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Procédé et dispositifs de gazéification d'acide carbonique solide.
L'invention concerne un procédé et des dispositifs de transformation d'acide carbonique solide, qu'on désignera brièvement ci-dessous par le nom de "glace sèche" usité dans le commerce, en acide carbonique gazeux en évitant la phase liquide et la présence de l'air atmosphérique pendant le fonctionnement.
On connait déjà des dispositifs de refroidissement servant à gazéifier la glace sèche, dispositifs comportant pour la glace sèche, dans leur partie supérieure, un réci- pient fermé pour empêcher l'air extérieur d'entrer et au
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fond duquel est relié un échangeur de chaleur qui a presque toujours la forme d'une conduite en U limitant le dispositif de refroidissement vers l'extérieur et l'isolant. Le gaz acide carbonique dégagé passe dans cette conduite et des- cend d'abord par suite d'une action de thermo-siphon, puis il remonte et il s'échappe dans l'atmosphère par un orifice d'échappement pratiqué dans la partie supérieure de la con- duite en U.
Certains dispositifs de ce genre comportent, entre la partie supérieure de la conduite en U et le réci- pient à glace sèche, une conduite de communication remplie d'une colonne de gaz acide carbonique sensiblement mobile pour isoler le dispositif de refroidissement et empêcher l'accès de l'air atmosphérique.
Or, on a trouvé que la capacité de refroidissement de la glace sèche ne pouvait pas être suffisamment grande au moyen de ces dispositifs et par conséquent qu'on ne pouvait pas obtenir de production suffisante de froid. Ceci est dû en première ligne à ce que le support de froid réchauffé dans l'échangeur de chaleur, c'est-à-dire le gaz acide car- bonique, s'échappe dans l'atmosphère dans la plupart des cas et ne peut par conséquent plus contribuer au refroidis- sement ultérieur, et en outre à ce que le gaz acide carbo- nique, la majeure.partie des surfaces d'échange de chaleur étant constituées par la paroi extérieure du dispositif de refroidissement, en vue de l'isolement, absorbe la chaleur, par suite de* la grande différence de température entre l'air atmosphérique et le gaz acide carbonique,
en l'empruntant en majeure partie inutilement à l'air atmosphérique et non aux corps à refroidir, ce qui fait qu'il ne peut produire aucun refroidissement efficace. Ces dispositifs ont en outre
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l'inconvénient que l'évaporation de la glace sèche a lieu très lentement et ne peut guère être réglée. De plus, les dispositifs connus de ce genre ne peuvent servir que de glacières, pour les raisons indiquées plus haut, et ils ne conviennent pas du tout pour les autres applications indus- trielles du froid, telles que la préparation de la glace alimentaire ou des applications analogues. Enfin ces dis- positifs ne peuvent pas servir à d'autres applications in- dustrielles dans lesquelles une gazéification rapide de la glace sèche est utile, par exemple pour la préparation de l'eau gazeuse.
Ces inconvénients sont évités dans le pro- cédé et dans les dispositifs qui font l'objet de l'invention.
L'invention a pour but de gazéifier la glace sèche dans un récipient fermé et à l'abri de l'air atmosphérique, de façon que la chaleur de gazéification soit apportée par des corps fluides qu'on oblige à circuler à travers le ré- cipient ou en couches autour du récipient ou encore autour du récipient et à travers celui-ci, à une vitesse réglable, et qu'elle est empruntée entièrement ou partiellement à des corps à refroidir se trouvant en dehors du récipient, avan- tageusement dans les échangeurs de chaleur particuliers.
Parmi les corps fluides convenant bien dans ce but, on ci- tera à titre d'exemple les suivants:le gaz acide carboni- que dégagé par la glace sèche ou provenant d'une source étrangère, ce gaz étant utilisé seul ou mélangé' avec d'au- tres gaz ou vapeurs; des liquides pouvant tomber goutte à goutte et ayant un point de congélation peu élevé, par exemple des composés organiques, des solutions salines com- portant ou non du gaz acide carbonique, etc.. L'air atmos- phérique doit être excepté, parce qu'il donne lieu à une @
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production de givre à cause de l'humidité qu'il contient, ce qui est la cause de beaucoup d'inconvénients. La pres- sion à l'intérieur du récipient à glace sèche doit être maintenue au-dessous de 5,2 atm. abs. pour éviter la phase liquide.
La circulation forcée ou par couches du corps flui- de peut être produite par la pression des gaz qui se déga- gent ou par des différences de poids spécifiques ou encore au moyen de dispositifs mécaniques. On fait en sorte en tout cas que la production de la circulation ne soit pas gênée par la chaleur apportée par contact au corps fluide en circulation, contrairement aux dispositifs de refroidis- sement connus dans lesquels les échangeurs de chaleur sont par exemple en contact avec les parois extérieures, la cir- culation étant purement dûe, lorsqu'elle se produit, à une action thermique.
Le procédé conforme à l'invention peut servir avan- tageusement à toutes les applications de l'industrie du refroidissement ainsi que de l'industrie du froid, telles que la fabrication de la glace ordinaire, de la glace ali- mentaire, etc... Ce procédé permet en outre de fabriquer du gaz acide carbonique rapidement et en grandes quantités à partir de glace sèche en évitant la phase liquide.
L'invention a encore pour objet quelques dispositifs pour l'application du procédé mentionné ci-dessus.
Un dispositif pour l'application du procédé en ques- tion est constitué essentiellement par un récipient à glace sèche, par des conduites d'arrivée et de départ débouchant dans ce récipient ou partant de celui-ci pour le gaz acide carbonique, conduites pouvant communiquer avec l'air atmos- phérique ou un poste d'utilisation du gaz acide carbonique, 1 @ ---
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un dispositif produisant la circulation forcée, par exemple un ventilateur, une soufflerie Roots ou une pompe mammouth, dont l'aspiration est reliée avantageusement à un branche- ment de la conduite de départ, tandis que le,refoulement est relié à la conduite d'arrivée,
en outre avantageusement par des échangeurs de chaleur et des organes de réglage montés de préférence dans la conduite de départ et aussi par un thermostat, lorsqu'il s'agit de maintenir une tempé- rature constante dans la pièce refroidie.
Cette installation peut être modifiée de nombreuses façons suivant les exigences. On indiquera ci-dessous quel-' nues modifications à titre d'exemple.
Si la circulation des gaz doit être obtenue sans ,dispositifs mécaniques, ces dispositifs peuvent naturelle- ment être mis hors d'action ou supprimés.
Le récipient à glace sèche peut comporter plusieurs parois et les échangeurs de chaleur peuvent être constitués simplement par les parois du récipient ou bien on peut en- core brancher un échangeur de chaleur particulier sur les intervalles entre les parois, en insérant avantageusement des organes de réglage, le gaz acide carbonique dégagé tra- versant les intervalles entre les parois et le cas échéant aussi l'échangeur de chaleur particulier.
Le récipient à glace sèche peut aussi, en particu- lier dans la préparation de la glace alimentaire,, prépa- ration dans laquelle le support de froid est avantageusement un mélange de gaz acide carbonique et d'un liquide ayant un point de congélation peu élevé, être fait sous forme de corps plongeant fixe ou montrant et descendant, débouchant dans le récipient à liquide.
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L'écha.ngeur de chaleur peut être constitué, en par- ticulier dans la préparation de la glace alimentaire ou la fabrication de la glace ordinaire, par une chaudière com- portant avantageusement des nervures, ailettes ou pièces analogues sur sa paroi extérieure.
Le récipient à glace sèche peut être, dans les ap- pareils et dispositifs conformes à l'invention, en matière quelconque, par exemple en métal, mais pour assurer une meil- leure protection contre la chaleur, il convient d'éviter tout contact direct avec les surfaces métalliques et de munir le récipient de garnitures intérieures en matière ca- lorifuge (telle que du liège) sur lesquelles repose le bloc de glace sèche.
Comme il est parfois difficile d'accéder aux ap- pareils et dispositifs pour contrôler la consommation de glace sèche, il est très pratique de monter des regards ou balances de toutes sortes, ou d'autres avertisseurs quel- conques, par exemple des signaux acoustiques, indiquant la présence de glace sèche.
On-décrira maintenant les autres caractéristiques de l'invention et les divers dispositifs en se référant aux dessins annexés.
La fig. 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif de gazéification maintenu en marche sensible- ment sous la pression atmosphérique;
La fig. 2 est une vue d'ensemble d'une installation fonctionnant sous une pression supérieure, par exemple pour la fabrication d'eau gazeuse;
La fig. 3 est une coupe schématique d'une installa- tion frigorifique, par exemple pour des wagons-glacières, installation pouvant servir également à la conservation à glace sèche; A
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La fig. 4 est une coupe longitudinale schématique d'un dispositif réfrigérant, par exemple pour des glacières à glace sèche;
La fig. 5 est une coupe par la ligne X-X de la fig.3.
La fig. 6 est une coupe longitudinale verticale d'un appareil servant à refroidir du lait en bidons, l'appa- reil étant monté sur le couvercle du bidon. Les contours de la partie supérieure du bidon sont représentés en traits interrompus dans la figure:2;
La fig. 7 est une coupe par la ligne Y-Y de la fig.6;
La fig. 8 est une coupe verticale d'un dispositif pour la fabrication de glace alimentaire à la maison;
La fig. 9 est une coupe par la ligne Y-Y de la fig.8;
La fig. 10 montre une variante du dispositif de la fig. 8;
La fig. 11 est une coupe par la ligne Y-Y de la fig. 10 ;
La fig. 12 est une vue schématique d'un dispositif pour la fabrication industrielle de la glace alimentaire.
Dans toutes les figures semblables les mêmes pièces sont désignées par les mêmes numéros de référence.
Du récipient 1 à glace sèche (fig.l) part la con- duite 2 qui aboutit à l'échangeur de chaleur 3, dont part la conduite 4 qui se bifurque en 5. L'une des brnches, dans laquelle est montée la soupape de retenue 6, débouche dans le gazomètre 10 au sortir duquel le gaz est envoyé au poste d'utilisation par la conduite 11. L'autre branche, la con- duite 7, part du point de la bifurcation 5 et aboutit à la soufflerie ou au ventilateur 8, puis de là par la tuyaute- rie 9 au récipient 1.
Comme le montrent les flèches repré- sentées, le ventilateur 8 aspire à partir de la bifurcation 5
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les gaz réchauffés dans l'échangeur de chaleur 3 et il les refoule dans le récipient 1, ce qui fait qu'il circule tou- jours, une quantité de gaz constante dans l'installation, ce qui forme une sorte de saumure de la façon décrite; l'excès de gaz provenant de la glace sèche évaporée pendant le fonc- tionnement va au gazomètre. En conséquence six grammes de glace sèche s'évaporent dans l'unité de temps dans une installation fixe et si le ventilateur aspire y grammes de gaz acide carbonique, la quantité de gaz qui circule dans l'échangeur de chaleur est x + y = z grammes, la quantité de gaz acide carbonique allant au gazomètre étant de x gram- mes.
La petite surpression régnant dans 1-'installation est déterminée par le gazomètre 10 (abstraction faite de la surpression nécessaire pour surmonter la résistance des conduites). Au besoin toutefois le récipient peut naturel- lement comporter une soupape de sûreté.
Dans l'installation représentée par la fig. 2, ins- tallation qui concorde essentiellement avec celle de la fig. 1, on utilise aussi la pression .du gaz acide carbonique produit, l'installation fonctionnant sous une pression qui, il est vrai, doit être un peu inférieure à 5,2 atm. abs., par exemple une pression de 4,8 atm. abs. Le contrôle est rendu possible par un manomètre Ml monté sur le récipient 1, tan- dis que la soupape de sûreté B empêche de dépasser la limite de pression. L'une des raisons pour laquelle il importe de ne pas dépasser la limite de pression, c'est qu'il faut évi- ter absolument la production d'acide carbonique liquide dans l'installation, pour assurer un fonctionnement régulier.
Au point de bifurcation 5 on installe avantageusement un robinet trois voies, à travers lequel le gaz est aspiré par le
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compresseur K et refoulé dans la conduite comportant la soupape de retenue 6 jusque dans la chaudière 12 comportant le manomètre M2; au sortir de cette chaudière le gaz passe dans la conduite 14, qui comporte une soupape d'arrêt 13, et entre dans le bac 15 où se fait le mélange de l'eau avec le carbonate de soude, bac dont la surpression est indiquée par le manomètre M3.
Dans la fabrication de l'eau gazeuse il faut qu'une surpression de 10 à 12 atm. abs. règne dans le bac de mélange; comme le compresseur aspire l'acide carboni- que sous une pression d'environ 5 atm. abs., dans l'instal- lation décrite, sa consommation de force est sensiblement réduite, l'installation pouvant servir aussi sans frais par- ticuliers, au refroidissement, à la fabrication de la glace, etc...
Il est évident que les installations décrites peu- vent être munies d'organes de différentes sortes tels que des compteurs à gaz, pour le réglage de la circulation du gaz. On peut également construire sur le même principe des installations dont de nombreux détails de construction sont différents. Le récipient à glace sèche pourrait par exemple être à doubles parois ou comporter plusieurs parois et les intervalles pourraient être remplis de matières calorifuges, ou bien on peut faire circuler dans ces intervalles de l'air ou d'autres gaz, tels que de l'acide carbonique. Pour le re- froidissement de l'air d'une pièce ou d'un récipient quel- conque l'échangeur de chaleur peut aussi être construit sous forme de radiateur réfrigérant, ou bien on peut y pro- duire de la glace artificielle, par exemple au moyen d'une saumure.
Le cas échéant on peut aussi apporter au système, pour accélérer l'évaporation par l'échauffement de l'échangeur de chaleur, une quantité de chaleur supérieure à celle qu'il feut absorber à la température ambiante normale.
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Dans l'installation réfrigérante représentée par la fig. 3 le courant de gaz acide carbonique est utilisé prin- cipalement pour régler l'action du refroidissement de la même façon que dans les figs. 1 et 2. Le gaz acide carbonique en circulation joue également ici le rôle d'une saumure, comme la solution saline des machines frigorifiques, ce qui fait d'une part que la chaleur d'évaporation dans les échan- geurs de chaleur, par exemple les radiateurs, est apportée à la glace sèche plus rapidement et sur de plus grandes sur- faces, c'est-à-dire de façon plus efficace, et cédée aux corps à refroidir, et d'autre part qu'on peut aussi obtenir une action de refroidissement à une distance plus grande du bloc de glace sèche.
La fig. 3 est une coupe longitudinale d'un mode de réalisation du dispositif conforme à l'invention, propre à servir par exemple au refroidissement de wagons-glacières.
Cette installation peut aussi servir de dispositif de con- servation de la glace sèche, ce qui est indispensable, dans les wagons-glacières, ne serait-ce que parce que l'alimen- tation en glace sèche n'est ordinairement possible qu'aux gares importantes, les wagons-glacières parcourant souvent de grands trajets à vide ; ce temps il faut naturel- lement économiser la glace et réduire le refroidissement dans la mesure du possible. Par contre, lorsque le wagon est chargé, on peut obtenir un refroidissement énergique au moyen de la même installation.
Les blocs de glace sèche A sont contenus dans le ré- cipient 1 dans lequel ils peuvent être introduits par des portes ou des ouvertures de différentes sortes, non représen- tées. Les blocs de glace sèche A reposent sur les supports 2 qui sont en matière mauvaise conductrice de la chaleur. L'ap-
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pareil à quatre parois et entre les parois 3, 4, 6 et 11 se trouvent des pièces d'écartement 7 en matière mauvaise con- ductrice de la chaleur, ces pièces étant disposées de façon à ne pas gêner la circulation du gaz. Le chemin tubulaire 5, 5a et 5b constitue l'échangeur de chaleur.
Dans cette dispo- sition la circulation du gaz peut avoir lieu de trois façons différentes. a) Lorsqu'on refroidit au moyen du dispositif,,mais qu'on ne veut pas obtenir un refroidissement énergique, on ferme la soupape S et on arrête le ventilateur V ou toute autre installation de circulation du gaz, la soupape S1 étant ouverte et le robinet S3 étant placé dans une position telle qu'il fasse communiquer l'espace compris entre les parois 3 et 4 avec le tuyau 5 et qu'il ferme l'espace com- pris entre les parois 4 et 6.
Comme le montre le dessin, le gaz acide carbonique produit s'échappe au dehors en quanti- té qui est de beaucoup la majeure partie à travers la sou- pape de retenue S2 ou le tuyau 13, après avoir traversé l'échangeur de chaleur 5, 5a, 5b en supposant que la soupape de retenue S2 s'ouvre dans le sens de la circulation du gaz. b) Si la soupape S1 est fermée et si l'on tourne le robinet S3 de façon qu'il ferme le tuyau 5 tout en faisant communiquer entre eux les espaces 3, 4 et 4, 6, les gaz pas- sent forcément à travers les ouvertures 14, entrent dans l'espace rempli de calorifuge non tassé entre les parois 6 et 11 et s'échappent au dehors par le tuyau 8.
Pour les rai- sons déjà indiquées, la couche extérieure assure dans ce cas une protection très efficace contre la chaleur, ce qui fait que la consommation de glace sèche est minime. c) Si l'on veut obtenir une ,action de refroidisse- ment énergique, il faut ouvrir avant tout les soupapes S et
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S1 et placer le robinet S3 dans la même position que dans le premier cas, c'est-à-dire de façon qu'il ouvre le chemin entre l'espace 4, 6 et le tuyau 5, puis mettre le ventilateur V en marche. Ceci a pour effet qu'une partie du gaz acide carbonique déjà réchauffé dans l'échangeur de chaleur 5, 5a, 5b retourne directement dans le récipient'1 par le tuyau 12, s'y refroidit de nouveau et provoque ainsi une évaporation énergique du bloc de glace sèche, ce qui fait qu'on obtient une action de refroidissement intense.
Dans ce cas, comme on l'a déjà dit, le gaz acide carbonique circulant dans les sys- tèmes tubulaires 5 et 12 et dans les intervalles entre les parois joue le même rôle de transmission de la chaleur que la saumure des machines frigorifiques*.L'excès de gaz acide carbonique produit par l'évaporation du bloc de glace sèche s'échappe au dehors à travers le tuyau 13. Au moment de la mise en marche du ventilateur, lors-,qu'il ne circule encore que peu de gaz acide carbonique.dans le système, la soupape de retenue S2 empêche toute aspiration nuisible d'air at- mosphérique.
D'après le procédé décrit il ne circule constamment que dû gaz acide carbonique dans l'installation, ce qui sup- prime les effets nuisibles de l'humidité de l'air et assure un bon rendement thermique. En pratique on peut encore appor- ter de nombreuses modifications aux détails. On-peut par exemple faire varier le nombre, la disposition des parois, le trajet de circulation des gaz, monter en outre des échan- geurs de chaleur semblables aux radiateurs d'une installation de chauffage à vapeur et relier le tuyau 12 directement à ces échangeurs ou à un endroit intermédiaire quelconque.
Dans l'installation représentée par les figs. 4 et 5, installation qui peut servir par exemple à refroidir des
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glacières, le bloc de glace sèche se trouve également dans le récipient 1 et il repose sur les supports 2 ou 2a. Les flèches représentées indiquent le trajet suivi par le gaz acide carbonique produit; dans ce trajet le gaz passe par l'ouverture la du récipient 1 dans l'enveloppe du récipient, enveloppe qui est constituée par les parois 3 et 4.
Au sor- tir de cette enveloppe le gaz traverse l'échangeur de cha- leur, c'est-à-dire qu'il passe par les tuyaux 5, le branche- ment 5a et les conduites de retour 5b qui peuvent naturelle- ment tous et toutes être faits aussi sous forme de radiateurs de type quelconque, pour arriver dans l'enveloppe comprise entre les parois 4 et 6 de l'appareil et passer de là par le tuyau 8, en totalité ou en partie, soit à l'intérieur de la glacière, soit à travers les doubles parois ou parois multi- ples, et le cas échéant aussi s'échapper au dehors. Le dis- positif peut être construit comme celui de la fig. 3, par exemple en totalité en tôle, les parties correspondantes des parois étant fixées entre elles de la même façon par les pièces d'écartement 7.
Pour l'introduction du bloc de glace sèche le dispositif est divisé à un endroit approprié, par exemple le long de la ligne a-a, cette division ou la fer- meture pouvant être quelconque et l'obturateur pouvant être par exemple un obturateur à vis ou à baïonnette, etc.
L'appareil est monté de préférence à l'intérieur de la glacière, dans la partie supérieure de celle-ci, contrai- rement aux glacières connues dans lesquelles le bloc de gla- ce sèche est placé dans un récipient, par exemple un vase de Dewar en forme de chapeau se trouvant en majeure partie à l'extérieur de la glacière, ce qui fait que le milieu ambiant apporte inutilement une grande quantité de chaleur au bloc de glace sèche et que l'action réfrigérante est exercée unique- ment par le gaz acide carbonique, le pouvoir réfrigérant du bloc de glace sèche ne pouvant ainsi être utilisé que dans une
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très petite mesure.
Le dispositif représenté dans les figs. 6 et 7 sert à refroidir le lait en bidons et il est monté dans le couver- cle du bidon, comme le montre la fig. 6. Le bloc de glace sèche A est placé entre les butées 2a, 2a que porte le couver- cle et le fond du récipient 1. Les gaz produits sortent du récipient 1, passent à travers les ouvertures la et lb de ce récipient ..et entrent dans l'espace compris entre les parois 3 et 4 du récipient, espace qui est divisé en quatre canaux par les cloisons a et b.
Le gaz monte dans les canaux Sa et Sb, passe ensuite par dessus les bords supérieurs ou tra- verse une rangée de trous des cloisons a et b et passe dans les canaux 4a et 4b pour entrer dans le tuyau 5 de l'échangeur de chaleur, après quoi il passe dans le branchement 5a de cet échangeur, puis dans les canaux 5c, et finalement de là par le tuyau 8 d'où il s'échappe au dehors au-dessus du couvercle t. Pour éviter l'encrassement, les orifices des tuyaux 8 sont recouverts de préférence au moyen d'une tôle perforée 9 ou d'une pièce analogue. Le dispositif est divisé à un endroit approprié, par.exemple le long de la ligne p-p pour l'intro- duction de la glace sèche.
L'action réfrigérante peut être réglée dans chaque appareil exactement comme dans ceux des figs. 4 et 5, ou bien on peut monter par exemple, en vue du réglage, des anneaux coulissant vers le haut et vers le bas et fermant ou ouvrant des trous pratiqués dans les parois.
Dans l'appareil représenté par les figs. 8 et 9 et servant à préparer la glace alimentaire, le récipient à glace sèche 1 est constitué par un corps plongeant, par exemple une cloche plongeante et le bloc de glace sèche A repose sur la grille ajourée 2 à l'intérieur de la cloche, qui comporte dans sa partie supérieure la soupape W s'ouvrant vers l'intérieur
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et maintenue fermée par le ressort F lorsque l'appareil est arrêté; le ressort F attaque suivant le mode de réalisation.' l'un ou l'autre bras du levier de commande à deux bras P et il est constitué en conséquence par un ressort de traction ou un ressort de pression.
Le levier P, qui est supporté en 0, est relié à la tige de commande Z qui ouvre la soupape W lorsqu'on tire sur cette tige, cette soupape pouvant être maintenue ouverte par la fixation de la tige dans cette po- sition au moyen d'organes quelconques non représentés. Tou- tefois la soupape W peut aussi être supprimée et la cloche 1 peut être faite de façon à pouvoir monter et descendre, la grille 2 étant alors fixe et indépendante de la cloche. Le récipient K à glace alimentaire se trouve au-dessus de la cloche 1 et il comporte sur sa paroi extérieure B, comme le montre la fig. 10, une tôle ondulée soudée C qui se prolonge assez loin vers le bas et qui constitue avec l'enveloppe D les conduits El et E2 qui sont avantageusement verticaux.
Sur la partie supérieure du récipient K ou autour de cette partie, au-dessus des conduits El et E2,se trouvent des plaques de déviation L1 et L2, de forme appropriée, et des trous U. La cloche 1 est fixée à l'enveloppe C et elle peut être retirée vers le haut avec le récipient K, qui est soudé sur C, en vue du renouvellement de l'approvisionnement de glace sèche;, hors de l'enveloppe H en matière calorifuge, enveloppe qui est recouverte extérieurement par le revête- ment G. A l'exception du récipient K, l'appareil est rempli d'un liquide à point de congélation peu élevé, tel que du toluène. La tôle ondulée C est fermée en bas par le couver- cle M qui comporte un trou N en son centre.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant.
Lorsque l'appareil.est arrêté la soupape W est fermée et la
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cloche 1 est remplie du gaz acide carbonique qui se dégage du bloc de glace sèche A, ce qui fait que le bloc ne vient pas en contact avec le liquide et que les gaz qui l'entou- rent ne lui apportent que peu de chaleur. Les gaz qui se dégagent en petites quantités dans ces conditions sortent de la cloche par le bas et montent à travers le liquide, dans les conduits E1, jusqu'aux orifices d'échappement U.
Lorsque le récipient K est rempli, au moment de la mise en action, de la matière servant à préparer la glace alimen- taire, et lorsqu'on ouvre la soupape W, les gaz s'échappent à travers cette soupape et il entre du liquide dans la clo- che par le bas, ce qui fait qu'une quantité de chaleur plus grande est apportée au bloc A et qu'il se produit,ainsi un 'vif dégagement de gaz. D'après le principe de la pompe mammouth les bulles de gaz entraînent le mélange de gaz et de liquide servant de saumure, mélange qui a été refroidi par l'abandon de la quantité de chaleur nécessaire à la gazéification, ce mélange étant entraîné vers le haut avec le gaz à travers les conduits El, empruntant de la chaleur au récipient K et à son contenu et provoquant par conséquent la congélation de ce dernier.
Les gaz s'échappent à travers les orifices U lorsque le mélange rencontre les plaques de déviation L1 et L2, les gaz se séparant alors du liquide,, et le liquide pur, dont le poids spécifique est maintenant plus élevé, descend à travers les conduits E2 pour rentrer dans la cloche en cycle fermé à travers le trou N et baigner le bloc de glace sèche A. Le contenu du récipient K peut être agité, pendant la préparation de la glace, à la main ou mécaniquement. Lorsque la préparation de la glace est ter- minée on referme la soupape W, les gaz qui se dégagent re- foulent le liquide hors de la cloche et l'appareil se re- trouve dans son état-initial.
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Le dispositif représenté dans les figs. 10 et 11 est construit de façon analogue à celle du dispositif re- présenté dans les figs. 8 et 9. La différence réside prin- cipalement dans la construction du récipient à glace sèche et du récipient à glace alimentaire. Le récipient K conte- nant la glace alimentaire est en effet annulaire dans ce cas et il comporte en son centre une partie tubulaire T. Le récipient à glace sèche 1, en forme de corps plongeant, fer- mé en bas par un grillage métallique 2,est introduit dans ce tuyau T et constamment repoussé vers le haut par le res- sort 3 qui s'appuie d'une part sur l'anneau 4 soudé au ré- cipient et d'autre part sur l'anneau amovible 6 qui repose sur une saillie 5 du tuyau T. Le couvercle 7, qui peut être vissé sur l'anneau à vis 8 soudé à la partie supérieure du tuyau T, sert à fermer le tuyau T.
Le couvercle 7 comporte en son centre un presse-étoupe 9 dans lequel peut coulisser verticalement dans les deux sens la tige de réglage 10. Sur la tige de réglage 10 est rivée, de façon à pouvoir tourner, la traverse de support 11 dont les extrémités reposent sur l'anneau d'appui 4 du récipient 1 à glace sèche, ce qui per- met de faire varier la hauteur du récipient 1 en déplaçant la tige de réglage 10. La tige de réglage 10 peut être fixée à différentes hauteurs au moyen d'une broche de réglage 12 qu'on peut introduire dans un trou approprié de la rangée de trous pratiqués dans cette tige. A l'enveloppe extérieure du récipient K contenant la glace alimentaire est fixée une enveloppe en tôle C qui constitue les canaux El, E2. Cette enveloppe est fermée vers le bas par la cloison M qui com- porte dans sa partie la plus basse l'orifice de retour N.
Les autres pièces de l'appareil ont une forme semblable à celle des pièces correspondantes de l'appareil représenté dans les figs. 8 et 9.
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Le fonctionnement de cet appareil est également pres- que identique à celui de l'appareil représenté dans les figs. 8 et 9. La différence réside simplement dans la mise en marche et l'arrêt de l'appareil. Avant la mise en marche on remplit l'appareil d'un liquide approprié tel que du to- luène,en retirant la tige de réglage 10 jusqu'à sa position la plus haute, puis en dévissant le couvercle 7 et en pres- sant dans le récipient à glace sèche une quantité de liquide telle que son niveau touche le grillage métallique 2. Cela fait, on introduit un bloc de glace sèche A dans le récipient 1 et on ferme ce récipient au moyen du couvercle 8.
On verse ensuite la matière servant à faire la glace alimentaire dans le récipient K et on repousse la tige de réglage 10 jusqu'à sa position la plus basse, après quoi la gazéifi- cation intense du bloc de glace sèche A commence sous l'ac- tion du liquide arrivant à travers les mailles du grillage 2.
Le reste de l'opération a lieu comme dans l'appareil repré- senté par les figs. 8 et 9. Le sens de l'écoulement du mé- lange montant de liquide et de gaz, du gaz qui s'est séparé du liquide et qui s'échappe vers l'extérieur, ainsi que du liquide qui descend et retourne au récipient, est indiqué par des flèches. Le réglage de l'appareil a lieu de façon très simple par le déplacement de la tige de réglage 10, et par suite du récipient l, vers le haut ou vers le bas. L'a- gitation ou la trituration, au moyen d'une spatule, de la matière servant à faire la glace alimentaire, peuvent avoir lieu à la main ou au moyen de dispositifs mécaniques.
Dans un autre mode de réalisation de l'appareil ser- vant à faire la glace alimentaire le récipient à glace sèche peut aussi être monté en dehors du récipient à glace alimen- taire et sur le côté. Dans ce dernier cas le récipient à gla-
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ce sèche qui débouche dans le récipient à liquide peut aussi être fixe, l'arrêt de l'appareil ayant lieu par le refoule- ment du liquide contenu dans le récipient. A cet effet une soupape peut être montée par exemple dans la conduite d'é- coulement du mélange de gaz et de liquide; lorsqu'on ferme cette soupape la colonne de liquide est refoulée hors du récipient à liquide dans la conduite de retour par les gaz qui se dégagent et l'appareil se trouve ainsi arrêté.
L'appareil représenté schématiquement dans la fig.12 comporte un récipient K à glace alimentaire muni de nervures ou ailettes R sur sa paroi extérieure, mais comme la trans- mission de la chaleur a lieu dans ce cas uniquement par le gaz acide carbonique en circulation, il faut que les nervu- res aient des surfaces de transmission de la chaleur relati- vement plus grandes que dans les appareils représentés par les figs. 8 à 11. Pour la même raison le bloc de glace sèche A repose sur le corps à nervures 2 de forme particulière, qui est encore complété par le corps à nervures 2b relié à 2 par les articulations 2a.
Ces corps, qui sont avantageusement fixés au récipient avec interposition de matières protectrices de la chaleur, sont constitués par de nombreuses nervures étroites en matière bonne conductrice de la chaleur, par exemple en cuivre et ils sont baignés par le courant ga- zeux dans le sens longitudinal des nervures, ce qui a pour effet d'augmenter considérablement la quantité qui peut être apportée au bloc A dans l'unité de temps. Ce corps à nervu- res peut aussi servir avantageusement de support du bloc de glace sèche dans tous les autres dispositifs conformesà l'invention, lorsqu'une action réfrigérante intense est né- cessaire.
Le ventilateur V entraîné par le moteur électrique El provoque l'écoulement des gaz dans le sens indiqué par
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les flèches; les gaz en excès s'échappent à travers la soupape W qui s'ouvre de dedans en dehors et qui peut être reliée le cas échéant au moyen d'une conduite à un gazomètre ou dispositif analogue servant à accumuler le gaz, le cas échéant avec interposition d'échangeurs de cha- leur, ou simplement à ces échangeurs. Le récipient K com- porte un agitateur, qui est avantageusement mécanique, et toutes les pièces de l'appareil, à l'exception du moteur, sont revêtues d'un bon calorifuge, la température de marche étant avantageusement inférieure à -15 C et comprise entre -20 et -50 C et même encore plus basse.
Les résultats don- nés par ce dispositif sont surprenants ; a réussi par exem- ple à congeler 3 litres de masse liquide, ayant la tempéra- ture ambiante, servant à faire de la glace alimentaire, en cinq à huit minutes et obtenir ainsi une glace alimentaire parfaite, dans un dispositif dont le ventialeteur était actionné par un petit moteur de 160 watts.
En donnant des dimensions appropriées aux surfaces de transmission de la chaleur et en assurant un bon isole- ment calorifuge, on peut faire en sorte que la consommation de glace sèche des appareils représentés dans les figs. 8 à 12 en service continu soit très réduite, cette consommation étant également minime lorsque l'appareil est arrêté, mais toujours prêt à fonctionner, ce qui est extrêmement important pour de tels appareils. Ces appareils, dont l'encombrement est minime et dont la propreté est extrême, permettent de produire rapidement de grandes quantités de glace alimen- taire parfaite, continuellement ou suivant les besoins, même dans un local de vente.
Il n'est donc pas nécessaire de pro- duire d'avance de grandes quantités de glace alimentaire, ce qui était absolument indispensable jusqu'ici et entraînait toujours des inconvénients à cause des difficultés de la
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conservation.
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits plus haut et que de nombreux modes de réalisation basés sur le principe indi- qué ci-dessus sont également possibles dans le cadre de l'invention, suivant les applications.
REVENDICATIONS ---------------------------
1 - Procédé de gazéification de glace sèche dans un récipient fermé à l'abri de l'air atmosphérique en évitant la phase liquide et la présence d'air atmosphérique pendant la marche, procédé caractérisé par le fait que la chaleur de gazéification est apportée, par des corps fluides en cir- culation forcée à travers le récipient ou' circulant par cou- ches autour du récipient, ou autour du récipient et à tra- vers celui-ci, à vitesse réglable, par exemple par le corps acide carbonique dégagé par la glace sèche ou provenant d'une source étrangère, avec ou sans autres gaz et vapeurs, liqui- des pouvant tomber goutte à goutte à po$nt de congélation peu élevé, avec ou sans gaz acide carbonique ou autre,
et empruntée en totalité ou en partie à des corps à refroidir se trouvant à l'extérieur du récipient, avantageusement dans des échangeurs de chaleur.