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MACHINE FRIGORIFIQUE A GAZ FROID.
L'invention concerne une machine frigorifique à gaz froid, compor- tant deux enceintes qui varient constamment de volume, avec un décalage prati- quement constant, l'une se trouvant à basse température, et l'autre, à une température plus élevée, enceintes qui communiquent par l'intermédiaire d'un congélateur, d'un récupérateur et d'un réfrigérant et dans lesquelles un gaz d'une composition chimique invariable décrit un cycle thermo-dynamique fermé tout en conservant le même état daggrégation.
Ces machines frigorifiques sont connues et sont souvent appelées machines frigorifiques travaillant suivant le principe inverse,de celui du moteur à gaz chaud.
La'demanderesse a déjà proposé de réaliser une telle machine frigorifique de façon qu'elle permette de refroidir un fluide'gazeux jusqu'à environ -15000, et de le condenser.
La demanderesse s'est rendu compte que, dans cette machine frigo- rifique à gaz ,froid, des dispositions spéciales permettent de liquéfier une assez grande quantité de gaz. Elle a en effet constaté qu'en l'absence de dispositions spéciales, une partie du fluide liquéfie s'évapore directement.
Pour obvier à cet inconvénient, la machine conforme à l'inven- tion présente la particularité que le. fluide à condenser-se: condense sur la paroi du .congélateur à travers-laquelle s'effectue l'échange'de- chaleur avec le'fluide actif; la condensation,s'effectue sur au moins s pratiquement toute la partie de cette paroi servant à l'échange de .chaleur et le congélateur est entouré d'un écran thermo-isolant qui s'étend sur au moins.pratique- ment toute la longueur du congélateur,tandis qu'entre cet 'écran isolant et la surface du congélateur, qui est en contact thermique avec le fluide actif de la machine,'se trouve une enceinte subdivisée ou non pour le flui-
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de à condenser.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la pression gazeuse du fluide à condenser à l'intérieur de l'écran à propriétés thermo-isolantes, diffère au maximum de 0,2 atmosphère de la pression atmosphérique. De ce fait, contrairement aux machines connues jusque présent pour la liquéfaction de fluides gazeux, il n'est donc pas nécessaire de comprimer le fluide gazeux, ce qui constitue un notable avantagée
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le fluide à condenser est amené au congélateur sous l'effet de la différence de pression résultabtde la différence de température qui existe entre le fluide refroidi et le fluide non encore refroidi.
Dans une¯ autre forme de réalisation encore de l'invention, le fluide à condenser est amené au congélateur sous l'effet des différences de pression hydrostatique dans le fluide condensé.
Dans les deux formes de réalisation, d'autres moyens d'amenée de fluide., par exemple des ventilateurs, sont donc superflus. Surtout dans le cas de liqué- faction d'un gaz autre que l'air, il est désirable que, suivant-une forme de réalisation de l'invention, la machine comporte un tuyau d'évacuation pour le fluide condensé qui est muni d'une garde hydraulique, ce tuyau d'évacuation ayant devant et derrière cette garde, une largeur et une position telles que le fluide condensé ne puisse remplir nulle part ces parties de tuyau.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non li- mitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les par- ticularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fige 1 représente une-machine frigorifique à gaz froid munie d'un écran à propriétés thermo-isolantes.
La fig. 2 représente le congélateur de la machine frigorifique, l'écran étant entièrement ouvert du côté supérieur.
Les figs. 3, 4 et 5 montrent d'autres formes de réalisation de congélateurs conformes à l'invention.
La machine frigorifique à gaz froid représentée sur la fig. 1 comporte un cylindre 1, dans lequel un balayeur 2 et un piston 3 se dépla- cent avec un décalage constant. Le balayeur 2 et le piston 3 sont accouplés aux manivelles du vilebrequin 6, par des bielles 4 et 5. L'enceinte 7 formée au- dessus du balayeur est la chambre de congélation de la machine.
Cette cham- bre de congélation communique par l'intermédiaire du congélateur 8, du récu- pérateur 9 et du réfrigérant 10 avec l'enceinte refroidie 11 formée entre le piston et le balayeuro La machine frigorifique représentée sur cette figure est réalisée de fagon à permettre l'obtention de températures très basses en un seul stade à partie de la température ambiante normale
C'est ainsi que, lorsque la température de la chambre refroidie ést de + 30 C, la température de la chambre de congélation et du congélateur pour- ra être de -190 C. Le congélateur 8 comporte une paroi 12 à travers laquelle s'effectue l'échange de chaleur avec le fluide à refroidir. Le congélateur est entouré d'un écran 13 à propriétés thermo-isolantes.
Le .fluide à refroidir, par exemple de l'air, est amené, du côté supérieur de l'écran, à travers l'ouver- ture 15. Cet air se condense sur pratiquement toute la surface de la paroi 12 servant à l'échange de la chaleur. La pression du gaz dans l'enceinte formée entre l'écran 13 et la paroi 12, diffère au maximum de 0,2 atmosphère de la pression atmosphérique.
L'air est amené à la paroi sous l'effet de la différence de pression résultant de la différence de température entre le fluide refroidi et le fluide non en- core refroidie A sa partie inférieure,le congélateur comporte un canal annu- laire 15 dans lequel s'accumule l'air liquide. Cet air liquide est évacué par
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la canalisation d'évacuation 16. Dans cette canalisation, dont-'la position et'la largeur sont telles que le fluide condensé ne puisse la remplir par- tout, se trouve une garde hydrauliqueo
Cette garde hydraulique comporte une gaine 17 dans laquelle dé- bouche la canalisation 16.
Autour de l'embouchure de celle-ci on a prévu un petit bac 18 dans le¯quel est-recueilli le liquide tombant goutte à goutte de la canalisation 160 Il se forme ainsi, dans ce bac 18, une garde hydrauli- que, et le fluide condensé est évacué par le tuyau 19. Ce tuyau a une largeur telle qu'il n'est nulle part rempli de liquide.
Le garde hydraulique est particulièrement intéressante pour la condensation d'un gaz autre que l'air.
-La machine frigorifique est entraînée par un moteur électrique 20 qui est représenté en pointillés sur le dessino,
La fige 2 représente un congélateur d'une machine frigorifique à gaz froid, dont l'écran à propriétés thermo-isolantes est réalisé d'une façon quel'que peu différente.
Sur cette figure, les éléments correspondant à ceux de la fig. 1 portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière. La paroi 12 du con- gélateur 8 comporte des ailettes 21 servant à l'échange de la chaleur.
Les ailettes représentées sont verticales, mais elles peuvent aussi affec- ter une autre forme et être constituées, par exemple, par des bagues chevauchan- tes qui entourent la paroi 12 du congélateur. Le congélateur est entouré d'un écran cylindrique 22 ouvert au-dessuso Le fluide à liquéfier est amené de la même manière que sur la figo 1 et l'évacuation s'effectue, elle-aussi, d'une manière analogueg Il va de soi que l'écran 22 ne doit pas être nécessairement cylindrique.et qu'il peut affecter la forme d'un cône.
La fig. 3 représente un congélateur dont les canaux servant à la condensation du fluide se trouvent dans le corps même du congélateur. A cet effet, le congélateur comporte une paroi 30 dans laquelle sont ménagés les canaux 31 qui débouchent à la partie inférieure dans"un canal annulaire com- mun 32.
Celui-ci est pourvu d'un tuyau d'évacuation 16. La paroi 30 est entourée d'un écran thermo-isolant 33 qui comporte, à sa partie supérieure, une ou- verture 34. Le fluide à condenser pénètre, en 34, traverse canaux branchés enparal- lèle 31 et quitte la machine frigorifique à l'état liquide par le canal 16.
Dans cette forme de réalisation aussi, le congélateur est entouré d'un écran thermo-isolant, alors qu'entre cet écran et la surface du congélateur qui est en contact thermique avec le fluide actif de la machine, se trouvé une enceinte pour le fluide à condenser.
La fig. 4 est une coupe suivant le plan.IV-IV de la figo 3, tan- dis que la fig. 3 est une coupe suivant le plan III-III de la fig. 4.
La fig. 5 représente un congélateur du type à tubes.
Dans.ce cas, la chambre. de congélation 7 communique, par l'intermédiaire des tubes 40 avec le récupérateur 9. Les tubes 40 sont entourés d'un écran 41, à propriétés thermi-isolanteso Le fluide à condenser est amené à la partie supérieure de l'écran à travers l'ouverture 42. A la partie inférieure se trouve le tuyau d'évacuation 16 pour le fluide condenséo
Dans ces formes de réalisation de l'invention, il est toujours question de liquéfaction de l'airo Il est cependant évident que la machine frigorifique à gaz froid convient aussi à la liquéfaction d'autres gaz, par exemple de l'azote ou de l'argon. Surtout pour ces dernières applications,
l'écran offre le grand avantage que la condensation s'effectue dans une en- ciente isolée de l'air extérieuro La machine frigorifique conforme à l'in- vention peut non seulement être disposée'verticalement comme sur les figu- res, mais aussi horizontalemento