Machine frigorifique. La présente invention a pour objet une machine frigorifique dans laquelle le fluide de travail reste constamment à l'état gazeux et qui est caractérisée par au moins deux cycles séparés, à chacun desquels est adjoint un récupérateur et dont chacun est parcouru dans une enceinte à volume variable comprise entre deux pistons coulissant dans deux cylin dres distincts, le piston d'un de ces cylindres séparant la chambre chauffée correspondant à l'un de ces cycles de la chambre refroidie cor respondant à l'autre. Les cycles de cette ma chine peuvent être ouverts ou fermés.
Un des avantages offerts par la présente invention est que la machine selon cette inven tion peut être construite de façon plus simple que les machines connues de ce genre avec plusieurs cycles thermodynamiques. Du fait. que les chambres chauffée et refroidie de chaque cycle se trouvent dans des cylindres distincts, la construction des organes mobiles de la machine peut être plus simple que dans une machine monocylindrique à un seul cycle, car, grâce à cette particularité, il est possible de n'utiliser pour chaque cylindre qu'un seul. mécanisme de bielle et manivelle, par exemple, ou bien qu'une seule liaison à un mécanisme à disque de nutation par exemple.
Le dessin montre, à titre d'exemple, deux ormes d'exécution de la machine selon l'in vention.
La<U>fi-.</U> 1 montre, schématiquement., une première forme d'exécution, et la fig. '? montre la deuxième forme d'exé cution.
La machine représentée à la fig. 1 présente un vilebrequin 142 muni de quatre manivelles 138, 139,140 et 141. Chacune de ces manivelles est accouplée à une bielle 151, une tige de piston 150 et un piston 149. L'articulation entre chaque bielle 151 et la tige de piston correspondante 150 est guidée dans une crosse 1.47. Les quatre pistons 149 se déplacent dans des cylindres 131, respectivement 132, 133 et 134. Chacun de ces cylindres est entouré d'un réchauffeur 135, d'un récupérateur 136 et d'un réfrigérant 137 qui sont parcourus par le gaz renfermé dans les cylindres. L'évacua tion de la chaleur du fluide à refroidir, par exemple l'air d'une armoire frigorifique, s'effectue à l'aide d'ailettes présentées par les parois des réchauffeurs 135.
L'air à refroidir lèche les nervures 152 des quatre cylindres et cède de la chaleur à ces nervures. Dans chaque cycle, la chaleur est transmise au gaz par le réchauffeur 135. Après l'absorption de la cha leur, le gaz est comprimé par le déplacement du piston, de sorte que sa température aug mente. Les gaz plus chauds viennent en con tact avec le réfrigérant 137 et, à travers ce réfrigérant, ils cèdent de la chaleur à de l'eau contenue dans la chemise 153. Cette chemise, avec l'eau de réfrigération, entoure l'ensemble clés quatre cylindres, de sorte qu'il suffit d'une seule pompe d'alimentation. Les ailettes 153 sont. également solidaires des têtes des quatre cylindres 131, 132, 133 et 1.31.
Ceci implique donc que toute la partie supérieure de la machine, c'est-à-dire la partie opposée au vilebrequin, sert au refroidisse ment du fluide à refroidir. Il est, par exemple facile de disposer ces quatre têtes de cylindre dans l'enceinte à refroidir elle-même en fai sant en sorte que le reste de la machine se trouve hors de cette enceinte. Les récupéra teurs 136 peuvent être disposés dans la paroi de l'enceinte à refroidir et ainsi constituer une partie de l'isolement thermique de cette enceinte. On peut souffler l'air à. refroidir entre les ailettes 152 dans cette enceinte à l'aide d'un ventilateur.
Comme le montre le dessin, le réfrigérant du cylindre 131 communique, par une tus au- terie 151, avec l'enceinte située sous le piston dans le cylindre 132. Il en est de même pour les réfrigérants des cylindres 132, 133 et 131 qui communiquent respectivement par les tuyauteries 155, 156 et 157 avec les enceintes formées sous le piston des cylindres 133, 131 et 131. L'espace au-dessus de chaque piston communique immédiatement. avec le réchauf feur 135 qui entoure le cylindre considéré et constitue la chambre chauffée du cycle cor respondant.
Une chambre chauffée 190, située # -tu -dessus d'un piston 119, constitue, ensemble avec le réchauffeur 135, le récupérateur 136 et le réfrigérant 137 du cylindre correspon dant, par exemple du cylindre 1.31, et, avec la, chambre refroidie 193 située sous le piston 119 d'-un autre cylindre, par exemple du cylindre 1.32, une enceinte fermée dans laquelle le gaz est forcé de parcourir le cycle décrit. Le vo lume de cette enceinte est compris entre deux pistons coulissant dans deux cylindres.
Ces pistons sont reliés à deux manivelles qui for ment entre elles un angle de 900. Les pistons se meuvent donc avec un certain déphasage; pour le sens de rotation de la machine indiqué par la flèche 159, qui est celui des aiguilles d'une montre en regardant depuis le moteur 14.5, la variation de volume de la chambre<B>193</B> est décalée en avant par rapport à celle de la chambre 190. On voit que chaque piston 149 sépare la chambre chauffée 190 d'un cycle de la chambre refroidie 193 d'un autre cycle.
La machine friggorifique décrite fonctionne de la manière suivante: Les chambres 190 de chaque cylindre renferment une certaine quantité de gaz. Après que le piston a atteint le point mort supérieur, comme c'est le cas dans le cylindre 133, il se produit, dans cette chambre, une détente, ce qui provoque -Lui refroidissement du -az contenu dans cette chambre. De ce fait, ce gaz peut absorber de la chaleur du fluide à refroidir par l'intermé diaire du réchauffeur 135 et des ailettes 152.
Pendant l'agrandissement consécutif de la chambre refroidie 193, ee gaz, qui a absorbé de la chaleur, traverse un @ récupérateur 136 et un réfrigérant<B>137</B> pour se diriger vers la chambre refroidie 193. Dans cette chambre, ce gaz est ensuite comprimé, de sorte que sa température augmente. En même temps, le gaz est reconduit, par le réfrigérant 137, vers la chambre chauffée 190. Cependant, dans le réfrigérant 137, le gaz cède la chaleur au liquide réfrigérant ambiant dans la chemise 13 et revient donc dans la chambre chauffée 190,à une température plus basse.
Dans cette chambre, il se produit une nouvelle détente, de sorte que le gaz se refroidit et est de nou veau à même d'absorber de la chaleur, ete. Ce mouvement. du gaz s'effectue dans deux cylin dres différents, sous l'effet de deux pistons qui se meuvent avec un décalage de 900. Ce déca lage peut varier pour différentes constructions (le la machine de 60() -1300. Dans un cylin dre déterminé se déroule une partie de cha cun de deux cy cles, qui sont ainsi décalés de 1800.
Les quatre cylindres se trouvent sur un carter commun 158. Le vilebrequin 1-l2, avec les quatre manivelles décalées entre elles de 900, est supporté dans ce carter par cieux pa liers 143 et 111. Ce carter renferme aussi le moteur électrique 145 qui entraîne la ma chine frigorifique, moteur dont les conduc teurs d'alimentation 116 font des joints étan ches avec 1 < L paroi du carter. Les cylindres sont aussi isolés de faé on étanche du carter, car les tiges de piston 150 sont conduites du couvercle intérieur du cylindre à travers des presse-étoupe 118.
Pour rendre les divers canaux de commu nication 154 à. 157 entre les cylindres et les réfrigérants aussi courts que possible, il est. utile de rapprocher autant que possible ces cylindres. La disposition en ligne des quatre cylindres, telle que montrée sur la figure, offre l'avantage de ne requérir qu'un seul vilebre quin. Trois des quatre canaux de eommuniea- tion, à savoir 1.54, 155 et 156, peuvent être très courts, mais le canal de communication 157 entre le premier cylindre 159 et le réfri gérant<B>137</B> dit quatrième cylindre 131 est alors assez long. On pourrait, dans fuie autre forme d'exécution, améliorer la disposition en pla çant. les cylindres deux à deux, en forme de<B>V,</B> sous un angle de 900.
Il suffit alors d'un vile brequin à deux manivelles, mais sur chaque bouton de manivelle sont alors articulées deux têtes de bielle. La forme d'exécution la plus simple est celle dans laquelle les cylindres sont. disposés en carré et dans laquelle l'en- traînement des pistons est assuré par un méca nisme à disque de nutation. Dans ce dernier cas, les quatre canaux de communication peu vent être extrêmement courts. De plus, la ronstruetion de chaque cylindre peut alors être la même, ce qui est particulièrement avantageux pour la fabrication en grande série.
Il est aussi possible de réaliser une forme d'exécution de la machine comprenant trois cycle et trois cylindres, dans laquelle chaque piston sépare la chambre chauffée d'un cer tain cycle de la chambre refroidie d'un autre cycle. Dans ce cas, les trois pistons pourraient être reliés à trois manivelles décalées de 1201) d'un vilebrequin. Pour le reste, la construction de cette forme d'exécution sera analogue à celle de la machine de la fi- 1.
La fig. '_' montre une forme d'exécution à ('eux cycles et à trois cylindres. Dans un cylin dre 161 se déplace un piston 163; clans deux autres cylindres 162 et 186 se trouvent deux pistons<B>167</B> et 169. La tige de piston 168 tra verse un presse-étoupe 188. Les deux cylindres 161 et 162 sont entourés d'un réchauffeur 177, d'un récupérateur 178 et d'un réfrigérant 179 qui sont parcourus par le gaz qui effectue le cycle. Les parois des deux réchauffeurs sont munies d'ailettes<B>180,</B> également reliées aux têtes des cylindres 161 et 162 et léchées par le fluide à refroidir.
Un cycle se déroule dans la chambre chauffée 181, le réchauffeur, le récu pérateur et le réfrigérant. du cylindre 161, le canal de communication 183 et le volume va riable du cylindre 186 constituant la chambre refroidie de ce cycle. Le volume du gaz par courant ce cycle est enfermé entre les pistons 163 et 169. L'autre cycle se déroule dans le volume variable 187 du cylindre 162, consti tuant la chambre chauffée de ce cycle, le ré chauffeur, le récupérateur et le réfrigérant du cylindre 162 et la chambre refroidie 185 du cylindre 161. Le volume de gaz parcourant ce second<I>cycle</I> est enfermé entre les pistons <B>163</B> et 167. On voit que le piston 163 sépare la chambre chauffée 181 du premier cycle de la chambre refroidie 185 du second.
La tige du piston 163, qui se déplace dans le cylindre 161, traverse le couvercle inférieur de ce cylin dre à travers un presse-étoupe 189.
Le piston 163 est commandé, par l'inter médiaire d'une tige de piston 161 et d'une bielle 166, par la manivelle<B>172</B> d'un vilebre quin 171 qui porte, en même temps, la mani velle 173 entraînant les pistons 167 et 169, rigidement assemblés par la tige de piston 168 et commandés par la bielle 161. L'articu lation de la bielle 166 et de la tige de piston 161 est guidée par une crosse 165. L'artieu- lion 170 de la bielle 171 se trouve dans le piston 169 qui fait office de guide pour cette articulation. Les deux manivelles 172 et 173 forment entre elles un angle de 900.
La ma chine est entraînée par un moteur électrique 176, dans le sens opposé à celui des aiguilles d'une montre (en regardant depuis le moteur 1.76) indiqué par la flèche 175, de sorte que le piston 163 est décalé de 901) en arrière par rapport aux pistons 167 et 169. Les variations de volume de la. chambre chauffée 184 sont donc décalées de 900 en arrière par rapport à celles de la chambre refroidie 186 correspon dante. De même, la variation de volume de la chambre refroidie 185 est décalée de 900 en avant par rapport à celle de la chambre chauf fée 187 du même cycle.