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Elément d'évaporateur pour machines frigorifiques L'évaporateur de machines frigorifiques,dans son mode de construotion le plus simple,consiste en des serpentins tubulaires, qui sont reliés par des brides à des collecteurs et distributeurs situés à l'extérieur du bac réfrigérateur. On a abandonné ce mode de construction depuis qu'on a reconnu que,d'une part, de courts serpentins permettent une meilleure transmission de chaleur, mais que,d'autre part,de nombreux courts serpentins exigent beaucoup d'assemblages à brides encombrants . On tendait en outre à une standardisation des évaporateurs,dans le but de pouvoir alunir plusieurs éléments distincts de construction standard pour en composer des dispositifs plus grands.
Ceci conduisait à des évaporateurs avec un tube horizontal supérieur et un tube horizontal inférieur et de nombreux tubes sensiblement verticaux soudés entre ceux-ci; les nombreuses soudures donnaient toutefois lieu à des difficultés. On a,pour réduire le nombre des soudures,proposé en outre de remplacer plusieurs des tubes verticaux par un tube enroulé suivant un cylindre; toutefois, on abaissait ainsi la transmission de chaleur et l'espace était mal utilisé. Enfin, on connait des éléments d'évaporateur,qui consistent en un tube de grand
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diamètre,coudé sensiblement à angle droit,et en de nombreux tubes, de petit diamètre,coudés en forme d'épingle à cheveux, disposés dans une direction sensiblement horizontale.
L'une des branches de chaque tube en épingle à cheveux débouche dans la branche verticale du tube de grand diamètre,tandis que l'autre branche du tube en épingle à cheveux est coudée vers le haut et est soudée dans la branche horizontale du tube de grand diamètre.Ces évaporateurs sont sensibles à des variations dans le remplissage de l'agent frigorifique,car,pour un faible remplissage,les tubes en épingle à cheneux,débouchant dans la partie supérieure de la branche verticale du tube de grand diamètre ,ne sont plus alimentés de façon suffisante en liquide.
En outre, des soudures extrêmement nombreuses sont également nécessaires dans ce mode de construction,car,comme des essais l'ont montré,il existe une longueur économiquement favorable des tubes évaporateurs de petit diamètre,longueur en dessous de laquelle on n'obtient qu'une faible amélioration de la transmission de chaleur, tandis que par contre les frais de fabrication montent de façon déjà très rapide.Des éléments d'évaporateur de ce genre se laissent en outre difficilement transporter, car les tubes minces, élastiques, en forme d'épingle à cheveux,ne sont reliés qu'en deux endroits au tube rigide de grand diamètre et ne sont pas protégés par le tube rigide sur deux côtés.
La. présente invention a pour objet un évaporateur qui obvie aux inconvénients mentionnés ci-dessus. L'évaporateur sui- vant l'invention est constitué par un cadre de forme approximativement rectangulaire en tubes de grand diamètre,cadre à l'intérieur duquel se trouvent des tubes de diamètre plus faible,oourbés sous forme de serpentin,dont les extrémités inférieures sont reliées à la partie inférieure des tubes verticaux du cadre et dont les ex- trémités supérieures sont reliées au tube horizontal supérieur du cadre par soudage,brasage ou d'une manière analogue.
L'évaporateur suivant l'invention est décrit ci-après de façon plus détaillée en référence au dessin ci-joint,qui représente quelques exemples de réalisation de l'élément d'évaporateur.
Sur la fig.l du dessin,a,b,c, désignent les parties du
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'cadre,constitué par des tubes de grand diamètre,et e désigne les tubes proprement dits de l'évaporateur,qui sont de diamètre plus faible. L'agent frigorifique liquide est injecté en f; la vapeur est aspirée en g.Le liquide,entraîné vers le haut,lors de l'ébullition violente du liquide contenu dans les serpentins tubulaires e,tombe vers le bas dans les tubes de grand diamètre b etc.
Le liquide s'écoule de l'embouchure srieure des tubes e,notamment lorsque le tube a est un peu incliné à partir de la tubulure vers Les tubes b et ,±,sans être gêné par l'écoulement de vapeur, dans les tubes b et ,± et parvient ainsi à nouveau dans les extrémités inférieures des tubes e.Toutes les conditions d'une circulation rapide du oontenu de l'évaporateur sont ainsi remplies;
cette circulation rapide est, comme il est connu,d'une grande importance pour une bonne transmission de chaleur.On donne avantageusement également au tube d une légère inclinaison, par exemple vers le tube .±,pour que de l'huile,éventuellement contenue dans l'agent frigorifique,puisse s écouler dans l'extrémité inférieure du tube c et être,à partir de cet endroit,évacuée au moyen d'un dispositif connu (non représenté sur le dessin). Pour ne pas gêner le dépôt et l'écoulement de l'huile dans le tube d,il est avantageux de faire déboucher les extrémités inférieures des tubes e,non pas dans le tube !,mais dans les parties inférieures des tubes b et c.L'introduction de l'agent frigorifique liquide dans les tubes b et c, suivant la disposition représentée sur la fi g.l,provoque et aide la circulation du contenu de l'évaporateur.
La fig.2 représente une forme de réalisation légèrement modifiée de l'évaporateur suivant l'invention. La partie supérieure de l'un des deux tubes verticaux du cadre, par exemple du tube c, est élargie et constitue un séparateur de liquide h. On peut, de cette manière,obtenir que,lorsque les tubes e be l'évaporateur sont presque complètement noyés,on aspire de l'évaporateur des vapeurs saturées bien sèches,ce qui,comme il est connu,est le mode opératoire le plus avantageux d'un évaporateur.
On peut constituer de plus grandes unités d'évaporateur, conformément à l'invention,en augmentant le nombre des serpentins
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tubulaires e,en réunissant deux évaporateurs suivant la fig.3 en un évaporateur suivant la fig.3 ou en juxtaposant en série plusieurs évaporateurs suivant la fig.l ou la fig.2. Si l'on choisit pour un évaporateur plus grand le mode de construction suivant la fig.l,on relie avantageusement un séparateur,situe à la partie supérieure,à la tubulure de sortie de vapeur g,et son tube descendant à la tubulure d'introduction de liquide f.
Des essais ont montré qu'avec ectte disposition,il n'est pas nécessaire de prévoir, entre les différents éléments,des conduites de compensation de liquide,qu'on devrait faire passer à travers les parois du bae ou résipient dans lequel est placé l'évaporateur,mais qu'au contraire tous les éléments peuvent tre noyés par l'agent frigorifique sans que la transmission de chaleur soit abaissée de façon notable. @
Dans la fabrication de l'évaporateur suivant l'invention, il suffit d'un très petit nombre de soudures,dont la réalisation et la vérification soigneuses sont,comme il est connu,assez coûteuses. En même temps,tous les assemblages à brides à l'intérieur du bac de l'êvaporateur,quiest en général rempli de saumure comme véhicule de froid,sont évités.
En outre,il est possible,même pour une hauteur de construction limités,d'utiliser la longueur,économi- quement la plus favorable, des tubes évaporateurs proprement dits, ce qui est d'une grande importance,car des limites étroites sont en pratique presque exclusivement imposées à la hauteur de cons- truction.L'iavention permet en outre la fabrication en série d'éléments d'évaporateur standard,qui peuvent être réunis pour constituer de grandes unités, chaque élément pouvant être transporté et monté séparément,sans courir le danger que les tubes de l'évaporateur soient pliés ou cessent d'être étanches.
Les éléments d'évaporateur se laissent disposer étroitement à côté l'un de l'autre, de sorte qu'on peut facilement atteindre des vitesses élevées du véhicule de froid (saumure,eau ou air) s'écoulant le long des tubes de l'evaporatur. L'évaporateur suivant l'invention donne,malgré son mode de construction simple,des valeurs de transmission de chaleur qui ne sont pas inférieures à celles des évaporateurs à haut rendement des types connus.