Machine frigorifique du type à compression. La présente invention a pour objet une machine frigorifique du type à compression, dans laquelle le mécanisme compresseur est complètement enfermé dans une enveloppe étanche.
L'installation du mécanisme compresseur, qui comprend le compresseur proprement dit et son moteur de commande, dans une en veloppe étanche présente de nombreux avan tages en tant qu'on obtient une disposition très compacte, que l'emploi de boîtes à étoupe est rendu.inutile, qu'un fonctionnement tran quille est assuré et que toute fuite de fluide frigorifique est empêchée.
On a également reconnu en général que le refroidissement à l'air est préférable au re froidissement à l'eau, parce qu'il procure un mode plus facile d'installation et de fonction nement de la machine. Cependant, le pro blème de refroidir de façon convenable un mécanisme compresseur complètement ren fermé en plus de la condensation de la quan tité nécessaire de vapeur réfrigérante s'est révélé comme étant très difficile, lorsqu'on veut employer de l'air et non pas de l'eau comme agent absorbant la chaleur.
Pour parer à cette difficulté, l'enveloppe du mécanisme compresseur est pourvue, suivant l'invention, de saillies de radiation de chaleur prévues à la surface extérieure de l'enveloppe, ce moyen de refroidissement facilitant l'instal lation d'une pareille machine et la rendant mieux appropriée aux usages domestiques aux quels elle est principalement destinée.
En outre, il peut être avantageux de su perposer un ventilateur ou une soufflerie à cette enveloppe de façon que l'air puisse cir culer autour de celle-ci et extraire suffisam ment de chaleur afin de condenser la vapeur réfrigérante déchargée par le compresseur aussi bien que d'absorber la chaleur du mé canisme compresseur. De plus, le ventilateur ou la soufflerie peut être disposé de façon que l'air soit déplacé vers le haut sur les pa rois de l'enveloppe ou ce qu'on peut appeler la chambre de condensation de celle-ci, pour être déchargé à sa partie supérieure.
De cette manière, on obtient de l'air d'en dessous de la chambre de condensation qui a une tem- pérature relativement basse et cet air n'entre jamais en contact avec le moteur actionnant le ventilateur jusqu'au moment<B>dit</B> il a passé complètement par dessus la chambre de con densation.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention appliquée à une installation frigori fique domestique est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé dans lequel: La fig. 1 en est partie une vue en élé vation, partie en coupe ; La fig. 2 est une coupe suivant la ligne I1-11 de la fig. 1; La fig. 3 montre, à plus grande échelle, une coupe verticale axiale des mécanismes condenseur et compresseur que comporte la machine frigorifique représentée aux fig.1 et 2 ;
La fig. 4 montre une vue en plan des mécanismes condenseur et compresseur repré sentés à la fig. 3 ; La fig. 5 est partie une vue en élévation, partie en coupe, de l'évaporateur que com porte la machine frigorifique représentée aux fig. 1 et 2, et La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
On a représenté aux fig. 1 et 2 une ar moire frigorifique 10 ayant une chambre su périeure ou d'accumulation de froid 11 et une chambre inférieure 12. Dans la plupart des machines frigorifiques construites jusqu'à pré sent, cette chambre inférieure 1_ était com plètement occupée par les mécanismes con- denseur et compresseur. Toutefois, les méca nismes condenseur et compresseur de la ma chine représentée sont d'une construction tel lement compacte et sont composés de telle ment peu de parties qu'ils n'occupent qu'une partie relativement petite de cette chambre inférieure.
Cette chambre inférieure est sub divisée en un petit compartiment à mécanis mes 13 et un relativement grand coinparti- nient de provisions 14. Ce dernier comparti ment est de préférence disposé pour recevoir des provisions sèches et la température y régnant est celle de l'atmosphère ambiante. Dans le compartiment 13 sont logés les mé canismes condenseur et compresseur consti tuant un groupe unitaire 15. Une lumière d'admission d'air<B>16</B> est prévue au fond du compartiment à mécanismes et une lumière de sortie d'air 17 est prévue dans la paroi ar rière du compartiment.
Un couvercle amovible 18 est prévu à l'arrière de l'armoire réfrigé rante pour permettre le démontage facile de tout le groupe unitaire 15.
Comme représenté aux fig. 3 et 4, le groupe unitaire 15 comporte une chambre de condensation 20 dans laquelle est disposée une carcasse 30 pour supporter et entourer un compresseur 40 ensemble avec un moteur électrique de commande 19. La carcasse 30 forme ce qu'on peut appeler une enveloppe de moteur 21 et un récipient de lubrification 22. Le moteur 19 comporte un arbre 23 avec une partie creuse 24 et cet arbre est direc tement relié par un accouplement approprié 25 à l'arbre compresseur 26. Les arbres 23 et 26 sont supportés dans un coussinet infé rieur 27, un coussinet intermédiaire 28 et des coussinets supérieurs 29 et 29'. Le coussinet inférieur 27 est logé dans un couvercle amo vible 31 prévu dans la chambre de conden sation 20 pour donner accès au compresseur et au moteur.
Le coussinet intermédiaire 28 est supporté par la carcasse 30, tandis que les coussinets supérieurs 29 et 29' sont montés dans l'enveloppe du compresseur 40.
Le compresseur 40 comporte un orific.e d'admission 32 et un orifice de décharge 33. Un disque collecteur-étal cuir 33' est placé directement au-dessus de l'orifice de décharge 33 et disposé de façon que tout liquide dé chargé par l'orifice 23 soit projeté contre ce disque et ramené dans le récipient de lubri fication 22.
Dans la partie inférieure de la chambre de condensation 20 est prévue une ouverture de décharge 34 pourvu d'un tube 35 s'étendant vers le haut dans la chambre de condensation 20 de façon à maintenir le niveau du réfrigérant condensé autour du moteur 19 à une hauteur déterminée indiquée en 35'. Un conduit d'admission 36 est prévu pour le mécanisme compresseur dans le cou vercle amovible 31. Ce conduit d'admission communique avec la partie creuse 24 de l'arbre moteur 23. Ce dernier comporte, dans sa partie supérieure, un nombre d'ouvertures de décharge 37 qui communiquent par un conduit 38 avec l'orifice d'admission 32 du compresseur.
Le lubrifiant est conduit aux parties mo biles du compresseur 18 par des tubes cou dés 39 et 39' qui communiquent avec la partie inférieure du récipient 22. Le lubrifiant est amené au coussinet intermédiaire 28 par un trou radial 41 partant de la partie creuse 24 de l'arbre moteur qui est en communica tion avec une rainure hélicoïdale 42 de l'arbre moteur s'étendant dans une direction telle que la rotation de l'arbre moteur oblige le lubrifiant à monter vers le haut dans le pa lier 28.
Un collecteur de lubrifiant 43 est prévu sur l'arbre moteur 23 pour recueillir tout lubrifiant qui pourrait s'écouler de l'ex trémité inférieure du coussinet 28. Four la lubrification du coussinet inférieur 27, on n'a point prévu de moyens spéciaux, il n'y a que le conduit d'admission 36 du mécanisme compresseur qui est disposée de façon telle que le fluide qui arrive par elle soit amené à ce coussinet. Tout lubrifiant s'accumulant dans l'enveloppe du moteur 21 est drainé par titi orifice rétréci 44 pour revenir au conduit d'admission 36.
La surface extérieure de la chambre de condensation 20 est munie d'un très grand nombre de nervures de radiation de chaleur 45 avec une chemise 46 qui les entoure de près. La chemise 46 est ouverte à son ex trémité ,inférieure 47 pour l'admission d'air, mais elle est pourvue à son extrémité supé rieure d'un couvercle 48 dans le centre du quel est disposée une ouverture de décharge d'air 50. Dans la partie supérieure de la chambre de condensation 20 est placée une enveloppe 49 dans laquelle est disposé un moteur électrique 51 pour actionner un ven tilateur 52. Dans l'enveloppe 49 est fixé un axe 53 sur lequel est emmanchée une douille 54 reliant le moteur 51 au ventilateur 52.
La partie inférieure de l'enveloppe 49 est établie pour conserver une quantité de lubri fiant à un niveau tel qu'indiqué en 55 et un disque séparateur 56 est interposé entre le bain de lubrifiant de l'enveloppe et le mo teur 51. La douille 54 est supportée par la partie inférieure de l'enveloppe 49 au moyen d'une crapaudine appropriée 57 qui est im mergée dans le bain de lubrifiant. Le lubri fiant est conduit vers le haut à partir de la partie inférieure .de l'enveloppe aux surfaces de coussinets prévues entre la douille 54 et l'axe 53 par une rainure hélicoïdale 59 prévue dans l'alésage de la douille 54. L'axe fixe 53 est percé sur toute sa longueur en 61 pour ramener le lubrifiant par des trous radiale ment disposés 62 à la partie inférieure de l'enveloppe 49.
Le ventilateur 52 est disposé pour évacuer l'air par l'ouverture de décharge d'air 50 et le décharger dans une enveloppe 62 ayant une décharge tangentielle 63 comme représenté à la fig. 4. Cette décharge tangen tielle est disposée dans l'armoire frigorifique 10 de façon à communiquer avec la lumière de sortie d'air 17 prévue dans celle-ci.
II résulte de ce qui précède que les mé canismes condenseur et compresseur de la machine frigorifique sont arrangés de façon très compacte et symétrique par le fait que les deux moteurs de commande aussi bien que le compresseur et le ventilateur sont dis posés coaxialement et en bout. Cette dispo sition procure ainsi une construction ayant titi nombre minimum de parties mobiles et dont le prix de fabrication est relativement bas.
Comme représenté aux fig. 1 et 2, l'ou verture de décharge 34 de la chambre de condensation 20 communique par un conduit 64 avec un évaporateur 65 prévu dans la chambre d'accumulation de froid 11. Une soupape à flotteur 66 est prévue dans le con duit 64 pour régler l'écoulement du liquide dans ladite chambre. Comme représenté aux fig. 5 et 6, l'évaporateur 65 comprend une chambre d'expansion 67 et une chambre 68 contenant du liquide non congelable, tel que de l'alcool et de l'eau. Dans la chambre 68 est ménagée une cavité 69 dans laquelle sont logés des moules 71 dans lesquels on peut faire de la glace.
Un dôme ou réservoir de dilatation 72 superposé à la chambre d'ex pansion 67 communique avec la chambre d'expansion et contient du liquide de travail jusqu'au niveau indiqué en 73. Un conduit de décharge 74 est prévu dans le dôme 72, ce conduit se prolongeant par un conduit 75 s'étendant dans le dôme 72. L'ouverture in térieure de ce conduit est disposée au-dessous du niveau de liquide 73. Une douille inté rieure 76 entourant le conduit 75 présente des orifices d'admission de vapeur 77 dans sa partie supérieure, la partie située au-des sous du niveau de liquide 73 étant étanche à l'exception d'une petite ouverture 78.
Une douille extérieure 79 entoure la douille 76 et est tiuverte à soir extrémité supérieure 81 pour l'admission de vapeur et à soir extrémité inférieure 82 pour l'admission de liquide. Des tamis ou crépines 83 couvrent les parties d'admission de liquide et de vapeur 81 et 82. Comme représenté aux fig. 1 et 2, le conduit de décharge 74 du dôme de dilatation 72 communique par un tuyau 84 avec le con duit d'admission 36 prévu dans la partie in férieure de la chambre de condensation.
Le fonctionnement de la machine sus-dé- crite est le suivant Supposons que la machine frigorifique soit en marche, le liquide de travail remplira alors entièrement la chambre d'expansion 67 de l'évaporateur et le dôme de dilatation 72 jusqu'au niveau indiqué en 73. Le liquide remplit également complètement le récipient 22 aussi bien que la chambre de condensa tion 20 jusqu'au niveau indiqué en 35', tan dis qu'une quantité de liquide est contenue dans la boite de la soupape à flotteur 66.
Le liquide de travail qu'on emploie de pré férence consiste en un réfrigérant et un lu brifiant qui forment ensemble un mélange qui ne petit être séparé en ses constituants que par évaporation et dont on a amplement traité par exemple dans le brevet suisse n 103960.
Le compresseur 18 maintient une pression suffisamment basse dans la chambre d'expan sion 67 de ]''évaporateur pour amorcer la va porisation du liquide de travail 3T contenu. Dans l'opération d'évaporation, de la chaleur est absorbée de la chambre d'accumulation de froid 11 de l'armoire frigorifique 10 et du liquide non congelable contenu dans la cham bre 68.
Comme la plupart des machines fri gorifiques domestiques ne travaillent que par intermittence en dépendance de la température régnant dans l'armoire frigorifique, l'évapo- teur de la forme d'exécution représentée pos sède bien des avantages en ce sens que la chaleur est absorbée directement de l'intérieur de ]''armoire frigorifique par les parois exté rieures de la chambre d'expansion, tandis que les moules à glace 71 sont entourés par une chambre contenant une quantité sensible de liquide non congelable.
Cette disposition per met de conduire la chaleur directement de l'armoire frigorifique à la chambre d'expan sion et elle empêche également une fusion de la glace pendant les périodes d'arrêt de la machine à cause de la capacité d'accumula tion de froid relativement grande de la chambre 68. Autrement dit, la chambre ré frigérante est refroidie par la méthode d'ex pansion directe. tandis que la glace est formée par la méthode indirecte, ce qui présente un travail idéal.
Suivant les fig. 5 et fi, la vapeur produite dans la chambre d'expansion 6 7 s'élève vers le haut par le liquide et entre dans la partie supérieure du dôme ou réservoir 72. Le ré servoir 72 est disposé au-dessus de la chambre d'expansion et contient une quantité sensible de liquide de travail de façon à assurer que la chambre d'expansion soit complètement remplie de liquide cri tout temps. Une dila tation du liquide par suite de l'opération de chauffage est complètement absorbée dans la chambre d'expansion, tandis que l'écume ainsi produite se sépare dans la partie supérieure du réservoir de dilatation<B>72.</B> La chambre d'expansion contient par conséquent toujours une certaine quantité de liquide.
Le dôme de dilatation empêche en outre que des parties du liquide soient emportées par le conduit de décharge 74 au compresseur.
La vapeur accumulée dans la partie su périeure du dôme de dilatation 72 est en traînée par la crépine 83 et par les orifices d'admission 81 et 77 des douilles extérieure et intérieure 79 et 76, respectivement, à l'in térieur de la douille intérieure 76. Dans cette douille, la vapeur passe vers le bas à l'ou verture d'entrée du conduit de décharge 75 et passe ensuite au conduit de décharge 74. Pendant le passage de vapeur, il y a un en traînement constant et uniforme de liquide de travail dans la vapeur dans la mesure admise par l'écoulement du liquide par l'ouverture 78.
Comme il a été mentionné ci-dessus, on emploie de préférence un liquide de travail composé d'un réfrigérant et d'un lubrifiant qui forment ensemble un mélange physique, une circulation constante de ce liquide par l'éva poration étant maintenue par suite de cette opération d'entraînement. Ce mouvement d'en traînement accomplit deux fonctions en ce sens qu'il empêche une ségrégation du lubri fiant dans l'évaporateur et que le liquide en- traîn# lubrifie le mécanisme compresseur sur son passage par celui-ci et le rend étanche. Cette méthode d'entraîner un liquide de tra vail dans la vapeur réfrigérante passant au compresseur est d'ailleurs décrite dans le brevet suisse n 103960.
La vapeur réfrigérante avec la quantité de liquide de travail qu'elle entraîne est amenée par le tuyau 84 (fig. 1 et 2) dans la chambre de condensation en y entrant par le conduit d'admission 36 (fig. 3). Ensuite, elle est entraînée vers le haut par la partie creuse 24 de l'arbre moteur 23 et passe par les ouvertures 37 dans le passage 38 condui sant à la lumière d'admission ou d'aspiration 32 du compresseur: En entrant dans la partie creuse 24 de l'arbre moteur 23, le liquide entraîné dans la vapeur sert à lubrifier le coussinet inférieur 27.
La vapeur réfrigérante est déchargée du compresseur 40 par la lumière de décharge 33 à une pression plus élevée et projetée contre le disque étaleur 33'. Par suite de cette action, le liquide con tenu dans la vapeur se sépare de celle-ci et tombe vers le bas dans le récipient à lubri fiant, 22. Le liquide dans le récipient 22 en toure le compresseur 17 et absorbe la chaleur produite par celui-ci, la chaleur ainsi absorbée étant suffisante pour évaporer la composante réfrigérante du liquide de travail en laissant une quantité de liquide dans le récipient qui est sensiblement du lubrifiant.
Autrement dit, on obtient de cette manière une opération de distillation pour produire un fluide lubrifiant, laquelle opération de distillation absorbe la chaleur engendrée par le mécanisme com presseur aussi bien qu'une partie de la cha leur produite par le moteur.
Le fluide lubrifiant s'accumulant dans le récipient 22 est conduit par les tubes coudés 39 et 39' aux étages respectifs du compres seur pour lubrifier celui-ci et le rendre étanche. L'écoulement du lubrifiant par ces tubes est provoqué par la différence de pression régnant entre la chambre de condensation et l'intérieur des étages respectifs du compresseur. Le lu brifiant pénètre par les différents jeux entre les parties de travail du compresseur et re-. tourne finalement dans la partie inférieure du récipient 22.
Ce lubrifiant n'a qu'une très petite ten dance à couler vers le bas au coussinet in termédiaire 28 parce que à peu près la même pression règne dans l'enveloppe de moteur 21 et dans le conduit d'aspiration 38. Afin d'as surer toutefois une parfaite lubrification du coussinet intermédiaire 28, on a prévu le trou 41 qui est disposé à l'extrémité inférieure du coussinet et qui emprunte, par suite de la force centrifuge, une partie du liquide entraîné dans la vapeur passant par le compresseur. Ce liquide est conduit vers le haut par la rainure hélicoïdale 42 et traverse le coussinet, après quoi il est de nouveau entraîné dans la vapeur réfrigérante passant au compres seur.
Pendant des périodes d'arrêt de la ma chine, il peut se produire des pertes ou fuites d'huile ou lubrifiant du récipient 22 par les jeux entre les parties de travail du compres= leur et cette huile peut s'écouler vers le bas dans le palier intermédiaire 28. Cette huile est empêchée de tomber sur le moteur par le collecteur 43. Après une accumulation suffisante de fluide lubrifiant dans le collec teur 43, ce fluide s'écoule par le trou 41 dans la partie creuse 24 de l'arbre moteur et passe vers le bas et entre dans le coussinet infé rieur 27 et le conduit d'admission 36.
Si la période d'arrêt est de durée suffisante, le fluide lubrifiant finit par remplir le conduit d'admission 36, après quoi il s'accumule dans la partie inférieure de l'enveloppe de moteur 21, l'enveloppe de moteur 21 étant agencée pour retenir, en dessous du moteur, tout le lubrifiant contenu auparavant dans le réci pient 22. Lorsque la machine est remise en marche, le liquide contenu dans le conduit d'admission 36 est d'abord aspiré par le com presseur et sert à le rendre étanche. Ensuite il y a une fuite très lente du lubrifiant con tenu dans l'enveloppe de moteur 21 par l'ori fice étroit 44 au conduit d'admission 36 jus qu'à ce que tout le fluide lubrifiant soit re tourné dans le récipient 22.
La vapeur réfrigérante déchargée par le compresseur ensemble avec la vapeur réfri gérante produite dans l'opération de distilla tion ayant lieu dans le récipient 22 est re cueillie dans la chambre de condensation 20. La rotation du ventilateur 52 provoque un courant d'air constant qui passe par l'ouver ture 16 dans le fond de l'armoire frigorifique vers le haut par-dessus les parois circulaires aussi bien que la paroi de dessus de la cham bre de condensation. De cette manière on obtient de l'air relativement froid et les avan tages bien connus du principe à contre-cou rant. La chaleur est éliminée de la vapeur réfrigérante dans la chambre de condensation et le condensat ainsi produit s'accumule dans la partie inférieure de la chambre.
L'air ayant passé sur les parois de la chambre de con densation est amené en contact avec le mo teur 51 pour absorber la chaleur produite par la marche de celui-ci. L'air chaud est aspiré par l'ouverture de décharge 50 et est dé chargé tangentiellement par la décharge 63 à travers la sortie d'air 17 de la paroi ar rière de l'armoire frigorifique.
En plus du grand nombre de nervures de radiation de chaleur, on a prévu une chemise entourant ces nervures de radiation de façon que la chaleur soit dissipée dans l'air non seulement par les nervures, mais également par la chemise. Autrement dit, la chemise sert non seulement à diriger l'air le long de la paroi de la chambre de condensation, mais augmente aussi le pouvoir de refroidissement des nervures. Ce résultat est très désirable parce qu'il détermine des pressions de con densation plus basses et par conséquent une consommation de courant réduite.
Après une accumulation suffisante de réfrigérant condensé dans la partie inférieure de la chambre de condensation '20, ce conden- sat entre au conduit de décharge 35 et est amené par le conduit 64 à l'évaporateur. Après une accumulation suffisante de liquide dans la boîte de la soupape à flotteur 66, la soupape à flotteur agit pour laisser passer le liquide dans l'évaporateur d'une manière bien connue. Tout excédent de liquide lubri fiant qui puisse s'accumuler dans le réci pient 22 déborde dans la chambre de conden sation et passe à l'évaporateur avec le ré frigérant condensé.
La quantité de condensat entourant l'enveloppe de moteur contribue à l'absorption de la chaleur produite par le moteur.
Comme représenté à la fig. 3, l'enveloppe 99 du moteur de ventilateur 51 contient une quantité sensible de lubrifiant. Ce lubrifiant est amené vers le haut entre l'axe 53 et la douille 54 par la rainure hélicoïdale 59. Après avoir atteint la partie supérieure de l'axe 53, il retourne à la partie inférieure de l'enveloppe par l'axe creux et par les trous radiaux 62.
La crapaudine 57 étant immergée dans le lubrifiant contenu dans l'enveloppe 49, une parfaite lubrification de tous les cous sinets associés au moteur du ventilateur est assurée. La lubrification du moteur du ventilateur aussi bien que du mécanisme compresseur dans la chambre de condensa- tion est automatique et est établie de façon qu'elle ait lieu efficacement et sûrement pour de longues périodes de marche sans surveil lance spéciale.
Compression type refrigeration machine. The present invention relates to a refrigeration machine of the compression type, in which the compressor mechanism is completely enclosed in a sealed envelope.
The installation of the compressor mechanism, which includes the compressor proper and its control motor, in a sealed case presents many advantages in that a very compact arrangement is obtained, that the use of stuffing boxes is made .useless, smooth operation is ensured and any refrigerant leakage is prevented.
It has also been generally recognized that air cooling is preferable to water cooling because it provides an easier mode of installation and operation of the machine. However, the problem of adequately cooling a completely closed compressor mechanism in addition to condensing the necessary amount of refrigerant vapor has been found to be very difficult when it is desired to use air rather than water as a heat absorbing agent.
To overcome this difficulty, the casing of the compressor mechanism is provided, according to the invention, with heat radiation projections provided on the outer surface of the casing, this cooling means facilitating the installation of such a machine. and making it better suited to domestic uses for which it is primarily intended.
In addition, it may be advantageous to be able to perpose a fan or a blower to this envelope so that the air can circulate around it and extract sufficient heat in order to condense the refrigerating vapor discharged by the compressor as well. than absorbing the heat of the compressor mechanism. In addition, the fan or the blower can be arranged so that the air is moved upwards on the walls of the casing or what may be called the condensation chamber thereof, to be discharged at its upper part.
In this way, air is obtained from below the condensing chamber which has a relatively low temperature and this air never comes into contact with the motor operating the fan until the said moment <B>. </B> it went completely over the condensation chamber.
An embodiment of the object of the invention applied to a domestic refrigeration installation is shown, by way of example, in the appended drawing in which: FIG. 1 is part thereof an elevation view, part in section; Fig. 2 is a section taken along line I1-11 of FIG. 1; Fig. 3 shows, on a larger scale, an axial vertical section of the condenser and compressor mechanisms included in the refrigeration machine shown in Figs.1 and 2;
Fig. 4 shows a plan view of the condenser and compressor mechanisms shown in FIG. 3; Fig. 5 is part an elevational view, part in section, of the evaporator that com carries the refrigeration machine shown in FIGS. 1 and 2, and FIG. 6 is a section taken along line VI-VI of FIG. 5.
There is shown in FIGS. 1 and 2 a refrigerating cabinet 10 having an upper or cold storage chamber 11 and a lower chamber 12. In most refrigeration machines built up to now, this lower chamber 1_ was completely occupied by the mechanisms. condenser and compressor. However, the condenser and compressor mechanisms of the machine shown are of such a compact construction and are composed of such few parts that they occupy only a relatively small part of this lower chamber.
This lower chamber is subdivided into a small mechanical compartment 13 and a relatively large food compartment 14. The latter compartment is preferably arranged to receive dry food and the temperature therein is that of the ambient atmosphere. . In compartment 13 are housed the condenser and compressor mechanisms constituting a unitary group 15. An air intake port <B> 16 </B> is provided at the bottom of the mechanism compartment and an air outlet port. air 17 is provided in the rear wall of the compartment.
A removable cover 18 is provided at the rear of the refrigerated cabinet to allow easy dismantling of the entire unit group 15.
As shown in fig. 3 and 4, the unitary group 15 comprises a condensing chamber 20 in which is arranged a casing 30 for supporting and surrounding a compressor 40 together with an electric control motor 19. The casing 30 forms what may be called a casing of motor 21 and a lubricating container 22. The motor 19 has a shaft 23 with a hollow part 24 and this shaft is directly connected by a suitable coupling 25 to the compressor shaft 26. The shafts 23 and 26 are supported in a bearing lower 27, an intermediate pad 28 and upper pads 29 and 29 '. The lower bearing 27 is housed in a removable cover 31 provided in the condensing chamber 20 to provide access to the compressor and the motor.
The intermediate bearing 28 is supported by the carcass 30, while the upper bearings 29 and 29 'are mounted in the casing of the compressor 40.
The compressor 40 has an intake port 32 and a discharge port 33. A leather collector-disc 33 'is placed directly above the discharge port 33 and arranged so that any liquid discharged by the orifice 23 is projected against this disc and returned to the lubrication container 22.
In the lower part of the condensing chamber 20 is provided a discharge opening 34 provided with a tube 35 extending upwardly into the condensing chamber 20 so as to maintain the level of the condensed refrigerant around the motor 19 at a constant level. determined height indicated in 35 '. An intake duct 36 is provided for the compressor mechanism in the removable cover 31. This intake duct communicates with the hollow part 24 of the motor shaft 23. The latter comprises, in its upper part, a number of discharge openings 37 which communicate by a conduit 38 with the inlet port 32 of the compressor.
The lubricant is conveyed to the moving parts of the compressor 18 by neck tubes 39 and 39 'which communicate with the lower part of the receptacle 22. The lubricant is brought to the intermediate bearing 28 through a radial hole 41 starting from the hollow part 24 of the motor shaft which is in communication with a helical groove 42 of the motor shaft extending in a direction such that the rotation of the motor shaft forces the lubricant to rise upwards in the bearing 28.
A lubricant collector 43 is provided on the motor shaft 23 to collect any lubricant which could flow from the lower end of the bearing 28. For the lubrication of the lower bearing 27, no special means have been provided, there is only the intake duct 36 of the compressor mechanism which is arranged in such a way that the fluid which arrives through it is brought to this bearing. Any lubricant accumulating in the casing of the engine 21 is drained through a titi narrowed orifice 44 to return to the intake duct 36.
The outer surface of the condensing chamber 20 is provided with a very large number of heat radiating ribs 45 with a jacket 46 closely surrounding them. The liner 46 is open at its lower end 47 for air intake, but it is provided at its upper end with a cover 48 in the center of which is an air discharge opening 50. In the upper part of the condensation chamber 20 is placed a casing 49 in which is arranged an electric motor 51 to actuate a fan 52. In the casing 49 is fixed a pin 53 on which is fitted a socket 54 connecting the motor. 51 to fan 52.
The lower part of the casing 49 is set to keep a quantity of lubricant at a level as indicated at 55 and a separator disc 56 is interposed between the lubricant bath of the casing and the motor 51. The bush 54 is supported by the lower part of the casing 49 by means of a suitable clamp 57 which is immersed in the lubricant bath. The lubricant is led upwards from the lower part of the casing to the bearing surfaces provided between the sleeve 54 and the axle 53 through a helical groove 59 provided in the bore of the sleeve 54. fixed axis 53 is drilled over its entire length at 61 to return the lubricant through holes radially arranged 62 in the lower part of the casing 49.
The fan 52 is arranged to exhaust air through the air discharge opening 50 and discharge it into a casing 62 having a tangential discharge 63 as shown in FIG. 4. This tangential discharge is arranged in the refrigeration cabinet 10 so as to communicate with the air outlet port 17 provided therein.
It follows from the foregoing that the condenser and compressor mechanisms of the refrigerating machine are arranged in a very compact and symmetrical manner in that the two control motors as well as the compressor and the fan are arranged coaxially and at the end. This arrangement thus provides a construction having titi minimum number of moving parts and the manufacturing price of which is relatively low.
As shown in fig. 1 and 2, the discharge opening 34 of the condensation chamber 20 communicates via a duct 64 with an evaporator 65 provided in the cold storage chamber 11. A float valve 66 is provided in the duct 64 for regulating the flow of liquid in said chamber. As shown in fig. 5 and 6, the evaporator 65 includes an expansion chamber 67 and a chamber 68 containing non-freezable liquid, such as alcohol and water. In the chamber 68 is formed a cavity 69 in which are housed molds 71 in which it is possible to make ice.
A dome or expansion tank 72 superimposed on the expansion chamber 67 communicates with the expansion chamber and contains working liquid up to the level indicated at 73. A discharge duct 74 is provided in the dome 72, this being the case. duct extending into a duct 75 extending into the dome 72. The interior opening of this duct is arranged below the liquid level 73. An interior sleeve 76 surrounding the duct 75 has inlet orifices of vapor 77 in its upper part, the part located below the liquid level 73 being sealed except for a small opening 78.
An outer sleeve 79 surrounds the sleeve 76 and is open at its upper end 81 for the inlet of steam and at its lower end 82 for the inlet of liquid. Screens or strainers 83 cover the liquid and vapor inlet portions 81 and 82. As shown in Figs. 1 and 2, the discharge duct 74 of the expansion dome 72 communicates by a pipe 84 with the inlet duct 36 provided in the lower part of the condensation chamber.
The operation of the above-described machine is as follows Suppose that the refrigerating machine is running, the working liquid will then completely fill the expansion chamber 67 of the evaporator and the expansion dome 72 to the indicated level at 73. The liquid also completely fills the vessel 22 as well as the condensing chamber 20 to the level indicated at 35 ', whereby a quantity of liquid is contained in the box of the float valve 66.
The working liquid which is preferably used consists of a refrigerant and a lubricant which together form a mixture which can only be separated into its constituents by evaporation and which has been extensively dealt with for example in Swiss Patent No. 103960.
The compressor 18 maintains a sufficiently low pressure in the expansion chamber 67 of the evaporator to initiate the va porization of the working liquid 3T contained. In the evaporation operation, heat is absorbed from the cold storage chamber 11 of the refrigeration cabinet 10 and non-freezable liquid contained in the chamber 68.
Since most domestic refrigerating machines only work intermittently depending on the temperature in the refrigeration cabinet, the evaporator of the embodiment shown has many advantages in that the heat is absorbed. directly from inside the refrigeration cabinet through the outer walls of the expansion chamber, while the ice molds 71 are surrounded by a chamber containing a substantial amount of non-freezable liquid.
This arrangement allows heat to be conducted directly from the refrigeration cabinet to the expansion chamber and it also prevents ice melting during periods of machine downtime due to the cold storage capacity. relatively large chamber 68. In other words, the refrigerating chamber is cooled by the direct expansion method. while the ice is formed by the indirect method, which presents an ideal work.
According to fig. 5 and fi, the vapor produced in the expansion chamber 6 7 rises upwards by the liquid and enters the upper part of the dome or tank 72. The tank 72 is disposed above the chamber of. expansion and contains a substantial amount of working liquid so as to ensure that the expansion chamber is completely filled with cry liquid at all times. An expansion of the liquid as a result of the heating operation is completely absorbed in the expansion chamber, while the foam so produced separates in the upper part of the expansion tank <B> 72. </B> The expansion chamber therefore always contains a certain amount of liquid.
The expansion dome further prevents parts of the liquid from being carried through the discharge line 74 to the compressor.
The vapor accumulated in the upper part of the expansion dome 72 is dragged through the strainer 83 and through the inlet ports 81 and 77 of the outer and inner bushes 79 and 76, respectively, inside the inner bush. 76. In this socket, the vapor passes downward to the inlet opening of the discharge duct 75 and then passes to the discharge duct 74. During the passage of vapor, there is a constant and uniform dragging of. working liquid in vapor to the extent allowed by the flow of liquid through opening 78.
As mentioned above, a working liquid composed of a coolant and a lubricant which together form a physical mixture is preferably employed, a constant circulation of this liquid by evaporation being maintained as a result of the evaporation. this training operation. This dragging movement performs two functions in that it prevents segregation of the lubricant in the evaporator and that the liquid entrained lubricates the compressor mechanism as it passes through it and seals it. This method of entraining a working liquid in the refrigerant vapor passing to the compressor is moreover described in Swiss Patent No. 103960.
The refrigerating vapor with the quantity of working liquid which it entrains is brought through the pipe 84 (fig. 1 and 2) into the condensation chamber, entering it through the intake pipe 36 (fig. 3). Then, it is driven upwards by the hollow part 24 of the motor shaft 23 and passes through the openings 37 in the passage 38 leading to the inlet or suction port 32 of the compressor: On entering the part hollow 24 of the motor shaft 23, the liquid entrained in the steam serves to lubricate the lower bearing 27.
The refrigerant vapor is discharged from the compressor 40 through the discharge port 33 at a higher pressure and projected against the spreader disc 33 '. As a result of this action, the liquid contained in the vapor separates from it and falls down into the lubricant container, 22. The liquid in the container 22 around the compressor 17 and absorbs the heat produced by the lubricant. the latter, the heat thus absorbed being sufficient to evaporate the refrigerant component of the working liquid, leaving a quantity of liquid in the container which is substantially lubricant.
In other words, in this way a distillation operation is obtained for producing a lubricating fluid, which distillation operation absorbs the heat generated by the compression mechanism as well as part of the heat produced by the motor.
The lubricating fluid accumulating in the container 22 is led by the bent tubes 39 and 39 'to the respective stages of the compressor in order to lubricate the latter and make it leaktight. The flow of lubricant through these tubes is caused by the pressure difference existing between the condensation chamber and the interior of the respective stages of the compressor. The lubricant enters through the different clearances between the working parts of the compressor and re. finally rotates in the lower part of the container 22.
This lubricant has only a very small tendency to flow downward to the intermediate bearing 28 because approximately the same pressure exists in the motor casing 21 and in the suction duct 38. In order to However, to ensure perfect lubrication of the intermediate bearing 28, provision has been made for the hole 41 which is arranged at the lower end of the bearing and which borrows, as a result of the centrifugal force, part of the liquid entrained in the vapor passing through the compressor . This liquid is led upwards by the helical groove 42 and passes through the pad, after which it is again entrained in the refrigerating vapor passing to the compressor.
During periods of shutdown of the machine, there may be losses or leaks of oil or lubricant from the container 22 by the clearances between the working parts of the compressor and this oil may flow downwards into the intermediate bearing 28. This oil is prevented from falling on the motor through the manifold 43. After sufficient accumulation of lubricating fluid in the manifold 43, this fluid flows through the hole 41 in the hollow part 24 of the shaft engine and passes down and enters the lower bearing 27 and the intake duct 36.
If the stopping period is of sufficient duration, the lubricating fluid ends up filling the intake duct 36, after which it accumulates in the lower part of the engine casing 21, the motor casing 21 being arranged to retain, below the engine, all the lubricant previously contained in the container 22. When the machine is restarted, the liquid contained in the intake duct 36 is first sucked by the compressor and is used to make it waterproof. Then there is a very slow leakage of the lubricant held in the motor casing 21 through the narrow port 44 to the inlet duct 36 until all the lubricating fluid is returned to the container 22.
The refrigerant vapor discharged by the compressor together with the refrigerant vapor produced in the distillation operation taking place in the vessel 22 is collected in the condensing chamber 20. The rotation of the fan 52 causes a constant flow of air which passes through the opening 16 in the bottom of the refrigeration cabinet upwards over the circular walls as well as the top wall of the condensing chamber. In this way, relatively cold air is obtained and the well known advantages of the countercurrent principle. The heat is removed from the refrigerant vapor in the condensing chamber and the condensate thus produced accumulates in the lower part of the chamber.
The air having passed over the walls of the condensation chamber is brought into contact with the motor 51 in order to absorb the heat produced by the operation of the latter. The hot air is drawn in through the discharge opening 50 and is tangentially released by the discharge 63 through the air outlet 17 of the rear wall of the refrigeration cabinet.
In addition to the large number of heat radiating ribs, a jacket has been provided surrounding these radiation ribs so that heat is dissipated into the air not only through the ribs, but also through the jacket. In other words, the jacket not only serves to direct air along the wall of the condensation chamber, but also increases the cooling power of the ribs. This result is very desirable because it results in lower condensing pressures and therefore reduced current consumption.
After sufficient accumulation of condensed refrigerant in the lower part of the condensing chamber 20, this condensate enters the discharge line 35 and is fed through the line 64 to the evaporator. After sufficient accumulation of liquid in the box of the float valve 66, the float valve acts to pass the liquid into the evaporator in a well known manner. Any excess lubricating liquid which may collect in vessel 22 overflows into the condensing chamber and passes to the evaporator with the condensed refrigerant.
The amount of condensate surrounding the motor casing contributes to the absorption of the heat produced by the motor.
As shown in fig. 3, the casing 99 of the fan motor 51 contains a substantial amount of lubricant. This lubricant is brought up between the shaft 53 and the sleeve 54 by the helical groove 59. After reaching the upper part of the shaft 53, it returns to the lower part of the casing via the hollow shaft and through the radial holes 62.
The crapaudine 57 being immersed in the lubricant contained in the casing 49, perfect lubrication of all the sinets necks associated with the fan motor is ensured. The lubrication of the fan motor as well as of the compressor mechanism in the condensing chamber is automatic and is established in such a way that it takes place efficiently and reliably for long periods of operation without special supervision.