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La présente invention a pour objet des procédés de réfrigération du type faisant application du principe de fonctionnement par absorption, et à des appareils pour la mise en pratique de ces procédés.
Le procédé de réfrigération conforme à l'inven- tion consiste à faire dégager un agent réfrigérant volatil à la partie supérieure d'une colonne de distillation et de rectification, hors d'une solution de cet agent dans un Procédés de réfrigération et appareils fonctionnant par absorption.
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agent d'absorption moins volatil ; à conduire l'agent réfrigérant dégagé, dans un condenseur primaire, en vue de sa condensation, et de là dans un évaporateur; à élever i'a- gent d'absorption moins volatil du fond de la colonne de dis- filiation, par ébullition, en le faisant passer à travers un conduit chauffé séparé, dans une chambre de séparation:
à conduire la vapeur de l'agent d'absorption de cette chambre vers un second condenseur, et à faire écouler l'agent d'absorp tion liquéfié, de ce condenseur dans un absorbeur.
Dans le cas où l'appareil contient un gaz équili- breur de pression, lequel est mis en circulation par l'échauf- fement d'une branche ascendante et par le refroidissement d'u- ne branche descendante de ce circuit de gaz, le procédé con- forme à l'invention comporte également les étapes suivantes : du liquide d'absorption dilué est élevé du fond d'une colonne de distillation et de rectification, à travers un autre con- duit, par ébullition, pour être amené à une chambre de sépa- ration ; la vapeur du liquide' d'absorption passe de la chambre de séparation dans un élément condenseur dirigé vers le bas et séparé de l'élément condenseur d'agent réfrigérant; le gaz équilibreur de pression, après avoir passé à travers la bran- che ascendante chauffée, est dirigé vers ledit élément conden"' seur dirigé vers le bas ;
le mélange de liquide d'absorp- tion condensé et de gaz équilibreur de pression est conduit dudit élément condenseur jusque dans la partie inférieure de l'absorbeur.
Dans le procédé ci-dessus mentionné, l'invention a également pour but la méthode qui permet de faciliter la circulation du gaz équilibreur de pression par l'introduction de vapeurs d'un fluide plus lours, dans l'intérieur dudit élé- ment dirigé vers le bas.
Une autre caractéristique de 1'invention comporte une méthode de circulation du liquide dans un appareil réfri-
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gérateur à fonctionnement par absorption, et elle consiste: à introduire, par gravité, un liquide d'absorption concen. tré partant d'un absorbeur, dans la partie supérieure d'une colonne de distillation et de rectification ; élever le liquide d'absorption du fond de ladite colonne, par ébulli- tion, à travers un conduit chauffé séparé, dans une chambre de séparation disposée au-dessus de l'absorbeur; à faire écouler le liquide hors de ladite chambre, pa.r gravité, vers la partie supérieure de l'absorbeur, et à ramener la vapeur de liquide d'absorption, séparée dans ladite chambre vers la partie inférieure de l'absorbeur.
L'appareil conforme à l'invention comporte un conduit pourvu de moyens de chauffage, lequel part du fond d'un appareil de distillation ou d'un bouilleur, pour se rendre dans une chambre de séparation disposée au-dessus de 1,'absorbeur, la capacité à liquide de ladite chambre de séparation communiquant avec la partie supérieure de l'ab- sorbeur, tandis que la chambre de vapeur communique à tra- vers un condenseur avec la partie inférieure de l'absor- beur.
Les'procédés conformes à l'invention peuvent être rendus plus faciles à exécuter par l'introduction, dans l'agent d'absorption, d'un troisième fluide dont la volati- lité est comprise entre celle de l'agent d'absorption et celle de l'agent réfrigérateur. Au cours du fonctionnement de l'appareil, ce fluide restera avec l'agent d'absorption au fond de la colonne de distillation, ce qui permet d'é- viter autant que possible la rétention de petites quanti- tés dtagent réfrigérant dans l'agent l'absorption, quanti- tés retenues qui sans cela seraient difficiles à éliminer.
La vapeur de ce fluide, formée au cours de l'élévation de l'agent d'absorption le moins volatil, passe dans la cham- bre de séparation et de là dans le second condnseur, où
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élle se condense. Dans le cas où du gaz inerte passe également à travers le second condenseur, les vapeurs plus lourdes conden sées dans ledit condenseur peuvent être utilisées pour accélé- rer la circulation du gaz inerte. Si l'on emploie de l'ammonia- que et de l'eau comme agent réfrigérant et comme agent d'absorp tion respectivement, on peut se servir d'alcool comme troisiè- me fluide. Ces matières sont uniquement indiquées à titre d'e- xemple, et il va de soi que l'on pourra employer de nombreuses autres combinaisons de fluides.
Dans le dispositif conforme à la présente invention, de la vapeur d'un agent d'absorption, dégagée hors du bouil- leur ou générateur, est introduite dans le mélange de gaz iner- te et de vapeur d'agent réfrigérant sortant de l'évaporateur et avant que ce mélange ne pénètre dans l'absorbeur, ce par quoi il s'effectue une absorption additionnelle d'agent réfri- gérant pour la séparation entre celui-ci et le gaz inerte, l'ap pareil pouvant de ce fait fonctionner avec une grande efficaci- té, avec refroidissement de l'air en cas de températures d'air élevées. D'autre part, si on le désire, la chaleur de condensa- tion et d'absorption peut être partiellement utilisée en vue de la vaporisation de l'agent réfrigérant dans le rectifies- teur, ce qui élève le rendement de l'appareil.
La circulation de gaz inerte dans des appareils fonc- tionnant à gaz inerte peut être effectuée de toute façon appro- priée, et elle peut en fait, être assurée à l'aide d'un injec- teur fonctionnant par le passage de la vapeur de l'agent d'ab- sorption dans le condenseur secondaire.
Les fluides qui coopèrent dans ce procédé peuvent être choisis de manière que l'on puisse éviter la nécessité de l'emploi d'un gaz équilibreur de pression, la différence de pression entre les parties de l'appareil étant tellement fai- ble que les différences de niveau permettent d'assurer le re-
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tour de la solution absorbante vers le rectificateur. Si on le désire, l'appareil peut être construit de manière que l'on puisse utiliser comme gaz inerte l'air qui se trouvait à l'ori- gine contenu dans l'appareil, ou bien l'air pourra être rempla- cé par tout autre gaz inerte à la pression atmosphérique.
L'invention sera décrite en détail ci-après, avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 montre une forme de réalisation de l'ap- pareil pour la mise en pratique du procédé conforme à l'inven. tion.
La figure 2 montre une variante permettant également l'application du procédé conforme à l'invention.
Dans ces dessins, 1 désigne le générateur ou la colo ne de distillation comportant un rectificateur 2 et qui est chauffé à sa partie inférieure par les flammes de brûleurs à gaz 3 et 4 ou par tous autres moyens de chauffage appropriés.
La vaporisation de l'agent réfrigérant en partant d'un agent d'éabsopption moins volatil est effectuée dans l'ensemble bouil- leur et rectificateur 1 et 2. L'appareil pourra par exemple fonctionner à l'aide d'ammoniaque et d'eau, de façon que l'on obtienne, au fond du bouilleur 1, un liquide à très faible teneur en ammoniaque et qui pratiquement ne contiendra que de l'eau pure si l'on donne au bouilleur 1 et au rectificateur 2 des dimensions convenables. Par ébullition dans le conduit 5, l'eau pure est élevée à travers le conduit 6 pour être amenée 'à l'intérieur d'un récipient séparateur 7, la quantité d'eau élevée étant réglée en déterminant convenablement l'apport de chaleur du brûleur à gaz ou autre appareil analogue 4.
Dans le récépient ?7 l'eau est séparée de sa vapeur, l'eau s'écoulant par gravité à travers le conduit 8 dans un échangeur de cha- leur de liquide 9 et à travers un conduit 10 pour être amenée à la partie supérieure de l'absorbeur 11. La vapeur qui a été
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séparée dans le récipient 7 s'échappe par le conduit 12 pour se rendre dans le condenseur 13.
La vapeur d'ammoniaque dégagée dans le bouilleur 1 et dans le rectificateur 2 s'élève jusque vers la partie su- périeure 14 où elle transmet son excédent de chaleur au gaz inerte, en déterminant ainsi, de la façon connue, la circu- lation de ce dernier, et elle passe dans le condenseur prin- cipal 15 où elle est liquéfiée. L'ammoniaque liquide passe à travers le tube en U 16 pour se rendre dans le serpentin évaporateur 17, l'évaporation dans ce serpentin étant aidée de la façon connue, par la présence du gaz inerte en circula- tion, la circulation de ce gaz s'effectuant dans le sens in- diqué par les flèches. Le gaz inerte descend à travers le serpentin 17 dans le même sens que l'ammoniaque, et il se rend de là à travers l'échangeur de chaleur de gaz 19, 20 dans la branche ascendante 18 où il est chauffé.
Il s'écoule de là à travers le condenseur 13, le conduit 21, et l'absor- beur 11, en contre-courant avec le liquide dilué, lequel absorbe l'ammoniaque que le gaz entraîne, et il retourne à travers l'échangeur de chaleur de gaz 20 dans la partie su- périeure du serpentin évaporateur 17.
La vapeur d'agent d'absorption qui passe à travers le conduit 12, pour se rendre au condenseur 13, se mélange à l'ammoniaque contenue dans le gaz inerte enrichivenant du conduit 18 et se condense pour absorber une partie de l'am moniaque dans le mélange de gaz riche. La séparation de l'am- moniaque hors du gaz inerte, laquelle constitue une caracté- ristique importante dans la production du froid par ce gen- re de machines, est effectuée, conformément à l'invention, non seulement par l'absorption dans le liquide dilué à l'in- térieur de l'absorbeur, mais aussi en partie p r son mélange avec de la vapeur d'eau et la condensation subséquente dans le condenseur secondaire 13.
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L'utilisation de ces deux effets, pour la sépara- tion de l'ammoniaque hors du gaz inerte, produit un résultat bien plus intense et qui permet à l'appareil de fonctionner avec une grande efficacité avec refroidissement d'air, même avec des températures d'air élevées.
Dans la figure 1, du dessin, le condenseur et l'absorbeur sont représentée comme refroidis par des ailettes, mais l'on peut évidemment si on le préfère, avoir recours à un refroidissement par circulation d'eau. Dans ce cas l'appa- reil peut fonctionner avec des températures d'eau élevées et avec un bon rendement.
Le liquide qui arrive dans l'absorbeur 11 peut, en fait, être de l'eau pure, si bien que la température d'absorption peut être très élevée, et, si on le désire, une partie de la chaleur d'absorption peut être utilisée en vue de la vaporisation d'ammoniaque dans le rectificateur 2. Dans ce cas une bonne transmission de la chaleur, soit directement soit à travers un agent intermédiaire, doit être prévue, bien qu'un semblable dispositif n'ait pas été représenté sur la figure 1 afin de ne pas compliquer le dessin. Le conduit 23 agit comme conduit de purge pour assurer la décharge du li- quide qui autrement s'écoulerait entre les conduits 19 et 18, et l'on évite par là le danger d'interruption de la circula- tion du gaz inerte.
Il est aisé de comprendre que si l'on ajoute de l'alcool à l'ammoniaque et à l'eau, l'alcool s'écoulera avec l'eau au fond de la colonne de distillation et passera dans le conduit 5, en sorte que les vapeurs séparées dans le ré- cipient 7 comporteront de l'alcool et de l'eau. Les vapeurs d'alcool s'élèvent à travers le conduit 12 pour se rendre dans le condenseur 13, et, dans certaines conditions, le
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poids spécifique de cette vapeur peut être utilisé pour ac- célérer la circulation du gaz inerte.
Dans la figure 2, où le condenseur secondaire fait corps avec l'absorbeur, lequel est naturellement établi avec de grandes dimensions, le rectificateur 2 reçoit la forme d'un serpentin, le liquide s'écoulant par gravité vers le bouilleur 1, et la vapeur dégagée s'élevant en contact et en contre-courant avec ledit liquide. La surface de contact agran die que fournit le long trajet du liquide et de la vapeur assu re une bonne rectification si l'on choisit convenablement les dimensions. Le bouilleur est chauffé par des éléments électri- ques 3 et 4 ou par tous autres moyens appropriés, ceux-ci étant employés principalement en vue d'assurer la circulation par élévation du liquide dans les conduits 5 et 6 par ébulli- tion. Le liquide séparé dans le récipient 7 suit le même tra- jet que celui décrit avec référence à la figure 1.
La vapeur de l'agent d'absorption, qui sort du conduit 12, s'écoule vers la partie inférieure de l'absorbeur 11, où elle se mélange au gaz inerte et se condense pour former une solution d'ammonia- que. La condensation s'effectue dans l'absorbeur 11, et c'est pour cette raison que ce dernier doit être de dimensions plus grandes que l'absorbeur représenté sur la figure 1; mais les deux effets de condensation et d'absorption d'ammoniaque hors du gaz inerte se produisent de la même façon que dans l'exem- ple précédent. La circulation de gaz inerte est déterminée par le chauffage dans le conduit 18 et par le refroidissement dans le condenseur 13.
L'absorbeur 11, l'évaporateur 17 et le condenseur 13 devront être pourvus de moyens de refroidisse- ment, soit par de l'eau, soit par de l'air circulant sur des ailettes, soit encore par des moyens de refroidissement indi- rects, à l'aide d'un liquide circulant par effet de thermo-si- phon et qui absorbe la chaleur de l'appareil entransmettant celle-ci à l'air. Ce dispositif de refroidissement n'est pas
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représenté sur la figure 2.
Il va de soi qu'au lieu d'employer deux dispositifs de chauffage, on pourra n'en employer qu'un seul, la partie de la chaleur utilisée pour produire l'ébullition et la par- tie utilisée pour assurer la circulation étant convenablement proportionnées.
REVENDICATIONS :
1.- Un procédé de réfrigération du type à absorp- tion et qui consiste: à dégager un agent de réfrigération volatil à la partie supérieure d'une colonne de distillation et de rectification, hors d'une dissolution de cet agent dans un agent d'absorption moins volatil ; amener la vapeur d'a- gent de réfrigération dégagée, dans un condenseur primaire pour sa condensation, et de là dans un évaporateur ; élever l'agent d'apsorption moins volatil du fond de la colonne de distillation, par ébullition, à travers un conduit séparé chauffé, pour l'amener dans une chambre de séparation; à con- duire la vapeur d'agent d'absorption hors de cette chambre dans un second condenseur;
et à assurer le passage de l'agent d'absorption liquéfié dudit condenseur dans l'absorbeur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.