Brevet FR2569470A1 — publié le 19860228

La présente invention concerne un montage d'évaporateur du type décrit dans le brevet américain 3.766.976 (Gelbard et al) et dans le brevet américain 4.211.090 (Gelbard et al), tous les deux cédés à General Electric Company. Le montage d'évaporateur dans ce type de réfrigérateur, est en fait inclus dans la cloison qui divise le compartiment pour aliments frais du compartiment de congélation. Puisque la cloison incorporant l'évaporateur est totalement située à l'intérieur de l'enceinte du réfrigérateur, il est essentiel que l'espace qu'elle occupe soit aussi faible que possible. La température des compar- timents est maintenue en faisant circuler l'air issu du compar- timent sur des serpentins de l'évaporateur. Du fait que la place est limitée, le flux d'air entre initialement en contact avec la partie avant de l'évaporateur et circule ensuite vers l'aval a travers celui-ci. Quand ceci se produit, de la glace s'accumule sur le bord avant de l'évaporateur et, en conséquence, limite la circulation à travers le reste de l'évaporateur. Selon la présente invention, l'évaporateur est constitue de sorte que sensiblement tout l'air circulant dans la cloison vienne en contact direct avec sensiblement toute la surface de l'évaporateur. Ceci exige que le montage de l'évaporateur et de ses éléments, qui sont conçus et agences pour qu'un maximum d'air circule et agisse, soit construit sous forme d'un ensemble occu- pant un espace minimum dans l'enceinte du réfrigérateur. Selon la présente invention, il est prévu une construc- tion qui assure une répartition régulière de glace sur toutes les surfaces de l'évaporateur et qui atteigne ce résultat d'une façon plus simple et plus efficace et avec des avantages qui n'existent pas dans les agencements du type de l'art antérieur décrits ci- dessus. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir, dans un réfrigérateur de ce type, un agencement à cir- culation d'air et dépôt de givre amélioré qui réduit de façon matérielle l'interférence avec la circulation d'air. Selon la présente invention, il est prévu une enceinte de réfrigérateur comprenant un compartiment de stockage d' ali- ments frais qui doit être maintenu au-dessus de la température de formation de glace et un compartiment de congélation qui doit être maintenu en dessous de la température de formation de glace. Une cloison d'évaporateur divise l'enceinte en ces compartiments. La cloison comprend une partie de paroi inférieure définissant la paroi supérieure du compartiment pour aliments frais et une partie amovible de paroi supérieure définissant la paroi inférieure du compartiment de congélation. La cloison comprend une chaibre d'évaporateur définie entre les parties de parois inférieure et supérieure. Un évaporateur comprenant un élément de tubulure courbé pour former au moins deux parties interconnectées disposées longitudalement et enroulées en hélice, est monté dans la chambre- d'évaporateur, l'axe longitudinal du serpentin arrière étant au- dessus de l'axe longitudinal du serpentin avant. Le serpentin arrière est formé pour laisser une zone située de façon centrale entre les parties d'extrémité enroulées. Egalement, des passages d'air pour diriger un flux d'air à refroidir dans la chambre d'évaporateur sont formés dans la cloison. Les passages d'air comprennent des ouvertures d'entrée dans les parties de parois supérieure et inférieure pour faire entrer l'air en provenance des compartiments pour aliments frais et de congélation et le faire circuler dans la chambre d'évaporateur. Une ouverture de sortie dans la partie de paroi supérieure dirige de l'air dans une voie de passage communiquant avec les compartiments de congélation et pour aliments frais. Un ventilateur, dont le moteur d'entraînement est disposé dans la zone centrale entre les parties d'en roule- ments d'extrémité du serpentin arrière, est situé dans l'ouverture de sortie. Le ventilateur fait circuler l'air depuis les entrées vers les voies de passage et, par l'évaporateur, vers la sortie. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: La figure 1 est une vue de cotg d'un réfrigérateur incorporant la présente invention; La figure 2 est une vue de cOté agrandie et en coupe d'une partie du réfrigérateur représentant la cloison mettant en oeuvre la présente invention; et La figure 3 est une vue de dessus de la cloison, avec des parties crevées pour mieux représenter certains détails. Bien que la présente invention soit applicable à tout réfrigérateur comprenant un ou plusieurs compartiments de stockage et un évaporateur pour refroidir le compartiment disposé dans une chambre d'évaporateur, elle sera plus particulièrement décrite en relation avec un réfrigérateur tel que celui décrit dans les bre- vets de Gelbard susmentionnés auxquels on se référera pour trouver une description plus détaillee des composants du refrig&rateur. Comme le représente la figure 1, le réfrigérateur comprend une enceinte 10 qui comprend un compartiment supérieur de congélation 11, en dessous de la température de formation de glace, et un compartiment inférieur de stockage d'aliments frais 12, au-dessus de la température de formation de glace. Les compar- timents 11 et 12 sont sépares par une cloison isolée, designée de façon générale par la référence 14. Le système réfrigérant comprend un évaporateur 15 situé dans la cloison 14, un condenseur 16 et un compresseur 17 interconnectés en série. Egalement, comme cela est habituel dans les réfrigérateurs ménagers, il est prévu un accumulateur 21 utilisé classiquement dans des buts de traite- ment de charge. La cloison 14 (figure 2) comprend une paroi supérieure amovible 18 et une paroi inférieure 19 définissant une chambre d'évaporateur 20. Il faut noter que la paroi supérieure 18 correspond à la paroi inférieure du compartiment de congélation 11 alors que la paroi inférieure 19 correspond à la paroi supérieure du compartiment pour aliments frais 12. Dans la cloison 14 se trouve un logement 22 qui forme la chambre d'évaporateur 20 dans laquelle l'évaporateur 15 est dispose. Le logement comprend une partie de paroi support 24 espacée et isolée par rapport à la paroi inférieure 19, une partie de paroi supérieure 26 et une par- tie de paroi arrière 28 espacée de la paroi arrière 30 de l'en- ceinte de réfrigérateur 10. Les parois 24 et 26, à la partie avant de la chambre 20, sont espacées pour inclure une ouverture d'entrée 32. Dans le but de maintenir les deux compartiments 11 et 12 aux températures de fonctionnement souhaitées au moyen de l'évapo- rateur 15 contenu dans la chambre d'évaporateur 20, un ventilateur 34 est prévu pour extraire l'air des deux compartiments de stockage. Le ventilateur 34 est monté sur la paroi supérieure 18, ses pales étant au niveau d'une ouverture 35. Avec cet agencement, le ventilateur peut être entretenu en soulevant et enlevant la paroi 18 du montage de cloison. L'air en provenance du compar- timent 11 est extrait par une ouverture 36 dans la paroi 18. L'ouverture 36 est disposée a l'avant d'un passage 38 dans la cloison, conduisant à l'ouverture 32 de la chambre d'évaporateur 20. L'air refroidi par passage dans l'évaporateur 15 est renvoyé vers le compartiment de congélation par une ouverture 35 et un passage 40. Le passage 40 est formé par un élément de protection 42 qui sert à repartir l'air en provenance de l'ouverture 35 au niveau de la sortie de la chambre d'évaporateur 20. L'air en pro- venance du compartiment de stockage 12 est extrait par une ouver- ture 44 dans la paroi inférieure 19. L'ouverture 44 est disposée à l'avant d'un passage 45 conduisant à l'ouverture 32 de la chambre d'évaporateur 20. L'air refroidi par passage dans l'évaporateur est renvoyé au compartiment de stockage 12 par un passage 46. Le passage, tel que représenté en figure 2, est défini par la paroi 28 1 l'arrière de la cloison 14 et par la paroi arrière 30 de l'enceinte de réfrigérateur. Alors que les flux d'air en recir- culation des compartiments 11 et 12 ont été décrits séparément, il faut noter que l'air en provenance des deux compartiments est mélangé quand il entre dans la chambre 20 par l'entrée 32. Dans ce mode de réalisation, environ 90 % de cet air mélangé refroidi est renvoyé au compartiment de congélation 11 tandis que 10 % retourne dans le compartiment pour aliments frais 12. Dans le mode de réalisation représenté de l'invention, l'évaporateur 15 de l'ensemble de réfrigérateur comprend en fait deux éléments de serpentins hélicoÂdaux 50 et 52. Les axes des éléments de serpentins s'étendent parallèlement l'un a l'autre et transversalement a la chambre 20. Le serpentin 52 est disposé à l'arrière, ou en aval, du serpentin 50. Les serpentins 50 et 52 sont reliées en série par une partie de la tubulure de l'évapora- teur qui est partiellement redressée et déformée pour assurer une connexion entre les serpentins éléments 50 et 52 d'un côté de l'évaporateur 15. Comme on le voit mieux en figure 3, le serpentin arrière 52 contient deux parties d'extrémité séparées transver- salement 52a et 52b, créant un espace ou zone central 54. Le ven- tilateur 34 qui, comme cela a été mentionné ci-dessus, est monte sur la paroi supérieure 18 a son moteur positionné partiellement en dessous du serpentin 52 entre les parties d'extrémité 52a et 52b et est de façon générale disposa dans la zone 54. Ltaccumu- lateur 21 du système de réfrigération est situé en-dessous du ser- pentin 52 et de façon générale dans la zone 54 entre les parties d'extremité 52a et 52b du serpentin 52. La surface accrue de transfert de chaleur étendue pour transférer de la chaleur d'un flux d'air ayant passé par l'évapo- rateur 15 vers le réfrigérant circulant dans la tubulure d'évapo- rateur 15 comprend plusieurs ailettes en aiguilles 49 (figure 2) s'étendant de façon générale radialement vers l'intérieur à partir des serpentins 50 et 52, de sorte que toute la structure des ailettes se trouve à l'intérieur de la zône ou volume délimité par les serpentins 50 et 52. Pour maintenir le réfrigérateur 1 un niveau souhaitable de rendement de fonctionnement, il est souhaitable, de temps a autre, de déclencher une opération de dégivrage pour enlever la glace des surfaces de l'évaporateur. Ceci peut être realis4 de nombreuses façons, par exemple en prévoyant un élément de chauf- fage électrique qui est alimente de temps a autre pour faire fondre la glace. Un élément de chauffage électrique 60 approprie, destiné a cet usage, est représenté aux figures 2 et 3 et s'étend transversalement par rapport à la chambre 20. Le moyen de chauf- fage 60 est placé de façon adjacente A la paroi inférieure 24 de la chambre 20, à un emplacement dispose entre les parties infé- rieures des serpentins 50 et 52. Cette disposition du moyen de chauffage, telle que representée en figure 2, permet d'exposer une zone notable des serpentins 50 et 52 à l'énergie rayonnante du moyen de chauffage pendant l'opération de dégivrage. Il faut noter que l'accumulateur 21, en raison de sa situation dans la chaine d' aspiration est, de façon générale, le composant le plus froid du dispositif et, en conséquence, de la glace tend à s'accumuler sur celui-ci de façon plus importante sur les composants plus chauds. L'accumulateur 21, en raison de sa position par rapport au moyen de chauffage 60, telle que repré- sentée en figure 2, est expose à l'énergie rayonnante du moyen de chauffage pendant l'opération de dégivrage. En se référant aux figures 2 et 3, on peut voir que l'air extrait de l'ouverture avant ou de l'entrée 32 de la chambre d'évaporateur 20 sous l'effet du ventilateur 34 circule latéra- lement ou transversalement entre les enroulements d'évaporateur, c'est-àdire par des passages 56 (figure 3) entre les passages ou parties de serpentins 50, 52. Puisque les ailettes en aiguilles 49 sont toutes contenues à l'intérieur de l'hélice, l'air entre d'abord en contact avec l'élément tubulaire o l'humidité commence à s'accumuler sous forme de givre. L'air passant par les passages 56 vient alors en contact d'échange thermique avec la structure d'ailettes internes s'étendant partiellement dans chacun de ses passages depuis le serpentin adjacent, et alors frappe plus ou moins directement les ailettes s'étendant radialement vers l'tintérieur ou vers l'avant 1 partir de la partie arrière du ser- pentin. Selon la présente invention, des moyens sont prévus pour augmenter la tolérance au givre de l'évaporateur en assurant que l'accumulation de givre est répartie également sur les surfaces de l'évaporateur. Pour atteindre cet objet, l'évaporateur 15 du mode de réalisation représenté a une configuration telle que sen- siblement tout l'air circulant dans la chambre 20 entre en contact avec les deux éléments de serpentins 50 et 52. Dans ce but, comme cela est représenté en figure 2, le serpentin 52 est surélevé par rapport au serpentin 50 de sorte qu'une partie du serpentin 52 est effectivement située dans le trajet de l'air passant par ltouver- ture d'entrée 32 de la chambre 20. Puisque le serpentin avant 50 a une surface plus importante, il effectue en fait le refroidisse- ment primaire, une quantité de chaleur notable est d'abord enlev&e par le serpentin 50 alors que la chaleur restante est enlevée par le serpentin 52. La position surélevée du serpentin 52, par sa position par rapport au flux d'air, fournit un évaporateur ayant une plus grande tolérance au givre. En exposant une plus grande partie de la surface totale de l'évaporateur au flux d'air en cir- culation, une répartition plus égale du givre est réalisee. Par cette configuration, dans le cas o le givre s'accumule initiale- ment sur le serpentin avant 50, réduisant ainsi la circulation d'air dans celui-ci, une plus grande quantité d'air circulera alors au-delà de celuici et, alors, la plus grande partie de l'air passera par le serpentin arrière 52. Ceci assure une répartition égale de givre et réduit les risques de blocage de la circulation d'air par accumulation de givre dans l'évaporateur. Pour accroître la répartition d'air passant par la surface de l'évvaporateur, des entrées supplémentaires 66 (figure 3) com- muniquant directement avec la chambre 20 peuvent etre prévues de façon adjacente aux parois latérales de l'enceinte du réfrigéra- teur, de sorte qu'une partie de l'air revenant du compartiment 11 est dirigée vers l'intérieur. Il apparaîtra à l'homme de l'art que ce mode de réalisation décrit ici ne constitue qu'une forme particulière de réalisation de la présente invention. Diverses modifications et variantes pourront être réalisées sans sortir du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1. Agencement de circulation d'air et d'évaporateur dans une enceinte de réfrigérateur (10) comprenant un compartiment pour le stockage d'aliments frais (11) à maintenir à une température supérieure à la température de formation de glace et un compar- timent de congélation (12) à maintenir à une température infé- rieure à la température de formation de glace, caractérisé en ce qu'il comprend: une cloison (14) divisant les compartiments (11, 12), comprenant une première partie de paroi (19) définissant la partie supérieure du compartiment pour aliments frais, comprenant une ouverture d'entrée (44), et une seconde partie de paroi (18) définissant la paroi inférieure du compartiment de congélation, comprenant une ouverture (36) d'entrée d'air et une ouverture (35) de sortie d'air; des passages d'air (38, 45) dans la cloison pour diriger l'air dans les compartiments en passant par les ouvertures d'en- trée dans les première et seconde parties de parois et l'ouverture de sortie (35) dans la seconde partie de paroi; un moyen de ventilation (34) monté sur la seconde partie de paroi, dispose dans la cloison, pour faire circuler de l'air depuis les entrées dans les première et seconde parties de parois par la chambre d'évaporateur vers la sortie dans la seconde partie de paroi; un évaporateur (15) comprenant un élément tubulaire courbé pour former au moins deux parties hélicotdales interconnec- tées (50, 52), s'étendant transversalement dans la chambre d'éva- porateur, l'axe longitudinal du premier enroulement étant sensi- blement parallèle et disposé au-dessus de l'axe longitudinal de l'autre enroulement; de sorte que l'air entrant dans l'ouverture de la chambre de l'évaporateur frappe au moins les deux parties enroulées de l'évaporateur pour augmenter ainsi la tolérance au givrage de l'évaporateur. 2. Enceinte de réfrigérateur selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une chambre d'évapo- rateur dans ladite cloison, disposée entre les entrées (36, 44) dans les parties de parois et la sortie (35) dans la seconde par- tie de paroi, comprenant une ouverture d'entrée (32) communiquant avec lesdites ouvertures d'entrée des parties de parois et une ouverture de sortie alignée avec ladite ouverture de sortie dans la seconde partie de paroi.