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Moyens pour la construction et le fonctionnement d'appareils réfrigérateurs à absorption à action intermittente.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments aux appareils réfrigérateurs à absorption à fonctionne- ment intermittent et dans lesquels des périodes de dégagement de vapeur d'agent réfrigérant hors d'une solution d'absorption alternent avec des périodes durant lesquelles l'agent d'ab- sopption réabsorbe la valeur d'agent réfrigérant. L'invention concerne plus particulièrement des appareils dans lesquels une partie seulement de la solution d'absorption est chauffée à la température de dégagement durant la période de dégage- ment, et dans lesquels cette faible partie de la solution échange de la chaleur avec une autre partie de la solution d'absorption, dans un échangeur de chaleur de liquide reliant le bouilleur à un récipient d'emmagasinage pour la solution d'absorption.
Dans de semblables appareils tels qu'ils ont été construits jusqu'à ce jour le dégagement de vapeur hors de la solution, pendant les périodes de dégagement, détermine, dans le récipient d'emmagasinage, une variation de la sur- face du liquide suivant la quantité d'agent réfrigérateur qui est dégagée, condensée et emmagasinée dans l'évaporateur; @
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et de semblables appareils ont été essentiellement pourvus de dispositifs refroidisseurs agissant pour éliminer la chaleur hors du liquide d'absorption, uniquement pendant les périodes :l'absorption.
La présente invention a pour but de fournir une construction :l'appareil qui évite la nécessité de l'emploi de dispositifs de refroidissement par intermittence.
Conformément à la présente invention l'appareil comporte un elément refroidisseur pour éliminer de la chaleur d'absorption et un récipient éloigné ou thermquement séparé de Isolément refroidisseur et retenant une quantité de solution qui est variable suivant la quantité de liquide refroidisseur emmagasinée dans l'évaporateur ou dans le réservoir à agent réfrigérant.
Grâce à cette disposition ouïes fluctuations dans le niveau :le la solution d'absorption sont localisées dans un récipient séparé de l'élément refroidisseur, il est clair que dans ledit récipient il ne peut se condenser aucune vapeur d'agent réfrigérateur au-dessus du niveau du liquide, et il ne peut être absorbé aucune vapeur sous l'ac- tion de l'effet refroidisseur du dit élément au cours des périodes de dégagement. Il n'est par suite pas nécessaire de supprimer l'effet refroidisseur :le l'élément refroidis- seur au cours desdites périodes où en 3' autres termes la mise en marche et 1'arrêt des dispositifs refroidisseurs spéciaux lors::le l'inversion :
les périodes de fonctionnement se trou- vent entièrement éliminés. Ceci rend évidemment moins oné- reuse la fabrication de semblables appareils ; et d'autre part l'absence de toute condensation dans un élément refroi- disseur autre que le condenseur proprement dit, pendant les périodes :le dégagement, augmente évidemment l'efficacité :lesdits appareils. @
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L'élément refroidisseur qui élimine la chaleur d'absorption agit aussi :le préférence comme un récipient :l'emmagasinage pour la solution d'absorption, et se trouve chargé de liquide pendant les périodes de dégagement.
Ledit récipient d'emmagsinage refroidi est en communication de liquide avec le récipient separé ( ci-arès qualifié de réci- pient d'équilibrage) dont la couche de liquide superficielle est maintenue à une température supérieure à la température régnante de condensation.
L'appareil à fonctionnement intermittent conforme à l'invention comporte, de préférence :un bouilleur, un ré- cipient séparé pour l'emmagasinage d'absorbant, un dispositif refroidisseur pour l'élimination de la chaleur d'absorption et de préférence associé au récipient d'emmagasinage, un échangeur de chaleur de liquide reliant le bouilleur au ré- cipient d'emmagasinage, un récipient équilibreur thetmiquement séparé du dispositif refroidisseur et relié à un point arbi- traire du circuit de liquide 3'absorption, des moyens ac- tionnés par la vapeur pour faire circuler la solution durant les périodes d'absorption et celles de dégagement, un conduit reliant entre eux le bouilleur et l'évaporateur et qui' com- porte un condenseur, sur une communication entre l'évapora- teur et ledit dispositif refroidisseur.
Le circuit de liquide pour la solution d'absorp- tion comporte un dispositifde pompage actionné par la vapeur de l'évaporateur et un dispositif de refroidissement pour refroidir le liquide d'absorption, en série avec le dis- positif de pompage.
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L'invention sera décrite ci-après en détail avec référence au dessin annexé, lequel montre à titre d'exem- ple une forme de réalisation d'un appareil réfrigérateur à absorption, à fonctionnement intermittent, le fonctionne- ment étant conforme au procédé qui caractérise la présente invention.
Dans le dessin annexé, 11 désigne un récipient d'emmagasinage d'agent d'absorption, ce récipient n'étant pas chauffé; 12 est un échangeur de chaleur de liquide ; 13 est le générateur ou bouilleur; 14 est le condenseur et 15 est l'évaporateur de 1!appareil, -on supposera, à titre d'exemple, que les agents de fonctionnement, dans l'appareil, sont constitués par de l'eau comme agent d'ab- sorption et par de l'ammoniaque comme agent réfrigérateur; mais /il demeure entendu que ces agents peuvent être remplacés par tous autres agents de réfrigération et d'absorption connus et appropriés. L'appareil est au début chargé jus- qu'au niveau indiqué par I sur le dessin.
Le récipient d'emmagasinage d'agent d'absorption se trouve ainsi chargé de liquide avant la mise en marche de l'appareil, et demeu- re chargé, en particulier au cours des périodes de dégage- ment de l'appareil.
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant : Pendant la période d'ébullition ou de dégagement de vapeur, de la chaleur est fournie au bouilleur. 13 de toute façon appropriée, par exemple à l'aide d'un organe de chauffage électrique, d'une flamme de gaz, d'un brûleur à huile, d'une chemise de vapeur ou tout autre analogue.
Du fait de l'apport de chaleur au bouilleur, le- quel est, de la façon connue, pourvu d'un dispositif d'iso- lation 30, le liquide contenu dans ledit bouilleur devient, sous l'influence de l'action de thermo-siphon, plus léger que le liquide présent dans le récipient d'emmagasinage d'agent absorbeur ou dans l'une des branches de l'échangeur de chaleur 12, si bien que le niveau dans le bouilleur
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s'élève et qu'une énergie de circulation se trouve engen- drée entre le bouilleur et le réservoir d'agent absorbeur.
En vue d'augmenter cette énergie, on peut employer un ser- pentin de pompage 13a, c'est-à-dire une pompe à bulles de gaz, comme le montre la figure, pompe qui est chauffée de la façon connue par l'apport de chaleur au bouilleur et fait circuler la solution entre le bouilleur 13 et le récipient non chauffé 11, cela par un effet de thermo-si- phon. Il est préférable, en particulier quand on emploie cette dernière construction, de prévoir une cheminée 31 qui passe à travers le corps isolant 30 et qui est tout d'abord entourée'par le serpentin de chauffage 13a et en second lieu se trouve en bon contact métallique avec le bouilleur 13 qui a par exemple une forme tubulaire.
De préférence une masse métallique bonne conductrice de la chaleur se trouve coulée entre les deux tubes, si bien que la cheminée et le bouilleur se trouvent reliés entre eux par des surfaces métalliques importantes.
Le liquide concentré qui, dans l'exemple repré- senté, se trouve aspiré au moyen du serpentin de pompage 13a, est débarrassé de gaz par l'apport de chaleur dans le bouilleur 13, ce dernier étant établi sous la forme d'un conduit relativement étroit, et ledit liquide s'écoule ainsi à travers le conduit 20 vers l'échangeur de chaleur 12 qui, tout comme le bouilleur, est entouré par un dispo- sitif isolateur 32. Ce dernier dispositif consiste de préférence en une enveloppe de liège ou autre analogue, alors que l'isolant pour le bouilleur 13 et le serpentin de pompage 13a sera de préférence établi sous la forme d'un isolateur feuilleté ou d'un isolateur à vide, de ma- nière à réduire au minimum sa capacité calorifique.
Depuis l'échangeur de chaleur 12, la solution s'écoule à tra- vers le conduit 20, pour se rendre dans la partie supé- rieure lla du récipient d'emmagasinage. L'élément ou corps 11a de ce récipient d'emmagasinage est constitué
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ici par un bac cylindrique, lequel est relié, par deux conduits 11c et 11d, à l'élément inférieur dudit réci- pient, ce dernier élément étant également établi sous la forme d'un corps cylindrique. Le contenu liquide des élé- ments 11a et 11b du récipient d'emmagasinage peut être soumis à l'influence d'un élément refroidisseur qui, pen- dant les périodes de dégagement et d'absorption, se trou- vera exposé à un agent extérieur de refroidissement.
Dans l'exemple représenté sur le dessin, les éléments 11a et
11b sont à cet effet tous deux pourvus d'ailettes de re- froidissement 23, et sont décalés l'un par rapport à l'autre dans des plans verticaux, de manière que les ai- lettes de refroidissement de l'élément llb tout comme celles du corps cylindrique lla puissent recevoir l'action de contact de l'air frais, par tirage naturel. L'élément refroidisseur 33, nécessaire pour l'élimination de la chaleur d'absorption hors de l'appareil, au cours des pé- riodes d'absorption, est, dans l'exemple représenté, di- rectement relié au récipient d'emmagasinage 11.
La solu- tion concentrée est dirigée, en partant de l'élément infé- rieur llb du récipient d'emmagasinage, à travers le conduit 19, et à travers l'échangeur de chaleur isolé 12 vers le serpentin de pompage 13a, pour être de là élevée vers le bouilleur.
La vapeur d'agent de réfrigération, dégagée du fait du chauffage du bouilleur 13, s'élève à travers le conduit 16. Ce conduit 16 peut être pourvu, de la fa- çon connue, de plateaux-chicanes 34, et si on le désire, d'ailettes de refroidissement 35; mais tout autre dispo- sitif rectificateur approprié ou autre moyen équivalent empêchant l'ébullition du liquide dans le tube bouilleur étroit, peut aussi être utilisé. Le conduit 16 est épa- noui de manière à former un récipient 36 lequel est pourvu extérieurement d'ailettes de refroidissement 37 et comporte,'à l'intérieur, des plateaux-chicanes perforés 38.
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Du récipient 36 partent deux conduits 39 et 40 allant à un récipient 41 disposé plus bas, le conduit 39 dé- bouchant dans le récipient 36 en un point quelque peu plus élevé que celui où débouche le conduit 40. Dans le récipient 41 également, l'embouchure du conduit 39 est située au-dessus de celle du conduit 40 qui, dans tous les cas, doit s'étendre vers le bas au-dessous de l'embou- chure du conduit 39. Pendant le fonctionnement, une cer- taine quantité de liquide se condense dans le récipient 36, ce liquide consistant sensiblement en de l'agent d'ab- sorption pur, c'est-à-dire de l'eau. Cette eau s'accumule sur les plateaux-chicanes 38. Tout excès de liquide s'é- coule dans le récipient 41, où il s'accumule.
Les quanti- tés de liquide en excès accumulées dans le récipient 41 peuvent être soutirées à travers un conduit 42 allant au système absorbeur, et débouchant par exemple dans le con- duit lld. La masse de liquide qui s'accumule dans le ré- cipient 41 joue un rôle qui sera indiqué ci-après.
Du récipient 41 la vapeur dégagée hors du bouilleur passe à travers un conduit 18 pour se rendre au condenseur 14, lequel peut être construit de toute façon connue appropriée. L'agent réfrigérant liquéfié dans le condenseur s'écoule, dans la forme d'exécution re- présentée, par gravité, dans l'évaporateur 15 dont la par- tie supérieure 15a, représentée sous la forme de récipient collecteur pour le condensat dégagé, est de préférence en- tourée par un isolant 43. A cet élément 15a de l'éva- porateur est reliée, à la partie intérieure, l'élément évaporateur proprement dit 15b relié lui-même à la cham- bre de refroidissement.
Dans l'exemple de réalisation re- présenté, cet élément d'évaporateur est établi sous la for- me d'un récipient cylindrique 44, du bas duquel descendent des branches de conduit 45 dans lesquelles on peut loger des tiroirs à glace ou d'autres objets destinés à être re- froidis rapidement. Tout autre type convenable d'évapora-
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teur peut toutefois être employé sans que l'essence de l'in- vention s'en trouve en quoi que ce suit affectée. L'évapo- rateur est de préférence pourvu d'un dispositif de purge ou de drains à action automatique ; mais la purge automatique de l'évaporateur n'est pas davantage une caractéristique in- dispensable de l'invention, vu que cette purge peut aussi être effectuée au moyen de valves d'un type connu, action- nées à la main ou périodiquement commandées.
Dans l'exemple représenté, la purge automatique de l'évaporateur est effec- tuée au moyen d'un tube en U 46 qui débouche dans un réci- pient 47. Comme l'eau résiduelle, qui reste dans l'évapora- teur après une période d'absorption, est plus lourde que l'ammoniaque frais qui y arrive et qui est dégagé au cours de la période d'ébullition subséquente, et comme cette eau se trouve à la partie inférieure de l'évaporateur, elle est de ce fait refoulée au cours du rechargement, de bas en haut, dans le conduit 46 ; la fin de ladite période d'éoullition, elle surnage dans le conteneur 47.
Cette eau de trop-plein est soutirée à travers un conduit 48, d'où elle se rend dans le conduit 18, dans le récipient 41 et dans le con- duit 42 ; le conduit 48 peut aussi être amené direc- tement au liquide dans le récipient d'emmagasinage 11 ou à tout autre corps de liquide non chauffé présent dans l'appa- reil. La purge ou le soutirage pourront être effectués de toute autre façon convenable.
La construction de l'évaporateur, celle des dispo- sitifs rectificateurs 34, 35 dans le conduit 16, et celle du récipient 36 ne sont bien entendu pas limitées aux for- mes représentées sur le dessin et pourront être variées à volonté. C'est ainsi par exemple qu'au lieu d'employer le dispositif rectificateur représenté sur le dessin, on pourra opérer la rectification de la vapeur dégagée hors du bouil- leur, avant son entrée dans le condenseur, au moyen de son propre condensat, ou bien encore la vapeur venant du bouil- leur pourra être amenée à bouillonner à travers une solution
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concentrée ou étendue d'agent d'absorption (solution repré- sentée dans le récipient 43) et être ainsi rectifiée; ou bien encore la vapeur pourra être amenée à subir tout au- tre échange de chaleur avec une solution concentrée ou faible.
L'élément supérieur 15a de l'évaporateur peut, comme le montre le dessin, être isolé au moyen d'un iso- lant de faible capacité calorifique ; emploiera de pré- férence un isolant feuilleté ou une isolation par le vide.
Tous autres moyens appropriés pourront toutefois être uti- lisés pour empêcher la vapeur non condensée de passer dans l'évaporateur pendant la période d'ébullition. L'évapora- teur pourra par exemple être chargé en partie d'un liquide auxiliaire plus léger en poids que l'agent réfrigérant, cela de façon que ce liquide, au début de la période d'é- bullition, remplisse le's éléments 44 et 45 de l'évapora- teur, mais se trouve progressivement refoulé de bas en haut pendant l'arrivée du condensat.
Dans l'appareil représenté, aussitôt que le chauffage commence, et en raison de la faible quantité de liquide à chauffer présente dans le bouilleur, il s'opère- ra immédiatement une forte évacuation de vapeur hors de cette masse peu importante de liquide, si bien qu'il ne se passera qu'un temps très court avant que la première par- tie de la vapeur d'agent réfrigérant ne s'écoule vers le condenseur.
Comme l'élément refroidisseur qui élimine la chaleur d'absorption hors de l'appareil, au moyen des ai- lettes refroidisseuses 33, c'est-à-dire l'élément d'absor- beur éliminateur de chaleur proprement dit 11a, est, dans la forme de réalisation représentée, combiné avec le réci- pient d'emmagasinage 11 et se trouve chargé de liquide pen- dant les périodes de dégagement, il ne peut se produire, dans la partie froide du liquide d'absorption, ni condensa- tion, ni absorption des vapeurs du bouilleur.
Le liquide, dans le conduit 42, constitue un moyen pour maintenir les vapeurs du bouilleur hors de contact avec la partie froide
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de la solution d'absorption et pour diriger immédiatement les vapeurs du bouilleur vers le condenseur, de manière à utiliser à un degré maximum le condenseur, pendant la to- talité de la période de dégagement.
Grâce à l'action du dispositif de circulation prévu, par exemple par un effet de thermo-siphon dans le bouilleur à raison des différen- ces des poids spécifiques des liquides dans le bouilleur et dans le récipient d'emmagasinage, tout comme dans les con- duits reliant.entre eux lesdits récipients, ou bien, comme cela est représenté, grâce à la pompe thermo-siphon 13a, le contenu du bouilleur débarrassé de gaz est progressive- ment remplacé, et la chaleur éliminée par le liquide dans le bouilleur est utilisée dans l'échangeur de chaleur 12 pour réchauffer préalablement de la solution fraîche con- centrée s'écoulant vers le bouilleur.
Au cours des pério- des de dégagement de vapeur, et au moyen des ailettes de refroidissement 33, de la chaleur absorbée dans le bouil- leur est éliminée hors du liquide qui entre dans le réci- pint d'emmagasinage 11 en venant de l'échangeur de cha- leur ; lesdites ailettes 33 rejetant la chaleur d'absorp- tion au cours des périodes d'absorption. Il suit de là qu'une certaine partie du liquide en circulation, durant les périodes de dégagement, se trouve toujours maintenue disponible pour une absorption immédiate, et que les ailet- tes de refroidissement 33 rejettent constamment de la chaleur au cours des deux cycles.
Quand la totalité de la solution, contenue dans les éléments 11a et llb ainsi que dans l'échangeur de chaleur 12, est suffisamment privée de gaz, par exemple du fait de sa concentration originelle de 40 % à 18% par exemple, la chaleur est supprimée de la façon connue, par exemple à l'aide d'un dispositif thermo- statique qui peut être réglé, de manière également connue, soit par la température soit par la pression régnant dans une partie quelconque de l'appareil.
Aussitôt que le chauffage est supprimé, la
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pression, dans le récipient 36 et dans le conduit 16, s'abaisse très rapidement du fait de l'action des ailettes de refroidissement 37 prévues sur le récipient 36, et, dans l'exemple représenté, du fait aussi de l'action des ailettes de refroidissement 35; cela plus particulière- ment parce que le produit du bouilleur est extrêmement ré- duit par rapport à la masse totale de liquide de l'appa- reil. La réduction de pression dans le conduit 16 et dans le récipient 36 a pour effet de faire monter, dans les conduits 39 et 40, le liquide du récipient 41.
L'ascension du liquide dans les conduits 39 et 40 détermine automatiquement la formation d'une colonne de liquide qui empêche que les gaz venant de l'évaporateur n'entrent dans le conduit qui d'une part relie l'évapora- teur au bouilleur et d'autre part n'entrent dans les par- ties refroidies par les ailettes de refroidissement 35 et 37, aussitôt que l'apport de chaleur à l'appareil se trou- ve modifié ou au passage de la période de dégagement de vapeur à la période d'absorption.
La partie supérieure lla du récipient d'emmaga- sinage est en communication, à travers un conduit 49 de faible diamètre, avec un récipient d'équilibrage 21, le- quel est de préférence construit de forme cylindrique et est entouré par une chemise isolatrice appropriée 50. Le niveau libre du liquide au-dessus du,récipient d'emmagasi- nage se trouve ainsi logé dans le récipient d'équilibrage non refroidi 21 dont la capacité est de préférence plus faible que celle dudit récipient d'emmagasinage 11. De la partie supérieure du récipient 21 part un conduit 51 qui débouche dans la chambre de vapeur du bouilleur où règne la pression du récipient 36.
L'embouchure de ce conduit 51 peut ainsi déboucher directement au-dessus du niveau du liquide dans le bouilleur ou au-dessus d'un dis- positif rectificateur de type convenable (non représenté), ou bien au-dessus des plateaux-chicanes 34. Ce conduit
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51 assure que la pression au-dessus du niveau du liquide dans le récipient 21 reste toujours, au'cours des deux cycles, la même que la pression au-dessus du niveau du liquide dans le bouilleur. Il est simplement indispensa- ble que le conduit 51 communique avec une zone de l'ap- pareil, dans laquelle, quand on supprime le chauffage du bouilleur, la pression s'abaisse rapidement ; ce qui s'ob- tient par exemple à l'aide du récipient agrandi 35, dans l'exemple de réalisation représenté.
Ce récipient d'équi-- librage 21 assure que la réduction de pression dans la zone du récipient 36 et du conduit 16 se trouve trans- mise au récipient 21, 'et, par là, au récipient d'emmagasi- nage 11.
Quand la période de dégagement de vapeur est terminée, et quand se produit la réduction de pression dans le récipient 36 et dans le bouilleur 13 ainsi que dans le récipient d'équilibrage 21 qui communique avec ce dernier, de la vapeur sortant de l'évaporateur, et qui produit du froid lors de sa formation, s'écoule à travers le conduit 18, le récipient 41 et le conduit 42, vers le conduit 11d, et s'élève en bulles dans ledit conduit 11d, le bouchon de liquide dans les conduits 39 et 40 em- pêchant ces vapeurs d'entrer dans la zone du récipient 36 et dans le bouilleur. Les colonnes de liquide formées dans les conduits 39 et 40 équilibrent la pression de cette vapeur.
La vapeur qui entre dans la partie 11a du récipient d'emmagasinage, laquelle dans l'exemple de réa- lisation représenté constitue l'élément absorbeur, est ra- pidement absorbée, vu que le liquide, dans les deux élé- ments 11a et 11b,a été refroidi au cours de la période de chauffage. L'absorption et par conséquent la production de froid commence bien plus rapidement dans cet appareil que cela n'est possible dans des machines du type où la quantité totale de liquide d'absorption doit tout d'abord être refroidie depuis la température du bouilleur jusqu' à
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la température d'absorption.
La vapeur d'agent réfrigéra- teur qui passe dans le conduit non refroidi lld provoque aussi, au cours de la période d'absorption, une circulation de la solution, entre les éléments 11a et 11b du récipient d'emmagasinage, l'élément 11a servant d'élément absorbeur qui rejette la chaleur d'absorption par l'intermédiaire des ailettes de refroidissement 33 refroidi par l'air.
La vapeur d'agent refrigérant détermine d'autre part une circulation de liquide, à l'intérieur des différentes par- ties du récipient d'emmagasinage 11 lui-même, par l'inter- médiaire du conduit 11c. Le récipient d'emmagasinage renferme ainsi, au cours de la période d'absorption, un système de circulation du liquide en circuit fermé - diffé- rent du système de circulation au cours des périodes d'ex- pulsion, lequel comporte le bouilleur 13 - et dans lequel les vapeurs d'agent refrigérant venant de l'évaporateur,du fait de cette circulation, sont continuellement en contact avec de la solution fraîche diluée.
La chaleur résultante d'absorption est éliminée par les ailettes de refroidisse- ment 33 constamment exposées à l'action de l'air refroi- disseur; mais le refroidissement de l'absorbeur et aussi celui du condenseur peuvent, si on le désire, être assurés soit par un refroidissement à eau soit par un système re- froidisseur indirect.
Les points où débouchent, dans le récipient d'em- magasinage, les conduits 11d, 11c, 19 et 20 sont de pré- férence choisis de telle façon qu'au cours de la période d'absorption, de la solution enrichie puisse tout d'abord s'écouler de bas en haut dans le conduit lld, uniquement quand le contenu total du récipient d'emmagasinage est déjà devenu concentré ; d'où il résulte qu'automatiquement on évi- te entièrement ou presque entièrement tout mélange des so- lutions d'absorption dans le récipient d'emmagasinage.
Ceci peut par exemple s'obtenir en construisant le récipient d'emmagasinage lui-même non, comme dans l'exemple représenté,
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sous la forme de deux cylindres avec des conduits de liai- son, mais bien sous la forme d'un récipient unique dont le contenu est forcé de suivre un trajet déterminé à l'avan- ce, par exemple par l'emploi de cloisons perforées ou bien en construisant ledit récipient sous la forme d'un serpen- tin dont le diamètre est réduit, de manière à empêcher dans ledit récipient d'emmagasinage tout mélange de solution de concentrations différentes.
Il est particulièrement important que le conduit
49, lequel constitue une communication de liquide ouverte, entre le récipient d'emmagasinage 11 et le récipient d'é- quilibrage 21, soit établi avec un diamètre assez petit pour qu'il ne se produise pas de courants de confection entre le récipient d'emmagasinage et ledit récipient 21.
L'objet du récipient d'équilibrage 21, le récipient qui peut être disposé en tout endroit convenable du système de circulation de liquide mais qui.se trouve, conformément à l'invention, éloigna et thermiquement séparé de la partie des éléments 33 qui rejettent la chaleur, cet objet est, comme cela a été dit plus haut, tout d'abord de transférer au récipient d'emmagasinage la réduction de pression, qui se produit lors de la suppression de l'apport de chaleur au bouilleur entre le niveau dans le bouilleur et le ni- veau dans le récipient 41, et de faciliter pour ainsi di- re, par cet effet de succion, la rupture du bouchon de li- quide 42, à l'aide de la vapeur venant de l'évaporateur,
et son passage dans le récipient d'emmagasinage Il ou dans l'élément absurbeur 11a Le récipient équilibreur 21 sert également à absorber toute variation qui pourrait se produire dans le niveau du liquide tant pendant la dé- gazéification qu'au cours de l'absorption du liquide. Alors que, comme cela a été dit ci-dessus, l'appareil est origi- nairement rempli jusqu'au niveau I, le niveau dans le ré- cjpient 21 s'abaisse au cuurs du dégagement de vapeur, jusqu'au niveau 11. La quantité de liquide correspondant à
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ces différences de niveaux existe, à la fin de la période de dégagement, sous la forme de liquide réfrigérateur dans l'évaporateur.
En d'autres termes l'élément absorbeur proprement dit 11a est, au cours des périodes de dégage- ment de vapeur,- séparé de la chambre de vapeur dans le bouilleur, par le niveau de liquide dans le récipient 21 et deux colonnes de liquide 42, dont l'une est amenée à se rompre quand la période de dégagement est remplacée par une période d'absorption, tandis que l'autre colonne (dans le récipient 21) est amenée à s'élever, ce qui répond au changement de période du dégagement de vapeur, c'est-à-dire au passage de la période de dégagement à la période d'ab- sorption.
La hauteur de cette colonne de liquide, c'est- à-dire la différence entre le niveau dans le récipient 21 et l'endroit où s'opère l'absorption dans le récipient 11a, est variable proportionnellement à la quantité varia- ble de liquide emmagasinée dans l'évaporateur au cours du dégagement de vapeur ou absorbée pendant les périodes d'ab- sorption ; la couche superficielle de cette colonne de li- quide 21 étant, au cours des périodes de dégagement, maintenue à une température plus élev4e que la température de condensation. Le récipient 21 est entouré par la chemise d'isolation thermique 50. Ce récipient est par suite maintenu, pendant les périodes de dégagement, à une température intermédiaire entre celle des parties chauf- fées et celle des parties non chauffées de la solution d'absorption.
Ce même récipient peut toutefois aussi être disposé en relation d'échange de chaleur avec le conduit 16 qui constitue un prolongement du bouilleur ; maisdans tous les cas il doit être maintenu, autant que possible à l'aide d'un chauffage séparé, à une température suffisam- ment élevée pour empêcher toute condensation de vapeur émanant du bouilleur et qui s'écoule à travers le conduit 16.
Quand l'arrivée de chaleur à la chaudière ou au
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bouilleur est supprimée, une pression basse est, comice cela a été mentionné ci-dessus, créée du fait de la pro- duction automatique de colonnes de liquide, dans les con- duits 39 et 40, dans le conduit 16 et dans le réci- pient 36, par suite de la condensation des vapeurs conte- nues dans ces espaces.
Dans le cas où les dispositifs rectificateurs représentés sont pourvus de plateaux-chica- nes 34 ou 38 disposés à un niveau différent de celui du niveau dans le bouilleur, et si ces plateaux sont d'une na- ture telle qu'ils retiennent sur eux une certaine quanti- té de la solution d'absorption qui au cours des périodes de dégagement est maintenue à une température plus basse que celle du bouilleur, la réduction de température due au refroidissement de ces plateaux-chicanes à l'aide des ailettes extérieures constamment refroidies 35 ou 37, oc- casionne une chute particulièrement rapide de la pression qui s'exerce sur cette solution d'absorption retenue sur les plateaux et qui diffère de la pression de la couche superficielle tant dans le bouilleur que sur la solution dans le récipient d'emmagasinage;
si bien qu'en outre de la condensation il s'opère une absorption de la vapeur d'agent réfrigérateur dans la chambre de vapeur du bouil- leur, sur ces plateauxqui sont établis de manière à as- surer un contact intime entre les vapeurs du bouilleur et la solution d'absorption emmagasinée sur lesdits platea .
Cette réduction de pression .occasionne, comme il a été dit ci-dessus, une admission de l'agent réfrigérateur va- porisé, dans la pompe 11d, en même temps qu'il détermine un refoulement de liquide de bas en haut depuis le réci- pient 41 dans les conduits 39 et 40 ; se forme de la sorte un bouchon liquide 39, 40 empêchant les vapeurs de l'évaporateur d'entrer dans la zone du bouilleur 13, dans le récipient équilibreur 21 et dans la solution accumu- lée sur les plateaux chicanes 38, les vapeurs de l'évapo- rateur pouvant ainsi se fr-ayer un passage à travers le
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conduit 42 vers un corps de liquide d'absorption diffé- rent de celui accumulé sur les plateaux 38, c'est-à-dire vers la solution d'absorption emmagasinée dans l'élément absorbeur proprement dit 11a.
Afin d'être certain qu'en cas de rapide réduction de pression, dans le système com- portant le récipient 36, le conduit 16 et la chaudière, le liquide ne puisse pas être refoulé,, hors des bouchons li- quides 39,40 et retourné au bouilleur, le récipient 36 est tout d'abord pourvu des plateaux-chicanes 38 qui em- pêchent le reflux de liquide vers le bouilleur, et d'autre part le conduit 40 est relié aux récipients 36 et 41 de telle manière que, lorsque le bouchon de liquide est brisé à travers le conduit 39, le liquide évacué puisse retour- ner à travers le conduit 40 et reconstituer le bouchon liquide.
Le récipient 41 dont le contenu en liquide cons- titue un bouchon de liquide permanent entre la chambre de vapeur du récipient 21 et le condenseur et l'évaporateur ou bien le récipient 21 et uniquement l'évaporateur, ce récipient 41 peut recevoir son contenu de liquide soit du fait de la condensation des vapeurs venant du bouilleur et allant au condenseur ou bien, et ainsi que cela est re- présenté sur la figure, il peut être disposé à une hauteur qui correspond sensiblement au niveau I, si bien que, quand on charge l'appareil, ledit récipient est en même temps chargé de solution.
Comme cela est évident, le récipient 41 est relié à l'évaporateur par l'intermédiaire d'un con- duit 18, et le conduit 16 est relié au bouilleur à tra- vers les conduits 39 ou 40; il est relié au récipient d'emmagasinage à travers le conduit 42, lequel sert en même temps de conduit de purge pour le récipient 41 ainsi que, si on le désire, pour la purge automatique de l'évapo- teur à travers le conduit 46, le récipient 47 et le con- duit 48.
Quand la période de dégagement des vapeurs est
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terminée, les vapeurs de l'évaporateur, qui s'échappent à travers le conduit 18, refoulent le contenu liquide du récipient 41, de bas en haut, dans les conduits 39 et 40, et en même temps elles refoulent, dans le récipient d'emma- gasinage, la solution logée dans le conduit 42 ; sorte que le conduit 42, au cours des périodes de dégagement, se trouve chargé de liquide, tandis qu'au cours des périodes d'absorption il est charge de vapeur. La quantité de liqui- de dans le conduit 42, ainsi refoulée dans le récipient d'emmagasinage, provoque une légère élévation de niveau dans le récipient 21 et dans la chaudière, le niveau de celle-ci tendant à s'élever sous l'effet de la basse pres- sion dans le récipient 36 et dans le conduit 16.
En d'autres termes l'élément d'absorbeur proprement dit 11a a deux tuyauteries de communication avec l'évaporateur, la première de ces tuyauteries de communication (lld, 41, 4P) sert à convoyer de la vapeur d'agent réfrigérant de l'éva- porateur dans l'élément absorbeur, pendant les périodes d'absorption, tandis que la seconde tuyauterie de communi- cation (49,21, 16, 35, 39, 41,18) contient des moyens (qui dans l'exemple représenté sont constitués par le bouchon li- quide 39, 40) pour maintenir automatiquement la différence de pression entre l'évaporateur et l'élément absorbeur au cours de la période d'aosorption.
La dernière des tuyaute- ries ci-dessus mentionnées peut aussi être considérée comme une liaison entre l'évaporateur et le bouilleur, vu que la chambre à gaz du récipient 21 se truuve en perma- nence en communication ouverte de gaz avec la chambre à gaz du bouilleur, à travers le conduit 51.
D'autre part une phase de basse pression, de cour- te durée, peut aussi être engendrée, tant dans le conduit 18 que dans le condenseur 14, quand les vapeurs qui s'y trouvent contenues se condensent. Ici toutefois la pres- sion ne peut jamais descendre plus bas que la pression de condensation de l'agent réfrigérateur, à la température qui
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règne dans la partie supérieure de l'évaporateur 15.
Quand la pression, dans le récipient 36 et dans le conduit 16 est descendue à une valeur suffisamment basse, l'évaporation commence dans l'évaporateur, et les vapeurs qui en résultent brisent le bouchon de liquide logé dans le conduit 42 et dans le conduit lld et pénètrent dans le conduit 11d où elles agissent avec l'effet d'une pompe à bulles de gaz et déterminent une circulation intense dans le système de circulation actif, durant la période d'absorp- tion, au cours de laquelle est circulée une partie différen- te de la solution d'absorption, différente de celle mise en circulation dans le système circulatoire qui existe au cours de la période de dégagement de vapeur, vu que dans la forme de réalisation représentée, le liquide contenu dans le bouilleur n'est pas mis en circulation à travers le réci- pient d'emmagasinage pendant que dure la période d;
absorp- tion. Une partie de la vapeur qui entre dans le conduit lld non refroidi est déjà absorbée dans ce conduit sous la forme de liquide faisant partie du bouchon de liquide brisé.
Cette absorption, conjointement avec l'absorption ultérieu- re de vapeur d'agent réfrigérant dans la solution contenue dans l'élément absorbeur proprement dit 11a qui est thermi- quement séparée de la solution accumulée sur les plateaux 38, détermine une nouvelle chute de pression dans l'appa- reil, au delà de la chute de pression mise en jeu par l'ab- sorption de vapeurs chaudes du bouilleur dans la solution d'absorption refroidie par l'air et qui se trouve sur l'es plateaux-chicanes 38.
La colonne de pression III', entre l'évaporateur et le bouilleur, et qui est formée dans les conduits 39 et 40 à raison de la basse pression dans le récipient 36 et dans le conduit 16, prend alors une va- leur qui est plus élevée que celle de la différence de pres- sion entre l'évaporateur et l'élément d'absorbeur lla et plus grande que la colonne III qui désigne la différence entre le niveau du liquide dans le récipient 21 (maintenu,
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durant les périodes d'échappement, au-dessus de la tempère.- ture de condensation) et le point où débouche le conduit
42 dans le conduit llb. En d'autres termes, la pression dans l'évaporateur est, au cours des périodes d'absorption, plus élevée que la pression au-dessus du niveau du liquide dans le récipient équilibreur 21 et dans sa zone.
La différence de pression entre les colonnes III' et III indi- que la pression avec laquelle les gaz de l'évaporateur s'écoulent, dans le récipient d'emmagasinage 11 et dans l'élément d'absorbeur proprement dit lla, respectivement, et qui produit la circulation de la solution d'absorption.
Comme on le voit par la description qui précède, l'une des caractéristiques essentielles de l'appareil conforme à l'invention, consiste en ce que du fait d'un changement dans le chauffage et du non chauffage de l'ap- pareil, les colonnes de liquide (42, 21, 39, 40) dans l'ap- pareil sont amenées à changer de longueur, et en ce que des vapeurs d'agent réfrigérateur produites, tant pendant les périodes de dégagement de vapeur que dans les périodes d'absorption, sont automatiquement contraintes de suivre des parcours différents et de faire ainsi circuler de la solution d'absorption suivant des trajets différents dûs aux changements subis par lesdites colonnes.
En ce qui concerne les capacités des éléments individuels de l'appareil, on supposera que l'évaporateur est établi pour contenir par exemple un kilogramme d'ammo- niaque. Dans ces conditions le récipient d'emmagasinage recevra des dimensions telles qu'il contienne de préférence au moins trois kilogrammes de solution étendue. Le réci- pient 21 est construit de manière à être apte à absorber un volume différentiel correspondant à un kilogramme d'am- moniaque, en sorte que l'évaporateur puisse être automati- quement purgé avant que le récipient équilibreur ne soit entièrement vide. Le bouilleur est de préférence construit de façon à pouvoir contenir environ un dixième du volume du
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récipient d'emmagasinage.
La capacité du bouilleur peut toutefois être choisie plus petite par rapport à celle du récipient d'emmagasinage et de l'échangeur de chaleur et être par exemple d'un vingtième au moins de la capacité du récipient d'emmagasinage. Plus la différence de volume en- tre le bouilleur et le récipient d'emmagasinage est grande, plus les périodes de dégagement de vapeur et les périodes d'absorption peuvent alterner rapidement, vu que, dans l'appareil construit conformément à l'invention, le dégage- ment de chaleur commencera immédiatement dès le début du chauffage et que l'absorption se produira immédiatement après la séparation de l'arrivée de chaleur, attendu que de grandes quantités de solution étendue à la température d'absorption sont toujours disponibles quand la chaleur est supprimée.
Les périodes peuvent par conséquent être inversées plusieurs fois par jour, en général toutes les demi-heures, à des intervalles approximativement égaux; ou bien une courte période d'ébullition, d'un quart d'heure par exemple, peut succéder à une période d'ébullition de plusieurs heures, jusqu'à ce que tout l'agent réfrigérateur expulsé soit évaporé. Un changement volontaire, de cette nature, dans la durée de la période de dégagement, nécessi- te une méthode simple de réglage de l'effet réfrigérateur.
Il est bien évident que l'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation représentée. Toute cons- truction appropriée d'évaporateur, tous dispositifs conve- nables de rectification, tout comme d'autres perfectionne- ments connus dans les appareils intermittents, et autres que ceux figurant dans le schéma, pourront être utilisés.
Le récipient d'emmagasinage qui, dans la forme d'exécution représentée, agit en partie comme élément absorbeur et constitue en lui-même un système de circulation en circuit fermé, pourra également être utilisé' dans les appareils à fonctionnement continu.