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Procédé pour la production continue de froid suivant le système par compression. la présente invention a pour objet une machine frigorifique pour les petites consommations,machine qui réunit de la manière la plus avantageuse pour les conditions imposées les propriétés nécessaires d'économie,de simplicité,de robustesse, etc.
Lamachine fonctionne suivant le procédé par compression dans lequel la variation d'état d'un liquide amené à l'état de vapeur est utilisée pour la production de froid et la reliquéfaction se fait en circuit fermé au moyen d'un compresseur. La présente invention se rapporte au mode de réalisation dû compresseur en corrélation avec la disposition d'ensemble,ainsi qu'aux agents réfrigérantset aux liquides accessoires convenant pour ces appareils. Les compresseurs usuels actuellement pour ces instal lations sont des compresseurs à pistons dans lesquels l'éner- gie mécanique est transformée directement en énergie poten-
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tielle du gaz comprimé.
Les nombreuses constructions de cc,mpres- seurs à pistons,à pistons rotatifs,à roues dentées,! membranes, etc,ont leur origine dans la tendance d'augmenter la sécurité de fonctionnement par la simplification de la construction, ce qui n'est possible que dans une mesure limitéeCar l'usure des pièces glissantes même en cas de graissage le plus soigneux, ainsi que les phénomènes de fatigue des pièces (ressorts, membra- nes,etc) qui sont soumises à des déformations continuelles à l'intérieur des limites d'élasticité;conduisent à des dérange- ments et exigent par conséquent le contrôle continuel d'un homme de métier.
Pour éviter cet inconvénient,on intercale dans le com- presseur suivant le présent procédé;l'énergie cinétique entre l'énergie mécanique et l'énergie potentielle,c'est à dire que le compresseur fonctionne comme turbo-cam presseur.Maïs comme par suite des grandes hauteurs de refoulement,des petites quantités aspirées et des densités spécifiques minimes,le turbo-compresseur aurait de grandes roues,des vitesses de rotation élevées,des auba, ges défavorables et un très mauvais rendement on intercale dans l'objet de la présente invention,un liquide auxiliaire c'est à dire une substance ayant une très forte densité spécifique qui se charge de la compression proprement dite de l'agent réfrigé- rant à l'état de vapeur.
la diminution de rendement provenant de l'introduction du liquide auxiliaire est contrebalancée par une amélioration dans la transformation de l'énergie, de sorte qu'il en résulte une amélioration positive du rendement total.Cette introduction du liquide auxiliaire a bien été employée déjà avec succès dans d'autres branches de l'industrie,par exemple dans les installations de condensation, danles pompes à vide, mais il en résulte en cas d'application aux petites machines frigorifiques,en dehors du progrès particulier,d'autres amélio- rations.
Ces améliorations résident dans l'augmentation du ren- dement par la grandeur décroissante,en cas de choix approprié, du rapport entre la densité du liquide auxiliaire et celle de la vapeur à aspirer,et en outre dans l'élévation du rendement par compression isothermique et la liquéfaction à l'intérieur
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du diffuseur par la diminution qui en résulte des conditions d'élévation de pression et finalement dans la possibilité de l'emploi de l'agent réfrigérant liquide comme liquide auxiliai- re.
On a désigné au dessin par 1 l'enveloppe d'un turbo-compre seur qui est par exemple monté sur la flasque d'un moteur 3 ;
2 est la roue rotative pour le liquide auxiliaire,3 est le diffuseur avec les fentes d'aspiration 4 pour la vapeur d'a- gent réfrigérant aspirée. Le liquide auxiliaire se trouve dan un réservoir 5 qui est établi pour l'élimination de la chaleur de condensation (laquelle est cédée à de l'eau de distribution ou à de l'air ) .Le liquide auxiliaire est amené à la roue en venant du réservoir 5 par la conduite 6 et est projeté de celle-ci en passant en face des fentes d'aspiration 4 dans le diffuseur dans lequel la vitesse est transformée en pression avec condensation simultanée des vapeurs. Du diffuseur le mélange s'écoule dans la chambre de refoulement 7 et revient de là dans leréservoir 5.
La chambre d'aspiration 3 du turbo- compresseur est reliée par la conduite 9 à l'évaporateur 10 qui est alimenté en liquide par la conduite 11 et le disposi- tif de réglage à flotteur 12 indiqué à titre d'exemple.Il y a naturellement d'autres formes de réalisation possibles mais on a renoncé à les représenter. On peut effectuer également la condensation des vapeurs en dehors du turbo-compresseur et l'on a alors à la place de celui-ci un groupe consistant en une pompe à liquide et en un appareil a injection.
Comme à part les paliers des pièces en rotation qui sont graissées par le liquide auxiliaire,l'installation ne possède aucune pièce en frottement ou en glissement et que le rendement est relativement élevé,ce procédé atteint la perfection dési- rée.
Comme on l'a déjà mentionné, on peut utiliser comme liquide auxiliaire ou de projection aussi bien l'agent réfrigérant liquide que d'autres liquides appropriés.
L'emploi de l'agent réfrigérant comme liquide de projec-
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tion nécessite des vitesses élevées dans la chambre d'aspira- tion car la pression partielle du liquideprojeté vaut 4-15 fois celle du liquide â vaporiser; aussi l'étanchéité de la boite à bourrage est-elle difficile à réaliser.
Si l'on choisit d'autres liquides, par exemple l'eau qui possède une pression partielle très minime,en comparaison de l'agent réfrigérant,on constate bien l'avantage d'une vitesse d'écoulement minime dans la chambre d'aspiration et de la sim- pl icit é de l'étanchéité de la boiteà bourrage,mais on ne peut pas éviter que le liquide auxiliaire parvienne dans l'évapora- teur. Dans le cas où l'on utilise de l'eau comme liquide auxiliaire,cette eau resterait dans l'évaporateur c'est à dire qu'elle ne s'évaporerait pas,se congèlerait aux basses températures de vaporisation entre 0 et 10 c C. et provoque- rait des dérangements .LB, présente invention permet le fonc- tionnement avec une matière auxiliaire comme l'eau lorsque cette dernière parvient dans l'évaporateur.
On a attaché de l'importance à permettre le fonctionnement avec de l'eau, c'est à dire à empêcher la congélation de cette dernière dans l'évaporateur. Un moyen possible résidait dans la diminution du point de congélation de l'eau par dissolution de selset de corps équivalents ou par mélange à des composés anorganiques ou organiques comme la glycérine,le glycol,etc. Ce procédé est toutefois moins avantageux car on doit accepter alors d'autres complications telles que la cristallisation ou la séparation de corps,des actionschimiques sur les matériaux de construction et sur l'agent réfrigérant ,des phénomènes é- lectrolytiques.
Il parait le plus avantageux de choisir convenablement un agent réfrigérant qui est absorbé par le liquide auxiliai- re dans une mesure tellement minime que la solution formée suffit pour empêcher dans les limites des températures de vapo- risation pouvant être atteintes;une cristallations de l'eau sous la forme de glace, sansélever notablement la pression partielle du liquide auxiliaire. De semblables agents réfri-
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gérants se rencontrent principalement parmi les composés orga- niques.
C'est ainsi que l'eau absorbe par exemple des ccmposés organiques comme l'ether éthylique,le chlorure d'éthyle,le bromure d'éthyle,le chloroforme ,le pentane,le sulfure de carbone,etc,aux températures de vaporisation,en quantités allant jusqu'à environ 10 % et les solutions possèdent alors les propriétés mentionnées.
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R E 1 E N D T C A T I 0 N S'.
1) Procédé pour la production continue de froid suivant le système par compression,caractérisé en ce que l'aspiration et la condensation des vapeurs se font par l'énergie cinétique d'un liquide auxiliaire qui reçoit de son côté son énergie au moyen d'une pompe.