BE473571A - - Google Patents

Description

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  . "Dispositif pour intensifier l'évaporation des fluides réfrigérants et l'absorption des fluides gazeux circulant dans les appareils frigorifiques" 
On sait que, dans les appareils frigorifiques modernes à absorption, et plus particulièrement dans les appareils à      usage domestique refroidis par l'air et fonctionnant à pression équilibrée et en cycle fermé, on peut obtenir un rendement thermo-dynamique optimum pendant les fortes températures estivales, en¯intensifiant et en améliorant le plus possible les opérations d'évaporation et d'absorption des fluides réfrigérants. 



   Les deux fonctions d'évaporation et d'absorption sont analogues, mais opposées et doivent constituer un cycle, autant que possible réversible, c'est-àdire avec une augmen- tation limitée de l'entropie pendant l'évolution des phases 

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 dans le cycle. 



   Actuellement, on effectue les deux opérations ci-dessus par des moyens extrêmement ingénieux, maisne donnant pas toute satisfaction, en mettant la surface du fluide liquide, circulant sur le fond de serpentins longs et étroits, ou dans des cuvettes ou des plateaux contenus dans les tubes verticaux ou horizontaux, en contact avec le courant gazeux circulant   en sens inverse ; s'ensuit que le contact entre le liquide   et le gaz est assez limité et imparfait. 



   Selon la présente invention, on intensifie considérable- ment l'absorption et l'évaporation des fluides réfrigérants, en utilisant le phénomène bien connu de la   capilarité:   phénomène qui permet de réaliser l'aspiration du liquide circulant sur le fond des tuyauteries et sa distribution sur une grande surface en enfermant complètement de haut en bas les fluides gazeux sur tout leur parcours. Ceci a une énorme importance, parce que non seulement la surface de contact liquide-gaz est augmentée, mais encore parce que cela rend impossible la formation, extrêmement nuisible, de brouillards superficiels sur la. surface liquide en évaporation. 



   La mise en oeuvre du nouveau dispositif peut être réalisée (voir Fig. 1) en doublant ou en revêtant intérieurement les tuyauteries (I) constituant l'absorbeur et l'évaporateur, d'une couche 2 de matière comportant des interstices capillai- res, grâce auxquels le fluide liquide (3), circulant à l'intérieur du tube, peut être aspiré et diffusé dans toutes les directions, de façon à entourer le fluide gazeux, comme dans une sorte de gaine ou de couloir liquide. 



   De cette façon, les fluides gazeux, complètement entourés ou mieux enfermés a.u milieu des fluides liquides, traversant l'absorbeur et l'évaporateur, provoquent une évaporation 

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 intense du liquide réfrigérant ou sont absorbés facilement, l'échange de chaleur engendrée ou absorbée est fait rapidement' par les parois externes du tube (I) au travers du revêtement capil- laire adhérent au dit tube. 



   Ces phénomènes d'absorption et d'évaporation sont rendus plus intenses par l'agitation continuelle et turbulente des fluides liquides contenus dans le revêtement périphérique, agitation turbulente due aux mouvements produits par l'absorp- tion exthermique ou l'évaporation endothermique, mouvements qui engendrent dans le liquide en mouvement, une circulation trans- versale par thermosyphon s'effectuant selon les flèches (4) et (5) Fig. 1, dans l'absorbeur, et en sens inverse, dans l'évapo-   rateur.   



   La circulation transversale renouvelle constamment la pellicule liquide (solution ammoniacale pauvre ou ammonia:c anhydre liquide) qui adhère à la périphérie des parois internes du tube absorbant ou de l'évaporateur; cette action de renouvel- lement incessant s'ajoute avantageusement aux phénomènes dus à la diffusion capillaire 'qui; par suite de l'augmentation de la pression osmotique, dans les zones capillaires de concentration variable, provoque encore par là même, un renouvelement intense des fluides liquides dans le dit revêtement.

   En d'autres termes,      l'aspiration du fluide réfrigérant (3), circulant à l'intérieur du tube (I) s'effectue par uri phénomène analogue à celui produit par la mèche d'une lampe à pétrole qui aspire et diffuse, jusqu'à la dernière goutte, la masse liquide qui vient à son contact en un point quelconque, ou bien encore analogue à celui de pompage du sol par certaines parties des plantes. 



   Comme matière aspirante, pouvant être avantageusement utilisée pour revêtir intérieurement les ensembles tubulaires des appareils absorbants et des évaporateurs, on peut citer, par exemple, la, laine de verre, sous forme de filaments ou de 

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 tissus(vetroflex). Mais d'autres matières fibreuses, à interstices capillaires, susceptibles d'aspirer et de diffuser les fluides liquides dans toutes les directions, peuvent être   adoptées, par exemple : tissus ou fibres d'amiante, les   tissus ou fibres de matières plastiques, le caoutchouc spongieux et de façon générale, les tissus ou les fibres textiles qui peuvent former des interstices capillaires et résistent à l'action corrosive des liquides réfrigérants. 



   Comme appareils pour effectuer l'absorption et l'évapora- tion, on peut utiliser ceux connus jusqu'à présent ou bien étudier de nouveaux appareils à serpentins horizontaux, verti- caux, plus ou moins inclinés, etc... Leur forme n'a aucune importance particulière, pourvu qu'elle se prête à la pose facile d'un revêtement intérieur capillaire, permettant une parfaite aspiration et diffusion des liquides. 



   Il y a lieu de remarquer que non seulement la paroi périphérique interne des appareils absorbants et des évapora- teurs est doublée d'un revêtement capillaire, mais, que lorsque cela est possible, il peut y avoir intérêt à garnir également toutes les autres parties intérieures, dans le but d'augmenter encore plus, dans des cas déterminés, les surfaces de contact entre liquide et gaz. Comme organes intérieurs susceptibles de recevoir un revêtement, ou d'être formés directement de matières à interstices capillaires, on peut citer à titre   d'exemple,   des disques, des arcs, des cuvettes, des agglomérés, des anneaux, des plaques, des segments sphériques, des plateaux, etc..... 



   Sur la FiG. II, qui représente la coupe transversale d'un absorbeur ou d'un évaporateur tubulaire, on a figuré, à titre d'exemple, un tel organe intérieur. Sur cette figure, on remarque à l'intérieur du tube I une voûte capillaire (2') composée de 

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 manières fibreuses appropriées, la dite voûte agissant de façon . complémentaire à celle du revêtement interne 2 du tube I. Les couches capillaires .2 et 2' sont toutes deux alimentées par le même liquide réfrigérant 3, circulant à l'intérieur.du tube et par conséquent restent toujours complètement imprégnées. 



   Les Figs. III et IV représentent à titre d'exemple le nouveau système de diffusion capillaire du liquide appliqué à un appareil frigorifique domestique à pression équilibrée. Sur la   Fig.   III on remarque l'évaporateur   A,   constitué par un bras tubulaire unique horizontal I revêtu intérieurement d'une légère couche de laine de verre 2, maintenue contre le tube au moyen d'une armature métallique perforée; non représentée sur la figure. 



   L'anmoniac liquide anhydre provenant du condenseur de l'appareil frigorifique, s'écoule par le tube 3 sur le fond. de la partie antérieure de l'évaporateur. De ce point, l'ammoniac est aspirépar la masse capillaire vitreuse et diffusé dans tout le revêtement interne adhérent au tube I. 



   Au contact du mélange gazeux, riche en hydrogène provenant de l'absorbeur B (Fig. IV),   l'ammonia:   liquide anhydre s'évapore de façon très intense, en produisant une forte absorption de chaleur par l'enveloppe, métallique B, composée de trois tubes à ailettes horizontaux et superposés   5,'   6, 7. Ces trois tubes sont revêtus intérieurement d'une même légère couche absorbante de la,ine de verre analogue à celle'de l'évaporateur A. 



   La solution ammoniacale pauvre pénètre dans l'absorbeur B au moyen du tube 8. Après avoir imprégné la masse vitreuse capillaire 2 à l'intérieur du tube à ailettes 5, elle passe successivement dans les tubes 6 et 7 se trouvant au dessous, pour sortir de l'absorbeur, par le tube 10 ; complètement saturée. Après avoir traversé l'échangeur de température II, 

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 la solution ammoniacale saturée pénètre dans le bouilleur 12, où elle s'appauvrit, pour rentrer à nouveau dans l'absorbeur B et ainsi de suite, renouvelant ainsi continuellement le cycle. 



   Si   l'ammonia.c   liquide ne s'évaporait pas complètement dans l'évaporateur A; le résidu ammoniacal pourrait être utilisé pour refroidir au préalable les gaz riches en hydrogène de l'échangeur de température des gaz; dans ce cas, on pourrait revêtir également l'échangeur d'une couche capillaire analogue à celle décrite pour l'absprbeur ou pour l'évaporateur. 



   REVENDICATIONS. 



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1) Un dispositif perfectionné pour intensifier l'évapo- ra.tion des fluides réfrigérants et l'absorption des fluides ga- zeux circulant dans les appareils   frigorifiques,   dans lesquels on utilise la diffusion capillaire des liquides pour accroître le pouvoir d'évaporation ou d'absorption de l'évaporateur, de l'absorbeur et de   l'échpngeur   de température des gaz.

Claims (1)

1. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on revêt ou l'on double les parois internes des évaporateurs, des absorbeurs ou des échangeurs de température des gaz, d'une matière spéciale susceptible d'aspirer les liqui- des circulant dans ces appareils et de les diffuser depuis le fond, soit en plan, soit latéralement, soit enfin vers le haut de façon à entourer plus ou moins complètement dans une sorte de gaine ou couloir liquide, les fluides gazeux pendant leur parcours dans ces appareils.

   3) Dispositif selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que la matière produisant l'a.spiration du liquide et sa diffusion capillaire est constituée par des fibres spécia.les ou tissus d'amiants, des fibres ou tissus de verre, de la laine de verre, des fibres et tissus en matières <Desc/Clms Page number 7> plastiques, du caoutchouc spongieux ou d'autres matières analogues, et d'une manière générale des fibres textiles de nature .quelconque, pourvu qu'elles soient aptes à former les interstices capillaires nécessaires à la diffusion du liquide et résistent à l'action corrosive des fluides réfrigérants.