Réfrigérateur de liquide. L'invention a pour objet un réfrigérateur de liquide, pouvant par exemple- être utilisé pour maintenir toujours une certaine quantité d'eau à une température froide désirée. Le réfrigérateur suivant l'invention comporte un compresseur, titi condenseur et un évapora teur ainsi qu'une chambre d'alimentation de liquide pour amener le liquide à refroidir dans une chambre de refroidissement subis sant l'effet de réfrigération de l'évaporateur, en combinaison avec des moyens de circula tion pour faire passer du liquide froid de la chambre de refroidissement à travers le condenseur et le ramener à la chambre d'ali mentation en vue d'absorber la chaleur du fluide réfrigérant de travail,
tout en em ployant le même liquide d'alimentation.
Les formes d'exécution de l'objet de l'in vention servant à la réfrigération d'eau sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, -dans lequel La fig. 1 est une coupe verticale. d'une première forme d'exécution; La fig. 2 est une coupe de détail d'un organe de décharge prévu dans l'évaporateur; La fig. 3 est une coupe verticale d'une autre forme d'exécution; La fig.4 est une coupe longitudinale d'une soupape à eau employée dans l'exemple de la fig. 3.
Le réfrigérateur de la fig. 1 comporte titi bâti de support 10 sur lequel est montée une enveloppe cylindrique 11. Dans la partie in férieure de l'enveloppe 11 est disposée une chambre de condensation 12 dans laquelle est placé un compresseur 13 conjointement avec son motéur de commande 14. Le com presseur 13 est pourvu d'une lumière lb pour la décharge des vapeurs de réfrigérant et au-dessus de la lumière de décharge 15 est monté uri plateau 16 pour retenir tout liquide qui pourrait être entraîné par les vapeurs déchargées par le compresseur.
Le liquide entraîné ainsi éliminé des vapeurs de réfrigérant est recueilli dans un récipient 17 constitué par une paroi 18 formant saillie de l'enveloppe du moteur et entourant entière ment le compresseur 13. Le liquide s'accumu lant dans le récipient 17 est amené par un conduit 19 au compresseur pour occasionner la lubrification et l'étanchéité de celui-ci. Dans la chambre de condensation 12 est prévu un serpentin condenseur 21 entourant le compresseur et le moteur et ayant un raccordement d'admission 22 et un raccorde ment de sortie 23.
Le liquide condensé dans la chambre de condensation est amené de celle-ci par un conduit 24 à une chambre à flotteur 25 dans laquelle est disposée une soupape à flotteur 26 pour commander le passage du fluide condensé venant de la chambre de condensation. Le liquide qui passe par la soupape à flotteur 26 est amené par un conduit 27 à un évaporateur 28. L'évaporateur 28 est logé dans une chambre de refroidissement 29 contenant une quantité du liquide qui doit être refroidi et qui est disposée à un niveau plus élevé que la chambre de condensation 12.
Les vapeurs produites dans l'évaporateur retournent au compresseur par un conduit 31. Comme représenté dans 1a fig. 2, le conduit 31 est disposé de façon que sa partie d'entrée 32 soit disposée au-dessus du niveau du li quide contenu dans l'évaporateur 28, comme indiqué en 33 (fig. 1). Un tube renversé 34 entoure la portion d'entrée 32 du conduit 31 et descend jusqu'au-dessous du niveau 33 du liquide; dans sa partie inférieure sont prévues un certain nombre d'ouvertures 35 circonfé- rentiellement espacées, tandis que son som met présente un trou d'aération 36.
Le tube renversé 34 est entouré d'une douille 37 qui s'élève jusqu'au-dessus du niveau 33 du li quide, mais qui comporte un petit orifice 38 dans sa partie située au-dessous du niveau du liquide pour permettre qu'une quantité déterminée de liquide soit entraînée par les vapeurs de réfrigérant passant vers le bas entre la.paroi extérieure du tube renversé 34 et la paroi intérieure de la douille 37. Le tube renversé 34 aussi bien que la douille 37 sont supportés par le conduit 31. Comme représenté en fig. 1, le conduit 31 communique avec un passage d'admission 41 prévu dans la chambre de condensation 12 et qui com munique à son tour avec le conduit axial d'un arbre creux 42 prévu pour le moteur 14.
L'arbre creux 42 communique par une lumière 43 avec une lumière d'aspiration 44 prévue dans le compresseur 13.
Le liquide à refroidir peut être introduit dans la chambre de refroidissement 29 de différentes manières. Une bouteille 51 est renversée et insérée dans une chambre de réception 52, formant chambre d'alimentation de l'appareil, comme cela se pratique ordi nairement dans les réfrigérateurs d'eau em ployant de la glace comme réfrigérant, cette chambre étant disposée à un niveau plus élevé que la chambre de refroidissement 29. La bouteille 51 est disposée de façon qu'une partie considérable de sa surface soit exposée à la température de l'atmosphère ambiante.
De préférence la bouteille est placée de telle façon dans la chambre de réception 52 qu'un niveau de l'eau, comme indiqué en 53, y soit maintenu. Une ouverture d'aération 54 est pré vue dans la paroi de la chambre de réception pour permettre à la pression atmosphérique d'agir sur la surface de l'eau contenue dans la chambre de réception.
Entre la chambre de réception 52 et la chambre de refroidissement 29 est interposée une paroi isolante 541, pour prévenir la con duction de chaleur entre les deux chambres. Dans la paroi 51 est prévu un passage 55 pour laisser couler le liquide vers le bas de sorte que la chambre de refroidissement est tout le temps complètement remplie.
De l'eau est extraite de la chambre de refroidissement pour s'en servir comme boisson ou pour d'autres emplois, à l'aide d'un robinet 56.
Une quantité de l'eau contenue dans la chambre de refroidissement est amenée par titi conduit<B>57</B> à l'admission 22 du serpentin de condenseur. L'eau déchargée du serpentin de condenseur est amenée par un conduit 58 à titi serpentin ou radiateur 59 entourant l'enveloppe 11. Ce serpentin est, muni d'un tuyau de décharge 60 qui monte vers le haut dans la bouteille 51 pour ramener le liquide qui a été employé dans l'opération de con densation. Un isolement calorifuge approprié 61 est prévu entre la chambre de refroidisse ment 29 et l'enveloppe 11 pour empêcher la conduction de chaleur vers l'intérieur de la chambre de refroidissement.
Une chemise appropriée 62 entoure le radiateur 59 et est disposée de façon que l'air peut librement circuler vers le haut sur les spires du radia teur 59.
Cet appareil fonctionne comme suit: La chambre de condensation 12 et l'éva porateur 28 sont les deux remplis à un niveau tel qu'indiqué respectivement en 20 et 33 d'un fluide de travail approprié. On emploie dans ce but, de préférence un fluide de tra vail composé d'un réfrigérant et d'un lubri fiant qui se mélangent facilement pour former un mélange homogène comme décrit dans le brevet no 103960.
Après l'insertion de la bouteille d'eau 51 dans la chambre 52, l'eau coule vers le bas et remplit la chambre de refroidissement 29, le passage 55 et la chambre de réception 52 jusqu'au niveau approximatif indiqué en 53. La pression atmosphérique agit sur la surface de l'eau 53 pour égaliser le niveau de l'eau contenue dans la bouteille 51 d'une manière bien connue.
Après le démarrage du moteur 14, les premières rotations du compresseur 13 aspirent par le conduit 31, le passage 41, le conduit axial de l'arbre creux 42 et les lumières 43 et 44 une certaine quantité d'eau pour amener le mécanisme compresseur à l'état d'étan chéité. Le compresseur 13 continue d'aspirer du liquide jusqu'au moment où le niveau du liquide dans la douille 38 montrée en fig. 2 s'est abaissé à un point tel qu'il découvre les lumières 35, après quoi la pression basse produite dans l'évaporateur 28 provoque l'évaporation du constituant réfrigérant du liquide de travail qui y est contenu.
Ensuite, le compresseur 13 aspire de.l'évaporateur des vapeurs de réfrigérant ayant entraîné avec elles une petite quantité de fluide de travail liquide, la quantité de ce liquide dépendant de la largeur de l'orifice 38. Cette opération d'extraction constante empêche l'accumulation, dans l'évaporateur, du lubrifiant qui n'est pas évaporable à la pression de travail qui y règne. En outre, le liquide d'entraînement, constitué par un réfrigérant et un lubrifiant, sert à rendre étanche et à lubrifier les parties actives du mécanisme compresseur lors de son passage par celui-ci.
Le trou d'aération 36 prévu dans le tube 34 évite la possibilité d'un siphonnage de liquide hors de l'évapo rateur par le conduit 31 pendant des périodes d'arrêt. La méthode sus-décrite de faire arriver d'abord un liquide à l'admission du méca nisme de compression et ensuite des vapeurs avec une quantité de liquide entraînée pour rendre étanche et lubrifier ce mécanisme est décrite dans le brevet n 103960.
Les vapeurs de réfrigérant retirées de l'évaporateur sont déchargées par la lumière de sortie 15 et projetées contre le plateau 16, où le liquide entraîné est séparé des. vapeurs de réfrigérant. . Le liquide entraîné séparé tombe dans le récipient 17 par dessus le mécanisme de compression, tout excédent de liquide débordant dans la partie inférieure de la chambre de condensation. Le liquide con tenu dans le récipient 17 entoure le compres seur 13 et absorbe la chaleur de compression et cri même temps une quantité de la chaleur produite par le moteur. La chaleur du moteur et du compresseur est suffisante pour éva porer le réfrigérant, en laissant une quantité de liquide dans le récipient 17 qui est sensi blement du lubrifiant.
Ce lûbrifiant est amené par le conduit 19 à la partie supé rieure du compresseur 13 après quoi il coule vers le bas par les différents paliers suppor tant l'arbre 42 à la partie inférieure de la chambre de moteur pour s'échapper ensuite par le trou de drainage 30 et être entraîné par les vapeurs de réfrigérant allant au com presseur.
Les vapeurs de réfrigérant , déchargées par le compresseur aussi bien que les vapeurs dégagées par le chauffage du liquide dans le récipient 17 passent radialement vers l'exté rieur au voisinage du serpentin condenseur 21 qui .absorbe la chaleur d'évaporation; le condensat résultant étant recueilli dans la partie inférieure de la chambre. Le passage du liquide de la chambre de condensation à l'évaporateur, en raison de la pression inférieure régnant dans celui-ci, est réglé au moyen de la sou pape à flotteur 26.
Lors de l'accumulation d'une quantité déterminée de liquide dans la chambre de condensation, la soupape à flot teur se soulève pour permettre au liquide de passer par les conduits 24 et 27 à l'évapo rateur 28 où le réfrigérant contenu dans le liquide est de nouveau vaporisé et le cycle d'opérations se répète.
La vaporisation du réfrigérant dans l'éva porateur 28 absorbe de la chaleur du liquide entourant l'évaporateur, produisant ainsi un refroidissement de la provision de liquide dans la chambre, de refroidissement 29. Ce liquide peut facilement être débité en tout temps en ouvrant le robinet 56. Une petite quantité du liquide froid contenu dans la chambre de refroidissement 29 est amenée à l'aide du conduit 57 à l'extrémité inférieure du ser pentin condenseur 21. En passant par le serpentin condenseur 21, l'eau froide absorbe la chaleur latente des vapeurs de réfrigérant et il s'est montré que la_température acquise par cette eau de condensation dépasse ordi nairement celle de l'atmosphère ambiante.
L'eau chaude est amenée au radiateur 59 ayant une surface d'absorption de chaleur qui réduit sa température sensiblement à celle 'de l'atmosphère avant qu'elle retourne par le conduit 60 à la bouteille 51. Bien qu'on ait décrit l'emploi d'un radiateur pour réduire la température du liquide avant son retour à la bouteille, on pourrait se passer de ce radiateur, car on a trouvé que, dans certaines conditions de travail, la surface de radiation de la bouteille 51 était suffisante pour réduire la température de l'eau sensible ment à celle de l'atmosphère ambiante avant qu'elle entre de nouveau dans la chambre de refroidissement 29.
On remarquera que l'eau quitte la bou teille sensiblement avec la température de l'air ambiant, passe à la chambre de refroidissement 29 dans laquelle sa tempéra ture est réduite, est subséquemment exposée à la chaleur des vapeurs de réfrigérant et chauffée à une température supérieure à celle de l'atmosphère, après quoi sa température est réduite de nouveau à peu près à celle de l'atmosphère par l'emploi d'un radiateur de chaleur ou par radiation à travers les parois de la bouteille.
La disposition de l'évaporateur par rap port au condenseur est telle que le chauffage provenant de la condensation a lieu à un point en dessous de la chambre de refroi dissement, et on obtient par conséquent, une circulation par thermosiphon de l'eau de condensation. La chambre de refroidissement est établie de façon que le serpentin conden- seur soit tout le temps rempli d'eau. Lors du démarrage, la production d'un faible effet de réfrigération seulement rend de l'eau froide disponible pour l'opération de condensation de sorte que la quantité d'eau contenue dans la chambre de réfrigération 20 est très rapide ment refroidie à la température désirée. Cette production rapide d'eau froide est de grand avantage.
Un autre avantage de la construc tion décrite est qu'une congélation de l'eau dans la chambre de réfrigération ne peut pas avoir lieu de sorte qu'on évite ainsi la ilé- cessité d'emploi de mécanismes de réglage de température coûteux pour arrêter et démarrer le moteur.
La forme d'exécution représentée par la fig. 3 est similaire à celle de la fig. 1 sauf que le serpentin condenseur n'est pas placé dans la chambre 12 de façon à entourer le coarpressenr 13 et le moteur 14. Dans cette construction, le moteur et le compresseur sont casés dans une chambre commune 71 dont la surface extérieure est exposée à l'at mosphère. La chaleur du moteur est dissipée en partie par radiation à travers les parois de la chambre 71 et en partie par le liquide contenu dans le récipient 17, d'une manière similaire à celle décrite précédemment.
Les vapeurs déchargées par le compresseur 13 qui ont entraîné une quantité de fluide de travail liquide, sont amenées par ur_ conduit 72 et projetées contre une paroi supérieure 73 de l'enveloppe 71. Le liquide coule vers le bas dans le récipient 17, taudis que les vapeurs de réfrigérant montent par un conduit 74 dans un serpentin condenseur 75. Le serpentin condenseur 75 entoure l'en veloppe cylindrique 11 et est pourvu d'un tuyau de retour 76 pour conduire le condensat à la- chambre à flotteur 25.
L'évacuation du condensat de la chambre à flotteur 25 dans la mesure admise par les mouvements de la soupape à flotteur 26 est effectuée à l'aide d'un conduit 77 qui communique avec l'éva porateur 28. Les vapeurs de réfrigérant pro duites dans l'évaporateur sont ramenées à l'admission du compresseur 13 par un conduit approprié 78. Un tuyau de trop-plein 79 communique avec l'intérieur de l'enveloppe 71 et avec le conduit 76 pour permettre la décharge de tout excédent de lubrifiant qui pourrait s'accumuler dans le récipient 17.
De l'eau de condensation est fournie de la chambre de refroidissement 29 par le moyen d'une soupape spéciale 81 à un seïl- pentin de refroidissement 82. Le serpentin de refroidissement 82 est placé concentriquement à l'intérieur du serpentin de condensation 75 et est pourvu d'une décharge 83 pour ramener l'eau chauffée dans le réservoir 52.
Comme représenté sur la fig. 4, la sou pape à eau 81 comporte une boite 84 ayant une tubulure d'admission 85 et des tubulures de décharge 86 et 87. La tubulure d'admis sion 85 communique avec la chambre de refroidissement 29, tandis que la tubulure de décharge 86 est reliée au serpentin de refroidissement 82. La tubulure de décharge 87 peut servir pour le débit de l'eau du réfrigérateur pour l'employer comme boisson ou pour d'autres buts. Le fonctionnement de la soupape est commandé par un plongeur à main 88 qui est pourvu d'un ressort 89 pour repousser le plongeur à la position représentée qui est sa position normale.
Dans cette posi tion, le plongeur établit une communication entre la tubulure d'admission 85 et la tubu lure de décharge 86, permettant ainsi à l'eau froide de circuler de la chambre de refroi dissement 29 au serpentin de condensation 82. Si l'on veut débiter de l'eau du réfrigé- rateur, on repousse. le plongeur 88 de faon à comprimer le ressort 89. Le mouvement initial de ce plongeur a pour effet qu'une douille 91 solidaire de celui-ci obture un passage conduisant à la tubulure de décharge 86, interrompant ainsi la circulation entre la chambre de refroidissement 29 et le serpentin de condensation 82.
Le mouvement ultérieur du plongeur 88 amène un épaulement. 92 prévu sur lui en contact avec un plateau de soupape 93, normalement maintenu en posi tion fermée par un ressort à compression 94, et écarte ainsi le plateau de soupape 93 de son siège 95. L'eau peut alors couler de la chambre de refroidissement 29 par la tubu lure d'admission 85, par des lumières appro priées 96 prévues dans la douille 91 et par l'espace entre le plateau de soupape 93 et son siège 95 à la tubulure de décharge 87 de la soupape à eau.
Après la cessation de la pression sur le plongeur 88, les ressorts 89 et 94 ramènent la douille 91 et le plateau de soupape 93 dans les positions représentécs, ce qui a pour effet que l'écoulement de l'eau par la tubulure de décharge 87 est suspendu et que la communication entre la chambre de refroidissement et le serpentin de conden sation est rétablie.
On voit par la description des fig. 3 et 4 que cette disposition possède également les avantages des moyens pour la circulation de l'eau de condensation. Dans cette construc tion, l'eau relativement froide est évacuée de la partié inférieure de la chambre de refroi dissement 29, monte par le serpentin de refroi dissement 82 étant chauffée sur son passage vers le haut, et retourne au réservoir 52, après quoi elle peut de nouveau être conduite à la chambre réfrigérante 29 par le passage 55.
Les serpentins de condensation et de refroidissement sont disposés de façon que le serpentin 75 qui contient les vapeurs de ré= frigérant, a sa surface extérieure exposée à la température de l'atmosphère extérieure. La chaleur latente du fluide réfrigérant est par conséquent absorbée en partie par l'eau dans le serpentin de refroidissement 82 et en partie par radiation à l'atmosphère. Les serpentins de refroidissement et de conden sation et la chambre réfrigérante sont dis posés de telle façon les uns par rapport aux autres que la circulation par thermo-siphon- nage nécessaire de l'eau de condensation est effectuée.
Dans l'exemple représenté sur la fig. 3, le réservoir 52 est construit de façon à pou voir- être facilement relié, par un conduit 97, à une source d'alimentation d'eau, telle qu'une canalisation d'eau d'une ville. Une soupape à flotteur 98 est prévue dans le réservoir 52 pour régler l'admission d'eau au réservoir et pour maintenir Peau approxinia.- tivement à un certain niveau, tel que repré senté en 99. Il va de soi, par conséquent, que le réfrigérateur d'eau décrit peut être alimenté non seulement d'eau en bouteilles ou de récipients similaires, mais qu'il peut facilement être relié à toute source d'alimen tation d'eau appropriée.
On comprend par la description qui pré cède que les appareils décrits sont des formes pratiques de réfrigérateur d'eau en particu lier applicables dans des bâtiments commer ciaux et industriels dans lesquels le moteur peut être mis en marche en coïncidence avec le commencement du travail et être arrêté à la fin de la journée. Pour l'emploi de ce réfrigérateur, une quantité d'eau assez impor tante est maintenue à une température dé terminée pendant toute période de temps désirée quelle que puisse être la température du local. L'appareil est facilement transpor- table et peut être mis en marche en reliant simplement le moteur à une douille de lampe disponible.
Liquid refrigerator. The object of the invention is a liquid refrigerator, which can for example be used to always maintain a certain quantity of water at a desired cold temperature. The refrigerator according to the invention comprises a compressor, titi condenser and an evaporator as well as a liquid supply chamber for bringing the liquid to be cooled in a cooling chamber undergoing the refrigeration effect of the evaporator, in combination with circulating means for passing cold liquid from the cooling chamber through the condenser and returning it to the supply chamber with a view to absorbing the heat of the working refrigerant fluid,
while using the same feed liquid.
The embodiments of the object of the invention serving for the refrigeration of water are shown, by way of example, in the appended drawing, -in which FIG. 1 is a vertical section. of a first embodiment; Fig. 2 is a detailed sectional view of a discharge member provided in the evaporator; Fig. 3 is a vertical section of another embodiment; Fig.4 is a longitudinal section of a water valve used in the example of fig. 3.
The refrigerator of fig. 1 comprises titi support frame 10 on which is mounted a cylindrical casing 11. In the lower part of the casing 11 is disposed a condensation chamber 12 in which is placed a compressor 13 together with its control motor 14. The com Presser 13 is provided with a port 1b for discharging refrigerant vapors and above the discharge port 15 is mounted a tray 16 to retain any liquid which might be entrained by the vapors discharged by the compressor.
The entrained liquid thus removed from the refrigerant vapors is collected in a receptacle 17 formed by a wall 18 protruding from the casing of the motor and entirely surrounding the compressor 13. The liquid accumulating in the receptacle 17 is conveyed by a conduit 19 to the compressor to provide lubrication and sealing thereof. In the condensing chamber 12 is provided a condenser coil 21 surrounding the compressor and the motor and having an inlet connection 22 and an outlet connection 23.
The condensed liquid in the condensing chamber is supplied therefrom through a conduit 24 to a float chamber 25 in which is disposed a float valve 26 for controlling the passage of the condensed fluid from the condensing chamber. The liquid which passes through the float valve 26 is brought through a conduit 27 to an evaporator 28. The evaporator 28 is housed in a cooling chamber 29 containing a quantity of the liquid which is to be cooled and which is arranged at a higher level. higher than the condensing chamber 12.
The vapors produced in the evaporator return to the compressor through a line 31. As shown in FIG. 2, the duct 31 is arranged so that its inlet portion 32 is disposed above the level of the liquid contained in the evaporator 28, as indicated at 33 (fig. 1). An inverted tube 34 surrounds the inlet portion 32 of the conduit 31 and descends to below the level 33 of the liquid; in its lower part are provided a number of circumferentially spaced openings 35, while its top has a ventilation hole 36.
The inverted tube 34 is surrounded by a socket 37 which rises to above the level 33 of the liquid, but which has a small orifice 38 in its part located below the level of the liquid to allow a determined quantity of liquid is entrained by the refrigerant vapors passing downward between the outer wall of the inverted tube 34 and the inner wall of the sleeve 37. The reversed tube 34 as well as the sleeve 37 are supported by the conduit 31. As shown in fig. 1, the duct 31 communicates with an intake passage 41 provided in the condensation chamber 12 and which in turn communicates with the axial duct of a hollow shaft 42 provided for the motor 14.
The hollow shaft 42 communicates through a lumen 43 with a suction lumen 44 provided in the compressor 13.
The liquid to be cooled can be introduced into the cooling chamber 29 in different ways. A bottle 51 is inverted and inserted into a receiving chamber 52, forming the supply chamber of the apparatus, as is ordinarily practiced in water refrigerators employing ice as a refrigerant, this chamber being arranged at one end. level higher than the cooling chamber 29. The bottle 51 is arranged so that a considerable part of its surface is exposed to the temperature of the ambient atmosphere.
Preferably the bottle is placed in such a way in the receiving chamber 52 that a water level, as indicated at 53, is maintained there. A ventilation opening 54 is provided in the wall of the receiving chamber to allow atmospheric pressure to act on the surface of the water contained in the receiving chamber.
Between the receiving chamber 52 and the cooling chamber 29 is interposed an insulating wall 541, to prevent the conduction of heat between the two chambers. In the wall 51 is provided a passage 55 for letting the liquid flow downwards so that the cooling chamber is completely filled all the time.
Water is extracted from the cooling chamber for use as a beverage or for other purposes, using a tap 56.
A quantity of the water contained in the cooling chamber is brought by titi conduit <B> 57 </B> to the inlet 22 of the condenser coil. The water discharged from the condenser coil is brought through a pipe 58 with a titi coil or radiator 59 surrounding the casing 11. This coil is provided with a discharge pipe 60 which rises upwards in the bottle 51 to return the water. liquid that was used in the condensing operation. A suitable heat insulation 61 is provided between the cooling chamber 29 and the casing 11 to prevent the conduction of heat into the interior of the cooling chamber.
A suitable jacket 62 surrounds the radiator 59 and is so arranged that air can flow freely upward over the turns of the radiator 59.
This apparatus operates as follows: The condensation chamber 12 and the evaporator 28 are both filled to a level as indicated at 20 and 33 respectively with a suitable working fluid. Preferably, a working fluid composed of a coolant and a lubricant which mix easily to form a homogeneous mixture as described in Patent No. 103960 is employed for this purpose.
After inserting the water bottle 51 into the chamber 52, the water flows downward and fills the cooling chamber 29, the passage 55, and the receiving chamber 52 to the approximate level indicated at 53. The Atmospheric pressure acts on the surface of the water 53 to equalize the level of the water contained in the bottle 51 in a well known manner.
After starting the engine 14, the first rotations of the compressor 13 suck through the duct 31, the passage 41, the axial duct of the hollow shaft 42 and the ports 43 and 44 a certain quantity of water to bring the compressor mechanism to state of watertightness. The compressor 13 continues to suck liquid until the moment when the liquid level in the socket 38 shown in FIG. 2 has lowered to such an extent that it uncovers the ports 35, after which the low pressure produced in the evaporator 28 causes the refrigerant component to evaporate from the working liquid contained therein.
Then, the compressor 13 sucks from the evaporator refrigerant vapors which have entrained with them a small amount of liquid working fluid, the amount of this liquid depending on the width of the orifice 38. This constant extraction operation prevents the accumulation, in the evaporator, of the lubricant which is not evaporable at the working pressure which prevails there. In addition, the drive liquid, consisting of a coolant and a lubricant, serves to seal and lubricate the active parts of the compressor mechanism as it passes through it.
The aeration hole 36 provided in the tube 34 avoids the possibility of liquid siphoning out of the evaporator through the duct 31 during periods of shutdown. The above-described method of first making a liquid arrive at the inlet of the compression mechanism and then vapors with an entrained quantity of liquid to seal and lubricate this mechanism is described in patent No. 103960.
The refrigerant vapors withdrawn from the evaporator are discharged through the outlet port 15 and projected against the tray 16, where the entrained liquid is separated from. refrigerant vapors. . The separated entrained liquid falls into vessel 17 over the compression mechanism with any excess liquid overflowing into the lower portion of the condensing chamber. The liquid contained in the container 17 surrounds the compressor 13 and absorbs the heat of compression and at the same time screams a quantity of the heat produced by the engine. The heat from the motor and the compressor is sufficient to evaporate the coolant, leaving a quantity of liquid in the vessel 17 which is substantially lubricant.
This lubricant is brought through the duct 19 to the upper part of the compressor 13 after which it flows down through the various bearings supporting the shaft 42 at the lower part of the engine chamber to then escape through the hole. drain 30 and be entrained by the refrigerant vapors going to the compressor.
The refrigerant vapors discharged by the compressor as well as the vapors given off by heating the liquid in the vessel 17 pass radially outward in the vicinity of the condenser coil 21 which absorbs the heat of evaporation; the resulting condensate being collected in the lower part of the chamber. The passage of the liquid from the condensation chamber to the evaporator, due to the lower pressure prevailing in the latter, is regulated by means of the float valve 26.
During the accumulation of a determined quantity of liquid in the condensing chamber, the float valve is raised to allow the liquid to pass through the conduits 24 and 27 to the evaporator 28 where the refrigerant contained in the liquid is vaporized again and the cycle of operations repeats.
The vaporization of the refrigerant in the evaporator 28 absorbs heat from the liquid surrounding the evaporator, thereby producing a cooling of the liquid supply in the cooling chamber 29. This liquid can easily be discharged at any time by opening the chamber. valve 56. A small quantity of the cold liquid contained in the cooling chamber 29 is brought through the conduit 57 to the lower end of the condenser coil 21. Passing through the condenser coil 21, the cold water absorbs the water. latent heat of the refrigerant vapors and it has been shown that the temperature acquired by this condensed water usually exceeds that of the ambient atmosphere.
Hot water is supplied to radiator 59 having a heat absorbing surface which reduces its temperature substantially to that of the atmosphere before it returns through conduit 60 to bottle 51. Although described above. The use of a radiator to reduce the temperature of the liquid before returning to the bottle, this radiator could be dispensed with, since it has been found that, under certain working conditions, the radiating surface of the bottle 51 is sufficient for reduce the temperature of the water appreciably to that of the ambient atmosphere before it enters the cooling chamber 29 again.
It will be appreciated that the water leaves the bottle substantially with the temperature of the ambient air, passes to the cooling chamber 29 in which its temperature is reduced, is subsequently exposed to the heat of the refrigerant vapors and heated to a temperature. higher than that of the atmosphere, after which its temperature is reduced again to about that of the atmosphere by the use of a heat radiator or by radiation through the walls of the bottle.
The arrangement of the evaporator with respect to the condenser is such that the heating from the condensation takes place at a point below the cooling chamber, and consequently, a thermosiphon circulation of the condensed water is obtained. . The cooling chamber is set up so that the condenser coil is always filled with water. On start-up, the production of a small refrigeration effect only makes cold water available for the condensing operation so that the amount of water in the refrigeration chamber 20 is very quickly cooled to temperature. desired. This rapid production of cold water is of great advantage.
Another advantage of the described construction is that freezing of the water in the refrigeration chamber cannot take place, so that the need for expensive temperature control mechanisms to shut down is avoided. and start the engine.
The embodiment shown in FIG. 3 is similar to that of FIG. 1 except that the condenser coil is not placed in the chamber 12 so as to surround the coarpressenr 13 and the motor 14. In this construction, the motor and the compressor are housed in a common chamber 71 whose outer surface is exposed to the atmosphere. The heat of the motor is dissipated partly by radiation through the walls of chamber 71 and partly by the liquid contained in vessel 17, in a manner similar to that previously described.
The vapors discharged by the compressor 13 which have entrained a quantity of liquid working fluid, are brought by ur_ pipe 72 and projected against an upper wall 73 of the casing 71. The liquid flows downwards into the container 17, slums which the refrigerant vapors rise through a conduit 74 into a condenser coil 75. The condenser coil 75 surrounds the cylindrical casing 11 and is provided with a return pipe 76 to conduct the condensate to the float chamber 25.
The evacuation of the condensate from the float chamber 25 to the extent allowed by the movements of the float valve 26 is effected by means of a pipe 77 which communicates with the evaporator 28. The refrigerant vapors produced in the evaporator are returned to the inlet of the compressor 13 by a suitable duct 78. An overflow pipe 79 communicates with the interior of the casing 71 and with the duct 76 to allow the discharge of any excess lubricant. which could accumulate in the container 17.
Condensation water is supplied from the cooling chamber 29 by means of a special valve 81 to a cooling coil 82. The cooling coil 82 is placed concentrically inside the condensing coil 75 and is provided with a discharge 83 for returning the heated water to the tank 52.
As shown in fig. 4, the water valve 81 includes a box 84 having an intake manifold 85 and discharge pipes 86 and 87. The intake manifold 85 communicates with the cooling chamber 29, while the discharge pipe 86 is connected to the cooling coil 82. The discharge tubing 87 can be used for the flow of water from the refrigerator for use as a beverage or for other purposes. The operation of the valve is controlled by a hand plunger 88 which is provided with a spring 89 to urge the plunger to the position shown which is its normal position.
In this position, the plunger establishes communication between the intake manifold 85 and the discharge manifold 86, thereby allowing cold water to flow from the cooling chamber 29 to the condensing coil 82. If the we want to discharge water from the refrigerator, we push back. the plunger 88 so as to compress the spring 89. The initial movement of this plunger has the effect that a sleeve 91 integral with the latter closes a passage leading to the discharge pipe 86, thus interrupting the circulation between the cooling chamber 29 and the condensing coil 82.
The subsequent movement of the plunger 88 brings about a shoulder. 92 provided on it in contact with a valve plate 93, normally held in the closed position by a compression spring 94, and thus pushes the valve plate 93 away from its seat 95. Water can then flow from the cooling chamber 29 by the inlet manifold 85, by appropriate apertures 96 provided in the socket 91 and by the space between the valve plate 93 and its seat 95 at the discharge pipe 87 of the water valve.
After releasing the pressure on the plunger 88, the springs 89 and 94 return the sleeve 91 and the valve plate 93 to the positions shown, which causes the water to flow through the discharge tube 87 is suspended and communication between the cooling chamber and the condensing coil is reestablished.
It can be seen from the description of FIGS. 3 and 4 that this arrangement also has the advantages of the means for the circulation of the condensation water. In this construction, the relatively cold water is discharged from the lower part of the cooling chamber 29, rises through the cooling coil 82 being heated on its upward passage, and returns to the tank 52, after which it can again be led to the cooling chamber 29 through the passage 55.
The condensing and cooling coils are arranged so that the coil 75, which contains the refrigerant vapors, has its outer surface exposed to the temperature of the outside atmosphere. The latent heat of the refrigerant is therefore absorbed partly by water in the cooling coil 82 and partly by radiation to the atmosphere. The cooling and condensing coils and the cooling chamber are arranged in relation to each other that the necessary thermosiphoning circulation of the condensed water takes place.
In the example shown in FIG. 3, the reservoir 52 is constructed so that it can be easily connected, through a conduit 97, to a water supply source, such as a city water pipe. A float valve 98 is provided in the reservoir 52 to regulate the admission of water to the reservoir and to maintain the water approximately at a certain level, as shown at 99. It goes without saying, therefore, that the disclosed water refrigerator can be supplied not only with bottled water or the like, but can easily be connected to any suitable water supply source.
It will be understood from the foregoing description that the devices described are practical forms of water cooler, particularly applicable in commercial and industrial buildings in which the motor can be started in coincidence with the start of work and be operated. stopped at the end of the day. For the use of this refrigerator, a fairly large quantity of water is maintained at a certain temperature for any desired period of time, whatever the temperature of the room. The device is easily transportable and can be started by simply connecting the motor to an available lamp socket.