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BREVET D'INVENTION Evaporateur pour installations frigorifiques.
Dans l'industrie frigorifique on emploie comme éohan- geurs de chaleur des évaporateurs dits à submersion qui con- sistent le plus souvent en deux corps cylindriques situés l'un au-dessus de l'autre, qui sont reliés ensemble par de courts tubes verticaux ou recourbés. Les bulles de vapeur qui s'élèvent entraînent en partie le liquide frigorifique de sorte qu'il se produit une circulation naturelle. La circulation naturelle de l'agent frigorifique devient de plus en plus petite avec l'abaissement de la température et dès que la pression de saturation se trouve dans la région du vide, elle devient pratiquement nulle.
L'indice de transmission de chaleur s'abaisse dans la même mesure ; pouvoir obte- nir un refroidissement suffisant du véhioule de froid, il faut par conséquent travailler avec de grandes différences de température entre 1'agent frigorifique et le véhicule du froid.
Si l'on emploie par exemple de l'ammoniaque comme agent
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frigorifique et si cette dernière doit être vaporisée à une température de -60.C, oorrespondant à une pression de saturation de 0,223 atm. abs., il faut produire dans un évaporateur à submersion d'environ 1500 mm de hauteur, à la surface de l'agent frigorifique, une température de -70*0 avec une tension de 0,11 atm.abs., pour pouvoir obtenir dans la partie inférieure de l'éohangeur de ohaleur encore une formation de vapeur et pour pouvoir surmonter la pression statique de la colonne de liquide par ces bulles de vapeur.
L'inconvénient d'un semblable fonotionnement consiste en ce qu'il faut un agrandissement du volume d'aspiration du compresseur d'environ 90% correspondant à l'augmentation du volume spéoifique de l'ammoniaque. D'autre part pour une pression de liquéfac- tion supposée de 12 atm. abs., le rapport de compression s'élève de 1 : 54 à 1 : 108. L'accroissement du volume d'aspiration et du rapport ae oompression rend nécessaire une installation de oompresseur très grande, présentant de nombreux étages, qui n'est nullement en rapport avec le résultat poursuivi. Si l'on veut éviter une semblable installation coûteuse, il faudrait rendre notablement plus grande la surface d'échange de chaleur, ce qui est un inconvénient non seulement à cause du grand encombrement mais aussi à cause des frais de construction élevés.
On a déjà proposé dans les installations frigorifiques de faire circuler de force l'agent frigorifique au moyen d'une pompe à injection qui est montée après la soupape d'injection. Le débit qui peut être cédé par la pompe à injection pour la circulation forcée de l'agent rrigorifique dépend toutefois de la quantité de liquide envoyée; celle-ci ne suffit toutefois pas pour la production de la circulation désirée.
Pour éviter l'inconvénient mentionné ci-dessus, il est proposé, suivant la présente invention, de produire la oirou- lation de l'agent frigorifique liquide d'évaporateurs à
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submersion, en vue de l'obtention d'un échange de chaleur favorable, en particulier en cas d'emploi de basses températures, par uae pompe actionnée mécaniquement. La pompe est en outre avantageusement intercalée dans le tuyau collecteur de l'échangeur de chaleur et est actionnée par un moteur réglable.
Le dessin représente, à titre d'exemple, le dispositif.
La fig. 1 montre une vue de face.
La fig. 2 est une vue en plan.
La fig. 3 est une vue de côté de 1'échangeur de chaleur.
L'échangeur de chaleur consiste en un tuyau collecteur cylindrique a à la périphérie duquel se raccordent des serpentins tubulaires b. L'échangeur de chaleur travaille avec submersion des tubes de refroidissement, c'est à dire que le tube collecteur a et le serpentin b sont remplis d'agent frigorifique liquide à peu près jusqu'à la moitié ou au-delà.
L'agent frigorifique (ammoniaque) qui est conduit par la tubulure dans le récipient séparateur pénètre par la conduite f dans le tuyau collecteur a et est refoulé par la pompe de circulation ± dans les serpentins b raccordés au tuyau collec- teur a en-dessous de la pompe. L'agent frigorifique parcourt les serpentins et revient au-dessus de la pompe de circulatioin g dans le tuyau collecteur a. Les parties encore liquides de l'agent frigorifique se séparent pour la plus grande part déjà dans le tuyau collecteur a, Les particules gazeuses de l'agent frigorifique sont oonduites au moyen d'un tuyau h au récipient séparateur d, hors duquel elles sont aspirées par le compresseur au moyen de la tubulure après une nouvelle séparation des partioules liquides restantes.
L'aotionnement de la pompe de circulation est produit par un moteur m qui est disposé au-dessus du tuyau oolleoteur a. Ce moteur est avantageusement réglable pour qu'on puisse produire une variation de la quantité d'agent frigorifique
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mise en circulation et faire varier en conséquence le débit de frigories.
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PATENT OF INVENTION Evaporator for refrigeration installations.
In the refrigeration industry, so-called submersion evaporators are used as heat exchangers, which most often consist of two cylindrical bodies located one above the other, which are connected together by short vertical tubes. or curved. The rising vapor bubbles partly entrain the coolant so that natural circulation occurs. The natural circulation of the refrigerant becomes smaller and smaller with lowering of the temperature, and as soon as the saturation pressure is in the vacuum region, it becomes practically zero.
The heat transfer index decreases to the same extent; To be able to obtain sufficient cooling of the refrigeration vehicle, it is therefore necessary to work with large temperature differences between the refrigerant and the refrigeration vehicle.
If, for example, ammonia is used as the agent
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refrigeration and if the latter must be vaporized at a temperature of -60 ° C, corresponding to a saturation pressure of 0.223 atm. abs., it is necessary to produce in a submersion evaporator of about 1500 mm in height, on the surface of the refrigerant, a temperature of -70 * 0 with a voltage of 0.11 atm.abs., in order to be able to obtain in the lower part of the heat exchanger still vapor formation and in order to be able to overcome the static pressure of the liquid column by these vapor bubbles.
The disadvantage of such a funotation consists in that an increase in the suction volume of the compressor of about 90% is required, corresponding to the increase in the specific volume of ammonia. On the other hand, for an assumed liquefaction pressure of 12 atm. abs., the compression ratio rises from 1: 54 to 1: 108. The increase in the suction volume and the compression ratio makes it necessary to have a very large compressor installation, with many stages, which is not in no way related to the result pursued. If one wishes to avoid such a costly installation, the heat exchange surface would have to be considerably larger, which is a drawback not only because of the large size but also because of the high construction costs.
It has already been proposed in refrigeration installations to forcibly circulate the refrigerant by means of an injection pump which is mounted after the injection valve. The flow which can be yielded by the injection pump for the forced circulation of the refrigerant depends however on the quantity of liquid sent; however, this is not sufficient for the production of the desired circulation.
In order to avoid the above-mentioned drawback, it is proposed, according to the present invention, to produce the flow of the liquid refrigerant from evaporators to
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submersion, with a view to obtaining a favorable heat exchange, in particular when using low temperatures, by a mechanically actuated pump. The pump is also advantageously interposed in the manifold pipe of the heat exchanger and is actuated by an adjustable motor.
The drawing shows, by way of example, the device.
Fig. 1 shows a front view.
Fig. 2 is a plan view.
Fig. 3 is a side view of the heat exchanger.
The heat exchanger consists of a cylindrical collecting pipe a, at the periphery of which are connected tubular coils b. The heat exchanger works with submersion of the cooling tubes, that is, the collecting tube a and the coil b are filled with liquid refrigerant to approximately half or more.
The refrigerant (ammonia) which is led through the pipe into the separating vessel enters through line f into the collecting pipe a and is delivered by the circulation pump ± into the coils b connected to the collecting pipe a below of the pump. The refrigerant runs through the coils and returns above the circulation pump g in the collecting pipe a. The still liquid parts of the refrigerant separate for the most part already in the collecting pipe a, The gaseous particles of the refrigerant are led through a pipe h to the separating vessel d, out of which they are sucked by the compressor by means of the tubing after a new separation of the remaining liquid particles.
The aoteration of the circulation pump is produced by a motor m which is arranged above the oolleoteur pipe a. This motor is advantageously adjustable so that a variation in the quantity of refrigerant can be produced.
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put into circulation and vary the flow of frigories accordingly.