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J,If E'M-O'X 11 'E' . D' 3 B t, R I F ' T I P déposé à l'appui 'd'une demande de B R E 7 .ET' D' I N V E N T 1 ON
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Oscar DOEBEII,, . Arthur ,EGL, Albert GEID!JU..1N et llermann 1'ùHD&,
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z .a.genOE;!men1J appj-ioame aux J.nS1JaJ.J.a1JJ.ons frigorifiques à absorption Il. Priorité d' une demande de brevet suisse ? 86 997 déposée. le 3 novembre 1943.
Dans les installations frigorifiques fonctionnant suivant le principe de l'absorption,,il existe une source de chaleur qui assure dans-un bouilleur l'expulsion de l'ammoniac de la solution riche. D'autre part pour l'obtention de la circulation du fluide réfrigérant, il y a un tuyau montant qui est égale- ment pourvu d'une source de chaleur.
Il a déjà été proposé de prévoir simplement une source de chaleur dans le tuyau montant et d'effectuer dans le tuyau montant en même temps l'expulsion de l'ammoniac de la solution.
Ce =de--de réalisation n'a pas pu s'introduire dans la pratique parce-que des perturbations dans la circulation du liquide et une expulsion défectueuse de.l'ammoniac n'ont manifestement pu être, évitées. On est par conséquent passé à l'idée de disposer la,source de chaleur de telle manière qu'elle chauffe -aussi bien le bouilleur que le tuyau montant et qu'ainsi' on assure avec, .une seule'et même source de chaleur non seulement l'expul- sion de l'ammoniac mais également la circulation du fluide ré- frigérant.
' -Dans cette proposition, la source de chaleur est 'dispo- sée à la partie inférieure d'un. tube autour duquel le tuyau 'montant'est placé en hélice et,qui est rempli-à son extrémité ..supérieure par le liquide ,à chauffer en vue de l'expulsion de @ l'ammoniac. Avec cette solution, il.est'possible d'assurer un fonctionnement continu de l'installation frigorifique.
Il faut -supposer toutefois à cet effet que la quantité de chaleur dé- bitée suppo par la source de .chaleur reste toujours constante. Dès . qu'il,se produit'des fluctuations dans la. ohaleur fournie par la source.de chaleur, le tuyau montant qui est disposé direo-
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tement autour de'là source de chaleur est chauffé.trop forte- - ment tandis 'que d'autre part le'liquide'contenu dans la partie supérieure'du tube contenant la source de chaleur et formant
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le PBu1.J;le,lU'., liquidât'hors duquel l'ammoniac-doit être expulsé, n !04,t, pas,'bhauffç' même inci4ure, oar il .a seulement une 'pèt1,.té,,ürfaÓe 'dé oontot:'âvec la source de chaleur.
-'...";:", ,'çoxséqtâee' an ,t:., que:-le iliquide q,'éahauffe trop for- : ,éam.ei;^,ttaprd'' dan.. lerttuyau , µ) 'ensuite également d'ans 6rièuré ur"àt qu'outre 'l'ammoniac expul-.
Sé' -Il fallait par conséquent ' prqir, âg;s arateurs 'eau compliques qui- condensaient' 1' a:!ilU ,eïfx'.êa'' t' ,la en-6yai(nt dans l'évaporateur, Mais même ',sus' :,o!?s'}le \séè4'j3.]èUJ:'S' d 'au êtablis, avec de grandes '(le penses,''.la.. sa.t1 n,\'o01!lplète ..de l"eau 'et par conséquent la
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marche irréprochable de l'installation frigorifique ne peuvent, comme des essais l'ont montré, être obtenues en cas de fluctu- ations de la source de chaleur.
La présente invention a pour 'objet un agencement ap pli- cable à une Installation- frigorifique à absorption et grâce auquel un fonctionnement irréprochable, continu, est assuré - même en cas de fluctuations de la source de chaleur. Dans l'a- gencement suivant la présente invention, le bouilleur consiste d'une manière connue en un tube qui contient la source de cha- leur et la solution frigorifique. Suivant la présente invention, la source de chaleur est toutefois introduite de telle manière dans le tube formant le bouilleur qu'elle est baignée par la solution frigorifique se trouvant dans le bouilleur. L'hélice du tuyau montant est alors placée autour du tube à l'endroit où la source de chauffage est introduite dans le tube formant le bouilleur.
En outre la conduite qui évacue la solution frigorifique vers le bouilleur peut avantageusement être disposée à distance de l'extrémité inférieure du tube formant le bouilleur de fa- çon qu'il se forme dans celui-ci une poche à boues pour la sé- paration d'impuretés se séparant éventuellement. La cartouche de chauffage s'insère avantageusement par le bas dans un tube s'avançant dans le bouilleur.
On a représenté au dessin annexé à la figure 1 sohémati- quement une installation frigorifique à absorption et à la fi- gure 2 un exemple d'une forme de réalisation de l'agencement. suivant la présente invention, dessiné à plus grande échelle.
On a représenté à la figure 1 par 1 le tube formant le bouilleur qui aboutit par l'intermédiaire d'une conduite 2 au séparateur d'eau 3. Au séparateur d'eau se raccorde le conden- seur 4 qui conduit par l'intermédiaire d'un tuyau 5 à l'échan- geur de chaleur 7 pour les gaz. Du tuyau 5 part une conduite montante 6 qui sert de conduite d'équilibrage de pression, se rendant au point la plus élevé de l'installation, qui est pla- cé entre le séparateur d'eau 3¯ et le condenseur 4. De l'éohan- geur de chaleur 7 pour les gaz, le fluide Frigorifique liqué- fié parvient dans l'évaporateur 8 qui peut être équipé d'une manière connue au moyen de plateaux d'égouttage présentant des brèches.
De l'évaporateur 8 l'agent frigorifique vaporise dans les gaz inertes parvient par la conduite 9' à la partie infé- rieure de l'absorbeur 10. Dans l'absorbeur 10 la solution pau- vre venant du bouilleur-! et qui a été amenée par les conduites 11 et 12, oiroule de haut en bas de sorte que la solution pauvre s'enrichit en ammoniac et que le gaz inerte devient libre et est renvoyé par la conduite 9 et l'éohangeur de chaleur 7 vers l'évaporateur 8.
La solution enrichie sortant de l'absorbeur 10 parvient alors dans le réservoir 10' et s'écoule de là par la condui'te 14 dans la conduite montante 14' qui est placée en héli'ce au- 'Four de la partie inférieure du bouilleur. La conduite montante 14' est ramenée dans le bouilleur à l'extrémité supérieure de celui-ci.
Le tuyau est entouré du tuyau 11 et ces deux tuyaux en- semble représentent on même temps l'échangeur de chaleur pour les solutions. Le tuyau Il débouche dans un tuyau 13 qui abou- tit au bouilleur 1. La conduite 11 est reliée par la conduite 12 à la partie supérieure de l'absorbeur 10.
Le fonctionnement de l'installation a absorption repré- sentée schématiquement ne doit pas être .expliqué avec plus de détails car il est connu et appartient à la technique usuelle.
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On a représenté à la figure 2 le dispositif faisant l' objet de la'présente invention. Dans le tuyau 1 formant le bouilleur s'avance à sa partie inférieure un tuyau 15 dans laquelle la capsule' de chauffage e'st insérée. Comme le montre la figure 2, la sction transversale du' tuyau- 15 qui reçoit la source, de'chaleur est-choisie' de telle façon que le' tuyau
15 est baigné'de -tous cotés, à l'exoeption du fond,"par'la so- lution frigorifique contenue dans le bouilleur 1. Au tour-de la partie inférieure du bouilleur,'à l'endroit Où la capsule de chauffage est insérée, on a placé en hélice le tuyau mon- tant 14.
Ce dernier débouche dans le tuyau 14" qui aboutit à la partie supérieure -du bouilleur 1. La conduite 11 débouche dans la conduite 13 qui débouche dans le tuyau formant le- bouilleur à une distance de l'extrémité inférieure de-celui-ci.
On peut ainsi obtenir que les impuretés éventuellement séparées se rassemblent dans la partie Inférieure du bouilleur.
'Le but et le fonctionnement du dispositif suivant l'invention sont, en- peu de mots, 'les suivants : ' ' ' @ Comme on l'a déjà mentionné,, on ne peut éviter que la source de chaleur soit soumise à des fluctuations. Ceci est vrai aussi bien pour l'emploi de sources électriques que pour l'emploi de sources au gaz car la tension du réseau aussi bien que la pression du gaz varient en cas'de'charges différentes, parfois très oonsidérablement. Ces fluctuations ont pour effet, comme on l'a expliqué brièvement également, un fonctionnement irrégulier de ltinstallation, un surchauffage du bouilleur et de ce fait un entraînement d'eau.
Comme il'n'est pas possible de façon sûre, même avec des''séparateurs d'eau compliqués pre- nant beaucoup de place, de séparer toute l'eau entraînée et de la ramener dans le bouilleur, le fonctionnement continu de l' installation est mis en danger car, comme on le sait l'eau, entraînée ne nuit pas seulement au processus de travail de l' installation frigorifique mais peut même le'rendre impossible.
Dans le cas de l'agencement représenté, on produit par la source de chaleur de façon primaire le chauffage de la solution contenue dans le bouilleur. suivant la température de la solu- tion contenue dans le bouilleur, le tuyau qui forme le bouil- leur s'échauffe lui-même et par conséquent le tuyau montant 14 posé en hélice autour de la partie inférieure du bouilleur est chauffée également. Il est par conséquent exclu qu'il se pro- duit dans le tuyau montant, par suite de fluctuations de la source de chaleur,-des températures s'élevant brusquement qui ne seraient pas en concordance avec la température dans le. bouilleur. Au contraire,-par suite de la température élevée d'abord dans le bouilleur, le liquide s'écoulant par la conduite
13 réchauffe le liquide riche s'écoulant à l'intérieur du tuyau de chauffage 11.
Il ne faut donc dans l'hélice 14 qutun chauf- fage tout à fait minime, de quelques degrés pour rendre possi- ble la circulation, c'est-à-dire l'élévation du liquide dans le tuyau montant 14. Le liquide s'élevant dans le tuyau 14' et parvenant dans la partie supérieure du bouilleur sera'par con- séquent en tout'cas plus froid que la solution se trouvant dans le bouilleur lui-même et refroidira cette solution dans"là par- tie supérieure dû bouilleur. Ce processus est d'autant plus intense qu'est-plus'grande la chaleur fournie par la source de chaleur, car d'abord la solution contenue dans le bouilleur devient d'autant'plus chaude et secondairement,
le transport à travers la conduite' montante.14 ' devient également plus grand de sorte qu'il se-produit dans la partie supérieure du bouil- leur 1 un refroidissement plus intensif.
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Desessais approfondisont montré qu'il est possible par cet agencement d'assurer le fonctionnement de l'installa- tion même en cas de fluotuations de la source de chaleur et d'assurer en outre, avec une dépense minima en chaleur, la circulation et l'expulsion de l'ammoniac de la solution fri- gorifique.
REVENDICATIFS.
1.) Agencement applicable-aux installations frigorifiques à absorption, dans lequel le bouilleur consiste d'une manière connue en un tuyau qui contient la source de chaleur et la so- lution frigorifique, caractérisé en ce que la source de chaleur est insérée de telle manière dans le tuyau formant le bouilleur qu'elle est baignée par la solution frigorifique 'se trouvant dans le bouilleur, et en ce que l'hélioe du tuyau montant est placée autour du tuyau formant le bouilleur à l'endroit où la source de chaleur est insérée dans ce. tuyau.
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J, If E'M-O'X 11 'E'. D '3 B t, R I F' T I P filed in support of 'a request for B R E 7 .ET' D 'I N V E N T 1 ON
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Oscar DOEBEII ,,. Arthur, EGL, Albert GEID! JU..1N and llermann 1'ùHD &,
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z .a.genOE;! men1J appj-ioame aux J.nS1JaJ.J.a1JJ.ons absorption refrigeration Il. Priority of a Swiss patent application? 86,997 filed. November 3, 1943.
In refrigeration installations operating according to the principle of absorption, there is a heat source which ensures the expulsion of the ammonia from the rich solution in a boiler. On the other hand, for obtaining the circulation of the refrigerant fluid, there is a riser pipe which is also provided with a heat source.
It has already been proposed to provide simply a heat source in the rising pipe and to perform in the rising pipe at the same time the expulsion of the ammonia from the solution.
This realization could not be introduced in practice because disturbances in the circulation of the liquid and a defective expulsion of ammonia could obviously not be avoided. We therefore moved on to the idea of arranging the heat source in such a way that it heats the boiler as well as the rising pipe and that thus' we ensure with one and the same heat source. not only the expulsion of ammonia but also the circulation of the refrigerant.
'-In this proposal, the heat source is' disposed at the lower part of a. tube around which the upright pipe is spiraled and, which is filled at its upper end with liquid, to be heated for the expulsion of ammonia. With this solution, it is possible to ensure continuous operation of the refrigeration system.
For this purpose, however, it must be assumed that the amount of heat assumed by the heat source always remains constant. From. that there are fluctuations in the. oheat supplied by the heat source, the rising pipe which is arranged sayo-
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around the heat source is heated too much while on the other hand the liquid contained in the upper part of the tube containing the heat source and forming
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le PBu1.J; le, lU '., liquidât'hous of which the ammonia-must be expelled, n! 04, t, not,' heating 'same inci4ure, where it. has only one' pèt1, .té ,, ürfaÓe 'de oontot:' with the heat source.
-'... ";:",, 'çoxséqtâee' an, t:., that: -the liquid q, 'heats too much-:, éam.ei; ^, ttaprd' 'in .. lerttuyau, µ) Then also of years 6rièuré ur "t besides' the ammonia expelled.
Sé '-It was therefore necessary' prqir, aged; s complicated water arateurs which condensed '1' a:! IlU, eïfx'.êa '' t ', the en-6yai (nt in the evaporator, But even ', sus':, o!? s '} the \ séè4'j3.] èUJ:' S 'd' at the established, with large '(thinks,' '. la .. sa.t1 n, \' o01! lplète ..of 'water' and consequently the
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flawless operation of the refrigeration system cannot, as tests have shown, be obtained in the event of fluctuations in the heat source.
The object of the present invention is an arrangement which is suitable for an absorption refrigeration plant and whereby flawless, continuous operation is ensured - even in the event of fluctuations in the heat source. In the arrangement according to the present invention, the boiler consists in known manner of a tube which contains the heat source and the cooling solution. According to the present invention, the heat source is however introduced in such a way into the tube forming the boiler that it is bathed by the refrigerating solution located in the boiler. The helix of the rising pipe is then placed around the tube at the place where the heating source is introduced into the tube forming the boiler.
In addition, the pipe which discharges the refrigerating solution to the boiler can advantageously be placed at a distance from the lower end of the tube forming the boiler so that a sludge pocket is formed in the latter for the separation. of impurities possibly separating. The heating cartridge is advantageously inserted from below into a tube extending into the boiler.
There is shown in the drawing appended to FIG. 1 an absorption refrigeration installation and in FIG. 2 an example of an embodiment of the arrangement. according to the present invention, drawn on a larger scale.
The tube forming the boiler which leads via a pipe 2 to the water separator 3 is represented in FIG. 1 by 1. The condenser 4 is connected to the water separator which leads via the intermediary. from a pipe 5 to the heat exchanger 7 for the gases. From pipe 5 starts a riser 6 which serves as a pressure equalization pipe, going to the highest point of the installation, which is placed between the water separator 3¯ and the condenser 4. From l The heat exchanger 7 for the gases, the liquefied refrigerating fluid passes into the evaporator 8 which can be equipped in a known manner by means of drip trays having gaps.
From the evaporator 8 the refrigerant vaporized in the inert gases passes through line 9 'to the lower part of the absorber 10. In the absorber 10 the poor solution coming from the boiler. and which has been brought through lines 11 and 12, rolled up and down so that the poor solution is enriched in ammonia and the inert gas becomes free and is returned through line 9 and the heat exchanger 7 towards evaporator 8.
The enriched solution exiting the absorber 10 then enters the reservoir 10 'and flows from there through the pipe 14 into the riser 14' which is placed helically in the oven of the lower part of the tank. boiler. The riser 14 'is returned to the boiler at the upper end thereof.
The pipe is surrounded by pipe 11 and these two pipes together represent at the same time the heat exchanger for the solutions. The pipe II opens into a pipe 13 which leads to the boiler 1. The pipe 11 is connected by the pipe 12 to the upper part of the absorber 10.
The operation of the absorption installation shown schematically does not need to be explained in more detail since it is known and belongs to the usual technique.
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There is shown in Figure 2 the device forming the subject of the present invention. In the pipe 1 forming the boiler advances at its lower part a pipe 15 into which the heating capsule is inserted. As shown in figure 2, the cross section of the 'pipe 15 which receives the heat source is chosen so that the pipe
15 is bathed on all sides, at the bottom exoeption, "by the refrigeration solution contained in boiler 1. Around the lower part of the boiler, at the place where the heating capsule is inserted, the riser pipe 14 has been placed in a helix.
The latter opens into the pipe 14 "which ends at the upper part of the boiler 1. The pipe 11 opens into the pipe 13 which opens into the pipe forming the boiler at a distance from the lower end thereof.
It is thus possible to obtain that the possibly separated impurities collect in the lower part of the boiler.
'The object and operation of the device according to the invention are, in a few words,' as follows: '' '@ As already mentioned, it is not possible to avoid that the heat source is subjected to fluctuations. This is true both for the use of electric sources and for the use of gas sources because the network voltage as well as the gas pressure vary in the event of different loads, sometimes very considerably. These fluctuations have the effect, as was also briefly explained, in irregular operation of the plant, overheating of the boiler and thereby entrainment of water.
As it is not reliably possible, even with complicated water separators taking up a lot of space, to separate all the entrained water and return it to the boiler, the continuous operation of the boiler. installation is endangered because, as it is known, the entrained water not only harms the working process of the refrigeration installation but can even make it impossible.
In the case of the arrangement shown, the heating of the solution contained in the boiler is produced by the heat source in a primary manner. depending on the temperature of the solution contained in the boiler, the pipe which forms the boiler heats itself and consequently the riser pipe 14 laid helically around the lower part of the boiler is also heated. It is therefore excluded that, as a result of fluctuations in the heat source, sharply rising temperatures occur in the rising pipe which are not in accordance with the temperature in the. boiler. On the contrary, -as a result of the high temperature first in the boiler, the liquid flowing through the pipe
13 heats up the rich liquid flowing inside the heating pipe 11.
In the propeller 14, therefore, only very minimal heating, a few degrees, is needed to make the circulation possible, that is to say the rise of the liquid in the rising pipe 14. The liquid s 'rising in the pipe 14' and reaching the upper part of the boiler will therefore in any case be colder than the solution in the boiler itself and will cool this solution in the upper part due to This process is all the more intense the greater the heat supplied by the heat source, because first the solution contained in the boiler becomes all the hotter and secondarily,
the transport through the 'riser 14' also becomes greater so that more intensive cooling takes place in the upper part of the boiler 1.
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Extensive tests have shown that it is possible by this arrangement to ensure the operation of the installation even in the event of flow fluctuations of the heat source and also to ensure, with a minimum expenditure in heat, the circulation and the heat. expelling the ammonia from the refrigerant solution.
CLAIMS.
1.) Arrangement applicable to absorption refrigeration installations, in which the boiler consists in a known manner of a pipe which contains the heat source and the refrigeration solution, characterized in that the heat source is inserted in such a way. so in the pipe forming the boiler that it is bathed by the refrigerating solution 'located in the boiler, and in that the helium of the rising pipe is placed around the pipe forming the boiler at the place where the heat source is inserted into this. pipe.