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BACS A GLACE PERFECTIONNES POUR REFRIGERATEURS MENAGERS.
La présente invention concerne les réfrigérateurs ménagers et plus particulièrement les bacs à glace utilisés dans ces réfrigérateurs.
Il est de pratique courante de supporter à l'intérieur de l'éva- porateur ou du compartiment réfrigérant, plusieurs bacs à glace. En général, le support utilisé consiste en une étagère métallique ou en glissières métal- liques s'appuyant sur les parois latérales du compartiment, de manière à ob- tenir une excellente conductibilité thermique entre les parois des bacs à gla- ce et celles de l'évaporateur. Avec un tel dispositif, le transfert calorifi- que mis en jeu dans ce procédé de réfrigération, est presqu'entièrement accom- pli par conduction à travers les parois des bacs. La réfrigération de ces bacs se fait plus ou moins depuis le fond et les parois latérales vers le cen- tre et les parties supérieures.
Ce dispositif permet d'obtenir une prise en glace relativement rapide, mais il présente l'inconvénient que les blocs de glace adhèrent aux parois des bacs et qu'il est souvent difficile de les en décoller.
La présente invention a pour but un dispositif perfectionné de bac à glace remédiant à cet inconvénient. Elle consiste à supporter les bacs à glace dans le compartiment de réfrigération, d'une manière telle que la pri- se en glace ait lieu essentiellement depuis la surface de l'eau vers les par- ties inférieures des moules. Dans ce dispositif, le transfert de chaleur nécessaire pour transformer l'eau en glace, se fait presqu'entièrement par radiation, alors que, dans les méthodes habituelles, on agissait par conduc- tion. Comme conséquence directe de cette caractéristique, la prise se fait d'une manière telle qu'elle brise l'adhérence qui tend à se produire entre les blocs de glace et les parois du bac.
On sait que, lorsque l'eau se prend en glace, il se produit une augmentation importante de son volume et, dans la présente invention, on utilise cette augmentation de volume pour briser l'ad- hérence entre le bloc de glace et les parois du bac.
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L'invention prévoit donc un dispositif nouveau et perfectionné dans lequel les bacs à glace sont supportés de manière amovible dans un évapo- rateur de manière que la prise en glace se produise à partir de la surface su- périeure de l'eau, Vers le bas. Conformément à l'invention, également, si on ne désire pas réaliser la production maxima de glace, on peut retirer du com- partiment les bacs à glace inutiles et leurs supports.
Pour réaliser l'invention,les bacs à glace sont disposés immé- diatement en-dessous d'une paroi horizontale réfrigérée. Les bacs à glace sont supportés par cette paroi au moyen d'éléments amovibles en matière de fai- ble conductibilité thermique, pour diminuer le transfert de chaleur provenant des bacs eux-mêmes. Par conséquent, la chaleur est extraite de l'eau des bacs principalement à partir de leur surface supérieure, et l'eau gèle à partir de cette surface vers le bas.
L'invention sera d'ailleurs bien comprise en se référant à la description qui suit et au dessins qui l'accompagne à titre d'exemple non li- mitatif et dans lequel :
La figure 1 est une vue fragmentaire de la partie supérieure d'un réfrigérateur ménager, la porte étant partiellement arrachée pour montrer la disposition intérieure.
- La figure 2 est une coupe le long de la ligne 2-2 de la Figure 1.
- La figure 3 représente un type de bac à glace qui peut être uti- lisé avec l'invention.
- Les figures 4, 5 & 6 sont des coupes à travers l'un des moules du bac à glace, montrant les divers stades de la prise des blocs en glace.
En se reportant Figure 1, on voit la partie supérieure d'un ré- frigérateur ménager 1 muni d'une porte à charnières 2. L'intérieur du réfri- gérateur comporte un compartiment de réfrigération 3 défini par des cloisons internes 4. Ce compartiment possède une paroi supérieure 5 disposée sensi- blement dans un plan horizontal. La chaleur est extraite du compartiment 3 par des tubes réfrigérants 6 qui sont montés de manière à se trouver en con- tact thermique avec la surface supérieure de la paroi supérieure 5. Le tube 6 est alimenté en réfrigérant par un condenseur habituel.
La température de la paroi 5 et la température à l'intérieur du compartiment 3 sont maintenues à un point sensiblement inférieur au point de congélation de l'eau, pendant le fonctionnement normal du réfrigérateur. Sur la surface inférieure de la paroi supérieure 5, on dispose plusieurs glissiè- res 7 qui servent de guide à des supports 8 qui maintiennent les bacs à gla- ce 9 en position horizontale, en-dessous et à une petite distance de la paroi 5, comme on va l'expliquer.
La Figure 2 est une coupe suivant ligne 2-2 de la Figure 1, qui montre la façon dont les glissières 7 sont fixées à la paroi supérieure 5 du compartiment. Suivant un mède préféré de réalisation de l'invention, les glissières 7 sont fixées par des vis 10; évidemment, on pourrait utiliser tout autre mode de fixation, comme la soudure ou la brasure.
En se reportant à nouveau à la Figure 1, on voit que les glissiè- res 7 permettent de laisser passer les rebords supérieurs 11 des supports 8.
Ces rebords 11 sont donc prévus pour coulisser dans les glissières 7. La par- tie inférieure des supports 8 comporte des rebords latéraux 12, qui permettent de supporter les bords correspondants des bacs à glace. Ces derniers sont donc supportés horizontalement, à une courte distance en-dessous de la surface infé- rieure de la paroi supérieure 5. Comme celle-ci est réfrigérée, les tempéra- tures les plus basses dans le compartiment 3 se trouvent au voisinage de la surface inférieure de cette paroi 5. Autrement dit, les bacs à glace se trouvant dans la position représentée Figure 1, un gradient de température exis- te dans l'air entourant les bacs à glace, de telle sorte que la surface supé- rieure de l'eau des moules perd plus rapidement sa chaleur que l'eau qui se @ trouve au fond.
Cette perte de chaleur s'effectue principalement par radia- tion à partir de la surface supérieure de l'eau. On voit donc que la eongé-
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lation de l'eau dans le bac se fera de haut en bas, Toutefois, ceci n'est vrai que s'il n'y a pas de conduction thermique directe entre le bac à glace 9 et la paroi supérieure 5.
S'il existait une telle conduction9 il est évident que l'eau qui se trouve dans les parties inférieures du bac 9 perdrait rapidement sa cha- leur par conduction, et la congélation se ferait à partir des parois et du basdes bacs à glace, vers le centre et la surface supérieure de l'eau. Pour empêcher cela, les supports 8 sont faits en une matière de'faible conducti- bilité thermique. Pratiquement, on a trouvé que le styrène est particuliè- rement favorable, mais il est bien évident que l'on pourrait utiliser pour le support 8 d'autres matières plastiques , ou toutes autres matières à faible conductibilité thermique.
En se reportant Figure 3, on voit que le bac à glace utilisa- ble avec l'invention, comporte plusieurs moules individuels 13. Ceux-ci pré- sentent une forme hémisphérique mais, bien entendu, l'invention n'est pas li- mitée à cette configuration spéciale; c'est ainsi qu'on a pu utiliser des bacs avec des moules tronconiques. La partie supérieure du bac 9 comporte des rebords extérieurs destinés à reposer sur les rebords 12 des supports 8, lorsque le bac est en position de réfrigération, comme représenté Figure 1.
On a trouvé, en outre, que le bac 9 pouvait être construit en une matière plastique, mais l'invention n'est pas limitée à ce genre de matière, étant donné qu'un bac métallique en aluminium poli fonctionne aussi d'une manière sa- tisfaisante.
On a représenté Figures 4, 5 & 6 comment la congélation se pro- duit, conformément 1-'invention., dans un moule du bac 9. Ce moule a été rem- pli d'eau et a été mis en position sous la paroi supérieure 5 du compartiment de réfrigération, pendant une courte période de temps, comme représenté Figu- re 4. Pendant cette périodeles parties supérieures de l'eau dans le moule ont perdu leur chaleur par radiation avec la paroi 5,. et, comme cette perte de chaleur se fait beaucoup plus rapidement que toute autre, perte dans les parties inférieures de l'eau à travers le bac 9, il se produit à la surface de l'eau une couche de glace 15,beaucoup plus épaisse que la couche inférieu- re 16 dans le fond du moule.
Lorsque la congélation se poursuit, l'eau 17, emprisonnée dans la glaceaugmente de volume et, à la fin, la pression exer- cée par cette eau qui se congèle, provoque la rupture de la glace environnan- te. Comme la couche 16 est beaucoup plus mince que la couche supérieure 15, la rupture se produit naturellement quelque part dans la couche inférieure 16.
Cette rupture provoque une pression qui soulève le bloc de glace partiellement congelé et sépare ainsi ce bloc de-la paroi du moule correspondant. L'eau, qui a traversé la partie du bloc de glace où s'est produite le rupture, gèle à son tour et donne naissance à une sorte d'excroissance 18, au voisinage de la rupture. A ce stade, le bloc de glace est semblable à celui de la Figure 5. On y voit clairement que la rupture du bloc de glace et la congélation in- térieure de l'eau 17 ont donné naissance à une excroissance 18, qui fait monter le bloc de glace par rapport à la paroi adjacente du moule.
Lorsque la congélation se poursuit, l'eau 17 enfermée dans le bloc partiellement congelé de la Figure 5, continue à se congeler; elle augmente de volume et, lorsque la pression est devenue suffisamment grande, il se pro- duit une seconde rupture du bloc de glace. Normalement, cette seconde ruptu- re se fait dans la même région que la première, étant donné que la couche de glace a été affaiblie en ce point. Enfin, le bloc de glace se congèle en en- tier, Figure 3, ce bloc étant sensiblement sans adhérence à la paroi du mou- le, à cause de la force qui s'est développée précédemment vers le haut et qui l'a soulevé.
La congélation a été représentée ci-dessus avec seulement deux stades intermédiaires, mais on remarquera que, dans le fonctionnement réel, il peut se produire un nombe notable de rupture et de congélation successives, chacune faisant faire au bloc de glace un mouvement vers le haut. Le détache- ment des blocs de glace ne se fait pas instantanément, mais il se produit de manière intermittente, lorsque la pression est périodiquement relâchée, par
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suite de la rupture des parois de glace. Les blocs de glace sont'détaches et soulevés vers le haut, un certain nombre. de fois., pendant la durée de la congélation.
Quand le bloc est entièrement gelé, comme représenté Figure 6, on exerce à la main, si nécessaire., une certaine pression au voisinage de son bord externe, comme représenté par exemple en 19, de manière que la partie dia- métralement opposée 20 se soulève au-dessus de la surface supérieure du moule et qu'on puisse facilement retirer le bloc.
En résumée on voit que la présente invention réalise un disposi- tif de bac à glace dans lequel l'extraction des blocs est facilitée par la manière dont la congélation se produit. Ce résultat est obtenu au moyen de bacs à glace supportés horizontalement au-dessous d'une paroi réfrigérée et en les supportant au moyen de pièces en une matière à faible conductibilité thermique. Il n'y a donc aucune conduction directe de chaleur entre le bac lui-même et la paroi réfrigérée, et c'est pourquoi l'eau se congèle progres- sivement et principalement de haut en bas. On voit également que l'usager peut retirer tout ou partie des bacs à glace suivant ses besoins.
L'invention a été décrite à propos d'un réfrigérateur ayant un compartiment de réfrigération,, mais il reste bien entendu que l'invention pourrait aussi bien s'appliquer avec un réfrigérateur ne possédant pas de tel compartiment, comportant une surface réfrigérante voisine de l'horizontale.
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PERFECTIONED ICE CONTAINERS FOR HOUSEHOLD REFRIGERATORS.
The present invention relates to household refrigerators and more particularly to the ice cream containers used in these refrigerators.
It is common practice to support within the evaporator or refrigeration compartment several ice trays. In general, the support used consists of a metal shelf or metal slides resting on the side walls of the compartment, so as to obtain an excellent thermal conductivity between the walls of the ice-cream tubs and those of the ice-cream tub. 'evaporator. With such a device, the heat transfer involved in this refrigeration process is almost entirely accomplished by conduction through the walls of the tanks. The refrigeration of these containers takes place more or less from the bottom and the side walls towards the center and the upper parts.
This device makes it possible to obtain a relatively rapid setting in ice, but it has the drawback that the blocks of ice adhere to the walls of the trays and that it is often difficult to take them off.
The object of the present invention is to provide an improved device for an ice container which overcomes this drawback. It consists of supporting the ice cream trays in the refrigeration compartment in such a way that the setting of ice takes place mainly from the surface of the water towards the lower parts of the molds. In this device, the heat transfer necessary to transform water into ice takes place almost entirely by radiation, whereas, in the usual methods, it is done by conduction. As a direct consequence of this characteristic, the setting is done in such a way that it breaks the adhesion which tends to occur between the blocks of ice and the walls of the bin.
It is known that when water freezes there is a significant increase in its volume and, in the present invention, this increase in volume is used to break the adhesion between the block of ice and the walls. Tray.
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The invention therefore provides a new and improved device in which the ice trays are removably supported in an evaporator so that the setting in ice occurs from the upper surface of the water, towards the bottom. low. In accordance with the invention, also, if it is not desired to achieve the maximum ice production, unnecessary ice containers and their supports can be removed from the compartment.
In order to carry out the invention, the ice cream trays are arranged immediately below a refrigerated horizontal wall. The ice trays are supported by this wall by means of removable elements of low thermal conductivity, to reduce the heat transfer from the trays themselves. Therefore, heat is extracted from the water in the bins mainly from their upper surface, and the water freezes from this surface down.
The invention will moreover be clearly understood by referring to the following description and to the drawings which accompany it by way of non-limiting example and in which:
Figure 1 is a fragmentary view of the top of a household refrigerator with the door partially cut away to show the interior layout.
- Figure 2 is a section along the line 2-2 of Figure 1.
Figure 3 shows one type of ice bin which can be used with the invention.
- Figures 4, 5 & 6 are sections through one of the molds of the ice bucket, showing the various stages of setting the blocks of ice.
Referring to Figure 1, we see the upper part of a household refrigerator 1 provided with a hinged door 2. The interior of the refrigerator comprises a refrigeration compartment 3 defined by internal partitions 4. This compartment has an upper wall 5 disposed substantially in a horizontal plane. The heat is extracted from the compartment 3 by refrigerant tubes 6 which are mounted so as to be in thermal contact with the upper surface of the upper wall 5. The tube 6 is supplied with refrigerant by a conventional condenser.
The temperature of the wall 5 and the temperature inside the compartment 3 are maintained at a point substantially below the freezing point of water, during normal operation of the refrigerator. On the lower surface of the upper wall 5, there are several slides 7 which serve as a guide for supports 8 which hold the ice cream trays 9 in a horizontal position, below and at a small distance from the wall 5. , as we will explain.
Figure 2 is a section on line 2-2 of Figure 1, which shows how the slides 7 are attached to the top wall 5 of the compartment. According to a preferred embodiment of the invention, the slides 7 are fixed by screws 10; Obviously, one could use any other method of fixing, such as soldering or soldering.
Referring again to Figure 1, it can be seen that the slides 7 allow the upper edges 11 of the supports 8 to pass.
These flanges 11 are therefore designed to slide in the guides 7. The lower part of the supports 8 comprises lateral flanges 12, which make it possible to support the corresponding edges of the ice cream trays. The latter are therefore supported horizontally, a short distance below the lower surface of the upper wall 5. As the latter is refrigerated, the lowest temperatures in compartment 3 are in the vicinity of the upper wall. lower surface of this wall 5. In other words, the ice trays being in the position shown in Figure 1, a temperature gradient exists in the air surrounding the ice trays, such that the upper surface of mussel water loses heat more quickly than water at the bottom.
This heat loss occurs primarily by radiation from the upper surface of the water. We can therefore see that the
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The water in the bin will be from top to bottom. However, this is only true if there is no direct heat conduction between the ice bin 9 and the top wall 5.
If there was such a conduction9 it is obvious that the water which is in the lower parts of the tank 9 would quickly lose its heat by conduction, and the freezing would be done from the walls and the bottom of the ice tanks, towards the center and upper surface of the water. To prevent this, the supports 8 are made of a material of low thermal conductivity. In practice, it has been found that styrene is particularly favorable, but it is obvious that other plastics, or any other materials of low thermal conductivity, could be used for the support 8.
Referring to Figure 3, it can be seen that the ice container usable with the invention comprises several individual molds 13. These have a hemispherical shape but, of course, the invention is not limited. reduced to this special configuration; this is how we were able to use trays with tapered molds. The upper part of the container 9 has outer edges intended to rest on the edges 12 of the supports 8, when the container is in the refrigeration position, as shown in Figure 1.
It has further been found that the pan 9 can be constructed of a plastic material, but the invention is not limited to this kind of material, since a polished aluminum metal pan also functions in a manner. satisfactory.
FIGS. 4, 5 & 6 show how freezing takes place, according to the invention, in a mold of the tank 9. This mold has been filled with water and has been placed in position under the wall. upper 5 of the refrigeration compartment, for a short period of time, as shown in Fig. 4. During this period the upper parts of the water in the mold have lost their heat by radiation with the wall 5 ,. and, as this heat loss occurs much faster than any other loss in the lower parts of the water through tray 9, there occurs on the surface of the water a layer of ice 15, much thicker than the bottom layer 16 in the bottom of the mold.
When freezing continues, the water 17 trapped in the ice increases in volume and, at the end, the pressure exerted by this water which freezes, causes the surrounding ice to break. Since layer 16 is much thinner than top layer 15, breaking naturally occurs somewhere in bottom layer 16.
This rupture causes a pressure which lifts the block of partially frozen ice and thus separates this block from the wall of the corresponding mold. The water, which has passed through the part of the block of ice where the rupture occurred, freezes in turn and gives rise to a kind of protuberance 18, in the vicinity of the rupture. At this point, the block of ice is similar to that of Figure 5. It is clearly seen that the breaking of the block of ice and the internal freezing of the water 17 gave rise to a growth 18, which causes the block of ice relative to the adjacent wall of the mold.
As freezing continues, the water 17 enclosed in the partially frozen block of Figure 5 continues to freeze; it increases in volume and, when the pressure has become sufficiently great, a second rupture of the block of ice occurs. Normally, this second break is in the same region as the first, since the ice sheet has been weakened at this point. Finally, the block of ice freezes in its entirety, Figure 3, this block being substantially without adhesion to the wall of the mold, because of the force which developed previously upwards and which lifted it. .
Freezing has been shown above with only two intermediate stages, but it will be appreciated that in actual operation a noticeable number of successive breaking and freezing can occur, each causing the block of ice to move upward. . The detachment of the blocks of ice does not occur instantaneously, but it does occur intermittently, when the pressure is periodically released, for example.
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following the breakage of the ice walls. The blocks of ice are detached and lifted upwards, a number. times., during the freezing time.
When the block is completely frozen, as shown in Figure 6, a certain pressure is exerted by hand, if necessary, in the vicinity of its outer edge, as shown for example at 19, so that the diametrically opposed part 20 is lifts above the top surface of the mold and the block can be easily removed.
In summary it is seen that the present invention provides an ice bin arrangement in which the extraction of the blocks is facilitated by the manner in which freezing occurs. This is achieved by means of ice containers supported horizontally below a refrigerated wall and by supporting them by means of parts made of a material with low thermal conductivity. There is therefore no direct conduction of heat between the tank itself and the refrigerated wall, and this is why the water freezes gradually and mainly from top to bottom. It can also be seen that the user can remove all or part of the ice bins according to his needs.
The invention has been described with regard to a refrigerator having a refrigeration compartment, but it remains understood that the invention could equally well be applied with a refrigerator not having such a compartment, comprising a refrigerating surface close to the horizontal.