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Procédé et installation pour la production de froid.
Sous les bénéfices de la Convention internationale de 1883 eu égard aux demandes de brevets déposées en Suisse le 31 octobre 1934, le 22 novembre 1934, le 6 décembre 1934,
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le -2--ri- juin 1935.
------------- L'invention vise un procédé, ainsi qu'une installation, dont le but est la production de froid par évaporation d'un liquide organique, dont on brûle ensuite les vapeurs, afin de récupérer de la chaleur.
Le procédé consiste à employer pour cela un gaz naturel, liquéfié en vue de son utilisation comme combustible, et dont
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on déplace du récipient contenant Le gaz liquéfié dans l'installation frigorifique le lieu où se produit la détente à la pression d'utilisation comme combustible.
Un tel gaz naturel liquéfié en vue de son utilisation comme combustible sera, par exemple, du propane ou du butane, commercialement livré à l'état liquide, par exemple en bouteilles.
L'installation permettant de mettre en oeuvre le procé- dé revendiqué comportera, en combinaison, au moins un récipient contenant un gaz naturel liquéfié, au moins un appareil d'utilisation de ce gaz détendu, en vue d'en extraire la puissance calorifique, et au moins un appareil intermédiaire, dans lequel se produit la détente et qui comporte des moyens d'utilisation du froid produit par cette dernière.
Le dessin annexé représente des formes dé réalisation de l'objet de l'invention, données à simple titre d'exemple.
LafLg. 1 montre en coupe une armoire frigorifique refroidie par la détente du gaz combustible avant sa combustion.
Les fig. 2 et 3 montrent en coupe la partie supérieure d'une telle armoire, avec des moyens d'évaporation perfec- tionnéso
L'installation frigorifique selon la fig. 1 comprend une bouteille 1 contenant un gaz naturel liquéfié, destiné à alimenter le brûleur 2, par l'intermédiaire duquel on récupère la puissance calorifique contenue dans ce gaz.
Normalement, on effectuerait cette opération en munissant la bouteille 1 d'un détendeur, dans lequel le gaz accumulé $ la partie supérieure de la bouteille et à une pression égale à sa tension de vapeur, se détendrait à la pres-
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sion d'utilisation comme combustible, pression extrêmement basse à laquelle on l'enverrait alors directement au brûleur 2 ou à tout autre dispositif jouant le même rôle.
Pour obtenir du froid selon l'invention, on intercale entre bouteille 1 et brûleur 2 une armoire frigorifique 3, munie d'une paroi extérieure 4 calorifugée. Intérieurement, cette armoire comprend une double paroi 5, délimitant d'une part la chambre intérieure utile de l'armoire, d'autre part entre elle et la paroi extérieure un espace 6 dans lequel on conduit alors le gaz liquéf ié. La liaison entre bouteille 1 et espace 6 a lieu par l'intermédiaire d'un tuyau 7, d'un robinet 8 et d'une buse 9,
Sur la bouteille 1, le détendeur habituel a été supprimé et remplacé par un tube plongeur 10, assurant un débit en gaz sous forme liquide à la buse .
D'autre part, le brûleur 2 est également relié à l'es- pace 6 par l'intermédiaire d'un tuyau 11 et d'un robinet 12.
Le fonctionnement de l'installation est extrêmement simple : lorsque les robinets 8 et 12 sont ouverts et le brûleur 2 en action, c'est-à-dire le gaz qui s'en échappe allumé, la base ± débite un jet de gaz liquide pulvérisé, qui s'éva- pore dans l'espace 6 et y produit du froid.
Aucune récupération de chaleur ne pouvant se produire au travers de la paroi isolante 4, la température baisse dans l'intérieur 3 de l'armoire, parce que la paroi interne 5 est conductrice, par exemple en tôle métallique.
En supposant par exemple que le brûleur 2 appartienne à un appareil culinaire pour la cuisson des aliments, on voit que tout en effectuant cette opération, on pourra maintenir d'autres aliments ou matières au frais, et cela sans dépense
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supplémentaire.
L'installation décrite peut être perfectionnée de diverses manières, par exemple conformément à la forme d'exécution selon la fig. 2.
Conformément à cette forme d'exécution, l'armoire fri- gorifique 12 contient un détendeur 13 du type à niveau constant. Ce détendeur n'est rien d'autre qu'une boite en matière bonne conductrice de la chaleur et divisée en deux compartiments, un compartiment 14 et un compartiment 15, ce dernier fermé par une porte 16, se trouvant du même côté que la porte 17 de l'armoire.
De la bouteille de gaz liquéfié, le gaz est amené, à l'état liquide, dans le compartiment 14 où son admission est réglée par un pointeau 18 ouvrant ou fermant l'ouverture de la tubulure d'amenée 19. Le pointeau est commandé par un flotteur 20, destiné à maintenir un niveau constant du gaz liquéfié 21 dans le compartiment 14.
A la partie supérieure de ce compartiment, le gaz éva- poré s'échappe par la tubulure de sortie 22 conduisant, par l'intermédiaire d'un régulateur de pression 23 et d'un robinet 24 au brûleur 25.
Le régulateur de pression 23, qui pourrait également se trouver à l'extérieur de l'armoire, a pour but d'assurer la régularité de la pression d'alimentation du brûleur 25 ou de tels dispositifs choisis le remplaçant. pendant le fonctionnement du brûleur, le gaz liquéfié 21 s'évapore dans le compartiment 14, le liquide évaporé étant au fur et à mesure remplacé par le dispositif à niveau constant 18,20. Ce compartiment agit alors comme une chaudière dans laquelle le liquide 21-bout, la chaleur nécessaire à
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l'ébullition étant prise aux corps environnant cette chaudière, donc en particulier au compartiment 15, dune part, et au volume intérieur de l'armoire 12, d'autre part..
Le compartiment 15, de dimensions réduites, et directement en contact sur presque toute sa surface avec l'intérieur de l'évaporateur 13, constituera la partie la plus froide de l'installation, soit la partie dans laquelle on disposera les matières devant être conservées à la température la plus basse ou de l'eau dont on désire faire des blocs de glace.
L'intérieur de l'armoire sera également refroidi, mais dans une proportion moins grande.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 3, l'armoire 26 contient également un détendeur 27, en forme de 'boîte, en matière bonne conductrice de la chaleur et divisée en deux compartiments, dont l'un, 28, joue le même rôle que le compartiment 15 déjà décrit.
Le gaz comprimé est amené sous forme liquide par la tubulure 29, dont l'ouverture de sortie se trouve sous la dépendance du pointeau 30, lui-même commandé par l'action d'une membrane 31 agissant par l'intermédiaire d'une tige 32 sur le levier 33 portant le pointeau et articulé en 34.
A l'intérieur du compartiment dans lequel se produit l'évaporation du gaz liquéfié, se trouve un remplissage de saumure 35, au travers de laquelle le gaz barbote en se détendant et en lui soustrayant la chaleur nécessaire à cette évaporation.
Le gaz évaporé est extrait par la partie supérieure d'un dôme 36, ce gaz très froid parcourant encore un serpentin 37 avant d'être conduit par la tubulure 38 et le robinet 39 au
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brûleur 40.
Lorsqu'on allume ce dernier, le gaz consommé fait baisser la pression dans le détendeur 27, vers l'intérieur duquel la membrane 31 s'incurve sous l'action du ressort 41, provoquant un déplacement tel du pointeau 30, qu'une nouvelle charge de gaz liquéfié pénètre dans la saumure, jusqu'à ce que la pression dans le détendeur provoque la fermeture de l'embou- chure de.la tubulure 29 sous l'action de la membrane 31. Cette action est réglable parce que la vis 42 permet de modifier la tension du ressort 41.
L'avantage réalisé par cette dernière forme d'exécution consiste principalement en le fait que le compartiment rempli de saumure 35, et il faut entendre par cela tout mélange difficile à congeler, par exemple un mélange d'eau et de gycérine, assure une rapide répartition des chutes de température, et qu'il est ainsi possible d'y détendre avec régularité une quantité de gaz liquide très grande. Ce mélange présente en outre l'avantage de constituer à l'état réfrigéré un accumulateur.de froid pour les périodes de non utilisation du gaz.
Il est évident que la forme du détendeur 13 ou 27 peut varier, qu'en particulier il n'est pas nécessaire d'y prévoir un compartiment pour recevoir des matières à refroidir, mais qu'il est possible, par contre, d'y adjoindre des ailettes ou de le constituer comme une chaudière tubulaire, afin d'augmenter les surfaces d'échange.
A la sortie du détendeur, on peut prévoir ou ne pas prévoir de serpentin, aussi bien dans la forme d'exécution selon la fig. 2 que dans celle selon la fig. 3.
D'autre part, le détendeur pourrait aussi n'être qu'une enceinte fermée, par exemple de la forme du détendeur 13, et
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dans laquelle le gaz liquéfié viendrait se détendre comme il le fait dans l'espace 6 de l'exemple de la fig. 1. L'admission de gaz pourrait être réglée par une membrane, au moyen d'un mécanisme semblable à celui de l'exemple de la fig. 3.
En particulier, l'une des parois de la botte constituant le détendeur pourrait former la membrane en question, soumise d'une part à la pression régnant dans la botte et, d'autre part, à la pression régnant dans l'armoire, éventuellement encore à l'action d'un ressort de réglage.
Enfin, il faut entendre par installation pour la production de froid au sens de l'invention, toute disposition dans laquelle du froid est produit par le moyen indiqué. On a en particulier remarqué que dans l'alimentation de fours industriels au moyen de gaz liquéfié, le débit important nécessité produit un abaissement tel de la température des réservoirs d'alimentation en gaz, que l'évaporation de ce dernier ne peut plus avoir lieu.
Il est donc possible, par une installation selon l'invention, de provoquer la détente du gaz dans de grands récipients contenant un mélange difficile à congeler, ce qui a pour avantage de supprimer la détente et le froid produit par cette dernière dans les réservoirs d'alimentation, mais de constituer par contre d'importants accumulateurs de froid pouvant par exemple servir à rafraîchir les salles où se trouvent les fours, à refroidir un fluide en circulation d'une installation de distribution de froid, etc..
Les gaz utilisables dans des installations conformes à l'invention étant également utilisables dans des installations du type connu utilisant un groupe moteur-compresseur et un circuit fermé comprenant un détendeur, il est possible aussi de combiner l'installation selon l'invention avec une telle ins-
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tallation connue, en faisant le détendeur commun aux deux circuits, c'est-à-dire au circuit d'alimentation du.brûleur et au circuit fermé du groupe moteur-compresseur. Ainsi, il est possible d'obtenir toujours du froid, soit par consommation de gaz pour la combustion, soit par mise en marche du groupe moteur-compresseur en dehors des périodes d'utilisation du gaz combustible..