FR2534674A1 - Cooling evaporator - Google Patents

Abstract

Evaporator for a cooling installation connected on the one hand to a compressor and on the other to a condenser, characterised in that it consists of a chamber E limited by two semi cylindrical or similar walls A and B. The intake pipe CS connecting the evaporator to the compressor CP terminates in the top part in the vicinity of one of the edge pieces C2 of the plates A or B, while the pipe CA connecting it to the condenser CD opens out in the bottom part in the vicinity of the extreme opposite generatrix.

Description

L'invention se rapporte à un nouveau type d'évaporateur pour installation frigorifique plus particulièrement destiné au refroidissement unitaire d'objets cylindriques ou partiellement cylindriques. The invention relates to a new type of evaporator for refrigeration installation more particularly intended for unit cooling of cylindrical or partially cylindrical objects.

I1 est déjà connu d'utiliser à cette fin notamment pour des canettes,des évaporateurs hélicoîdaux dans le noyau vide duquel on introduit la bouteille-à refroidir. I1 is already known to use for this purpose in particular for cans, helical evaporators in the empty core which is introduced the bottle-to cool.

Pour un bon transfert des frigories on sait qu'un bon contact est nécessaire entre celle-ci et le serpentin de l'évaporateur, ce qui suppose une rigoureuse correspondance des côtes des parties en contact. For a good transfer of frigories it is known that a good contact is necessary between this one and the coil of the evaporator, which supposes a rigorous correspondence of the ribs of the parts in contact.

Cet impératif exclut donc les récipients dont la surface latérale comporte des reliefs - par exemple gravure - pour les bouteilles, bourrelets de sertissage pour les boîtes ou les futs.  This requirement therefore excludes containers whose lateral surface has reliefs - for example engraving - for bottles, crimp beads for boxes or drums.

La transmission du froid dans l'appareil précité se fait d'ailleurs en de mauvaises conditions puisque les surfaces d'échange sont forcément réduites. an contact pouvant exister entre le serpentin et le récipient soit la plupart du temps à une simple génératrice de l'hélice. The transmission of cold in the aforementioned device also takes place in poor conditions since the exchange surfaces are necessarily reduced. an contact that may exist between the coil and the container is most of the time a simple generator of the propeller.

L'invention vise un évaporateur permettant l'introduction du récipient à refroidir non seulement par ses extrémités, mais dans la plupart des cas, aussi latéralement, ce qui permet par exemple de refroidir des bouteilles ayant le jable gravé.. (mention de contenance, de nonréemploi etc.) ou des botes à fonds sertis. The invention relates to an evaporator allowing the introduction of the container to be cooled not only by its ends, but in most cases, also laterally, which makes it possible for example to cool bottles having the engraved rim. (Mention of capacity, non-re-use etc.) or boxes with crimped bottoms.

Enfin, cet évaporateur offre la particularité d'etre auto-serrant, c'est-à-dire d'appliquer sa face interne contre la paroi du récipient à refroidir. Finally, this evaporator offers the particularity of being self-tightening, that is to say of applying its internal face against the wall of the container to be cooled.

Cet auto-serrage est basé sur le principe de la déformation élastique d'un corps creux métallique soumis à une variation de pression d'un fluide. Ce principe est déjà appliqué dans de nombreux dispositifs comme les pressiomètres dits "tube de Bourdon" comportant un tube recourbé dont l'extrémité ouverte d'entrée est fixe, et l'extrémité fermée opposée agit mécaniquement sur un or aane mobile (aiguille,rupteur etc..) quand le tube se déforme sous l'effet de la pression du fluide entrant. This self-tightening is based on the principle of the elastic deformation of a metallic hollow body subjected to a pressure variation of a fluid. This principle is already applied in many devices such as the so-called "Bourdon tube" pressuremeters comprising a curved tube whose open inlet end is fixed, and the opposite closed end acts mechanically on a movable needle gold (needle, breaker etc.) when the tube deforms under the effect of the pressure of the incoming fluid.

Pour la présente application, il ne s'agit plus d'un tube, mais d'une enceinte méplate obtenue par enroulement concentrique de deux plaques de hauteur égale la plaque extérieure sera plus longue de la différence
A L = A D x 3,14, par rapport à la plaque intérieure,
A D étant Q la différence entre les diamètres moyens des 2 plaques assemblées et Q la portion de circonférence totale occupée par l'ensemble.For the present application, it is no longer a tube, but a flat enclosure obtained by concentric winding of two plates of equal height, the outer plate will be longer by the difference
AL = AD x 3.14, relative to the inner plate,
AD being Q the difference between the average diameters of the 2 assembled plates and Q the portion of total circumference occupied by the assembly.

Si on applique une pression P entre ces deux plaques assemblées, la force extérieure P1 = P x S extérieur étant plus importante que la force P2 = P x S intérieur, la force résultante PR = P x A S s'exercera vers l'extérieur, et tendra à dérouler l'ensemble, en écartant les bords extrêmes du montage. Une diminution de pression tendra à la manoeuvre inverse c'est-à-dire diminuer le volume délimité par la plaque intérieure. If a pressure P is applied between these two assembled plates, the external force P1 = P x S outside being greater than the force P2 = P x S inside, the resulting force PR = P x AS will be exerted towards the outside, and will tend to unroll the whole, drawing aside the extreme edges of the assembly. A decrease in pressure will tend to the reverse maneuver, that is to say decrease the volume delimited by the inner plate.

C'est cet effet que l'invention se propose d'utiliser pour obtenir un auto-serrage du récipient par 1 'éva- porateur. It is this effect that the invention proposes to use to obtain self-tightening of the container by the evaporator.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description et des revendications qui suivent, faites en regard des dessins sur lesquels
- la figure 1 est une vue en coupe transversale de l'évaporateur selon l'invention
- la figure 2 est un schéma d'une installation frigorifique en faisant application
- les figures 3 et 4 sont des schémas montrant le fonctionnement.Other features and advantages will appear on reading the description and the claims which follow, made with reference to the drawings in which
- Figure 1 is a cross-sectional view of the evaporator according to the invention
- Figure 2 is a diagram of a refrigeration installation applying
- Figures 3 and 4 are diagrams showing the operation.

Comme on le voit sur la figure 1, cet évaporateur est constitué par deux plaques courbes A et B en métal adéquat réunies l'une à l'autre par exemple par soudure de leurs champs adjacents CA1 - CB1 et CA2 - CB2, de ma nière à être parallèles entre elles et à ménager une enceinte dans laquelle puisse circuler le fluide frigorifique. As can be seen in FIG. 1, this evaporator is constituted by two curved plates A and B made of suitable metal joined to one another for example by welding their adjacent fields CA1 - CB1 and CA2 - CB2, in a manner to be parallel to each other and to provide an enclosure in which the refrigerant can circulate.

Comme il a été précédemment dit, ce fluide à une pression P exercera sur les parois internes de l'enceinte des pressions de force P9 - P2, telles que leur résultante PR tendera à 'touvrir"l'évaporateur comme visible à la figure 3 et pour les raisons qui seront expliquées plus loin. As it was previously said, this fluid at a pressure P will exert on the internal walls of the enclosure pressures of force P9 - P2, such that their resultant PR will tend to "open" the evaporator as visible in FIG. 3 and for the reasons which will be explained later.

Si l'on se reporte à la figure 2, on voit que l'on peut placer l'évaporateur E,la branche basse pression, dans un circuit frigorifique en le reliant d'une part au condenseur CD et d'autre part au compresseur CP. If we refer to Figure 2, we see that we can place the evaporator E, the low pressure branch, in a refrigeration circuit by connecting it on the one hand to the CD condenser and on the other hand to the compressor CP.

Avantageusement, la canalisation Ca venant du condenseur CD, constituant un détendeur (la canalisation étant alors capillaire) (ou au travers d'un détendeur de tout autre type), arrive à la partie inférieure d'un des champs C1 (ou C2), tandis que la sortie CS de l'évaporateur en direction du compresseur se fait par ou près de la partie haute de l'autre champ C2 (ou C1).  Advantageously, the line Ca coming from the condenser CD, constituting a regulator (the line then being capillary) (or through a regulator of any other type), arrives at the lower part of one of the fields C1 (or C2), while the CS outlet of the evaporator towards the compressor is made by or near the upper part of the other field C2 (or C1).

De cette manière, le fluide balaye convenablement l'enceinte comprise entre les plaques A et B, selon les flèches fl - f2. In this way, the fluid suitably scans the enclosure between the plates A and B, according to the arrows fl - f2.

Cette canalisation Cs aboutit à l'aspiration du compresseur CP. This pipe Cs leads to the suction of the compressor CP.

Le refoulement se fait par Cr reliant le compresseur au condenseur CD par exemple du type ventilé. The discharge is made by Cr connecting the compressor to the CD condenser, for example of the ventilated type.

On remarque qu'un tel évaporateur permet la récu- pération de l'huile entraînée par le fluide. It is noted that such an evaporator allows the recovery of the oil entrained by the fluid.

Pour ce, le champ de sortie comporte à sa partie inférieure une canalisation CH-, reliant cette partie au compresseur CP éventuellement par la canalisation Cs à son voisinage dudit compresseur, CH étant capillaire. For this, the output field has at its lower part a CH- line, connecting this part to the compressor CP possibly via the line Cs in its vicinity of said compressor, CH being capillary.

A noter que cette canalisation Cs peut être conformer pour constituer un dispositif de séchage pouvant être placé dans le refoulement du ventilateur V du condenseur. Note that this pipe Cs can be used to form a drying device which can be placed in the outlet of the fan V of the condenser.

La pression dans l'évaporateur étant celle de la branche basse pression (sortie du détendeur-évaporateur- aspiration du compresseur) et variable selon le fluide frigorigène employé et les conditions d'utilisation est inférieure ou au plus, égale à la moitié de la pression régnant dans la branche haute pression (refoulement compresseur, condenseur, entrée du détendeur}, lorsque le système fonctionne normalement. A l'arrêt du compresseur cette basse pression s'égalise avec la haute pression, à une pression moyenne HP - BP + BP. The pressure in the evaporator being that of the low-pressure branch (outlet of the regulator-evaporator-suction of the compressor) and variable depending on the refrigerant used and the conditions of use is less than or at most, equal to half the pressure prevailing in the high pressure branch (compressor discharge, condenser, regulator inlet}, when the system is operating normally. When the compressor stops this low pressure is equalized with the high pressure, at an average pressure HP - BP + BP.

2
il apparaît donc qu'entre les pressions régnant dans l'évaporateur à l'arrêt et en fonctionnement, il existe une différence notable.2
it therefore appears that between the pressures prevailing in the evaporator when stopped and in operation, there is a significant difference.

Exemples : A P pour R.12 1,5 bar
A P pour R.22 3 bars.Examples: AP for R.12 1.5 bar
AP for R.22 3 bars.

A l'arrêts l'évaporateur subissant une pression intérieure plus importante tendra à se dérouler, permettant de placer en son centre l'objet à refroidir R. Dès le démarrage du système frigorifique, la pression chutant dans l'évaporateur, le fera se refermer sur l'objet, assurant une liaison thermique satisfaisante, et un bon rendement de l'appareil;
Ceci est démontré par la formule
K = 1 où K est le coefficient global de conductibilité
e thermique exprimé en Kilocalories par degré centigrade, où e est la distance séparant les surfaces d'échange, exprimée en mètres, et X le coefficient spécifique de conductibilité thermique du corps séparant les surfaces d'échange.When stopped, the evaporator undergoing greater internal pressure will tend to unwind, allowing the object to be cooled to be centered in its center R. As soon as the refrigeration system starts, the pressure falling in the evaporator will cause it to close on the object, ensuring a satisfactory thermal connection, and good performance of the device;
This is demonstrated by the formula
K = 1 where K is the overall coefficient of conductivity
e thermal expressed in Kilocalories per degree centigrade, where e is the distance separating the exchange surfaces, expressed in meters, and X the specific coefficient of thermal conductivity of the body separating the exchange surfaces.

Dans le rapport de K, K est proportionnel à A, et inversement proportionnel à la distance e. In the ratio of K, K is proportional to A, and inversely proportional to the distance e.

Pour augmenter K, il faut donc diminuer "e" par bon serrage de l'évaporateur sur l'objet. To increase K, it is therefore necessary to decrease "e" by correct tightening of the evaporator on the object.

L'application la plus intéressante est le refroidissement d'objet cylindrique, s'inscrivant dans un évaporateur roulé à sa dimension exacte (fûts de bière de petites dimensions, bouteilles, boîtes, etc...) devant être refroidis rapidement sur toute leur surface extérieure afin d'éviter la stratification thermique du liquide (chaud en haut, froid en bas), dans un appareil d'encombrement réduit ; le remplacement du récipient R vide s'effectuant à l'arrêt de l'appareil. The most interesting application is the cooling of a cylindrical object, part of an evaporator rolled to its exact size (small beer kegs, bottles, boxes, etc.) which must be quickly cooled over their entire surface. outside to avoid thermal stratification of the liquid (hot at the top, cold at the bottom), in a space-saving device; the replacement of the empty container R being carried out when the appliance is stopped.

Une modification de quelques millimètres de la circonférence formée par l'évaporateur suffit à serrer ou relâcher l'objet R. Ce système s'applique valablement pour la réfrigération de tout objet de section cylindrique ou approchante, comportant une courbe continue sur au moins la moitié de son périmètre, permettant une introduction latérale ou par les extrémités dans l'évapo- rateur.  A change of a few millimeters in the circumference formed by the evaporator is sufficient to tighten or release the object R. This system applies validly for the refrigeration of any object of cylindrical or approaching section, comprising a continuous curve over at least half of its perimeter, allowing lateral or end insertion into the evaporator.

Claims (4)

REVENDICATIONS 1.- Evaporateur pour installation frigorifique relié d'une part à un compresseur et d'autre part à un condenseur, caractérisé en ce qu'il est constitué par une enceinte limitée (E), par deux parois (A et B) semi-cylin doriques ou similaires. 1.- Evaporator for refrigeration installation connected on the one hand to a compressor and on the other hand to a condenser, characterized in that it is constituted by a limited enclosure (E), by two semi-walls (A and B) Doric or similar cylin. 2.- Evaporateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa section transversale est limitée par deux portions au moins égales à une 1/2 circonférence. 2.- Evaporator according to claim 1, characterized in that its cross section is limited by two portions at least equal to a 1/2 circumference. 3.- A titre d'application de l'évaporateur selon l'une des revendications précédentes, une installation frigorifique comportant dans le sens de déplacement du fluide : un compresseur (CP), un condenseur (CD), un détendeur (DT), l'évaporateur (E), caractérisée en ce que la canalisation d'aspiration (CS) le reliant au compresseur (CP) aboutit à la partie haute au voisinage de l'un des champs (C2) des plaques (A ou B), tandis que la canalisation (CA) le reliant au condenseur (CD) débouche à la partie basse au voisinage de la génératrice extrême opposée. 3. As an application of the evaporator according to one of the preceding claims, a refrigeration installation comprising in the direction of movement of the fluid: a compressor (CP), a condenser (CD), a pressure reducer (DT), the evaporator (E), characterized in that the suction pipe (CS) connecting it to the compressor (CP) ends in the upper part in the vicinity of one of the fields (C2) of the plates (A or B), while the pipe (CA) connecting it to the condenser (CD) opens at the lower part in the vicinity of the opposite extreme generator. 4.- Installation selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une canalisation (CH) d'évacuation de l'huile entraînée par ledit fluide et partant de la partie basse de l'évaporateur située audessous du départ de la canalisation d'aspiration (CS).  4.- Installation according to claim 3, characterized in that it further comprises a pipe (CH) for discharging the oil entrained by said fluid and starting from the lower part of the evaporator located below the start of the suction line (CS).