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"Machine frigorifique à absorption travaillant avec un gaz auxiliaire d'éqgilibre de pression". - priorité d'une demande de brevet aux Pays-Bas déposée le 16 mai 1942.
On Connaît déjà. une machine frigorifique à absorption travaillant avec un gaz auxiliaire d'équilibre de pression, dans laquelle le gaz auxiliaire est maintenu en circulation à travers l'absorbeur à l'aide d'une pompe à piston de liquide.
La pompe en question refoule le mélange de gaz réfrigérant et de gaz auxiliaire à travers' le liquide d'absorption, pendant que la circulation du gaz s'effectue complètement à travers l'évaporateur.
Dans la machine frigorifique à absorption conforme à l'invention, on fait également usage, pour maintenir la circu- lation du gaz, d'une pompe travaillant avec l'aide d'un piston de liquide.
L'invention envisage toutefois des perfectionnements à -la machine connue et est basée sur cette observation qu'il est possible de limiter la quantité de travail qui est nécessaire pour maintenir la circulation du gaz.
Ceci présente l'avantage que le tube de pompe peut être réduit en longueur, ce qui est en particulier très important dans le cas de machines frigorifiques de ménage.
Il est clair que lorsque le gaz que contient la machine frigorifique d'oit être maintenu en circulation à travers l'éva- porateur, le tube de pompe est appelé à fournir une grande quantité de travail. Or, il n'est pas possible d'augmenter d'une manière illimitée le diamètre du tube de pompe et, par conséquent, des dimensions du piston de liquide. si l'on donne au tube de pompe un trop grand diamètre, le liquide s'échappe en coulant le long de la paroi et ne constitue pas un piston. De plus, en vue d'un fonctionnement économique de l'appareil, il faut que la quantité de liquide soit limitée et très faible par rapport à la quantité de gaz. Si l'on augmen- te la quantité de liquide, le rendement serait diminué en raison du fait qu'une trop grande quantité d'énergie serait nécessaire pour refouler le liquide.
En outre, si, comme dans l'appareil connu, le mélange de gaz doit être refoulé ou aspiré à travers le liquide d'absorption, il faut que la pompe a piston de liquide fournisse un travail si élevé qu'il devient en'tout cas nécessaire de donner une très grande longueur au tube de pompe.
Conformément à l'invention on évite cet inconvénient en maintenant le mélange de gaz essentiellement en circulation à travers l'absorbeur, mais à l'extérieur de l'évaporateur. A cet effet, conformément à l'invention, l'évaporateur est relié à l'absorbeur par un tuyau incliné, de telle manière que l'ex- trémité supérieure du tube de pompe communique avec l'extrémi- té supérieure de l'absorbeur, alors que l'extrémité inférieure de la pompe est reliée au canal de chute qui fait communiquer l'évaporateur avec l'absorbeur de telle manière que le liquide
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d'absorption pauvre en-gaz soit conduit à l'absorbeur après a- voir traversé le tube de pompe. Il en résulte que, suivant l'invention, la quantité de liquide qu'il estnécessaire de refouler est faible, ce qui améliore l'économie de l'appareil.
On expliquera l'invention avec plus de détail en se réfé- rant à l'exemple de réalisation du dessin annexé.
La machine frigorifique représentée comporte, de la manière habituelle, un récipient d'ébullition ou bouilleur 11, dans lequel le gaz réfrigérant est séparé du liquide d'absorption par une ébullition. A cet effet on a prévu un brûleur à gaz 12, mais on pourrait substituer à ce brûleur un autre moyen de chauffage, par exemple électrique. Le gaz séparé du liquide passe par le tuyau montant 14, et arrive dans le séparateur de liquide 15, puis est condensé dans le condenseur 16. Le gaz liquéfié passe alors par un tuyau 17 dans l'évaporateur 10, qui peut, le cas échéant, être calorifugé. Le liquide s'évapore sur les plateaux 18y et la vapeur se mélange avec le gaz auxiliaire, par exemple de l'hydrogène, présent dans la machine.
La vapeur mélangée arec le gaz auxiliaire se rend par un conduit 9 dans l'absorbeur dans lequel le gaz réfrigérant est absorbé par le liquide pauvre an gaz.
Lorsque le liquide s'est enrichi en gaz, il pénètre dans le récipient 18 et, de là, se rend par un conduit 19 au bouil- leur 11, pour être de nouveau soumis à une ébullition..
Lorsque le liquide est soumis à une ébullition dans le dégazeur, les bulles de gaz montent non seulement à l'intérieur du conduit- 14, mais aussi à l'intérieur d'un tube Si? en en- trainant une partie du liquide dégazé. Le tube 21 se comporte par conséquent à la façon d'une pompe à bulles. Le liquide pauvre en gaz entraîné pénètre dans le récipient 22 et passe par un conduit 23 dans le tube 2 et, par conséquent, arrive à l'extrémité supérieure du tube de pompe 1.
Dans ce tube de pompe, le liquide descend à la façon d'un piston de liquide, de telle sorte qu'il aspire du gaz prove- nsnt de l'absorbeur par le conduit 3. ce gaz est refoulé par le conduit 5 et arrive à l'extrémité supérieure du canal de chute.
Il est clair que, dans un appareil établi conformément à l'invention, on n'a besoin que d'une faible circulation de gaz puisque la quantité de gaz auxiliaire qu'il est nécessaire de namener est seulement celle entraînée jusqutà l'absorbeur.
Dans le canal de chute 9, les gaz réfrigérants les plus lourds tombent d'eux-mêmes, et la majeure partie du gaz auxi- liaire reste dans ce canald et revient dans l'évaporateur.
Il est avantageux d'établir un écnange de chaleur entre les conduits 23 et 19.
Il en est de même des conduits 5 et 9, de telle sorte que le mélange de gaz pauvre qui est ramené au canal de chute 9 est soumis à un refroidissement préalable.
On pourrait relier le tube 5 à l'évaporateur au lieu de le faire déboucher dans le canal de chute 9. Le tube 1 possède un col de pygne 6, ce qui assure l'introduction régulière du pis ton de liquide dans le tube 1. ,
Le liquide que contient le col de cygne n'accasionne d'ailleurs aucune résistanoe. Après qu'un certain volume de liquide s'est amassé dans le col de cygne, ce volume de liquide se trouve brusquement soulevé, et cette action est accompagnée d'une fourniture de gaz. Cette action desiphon qui a lieu périodiquement est particulièrement importante lorsque les
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gouttes pénétrant individuellement dans le tube 1 ne suffi- raient pas pour constituer un piston de liquide.
De préférence, on fait en sorte qu'il existe des joints hydrauliques,de telle sorte qu'il ne puisse pas se produire une libre circulation des gaz. Par ce moyen, on empêche une action thermo-siphon,qui, en particulier dans le cas de fluc- tuations de la température extérieure, 'comme dans les tropi- ques, présente des inconvénients en raison de la circulation irrégulière des ga et des ennuis qui en résultent, et en rai- , son du fait que la température intérieure peut difficilement être maintenue constante et que le rendement des machines fri- gorifiques se trouve diminué.
On peut aussi empêcher une libre circulation du gaz en faisant en sorte qu'un ou plusieurs pistons de liquide soient toujours présents dans le tube de pompe.
Dans un 'appareil établi conformément à l'invention, on peut, d'une manière connue, utiliser la pompe connue de circu- lation de liquide à piston de liquide; auquel cas le gaz à ab- sorber est refoulé ou aspiré par le liquide d'absorption. Com- me la circulation de gaz qu'il est nécessaire d'entretenir est beaucoup plus faible', la capacité de travail de la pompe est encore suffisante, même dans le cas d'un tube de pompe beau- coup plus oourt.
Il est préférable que des moyens soient prévus pour que 19 mélange de gaz refoulé à travers le piston de liquide puisse circuler-librement à travers l'absorbeur au-dessus du niveau de liquide, ceci permettant de réduire encore la longueur du tube de pompe. De préférence, le gaz est alors aussi conduit en contre-courant par rapport au courant de liquide et l'on fait passer celui-ci par un tube incliné.
Lorsqu'on le désire, on peut monter en série ou en paral- lèle plusieurs des pompes à liquide décrites.
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"Absorption refrigeration machine working with an auxiliary gas of pressure equilibrium". - priority of a patent application in the Netherlands filed on May 16, 1942.
We already know. an absorption refrigeration machine working with an auxiliary gas for pressure equilibrium, in which the auxiliary gas is kept circulating through the absorber by means of a liquid piston pump.
The pump in question delivers the mixture of refrigerant gas and auxiliary gas through the absorption liquid, while the gas is completely circulated through the evaporator.
In the absorption refrigeration machine according to the invention, use is also made, in order to maintain the circulation of the gas, of a pump operating with the aid of a liquid piston.
The invention, however, contemplates improvements to the known machine and is based on this observation that it is possible to limit the amount of work which is necessary to maintain the flow of gas.
This has the advantage that the pump tube can be reduced in length, which is particularly important in the case of household refrigerating machines.
It is clear that when the gas contained in the refrigeration machine must be kept circulating through the evaporator, the pump tube is called upon to provide a large amount of work. However, it is not possible to increase in an unlimited manner the diameter of the pump tube and, consequently, the dimensions of the liquid piston. if the pump tube is given too large a diameter, the liquid escapes by flowing along the wall and does not constitute a piston. In addition, with a view to economical operation of the apparatus, the quantity of liquid must be limited and very small in relation to the quantity of gas. If the amount of liquid was increased, the efficiency would be reduced due to the fact that too much energy would be required to deliver the liquid.
Further, if, as in the known apparatus, the gas mixture is to be forced or sucked through the absorption liquid, the liquid piston pump must perform so high a work that it becomes entirely necessary to make the pump tube very long.
According to the invention, this drawback is avoided by keeping the gas mixture essentially circulating through the absorber, but outside the evaporator. For this purpose, according to the invention, the evaporator is connected to the absorber by an inclined pipe, so that the upper end of the pump tube communicates with the upper end of the absorber. , while the lower end of the pump is connected to the drop channel which communicates the evaporator with the absorber so that the liquid
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gas-poor absorption is led to the absorber after passing through the pump tube. As a result, according to the invention, the quantity of liquid which it is necessary to deliver is small, which improves the economy of the apparatus.
The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiment of the accompanying drawing.
The refrigeration machine shown comprises, in the usual manner, a boiling vessel or boiler 11, in which the refrigerant gas is separated from the absorption liquid by boiling. For this purpose a gas burner 12 has been provided, but this burner could be replaced by another heating means, for example electric. The gas separated from the liquid passes through the riser pipe 14, and arrives in the liquid separator 15, and is then condensed in the condenser 16. The liquefied gas then passes through a pipe 17 in the evaporator 10, which can, if necessary , be heat insulated. The liquid evaporates on the trays 18y and the vapor mixes with the auxiliary gas, for example hydrogen, present in the machine.
The vapor mixed with the auxiliary gas passes through a pipe 9 in the absorber in which the refrigerant gas is absorbed by the lean liquid in gas.
When the liquid is enriched in gas, it enters the receptacle 18 and, from there, goes through a pipe 19 to the boil- er 11, to be again subjected to boiling.
When the liquid is boiled in the degasser, gas bubbles rise not only inside the conduit 14, but also inside a tube Si? by entraining part of the degassed liquid. The tube 21 therefore behaves in the manner of a bubble pump. The entrained lean gas liquid enters the container 22 and passes through a conduit 23 into the tube 2 and, therefore, arrives at the upper end of the pump tube 1.
In this pump tube, the liquid descends like a liquid piston, so that it sucks in gas coming from the absorber through line 3. this gas is discharged through line 5 and arrives at the upper end of the chute channel.
It is clear that, in an apparatus established in accordance with the invention, only a small circulation of gas is needed since the quantity of auxiliary gas which it is necessary to name is only that carried along to the absorber.
In drop channel 9, the heavier refrigerant gases fall on their own, and most of the auxiliary gas remains in this channel and returns to the evaporator.
It is advantageous to establish a heat exchange between the conduits 23 and 19.
The same applies to conduits 5 and 9, so that the lean gas mixture which is returned to the drop channel 9 is subjected to prior cooling.
We could connect the tube 5 to the evaporator instead of making it open into the drop channel 9. The tube 1 has a gooseneck 6, which ensures the regular introduction of the liquid pis ton in the tube 1. ,
The liquid contained in the gooseneck does not invade any resistance. After a certain volume of liquid has collected in the gooseneck, this volume of liquid is suddenly raised, and this action is accompanied by a supply of gas. This periodic siphoning action is particularly important when the
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drops entering individually into tube 1 would not be sufficient to constitute a piston of liquid.
Preferably, it is ensured that there are hydraulic seals, so that a free flow of gases cannot occur. By this means, a thermo-siphon action is prevented, which, in particular in the case of fluctuations in the outside temperature, as in the tropics, has drawbacks due to the irregular circulation of gases and annoyances. which result from this, and due to the fact that the internal temperature can hardly be kept constant and the efficiency of the refrigerating machines is reduced.
The free flow of gas can also be prevented by ensuring that one or more liquid pistons are always present in the pump tube.
In an apparatus established in accordance with the invention, it is possible in known manner to use the known liquid piston liquid circulation pump; in which case the gas to be absorbed is discharged or sucked in by the absorption liquid. As the circulation of gas which needs to be maintained is much lower, the working capacity of the pump is still sufficient, even in the case of a much shorter pump tube.
It is preferred that means are provided so that the gas mixture discharged through the liquid piston can flow freely through the absorber above the liquid level, thereby allowing the length of the pump tube to be further reduced. Preferably, the gas is then also conducted in countercurrent with respect to the liquid stream and the latter is passed through an inclined tube.
When desired, several of the liquid pumps described can be mounted in series or in parallel.