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"MACHINE FRIGORIFIQUE FONCTIONNANT DANS LE VIDE"
Les machines frigorifiques fonctionnant dans le vide présentent cet avantage qu'aucune perte directe d'agent ré- frigérant ne peut se produire par suite de fuites. En revanche, de l'air peut pénétrer dans la machine, ce qui est très nuisible parce que la transmission de chaleur dans le condenseur et l'é- vaporateur devient moins bonne, et que le taux de compression du compresseur doit être augmenté.
C'est pourquoi, dans de tel- les installations, on prévoit généralement des dispositifs de désaération fonctionnant de façon continue ; laFig. 1 en re-
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présente schématiquement un tel dispositif à titre d'exemple; la pompe à air 1 aspire de la machine 2 travaillant dans le vide une petite quantité de vapeur et la refoule dans le ré- frigérant 3 où les gaz condensables se condensent. Le liquide condensé et les gaz non condensables se rendent dans la cham- bre de séparation 4 d'où le liquide condensé est ramené dans la machine 2 au moyen du flotteur 5, tandis que l'air est refoulé à l'extérieur par la soupape 6. Sans doute, la machine est ainsi désaérée, mais en même temps que l'air on évacue aussi une quantité de vapeur qui dépend du degré de saturation.
Il se produit ainsi des pertes indirectes d'agent réfrigérant. En maintenant la température basse dans le séparateur 4 et en choi- sissant des pressions d'évacuation élevées, on peut, il est vrai, maintenir faible la proportion de vapeur, mais non la supprimer complètement. Par exemple, 1 kg. d'air à O sous une pression d'évacuation absolue de 2 atm., ce qui correspond approximativement à un volume de
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Vs 1,0 x 29 3 x 273 o 4 3 20.000 entraîne avec lui un poids de vapeur d'environ 0,3 kg. lorsque le poids spécifique de la vapeur est de 0,75 kg./m3 pour une tension de vapeur de 0,2 atm, abs. à 0 .
Il n'est pas admissible de refroidir au-dessous de 0 , à cause du risque de congélation de l'humidité de l'air, et l'augmentation de la pression d'ex- pulsion comporte un supplément de travail de pompage, de sorte que ces Mesures ne permettent d'améliorer les conditions que dans une mesure très restreinte.
On en est alors venu à enfermer complètement les ma- chines frigorifiques dans une enveloppe, afin d'éviter ainsi l'emploi de boites à bourrage et de réduire le nombre de brides de tuyauterie. Les machines ainsi hermétiquement closes ne né- cessitent parfois pas un désaérage continu, ce désaérage pou- vant au contraire s'opérer par intermittences, c'est-à-dire au
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bout de périodes plus ou moins longues suivant les besoins, éco- nomisant ainsi du travail de pompage. A cet effet, on a prévu un récipient collecteur d'air spécial branché sur le reste de l'installation et pourvu d'un indicateur d'air ; ouvrant un robinet intermédiaire et grâce au désaérage qui se produit ainsi, on peut accuser la présence d'air dans le récipient collecteur d'air.
L'indication-de l'air ne se rapporte donc qu'à la quantité d'air présente dans le récipient collecteur et n'a lieu au surplus que par intermittences pendant le dé- saérage.
C'est ici qu'intervient l'invention, dont l'objet est l'indication de la quantité d'air présente, non pas dans le récipient collecteur, mais dans le circuit d'agent réfrigérant de la machine tout entière, c'est-à-dire même alors que le dé- saérage ne s'opère pas. Suivant l'invention, le dispositif collecteur d'air est combiné à un dispositif indicateur d'air, ou conçu de manière à former indicateur d'air, et cela de façon telle que cet indicateur se trouve en amont du dispositif col- lecteur dans le sens d'écoulement du courant de vapeur et d'air entretenu à partir du condenseur, de sorte que, malgré le ca- ractère intermittent du désaérage, on puisse avoir une indica- tion permanente des conditions existant sous le rapport de l'air à l'intérieur de la machine.
A titre de développement de l'invention, le dispositif collecteur d'air et le dispositif indicateur d'air sont en communication libre avec l'évaporateur. Cela a l'avantage de permettre, dans le dispositif indicateur d'air, l'emploi de l'agent réfrigérant travaillant dans la machine. Dans le réci- pient collecteur d'air, qui communique directement et avec le condenseur et avec l'évaporateur de la machine frigorifique, l'air se rassemble sous une pression de mélange uniforme dont
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la grandeur est fonction des sections libres de ces communica- tions.
L'invention va être exposée plus en détail par quel- ques exemples d'exécution en se référant au dessin. Les Fig.
2 à, 4 montrent des dispositifs suivant l'invention. A la Fig.2, 7 désigne l'évaporateur, 8 le compresseur avec son moteur de commande et 9 le condenseur de la machine frigorif ique. La cham - bre à vapeur du condenseur communique, par une tuyauterie 10 de faible section, avec l'évaporateur 7. Dans cette conduite est intercalé un réfrigérant 11 logé dans l'évaporateur, par exemple dans le liquide que renferme cet évaporateur, de sorte que la vapeur se condense et est refoulée par le tube 12 plon geant dans un récipient 13 plein d'agent réfrigérant et commu- niquant avec l'évaporateur. Le liquide condensé retournera dans ce dernier dès que le récipient 13 se sera rempli jusqu'à l'ouverture de communication avec l'évaporateur.
L'air éven tuellement présent se manifeste maintenant sous forme de bulles ascendantes qu'on peut observer par une fenêtre 14. Pour em- pêcher cette fenêtre de se couvrir de givre on peut la cons- truire sous forme d'une.fenêtre creuse ou de double fenêtre vidée d'air et, par suite, isolante. Par ce dispositif simple on est en mesure d'observer et de contrôler éventuellement la présence d'air et, par suite, de fixer le moment où l'on doit effectuer le désaérage. Ce moment ne pouvait être discerné auparavant que par la diminution de la production de froid, sans compter qu'à proprement parler il était déjà trop tard.
Or, comme la diminution de la production de froid peut égale- ment provenir d'un échauffement de l'eau réfrigérante, le dis- positif indicateur d'air fournit une preuve plus catégorique de la présence d'air.
Dans la chambre collectrice d'air 13a du récipient 13
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(Fig. 3), on peut pousser l'enrichissement de l'air aussi loin qu'on le désire. Le désaérage de la machine frigorifique s'O père à partir de cette chambre. Le dispositif de désaération habituel se compose, comme à la Fig. 1, d'une pompe à air 1 à laquelle fait suite le séparateur 4. Ce dispositif peut se combiner avec un dispositif complémentaire grâce auquel le dé saérage intermittent s'effectue automatiquement. La Fig. 4 montre un tel dispositif pour loquel la mise en marche et l'arrêt de la pompe à vide 1 s'opèrent en fonction d'un niveau de liquide au moyen du flotteur 15.
Dans ce cas, le récipient 13 et l'évaporateur forment deux vases communicants , de sorte que le niveau d'établit à la même hauteur dans les deux chambres. Le tube plongeant 12 plon- ge dans ce liquide où l'air présent se manifeste sous forme de bulles ascendantes. L'air qui se rassemble dans la chambre 13a élève la pression et fait baisser d'autant le niveau du liquide.
Lorsque le niveau atteint un minimum, le flotteur 15 ferme un contact et met en route la pompe à vide 1. Lorsque le désaéra est terminé, le niveau remonte et le flotteur remet la pompe hors circuit au moyen d'un contact supérieur. Les conducteurs 16,17 indiquent schématiquement le montage.
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"REFRIGERATING MACHINE WORKING IN VACUUM"
Refrigerating machines operating in vacuum have the advantage that no direct loss of refrigerant can occur as a result of leaks. On the other hand, air can enter the machine, which is very harmful because the heat transmission in the condenser and the evaporator becomes poorer, and the compression ratio of the compressor must be increased.
This is why, in such installations, deaeration devices operating continuously are generally provided; laFig. 1 in re-
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schematically presents such a device by way of example; the air pump 1 sucks from the machine 2 working in a vacuum a small quantity of vapor and delivers it into the refrigerant 3 where the condensable gases condense. The condensed liquid and the non-condensable gases go to the separation chamber 4 from where the condensed liquid is returned to the machine 2 by means of the float 5, while the air is forced outside through the valve. 6. Without doubt, the machine is thus deaerated, but at the same time as the air one also evacuates a quantity of vapor which depends on the degree of saturation.
Indirect losses of coolant are thus produced. By keeping the temperature low in the separator 4 and by choosing high discharge pressures, it is true that the proportion of vapor can be kept low, but not completely eliminated. For example, 1 kg. of air to 0 under an absolute discharge pressure of 2 atm., which corresponds approximately to a volume of
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Vs 1.0 x 29 3 x 273 o 4 3 20,000 carries with it a vapor weight of about 0.3 kg. when the specific weight of the vapor is 0.75 kg./m3 for a vapor pressure of 0.2 atm, abs. to 0.
It is not permissible to cool below 0, because of the risk of freezing the humidity of the air, and the increase of the expulsion pressure involves additional pumping work, of so that these measures only improve conditions to a very limited extent.
We then came to completely enclose the refrigeration machines in a casing, in order to avoid the use of stuffing boxes and to reduce the number of pipe flanges. Machines thus hermetically sealed do not sometimes require continuous deaeration, this deaeration being able on the contrary to take place intermittently, that is to say at
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after more or less long periods according to needs, thus saving pumping work. For this purpose, a special air collecting container has been provided, connected to the rest of the installation and provided with an air indicator; opening an intermediate valve and thanks to the deaeration which thus occurs, it is possible to recognize the presence of air in the air collecting vessel.
The air indication therefore relates only to the quantity of air present in the collecting vessel and, moreover, only occurs intermittently during de-ironing.
This is where the invention comes into play, the object of which is to indicate the quantity of air present, not in the collecting receptacle, but in the refrigerant circuit of the entire machine, that is, that is to say even when the de-ironing does not take place. According to the invention, the air collecting device is combined with an air indicator device, or designed so as to form an air indicator, and this in such a way that this indicator is located upstream of the collecting device in the direction of flow of the stream of steam and air maintained from the condenser, so that, despite the intermittent nature of the deaeration, one can have a permanent indication of the conditions existing with respect to the air inside the machine.
As a development of the invention, the air collecting device and the air indicating device are in free communication with the evaporator. This has the advantage of allowing, in the air indicating device, the use of the refrigerant working in the machine. In the air collecting vessel, which communicates directly with the condenser and with the evaporator of the refrigerating machine, the air collects under a uniform mixing pressure of which
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the size depends on the free sections of these communications.
The invention will be explained in more detail by way of some exemplary embodiments with reference to the drawing. Figs.
2 to, 4 show devices according to the invention. In Fig. 2, 7 designates the evaporator, 8 the compressor with its control motor and 9 the condenser of the refrigeration machine. The vapor chamber of the condenser communicates, by a pipe 10 of small cross-section, with the evaporator 7. In this pipe is interposed a refrigerant 11 housed in the evaporator, for example in the liquid contained in this evaporator, so that the vapor condenses and is discharged through the immersion tube 12 into a container 13 full of refrigerant and communicating with the evaporator. The condensed liquid will return to the latter as soon as the container 13 has filled up to the opening of communication with the evaporator.
Any air present now manifests itself in the form of ascending bubbles which can be observed through a window 14. To prevent this window from becoming covered with frost, it can be constructed in the form of a hollow or hollow window. of double window emptied of air and, consequently, insulating. By this simple device it is possible to observe and possibly control the presence of air and, consequently, to fix the moment when the deaeration should be carried out. This moment could only be discerned before by the decrease in the production of cold, not to mention that strictly speaking it was already too late.
However, as the reduction in the production of cold can also come from heating the cooling water, the air indicator device provides more categorical proof of the presence of air.
In the air collecting chamber 13a of the container 13
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(Fig. 3), you can push air enrichment as far as you want. The deaeration of the refrigeration machine takes place from this chamber. The usual deaeration device consists, as in Fig. 1, of an air pump 1 which follows the separator 4. This device can be combined with an additional device through which the intermittent de-bleeding takes place automatically. Fig. 4 shows such a device whereby the starting and stopping of the vacuum pump 1 take place as a function of a liquid level by means of the float 15.
In this case, the container 13 and the evaporator form two communicating vessels, so that the level is established at the same height in both chambers. The dip tube 12 is immersed in this liquid where the air present manifests itself in the form of ascending bubbles. The air which collects in the chamber 13a increases the pressure and causes the level of the liquid to drop accordingly.
When the level reaches a minimum, the float 15 closes a contact and starts up the vacuum pump 1. When the deaeration is finished, the level rises and the float switches the pump off by means of an upper contact. The conductors 16,17 schematically indicate the assembly.