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Perfectionnements aux machines frigorifiques
La présente invention se rapporte à la classe de machinesfrigorifiques qui sont basées sur le procédé de l'absorption. La caractéristique de l'invention com- prend des dispositions pour provoquer une circulation ef- fective de la solution, ainsi qu'une évaporation et une absorption suffisantes.
Les figs. 1, 2 et 3 des dessins ci-joints mon- trent les dispositions d'après l'invention.
La fig. 1 représente un générateur 1 ou appa- reil évaporatoire, d'où partent un tube à gaz 3, qui est entouré par un tuyau réfrigérant 4, et un tuyau 9 pour le liquide. Dans la partie inférieure du générateur est dis- posée une chambre d'aspiration 5. Dans cette chambre est disposée l'extrémité inférieure d'un ou de plusieurs tuyaux 6, dont les extrémités supérieures sont courbes et s'ouvrent au-dessus du plus élevé de plusieurs plateaux perforés 27 en forme de cuvette, qui sont disposés au
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dessus du niveau du liquide a de la partie supérieure du générateur 1. Des plateaux de ce genre sont également disposés sur les parois de la partie supérieure de la chambre 5. Le tuyau à soupape 8 débouche dans la chambre 5 au-dessus du plateau le plus élevé.
La chambre 5, peut, si on le désire, être placée à l'extérieur du générateur 1, sans rien changer au mode opératoire. De plus, la sou- pape 7 peut, si on le juge désirable, être placée de ma- nière à être enveloppée par le générateur 1.
Les tuyaux 3, 8,9, partant du générateur 1, sont reliés à un récipient 2, qui sert aussi bien d'ava- porateur que d'absorbeur. Le tuyau 3 débouche dans le ré- cipient 2 de manière telle, et les parois latérales sont pourvues de dispositions telles que le liquide pénétrant par le tuyau 3 dans la partie supérieure du récipient est instantanément divisé sur les parois la,térales au réci- pient et est obligé de couler lentement vers le fond de ce récipient. Ces dispositions peuvent être réalisées de différentes manières. Dans la fig. 1 la disposition com- prend une gouttière ouverte 22 prévue sur les parois la- térales de la partie supérieure du récipient.
Le tuyau 3 débouche au-dessus de cette gouttière,.dont le fond est perforé tout près des parois du récipient.Au-dessous de cette gouttière les parois latérales du récipient sont pourvues de plateaux 23 en forme de gouttière qui descen- dent sous forme d'hélice jusqu'à proximité du fond du ré- cipient. Au lieu de ces gouttières, on peut employer de courtes tablettes qui sont décalées l'une sous l'autre.
Quelle que soit la disposition employée, il faut avoir soin qu'elle assure une liaison intime avec les parois du récipient. Pour cette raison, il est bon de donner aux parois du récipient une forme telle que le liquide venant
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du tuyau soit bien distribué sur les parois et que, de plus, son mouvement de descente soit retardé. Une forme de ce genre peut être obtenue en moulant les tablettes directement dans les parois latérales, ce qui permet d'obtenir aussi une très grande surface de la paroi et a une grande importance pour la transmission de chaleur de l'extérieur des parois.
Le tuyau 9 débouche dans le récipient au-dessus d'une disposition constituée par des plateaux en forme de cuvette 24 superposés, dont les fonds sont perforés de manière que le liquide du tuyau 9 soit obligé de tomber sous forme de pluie d'un plateau sur le suivant. Les pla- teaux 24 sont portés par des tiges verticales 25. Le pla- teau le plus bas 26 n'est pas perforé, mais possède une ouverture centrale à laquelle le tuyau 8 est relié.
La position verticale du récipient 2 par rap- port au générateur 1, ainsi que la disposition du tuyau 9 sont telles que lorsque le liquide se trouve uans le générateur au niveau a, ce liquide peut couler par la pe- santeur, directement dans le récipient 2 par le tuyau 9.
De plus la disposition du récipient 2, du tuyau 8, de la soupape 7 et de la chambre 5 est choisie de aria- nière que le niveau liquide b du tuyau se trouve au ni- veau ou quelque peu au-dessus du niveau ± de la chambre 5.
On supposera que la machine marche avec une solution aqueu- se d'ammoniaque, et que le dispositif réfrigérant 4 et l'absorbeur et l'évaporateur contiennent un ou plusieurs gaz qui ne sont pas ou sont peu solubles dans l'eau, par exemple de l'air. La direction d'écoulement de l'eau dans le tuyau réfrigérant 4 est donnée par les flèches. La partie inférieure du générateur peut être chauffée au moyen de vapeur, d'électricité, par un brûleur à gaz ou autrement
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Lorsqu'on chauffe le générateur 1, l'expulsion de l'ammoniaque commence dans la chambre 5 avant de com- mencer dans le générateur, et se fait aussi plus rapide- ment dans la chambre que dans le générateur.
En conséquen- ce, il se produit une surpression dans la chambre 5, et le liquide de cette chambre est ainsi obligé de couler par les tuyaux 6 dans la partie supérieure du gén érateur 1, où le liquide est répandu sur les plateaux u'où il s'écoule sur le,niveau du liquide a. Lorsque du liquide est ainsi expulsé de la chambre 5, le niveau du liquide baisse dans cette chambre, de façon à découvrir les ex- trémités des tuyaux 6 (voir la fig. 1). Le gaz contenu dans la chambre 5 a ainsi l'occasion de passer par les tuyaux 6 de la chambre 5 dans la partie supérieure du générateur, de sorte qu'il se produit un équilibre des pressions de la chambre et du générateur.
Le surplus du liquide du générateur coule du générateur par le tuyau 9 dans le récipient 2, où il est répandu sur les plateaux 24 et est recueilli sur le plateau 26, d'où le liquide est enlevé par le tuyau 8. Comme à ce moment la pression régnant dans l'appareil est la même dans toutes ses par- ties, le liquide du tuyau 8 coule à travers la soupape 7 dans la chambre 5. Les extrémités des tuyaux 6 sont alors fermées et la pression monte dans la chambre 5, pression fermant la soupape 7 et refoulant le liquide par les tuyaux 6 dans la partie supérieure du récipient, comme déjà décrit. Les plateaux en forme de cuvette 27 de la chambre 5 ont pour but de permettre de recueillir une certaine quantité de liauide avant la fermeture des ex- trémités des tuyaux 6 et en conséquence de la soupape 7.
La capacité des plateaux détermine ainsi la quantité de liquide qui peut être introduite dans le générateur 1 pen-
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dant chaque période de surpression dans l'appareil.
Les plateaux 27 de la chambre et ceux de la partie supérieure du générateur facilitent également l'ex- pulsion du gaz à une températeure inférieure au point d'ébullition du liquide, car répandu sur les plateaux, le liquide présente une surface plus grande que s'il se trouvait sous une forme plus compacte.
Le gaz expulsé est ensuite liquéfié par con- densation dans le tuyau réfrigérant 3, d'où il est conduit dans la gouttière 22 du récipient 2. En coulant par la gouttière 22 et les gouttières 23, le liquide est fine- ment divisé et évaporé.
Le gaz est ensuite mélangé avec de l'air dans le récipient. De ce mélange, le gaz est absorbé par le liquide qui est introduit par le tuyau 9 et s'éboutte des plateaux 24. Les parois du récipient sont refroidies par l'évaporation au liquide conaensé, de la manière usuelle dans les appareils de ce genre. Comme l'évaporation aus- si bien que l'absorption ont lieu dans le récipient 2, ce dernier fonctionne comme évaporateur et absorbeur com- binés.
La fig. 2 représente une autre disposition.
Dans la chambre 5, montée dans la partie infé- rieure du générateur, se trouve une cuvette ouverte 11 qui diminue de diamètre vers son fond. De la partie in- férieure de la cuvette part un tuyau 12 dont l'extrémité supérieure débouche au-dessus du niveau du liquide a dans la partie supérieure du générateur. De plus, un tuyau 13, pourvu d'une soupape 14, à son extrémité inférieure, part de la partie inférieure de la chambre 5. L'extrémité su- périeure du tuyau 15 débouche dans la partie supérieure du générateur, un peu au-dessous du tuyau 12. La partie
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supérieure de la chambre 5 communique, par le tuyau 16, avec la. partie supérieure d'une autre chambre 15, dont la partie inférieure communique aussi avec la chambre 5 par une gouttière étroite 17.
Le tuyau 8 est relié au fond de la chambr.e 15 par une ouverture à soupape 28.
Le fonctionnement est le suivant : en chauffant, une surpression est engendrée dans les chambres 5 et 15, de sorte que le liquide de la chambre 5 est refoulé par les tuyaux 12, 13 dans le générateur. Les volumes et les surfaces des tuyaux sont choisis de manière que la cuvet- te 11 soit vidée un peu avant la chambre 5, de sorte que le niveau du liquide se trouve en d dans cette chambre, lorsque la cuvette 11 a été vidée, et que le gaz de la chambre 5 commence à passer par le tuyau 12 dans le géné- rateur, en provoquant l'équilibre des pressions. Lorsque cet équilibre est obtenu, la soupape 28 est ouverte et une nouvelle quantité deliquide est amenée du tuyau 8.
Comme tout le liauide venant du tuyau 8 n'a pas le temps de passer par la gouttière-étroite 17, la chambre 15 se remplit, de sorte que du liquide coule aussi dans la chambre 5 par le tuyau 16. Le niveau du liquide de la chambre 5 monte aussi rapidement que le gaz peut s'échap- per par le tuyau 12, jusqu'à ce que le liquide remplisse soudainement la cuvette .et ferme le tuyau 12. Lorsque ceci a lieu, la soupape 28 est fermée en raison de la surpression produite. Le liquide de la chambre 15 passe alors dans la chambre 5 par le tuyau 17 jusqu'à ce que les niveauxliquides soient égaux dans les deux chambres.
Le liquide de la chambre 5 est chauffé et est refoulé vers le haut par les tuyaux 12 et 13, comme déjàdécrit.
L'appareil peut fonctionner à une température relative- ment basse, ce qui a une grande importance, car le re- @
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froidissement du tuyau 3 est simplifié, de sorte qu'on peut employer un autre réfrigérant que l'eau.
Dans les dispositions des fig. 1 et 2, la quan- tité de gaz envoyée dans la chambre 5 n'est que celle requise pour refouler le liquide aans le générateur où le dégagement principal de gaz a lieu. Mais on peut aussi envoyer tout le gaz dans la chambre, et une disposition de ce genre est représentée à la fig. 3.
Dans cette disposition le gaz et le liquide sont refoulés aans un récipient 31, d'où ils sont évacués par les tuyaux 3 et 9 de la manière usuelle. Le tuyau 6 est entouré, à son extrémité inférieure, par un tuyau 29 qui est ouvert aux deux extrémités, de sorte que seul du liquide venant du fond du générateur 30 pénètre dans le tuyau 6,
Dans toutes les dispositions ci-dessus décrites on peut utiliser l'évaporateur et absorbeur combinés de la fig. 1.
Mais, comme avec ces dispositions la circula- tion de la solution est sûre et intense, l'évaporation et l'absorption peuvent aussi se faire au moyen de la dispo- sition représentée à la fig. 2. Cette disposition comprend deux récipients 19 et 20, dont les extrémités supérieures sont reliées par le tuyau 32. Les extrémités inférieures des récipients communiquent avec un récipient 18 au moyen des tuyaux 33 et 34. Le tuyau 3 débouche dans le récipient 19, qui est pourvu de plusieurs plateaux inclinés 35. Dans le récipient 20, le tuyau 9 débouche au-dessus d'un pla- teau en forme de cuvette 36, dont le fond est perforé.
Le récipient 20 est entouré par une chemise réfrigérante, et l'espace entre le récipient et la chemise communique avec le tuyau 4,
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Lorsque du liquide passe du générateur dans le récipient 20 par le tuyau 9, ce liquide tombe dans le plateau 36 d'où il s'égoutte à l'état finement divisé et est recueilli dans le récipient 18. L'action du liquide tombant en gouttes a pour effet que le gaz contenu dans le récipient 20 est obligé de descendre dans le récipient 18 et de monter ensuite à travers le récipient 19, pour passer de l'extrémité supérieure de ce récipient, de nou- veau, dans le récipient 20, et ainsi de suite. En consé- quence, les gaz sont obligés de circuler à travers les récipients 19 et 20, comme indiqué par les flèches.
Le liquide évaporé dans le récipient 19 est ainsi obligé de pénétrer dans le récipient 20, où il est mis en contact avec le liquide tombant en gouttes qui l'absorbe.
Dans ce cas, le récipient 19 agit évidemment comme éva-oorateur, tandis que le récipient 20 agit comme absorbeur. Du récipient 18, le liquide et le gaz y ab- sorbé sont amenés dans la chambre 15 par le tuyau 8, com- me déjà décrit.