Installation frigorifique. La présente invention concerne une instal lation frigorifique et elle a pour but de pré voir dans une installation de ce genre des moyens -de réglage permettant de maintenir la température requise entre des limites rap prochées.
Dans beaucoup d'installations frigori fiques, à commande électrique, le courant électrique est automatiquement réglé en tout temps afin de maintenir des conditions de marche uniformes. De plus, beaucoup de ces installations fonctionnement par intermit tence, comme par exemple les installations frigorifiques domestiques à commande élec trique, dans lesquelles une période de fonc tionnement d'environ 1 à 11/1 heures est suivie d'une période d'inactivité d'environ 11/2 à 2 heures, la longueur des périodes dé pendant des devoirs imposés à l'installation frigorifique et du* réglage initial du disposi tif contacteur qui commande le démarrage et l'arrêt du moteur électrique.
Dans cette disposition il est désirable de maintenir la température dans l'enveloppe de réfrigération entre des limites très serrées, à peu près entre 5,5 C et 7,8 C, Autrement dit, la machine travaille jusqu'à ce que la température de l'enveloppe de réfrigération soit réduite à 5,5 C, après quoi la machine reste arrêtée jusqu'à ce que la température s'élève .à 7,8 C, et alors elle démarre auto matiquement et fonctionne pour réduire à nouveau la température à 5,5 C.
Bien 'des formes de dispositifs contac teurs automatiques ont été proposées jus qu'à présent pour ce genre de fonctionne ment; il y en a qui comportent des soufflets extensibles agissant en dépendance de la pres sion du fluide réfrigérant et d'autres, une bande bimétallique ou diaphragme influencé par la température de l'enveloppe de réfrigé ration. Tous ces dispositifs ont été assez com pliqués et d'un prix de fabrication élevé et leur fonctionnement n'a pas donné la satis faction désirée.
Or, l'installation frigorifique qui fait l'objet de l'invention comporte un dispositif pour le réglage de la constance de la tempé rature de façon à maintenir celle-ci entre des limites rapprochées en dessous de la tempé- rature atmosphérique, comportant une boîte fermée disposée en relation d'échange de température avec l'agent réfrigérant de l'ins tallation et remplie d'un agent de commande dont l'état physique et le volume sont sus ceptibles de changer à des températures in férieure et supérieure prédéterminées, et un mécanisme susceptible d'être influencé par les changements de l'état physique de l'agent de commande pour mettre en marche ou ar rêter l'installation frigorifique.
Comme agent de commande, on peut prendre par exemple de l'eau ou une solution aqueuse congelable, pouvant se dilater lors de la congélation; dans ce cas, la dilatation résultant de la congélation de l'eau par exemple et la con traction résultant de la fusion de la glace sont utilisées pour actionner le mécanisme précité qui peut, par exemple, comporter un diaphragme opérativement relié à un inter rupteur de circuit relié en série avec le mo teur, les dispositions pouvant être telles que la congélation de l'eau et la. fusion de la glace aient lieu aux températures de l'enveloppe de 5,5 et 7,8 C, respectivement.
L'action d'un dispositif de réglage de ce genre est po sitive ou impérative parce que les caracté ristiques de congélation et de fusion de l'agent de commande sont toujours les mêmes de mêmè que la dilatation et la contraction par suite de la. congélation et la. fusion qui en sont les conséquences naturelles. En outre, l'énergie développée dans l'opération de con gélation est telle qu'elle peut facilement sur monter toute résistance offerte par le méca nisme actionnant l'interrupteur.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à, titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La @fig. 1 est une vue en perspective d'un dispositif de réglage, le couvercle de sa boîte étant enlevée; La fig. 2 est une vue en ' perspective de ce couvercle; La fig. 3 est une vue partielle en pers pective d'une section de la chambre inférieure du dispositif -de réglage; La fig. .l montre un schéma de connexion du dispositif de réglage combiné avec un moteur électrique pour régler son fonctionne ment, et La fi-' 5 est une élévation partielle de l'ensemble d'une machine frigorifique avec le dispositif de réglage.
La fi-. 1 montre une boîte 10 pourvue d'un couvercle amovible 11 représenté à la fig. 2. La boîte 10 est subdivisée par un diaphragme flexible 12 en une chambre infé rieure à eau 13 et une chambre supérieure d'interrupteur 11. Comme représenté à la fig. 3, le diaphragme est bombé et disposé pour être abaissé normalement dans la direc tion de la chambre inférieure 13 de façon que par suite de la congélation de l'eau dans cette chambre il doit nécessairement se bom ber vers la chambre d'interrupteur 14, après quoi il peut retourner de lui-même, lorsque la glace est fondue, à la. position représen tée.
La chambre inférieure 13 est remplie d'eau en 15, mais il va de soi que l'on pour rait aussi employer une composition liquide telle que de l'eau avec de l'alcool, du chlo rure de calcium avec l'eau etc. ou toute subs tance qui possède des degrés de fluidité va- riants pour différentes températures et qui est susceptible clé se dilater et de se contrac ter en dépendance de celles-ci, la nature du fluide choisi dépendant des températures pour lesquelles le dispositif de réglage devra fonctionner. Un bouchon de remplissage 20 est prévu dans la chambre 13.
Un interrupteur 16 de forme appropriée est prévu dans la chambre 14. On a repré senté ici un interrupteur à mercure du type à bascule, cette forme pouvant facilement être supportée dans la boîte 10 par un mem bre d'appui flexible 17. L'interrupteur est connecté par des fils 18 et 18' avec des bornes 19 et 19' fixées entre le couvercle 11 et le corps de la boîte 10. Un doigt 21 est prévu pour communiquer le mouvement du diaphragme 12 à l'interrupteur<B>16.</B> -Comme représenté à la fi,,,. 4, les bornes 19 et 19' sont reliées en série, par des conducteurs 22, à un moteur 23, dont le mouvement doit être réglé.
Le dispositif de réglage décrit est destiné à l'emploi avec des machines frigorifiques à commande électrique du type à compres sion, mais il va de soi qu'on peut parfaite ment bien aussi l'employer pour les ma chines frigorifiques du type à absorption dans lesquelles le dispositif est utilisé pour régler le courant amené à l'élément de chauffe en dépendance de la température ré gnant dans l'enveloppe de réfrigération.
La fig. 5 montre l'application du dispo sitif de réglage décrit dans une installation frigorifique. Dans cette figure, 24 repré sente une enveloppe réfrigérante, dans la quelle est disposé un élément refroidisseur ou évaporateur 25. Le dispositif de réglage 26 est fixé sur l'évaporateur 25 par un sup port 27 disposé de façon à prévoir un échange de température entre l'évaporateur et le dispositif de réglage. Le dessin montre le dispositif de réglage comme étant en con tact direct avec l'évaporateur, mais dans cer taines conditions il peut être séparé de l'é vaporateur et l'on peut facilement modifier les températures de fonctionnement du dis positif de réglage.
On peut aussi adapter le dispositif de réglage pour fonctionner à dif férentes températures en choisissant un fluide qui a les caractéristiques de fusion et de congélation requises ou on peut employer une combinaison des deux moyens.
La description précédente permet de se rendre compte du ' fonctionnement du dispo sitif de réglage. En supposant que le moteur 23 est en marche et que l'interrupteur est dans la position représentée à la fig. 1, il y a une réduction graduelle de la température régnant dans l'enveloppe de réfrigération par suite de l'absorption constante de chaleur par l'évaporateur 25. De la chaleur est ab sorbée de l'eau clans le dispositif de réglage 26 par l'évaporateur 25 jusqu'à ce que l'eau dans le dispositif de réglage soit gelée. A ce moment, la température dans l'enveloppe de réfrigération peut être par exemple de 5,5 C, la température dans le dispositif de réglage de 0 et la température de l'évapo rateur encore plus basse.
Une congélation ra pide du liquide dans le dispositif de réglage est toutefois empêchée par le fait que, tandis que de la chaleur est enlevée du dispositif de réglage par l'évaporateur 25, de la chaleur est néanmoins absorbée de l'enveloppe de ré frigération par le dispositif -de réglage. La quantité de chaleur prélevée du dispositif de réglage par l'évaporateur est légèrement plus grande que la quantité de chaleur absorbée de l'enveloppe par le dispositif de réglage de façon qu'une opération de congélation lente est assurée. Le temps nécessaire pour cette opération de congélation est calculé de façon à permettre à la machine .de réduire la température dans l'enveloppe de réfrigération de 7,8 à 5,5 C.
Lorsque l'eau se met à geler, elle presse le diaphragme 12 vers l'extérieur vers l'interrupteur en obligeant le doigt ?1 à culbuter l'interrupteur pour couper le circuit du moteur 23.
Ensuite la température de l'enveloppe augmente graduellement jusqu'à ce que le contenu de la chambre inférieure 13 se liqué fie, après quoi le diaphragme 12 retourne de lui-même à la position représentée en fig. 3. Le temps nécessaire à la liquéfaction de la masse gelée est suffisant pour permettre à la température de l'enveloppe de s'élever de 5,5 à 7,8 C.
Pendant cette opération de liqué faction, le dispositif de réglage absorbe de la. chaleur de l'enveloppe et délivre de la cha leur à l'évaporateur, mais à ce moment, ,. la quantité de chaleur délivrée à l'évaporateur est légèrement inférieure à la quantité de chaleur absorbée de l'enveloppe à cause de la température relativement élevée de l'éva porateur pendant les périodes d'arrêt. De cette manière, une fusion lente de la glace est assurée.
Refrigeration installation. The present invention relates to a refrigeration installation and its object is to provide in an installation of this type adjustment means making it possible to maintain the required temperature between close limits.
In many refrigeration installations, electrically controlled, the electric current is automatically regulated at all times in order to maintain uniform operating conditions. In addition, many of these installations operate intermittently, for example electrically controlled domestic refrigeration systems, in which a period of operation of about 1 to 11/1 hours is followed by a period of inactivity. 'approximately 11/2 to 2 hours, the length of the periods of during the duties imposed on the refrigeration installation and of the initial adjustment of the contactor device which controls the starting and stopping of the electric motor.
In this arrangement it is desirable to keep the temperature in the refrigeration jacket within very tight limits, roughly between 5.5 C and 7.8 C. In other words, the machine works until the temperature of the cooling jacket is reduced to 5.5 C, after which the machine remains stopped until the temperature rises to 7.8 C, and then it starts automatically and operates to reduce the temperature again at 5.5 C.
Many forms of automatic contacting devices have hitherto been proposed for this type of operation; there are those which include expandable bellows acting in dependence on the pressure of the refrigerant fluid and others, a bimetallic strip or diaphragm influenced by the temperature of the refrigeration jacket. All these devices were quite complicated and expensive to manufacture, and their operation did not give the desired satisfaction.
However, the refrigeration installation which is the subject of the invention comprises a device for adjusting the constancy of the temperature so as to maintain the latter between close limits below the atmospheric temperature, comprising a closed box arranged in a temperature exchange relation with the refrigerant of the installation and filled with a control agent whose physical state and volume are liable to change at predetermined lower and higher temperatures, and a mechanism capable of being influenced by changes in the physical state of the control agent to start or stop the refrigeration plant.
As a control agent, it is possible, for example, to take water or a freezable aqueous solution, which can expand upon freezing; in this case, the expansion resulting from the freezing of water, for example, and the contraction resulting from the melting of ice, are used to actuate the aforementioned mechanism which may, for example, comprise a diaphragm operatively connected to a switch of circuit connected in series with the motor, the arrangements being able to be such as the freezing of the water and the. Ice melting takes place at shell temperatures of 5.5 and 7.8 C, respectively.
The action of such an adjustment device is positive or imperative because the freezing and melting characteristics of the control agent are always the same as are the expansion and contraction as a result of the. freezing and the. fusion which are the natural consequences. Furthermore, the energy developed in the freezing operation is such that it can easily over-mount any resistance offered by the mechanism operating the switch.
An embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: La @fig. 1 is a perspective view of an adjustment device with the cover of its box removed; Fig. 2 is a perspective view of this cover; Fig. 3 is a partial perspective view of a section of the lower chamber of the adjustment device; Fig. Fig. 1 shows a connection diagram of the adjuster combined with an electric motor for regulating its operation, and Fig. 5 is a partial elevation of the assembly of a refrigerating machine with the adjuster.
The fi-. 1 shows a box 10 provided with a removable cover 11 shown in FIG. 2. The box 10 is subdivided by a flexible diaphragm 12 into a lower water chamber 13 and an upper switch chamber 11. As shown in FIG. 3, the diaphragm is convex and arranged to be lowered normally in the direction of the lower chamber 13 so that due to the freezing of the water in this chamber it must necessarily bulge towards the switch chamber 14, after which it can return on its own, when the ice is melted, to the. position shown.
The lower chamber 13 is filled with water at 15, but it goes without saying that one could also use a liquid composition such as water with alcohol, calcium chloride with water etc. . or any substance which has varying degrees of fluidity for different temperatures and which is likely to expand and contract depending on them, the nature of the fluid chosen depending on the temperatures at which the adjustment device should function. A filler cap 20 is provided in the chamber 13.
A suitably shaped switch 16 is provided in chamber 14. A toggle-type mercury switch has been shown here, which shape can easily be supported in box 10 by a flexible support member 17. The switch is connected by wires 18 and 18 'with terminals 19 and 19' fixed between the cover 11 and the body of the box 10. A finger 21 is provided to communicate the movement of the diaphragm 12 to the switch <B> 16. </B> -As shown in the fi ,,,. 4, the terminals 19 and 19 'are connected in series, by conductors 22, to a motor 23, the movement of which must be regulated.
The adjustment device described is intended for use with electrically controlled refrigeration machines of the compression type, but it goes without saying that it can also be used perfectly for refrigeration machines of the absorption type in in which the device is used to regulate the current supplied to the heating element in dependence on the temperature prevailing in the refrigeration jacket.
Fig. 5 shows the application of the adjustment device described in a refrigeration installation. In this figure, 24 represents a cooling envelope, in which is disposed a cooling element or evaporator 25. The adjustment device 26 is fixed to the evaporator 25 by a support 27 arranged so as to provide a temperature exchange between the evaporator and the regulator. The drawing shows the regulator as being in direct contact with the evaporator, but under certain conditions it can be separated from the evaporator and the operating temperatures of the regulator can be easily changed.
The regulator can also be adapted to operate at different temperatures by choosing a fluid which has the required melting and freezing characteristics or a combination of the two means can be employed.
The preceding description makes it possible to understand the operation of the adjustment device. Assuming that the motor 23 is running and the switch is in the position shown in fig. 1, there is a gradual reduction in the temperature prevailing in the refrigeration jacket as a result of the constant absorption of heat by the evaporator 25. Heat is absorbed from the water in the regulator 26 by evaporator 25 until the water in the regulator is frozen. At this time, the temperature in the cooling jacket can be, for example, 5.5 ° C., the temperature in the adjustment device 0 and the temperature of the evaporator even lower.
Rapid freezing of the liquid in the regulator is however prevented by the fact that, while heat is removed from the regulator by the evaporator 25, heat is nevertheless absorbed from the cooling jacket by the evaporator. the adjustment device. The amount of heat taken from the regulator by the evaporator is slightly larger than the amount of heat absorbed from the casing by the regulator so that a slow freezing operation is ensured. The time required for this freezing operation is calculated so as to allow the machine to reduce the temperature in the refrigeration jacket from 7.8 to 5.5 C.
When the water freezes, it presses the diaphragm 12 outward towards the switch, forcing the finger? 1 to rock the switch to shut off the motor 23 circuit.
Then the temperature of the casing gradually increases until the contents of the lower chamber 13 liquefy, after which the diaphragm 12 returns by itself to the position shown in fig. 3. The time required for the liquefaction of the frozen mass is sufficient to allow the temperature of the envelope to rise from 5.5 to 7.8 C.
During this liquefaction operation, the adjustment device absorbs the. heat from the casing and deliver heat to the evaporator, but at this time,,. the amount of heat delivered to the evaporator is slightly less than the amount of heat absorbed from the casing because of the relatively high temperature of the evaporator during downtime. In this way, a slow melting of the ice is ensured.