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Publication number: BE654270A
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Description


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 EMI1.1 
 



  Pompe de chaleur Il 
L'invention concerne une pompe de chaleur Comportant un étage chaleur constitué d'une pompe à gaz et d'un condenseur et un étage froid constitué d'un évaporateur et un conduit mettant la sortie de cet évaporateur en communication avec la   zone   de dépression de la pompe à gaz. 



   Le but de l'invention est de réaliser une pompe de cha- leur étanche et de grande sécurité et d'une grande simplicité de fonctionnement pouvant servir de réfrigérateur ou de conditionne ment d'air dans diverses applications Industrielles ou   domesti-   

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 ques 
Cet effet la pompe   à   gaz   comporte   un corps de pompe présentant un orifice   d'admission   du gaz à aspirer, un orifice de sortie do ce gaz refoula, un distributeur central, dispose autour de l'axe du corps de pompe, dans lequel est ménagé le conduit d'amenée du gaz provenant de l'orifice d'admission, dis tributeur au travers duquel peut circuler, en circuit fermé, un liquide   destina   à être centrifuge à   l'intérieur   du corps de   pompe;

     une roue centrifuge à canaux de fuite centrifuges permet- tant de centrifuger ce liquide à partir dudit distributeur, de manière à former un anneau liquide à la sortie des canaux de fuite; un aubage centripète qui ne participe pas à la rotation de la roue centrifuge, ledit aubage centripète étant pourvu de canaux centripètes destinés à ramener, vers le distributeur cen tral, le liquide centrifuge et des moyens permettant d'inter- rompre périodiquement le passage du liquide de centrifugation dans les canaux de fuite de la roue centrifuge, de telle sorte que, grâce à la centrifugation du liquide dans les canaux de fuite et à l'interruption périodique de ce flot de liquide dans ces canaux de fuite,

   il se crée à l'entrée desdits canaux de fuite une dépression qui est mise à profit pour provoquer l'as- piration du gaz à aspirer au moment où le canal de fuite consi- déré passe devant l'orifice par lequel le gaz à aspirer est ame- né au distributeur. 



   Selon une forme de réalisation avantageuse, les moyens permettant d'interrompre périodiquement le passage du liquide de centrifugation dans les canaux de fuite de la roue centrifuge de la pompe à gaz sont formés par au moins un secteur   d'obtura- '   tion faisant partie du distributeur central, l'orifice d'aspira- tion du gaz étant disposé en aval du secteur d'obturation, en considérant le sens de rotation de la roue centrifuge par rap- port au distributeur. 



   Dans une forme de réalisation particulière, les canaux de 

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 fuite de la roue centrifuge de la pompe à gaz sont de forme   spi.,   ralée. 



   Une particularité de l'invention réside dans le fait que le condenseur est constitué par une chambre cylindrique montée sur l'orifice de sortie de la pompe à gaz et munie de chicanes, à la manière d'un radiateur, destinées à amener les gaz à la périphérie de la chambre cylindrique où les gaz se condensent, le liquide de condensation étant centrifugé par des passages mu nis de soupapes à flotteur vers un évaporateur qui est en communi cation avec la zone de dépression crée au niveau du distributeur central, les condensats liquides ainsi formés s'accumulant sous la forme d'un anneau le long de la paroi annulaire du condenseur, tandis que l'évaporateur est constitué par une chambre cylindri- que agissant comme un radiateur et présente des canaux centripè tes traversés par les gaz froids se dirigeant vers le centre de l'évaporateur,

   branché sur la zone de dépression du distributeur central, ladite chambre cylindrique étant cependant d'un diamètre supérieur à celui du condenseur, de façon à permettre la montée du liquide du condenseur dans l'évaporateur par élongation cen- trifuge à travers les passages qui relient les deux chambres for-' mant l'une le condenseur et l'autre l'évaporateur, 
D'autres détails et particularités de l'invention ressor- tiront de la description qui sera donnée   ci-après   d'une pompe de chaleur selon l'invention; cette description ne limite pas l'in- vention et se réfère aux dessins ci-annexés. 



   La figure   1   est une vue schématique générale partielle- ment en coupe de l'ensemble de la pompe de chaleur. 



   La figure 2 est une vue schématique en coupe de 1'ensemble des organes tournants: corps de pompe - roue centrifuge -   conden-   seur - évaporateur, 
La figure 3 est une vue schématique en coupe des organes maintenus fixes à l'intérieur de l'ensemble selon la figure 2. 

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   , La figure 4 est une vue schématique en coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 1. 



   La figure 5 est une vue schématique en coupe suivant la ligne V-V de la figure 1. 



   La figure 6 est une vue schématique en coupe suivant la ligne VI-VI de la figure 1. 



   La figure 7 est une vue schématique en coupe suivant la ligne VII-VII de la figure 1. la figure 8 est une vue schématique en coupe suivant la ligne VIII-VIII de la figure 1. 



   La figure 9 est une vue schématique en coupe suivant la ligne IX-IX de la figure 1. 



   La figuré 10 représente un développement schématique du cylindre extérieur du distributeur. 



   La figure 11 schématise les courants chauds et froids dans le boîtier. 



   Dans ces figures, les mêmes notations de référence se rap- portant à des éléments identiques. 



   La pompe de chaleur selon ces figures, plus particulière- ment illustrée par les figures 1, 2 et   8,,   est logée à l'intérieur d'un bottier 1 et est constituée par le corps de pompe 2 dont la partie inférieure est solidaire de   l'axe 3   du   moteur,4 ;   l'ex   trémité   inférieure de ce même axe 3 est logée dans un palier ou crapaudine 5, solidaire du bottier 1. A l'intérieur du corps de pompe 2 se trouve un aubage centripète 6 qui ne participe pas à la rotation du corps de pompe 2.

   Cet aubage centripète 6 est mon té sur un axe 7 par l'intermédiaire d'un palier   8 .  Pour empêcher l'aubage centripète de participer à la rotation du corps de pompe 
2, il est prévu un jeu d'aimants 9 fixés sous ledit aubage cen- tripéte, coopérant avec un second jeu d'aimants 10 montés fixes      sur la cloison horizontale 11 du bottier 1. 



   L'aubage centripète présente une série de canaux de fuite' 

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   12   illestrés par la figure 9. Les orifices d'entrée de ces ca naux de fuite 12   situés   près du centre de   l'eubage   sont en   coa-   munication avec un distributeur central   13   qui est également fixe par rapport à   l'aubade   centripète 6.

     Ce   distributeur 13 constitue en fait la base élargie d'un conduit   14   et son dévelop- pement représenté à la figure 10 montre des lumières de   pas-   sage   15 et     15'   ménagées dans des secteurs d'obturation   16   et 16 Le rôle du distributeur sera expliqua plus loin, après   descrip-   tion des autres organes essentiels de la pompe. 



   La pompe comporte en effet également une roue centrifuge 
17 concentrique par rapport au distributeur et présentant des canaux de fuite spirales 18 disposas entre une joue inférieure 
19 et une joue supérieure 19' .La joue inférieure 19 a un dia- mètre supérieur à celui de la joue supérieure 19' . La roue cen trifuge 17 est solidaire du corps de pompe 2, 
En effet, le collet supérieur de la joue supérieure 19' ' est solidaire du condenseur 20, lui-même solidaire du corps de ' pompe 2 
Le condenseur 20 présente des chicanes à la Manière d'un radiateur (voir   f ig.l   et 5) et son centre se raccorde au centre supérieur du corps de pompe. La périphérie du condenseur est en communication par quatre passages 21 avec l'évaporateur 22 qui présente également des chicanes à la manière d'un radiateur (voir figures 1 et 4).

   Le centre de l'évaporateur est monté par l'in- termédiaire d'un roulement à billes 23 sur le conduit 14. Ce con- duit, dont la base constitue le distributeur, est fixe par rap- port à l'aubage centripète. Ce dernier ne participe pas à la ro- tation du corps de pompe 2. Une paroi 24 sépare l'espace compris entre l'évaporateur 22 et le condenseur 20. Des couronnes 25, disposées à hauteur du condenseur 20 de l'évaporateur 22 et de la paroi 24 forment joint centrifuge avec les doubles couronnes 
26 montées à l'intérieur de la paroi du bottier 1. 

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  , Enfin, les références   27   désignent des orifices   ménagée   au sommet du conduit 14, et 28 des palettes faisant saillie au- dessus de la joue supérieure de la roue centrifuge. Ces palette. servent lors de l'amorçage de la pompe. 



   Le fonctionnement de la pompe est le suivant t 
La pompe est mise en Marche à partir du moteur électri que 4 dont l'axe 3 est solidaire du corps de pompe 2, comme il a déjà été dit plus haut. Le liquide utilisé par la pompe occupe au départ un niveau correspondant à la naissance des palettes. 



  Par les canaux   de   fuite   12   de l'aubade centripète fixe   6,   le li quide, mis en mouvement par la rotation du corps de pompe 2 et de la roue centrifuge, rejoint le centre de l'aubage centripète et donc le distributeur 13. Le liquide s'échappe de ce dernier par les lumières de passage   15   et 15' pour   rejoindre   les canaux de fuite   spiralés   de la roue centrifuge 17. Comme le circuit li- quide est périodiquement interrompu dans le distributeur, il se crée dans les canaux de fuite de la roue centrifuge des pulsa- tions liquides susceptibles de créer à   l'entrée   des canaux cen- trifuges une dépression qui s'étend jusque dans le distributeur   13   et le conduit 14. 



   En effet, les lumières d'admission se situent, en consi- dérant le déplacement relatif de la roue centrifuge par rapport au distributeur, avant les secteurs d'obturation 16 et 16', Comme le liquide centrifugé a une force d'inertie relativement impor- tante, les quantités fractionnées de liquide créent le vide der- rière elles dans les canaux de fuite de la roue centrifuge, vidé qui est d'ailleurs entretenu de cette manière dans le distribu- teur 13 et le conduit 14. On peut donc assimiler les secteurs d'obturation à des soupapes et les quantités de liquide centri-   fugées à '   des pistons. 



   On réalise ainsi, grâce à la dépression entretenue dans le distributeur   13,   le conduit   14   et l'évaporateur 22 et grâce 

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 aussi à la compression entretenue à la sortie des canaux de fuite de la roue centrifuge 17, une circulation des gaz condensables. 



   A cet effet, on a disposé dans le condenseur 20, à l'entrée des passages 21, des soupapes à flotteur 27 destinées à s'opposer aux passages,vers l'évaporateur,de gaz éventuellement non   conden-   ses. Ce dispositif constitue le régleur automatique du circuit thermodynamique. 



   De la description qui vient d'être donnée, il résulte clairement qu'à l'aide de la pompe à gaz de l'installation on peut entretenir le cycle complet d'une machine frigorifique et cela d'une manière extrêmement simple. 



   Il est, enfin, à remarquer que de part et d'autre de la paroi   24,   et s'étendant de la partie supérieure du condenseur 20 à la partie inférieure de l'évaporateur 22,   or%   préver une   couron-   ne d'ailettes 28 destinée à assurer la circulation de l'air de part et d'autre de la paroi   24   et par conséquent au travers des chicanes formant radiateur dans le condenseur et l'évaporateur. 



   Dans la figure 11 est illustrée schématiquement la circu lation de l'air froid et de l'air chaud. Les traits et flèches figurant en   pointillé   appartiennent au circuit froid, tandis que les traits et flèches reproduits en traits pleins appartiennent au circuit chaud. On constate donc que le circuit froid est amené à se créer au-dessus de la paroi 24, au travers de l'évaporateur 
22 et que ce circuit s'établit entre l'orifice d'entrée 29 et l'orifice de sortie 30.

   Quant au circuit chaud, il s'établit en- tre l'orifice d'entrée 31 et l'orifice de sortie 32 après avoir emprunté sa chaleur au condenseur et au moteur de la pompe à gaz, 
L'invention n'est évidemment en aucune manière   limitée à   la forme d'exécution décrite ci-dessus et bien des modifications pourraient, dans le cadre de la présente demande de brevet, être apportées à la forme d'exécution décrite ci-dessus, notamment en ce qui concerne la forme,la composition.la   disposition   et le nom- bre des éléments utilisés à la réalisation de l'invention.

Claims

Revendications.

1. pompe de chaleur comportant un étage chaleur constitué' d'une pompe 4 gaz et d'un condenseur et un étage froid constitua d'un évaporateur et un conduit mettant la sortie de cet évapora- teur en communication avec la zone de dépression de lapompe à gaz, c a r a c t é r i s é e e n c e que la pompe à gaz comporte un corps de pompe présentant un orifice d'admission du gaz à aspi- rer, un orifice de sortie de ce gaz refoulé, un distributeur cen- tral, disposé autour de l'axe du corps de pompe, dans lequel est ménagé le conduit d'amenée du gaz provenant de ,l'orifice d'admis- sion, distributeur au travers duquel peut circuler, en circuit fermé, un liquide destiné à être centrifugé à l'intérieur du corps de pompe;

une roue centrifuge à canaux de tuite centrifuges per- mettant de centrifuger ce liquide à partir dudit distributeur, de manière à former un anneau liquide à la sortie des canaux de fuite; un aubage centripète qui ne participe pas à la rotation de la roue centrifuge, ledit aubage centripète étant pourvu de canaux centri- pètes destinés à ramener,vers le distributeur central,le liquide centrifugé et des moyens permettant d'interrompre périodiquement le passage du liquide de centrifugation dans les oanaux de fuite de la roue centrifuge, de telle sorte que, grâce à la centrifuga- tion du liquide dans les canaux de fuite et à l'interruption pério- dique de ce flot de liquide dans ces canaux de fuite, il se crée, à l'entrée desdits canaux de fuite,

une dépression qui est mise à profit pour provoquer l'aspiration du gaz à aspirer au moment où le canal de fuite considéré passe devant l'orifice par lequel le gaz à aspirer est amené au distributeur, 2. Pompe de chaleur selon la revendication précédente, c a .. r a c t é r i s é e e n ce que les moyens permettant d'in- terrompre périodiquement le passage du liquide de centrifugation dans les canaux de fuite de la roue centrifuge de la pompe à gaz <Desc/Clms Page number 9> sont formés par au moins fin secteur d'obturation faisant parti* du distu buteur central, l'orifice d'aspiration du gaz étant dis posé en val du secteur d'obturation, en considérant le sens de rotation)de la roue centrifuge par rapport au distributeur.

3 pompe de chaleur selon la revendication 1 c a r a c t é r i s é e en c e que les canaux de fuite de la roue centrifuge de la pompe à gaz sont de forme spiralés 4. pomp de chaleur selon les revendications 1, 2 et 3 c a r a c t é r i s é e e n ce que ladite roue centrifuge com porte, de part et d'autre du plan dans lequel s'étendent les ca naux de fuite, des flanques de diamètres différents, le flasque de diamètre le plus petit étant situé du côté de l'orifice de sor- tie du gaz refoulé.

5. pompe de chaleur selon la revendication précédente, c a r a c t é r i s é e en ce que le flasque de plus petit diamètre est muni, à sa périphérie, dd palettes parallèles aux canaux de fuite, en vue de faciliter l'amorçage de l'anneau li- quide dans le corps de pompe.

6. Pompe de chaleur selon la revendication précédente, c a r a c t é r i s é e e n c e qu'au droit de la sortie de la roue centrifuge, le corps de pompe est exécuté sous forme de chax bre annulaire dans laquelle se crée un anneau liquide, anneau li- quide centrifugé dans lequel plonge partiellement la partie exté- rieure du flasque de la roue centrifuge, déterminant ainsi une pa- roi déflectrice en vue de provoquer l'expulsion du gaz hors du li- quide et de guider celui-ci vers l'orifice de sortie du gaz.

7. pompe de chaleur selon la revendication 1, c a r a c t é risée en c e que l'aubage centripète et le distributeur central de la pompe à gaz sont solidaires.

8 pompe de chaleur selon la revendication l, c a r a c t é risée e n ce que le liquide susdit est de l'huile.

9. pompe de chaleur selon la revendication 1 c a r a c té ,risée en c e que le liquide susdit est un métal liquide. <Desc/Clms Page number 10>

10. Pompe de chaleur selon la revendication 1, c a r a c - t é r i s é e en c e que le condenseur est constitué par une chambre cylindrique montée sur l'orifice de sortie de la pompe à gaz et munie de chicanes, à la manière d'un radiateur, destinées à mener les gaz à la périphérie de la chambre cylin- drique, où les gaz se condensent, le liquide de condensation étant centrifugé par des passages munis de soupapes à flotteur vers un évaporateur qui est en communication avec la zone de , dépression crée au niveau du distributeur central, les conden- sats liquides ainsi formas s'accumulant sous la forme d'un an- neau liquide le long de la paroi annulaire du condenseur, les soupapes flotteur s'opposant aux passages,vers l'évaporateur,

' de gaz éventuellement non condensés.

Il. Pompe de chaleur selon la,revendication précédente, caractérisée en ce que l'évaporateur est con stitué par une chambre cylindrique agissant comme un radiateur , , et présente des canaux concentriques reliés entre eux par des chicanes et traversés par les gaz froids se dirigeant vers le centre de l'évaporateur, branché sur la zone de dépression du distributeur central, ladite chambre cylindrique étant cependant d'un diamètre supérieur à celui du condenseur, de façon à per- ', mettre la montée du liquide du condenseur dans l'évaporateur par élongation centrifuge à travers les passages qui relient les deux chambres formant l'une le condenseur et l'autre 1$évapora- teur.

12 pompe de chaleur selon la revendication 1, car a c térisée e n ce que le corps de pompe, la roue cen- trifuge, le condenseur et l'évaporateur sont solidaires les uns des autres, et sont entraînés en rotation par l'arbre d'un mo- teur, l'aubage centripète, le distributeur central et une tubu- lure montée sur celui-ci et débouchant librement au centre de l'évaporateur étant maintenus fixes par rapport au moteur par un <Desc/Clms Page number 11> dispositif magnétique comportant des pièces polaires montées' sur le bâti fixe du moteur et qui coopèrent au travers de la paroi tournante de la pompe à gaz avec des pièces polaires mon- tées sur la joue inférieure de l'aubage centripète.

13. Pompe de chaleur selon les revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est disposée à l'intérieur d'une chambre qui présente au moins un orifice d'en- , trée de l'air à refroidir et,au moins, un orifice de sortie de l'air refroidi et des moyens assurant la circulation de l'air au contact de l'évaporateur.

14. Pompe de chaleur selon la revendication précédente, caractérisée e n c e que les moyens précités sont constitués par une turbine cylindrique fermée qui s'étend de la périphérie du condenseur à celle de l'évaporateur et munie intérieurement de rainures assurant la circulation de l'air au travers de ces organes.

15. pompe de chaleur telle que décrite ci-dessus ou repré sentée aux dessins ci-annexés.