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''PERFECTIONNEMENTS DANS LES MACHINES FRIGORIFIQUES A ABSORPTION"
Dans les machines frigorifiques à absorption ou résorption, une des plus importantes questions à résoudre est celle de l'absorbeur. La solution ammoniacale,en absorbant l'ammoniac, s'échauffe et il faut éliminer la chaleur latente d'absorption, laquelle doit être transmise à l'eau de circulation.
Les conditions à remplir pour avoir un bon absorbeur sont : - une bonne surface de contact entre la liqueur ammoniacale et les vapeurs d'ammoniac à absorber et une bonne transmission de chaleur entre la dite liqueur ammoniacale et l'eau de circula tion.
Un des types'd'absorbeur le plus efficace est le type à ruissellement où l'eau ammoniacale s'écoule sur la surface de
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tuyaux parcourus par l'eau de refroidissement, le tout étant enfermé dans un récipient étanohe où les gaz ammoniacaux provenant de l'évaporateur, sont aspirés. Ce type d'absorbeur est facile à construire lorsque la quantité de liqueur ammoniacale en ciroulation est suffisante pour faire ruisseler une quantité considérable par mètre courant du distributeur, de façon à bien mouiller toute la surface des tuyaux. Par contre, lorsque la quantité d'eau ammoniacale est faible, ce qui arrive dans la plupart des cas, il est extrêmement diffi- cile d'avoir une bonne distribution et d'obtenir une bonne absorption.
La présente invention permet de résoudre complètement cette difficulté et permet de construire des absorbeurs très efficaces, même dans les cas où, la liqueur ammoniacale circulant en très petite quantité, l'utilisation d'un absorbeur à ruissellement ordinaire serait impossible. L'invention permet ainsi de construire des machines à absorption simples, ou compound, pour très basses températures, telles que -65 ou -70 C., puisque dans ce cas l'évaporation doit se faire sous une pression de 75m/m. à 60 m/m. de mercure, (soit un vide de 685 à 700 m/m. Eg.) et que dans ces conditions il est impossible d'employer des types d'absorbeurs immergée qui causeraient une perte de pression qui n'est pas admissible.
Le oondenseur à ruissellement seul permet par son manque absolu de perte de pression, d'arriver à des vides aussi poussés dans l'évaporateur, mais pour être efficace il faut que toute, la surface des tuyaux soit mouillée, malgré la petite quantité de liquide admise au distributeur.
Le principe de la présente invention est montré en Fig.l.
L'absorbeur est formé par un récipient cylindrique A contenant
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un serpentin hélicoïdal B concentrique, parcouru intérieurement par l'eau de refroidissement, qui entre en h et sort en b'.
Le récipient A contient à. sa partie supérieure, en haut du serpentin, une galerie circulaire D qui forme déversoir et constitue le distributeur de la solution ammoniacale pauvre ruisselant sur le serpentin.
A cheval sur le bord du déversoir est placée une toile métallique double E qui, d'un côté,plonge jusqu'au fond de la galerie et de l'autre côté s'étend jusqu'à la partie supérieure du serpentin et dans l'axe du tuyau formant le dit serpentin, en touchant presque la première spire.
La toile est assez robuste pour éviter tout danger de corrosion, mais étant double (deux toiles superposées), une fois amorcée, elle agit comme une mèche. Au commencement, le liquiae pauvre arrivant par d remplit toute la galerie D at se déverse par le bord, la mèche se trouve amorcée et aspire le liquide de la galerie comme un syphon et le distribue unifor- mément sur le serpentin. Le niveau du liquide en D s'abaisse jusqu'à ce que la quantité de liquide aspirée par capillarité par la mèche métallique équivaut à la quantité de liquide admise par d.
L'expérience a montré que, même avec une admission de 0,5 litre par heure, de liquide par centimètre courant du distributeur, l'appareil fonctionne bien et le serpentin est mouillé complètement sur toute sa surf ace, tandis qu'un condenseur à ruissellement erdinaire devrait recevoir au moins 10 fois cette quantité de liquide pour fonctionner efficacement.
L'ammoniac gazeux à absorber arrive par le bas, en C, mais pourrait aussi bien être admise par le haut. La solution enrichie s'accumule dans le bas de l'absorbeur et est aspirée par la pompe de circulation.
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La Fig. 2 montre le même type d'absorbeur avec serpentins multiples; 7 serpentins dans le cas de la Figure dont trois seulement se voient dans la coupe. Les lettres de référence
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sont les mêmes que dans la Fig. 1. La galerie D contient 7 déversoirs, dont 3 seulement/voient dans la coupe, concentriquee aux serpentins. Chaque déversoir est pourvu de la double toile métallique formant mèche; le fonctionnement est le même que celui décrit.
On a décrit ci-dessus un appareil comportant des serpin- tins de forme cylindrique, mais le dispositif suivant l'inven- tion s'applique aussi bien lorsque les tuyaux de refroidisse- ment sont disposés en parois verticales au lieu d'être confor- mes en serpentin. Les galeries de distribution sont dans ce cas rectilignes et les mèches s'étendent jusqu'à l'axe des tuyaux supérieurs des parois verticales.
Il a été parlé de mèches formées de deux toiles métalli- ques juxtaposées, mais d'autres matériaux peuvent aussi bien être employés, par exemple la toile de chanvre qui résiste à l'eau ammoniacale presque indéf iniment.
L'appareil décrit ci-dessus fonctionne comme absorbeur, mais on peut l'employer également comme évaporateur pour re- froidir la saumure par ruissellement de l'ammoniaque liquide s'évaporant;, on peut l'employer comme résorbeur et comme chaudière d'une machine à résorption, qui peut être constituée essentiellement par 4 appareils du système suivant l'invention.
La Fig. 3 montre le schéma d'une telle machine frigori- fique à résorption, destinée à refroidir de l'eau (ou de la saumure) en utilisant de la chaleur perdue,telle que celle contenue dans les vapeurs d'échappement ou l'eau chaude prove- nant des économiseurs d'une chaudière à vapeur. Cette machine @ frigorifique est formée par 4 appareils identiques ou presque,
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construits sur le principe de,celui qui vient d'être décrit.
A est l'absorbeur refroidi par la circulation d'eau a, a': le liquide riche accumulé dans le bas de A est aspiré par la pompe P et envoyé à la galerie de la chaudière C où il ruis selle sur un serpentin dans lequel la vapeur ou l'eau chaude circule.,, La solution ammoniacale s'échauffe et dégage de l'ammoniac; la solution pauvre passe par le robinet détendeur R et retourne à l'absorbeur A. Les vapeurs ammoniacales dégagées en C passent au récipient B qui est le résorbeur, où elles sont absorbées dans la solution ammoniacale en formant une solution très concentrée qui par le robinet détendeur R' arrive à la galerie du récipient E, qui est l'évaporateur.
Cette solution très riche est déversée par la mèche sur le serpentin e-e' dans lequel circule l'eau ou la saumure à refroidir, l'ammoniac s'évapore en produisant le froid et les vapeurs ammoniacales sont absorbées en A. La solution appauvrie est prise par la pompe P' et renvoyée au réaorbeur B. La circulation d'eau b-b' enlève la chaleur d'absorption.
Au lieu de deux pompes,on peut quelquefois en prévoir une seule en mélangeant les deux liquides.
Il n'a pas été parlé des échangeurs de température ni de tous les récupérateurs qui peuvent transformer cette machine en une machine à absorption réversible, suivant les cycles préconisés il y a longtemps par Altenkirch. Comme toutes les transmissions de chaleur dans cette machine se font à température variable, l'appareil suivant l'invention se prête de la meilleure façon pour mettre à profit toutes les récupérations
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de chaleur. Par exemple, le liquide riche pris par la pompe P 1\,\ dans le bas de l'absorbeur A peut être ameIùias8er dans la partie supérieure de 1 absorbeur A dans les spires supérieures du serpentin aa', qui serait ainsi divisé en deux parties
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superposées, de façon à l'échauffer avec la chaleur d'absorp- tion.
Le liquide pauvre de la chaudière C peut aussi passer dans les spires supérieures du serpentin c-c' de façon à, s'échauffer avant d'arriver à l'absorbeur A où l'absorption peut être initié à température élevée et, dans certains cas, supérieure à la température d'ébullition du liquide riche.
Les mêmes récupérations peuvent avoir lieu dans E et B, dans certains cas, Cette disposition permet de profiter de tous les avantages des cycles préconisés par Altenkirch et d'obtenir des machines ayant un rapport calorifique égal ou supérieur à l'unité.
La machine décrite s'applique très bien au cas où il faut refroidir d'une dizaine de degrés l'eau allant aux mouleaux du congélateur d'une fabrique de glace. Ce refroidis sèment peut se faire en employant dans le serpentin c-c' l'eau chaude provenant des économiseurs de la chaudière à vapeur. Cette eau chaude ae refroidit de quelques degrés et est renvoyée aux économiseurs. Mais comme l'eau circulant en b-b' et a-a' peut être considérablement chauffée, on peut alimenter les économiseurs avec cette eau chauffée et récupé- rer ainsi une grande partie de la chaleur. Dans ces conditions, on pourra réaliser le refroidissement de l'eau dans des con- ditions extrêmement avantageuses et obtenir une augmentation considérable de la production de glace.
Le dispositif suivant l'invention peut également être utilisé avec succès dans les machines contenant un gaz inerte pour égaliser totalement ou partiellement les pressions. Dans ce cas, on prévoit des chicanes à l'intérieur des serpentins, lesquelles obligent le mélange gazeux circulant avec les vapeurs ammoniacales à passer en contact avec le serpentin mouillé @ par la solution ammoniacale.
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Dans la machine à résorption décrite en référence à la Fig. 3, le gaz inerte peut être employé pour égaliser les pressions dans C et B et dans A et E, en établissant entre A et E une seconde communication qui permet une circulation, par une des méthodes connues,de ce gaz entre A et E.
Dans ce cas, le gaz inerte peut aussi être employé pour réduire la différence de pression sans toutefois l'égaliser.
Dans les machines de petites dimensions, avec pression uniforme et sans parties mobiles, ce type d'absorbeur, évaporateur ou résorbeur peut donner des avantages considérables à cause de la petite résistance opposée au passage du gaz inerte, et de son grand pouvoir d'absorption.
Dans l'exemple décrit ci-dessus, l'ammoniac a été choisi comme liquide frigorigène et l'eau comme absorbant, mais l'invention se réalise avec tous ses avantages lorsqu'on utilise n'importe quel mélange liquide ayant des propriétés analogues, par exemple dycloréthylène et huile de paraffine, chlorure d'éthyle et "fuseloil", etc..
REVENDICATIONS.
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1 - Appareil à ruissellement destiné à l'absorption d'un gaz dans un liquide ou à l'évaporation d'un des compo-4 sants d'un mélange liquide dans lequel la distribution uniforme du liquide sur les tuyaux refroidisseurs, ou échauffeurs, est obtenue par une mèche qui assure le mouillage total de la surface des tuyaux, même lorsque la quantité de liquide est relativement limitée.
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2 tOI Machine frigorifique à absorption, avec ou sans gaz