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Perfectionnements aux appareils réfrigérateurs à absorption à cycle continu.
La présente invention a pour objet des perfectionnements aux appareils réfrigérateurs du type fonctionnant par absorp- tion en cycle continu avec l'aide d'un gaz inerte et dans le- quel des gaz riches et des gaz dilués échangent de la chaleur dans un échangeur de chaleur de gaz.
Il a déjà été proposé des dispositifs variés pour em- pêcher la précipitation d'eau sur la surface extérieure de
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l'éehangeur de chaleur de gaz exposé,.T.;J..2.atillosphè:J:'e. C'est t .. :' . : ; i L :,".,
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ainsi, par exemple, que la surface extérieure de l'échangeur de chaleur a été entourée d'une matière d'isolation thermique afin d'émpécher que cette partie de l'échangeur ne soit cor- rodée par de l'eau qui s'y précipiterait à l'état de liquide.
Toutefois, en dépit d'une construction soigneuse d'une sem- blable isolation, l'on n'a pratiquement réussi qu'à éviter pendant un temps très court la pénétration de vapeur d'eau au traversde'l'isolation. Il arrivait qu'après le passage d'une certaine quantité d'eau, non seulement la surface exté- rieure de l'échangeur se trouvait attaquée, mais qu'il en était de même de l'isolant lui-même, la corrosion étant de la sorte souvent accélérée.
D'autres systèmes connus d'échan- geurs de chaleur de gaz comportent une construction suivant quoi le courant de gaz froids constitue la couche intérieure tandis que le courant de gaz chauds constitue la couche exte- rieure. Un dispositifde ce genre est toujours placé tout entier l'extérieur de la capacité interne de l'armoire ré- frigeratrice afin d'éviter que la surface extérieure chaude ne neutralise le froid produit à l'intérieur de ladite armoi- re. 'un outre, ce dispositif ne permet pas l'emploi des gaz froids, dans l'échangeur de gaz, pour le refroidissement de l'intérieur de l'armoire.
Le but de la présente invention est de procurer une construction pour l'échangeur de chaleur de gaz, laquelle empêche,sur celui-ci, toute condensation de l'humidité atmos- pherique, tout en permettant d'utiliser, à des réfrigérations, les frigories que contient le courant de gaz froids.
Conformément à la présente invention.l'échangeur de chaleur de gaz est construit et disposé de manière que les éléments logés à l'intérieur de l'armoire aient la face inté- rieure de leurs parois extérieures en contact total ou partiel avec le gaz froid venant de l'évaporateur, tandis que les élé-
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ments de l'échangeur disposés à l'extérieur de la capacité interne de l'armoire, ont la face intérieure de leurs parois extérieures en contact avec les gaz chauds.
L'invention comporte également une construction de l'é- changeur de chaleur de gaz suivant quoi dans les éléments logés dans la capacité interne de l'armoire, il s'opère normalement un double échange de chaleur avec le courant de gaz froid for--, niant la couche extérieure, tandis que, dans les éléments dispo- sés à l'extérieur de la capacité interne de l'armoire, il s'c- père un triple échange de chaleur avec le courant de gaz froid qui s'écoule dans la partie intermédiaire et échange de la chaleur avec les couches de gaz chauds intérieure et extérieure.
Il suit de là que, pendant le fonctionnement; les parties ou éléments de l'échangeur de chaleur qui sont au contact de l'air à l'extérieur de l'armoire se trouvent constamment maintenus à une température à laquelle on ne saurait redouter aucune condensation d'humidité atmosphérique.
L'invention est décrite ci-après, avec plus de détails, référence étant faite aux dessins annexés, dans lesquels les figures 1 à 3 en montrent, en schémas, différentes formes de réalisation.
Dans la figure 1, où l'une de ces formes de réalisation de l'invention est représentée comme incorporée à un appareil réfrigérateur complet à absorption du type à gaz inerte, le bouilleur est désigné par 10. Depuis ce bouilleur, les vapeurs dégagées sont amenées à un condenseur 13 refroidi à l'air, par l'intermédiaire d'un tuyau 11 et du séparateur d'eau 12, si bien que l'agent réfrigérateur se liquéfie et passe au travers d'un joint liquide 14 et par un tuyau 15 pour se rendre dans le re- froidisseur 16 de la chambre ou capacité de l'appareil.
Du re- froidisseur de capacité 16,l'agent liquide de réfrigération s'écoule de haut en bas au travers du serpentin 33 de l'évapora-
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teur, établi de préférence sous la forme d'un rêfroidisseur à basse température d'un type connu. Toute quantité d'agent réfrigérateur' non évaporé dans l'évapora leur, passe pali un tuyau 17 pour arriver à l'intérieur de l'enveloppe extérieure de l'échangeur de chaleur de gaz 18. En général, le résidu d'agent réfrigérateur se vaporise là complètement.
Tout au- tre liquide tel que de l'agent d'absorption entraîné, peut s'éliminer en s' évacua.nt par un tuyau ou drain 19 pour être recueilli dans un récipient collecteur 20 contenant de la solution d'absorption.
La. solution d'absorption s'éroule hors du collecteur 20 au travers d'un tuyau 22, par le tuyau intérieur 23 de l'échangeur de chaleur de liquide pour se rendre à une pompe qui fait, de la façon connue, circuler la solution jus- qu'au niveau libre du liquide dans le bouilleur. Le liquide dilué (non concentré) s'écoule hors du bouilleur par un tuyau 25, par la. chemise extérieure de l'échangeur de chaleur 23 et par un tuyau 26 où il débouche dans 1'embouchure supérieure d'un absorbeur 21 établi sous la forme d'un serpentin tubu- laire. Le liquide qui s'est enrichi là, reflue dans le collec- teur 20.
Un récipient 30, dit récipient à pression, d'un ty- pe connu, normalement rempli de gaz auxiliaire, se charge par- tiellement; quand la température de l'air de refroidissement s'élève, de vapeur d'agent réfrigérateur; ledit récipient communique, par les tuyaux 31 et 32, respectivement, avec le tuyau 19 et avec le conduit 13.
Les évaporateurs16 et33, ainsi que l'extrémité de gauche (le l'échangeur de chaleur de gaz 18, laquelle est froi- de etaide au refroidissement de l'atmosphère de l'armoire, sont, de la façon usuelle, établis dans la capacité de refroi- dissement d'une armoire réfrigératrice. L'extrémité de droite
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quelque peu chaude de l'echangeur de chaleur de gaz 18, la- quelle peut être disposée en partie à l'intérieur du disposi- tif d'isolation de l'armoire, ou peut en partie ou en tota- lité faire saillie hors de ce dispositif, est pourvue,
con- formément à l'invention, d'une enveloppe 27 qui l'entoure, et qui, en outre, entoure la partie supérieure du tuyau 19 etestreliée, par l'intermédiaire du tuyau 29, à l'absor- beur 31.
Le gaz auxiliaire dilué et chaud, qui sort de l'absor- beur, s'écoule au travers du tuyau 29, passe à l'intérieur de l'enveloppe 27, dans les tubes intérieurs de l'échangeur 18 et par le tuyau 35 pour se rendre aux évaporateurs 33 et 16 qu'il traverse, er contre-courant avec l'agent refrigera- teur liquide qui s'égoute hors des évaporateurs. Là, le gaz absorbe des vapeurs d'agent réfrigérateur et s'écoule au travers du tuyau 34, au travers de la partie formant chemise de l'enveloppe de l'échangeur 18 puis passe dans le tuyau 19 pour retourner dans l'absorbeur.
Il en résulte qu'à l'extrémité de droite de l'échan- geur 18, le gaz concentréfroid qui s'écoule dans la chemise dans la direction vers l'absorbeur, ce qui normalement dé- terminerait des corrosions de l'échangeur, se trouve isolé, par rapport à l'atmosphère à l'extérieur de l'armoire, par l'enveloppe 27 où est véhiculé le gaz dilué chaud.
En outre, le gaz froid est exposé à un échange de chaleur avec le gaz dilué chaud et qui venant de l'absorbeur à l'intérieur, pas- se au travers des tubes de l'échangeur ets'écoule extérieu- rement à celui-ci, à l'intérieur de l'enveloppe 27, cet échun ge de chaleur étant augmenté de façon correspondante en rai- son de l'augmentation de surface, ce qui a pour effet d'ac- croître l'efficacité de l'échangeur.
La surface extérieure de l'enveloppe 27, exposée à
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l'air atmosphérique, est, pendant le fonctionnement etdu fait du gaz auxiliaire dilué chaud qui s'écoule hors de l'ab- sorbeur, amenée à une température relativement élevée et en tout cas à un degré suffisant pour éviter tout danger de con- densation d'humidité atmosphérique sur cette surface. Il n'est, par suite, pas nécessaire de recourir à d'autres me- sures pour empêcher les corrosions sur 1'échangeur lui-même ou en toute autre partie de l'appareil ou de l'armoire ré- frigératrice autrement exposée à l'eau de purge.
Comme le montre le schéma de la figure 2, la partie 28 de la coiffe ou enveloppe 27, partie qui entoure le haut du tuyau 19, peut aussi être prolongée suffisamment vers le bas pour permettre au tuyau 26 d'y déboucher, en sorte que la so- lution faible d'absorption, avant d'entrer dans l'absorbeur, vienne en contact avec ledit tuyau 19. Le tuyau 31 qui abou- tit dans la récipient de pression 30 peut être relié directe- ment à la partie supérieurede la coiffe 27.
Bien qu'un échangeur de construction conforme à l'in- vention, offre les mêmes avantages quelle que puisse être la forme des évaporateurs 33 et 16, il est préférable d'établir et de disposer lesdits évaporateurs 33 et 16, de façon telle que l'agent réfrigérateur liquide et le gaz auxiliaires'é- coulent au. travers de l'un et de 1'autre de ces évaporateurs de la façon connue, c'est-à-dire on contre-courant et en se- rie. On évitera de la sorte l'emploi incommode d'un grand nombre de tuyaux qui doivent être reliés à 1'échangeur 18 ou à l'enveloppe 27, ce qui est important en particulier pour l'application à de petits appareils pour l'usage domes- tique .
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, l'enveloppe37 peut être conçue de manière à contenir l'é- changeur de chaleur tout entier, auquel cas il est bien évi-
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dent que ce dernier ne pourra alorspas servir au refroidis- sement de la chambre de réfrigération. Hais; par contre, la- dite enveloppe pourra être assemblée toute entière à l'in- térieur du dispositif d'isolation de l'armoire refrigératri- ce, disposée, par exemple, verticalement de la façon connue.
Quand l'échangeur de chaleur est placé dans le dispositif d'i- solation de l'armoire réfrigératrice, il est absolument in- dispensable d'éviter complètement la précipitation d'eau sur l'échangeur, sans quoi l'isolation de l'armoire se trouve- rait très rapidement détruite.
Pour la même raison, il estpréférable, même avec le dispositif de la figure 1, d'établir l'enveloppe 27 avec une longueur suffisante pour qu'elle entoure, non seulement la partie de l'échangeur qui fait saillie hors du dispositif d'isolation de l'armoire, mais aussi la partie située à l'in- térieur de ce dispositif, c'est-à-dire à l'intérieur de la fenêtrede l'isolation.
Dans la variante représentée par la figure 3, figure qui ne montre que les parties de l'appareil refrigerateur d'absorption nécessaires pour 1'intelligence de l'invention, le gaz dilué s'écoule hors de l'enveloppe 27 au travers des tubes intérieurs rituels de l'échangeur de chaleur de gaz vers la chambre 40 de l'extrémité de gauche et, de là, passe par le tuyau 35 pour se rendre dans l'évaporateur inférieur de refroidissement 33. En sortant de ce dernier, le gaz di- lué alors enrichi, s'élève vers le refroidisseur de capacité 16, tout coume dans les précédentes formes de réalisation.
Le gaz riche descend au travers du tuyau 34, pour se rendre dans l'espace annulaire axial de l'échangeur de chaleur de gaz, auquel est également amené, par le tuyau 17, l'agent réfrigérateur non évaporé dans 1'évaporateur. En partant de l'extrémité de droite dudit espace annulaire axial, le gaz
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riche descend au travers des tuyaux 19 et 19a pour se rendre dans le récipient collecteur usuel 20 (non représenté sur la figure3).
Dans la forme particulière de réalisation de la figu- re 3, ce tuyau 19 est discontinu à la partie inférieure de l'élément 28 formant chemise, de façon que tout condensat précipité du fait de l'échange de chaleur entre le gaz dilué chargé de vapeur d'agent d'absorption et qui arrive dans l'en veloppe 28 par le tuyau 29 s'échappe par trop-plein au tra- vers de la solution de continuité du tuyau 19 et se déverse dans le tuyau 19a pour le gaz riche .
Pour permettre cet écoulement par trop-plein, le tuyau 19 présente un épanouissement disposé autour de l'extrémité supérieure du tuyau 19a, de manière à ménager un petit espa- ce annulaire entre le tuyau 19 et le tuyau 19a. Au travers de cet espace s'écoulent tout le condensat de l'agent d'ab- sorption provenant du gaz dilué, ainsi que tout condensat d'agent réfrigérateur non évaporé dans l'évaporateur et se rendant au traversdu tuyau 17 dans 1'échangeur de chaleur, sans s'y évaporer. L'un et l'autre liquides se rendent dans le puits de l'élément formant chemise 28 etles liqui- des recueillis agissent en vue de la séparation entre les deux courants de gaz.
En dernier lieu, il convient d'observer Que l'enve- loppe 27 peut communiquer de diverses façons avec les éva- porateurs 33 et 16. Dans la forme de réalisation de la fi- gure 1, le gaz dilué, dans l'élément 28 de l'enveloppe, s'écoule en partie en contre-courant avec le gaz auxiliaire également dilué qui s'écoule au travers des tubes intérieurs de l'échangeur, c'est-à-dire que l'enveloppe 27 et les tubes intérieurs de l'échangeur sont disposés en série. Ces élé- ments peuvent cependant aussi être disposés en parallèle si
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l'on a soin de prévoir à l'extrémité de gauche de l'envelop- pe un conduit d'écoulement qui conduit le gaz dans l'évapora- teur et cela directement, par exemple.