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BREVET D'INTENTION.
PROCEDE DE REFRIGERATION ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN PRATIQUE
DU PROCEDE
La présente invention a pour objet un procédé de réfrigération et un dispositif pour la mise en pratique du procédé ; d'après l'invention, on obtient des effets uniformes et surs avec un appareil de dimensions relativement faibles en comparaison avec celles des appareils utilisés jusqu'à ce jour et le nouveau dispositif est avec cela simple et peu encombrant.
D'après l'invention, on utilise comme agent réfri- gérant le chlorure de méthyle de la formule CH2CI2, préfé- rablement rectifié par exemple par distillation; ce réfri- @ gérant est évaporé, comprimé et condensé sous unè pression qui toujours n'est pas matériellement plus forte que la
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pression atmosphérique, et préférablement dans un vide par- tiel.
Le dispositif de réfrigération comprend un éva- porateur, un compresseur et un condenseur, connectés en sé- rie dans un système circulatoire fermé; l'évaporateur est du type non submergé, et'le chlorure de méthyle est amené aux surfaces d'évaporation par quantités toujours supérieu- res à celles qui s'évaporent.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple la dispostion d'un système de construction simple,. conforme à l'invention.
1 est un.appareil évaporatoire du type non submer- gé. c'est-à-dire qu'il comprend un grand nombre de tubes 2 qui passent à travers le réservoir de l'appareil, et sur lesquels les jets 3 projettent en pluie la substance réfri- gérante, laquelle est expulsée de force à travers les jets par une pompe 4 qui fait arriver le liquide auxdits jets en le refoulant à travers le tuyau alimentaire 5,
La partie inférieure du réservoir de l'appareil sert pour recevoir l'excédent de réfrigérant, la quantité de ce liquide qui circule localement dans l'appareil éva- poratoire dépassant toujours considérablement la quantité qui s'évapore.
Le réfrigérant sortant des jets coule sur les tubes 2. et y forme une couche mince; l'excédent tombe au fond du réservoir et il est remis en circulation par la pompe qui l'aspire du dit fond à travers le tuyau 6.
7 est un tuyau qui part de la partie supérieure du réservoir de l'appareil et qui conduit à un compresseur 8, dont la fonction est d'aspirer les vapeurs de la partie de réservoir en question et de les comprimer. Les vapeurs comprimées sont ensuite envoyées à travers le tuyau 9, dans un condenseur 10 où elles sont condensées, et elles revien-
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nent ensuite sous forme de liquide, à travers le tuyau 11,m à la partie inférieure du réservoir, cela grâce à la dif- férence de vide ou de pression qui existe entre ledit réservoir et le condenseur, différence qui est le résultat de l'action du compresseur.
L'agent de refroidissement pour refroidir et condenser la vapeur comprimée passant à tra- vers le condenseur, entre par le tuyau 12 et sort par le tuyau 13
On remarque que la substance réfrigérante circule dans un chemin fermé. On pourra utiliser d'autres moyens va- riés pour faire circuler le réfrigérant à travers l'appa- reil évaporatoire, mais en vue de l'obtention d'un appareil simple, c'est la construction qui vient d'être décrite et qui comprend la pompe 4 qui est pourtant préférable.
Le compresseur 8 est préférablement du type des ventilateurs centrifuges, fonctionnant avec une différence de pression relativement faible entre l'appareil évapora- toire et le condenseur, comme par exemple une différence de pression de moins d'un kilogramme par centimètre carré, soit. de 700 grammes ou moins même par centimètre carré. Le com- presseur évidemment crée la différence de pression entre l'appareil évaporatoire et le condenseur, et il est progres- sivement sous pression entre les deux.
La pression intérieure d'une partie du système,. quelle Qu'elle soit, n'est jamais matériellement supérieure à la pression atmosphérique,, et préférablement et usuelle- ment,, cette pression est légèrement plus faible que la pres- sion atmosphérique, c'est-à-dire qu'il existe un vide par- tiel, afin que la substance réfrigérante soit en ébullition aux températures auxquelles on opère ordinairement. La pres- sion dans l'appareil évaporatoire étant nécessairement plus faible que la pression dans le condenseur, cela pour les raisons ci-dessus expliquées, elle est donc toujours posi-
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tivement inférieure à la pression atmosphérique, et la pres- sion.dans le condenseur est aussi usuellement et préférablement un peu au-dessous de la pression de l'atmosphère.
Le chlorure de méthyle convient spécialement à des systèmes de réfrigération utilisant des compresseurs centri- fuges; cela à cause de la densité spécifique relativement grande de ses vapeurs,densité qui est approximativement trois ( soit 2.91) fois plus grande que celle de l'air,, et encore à cause de la sécurité qu'il donne età cause de son volu- me comparativement grand,, qui en combinaison avec la densi- té spécifique donne de très bonnes proportions mécaniques à un compresseur centrifuge, c'est-à-dire que la chaleur la- tente et la densité des vapeurs du chlorure de méthyle étant relativement grandes,. il sera possible d'utiliser un compres- seur qui tout en étant plus petit que ceux jusqu'ici employés dans d'autres systèmes, aura une capacité ou rendement équiva- lent.
Le chlorure de méthyle n'est combustible ni à l'état de vapeur$ ni à l'état liquide,, et tous ses mélanges avec 1; air sont inexplosibles. Il ne bout ni se gazéifie à la tempé- rature ordinaire des locaux,.de sorte que dans le cas même où une portion- serait répandue ou fuirait,, il n'y aurait pas de gazéification à la température ordinaire,.et l'on ne ris- querait donc pas que les locaux seraient remplis de vapeurs.
Lorsque l'appareil frigorifique est au repos, le système est toujours sous vide. Cela est essentiellement vrai,, parce que précisément le chlorure de méthyle purifié bout à 39,4 degrés centigrades,, ou autrement dit,, il est ca- pable d'exercer une pression égale à une atmosphère lors- qu'il est à la température de 39,4 degrés. Puisqu'une ins- tallation ne se fera pas à 1'ordinaire dans un local où rè- gne une température de 39,4 degrés centigrades,, le chlorure de méthyle dans le système sera à une température inférieure
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à 39,4, et sous une pression correspondante inférieure à la pression atmosphérique.
Mais pendant le fonctionnement du sys- tème, les conditions sont tout autres; J'appareil évaporatoi- re fonctionne toujours sous un vide, puisque dans la pratique une saumure circule à travers les tubes 2, et que la tempé- rature de la saumure est toujours au-dessous de se,4 degrés centigrades. Et pourtant dans le condenseur où la chaleur provenant du procédé de réfrigération est emportée par l'eau du condenseur,;11 est possible qu'une pression puis- se légèrement dépasser une atmosphère; par exemple,, si l'eau entre dans le condenseur à la température de 24 degrés cen- tigrades, la chaleur à enlever du chlorure de méthyle pour- ra chauffer l'eau condensante de sorte que celle-ci quit- te le condenseur à une température de 40,5 degrés centigra- des.
Dans ces conditions,,la température du chlorure de mé- thyle dans le condenseur doit nécessairement dépasser de quel- ques degrés celle de l'eau condensante' pour pouvoir être abaissée par cette eau,, et la pression de condensation dépas- sera alors légèrement la pression atmosphérique*.
La description qui précède aura fait comprendre que si l'on ouvre l'appareil; il n'y aura pas précipitation au dehors ou échappement de vapeur de chlorure de méthyle, et puisque la pression atmosphérique, le point d'ébutllition du- dit chlorure est au-dessus de la température normale du 10- cala, le chlorure de méthyle exposé ne fuira pas en bouillant.
Le résultat est donc qu'avec un appareil fonction- nant à une pression inférieure à la pression atmosphérique, l'agent de réfrigération n'aura aucune tendance à s'échap- per de l'appareil pendant que celui-ci fonctionne.'
Dans la pratique il est désirable d'enlever autant que possible l'air et la vapeur d'eau qui pénètrent dans le système de réfrigération par suite de manque d'étanchéité ;
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on ménage donc dans une installation selon l'invention, des dispositifs appropriés à cet effet. Pour plus de simplicité de la description et du dessin, ces dispositifs ont été omis.
Le chlorure de méthYle s'obtient commercialement par grandes quantités à un prix modéré,, et ainsi qu'il a été mentionné ci-dessus,, il ne présente aucun danger aux points de vue de risque d'explosion, d'inflammabilité et de toxicité.
]lais le chlorure de méthyle commercial contient à coté du chlorure pur,, des produits plus ou moins chlorurés qui in- fluent sur les températures entre lesquelles il bout ; ainsi par exemple certains échantillons du produit du commerce com- mencent à bouillir à 40,5 degrés centigrades, à la pression atmosphérique., et cessent de bouillir à 65,5 degrés. Les par- ties les plus volatiles s'évaporent d'abord dans une pro- portion plus forte que les autres, et leur volume de vapeur se trouvera réduit par rapport au volume des autres, par suite des fuites et des pertes avec de l'air de purge.
Il s'en suit que le point minimum d'ébuliition de l'agent réfri- gérant s'élèvera graduellement pendant l'usage, diminuant ain- si la capacité frigorifique relative au compresseur,, à moins que les pertes ne soient remplacées aussitôt qu'elles se produisent..
On pourra maintenant obtenir un produit uniforme,, c'est-à-dire un produit avec un point d'ébullition diffé- rent qui ne change ou ne varie pas pendant l'usage, en puri- fiant le chlorure de méthyle du commerce, par exemple par distillation; on arrive ainsi à éliminer largement les pro- duits plus ou moins chlorurée, et la variation des points d'ébUllition devient si petite, insignifiante,, que l'on puisse la négliger dans la pratique.
Le produit purifié. bout entre 39,4 et 40,5 degrés centigrades, c'est-à-dire entre des limites distantes de 2 seulement l'une de l'autre et la densité du liquide est approximativement de 1,38 à 15 ;à
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cause de son point d'ébullition déterminé et uniforme,, ain- si qu'à cause de sa forte densité et de sa grande chaleur latente,, le produit en question est particulièrement précieux dans des systèmes de réfrigération fonctionnant avec des différences de pression relativement faibles entre l'appa- reil évaporatoire et le compresseur préférablement du type centrifuge.
Il s'en suit que dans des systèmes de réfrigéra- tion établis selon le principe de la présente invention, il est préférable d'enlever d'abord du chlorure de méthyle du commerce, les produits chlorurés plus ou moins,, de sorte à obtenir un produit bel et bien.pur comme il a été décrit ci- dessus.