BE429987A - - Google Patents

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BE429987A
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/10Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type with inert gas
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
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Description


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     MEMOIRE   DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de 
 EMI1.1 
 BREVET D*INVENTION "PERFECTIONNEMENTS AUX MACHINES FRIGORIFIQUES A DIFFUSION " Cette invention est relative aux machines fri- 
 EMI1.2 
 garifiques à diffusion clails lesquelles 1.e 1roi.,l 13At pro- duit en tous les points d'une large échelle de   températu   res, dont la limite inférieure est de préférence très basse, par l'évaporation d'un réfrigérant sous une prèssion partielle croissante. 



   Par " machine frigorifique à diffusion ", on entend une machine frigorifique à absorption ou résorption dans laquelle le réfrigérant s'évapore et est absorbé par une atmosphère de gaz inerte. 



   Or, pour obtenir une large échelle de pressions 

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 partiellesdu réfrigérant en cours d'évaporation, à partir d'un minimum faible, et obtenir ainsi une large échelle de températures de réfrigération, il faut que la quantité de gaz inerte présente dans l'évaporateur de la machine frigorifique à diffusion soit limitée de telle sorte que la pression partielle maximum du réfrigérant se rapproche au moins de très près de la pression totale régnant dans l'évaporateur. 



   Qn peut obtenir un faible minimum de pression partielle du réfrigérant en faisant en sorte que la teneur en vapeur de réfrigérant du gaz inerte ait été senaiblement éliminée dans   l'absorbeur*   On peut assurer un faible   minimum   de température d'évaporation en refroidissant préalablement le gaz inerte à la température   minirium,   après qu'on en a éliminé la vapeur de réfrigérant, ainsi quele réfrigérant liquide avant d'amener le gaz en contact du réfrigérant liquide dans l'évaporateur,

   afin d'éviter que l'évaporation initiale réalisée sous le minimum de pression partielle à la basse température correspondante soit   augnentée   par la grande quantité de réfrigérant qu'il serait nécessaire d'évaporer uniquement pour   refroi"   dir le gaz inerte et le réfrigérant liquide qui arrivent. 



   Or, le rôle principal d'une machine frigorifique produisant du froid aux divers points d'une échelle de températures, par opposition à une température approximativement unique, est de ref roidir des fluides par un échange- de chaleur en contre-courant avec le réfrigérant qui s'évapore. Il faut par conséquent que la production de froid soit quantitativement aussi constante ou uniforme que possible, aux divers points de l'échelle de températures, étant donné que la quantité de fluide à   refroi-   dir passant en contre-courant doit évidemment rester cons- 

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 tante pendant toute la durée de l'échange de chaleur. 



   Or, si la même quantité de gaz inerte passe d'une des extrémités de l'évaporateur à l'autre et que la teneur en vapeur de réfrigérant du mélange de gaz et de vapeur de réfrigérant augmente en raison d'une évaporation de réfrigérant,la quantité de réfrigérant qui doit être évaporée pour élever la température d'évaporas tion de 1 C par un accroissement correspondant de la pression partielle est très faible aux basses températures mais augmente rapidement avec la température. 



   Cet accroissement de la quantité évaporée de réfrigérant nécessaire pour produire une variation de température de 1 C dépend aussi de la pression totale du mélange de gaz inerte et de vapeur de réfrigérant que contient   1 ' évaporateur.   



   Un exemple numérique montre que, pour élever la température de -75  C à -75  0, lorsque le débit du mélange de gaz circulant est de 1 m3 par unité de temps, il faut, si l'on utilise l'ammoniaque comme réfrigérant, évaporer 5,66 g d'ammoniaque sous une pression totale de 5 atm. (pression absolue). Sous la même pression totale, il faut   évaparer   63 g. par mètre cube de mélange de gaz circulant pour élever la température d'évaporation de -30  0 à -29 C. 



   Si la pression totale est de 2 atm. (absolue), il faudra, pour élever la température de -75 C à -74 C, évaporer   5,88g.     d'ammoniaque   par mètre cube de mélange de gaz circulant, alors qu'il faudra en évaporer 127 g. pour élever la température de -30 C à -29 C. 



   Comme il est nécessaire d'évaporer approximativement la même quantité d'ammoniaque pour refroidir une quantité donnée de fluide d'un degré centigrade in- 

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 dépendamment de la température, il est évident que, pour maintenir la quantité de froid produite sensiblement constante en tous les points de l'échelle des températures, il faudra que les volumes de mélange de gaz mis en circulation soient maintenus dans le rapport inverse des poids d'ammoniaque évaporés sus-indiquée. 



   Par exemple, pour évaporer 100g. d'ammoniaque par heure et par degré C de variation de température (ce qui  permettrait   de refroidir de 1 degré C 100 m3 d'un fluide tel que l'azote ou l'air par heure), le volume de mélange de gaz qu'il faudra faire circuler dans les diverses parties de l'évaporateur, sous une pression totale de 5 atm. (absolue) est de 1,59 m3, de -30 C à   -29 0,   et 17,6 m3,de   -75 C   à -74 C. Le volume de mélange de gaz qu'il.faudra faire circuler sous une pression totale de 2 atm. (absolue) serait de 0,79 m3 entre   -30 0   et   -290C   et de 17 m3 entre   -75 C     @t-74 C.   



   L'objet de la présente invention est de rendre sensiblement   unifonne   la production de froid en tous les pointa d'une large échelle de températures dans une machine frigorifique à diffusion. Suivant l'invention, on réalise le résultat désiré en faisant sortir ou extrayant de l'évaporateur de cette machine du gaz inerte à un taux tel qu'il permette un taux d'évaporation constant par degré d'accroissement de température en tous les points du trajet du gaz inerte à l'intérieur de   l'évapo-   rateur.

   En d'autres termes, on extrait progressivement de l'évaporateur une quantité suffisante de gaz inerte pour réduire la quantité de gaz inerte qui reste dans toutes les parties de l'évaporateur traversées par ce gaz à une valeur telle qu'un taux constant d'évaporation du réfrigérant le long de l'évaporateur assure un taux 

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 constant d'accroissement de la pression partielle et de la température. 



   On extrait progressivement le gaz inerte de l'évaporateur en permettant à ce gaz de fuir par une série de troua et de pénétrer dans une capacité communiquant avec l'absorbeur et dans laquelle règne une pression un peu plus basse que dans l'évaporateur. 



   Ces trous sont de préférence disposés suivant une rangée hélicoïdale dans la paroi d'un évaporateur cylindrique, de sorte que la fuite progressivement décroissante et correctement proportionnée de gaz inerte peut être déterminée d'avance par l'inclinaison de la rangée hélicoïdale et par le diamètre et la distance d'axe en axe des   trous,  
Le taux auquel il est nécessaire de diminuer la quantité de gaz inerte en circulation pour maintenir constante la production de froid en tous les points de l'échelle de températures est beaucoup plus grand aux basses températures qu'aux températures élevées  et c'est pourquoi il faut rapprocher ou (et) agrandir les trous à   l'extré..   mité la plus froide de l'évaporateur et les éloigner ou (et)

   les rapetisser progressivement en allant vers l'ex-   t rémité   moins froide. 



   On peut limiter la pression totale régnant dans l'évaporateur de façon'que la température maximum d'évaporation du réfrigérant soit beaucoup plus faible que la température atmosphérique. Par exemple, avec l'ammoniaque comme réfrigérant, la pression totale (absolue) peut être de 2   atm. A   l'extrémité inférieure de l'échelle des pressions partielles et des températures, on fait en sorte que l'ammoniaque s'évapore sous une pression partielle inférieure à 0,1 atm. (absolue), pression à laquelle la température d'évaporation est   -71 0.' On   ne peut pas obte- 

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 nir des températures beaucoup plus basses avec l'ammoniaque puisque cet agent se congèle à -77 C.

   On fait en sorte que la pression partielle maximum qui intervient à la limite supérieure de l'échelle soit égale à la pression totale, (absolue), soit 2 atm., l'ammoniaque s'évaporant à -20 C sous cette pression. On remarquera   incidentellement   que, à cet endroit de l'évaporateur, la quantité de gaz inerte présente est très faible, sinon nulle, puisque tout ou presque tout ce gaz peut avoir déjà été extrait, mais ceci n'a pas d'effet sur la limitation supérieure de la température puisque cette dernière dépend de la pression totale, qu'elle soit due au gaz, à la vapeur ou à la fois au gaz et à la vapeur. 



   Comme la machine est principalement destinée à refroidir des fluides et que, lorsqu'on refroidit par exemple de l'air comprimé pour produire de l'air ou de l'oxygène liquide, on effectue ce refroidissement à partir de la température atmosphérique, un excès de froid approprié devra dans ce cas être produit à -20 C pour refroidir l'air de -20 C, par exemple, à   -19 0.   par exemple.   Au-dessous   de -19 C, le refroidissement est   effec"   tué avec une légère différence de température - juste suffisante pour effectuer la transmission de chaleur par le froid produit aux divers points de l'échelle de températures allant de -20 C à -71 C. Pour produire l'excès de froid à -20 C, on continue à évaporer l'ammoniaque par ébullition sous la pression totale de 2 atm. 



  (absolue) comme dans les machines frigorifiques n'ayant pas de gaz inerte dans l'évaporateur. 



   Pour améliorer le rendement-,il est bon de refroidir la liqueur pauvre à une température inférieure à celle de l'eau dont on dispose pour le refroidissement 

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 ou de l'atmosphère,, par la portion la plus chaude de l'évaporateur. La liqueur pauvre est ainsi rendue apte à absorber une plus grande quantité de réfrigérant du gaz inerte qui passe à l'état froid de l'évaporateur à l'absorbeur. 



   Le mélange de gaz dévié ou extrait est conduit en relation d'échange de chaleur avec le gaz laissé dans l'évaporateur et peut aussi être conduit en relation d'échange de chaleur avec le gaz arrivant de l'absorbeur. 



  Ce mélange dévié est transféré à une partie appropriée de l'absorbeur. Dans certains cas, il peut être avantageux de maintenir séparés différents mélanges de gaz contenant différentes proportions de gaz inerte et de vapeur et d'introduire les diverses parties du mélange de gaz dévié dans des parties de l'absorbeur dans lesquelles les compositions sont du même ordre. 



   Des modes de réalisation de machines frigorifiques à diffusion suivant l'invention sont représentés à titre d'exemples sur les dessins annexés dans lesquels :
Fig. 1 est une vue en élévation d'une machine frigorifique à diffusion entière;
Fig. 2 est une élévation coupe de l'évaporateur de la machine, à plus grande échelle que la Fig. l;
Fig. 3 est une élévation-coupe de l'absorbeur de la machine, à plus grande échelle que la Fig. 1;
Fig. 4 est une élévation-coupe d'une machine modifiée. 



   Dans les Fig. 1 à 3,   a   est la chaudière de la machine frigorifique, chauffée par un brûleur à gaz b. a1 est une portion cylindrique horizontale déportée de la chaudière a, cette portion étant placée au même niveau que la surface supérieure du liquide que contient la chaudière et assurant une grande étendue de cette surface. 

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 c est un   rectif icateur   s'élevant à partir de la chaudière a et refroidi par un serpentin tubulaire intérieur dans lequel circule de l'eau dont les tuyaux d'arrivée et de départ sont indiqués en c1, c2. est un condenseur relié au rectificateur a est un absorbeur. est un évaporateur.

   est une pompe qui transfère la liqueur riche arrivant de l'absorbeur e par un tuyau g1 à l'une des extrémités du tube   extérieur il   d'un échangeur de chaleur du type à double serpentin, tube dont l'autre extrémité est reliée à la portienhorizontale a1 de la chaudière par un tuyau h1. 



   La liqueur pauvre quitte la chaudière a par un tuyau i qui constitue le tube intérieur de l'échangeur de chaleur à double serpentin h, à la sortie duquel ce tube est muni d'un détendeur il, et amène la liqueur pauvre à un refroidisseur préalable disposé dans l'évaporateur L,   d'Où   elle se rend à l'absorbeur e, comme il sera décrit plus loin. 



   Du condenseur d, le réfrigérant liquide, par exemple l'ammoniaque, est amené à l'évaporateur f par un tuyau d1. Avant d'entrer dans l'espace évaporatoire de l'évaporateur f, le réfrigérant liquide passe dans un serpentin tubulaire j disposé dans la partie supérieure de l'évaporateur f et dans lequel ce liquide est refroidi approximativement à la température régnant dans cette partie supérieure de l'évaporateur. Le réfrigérant liquide refroidi est conduit par un tuyau k, relié au serpentin tubulaire j et muni de deux branchements k1 et k2 pourvus de détendeurs k3,   ,   à deux niveaux de l'évaporateur f. 

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     Au   niveau supérieuralimenté par le branchement k1, le réfrigérant liquide se déverse d'une auge annulaire 1 par-dessus une cloison annulaire 11 sur laquelle est montée à cheval une mèche en treillis mé-   tallique     12   qui distribue le liquide réfrigérant sur les serpentins tubulaires situés au-dessous. Dans la partie supérieure de l'évaporateur, les divers serpentins sont le serpentin j, déjà mentionné, dans lequel le réfrigérant liquide est refroidi, et un second serpentin m dont les spires sont intercalées entre celles du serpentin j et qui est relié au tuyau d'amenée   de 'liqueur   pauvre i. 



   En raison du fait que la liqueur pauvre est refroidie dans le serpentin m avant de pénétrer dans l'absorbeur e,, cette liqueur absorbe plus facilement la vapeur de réfrigérant qui arrive de l'évaporateur f par un tuyau f1 reliant le sommet du dit évaporateur à l'extrémité supérieure de l'absorbeur e. 



   Le sommet de l'absorbeur e est relié par un tuyau e1 à l'extrémité supérieure d'un serpentin   tubu-     laie   n disposé dans l'évaporateur L et dont l'extrémité inférieure débouche au fond de l'évaporateur,
Au-dessus du serpentin n se trouve une auge annulaire o dans laquelle le branchement k2 débite du réfrigérant liquide qui, grâce à un déversoir o1 embrassé par une mèche en toile métallique o2, se déverse sur le serpentin n. 



     L'absorbeur ±   et l'évaporateur f sont remplis d'une charge de gaz inerte, telle que l'azote, qui est entraînée par un ventilateur e2 et passe de   l'absor"   beur e, par le tuyau e1 et le serpentin n, dans l'évaporateur f. Le gaz inerte est refroidi par le   réfri-   

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 gérant qui s'évapore sur le serpentin n, avant de passer de celui-ci dans l'extrémité inférieure de l'évaporateur f. 



   La partie inférieure de l'évaporateur f. est entourée par une chemise p avec laquelle l'intérieur de l'évaporateur   communique   par une rangée hélicoïdale de trous q. La chemise p   conmunique   par un tuyau r avec un espace annulaire ménagé entre la paroi de l'absor- 
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 beur à et une cloison cylindrique a disposée dans cet absorbeur. Cet espace annulaire est fermé au sommet par le fond d'une auge annulaire t qui est disposée à la partie supérieure de l'absorbeur e, mais il est ouvert à son extrémité inférieure, de sorte qu'il communique avec l'intérieur de la cloison cylindrique s. 



   Dans l'absorbeur e, un noyau fuselé de métal en feuille iL constitue un espace annulaire entouré par la cloison cylindrique s, espace dans lequel un   serpen-   tin tubulaire y, dans lequel passe de l'eau   réfrigéran-   te, est disposé au-dessous de l'auge t.   L'auge 1   est limitée intérieurement par un déversoir annulaire t1 sur lequel chevauche une mèche en treillis métallique t2 sur laquelle coule la liqueur pauvre qui est ainsi   distri-   buée sur le serpentin tubulaire v. 



   L'évaporation s'effectue à l'extrémité inférieure de l'évaporateur f. où le gaz inerte est amené, à l'état préalablement refroidi, par le   eerpentin   tubulaire n, sous le minimum de pression partielle, et, par conséquent, à la température minimum. L'évaporation s'accomplit de bas en haut sous une pression partielle progressivement croissante et, par conséquent, à des   tempé-   ratures progressivement croissantes, à mesure que le gaz monte dans l'évaporateur. En montant dans l'évaporateur 

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 f, le mélange de gaz inerte et de vapeur de réfrigérant passe progressivement par les trous q dans la chemise p et, de là, directement à l'absorbeur e.

   La distance entre les trous successifs q augmente de l'extrémité ,inférieure à l'extrémité supérieure de la rangée   hélicoï-   dale, de telle sorte que le mélange de gaz inerte et de réfrigérant quitte l'évaporateur à un taux tel que la quantité de réfrigérant qui s'évapore est constante à mesure que la pression partielle et la température augmen-   tant,  
A l'extrémité supérieure de la rangée de trous q, tout le gaz inerte, ou presque, est passé de   l'évapo-   rateur f dans la chemise p, et l'évaporation se poursuit par ébullition sous la pression totale,et par conséquent à la température maximum, dans la partie de l'évaporateur   f.   qui est comprise entre la fin de la rangée de troua q et l'auge inférieure p.

   A cet endroit, un excès de froid est produit à la température maximum et est utilisé comme il sera décrit plus loin. 



   Entre les deux   auges 1.   et o de l'évaporateur f, l'évaporation s'effectue aussi sous la pression totale et à la température maximum et, comme décrit plus haut, est utilisée pour soumettre à un refroidissement   préalam   ble la liqueur pauvre du serpentin m et le réfrigérant liquide du serpentin j. w désigne deux serpentins tubulaires dont les spires sont intercalées entre celles du serpentin à gaz inerte n s'étendant vers le bas au-dessous de l'auge inférieure o dans l'évaporateur f.

   Le fluide à re-   froidir,   tel que l'azote dans une installation de production d'oxygène, est conduit en parallèle de haut en bas 

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 dans les deux serpentins tubulaires W, de sorte qu'il est refroidi par le réfrigérant qui s'évapore dans   l'éva-   porateur au-dessous de l'auge   inférieure.20  
La pression totale régnant dans l'évaporateur est maintenue faible, par exemple à 2 atm. (absolue), de sorte que la température maximum d'évaporation de l'ammoniaque est inférieure à la température atmosphérique, soit, par 2 atm. de pression absolue, à -20 0. 



  Le fluide (azote)doit toutefois être refroidi à partir de la température atmosphérique, par exemple de + 20 C à -19 C, avant d'être refroidi par le réfrigérant qui s'évapore à une échelle de températures sous   la. gamme   des pressions partielles régnant dans la portion inférieure - traversée par le   gaz  de l'évaporateur. On effectue la première partie du refroidissement à l'aide de l'excès de froid produit, comme décrit plus haut, au maximum de température d'évaporation sous la pression totale. 



   Le réfrigérant évaporé qui n'a pas été   entrai...   né par le gaz inerte s'échappant par les trous q passe, le cas échéant, avec le gaz inerte restant, du sommet de l'évaporateur   f.   dans la partie supérieure de l'absorbeur e, par le tuyau f1 faisant communiquer l'absorbeur et l'évaporateur. La résistance offerte à   l'écou-   lement dans ce tuyau f1, par exemple en raison de sa faible section intérieure, provoque dans l'évaporateur f. un léger excès de pression qui favorise la fuite du gaz inerte par les trous q. 



   Le réfrigérant liquide susceptible de n'avoir pas été évaporé est transféré par un tuyau de drainage x du fond de l'évaporateur   f.   dans une   chemise 1.   entourant le tuyau à liqueur riche gl. Une partie du réfrigérant bout dans cette chemise et les bulles de 

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 vapeur ainsi produites élèvent le reste du réfrigérant liquide à l'intérieur d'un tuyau z et l'introduisent dans la partie inférieure de l'absorbeur e, où il se mélange avec et est absorbé par la liqueur riche. x1 désigne une soupape de retenue montée sur le tuyau x. 



   Le refroidissement de la liqueur riche,   effec   tué par le réfrigérant que contient la chemise y, dimi- nue le risque que Inspiration de la pompe g provoque l'évaporation de cette liqueur. 



   Le gaz inerte n'agit pas de façon à égaliser la pression dans toutes les parties de la machine. La pression régnant dans la chaudière et le condenseur est , plus grande que celle régnant dans l'absorbeur et l'évapo-   rateur.   et la liqueur riche est portée à la pression de la chaudière par la pompe g. Par exemple, avec de l'am- moniaque, il faut une pression absolue de 9 atm. dans la chaudière et le condenseur pour effectuer la condensation avec de l'eau réfrigérante à 20 C. 



   La construction modifiée de machine frigorifi- que à diffusion représentée sur la figure 4 est destinée à être utilisée en cascade avec celle des figures 1 à 3 pour élargir la gamme des températures vers le bas, par exemple jusqu'à un minimum de   -100 Ce   A cet effet, un réfrigérant tel que l'éthane et un liquide d'absorption tel que le butane, ou le toluol, ou un réfrigérant tel que l'éthylène avec le dichloréthylène comme absorbant, ne se congelant pas à la température minimum sont   utili-   sés.

   De même, ainsi qu'on le fait habituellement dans la réfrigération en cascade, un réfrigérant liquide vola- til tel que   l'ammoniaque   provenant de la machine frigori- fique dont la température est la plus élevée est utilisé 

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 pour refroidir à la température de condensation inférieure à la température atmosphérique - le réfrigérant, tel que l'éthane, de la machine frigorifique dont la température est la plus basse, ainsi que pour refroidir l'absorbeur. 



   La machine peut toutefois être utilisée à titre de machine frigorifique indépendante avec un réfrigérant se condensant à la température atmosphérique. a est la chaudière dans laquelle la liqueur est chauffée par de la vapeur d'eau engendrée dans une chambra a2 par un brûleur à gaz b. c est le   recti-   f icateur. d est le condenseur, refroidi par de l'ammoniaque qui s'évapore dans un tuyau 1. 



     L'évaporateur 1:.   surmonte l'absorbeur e,   au-   quel il est relié par un col tubulaire 2. Dans ce col 2, le mélange froid de gaz inerte et de réfrigérant descend de l'évaporateur en contre-courant et en relation d'échange de chaleur a.vec du gaz inerte qui monte par des 
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 tuyaux 3 de l' abso rbeur , à l'évaporateur L, après que sa teneur en réfrigérant a été éliminée. 



   Le réfrigérant liquide passe par un tuyau il dans un serpentin réfrigérant j contenu dans   l'évapo-   rateur f etde là, par un tuyau   ±muni   d'un détendeur k5, dans une auge annulaire o prévue dans la partie supérieure de l'évaporateur f.. 



   Le réfrigérant passe par-dessus un déversoir o1 et descend par une mèche o2 sur les serpentins tubulaires j et E dans lesquels le réfrigérant liquide et un fluide extérieur sont respectivement soumis à un refroidissement préalable et refroidi ,
Une cloison cylindrique 4 fermée à son   extrémi"   

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 té supérieure s'élève à partir du col 2. Cette cloison est percée d'une rangée hélicoïdale de trous q par lesquels le mélange de gaz inerte et de vapeur de   réfri-   gérant sort progressivement de l'espace annulaire dans lequel s'effectue l'évaporation du réfrigérant descendant. 



  Cet échappement progressif du mélange de gaz est calculé de façon à rendre sensiblement uniforme la production   (le   froid créée aux divers points de l'échelle des pressions partielles et températures croissantes à l'intérieur de   1$ évaporateur.   comme on l'a dit   précédemment.   



   Au-dessous des trous   q,   le réfrigérant bout sous la pression totale, et la vapeur pénètre dans le col 2 par des trous 5 de la cloison 4. 



   Le mélange de gaz inerte et de réfrigérant se rend à l'extrémité inférieure de   l'absorbeur s.   en passant le long et à l'intérieur d'une cloison cylindrique 6 descendant du col 2. 



   La liqueur pauvre est transférée à l'intérieur d'une auge annulaire t située au sommet de l'espace annulaire entourant la cloison cylindrique 6 de l'absor-   beur ±.   Cette liqueur pauvre passe pardessus un   déver-   soir t1 garni d'une mèche t2 qui amène cette liqueur sur un serpentin réfrigérant v dans lequel passe un liquide réfrigérant tel que de l'ammoniaque liquide,   s'il   s'agit d'une machine en cascade de l'eau réfrigérante, s'il s'agit d'une machine indépendante. 



   La liqueur enrichie par l'absorption de   réfri-   gérant du mélange de gaz passe par un tuyau gl à une pompe g qui la refoule par l'intermédiaire du tube extérieur h d'un échangeur de chaleur à serpentin double dans un tuyau hl qui   l'amène   à la chaudière a. 

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   Une machine frigorifique à diffusion telle que celle décrite plus haut et dans laquelle on obtient, par exemple, une échelle de températures allant de -30  à -60 C, peut être utilisée économiquement pour séparer le benzol des gaz de fours à coke et des gaz analogues par la liquéfaction du benzol, du toluol et des autres produits liquéfiables que contient le gaz et qui sont liquéfiables à ces températures. 



   Avant d'admettre le gaz de four à coke à l'extrémité supérieure du serpentin évaporateur W, figure 2, on le soumet à un refroidissement préalable en le faisant monter dans les tubes d'un échangeur de chaleur tubulaire dans lequel du gaz de four à coke qui est déjà passé 
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 dans le serl)entiii 1 descend en contre"courant autour des tubes de cet échangeur. Ceci a non seulement pour effet de refroidir préalablement le gaz à une température de -5  à -15  (la température dépendant de la teneur en eau du   gaz),   mais aussi d'éliminer, en la condensant, la vapeur qu'il contient.

   En ruisselant de haut en bas sur la surface interne de l'échangeur de chaleur effectuant le refroidissement préalable, l'eau condensée entraîne le naphtaline par une action de lavage et   l'empêche   ainsi d'adhérer aux parois des tubes. 



   L'eau condensée s'accumule à la partie inférieure de l'échangeur de chaleur et on la retire de cette partie. 



   On prévoit de préférence, pour effectuer le refroidissement préalable, deux échangeurs de chaleur qui sont alternativement refroidis par le gaz arrivant du serpentin évaporateur. A l'aide de robinets à deux voies, on fait d'abord passer le gaz de four à coke frais, à la température atmosphérique, à travers celui 

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 des échangeurs de chaleur qui, à l'instant envisagée n'est pas en train d'être refroidi par le gaz revenant du serpentin évaporateur, puis on le fait passer à travers l'autre échangeur de chaleur qui est en train d'être refroidi par le gaz revenant du dit échangeur.

   Le gaz frais arrivant à la température atmosphérique dégèle l'eau que l'échangeur de chaleur temporairement non refroidi est susceptible de contenir et qui peut avoir été congelée sous forme de neige pendant que cet échangeur de chaleur était précédemment refroidi par le gaz de retour. 



   Le benzol, le toluol et les autres produits liquéfiés dans le serpentin 'IL sont recueillis par un réservoir collecteur fermé recevant la vidange du ser pentin et sont retirés de ce collecteur. 



   Pour éviter que des produits se congèlent et se fixent dans le serpentin évaporateur, on peut introduire dans l'extrémité supérieure de ce serpentin du toluol liquide, qui ne gèle pas avant que sa température ait été réduite à environ -95 , de façon que ce liquide dissolve les produits ainsi susceptibles de se congeler et les élimine par une action de lavage..

Claims (1)

  1. RESUME.
    Une machine frigorifique à diffusion produis (faut du froid en divers points d'une large échelle de températures en évaporant du réfrigérant sous une large échelle de pressions partielles dans un gaz inerte, cette machine étant caractérisée par les points suivante considérés séparément ou en combinaison : 1) on rend la production de froid sensiblement constante ou unifome aux divers points de la dite échel- <Desc/Clms Page number 18> le de températures en f'aisant circuler dans l'évapora-' teur de la machine une plus grande quantité de gaz inerte aux températures inférieures qu'aux températures supérieur es;
    2) pour rendre la production du froid sensiblement constante aux divers points de l'échelle de tempé- ratures, on dévie ou extrait progressivement des quanti- tés successivement décroissantes de gaz inerte de l'éva- porateur de la machine; 3) le gaz inerte est progressivement extrait de l'évaporateur par une série de trous prévus le long de cet évaporateur; 4) le réfrigérant s'évapore à une pression sensi- blement constante correspondant au point d'ébullition que possède ce réfrigérant à la pression totale de l'évaporateur, ainsi qu'aux divers points d'une échelle de températures, en raison du fait que son évaporation est effectuée sous une gamme de pressions partielles dans une atmosphère de gaz inerte;
    5) la pression totale de l'évaporateur empêche que l'échelle des températures atteigne la température atmosphérique, et un excès de froid est produit sous la pression totale; 6) on refroidit initialement un fluide extérieur à partir de la température atmosphérique par un échange de chaleur avec le réfrigérant évaporé sous la pression totale, puis par un échange de chaleur en contre-courant avec le réfrigérant évaporé sous la ganme de pressions partielles; 7) avant d'admettre le liquide réfrigérant à l'évaporateur, on refroidit ce liquide par du réfrigérant évaporé sous la pression totale ;
    <Desc/Clms Page number 19> 8) avant d'admettre la liqueur pauvre à l'absorbeur, on la refroidit par du réfrigérant évaporé sous la pression totale; 9) avant que la liqueur riche soit transférée de l'absorbeur à une pompe, elle est refroidie'par du réfrigérant liquide drainé de l'évaporateur; 10) pour éliminer le benzol que contiennent des gaz de fours à coke et des gaz analogues, on soumet ces gaz, avant leur admission à l'extrémité supérieure du serpentin s'étendant de haut en bas le long de la zone de températures décroissantes de l'évaporateur, à un refroidissement préalable, en les faisant monter à travers un échangeur de chaleur refroidi par du gaz revenant du dit serpentin.
    11) on utilise, pour ce refroidissement préalable, deux échangeurs de chaleur qui sont alternativement refroidis par le gaz revenant de l'évaporateur, et l'on fait passer le gaz de four à coke ou gaz analogue à travers celui des échangeurs de chaleur qui, à l'instant envisagé, n'est pas en cours de refroidissement, avant de le faire passer à travers l'échangeur de chaleur refroidi.
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