constitué par un récipient amovible de conservation, ce conducteur étant de préférence en cuivre ou aluminium. On peut avoir accès dans la chambre de conservation à travers un couvercle amovible 102, placé à la partie supérieure de la caisse isolante 103, et cette partie supérieure 104 de la caisse est également articulée à charnière en lOb pour permettre de foire pivoter toute cette partie supérieure en vue de retirer le récipient conducteur 101.
l'agent réfrigérant est, dans ce cas,supporté sur une ta- blette 106, qui peut se déplacer à l'intérieur de la caisse et qui comporte des pieds 107, s'étendant à travers des ouvertu- res ménagées dans le fond de la caisse et reposant sur le plan- cher ou autre surface de support, Au fur et à mesure que la "glace" carbonique se sublime, la caisse entière descend autour de la tablette 106, de sorte que l'agent réfrigérant est main-
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tenü continuellement en /relation de conduction thermique avec la partie inférieure du conducteur 101. La résistance habituelle 108 à la conduction est interposée entre l'agent réfrigérant et la partie inférieure du Conducteur thermique.
Les figs. 34 et 35 représentent un grand appareil de ré- frigération du type à table ou buffet, destiné à être utilisé avec de la "glace" carbonique ou de la glace d'eau. et dans le- quel on peut obtenir, dans les trois compartiments distincts, trois températures différentes, lorsqu'on emploie de la "glace" carbonique, ou deux températures différentes lorsqu'on emploie de la glace d'eau.
Cet appareil de réfrigération comprend une caisse extérieure 111, isolée thermiquement, comportant à sa partie supérieure une chambre pour un agent réfrigérant, chambre dont les eûtes opposés et la partie inférieure sont constitués par un conducteur en forme de U ,112. les parois latérales de ce conducteur comportent des ailettes 113, faisant saillie vers l'extérieur et la paroi inférieure est légèrement relevée dans sa partie centrale, pour créer une tendance de l'agent réfrigérant solide à se déplacer par gravité vers les parois verticales munies d'ailettes. On peut avoir accès à cette chambre, renfermant l'agent réfrigérant, rar un couvercle amo- vible 114.
L'armoire frigorifique comprend trois chambres de réfrigération 115, 116 et 117, respectivement, la chambre 116 étant placée directement en doussous de la chambre renfermant l'agent réfrigérant. Dans les chambres 115 et 117 sont placées des cloisons 118, qui s'étendent verticalement et de préférence en contact avec les bords extérieurs des ailettes Ils , de façon produire une circulation par convection, dans laquelle l'air se déplace vers le bas entre les ailettes et contre les parois latérales du conducteur.
La chambre 116 est séparée des. autres chambres par des parois thermiquement isolantes 119; dans l'une
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ou l'autre ou dans les eaux champres 115, 117, est disposé un registre 120, qui peut Être actionné à la main ou automatique- ment par un dispositif tbermostatique de commande approprié, pour régler le mouvement des courants de convection, vers le bas le long des parois et des ailettes au conducteur. Lorsqu'on emploie de la "glace" carbonique, l'agent réfrigérant est en- touré, dans la chambre qui le renferme, sur les qua tre côtés et à sa partie supérieure, par un isolant thermique approprié 121, tandis que la "glace" est séparée de la partie inférieure du conducteur par une résistance appropriée à la conduction 122.
On règle la température dans la chambre 116, en faisant varier l'épaisseur et la nature de cette résistance à la conduction 122, tandis qu'on règle les températures dans les compartiments 115 et 117 non seulement par la résistance à la conduction 122, mais aussi par l'épaisseur et la nature de l'isolant thermique 121, et en outre par la manoeuvre du registre 120.
Les figs. 36 et 37 représentent ce même appareil de ré- frigération employé avec de la glace d'eau ; il est à remarquer que dans ce cas, l'isolant thermique 121 et la résistance à la conduction 122 sont supprimés, la glace d'eau étant maintenue en contact avec les parois latérales du conducteur par sute de l'inclinaison de la paroi inférieure, d'une manière précé- demment mentionnée.
La fig. 38 représente un appareil de réfrigération porta- tif pour bateaux, qui peut être utilisé avec de la glace d'eau ou avec de l'acide carbonique solide et dans lequel il peut maintenu des températures différentes dans les chambres de réfrigération. La construction est essentiellement la même que celle représentée sur les figs.34 et 35, l'une des chambres de réfrigération étant munie d'un registre 125 , placé dans le Conduit principal de passage des courants de convection
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et au moyen duquel on peut convenablement régler l'écoulement de l'air le long du conducteur.
Les figs 39 et 40 représentent une petite caisse fri- gorifi.que pour bateaux, dans laquelle la conducteur 126, qui peut avantageusementêtre feit en cuivre ou en aluminium, con- stitue en fait un revêtement des quatre parois et du fond d.e l'enveloppe 127 de la caisse. Ce genre d'appareil de réfrigé- ration est partiouliètement propre à être utilisé avec de la "glace" carbonique, et il comporte l'isolant thermique protec- tour 128 et la résistance à la conduction, 129.
Les figs. 41 et 42 représentent un type semblable d'ap- pareil de réfrigération, destiné principalement à être utili- sé avec de la'glace d'eau , dans lequel un dispositif à double couvercle permet d'avoir accès séparément au compartiment à glace 131 et à la chambre de réfrigération 132.
Dans la forme d.e réalisation des figs. 43, 44 et 45, la référence 140 désigne une chambre de réfrigération, comportant des portes (''accès 141 dans sa paroi supérieure 142. Les pa,rois de la chambre sont naturellement isolées thermiquement, de toute manière habituelle ou préférée, et ,dans la paroi supérieure 142 est ménagée une ouverture 143. A travers cette ouverture s'étend, dans la chambre de réfrigération, une caisse thermiquement isolée 144, sensiblement étanohe au gaz et dont la partie supérieure ouverte est fermée par une porte d'accès 145. Sur la paroi inférieure 144a de cette caisse est appliquée une plaque conductrice 146, qui peut avantageusement être faite en cuivre, aluminium ou tout autre métal possédant un coeffi- cient convenablement élevé de conductibilité thermique.
Les bords de cette plaque s'étendent à, travers les parois de la caisse et comportent des ailettes verticales 146, montant le long des parois latérales de la caisse et de préférence d'une
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seule pièce avec la plaque 146. Ces ailettes, comme représenté sur les figs. 52,53 et 54, peuvent tre planes, comme représen- té sur la fig.52 , ou ondulées transversalement ou longitudi- nalement. comme indiqué en 147a et 147b respect cernent , sur les figs. 52 et 53, cette dernière construction assurant un accrois- sement de surface pour le contact avec les courants de convec- tion.
En regard des borde extérieure des ailettes sont disposées des parois isolantes 148 qui, en combinaison avec la caisse 144, forment des conduits 149 à travers lenaquels peuvent passer les courante de convection. Les extrémités-inférieures de ces con- duits sont fermées par des registres 150 actionnés par un ther- mostat 151. Dans l'exemple considéré , les registres 150 sont représentés comme étant articulés sur la paroi inférieure de la caisse 144, en 152, et comme étant reliés à l'élément mo- bile 153 du thermostat par un système de leviers, désigné de façon générale par 154.
De l'intérieur de la caisse 144, un tube d'aération 155 passe à travers la paroi de la chambre de réfrigération 140, comme représenté en 156 (fig.55). Ce tube d'aération est fait en métal d'une conductibilité thermique élevée, de préférence en cuivre, et comprend un enroulement 155a placé dans la cham- bre de réfrigération 140 de façon à venir en contact avec les courants de convection dans la obambre, de préférence près de la partie supérieure de la chambre et aux endroits ou des poches d'air chaud sont susceptibles de se produire.
L'orifice de sor- tie du tube d'aération 155 est situé en dessous de l'orifice dentrée, de façon à produire un écoulement facile de l'anhy- dride carbonique gazeux par un effet de siphon, et ce tube est de préférence muni d'un robinet régulateur 157, qui peut avan- être logé dans un évidement tageusement/158 ménagé dans la paroi de la caisse.
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L'intérieur de la caisse est de préférence divisé en plusieurs sections par des cloisons verticales 159, en une ma- tière thermiquement isolante. Ces cloisons sont, dans l'exem- ple considéré, représentées comme étant au nombre de deux, de sorte qu'il est formé trois compartiments à "glace". les fonds de ces compartiments à "glace" sont constitués par la plâque 146; sur cette plaque, dans la partie inférieure de chaque compartiment à "glace", un isolant thermique 160 peut être disposé entre la "glace" et la plaque 146, l'épaisseur de cet isolant thermique variant suivant les conditions dans lesquel- les l'appareil de réfrigération doit être employé .
L'isolant thermique 160 est amovible et a une épaisseur variable; il est des évident que si deux/compartiments comportent, à leur partie si inférieure, un isolant thermique 160 d'une épaisseur conaé- rable, tandis que le troisième compartiment ne comporte pas d'isolant thermique, comme représenté sur les figs.
46,et 45, ou un isolant thermique relativement mince, comme représenté sur la fig.49,la "glace" de ce dernier compartiment se su- blimera plus rapidement que celle dans les autres compartiments, de telle sorte que la "glace" de ce compartiment sert à pro- duire le refroidissement initial, tandis que la "glace" des autres compartiments agit comme provision de réserve, c'est-à- dire que la provision de "glace" mentionnée en premier lieu sert à abaisser rapidement la température de la chambre de ré- frigération, lorsqu'on fait tout d'abord fonctionner l'appa- reil ou lorsqu'un abaissement rapide de la température dans celui-ci est nécessaire, après une ouverture des portes d'ac- cès 141.
Si, par exemple, on place dans l'appareil de réfrigération, , leur température normale, des marchandises qui doivent être
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rapidement refroidies, on peut enlever complètement l'isolant thermique 160 d'un de ces compartiments, de sorte que la "glace" dans Ce compartiment agira très rapidement de fa@on à abaisser la température de la chambre et à refroidir les marchandises jusqu'au point désiré.
La température désirée ayant été attein- te, on tient en réserve la. "glace" dans les autres compartiments pour maintenir cette température, ce qui accroît ainsi notable- ment la période pendant laquelle la réfrigération est possible et rend ainsi l'appareil particulièrement propre à être utilisé pour le transport de marchandises périssables, dans le cas ou il est difficile de remplacer la provision de " glace". lorsqu'on pla ce des produits, préalablement refroidis, dans la chambre de réfrigération, tous les compartiments de la cais-, se 144 peuvent comporter un isolant thermique à leur partie inférieure, ce qui donne lieu à une période maximum de réfrigé- ration pour une provision donnée de "glace".
En faisant va- rier le degré auquel les fonds des compartiments de la caisse 144 sont isolés thermiquement de la plaque conductrice 146, on peut obtenir un réglage limité de la vitesse de fusion de la "glace" et assurer ainsi un réglage limité de la température de la chambre de conservation de son contenu.
Une cuvette 161 est de préférence disposée en dessous de la caisse 144 pour recevoir l'eau résultant de la décongéla- tion des ailettes 147, et les compartiments de conservation des marchandises de la chambre de réfrigération sont de préférence séparés des compartiments de la caisse par des écrans en ma- tière ajourée 162. la quantité principale de la chaleur utilisée pour fon- dre ou pour sublimer la "glace" ost transmise par convection à partir de la chambre de conservation et de son contenu aux ailettes verticales 147,.de celles-ci par conduction à la pla- que 146, de celle-ci par .conduction, soit directement, soit par l'intermédiaire de l'isolant thermique 160, à la "glace".
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Une quantité plus petite de chaleur est transmise par conduo- tion par l'intermédiaire des isolants thermiques de la caisse à "glace" et des parois 148, et par des courants internes de convection à l'intérieur de la caisse à "glace" et dans les conduits 149 autour des ailettes 147. On peut régler la tempéra- ture de la chambre de conservation et de son contenu, en partie, par des variations fixes déterminées des dimensions et de la nature de la plaque conductrice 146 et des ailettes 147, et des couches d'isolant thermique 144,144a, 148,150 et des parois et portes thermiquement isolantes de la chambre;
toutefois des changements importants dans la température du contenu de la chambre de conservation pendant l'abaissement de la température jusque un niveau désiré, ainsi que des variations climatiques et artificielles dans la température à l'extérieur de la chambre de conservation, peuvent exiger un dispositif régulateur sup- plémentaire pour obtenir une température constante à l'intérieur de la chambre. Ce résultat est atteint par le réglage par un thermostat ou à la main des courants de convection à travers les conduits 149 et par la transmission d'une quantité plus ou moins grande de chaleur aux ailettes 147 et à la plaque conduc- trice 146.
Par ces divers moyens, on peut obtenir une variation de la vitesse de sublimation ou de fusion de la "glace" d'acide carbonique s'élevant jusqu'à, 1000%, ce qu'on peut considérer comme suffisant pour atteindre les buts que se propose l'inven- tion. la construction suivant les figs. 46 et 47 est sensible- ment identique à celle des figs.
43, 44 et 45, à l'exception que la porte 141a donnant accès à la chambre 140 est montée dans la paroi latérale de celle-ci et que la communication entre les con- duits 149 et la chambre de conservation, aux extrémités supé- rieures de ces conduits, au lieu de se faire seulement par d.es
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ouvertures 163, ménagées dans les parois isolantes, comprend un ou plusieurs tuyaux 164, dont ].'extrémité intérieure débou- che à travers la paroi du conduit 149 et dont l'extrémité extérieure est disposée près de la paroi de la chambre 140 ou aux endroits ou il peut se former des poches d'air chaud.
Il est également prévu une légère variante du réglage de la cir- culation dans les conduits 149, en ce que les registres 150a au lieu d'être supportés par la caisse 144, comme dans les figs.43,44 et 45, sont supportés directement par 1'élément mobile 153 du thermostat, auquel ils sont fixés. Le thermostat est en outre protégé par des cloisons 165, qui empêchent l'air réfrigéré, descendant des conduits 149 dans lesquels passent les courants de convection, de venir directement en contact avec le thermostat 151 et de provoquer ainsi prématurément une fermeture des registres 150a.
La forme de réalisation représentée sur les figs. 48 et 49 est identique à la construction suivant les figs. 46 et 47, sauf que des ailettes conductrices sont disposées tout autour des parois de la caisse, et que l'entrée des conduits 149, dans lesquels circulent les courants de convection, se fait facile- ment par des tuyaux 164a dont les extrémités d'entrée sont dis- posées au voisinage des parois verticales de la chambre de ré- frigération 140.
Des éléments du genre représenté sont particulièrement propres à être utilisés avec des wagons frigorifiques, comme représenté schématiquement sur les figs. 50 et 51. Comme re- présenté sur celles-ci, plusieurs éléments seront disposés sur les parois latérales du wagon et immédiatement en dessous du plafond de celui-ci. Chacun des tuyaux 164 est prolongé vers la partie centrale du wagon, de sorte que l'entrée d'air dans ces tuyaux aura lieu par la partie la plus élevée, et par con-
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séquent la partie la plus'chaude de celui-ci.
Les figs. 56, 57 et 58 représentent un appareil de ré- frigération particulièrement propre à des usages domestiques et comportant un dispositif pour produire des blocs de glace d'eau. et pour la conservation de produits congelés. La plaque conduc- trice 146, qui forme le faux fond. de la caisse 144 (voir fig.58), au lieu d'être en contact direct avec le fond en matière ther- miquement isolante 144a de cette caisse, est située à une cer- taine distance au-dessus de celui-ci; le compartiment 166, ainsi formé en dessous de cette plaque 146, est, relié par conduction au compartiment à "glace" par cette plaque 146.
On peut avoir accès à ce compartiment 166 par une porte 167, montée dans la paroi de la chambre 140; ce compartiment est destiné à recevoir des bacs de congélation 168 pour la formation de blocs de glace, ou à être utilisé pour la congélation d'articles ou pour la conservation de produits congelés. La paroi de la caisse est de préférence décalée vers l'intérieur, comme représenté en 169 (fig.57), au-dessus de l'ouverture de la porte, de sorte que le corps de la caisse peut être situé , par rapport à la paroi avant 170 de la chambre, à une distance'suffisante pour permettre de placer des ailettes 147 entre la caisse et les parois de la chambre.
Dans l'exemple représenté, ou l'appareil est destiné à des usages domestiques, et ou on peut facilement s'approvi- sionner de "glace", il n'est pas nécessaire de prévoir une construction permettant plus d'une colonne de blocs de "glace", et la provision de "glace" tout entière peut reposer à son ex- trémité inférieure directement sur la plaque 146, ou sur une couche d'un isolant thermique 160, comme décrit plus haut. Le compartiment 166 à blocs de glace ou pour la conservation de produits congelés peut toutefois avantageusement être combiné avec des constructions comportant plusieurs colonnes de blocs de "glace", comme représenté sur la fig.61.
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Dans les figs. 59 et ou, la construction des fige. 56 à 58 est modifiée pour permettre son adaptation à un appareil de réfrigération de section circulaire, comportant des pla teaux rotatifs 171, dont le mouvement de rotation amènera les articles conservés en alignement avec une porte 172, qui est disposée en alignement avec la porte donnant accès à la chambre de congé- lation 166.
Il est à remarquer que. dans chacune des constructions re- présentées, l'échange principal de chaleur, ayant lieu entre la chambre de réfrigération et la "glace" dans la caisse 144, est obtenu par conduction, le conducteur étant soumis à l'action de oourants de convection passant à travers les conduits 149 formés par les parois 148 et la caisse 144. Le réglage thermos- tatique de la circulation dans ces conduits abaisse notablement la vitesse à laquelle l'agent réfrigérant fond ou se sublime et permet à l'appareil de réfrigération de fonctionner pendant une période de temps considérable avec une même provision de l'agent réfrigérant.
Comme tous les gaz résultant de la fusion ou de la sublimation de l'agent réfrigérant sont entraînés à l'extérieur de la chambre de réfrigération, ils ne peuvent pas venir en contact avec les produits alimentaires ou autres conservés dans celle-ci, de façon à les détériorer en quelque manière que ce soit. En réglant et en maintenant automatiquement la tempéra- soit au-dessous ture dans la chambre de conservation 140, soit au-dessus de 0 C., il est possible de réfrigérer une grande quantité de pro- duits, en particulier les produits périssables qui peuvent être détériorés par congélation; les applications de ce procédé de réfrigération sont par suite nombreuses.
A cause de la nature autonome de l'appareil et de sa facilité à être construit sous forme d'éléments de petites dimensions, il est particulièrement utile pour le transport.
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Les figs. 62 et 63 représentent une forme d.e réalisation appropriée d'armoire réfrigérée conformément à l'invention et propre la réfrigération rapide de lait ou d'autres boissons.
La caisse ou enveloppe thermiquement isolante 175 entoure une chambre 176, destinée à recevoir l'agent réfrigérant. Une paroi de cetteccbambre- 176 est constituée par un conducteur 177, com- portant sur sa face extérieure plusieurs séries verticales d'ailettes 178 disposée, obliquement. Des tablettes 179 sont placées à l'intérieur de la chambre 176 pour supporter l'agent réfrigérant, et ces tablettes sont inclinées vers le bas vers la paroi conductrice 177, de sorte qu'au fur et à mesure que la glace fond, elle sera ramenée par gravité vers la paroi conductrice 177 et restera continuellement en contact avec celle-ci , sur une étendue notable de la surface de l'agent réfrigérant. De la chambre 176, l'eau de fusion de la glace s'échappe dans l'atmosphère par un orifice 181.
Les ailettes 178 font saillie dans une chambre 182, dans la partie supé- rieure ouverte de laquelle est placé un récipient 183, compor- tant dans sa partie inférieure une ou des ouvertures de dé- charge 184, placées immédiatement au-dessus des parties supé- rieures de la série supérieure d'ailettes 178, De la partie inférieure de la chambre , un tuyau 185 s'étend vers l'exté- rieur jusqu'à un robinet 186, au moyen duquel on peut évacuer le contenu de la chambre 182. Du lait ou une autre boisson, versé dans le récipient 183, ruisselle par les ouvertures 184 sur les ailettes 178 et s'écoule vers le bas le long des sé- ries inférieures d'ailettes, en suivant un trajet sinueux, résultant de la disposition angulaire relative de ces séries d'ailettes.
La réfrigération de la boisson est immédiate et elle peut tre évacuée immédiatement pour le robinet 186, à l'état refroidi. La réfrigération peut également avoir lieu
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en remplissant la chambre 182 et en permettent au liquide de passer sur la surface du conducteur 177 et des ailettes 178, par convection.
Il est à remarquer que la caisse ou enveloppe 175 entoure également une chambre 187, dont la partie inférieu- re peut constituer un compartiment de conservation pour des récipients 188 pour la boisson particulière avec laquelle l'ap- pareil est utilisé. la fig. 64 représente un genre bien connu de magasin ou entrepôt, réfrigéré conformément à l'invention. l'arrière du magasin est disposée une chambre 191 pour l'agent réfrigérant, qui repose sur un plancher incliné 192, assurant un contact continu entre l'agent réfrigérant et une plaque conductrice 193.
Cette plaque conductrice comporte des ailettes 194, fai- sant saillie dans la chambre de conservation du magasin; une cloison 195 et un faux-fond 196, placés dans le magasin, for- ment un conduit pour le passage des courants d'air circulant par convectionà travers le magasin, comme indiqué par les flèches.
La fig. 65 représente un appareil de réfrigération, des- tiné à être utilisé dans des systèmes de réfrigération domes- tique ou pour la réfrigération de grands espaces renfermant des fruits ou autres produits périssables. Une caisse 197 sert à contenir l'agent réfrigérant, qui repose sur un plancher, constitué par une plaque conductrice 198, cette plaque étant munie d'ailettes 199 faisant saillie vers le bas dans un con- duit à air 201. Adune extrémité de ce conduit est placé un ventilateur 202, actionné par un moteur, qui refoule de l'air, à travers le conduit 201, le long des ailettes et de la sur- face de la plaque conductrice 198, l'air étant déchargé dans l'espace à réfrigérer. la fig.
66 représente un appareil suivant l'invention et
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propre à assurer une congélation rapide de viande, poisson et produits analogues. A l'intérieur d'une caisse ou enveloppe 203 est placée une plaque conductrice 204, qui peut coulisser verticalement dans cette caisse. Un tablier 205, en une matière thermiquement isolante, est dirigé vers le bas sur la plaque 204 et s'adapte plus ou moins étroitement autour d'un montant ou poussoir 206, qui est également de préférence en une matière thermiquement isolante.
Lorsqu'on agent réfrigérante est placé entre l'extrémité supérieure du poussoir 206 et la plaque 204 et à l'intérieur de la chambre entourée par le tablier 205,il est clair que la plaque 204 sera supportée par l'agent réfrigé- rant et, qu'au fur et à mesure que celui-ci fond ou se sublime, la plaque 204 se déplacera vers le bas, de sorte que la rela- tion de conduction entre la plaque et l'agent réfrigérant sera maintenue de façon permanente.
Lorsqu'on emploie un agent ré- frigérant tel que de l'acide carbonique solide, on peut régler facilement les températures en interposant, entre l'agent ré- frigérant et la plaque 204, une résistance à la conduction ther- mique 207. Une plaque supérieure 208, disposée au-dessus de la plaque 204, comporte à sa partie supérieure une chambre 209, thermiquement isolée, destinée à recevoir un agent réfrigérant, qui est maintenu en relation de conduction avec la plaque 208.
Cette plaque 208 repose sur la matière à congéler, qui, son tour, repose sur la plaque 204, de sorte que la matière à con- geler est emprissonnée entre les deux plaques réfrigérées, ce qui assure une congélation rapide. lorsqu'on emploie dans la chambre 209 un agent réfrigérant du type de l'acide carbonique solide, il est préférable d'interposer une résistance à la conduction thermique 211, entre la plaque 208 et le réfrigérant placé dans la chambre 209, comme représenté.
Les figs. 67 et 68 représentent un mode de réfrigération de grandes caisses pour véhicules ou analogues, conformément a, l'invention. Dans la caisse 213 sont ménagées des portes (non
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représentées) permettant d'avoir accès à l'intérieur. A la partie supérieure et sur l'un des côtés de la caisse est mé- nagée une chambre 214 destinée à recevoir l'agent réfrigérant; cette chambre comporte, dans l'exemple considéré, des parois latérales 215. en cuivre, aluminium ou autre matière appro- priée, possédant un coefficient élevé de conductibilité.
Ces parois conductrices 215 sont munies d'ailettes 816, qui font saillie à l'intérieur de la chambre de la caisse; cette cham- bre est également munie de plaques ou fausses parois, formant chicanes, 217, qui délimitent des conduits pour les courants de convection, comme indiqué par les floches; ces courants se dirigent vers le bas, en passant sur les ailettes 216 et sur les surfaces des parois conductrices 215, de sorte qu'il en résulte, une réfrigération complète et rapide de l'intérieur de la caisse. Il est à remarquer que les tablettes 218, qui sup- portent l'agent réfrigérant, soit inclinées vers les parois conductrices 215, de sorte que l'agent réfrigérant est maints- nu continuellement en contact ou en relation de conduction avec les plaques, de la manière précédemment mentionnée.
Une autre caractéristique de la construction représentée sur la fig. 68 consiste dans l'écran empêchant le rayonnement, ou faux-toit, 219, qui s'étend de préférence au-dessus de tout le toit de la caisse à une certaine distance de ce dernier; ce-{ écran est de préférence fait en un métal dur et brillant, tendant à dévier les rayons calorifiques du soleil et à em- pêcher un contact direct de ces rayons avec la paroi supé- rieure ou toit de la chambre réfrigérée.
Les figs. 69 et 70 représentent un système de réfrigéra- tion convenant pour des caisses de petites dimensions pour vé- hicules et analogues, et convenant pour la réfrigération avec un agent réfrigérant solide d'un type pratiquement quelconque.
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La caisse 221 comporte dans ce cas, à l'une de ses extrémités et dans sa partie supérieure, une chambre 222 destinée à re- cevoir l'agent réfrigérant, la paroi inférieure et la paroi avant de cette chambre étant constituées par une plaque conduc- trice angulaire appropriée 223, et la paroi avant est munie d'ailettes 224, qui ont saillie à l'intérieur de la chambre réfrigérée de la caisse.
L'espace, situé directement sous la plaque conductrice 223, est délimité par une cloison 225 et constitue un compartiment froid, dont la température peut tre maintenue à une valeur relativement bosse.Une fausse paroi ou cloison, forcent chicane 226, est disposée à l'in- térieur de la caisse et forme un conduit pour la circulation rlss courants, de convection, comme indiqué par les flèches, l'air s'écoulant vers le bas en passent sur la face verticale du conducteur 223 et entre les ailettes 224.
Il peut également être prévu dans ce cas, dans le conduit de passage d'air, un registre ou analogue (non représenté), permettant de régler la circulation d'airla main ou par un thermostatapproprié, ce qui assure un réglage supplémentaire de la température à l'in- térisur de la caisse. Lorsque, comme représenté, en emploie un agent réfrigérant tel que de l'acide carbonique solide, cet agent réfrigérant sera entouré d'un manchon 228. en une Minore thermiquement isolante, et sera séparé de la partie inférieure de la plaque conductrice 223 par une résistance appropriée à la conduction thermique 229.
On peut régler les températures de réfrigération en faisant varier l'épaisseur et la nature de la résistance à la conduction thermique 229 et du. manchon tbermi- quement isolant 228. Lorsqu'on emploie de la glace d'eau, le manchon 228 et la résistance 229 peuventêtre supprimés. Il est à remarquer que dans ce cas également, on peut employer, à la partie supérieure de la caisse, un écran approprié empêchant le rayonnement (non représenté).
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La fig. 71 représente un type bien connu de', wagon frigo- rifique de chemin de fer express, bien approprié à la réfrigéra- tion suivant l'invention. la caisse de wagon 232 comporte un toit en forme de dôme 233, et un ou plusieurs éléments de ré- frigération sont placés à l'intérieur de la caisse, sous le toit 233. Chacun de ces éléments de réfrigération comprsnd un réci- pient pour l'agent réfrigérant, récipient dont les parois laté- rales 234 et la paroi inférieure 235 sont faites en une matiè- re, telle que du cuivre ou de l'aluminium, possédant un coeffi- cient de conductibilité relativement élevé.
Ies parois latéra- les conductrices 234 du récipient sont munies d'ailettes 236, qui font saillie vers l'extérieur dans la chambre réfrigérée du wagon; extérieurement à ces ailettes sont disposées des cloisons, formant chicanes 237, qui guident les courants de convection, circulant vers le bas, le long de la surface des parois conductrices 234 et des ailettes 236. De fausses parois ou cloisons, formant chicane 238, servent également à diriger la circulation de l'air, qui a lieu sensiblement comme indiqué par les flèches. la paroi inférieure 235 de l'élément de réfri- gération peut être protégée sur sa face inférieure par un iso- lant thermique approprié 239, pour empêcher la condensation.
Lorsqu'on emploie de la glace d'eau, l'eau provenant de la fu- sion de l'agent réfrigérant peut passer par des ouvertures 240 dans des gouttières 241, ménagées à la partie inférieure des cloisons 237, et peut être conduite de ces gouttières vers 1 extérieur de la caisse. Dans ce cas également, un écran anti- rayonnerzent 2-2, est prévu au-dessus du toit du wagon.
La fig. 72 représente une autre disposition pour la réfri- gération de wagons de chemin de fer, disposition dans laquelle des éléments de réfrigération indépendants sont placés dans chacun des angles supérieurs, du wagon; ces éléments de réfrigé- ration 243 sont construits conformémment aux principes spécifiés plus haut, Les cloison habituelles sont prévues dans Ce cas pour
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diriger les courants Je c6nvection et pour les guider sur les surfaces conductrices des éléments de réfrigération.
La forme de réalisation de l'invention, telle que repré- sentée sur la fig. 73, convient plus particulièrement pour la réfrigération de sucre candi ou analogue, au cours du procédé de fabrication. Une caisse 245 délimite un comparti- ment 246, destiné à recevoir de la glace d'eau concassée ou un autre agent réfrigérant solide approprié, qui entoure un compartiment intérieur 247. les parois 248 de ce comparti- ment constituent le conducteur thermique utilisé conformé- ment à l'invention; ces parois conductrices sont munies d'ai- lettes 249, faisant saillie à l'intérieur du compartiment 247.
Les récipients 250, renfermant le candi ou autre matière, sont placés dans le compartimen 247 par des portes appropriées (non représentées), prévues à cet effet. L'eau de fusion de la glace passe dans dos gouttières 251, ménagées aux angles inférieurs de la caisse, et est entraînée au dehors par des tuyaux de décharge appropriés 252. lorsqu'on emploie un agent réfrigérant tel que de l'acide carbonique solide, dans un appareil de ce genre, il est préférable de séparer complè- tement le compartiment renfermant l'agent réfrigérant et le compartiment réfrigéré, et d'évacuer les gaz résultant de la sublimation par des orifices d'aération appropriés, tel que celui représenté en traits interrompus et désigné par 253.
Les figs. 74 et 75 représentent un élément de réfrigé- ration portatif, qui peut être appliqué a-ec succès à la ré- frigération d'une capacité fermée désirée quelconque. Oet élément le réfrigération comprend le conducteur thermique habituel 255, présentant la forme d'un récipient, dont trois parois latérales sont munies d'ailettes 256, faisant saillie vers l'extérieur; des cloisons, formant chicanes 257, sont également fixées sur les bords extérieurs de ces ailettes et
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s'étendent jusqu'au. voisinage de la partie supérieure de celles-ci.
L'agent réfrigérant peut être introduit par le côté ou par la partie supérieure du récipient conducteur, et est maintenu par gravité en relation de conduction avec la paroi inférieure de ce récipient. lorsqu'on emploie de l'acide carbonique solide, un manchon isolant 258 et une résistance appropriée à la conduction thermique 259 séparent l'agent réfrigérant des parois du récipient conducteur sur lesquelles il repose. Un conduit 260 permet l'échappement des gaz résul- tant de la sublimation.
Une application de cet élément de ré- frigération est représentée sur la fig.76, qui montre en cou- pe horizontale un wagon ou caisse à quatre Compartiments, cha- que compartiment étant muni d'un de ces éléments de réfrigé- ration, qui est de préfér,nce suspendu près de la partie supé- rieure et d'un côté du compartiment.
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"Refrigeration method and apparatus". the present invention relates to improvements to refrigeration proaédés and apparatus by the use of solid refrigerating agents, such as water ice (frozen H2O) and carbonic acid ice (frozen CO2 ).
The invention is hereinafter described and shown in the accompanying drawings, in which:
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Fig. 1 is a cross-sectional schematic view, showing an embodiment of the invention, in its application to. domestic refrigeration appliances and similar types of refrigeration.
Fig. 2 is a perspective view of a refrigeration element suitable for application to domestic refrigeration appliances and the like and constructed in accordance with the invention.
Fig. 3 is a schematic cross-sectional view showing the method of mounting the element shown in FIG. 2.
Fig. 4 is a view cut along line 4-4 of fig.l;
Fig. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3;
Fig. 6 is a schematic sectional view showing another embodiment of the invention;
Fig. 7 is a partial sectional view of the embodiment shown in FIG. 6, modified for use with carbonic acid bolide or coolant;
Fig.8 is a sectional view taken along line 8-8 of Fig.6;
Fig. 9 is a partial sectional view, similar to that of FIG. 7, but showing the apparatus used with a refrigerant oonsistant in brine or frozen salt water;
Fig. 10 is a sectional view showing yet another embodiment of the invention;
Fig. 11 is a sectional view showing the embodiment according to FIG. 10, modified for use with solid carbonic acid;
Figs. 12,13,14,15 and 16 are partial sectional views, showing different types of construction of fins, suitable for use in carrying out the invention;
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fig. 17 is a cross-sectional view / schematic showing yet another embodiment of the invention;
Fig. 18 is a section taken on line 18-18 of FIG. 17;
Fig. 19 is a schematic sectional view showing another embodiment of the invention;
Fig. 20 is a schematic sectional view showing the application of the principles of the invention to the construction of a container for a frozen product, such as ice cream; fig. 21 is a sectional view taken along line 21-21 of FIG. 20;
Fig 22 is a schematic sectional view showing a variant of the embodiment according to Fig.20;
Fig. 23 is a sectional view taken along line 23-23 of fig 22;
Fig. 24 is a schematic vertical sectional view, showing an apparatus for refrigerating a liquid, con-
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struit oonformésient to the inventilbn;
Fig. 25 is a sectional view taken along line 25-25 of fig 24;
Fig. 26 is a schematic vertical sectional view showing another type of liquid refrigeration apparatus constructed in accordance with the invention;
Fig. 27 is a sectional view taken along line 27-27 of FIG. 26;
Fig. 28 shows a type of refrigeration cabinet according to the invention, in vertical section;
Fig. 29 is a horizontal sectional view taken along line 29-29 of FIG. 28;
Fig. 30 is a vertical sectional view showing another type of single-chamber refrigeration apparatus constructed in accordance with the invention;
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fig. 31 is a horizontal sectional view taken along line 31-31 of FIG. 30;
Freezes them. 32 and 33 are vertical sectional views showing the application of the invention to relatively small refrigeration appliances;
Figs. 34 and 35 are, respectively, a vertical sectional view and a horizontal sectional view taken along line 35-35 of Fig. 34, showing a table-type or buffet-type refrigeration apparatus constructed in accordance with the invention and ready for use with solid carbon dioxide or other solid refrigerant of relatively low melting point;
fig. 36 is a partial vertical sectional view, showing the same refrigeration apparatus used with frozen water or ice or a similar refrigerant, having a relatively high melting point;
Fig. 37 is a horizontal sectional view taken on line 37-37 of FIG. 36;
Fig. 38 is a schematic vertical sectional view showing a suitable type of refrigeration apparatus for ships constructed in accordance with the invention;
Fig. 39 is a vertical sectional view through one type of small dimension boat refrigeration apparatus constructed in accordance with the invention; fig. 40 is a horizontal sectional view taken along line 40-40 of FIG. 39;
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Figs. 41 and 42 are, reepectiver-ent, a simple vertical sectional view and a horizontal sectional view taken along line 42-42 of Fig. 41, showing a similar type of refrigeration appliance intended primarily for use with water ice;
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Fig. 43 is a plan view of another type of refrigeration apparatus according to the invention;
Fig. 44 is a vertical sectional view along the. line 44-44 of fig. 43;
Fig.45 is a vertical sectional view taken along line 45-45 of Fig.44;
Fig. 46 is a vertical sectional view of a modified embodiment of this refrigeration apparatus;
Fig. 47 is a vertical sectional view taken along line 47-47 of FIG. 46;
Fig. 48 is a horizontal sectional view taken on line 48-48 of Fig. 49, of another modified embodiment of the invention;
Fig. 49 is a vertical sectional view taken on line 49-49 of FIG. 48;
Fig. 50 is a more or less schematic view, in vertical section, through a refrigerated wagon, provided with refrigeration elements constructed in accordance with the invention;
Fig. 51 is a horizontal sectional view thereof;
Fig. 52 is a partial plan view from below of a conductive plate for use in the apparatus;
Fig. 53 is a partial view of a slightly modified embodiment of a conductive plate, in which the fins are transversely corrugated to increase their conduction area;
Fig. 54 is a partial side elevational view of the fin plate, with vertical corrugations in the fins, for the same purpose;
Fig. 55 is a detailed sectional view, showing the ventilation of the cooler or refrigerated cabinet;
Fig. 56 is a front elevational view of a domestic refrigeration appliance, constructed in accordance with the invention.
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tion and suitable for the manufacture of water ice blocks and for the preservation of frozen products;
Fig. 57 is a horizontal sectional view taken along line 57-57 of FIG. 58;
Fig. 58 is a vertical sectional view taken on line 58-58 of FIG. 57;
Fig. 59 is a horizontal sectional view taken along line 59-59 of Fig. 60, showing a modification of a construction as shown in Figs. 56 to 58, to obtain a refrigeration appliance of circular section, comprising rotating plates;
Fig. 60 is a vertical sectional view taken along line 60-60 of FIG. 59;
Fig. 61 is a partial view in vertical section, showing a variant of the invention and combining a construction similar to that shown in figs. 43 to 49 with a construction as shown in figs. 56 to 59;
Fig. 62 is a more or less schematic view in vertical section, showing a type of apparatus / refrigeration according to the invention, particularly suitable for cooling milk and other drinks;
Fig. 63 is a sectional view taken on line 63-63 of FIG. 62;
Fig. 64 is a more or less schematic vertical sectional view, showing a type of store or refrigerated warehouse in accordance with the invention;
Fig. 65 is a schematic vertical sectional view showing a forced ventilation refrigeration apparatus constructed in accordance with the invention;
Fig. 66 is a schematic view in vertical section, showing an apparatus for the rapid freezing of meat, fish and other food products according to the invention;
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Fig. 67 is a horizontal sectional view, and FIG. 68 a vertical sectional view along the line 68-68 of FIG. 67, showing more or less schematically an application of the invention to the refrigeration of large bodies of vehicles;
Fig. 69 is a horizontal sectional view, and FIG. 70 is a vertical sectional view, taken along line 70-70 of FIG. 69, showing the invention in its application to the refrigeration of relatively small bodies of vehicles;
Fig. 71 is a schematic vertical sectional view of a well-known type of express railroad car, showing the mode of refrigeration according to the invention;
Fig. 72 is a schematic vertical sectional view of a railway car, showing another mode of refrigeration according to the invention;
Fig. 73 schematically shows one kind of refrigeration apparatus, suitable for the refrigeration of special food items, such as candy sugar or the like, constructed in accordance with the invention;
Fig. 74 is a vertical sectional view of a refrigeration element, constructed in accordance with the invention / of a type applicable to refrigeration of any closed capacity;
Fig. 75 is a horizontal sectional view taken along line 75-75 of FIG. 74;
and fig. 76 is a schematic view in horizontal section, showing the use of an element of the type shown in the immediately preceding stations for the refrigeration of the various compartments of a wagon or railroad car.
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Water ice or frozen ean is used more extensively than any other type of refrigerant. One of the main drawbacks of previous methods of using this refrigerant or, in effect, any solid refrigerant, is that, although any given mass of the refrigerant, if small itself, has a fixed refrigeration value, the smaller the mass becomes, the slower also becomes its cooling action.
This is due to the fact that the heat is usually either entirely, or almost entirely, brought to the ice by convection by air or by a liquid, and the amount of heat absorbed by the refrigerant, all other things being equal, directly depends on the extent of the effective contact surface between the refrigerant and the circulating fluid. Obviously, as the ice melts, the surface area becomes smaller, and the cooling action becomes slower. In the construction of refrigeration apparatus, this fact has heretofore not been taken into account, and no effort has been made to compensate for the rapid decrease in efficiency in refrigeration as it arises. as the volume and surface area of the coolant decrease.
As a result, a large amount of ice is constantly used with much inferior results.
One reason why the mechanical household refrigeration apparatus has progressed so rapidly is that the ordinary water-ice refrigeration apparatus cannot maintain satisfactory refrigeration unless it is continuously monitored and practically maintained. filled with ice at all times.
For the same reason, an important and ever-growing field of refrigeration of food products in mechanical transport has hitherto excluded
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the use of water ice, and other solid cooling agents. In practice, the only means which has been tried to improve the efficiency of water ice. As a cooling agent, it has been the use of salt which constitutes a means of limited application which apparently cannot be greatly extended.
It has been found by the Applicant that many of the major obstacles to the efficient use of water ice and other solid refrigerants can be overcome by recovering heat from space or material. cooling, by relatively large surfaces of a metallic heat conductor, such as copper, aluminum, or iron, and by transmitting heat, through a notable cross section of the metallic conductor, directly to the surface of the mass of ice with which the metallic conductor is in immediate contact or in a suitable heat conduction relationship.
It has been found by the applicant that by this process it is possible to melt ice at a practically constant rate, thereby obtaining a constant effective refrigeration temperature, which is practically independent of the volume of the refrigerant, and that even with extremely small masses of the latter.
It has also been found by the Applicant that the melt of the solid coolant can be produced at a surprising rate when large amounts of heat are passed over the large metal surfaces. With a sufficient cross section of the metallic conductor, a contact surface with the coolant, amounting to only 190em2, will suffice to melt a sufficient quantity of ice for main-.
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keep a good household refrigeration appliance below 10 c., even on the top shelf, in the hottest weather after the doors have been opened for three minutes, this refrigeration appliance will return to its initial low temperature in twenty to thirty minutes.
It is essential in the practical realization of the invention that the solid refrigerant be maintained in heat conduction relationship with a good heat conductive metal having a surface of a suitable extent in the refrigerated space.
Although the invention is of great importance in its application with the use of water ice, it is also of great value in the use of all other solid refrigerants, such as solid carbonic acid. and frozen brine. The apparatus according to the invention should vary only slightly to meet the needs of the particular type of refrigerant and the type of refrigeration required.
If, for example, you want to obtain refrigeration temperatures in the region of 2 to 7 C., and if you must use water ice because of its low price and the ease of use providing a relatively large conductor or a relatively large fin area will be necessary because of the small temperature difference between sea ice and the required temperature;
while the same temperatures can be obtained by the use of solid carbon dioxide with a considerably less surface area, due to the fact that with solid carbonic acid the conductor can be cooled to almost any extent. required temperature up to for example 45 C., and therefore a relatively large temperature difference can be maintained between
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the driver and the refrigerated space.
It is obvious that if one needs temperatures near or above the melting point of water ice, then any other refrigerant can be used which has a sufficiently low melting or sublimation point for the conductor to can be brought to a temperature providing the temperature difference necessary to maintain the desired refrigeration.
Brine or frozen iced water can be used, especially when in liquid-tight metal containers in the form of small pieces. easy to handle. the heat transmitted from the conductor to the frozen brine through the metal container is however not as constant and cannot be regulated as easily as in the direct contact of water ice with the conductor, or in the case of the contact of carbonic acid ice with the conductor via a resistance to heat conduction, of a known value, as will be explained in more detail below.
However, since frozen brine can be given a melting point of almost 0 c. and a point considerably above 18 C., and since brine has now become in common use and is relatively inexpensive. it is clear that it will have limited use as a solid refrigerant agent in the refrigeration process according to the invention. The frozen brine can of course also be used directly, in the same way as water ice or carbonic acid "ice", allowing the molten brine to drain away.
When using solid cooling agents, such as carbonic acid "ice", with a temperature considerably below the melting point of water ice,
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the use of resistances to thermal conduction known and determined in advance, interposed between the conductor and the refrigerant, constitutes an important part of the process according to the invention, since it allows extensive adjustment of the action of the refrigerant and a quick and convenient means of varying the temperature of the surface of the conductor, and hence the effective temperature of refrigeration.
It will be understood that, in order to obtain the maximum control of refrigeration, with this type of refrigerant, it is desirable to limit as much as possible the transmission of heat from the mass or refrigerated space as it passes through the conductor. This can be achieved by providing suitable thermal insulation, preventing heat transmission by radiation or in any manner other than conduction through the conductor selected. By thus establishing a primary and substantially single path of heat transmission, and using, in combination therewith, suitable resistances to conduction, substantially perfect control of the refrigeration can be achieved.
This mode of control also provides a simple means of obtaining an apparatus suitable for use with refrigerants, such as water ice and carbon dioxide "ice", which have very high melting points. different. A single refrigeration unit can therefore be constructed, which can use as the refrigerant carbon dioxide "ice", or frozen water ice or brine, or indeed any solid refrigerant. , and which can maintain virtually any temperature necessary for constant outside temperature conditions within the limits of the particular refrigerant used, by simple manipulation of the resistance to thermal conduction interposed between the conductor and
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the refrigerant;
and, by providing, in the same apparatus, a device, actuated by hand or thermostatically, to regulate the convection currents from the conductive surfaces or fins, the necessary temperature can be maintained, independent of normal variations in temperature. - exterior ture.
With reference to the drawings, which show various particular applications of the invention to different types and kinds of refrigeration, and with particular reference to Figs. 1 and 4, reference numeral 1 denotes the outer casing or case of a domestic refrigeration appliance, of a well-known type; this refrigeration appliance comprises a central vertical partition 2, forming a baffle, and a compartment 3 in one of the upper corners, to receive the refrigerant.
In accordance with the prior practice, refrigeration is obtained, in this type of refrigeration apparatus, by the convective action of air currents, circulating as indicated by the arrows, downward on and around the ice. in compartment 3, downwards through an opening 4 made in the base of this compartment, and passing under the baffle-partition 2 and going upwards into the main refrigeration chamber 5.
According to the present invention, there are provided, inside the chamber 3, shelves 6, intended to support the cooling agent; these shelves are inclined inwardly towards a conductor 7, provided with several fins 8, as shown more clearly in fig.4. the inclination of the shelves 6 ensures that the face of the blocks of ice 9, supported on the shelves 6, is held in close contact with the conductor 7;
the latter is, as shown, placed relative to the baffle wall 2 so as to provide, between the fins 8 arranged vertically, the conductor 7, and the baffle partition 2, conduits
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vertical passageways through which the convection currents flow towards the b. s on the extended surface of the driver. As the ice melts, it slides and is applied by gravity against the conductor 7, thus maintaining continuous contact between one face of the blocks of ice and the conductor.
The ice melt water flows through the usual discharge pipe 11, and the air, after having circulated over the conductor and its fins, comes into contact with this ice melt water, which removes the particles. unwanted odors from the air, and then exits the refrigeration unit. With apparatus of this type, it is possible to maintain relatively low temperatures inside the crate, even when the ice has been reduced to a very small volume. fig. 2 shows in perspective a refrigeration element, constructed in accordance with the invention and of a type suitable for being placed in demetic refrigeration appliances of the usual type.
This refrigeration element comprises a rectangular box 12, open at its upper and lower parts and having inside several vertical fins 13. At the lower end of the front wall is arranged an apron 14, directed downwards, which, on its lower edge, is curved upwards, so as to form a gutter intended to receive the melt water of the dripping ice. A discharge pipe 15 extends downward from this gutter. The refrigeration element also comprises an inclined / slanted shelf 16, which is intended to support the refrigerant and which maintains continuous contact between it and the interior vertical wall 17 of the element.
Preferably, this wall 17 of the element and the fins 13 are made of copper, alumionium or other metal having a relatively high coefficient of conductivity.
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As shown in Fig.3, this element can be fixed in an upper corner of the body 18 of the refrigeration appliance; it should be noted that the front wall 19 of the element ends at. its upper part at a point located below the upper end of the fins 13, while its rear wall 17 extends to the upper part of the fins 13 which, in the example considered, abut against the upper wall of the cash register. In this way; convective air currents flow downward through the refrigeration element, between fins 13 and over the face of rear conductive wall 17.
The water of melting ice traps through openings in the inner or lower end part of the shelf 16 and falls into the gutter of the apron 14, so that the air currents, after their passage on the conductor surfaces pass through the ice-dripping melt water, which acts to remove odors from the air. the refrigeration unit.
To prevent excessive humidity due to. condensation and possibly prevent this moisture from dripping from the shelf 16 onto the elements stored in the refrigeration appliance, this shelf 16 is to be preferred, provided, on its underside, with a a layer of a suitable thermally insulating material 21.
It should be noted that each of the devices described above satisfies the essential conditions of the invention.
In each case, a conductor is provided for transmitting heat by conduction from the space to be refrigerated to the refrigerant. This conductor is of such a shape (it is provided with fins in the example considered) that it has a relatively large surface to be refrigerated, and its dimensions in cross section are quite suitable for transmitting the heat, collected on these large surfaces,
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in the necessary quantity, to the surface or surfaces of the ice with which the conductor is in direct contact. As, in the case of the use of water ice., This direct contact by conduction between the conductor and the ice is essential, inclined ice support shelves are provided to keep the refrigerant in constant contact. with the driver.
With this arrangement, heat can be transmitted to the refrigerant at a rate ensuring the maintenance of a suitable determined effective refrigeration temperature in the refrigerated space, even when the ice has been reduced to an extremely small volume. Therefore, with this device, it is possible to maintain suitable refrigeration temperatures with relatively infrequent monitoring, the refrigerant still being sufficient even after its volume has been significantly reduced from that providing the cooling. maximum capacity of the refrigerator.
Freezes them. 6 to 9, inclusive, show the application of the invention to a refrigeration appliance of the type in which ice is placed above. In this case, the case 25 has internally, at its upper part, a shelf 26 for supporting the coolant, which is inclined from the opposite sides of the case towards the central part, so that a solid refrigerant placed on this shelf tends to be returned by gravity towards the central part of the shelf. From this lowered central part, a discharge pipe 27 extends, downwards to the outside of the body.
Several fins 28 project downwardly from the underside of the shelf and from its outer edges and extend, in a continuous series, completely around the four ribs of the shelf, as shown in Fig.8;
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below these fins is disposed a continuous plate 29, forming a baffle. Air circulation nar convection occurs inside the body, as indicated by the arrows; air passes between the fins and comes into contact with the surface of the thermally conductive tablet 26.
Fig. 7 shows the same construction modified so that it can be used with solid carbonic acid (carbonic acid "ice"). In this embodiment, a thermal conduction resistance, consisting of sheets 31, in the nature of a thermal insulator, is interposed between the "glaoe" and the conductive tablet 26. Solid carbonic acid is also present. completely surrounded by a thermal insulator 32. The refrigerant is in thermal conduction relation with the conductor 26 by the intermediary of the resistor 31, which has a predetermined value and is chosen to maintain an effective temperature of refrigeration determined in advance. The gases resulting from the sublimation can escape through pipe 27.
It should be noted that a conduction relationship is maintained between the agonist coolant and conductor 26 with respect to both the use of ice water and a dry coolant.
Fig. 9 shows the same apparatus used with containers 33, containing brine or frozen salt water. These containers, with the brine in the solid state, are supported on the shelf 26, and a suitable resistance to thermal conduction 31 is interposed between the conductor 26 and these containers 33; the latter are also surrounded by a suitable thermal insulator 32. In this case, the discharge pipe from the shelf 26 is omitted.
Fig. 10 shows one kind of finned conductor, suitable for use in the practical realization of the invention, and constituted by a thick conductive plate of
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copper 35, bent at right angles, to which thin copper fins 36 are welded or brazed, on the vertical and horizontal walls. At the junction of these two walls, a discharge pipe 37 is provided for the discharge of the water of melting ice.
This type of refrigeration element is suitable for use in refrigeration apparatus with water ice, when it is desirable to maintain two different temperatures: a relatively low temperature in a small compartment, located directly in bottom of the ice shelf or bowl, where heat is absorbed by horizontal fins, and a higher temperature in a relatively large compartment, in which convection currents pass over the vertical fins. the lower wall of the element is, during assembly, inclined slightly towards the vertical wall, so that the glass tends to remain in place in the corner, with adjacent faces in contact with the vertical walls and lower, respectively.
Fig, 11 shows a type of conductor, of great value for its use with carbonic acid "ice". This element comprises a casting, of angular shape 38, in aluminum, with copper fins 39, the The supporting wall of the "glass" is slightly inclined towards its junction with the vertical wall, and in the corner are provided discharge pipes 41 for the discharge of gases resulting from the sublimation. The main heat exchange in this case takes place through the thin copper fins, up and down along the vertical face of the casting 38, to the bottom wall or support wall of the "ice".
Between the carbon dioxide "ice" and this bottom wall is interposed a resistor 42 suitably chosen to conduct.
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/ thermal tion, and the "glass" is also surrounded by a suitable insulation, 43.
Figs. 12 to 16 represent various types of conductor. fins, which have been recognized as suitable for the practical realization of the invention. The conductor of the kind shown in FIG. 12 can be used advantageously for domestic refrigeration appliances; this conductor consists of a certain number of copper sheets 45, folded and joined together by soldering at 46, so as to present a conductive surface in the form of a plate, substantially flat, intended to come into contact with the agent solid coolant, and a fin surface of considerable extent intended to come into contact with the convection currents.
Fig. 13 shows a similar construction, in which the outer ends of the protruding portions of the fins are folded inwardly towards each other, so as to provide a contact surface of the same extent in a smaller space.
Fig. 14 shows a more efficient type of conductor in which thin copper fins 48 are soldered or braided to a thick copper conductive plate 49.
Fig. 15 shows an even more efficient, but more expensive kind of conductor consisting of a solid aluminum plate 51, with thin copper fins 52, attached to the aluminum plate by casting the latter over the fins.
Fig. 16 shows a finned conductor made entirely of aluminum, obtained in a single casting.
Fig. 17 shows the application of the invention to a water refrigeration apparatus employing solid carbonic acid as the refrigerant. In this case, the conductor, which constitutes an essential part of the apparatus, con-
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There is a thick-walled copper uluminium container 55, which is encased in a thick heat insulator, 56. A chamber 5 is provided in the heat insulator 56 for water or other liquid to be refrigerated. This chamber, as shown in FIG. 18, extends completely around the sides of the container 55, but is located at a sufficient distance from this conductor to maintain a desired temperature of the liquid for any temperature determined in advance by the concluding party.
This temperature is in turn regulated by the thickness of the resistance to thermal conduction 58, interposed between the solid carbonic acid and the bottom wall of the conductor 55. With a kind arrangement, it has been found that it is possible Maintaining any desired temperature of the liquid in vessel 57 will be practiced by a simple variation in the thickness of resistor 58, which alters the thermal conduction relationship between conductor 55 and refrigerant.
It should be noted that in this case, the conductor, while having the necessary extended surface, does not have fins, and that in addition the conductor surfaces are not in direct contact with the liquid to be cooled, but are in conduction relation therewith through the heat insulator, separating the walls of the liquid container 57 from this conductor b5.
Fig. 19 shows a water refrigeration apparatus of similar construction, with the addition of a preservation chamber 60, placed under the underside of the conductor; it is possible to maintain this chamber at practically any temperature necessary, by varying the thickness of the thermal insulation 70, which constitutes the resistance to thermal conduction between the conservation chamber 60 and the underside of the conductor 55.
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A conductor of a gehreplus or less similar is shown in figs. 20 and 21, which show a refrigerated cabinet suitable for use with solid carbonic acid for the preservation of ice cream, frozen food products. or the like. In this case, the conductor consists of a solid aluminum casting 62, which includes. a base 63 and four vertically cylindrical shaped containers 64. The walls of these containers 64 provide the necessary extended surface.
The refrigerant is supported on the base 63. between these containers 64, as shown in fig.Bl. For this purpose the refrigerant can be placed inside a vertical metal container or the like, 61, open. at its lower part, so as to allow the "ice" of carbonic acid to come into conduction relation with the base 63 of the conductor, from which it can be separated by a part 65, op: daring an appropriate resistance to conduction thermal and chosen so as to ensure a desired temperature inside the containers 64 in which the material to be refrigerated is stored.
The entire conductive part is surrounded by a box made of suitable insulating material 66, and removable cover plates 67 allow access to the interior of the receptacles 64.
Figs. 22 and 23 show a refrigeration apparatus of a similar type, which further comprises storage chambers, constituted by containers 67, embedded in the insulating case 66, at a suitable distance from the walls of the containers 64; these storage chambers 67 are thus easily maintained at a temperature which does not produce freezing and are suitable for maintaining water or other substances or materials at a relatively low temperature,
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but not producing freezing.
Freezes them. 24 and 25 show an advantageous kind of water refrigeration apparatus suitable for use with water ice. The refrigeration apparatus comprises a copper plate 71, one side of which constitutes a stop for the refrigerant, which is held in contact with this side by gravity by means of an inclined support 72. Therefore stop wall of the coolant, fins 73 protrude inside the tank which, as shown, comprises an inlet pipe 74, preferably opening directly above these fins.
The arrows indicate the direction of the convection currents, generated inside the tank, which carry the liquid contained therein along the surfaces of the conductive finned wall. This device is very suitable for the refrigeration of liquids; the temperature of the liquid is lowered very quickly; and, by extending the insulating box 75 rearwardly, it can be given any capacity necessary for the solid refrigerant to provide refrigeration for very extended periods of time, it will be understood that as time goes on. As the ice melts it is continually drawn back by gravity towards and against the conductive plate of the bin71.
Figs. 26 and 27 show another type of refrigeration apparatus for liquids, in which a small copper pan 76 is placed at the lower end of a case of thermally insulating material 77; the upper end of the tank 76 is conical in shape and has fins 78 inside; this conical upper wall constitutes the conductor, which is an essential part of the apparatus according to the invention. Water is introduced into the tank 76 from the top of the conical upper part; crushed glaze or other coolant surrounds the filling tube 79
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and is held by gravity in contact with the surface of the conical upper part of the tank.
The water of melting of the ice is discharged from the lower part of the body 77; a discharge pipe 81 allows the liquid contained in the tank to be evacuated.
Figs. 28 and 29 show a refrigerated cabinet of a type suitable for stores or shops and under similar conditions. In this case, the storage compartment or chamber is surrounded on three shelves and at its lower part by the conductor 85, and the heat is absorbed as it passes through the walls of the storage compartment and as it leaves. of the contents, and it is brought to the lower part of the conductor, and from there to the cooling agent represented as blocks of solid carbonic acid, which is separated from the conductor by the resistance to conduc- tion thermal 86, generally used with this coolant.
It should be noted that the chamber, closing the refrigerant agent, is separated from the storage chambers or compartments 87,87 by the thermal insulator 88 and, by varying the thickness or the nature of this thermal insulator, we This type of refrigeration apparatus can be used for a wide variety of temperatures ranging downward notably to below zero. figs. 20 and 31 represent a cabinet, refrigerated with only one compartment for the conservation of cream, ice cream or other frozen products, cabinet in which the metallic conductor, in copper or aluminum, has the form of a receptacle of rectangular section 91, surrounded by a suitable thermal insulator 92.
In this case, the "ice" of carbonic acid or other refrigerant is placed on the base of the conductor, with the interposition of the usual resistance to conduction.
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thermal 93. A small removable shelf 94 is placed over the "ice" to support the placed cream roller or other materials to be preserved. An exhaust port 95 allows the escape of gases resulting from sublimation or water of fusion of the "ice".
The embodiment shown in FIG. 32 shows a small refrigerating arcoire, primarily intended for use with dry "ice". In this case, the conductor has the form of a container 96, of rectangular cross-section, which is open on one side, and the refrigerant is placed on the upper wall of the conductive container, with the interposition of the. usual resistance to thermal conduction, 97. We can have access to the chamber, containing the refrigerant, by a removable cover 98, placed in the insulating box 99, and we can have access to the refrigeration chamber by a removable cover (not shown), placed in the Side of this fund.
Fig. 33 shows yet another type of small refrigerated cabinet, in which the conductor 101 is constituted by a removable storage container, this conductor preferably being made of copper or aluminum. Access to the storage chamber can be made through a removable cover 102, placed at the top of the insulating box 103, and this upper part 104 of the box is also hinged at 10b to allow this entire part to pivot. top to remove the conductive container 101.
the coolant is, in this case, supported on a shelf 106, which can move inside the box and which has feet 107, extending through openings in the bottom of the box. crate and resting on the floor or other support surface. As the dry "ice" sublimates, the entire crate descends around shelf 106, so that the coolant is main-
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Continuously held in thermal conduction relationship with the lower portion of the conductor 101. The usual resistance 108 to conduction is interposed between the coolant and the lower portion of the thermal conductor.
Figs. 34 and 35 show a large tabletop or buffet type refrigerator for use with dry "ice" or water ice. and in which three different temperatures can be obtained in the three separate compartments, when dry "ice" is used, or two different temperatures when water ice is employed.
This refrigeration appliance comprises an outer case 111, thermally insulated, comprising at its upper part a chamber for a refrigerant, the chamber of which the opposite sides and the lower part are formed by a U-shaped conductor, 112. the side walls of this conductor have fins 113, protruding outwardly and the bottom wall is slightly raised in its central part, to create a tendency for the solid refrigerant to move by gravity towards the vertical walls provided with 'fins. One can have access to this chamber, containing the refrigerant, rar a removable cover 114.
The refrigeration cabinet comprises three refrigeration chambers 115, 116 and 117, respectively, the chamber 116 being placed directly below the chamber containing the refrigerant. In the chambers 115 and 117 are placed partitions 118, which extend vertically and preferably in contact with the outer edges of the fins They, so as to produce a circulation by convection, in which the air moves downward between them. fins and against the side walls of the conductor.
Room 116 is separate from. other chambers by thermally insulating walls 119; in one
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either or in the country waters 115, 117, is disposed a register 120, which can be actuated manually or automatically by a suitable tbermostatic control device, to regulate the movement of the convection currents, down along the walls and fins to the conductor. When using dry "ice", the refrigerant is surrounded, in the chamber which encloses it, on all four sides and at its top, by a suitable thermal insulator 121, while the "ice" "is separated from the bottom of the conductor by an appropriate resistance to conduction 122.
The temperature in chamber 116 is controlled, by varying the thickness and nature of this resistance to conduction 122, while the temperatures in compartments 115 and 117 are controlled not only by resistance to conduction 122, but also by the thickness and the nature of the thermal insulation 121, and moreover by the operation of the register 120.
Figs. 36 and 37 represent the same refrigeration apparatus employed with water ice; it should be noted that in this case, the thermal insulation 121 and the resistance to conduction 122 are eliminated, the water ice being kept in contact with the side walls of the conductor due to the inclination of the bottom wall, in a manner previously mentioned.
Fig. 38 shows a portable refrigeration apparatus for ships, which can be used with water ice or with solid carbonic acid and in which it can maintain different temperatures in the refrigeration chambers. The construction is essentially the same as that shown in figs. 34 and 35, one of the refrigeration chambers being provided with a register 125, placed in the main duct for passing convection currents.
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and by which the flow of air along the conductor can be suitably regulated.
Figures 39 and 40 show a small refrigerated box for boats, in which the conductor 126, which may advantageously be made of copper or aluminum, in fact constitutes a coating of the four walls and of the bottom of the casing. 127 of the cash register. This type of refrigeration appliance is partially suitable for use with dry "ice", and it features the thermal insulation tower 128 and the conduction resistance 129.
Figs. 41 and 42 show a similar type of refrigeration apparatus, intended primarily for use with water ice, in which a double cover device allows separate access to the ice compartment 131 and to the refrigeration chamber 132.
In the embodiment of Figs. 43, 44 and 45, the reference 140 designates a refrigeration chamber, comprising doors ('' access 141 in its upper wall 142. The walls of the chamber are naturally thermally insulated, in any usual or preferred manner, and, in the upper wall 142 is formed an opening 143. Through this opening extends, in the refrigeration chamber, a thermally insulated box 144, substantially gas-sealed and whose open upper part is closed by an access door 145 On the bottom wall 144a of this case is applied a conductive plate 146, which can advantageously be made of copper, aluminum or any other metal having a suitably high coefficient of thermal conductivity.
The edges of this plate extend through, through the walls of the box and have vertical fins 146, rising along the side walls of the box and preferably one.
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single piece with the plate 146. These fins, as shown in figs. 52, 53 and 54, can be flat, as shown in FIG. 52, or corrugated transversely or longitudinally. as indicated in 147a and 147b respect surround, in figs. 52 and 53, the latter construction ensuring an increased surface area for contact with the convection currents.
Opposite the outer edges of the fins are arranged insulating walls 148 which, in combination with the body 144, form conduits 149 through which the convection currents can pass. The lower ends of these conduits are closed by registers 150 actuated by a thermostat 151. In the example considered, the registers 150 are shown as being articulated on the lower wall of the body 144, at 152, and as being connected to the movable element 153 of the thermostat by a system of levers, generally designated 154.
From inside the crate 144, an aeration tube 155 passes through the wall of the refrigeration chamber 140, as shown at 156 (Fig. 55). This aeration tube is made of metal of high thermal conductivity, preferably copper, and comprises a coil 155a placed in the refrigeration chamber 140 so as to come into contact with the convection currents in the chamber, preferably near the top of the chamber and where hot air pockets are likely to occur.
The outlet of the aeration tube 155 is located below the inlet port, so as to produce easy flow of carbon dioxide gas by a siphon effect, and this tube is preferably provided with a regulating valve 157, which can be accommodated in a convenient / 158 recess in the wall of the body.
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The interior of the body is preferably divided into several sections by vertical partitions 159, of a thermally insulating material. These partitions are, in the example considered, shown as being two in number, so that three "ice" compartments are formed. the bottoms of these "ice" compartments are formed by the plate 146; on this plate, in the lower part of each "ice" compartment, a thermal insulator 160 may be placed between the "glass" and the plate 146, the thickness of this thermal insulator varying according to the conditions in which refrigeration appliance must be employed.
The thermal insulation 160 is removable and has a variable thickness; it is obvious that if two compartments comprise, at their lower part, a thermal insulator 160 of a suitable thickness, while the third compartment does not include any thermal insulator, as shown in FIGS.
46, and 45, or a relatively thin thermal insulator, as shown in Fig. 49, the "ice" in the latter compartment will loosen more quickly than that in the other compartments, so that the "ice" in this compartment serves to provide the initial cooling, while the "ice" in the other compartments acts as a reserve supply, ie the first-mentioned supply of "ice" serves to lower the temperature rapidly. of the refrigeration chamber, when the appliance is first operated or when a rapid lowering of the temperature in it is necessary, after opening the access doors 141.
If, for example, goods are placed in the refrigeration appliance, at their normal temperature, which must be
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rapidly cooled, the thermal insulation 160 can be completely removed from one of these compartments, so that the "ice" in this compartment will act very quickly to lower the temperature of the chamber and cool the goods to at the desired point.
The desired temperature having been reached, we keep it in reserve. "ice" in the other compartments to maintain this temperature, thereby significantly increasing the period during which refrigeration is possible and thus making the apparatus particularly suitable for use in the transport of perishable goods, in the event that it is it is difficult to replace the supply of "ice". when placing pre-cooled products in the refrigeration chamber, all compartments of the container, may have thermal insulation at their bottom, which gives rise to a maximum refrigeration period for a given supply of "ice".
By varying the degree to which the bottoms of the crate compartments 144 are thermally insulated from the conductor plate 146, a limited control of the rate of melting of the "ice" can be achieved and thus a limited control of the temperature can be achieved. of the storage chamber for its contents.
A trough 161 is preferably disposed below the crate 144 to receive the water resulting from the thawing of the fins 147, and the cargo storage compartments of the refrigeration chamber are preferably separated from the crate compartments by. openwork screens 162. the main quantity of heat used to melt or sublimate the "ice" is transmitted by convection from the holding chamber and its contents to the vertical fins 147,. here by conduction to the plate 146, from the latter by conduction, either directly or through the thermal insulator 160, to the "ice".
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A smaller amount of heat is transmitted by conduction through the thermal insulators of the "ice" box and walls 148, and by internal convection currents within the "ice" box and in the conduits 149 around the fins 147. The temperature of the preservation chamber and its contents can be regulated, in part, by determined fixed variations in the dimensions and nature of the conductive plate 146 and of the fins 147, and thermal insulating layers 144,144a, 148,150 and thermally insulating walls and doors of the chamber;
however significant changes in the temperature of the contents of the holding chamber as the temperature is lowered to a desired level, as well as climatic and man-made variations in the temperature outside the holding chamber, may require a device. additional regulator to obtain a constant temperature inside the chamber. This is achieved by thermostatically or manually controlling the convection currents through conduits 149 and transmitting more or less heat to fins 147 and conduit plate 146.
By these various means, one can achieve a variation in the rate of sublimation or melting of the carbonic acid "ice" of up to 1000%, which can be considered sufficient to achieve the purposes that proposes the invention. the construction according to figs. 46 and 47 is substantially identical to that of FIGS.
43, 44 and 45, except that the door 141a giving access to the chamber 140 is mounted in the side wall thereof and that the communication between the conduits 149 and the conservation chamber, at the upper ends. of these conduits, instead of being done only by d.es
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openings 163, formed in the insulating walls, comprises one or more pipes 164, the inner end of which opens out through the wall of the duct 149 and the outer end of which is disposed near the wall of the chamber 140 or at places where hot air pockets may form.
There is also provided a slight variation of the regulation of the circulation in the ducts 149, in that the registers 150a instead of being supported by the box 144, as in figs. 43,44 and 45, are directly supported. by the movable element 153 of the thermostat, to which they are attached. The thermostat is further protected by partitions 165, which prevent the refrigerated air, descending from the ducts 149 in which the convection currents pass, from coming into direct contact with the thermostat 151 and thus prematurely causing the registers 150a to close.
The embodiment shown in figs. 48 and 49 is identical to the construction according to figs. 46 and 47, except that conductive fins are arranged all around the walls of the body, and that the entry of the conduits 149, in which circulate the convection currents, is easily made by pipes 164a whose ends of inlet are arranged in the vicinity of the vertical walls of the refrigeration chamber 140.
Elements of the type shown are particularly suitable for use with refrigerated wagons, as shown schematically in FIGS. 50 and 51. As shown therein, several elements will be arranged on the side walls of the wagon and immediately below the ceiling thereof. Each of the pipes 164 is extended towards the central part of the wagon, so that the entry of air into these pipes will take place through the uppermost part, and by con-
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sequent the hottest part of it.
Figs. 56, 57 and 58 show a refrigeration apparatus particularly suitable for domestic use and comprising a device for producing blocks of water ice. and for the preservation of frozen products. The conductive plate 146, which forms the false bottom. of the box 144 (see fig. 58), instead of being in direct contact with the bottom of thermally insulating material 144a of this box, is situated at a certain distance above it; the compartment 166, thus formed below this plate 146, is connected by conduction to the "ice" compartment by this plate 146.
This compartment 166 can be accessed by a door 167, mounted in the wall of the chamber 140; this compartment is intended to receive freezing tanks 168 for the formation of blocks of ice, or to be used for the freezing of articles or for the conservation of frozen products. The wall of the box is preferably offset inwardly, as shown at 169 (fig. 57), above the door opening, so that the body of the box can be located, relative to the front wall 170 of the chamber, at a sufficient distance to allow the placement of fins 147 between the body and the walls of the chamber.
In the example shown, where the apparatus is intended for domestic use, and where "ice" can easily be obtained, it is not necessary to provide a construction allowing more than one column of blocks. of "ice", and the entire supply of "ice" may rest at its lower end directly on plate 146, or on a layer of thermal insulation 160, as described above. The compartment 166 for blocks of ice or for storing frozen products can however advantageously be combined with constructions comprising several columns of blocks of "ice", as shown in FIG. 61.
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In figs. 59 and or, the construction of the freezes. 56 to 58 is modified to allow its adaptation to a refrigeration apparatus of circular cross-section, comprising rotating plates 171, the rotational movement of which will bring the articles kept in alignment with a door 172, which is disposed in alignment with the door giving access to the freezing chamber 166.
It should be noted that. in each of the constructions shown, the main heat exchange, taking place between the refrigeration chamber and the "ice" in box 144, is obtained by conduction, the conductor being subjected to the action of passing convection currents. through the conduits 149 formed by the walls 148 and the case 144. The thermostatic control of the circulation in these conduits significantly lowers the rate at which the refrigerant melts or sublimes and allows the refrigeration apparatus to operate. for a considerable period of time with the same supply of refrigerant.
As all gases resulting from the melting or sublimation of the refrigerant are entrained outside the refrigeration chamber, they cannot come into contact with food or other products stored therein, so to deteriorate them in any way. By automatically regulating and maintaining the temperature either below the temperature in the storage chamber 140 or above 0 C., it is possible to refrigerate a large quantity of products, in particular perishable products which can be deteriorated by freezing; the applications of this refrigeration process are therefore numerous.
Because of the self-contained nature of the apparatus and its ease of being constructed as small-sized units, it is particularly useful for transportation.
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Figs. 62 and 63 show a suitable embodiment of a refrigerated cabinet according to the invention and suitable for the rapid refrigeration of milk or other beverages.
The thermally insulating case or envelope 175 surrounds a chamber 176, intended to receive the refrigerant. A wall of this chamber 176 is formed by a conductor 177, comprising on its outer face several vertical series of fins 178 disposed obliquely. Shelves 179 are placed inside the chamber 176 to support the coolant, and these shelves are slanted downward toward the conductive wall 177, so that as the ice melts it will be. returned by gravity towards the conductive wall 177 and will remain continuously in contact therewith, over a significant extent of the surface of the coolant. From chamber 176, the ice melt water escapes into the atmosphere through orifice 181.
The fins 178 protrude into a chamber 182, in the open upper part of which is placed a container 183, having in its lower part one or more discharge openings 184, placed immediately above the upper parts. - from the upper series of fins 178, From the lower part of the chamber, a pipe 185 extends outwards to a tap 186, by means of which the contents of the chamber 182 can be discharged Milk or other beverage, poured into container 183, trickles through openings 184 on fins 178 and flows downward along the lower sets of fins, following a meandering path, resulting in relative angular arrangement of these series of fins.
The refrigeration of the drink is immediate and it can be evacuated immediately for tap 186, in the cooled state. Refrigeration can also take place
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by filling chamber 182 and allowing liquid to pass over the surface of conductor 177 and fins 178 by convection.
Note that the case or envelope 175 also surrounds a chamber 187, the lower part of which may constitute a storage compartment for containers 188 for the particular beverage with which the apparatus is used. fig. 64 represents a well-known type of store or warehouse, refrigerated in accordance with the invention. the rear of the store is a chamber 191 for the refrigerant, which rests on an inclined floor 192, ensuring continuous contact between the refrigerant and a conductive plate 193.
This conductive plate has fins 194 protruding into the storage chamber of the magazine; a partition 195 and a false bottom 196, placed in the store, form a conduit for the passage of air currents circulating by convection through the store, as indicated by the arrows.
Fig. 65 represents a refrigeration apparatus, intended for use in domestic refrigeration systems or for the refrigeration of large spaces containing fruit or other perishable products. A case 197 serves to contain the refrigerant, which rests on a floor, consisting of a conductive plate 198, this plate being provided with fins 199 projecting downwardly into an air duct 201. At one end of this duct is placed a fan 202, driven by a motor, which forces air, through duct 201, along the fins and the surface of the conductive plate 198, the air being discharged into the space. to refrigerate. fig.
66 represents an apparatus according to the invention and
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suitable for ensuring rapid freezing of meat, fish and similar products. Inside a box or envelope 203 is placed a conductive plate 204, which can slide vertically in this box. An apron 205, of a thermally insulating material, faces downward on the plate 204 and fits more or less tightly around a post or pusher 206, which is also preferably of a thermally insulating material.
When the coolant is placed between the upper end of the pusher 206 and the plate 204 and inside the chamber surrounded by the apron 205, it is clear that the plate 204 will be supported by the coolant and , as this melts or sublimates, the plate 204 will move downward, so that the conduction relationship between the plate and the coolant will be permanently maintained.
When using a refrigerant such as solid carbonic acid, the temperatures can be easily controlled by interposing between the refrigerant and the plate 204 a heat conduction resistance 207. A heat conduction resistance 207 is interposed between the refrigerant and the plate 204. upper plate 208, disposed above plate 204, comprises at its upper part a thermally insulated chamber 209 intended to receive a refrigerant, which is maintained in conduction relation with plate 208.
This plate 208 rests on the material to be frozen, which in turn rests on the plate 204, so that the material to be frozen is trapped between the two refrigerated plates, which ensures rapid freezing. when a solid carbonic acid type refrigerant is employed in the chamber 209, it is preferable to interpose a thermal conduction resistance 211 between the plate 208 and the refrigerant placed in the chamber 209, as shown.
Figs. 67 and 68 show a mode of refrigeration of large bodies for vehicles or the like, in accordance with the invention. In case 213 are provided doors (not
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shown) allowing access to the interior. At the top and on one of the sides of the box is a chamber 214 intended to receive the refrigerant; this chamber comprises, in the example considered, side walls 215 made of copper, aluminum or other suitable material, having a high coefficient of conductivity.
These conductive walls 215 are provided with fins 816 which protrude inside the chamber of the body; this chamber is also provided with plates or false walls, forming baffles, 217, which delimit conduits for the convection currents, as indicated by the flaps; these currents are directed downwards, passing over the fins 216 and over the surfaces of the conductive walls 215, so that complete and rapid refrigeration of the interior of the body results. It should be noted that the shelves 218, which support the coolant, are inclined towards the conductive walls 215, so that the coolant is kept continuously in contact or in conduction relation with the plates, thus. the manner previously mentioned.
Another feature of the construction shown in fig. 68 consists of the radiation shield, or false roof, 219, which preferably extends over the entire roof of the body at a distance from the latter; this screen is preferably made of a hard, shiny metal, tending to deflect the heat rays of the sun and to prevent direct contact of these rays with the top wall or roof of the refrigerated chamber.
Figs. 69 and 70 show a refrigeration system suitable for small-sized vehicle crates and the like, and suitable for refrigeration with solid refrigerant of virtually any type.
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In this case, the box 221 comprises, at one of its ends and in its upper part, a chamber 222 intended to receive the coolant, the lower wall and the front wall of this chamber being formed by a duct plate. - suitable angular trice 223, and the front wall is provided with fins 224, which protrude inside the refrigerated chamber of the body.
The space, located directly under the conductive plate 223, is delimited by a partition 225 and constitutes a cold compartment, the temperature of which can be maintained at a relatively bump value. A false wall or partition, forcing baffle 226, is placed at the bottom. The interior of the body and forms a conduit for the circulation of currents, convection, as indicated by the arrows, the air flowing downwardly passing over the vertical face of the conductor 223 and between the fins 224.
In this case, there may also be provided in the air passage duct, a damper or the like (not shown), making it possible to regulate the air circulation by hand or by an appropriate thermostat, which ensures an additional temperature regulation. inside the cash register. When, as shown, a refrigerant such as solid carbonic acid is employed, this refrigerant will be surrounded by a sleeve 228. in a thermally insulating minor, and will be separated from the lower part of the conductive plate 223 by a appropriate resistance to thermal conduction 229.
Refrigeration temperatures can be controlled by varying the thickness and nature of heat conduction resistance 229 and. hermetically insulating sleeve 228. When ice water is employed, sleeve 228 and resistor 229 can be omitted. It should be noted that in this case also, it is possible to use, at the upper part of the body, a suitable screen preventing radiation (not shown).
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Fig. 71 shows a well known type of express railroad refrigerated car well suited for refrigeration according to the invention. the wagon body 232 has a dome-shaped roof 233, and one or more refrigeration elements are placed inside the body, under the roof 233. Each of these refrigeration elements comprises a container for the coolant, a vessel whose side walls 234 and bottom wall 235 are made of a material, such as copper or aluminum, having a relatively high coefficient of conductivity.
The conductive side walls 234 of the container are provided with fins 236, which protrude outward into the refrigerated chamber of the wagon; on the outside of these fins are arranged partitions, forming baffles 237, which guide the convection currents, flowing downwards, along the surface of the conductive walls 234 and of the fins 236. False walls or partitions, forming baffles 238, serve also to direct the air circulation, which takes place substantially as indicated by the arrows. the bottom wall 235 of the cooling element may be protected on its underside by a suitable thermal insulation 239, to prevent condensation.
When water ice is employed, the water from the melt of the coolant can pass through openings 240 in gutters 241, provided at the bottom of the partitions 237, and can be conducted from these gutters towards the outside of the body. Also in this case, an anti-radiation shield 2-2, is provided above the roof of the wagon.
Fig. 72 shows another arrangement for the refrigeration of railroad cars, in which arrangement independent refrigeration elements are placed in each of the upper corners of the car; these refrigeration elements 243 are constructed in accordance with the principles specified above. The usual partitions are provided in this case for
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directing the currents in the vicinity and to guide them on the conductive surfaces of the refrigeration elements.
The embodiment of the invention, as shown in FIG. 73, is more particularly suitable for the refrigeration of candy sugar or the like, during the manufacturing process. A box 245 delimits a compartment 246, intended to receive crushed water ice or another suitable solid refrigerant, which surrounds an interior compartment 247. the walls 248 of this compartment constitute the thermal conductor used in accordance with this. ment to the invention; these conductive walls are provided with fins 249, projecting inside the compartment 247.
The containers 250, containing the candy or other material, are placed in the compartment 247 by appropriate doors (not shown), provided for this purpose. The water from the ice melt passes through gutters 251 at the lower corners of the body and is carried out through suitable discharge pipes 252. when a refrigerant such as solid carbonic acid is employed. , in an apparatus of this kind, it is preferable to completely separate the compartment containing the refrigerating agent and the refrigerated compartment, and to evacuate the gases resulting from the sublimation through suitable ventilation openings, such as that shown. in dotted lines and designated by 253.
Figs. 74 and 75 show a portable refrigeration element, which can be applied successfully to refrigeration of any desired closed capacity. This refrigeration element comprises the usual thermal conductor 255, in the form of a container, three side walls of which are provided with fins 256, protruding outwards; partitions, forming baffles 257, are also fixed to the outer edges of these fins and
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extend to. vicinity of the upper part of these.
The refrigerant can be introduced from the side or from the top of the conductive container, and is held by gravity in conduction relation with the bottom wall of this container. when solid carbonic acid is employed, an insulating sleeve 258 and a suitable resistance to heat conduction 259 separate the refrigerant from the walls of the conductive container on which it rests. A duct 260 allows the escape of the gases resulting from the sublimation.
An application of this refrigeration element is shown in fig. 76, which shows in horizontal section a wagon or box with four compartments, each compartment being provided with one of these refrigeration elements, which is preferably suspended near the top and one side of the compartment.