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"Procédé et dispositif permettant de ramener périodique- ment dans les machines frigorifiques le liquide dissol- vant de l'absorbeur au, bouilleur".-
Dans les machines frigorifiques à absorption se présente l'inconvénient que certaines fractions du liquide dissolvant (en général de l'eau) arrivent dans l'évapora- teur pendant le temps d'ébullition et, par suite, diminuent peu à peu le pouvoir réfrigérant de la machine d'une ma- nière croissante En général, on a coutume, pour éviter cela,
de disposer la plupart du temps des robinets et des sou- papes spéciales pour évacuer do l'évaporateur le liquide dissolvant qui y a pénétré Dans les installations frigorifique qui ne sont pas surveillées par une personne compétente il est
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nécessaire de ramener périodiquement et automatiquement à l'absorbe= le- dissolvant qui a pénétré dans I*évaporât eur.
Dans le précédé qui fait lo'bjet de l'invention, ceci a lieu, dans les machines à absoiliptiezt à fonctionnement in - termittent, grèse au fait que : le Chaque foie que 1*éyaperatour ne remplit, il se 'ferme une fermeture hydraulique, indépendante de la quan- tité de liquide-évaporé@$ dans le tuyau qui conduit les
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vapeurs de l'évaperateur # a l'abeerbear. go qu'au ccamenoesént de chaque période d'absorption #* :.r : .. # #**#'* *%- - ;
.v* la dépression "due à la deâs3.itn dans 1* atsoriieur agit la fois sur ladite fermeture hydraulique et sur rendrait eu vient se rassembler le liquide dissolvant, qui a pénètre dans 19évaperateur Par suites l'aérien du dispositif est telle que
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le liquide qui constitue là fermeture hydraulique et le dissolvant qui A pénétré dans l'evaporateur sets aspirés' simultanément. L'aspiration de ce second liquide dure donc
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aussi longtemps que le liquide qui constitue la fermeture hydraulique n'a paa été ê empiétement' Une foie cette i!-''-*<--' aspiration eemEplete les y -.re n 'l 4chapper - - dé le éva perateur par le tuyau sur lequel était cette
fermeture.
Came la quantité de liquidé 'qui constitue la fermeture
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hydraulique est 4,yy , usage de 1* évaporateur, le contenu de celui-ci se trouve réduit pendant 1* aspiration qui précède éventuellement la période de réfrigération, d'une manière,qu'il n'est pas impossible de régler .
En
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39mn*'Mt mesurant d'une manière appropriée la quantité-de liquide qui constitue la fermeture hydraulique on peut régler la quantité de liquide que l'on extraiera de l'éva - porateur, liquide qui contient le dissolvant
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Sur les figures 1 à 7, on a représenté à titre d'ex - emple, schématiquement, divers modes de réalisation de ma -
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chinée frigorifiques â absorption. On a toujours qupposé, dans ces exemples, que le liquide dissolvant est constitué par de l'eau et le liquide volatil par de l'ammoniaque. Le 'dispositif de chauffage pour le bouilleur et le dispositif réfrigérant de l'absorbeur et du condensateur peuvent être quelconques et, par suite, ne sont pas représentés sur les figures.
Dans la machine de la figure 1, le bouilleur-absorbeur est constitué par une chaudière double, 1 -, dans laquelle le
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récipient intérieur ±met, pendant l'ébullition,des vapeurs qui, par le tuyau 2, le condensateur primaire 3, le sépara -
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leur 3' et le condenseur principal 6, se rendent a l'éva - porateur 7 par le tuyau 6 qui y pénètre. A l'extrémité du tuyau 6 se trouve une petite coupelle,8.dis?osée à l'intérieur de l'évaporateur 7. Lorsque le liquide condensé s'écoule du condensateur 5 il remplit la. coupelle et le trop-plein s'écoule dans l'évaporateur, A la partie inférieure de l'évaporateur se trouve un appendice 9, formant poche, qui
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communique avec* l'évaporateur 7spar une petite ouverture 10.
C'est dans cette poche 9 que se rassemble le dissolvant entraîné (eau)ou, plus exactement, une solution aqueuse du
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liquide volatil, étant donné que celle-ci eatbplua dense que le liquide volatil lui-même . Un tuyau 11 pénètre dans la
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poche 9 et smacd: se rend l'absorbeur-bouilleur 1 soit, comme il est indiqué sur le dessin, directement dans le
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tuyau 2 ou, par la tubulure 12, , lagwtîe inférieure du bouilleur-absorbeur, soit encore, par la tubulure 13, d'abord au séparateur d'eau 3' et, de celui-ci, par condensateur
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primaire 3 et lé tuyau 2, a. , l'afesorbeur 1.
Si, dans la machine indiquée, l'ébullition est terminée, le liquide réfrigérant condensé s'est écoulé dans
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l'évaporateur 7. Au coure de cette opération, la coupelle
8, agissant eeame trop-plein, s'est complètement remplie, de sorte que l'extrémité inférieure du tuyau 6 se trouve obturée par du liquide. Dans la poche 9 s'est rassemblé le liquide dissolvant qui est resté dans l'évaporateur lors de la précédente période de réfrigération. Comme l'ouverture @e communication 10 conduisant à la poche 9 est très étroite, il est impossible qu'un mélange se produise entre ce liquide dissolvant et le réfrigérant condensé qui se trouve dans l'évaporateur.
Lorsque l'absorption commence, la dé - pression due à l'absorbeur 1 s'exerce à la fois sur le con- tenu de la poche 9 et sur eelui de la coupelle 8 et les deux liquides sont aspirés vers l'absorbeur 1. Cela dure jusqu'au moment où la coupelle 8 est vide, Alors les vapeurs peuvent passer par le tuyau 6 et la véritable période de réfrigération cemence Au moment où le tuyau 6 se tr@uve débouché, le liquide n'est plus aspiré dans le tuyau 11 En établissant convenablement les sections des tuyaux 6 et 11 et, principalement, la contenance de la coupelle 8, en peut déterminer très exactement la quantité de liquide extraite par aspiration de la poche 9.
L'extraction de l'évaporateur du liquide dissolvant qui y a été entraîna s'effectue chaque fois automatiquement au commencement de la période d'absorption, Seule se trouva soustraite à l'évaporateur et, par suite, sans action réfrigérante, une petite quantité de réfrigérant condensé bien déterminée: savoir le contenu de la petite coupelle 8 .
Dans l'exemple représenté figure 2, le bouilleur - absorbeur 1 est une chaudière ordinaire. La conduite de vapeur 2 descend, dans une valve hydraulique 4, au-dessous du niveau du liquide. La partie supérieure de cette valve communique avec le condensateur 6 qui se contenue par un
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tube 6, lequel plonge lui-même dans Un petit récipient fermé 14, disposé à l'extérieur de l'évaporateur 7. Un tuyau de trop-plein 15 relie le récipient 14 (qui correspond à la cuvette 8 de la figure 1) à l'évaporateur 7.
Au-dessous de ce dernier est disposée une tuyauterie 16 dont les deux extrémités se raccordent au fond de l'évaporateur, de sorte que, à la fin de la période de réfrigération, le liquide dissolvant.entraîné dans l'évaporateur se rassemble dans cette tuyauterie. Le tuyau 11 qui sert à extrair.e ce diss.olvant prend naissance au milieu de la tuyauterie.16 et se rend au récipient 4. De récipient est relié à la partie inférieure du bouilleur-absorbeur 1 par le tuyau de descente 17. On pourrait aussi, cornue il est figuré en pointillé, et représenté en 11', faire aboutir la canalisation d'ex - traction du dissolvant partant du tuyau 16 directement à l'absorbeur Il .
Le mode de fonctionnement du dispositif de la figure- 2 correspond à celui qui a été décrit pour la figure 1. Le point commun des deux dispositifs est que le tuyau 6 amène le liquide condensé du condenseur 5 à l'éva- porateur 7 et ramène les vapeurs de l'évaporateur 7à l'ab- - sorbeur 1,lorsque la fermeture hydraulique du récipient 14 a disparu. Le récipient 4 de la figure 2 fait fonction, dans le second dispositif, de récipient de contrôle étant donné que les vapeurs qui retqurnent à l'absorbeur sont ramenées par le tuyau 17 au-dessous du niveau du liquide dans l'absor - beur 1.
Dans le mode de réalisation de la figure 3 onacons - titué un espace séparé 19 au moyen d'une cloison de sépara - tion 18 qui ne s'élève pas jusqu'au sommet de l'absorbeur .
Dans cet espace débouchent à la partie inférieure le conduit
6 venant du condenseur 5 et, à la partie supérieure, le conduit 20; Ce dernier sert à aspirer une partie du liquide
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contenu dans l'espace 19 et, ensuite, . évacuer les vapeurs de l'évaporaaeur 7. Il est relié au tuyau 11 qui, d'une part, descend au-dessous du niveau du liquide du bouilleur- absorbeur 1 et qui, d'autre part, plonge dans une poche 9 constituant un réservoir pour le dissolvant entraîné, comme dans la figure 1.
La figure 4 montre un mode .de réalisation compor - tant un bouilleur-absorbeur 1 analogue à celui de la figure l Mais le condenseur 5 n'est plus ici disposé entre l'ab - sorbeur-bouilleur 1 et l'évaporateur 7 mais, au contraire, c' est l'évaporateur 7 qui se trouve placé entre l'absorbeur- bouilleur 1 et le condenseur 5. Pendant l'ébullition, les vapeurs s'échappent du bouilleur 1 par le tuyau 11 et se rendent par l'ajutage 20 d'abord dans l'évaporteur 7 et, de là, dans le condenseur 5 par le tuyau 6 qui aboutit à la paroi- de l'évaporateur 7. Au-dessous des extrémités de? tuyaux 20 et 6 se trouve, dans 1' évaporateur 7, une coupelle 8. Le tuyau 20 plonge dans cette coupelle, mais le tuyau 6 n'y pénètre pas.
Les dispositif- qui permettent de rassembler le dissolvant dans l'évaportaceur 7 est cons titué, dans cet exemple, par la réunion d'une poche 9 et de deux tuyaux 16. La poche 9 ainsi que le tuyau 11 qui y plonge se trouvent au milieu de la tuyauterie 16, Le réfri - gérant condensé qui s'écoule du condenseur 5 par le tuyau 6 remplit d'abord la coupelle 8 et obture par conséquent le tuyau 20 qui sert à l'évacuation des vapeurs. Au commence - ment de l'absorption l'aspiration de l'absorbeur 1 se trans - cet par le tuyau 11 tant à la poche 9 que, par l'embout 20, à la coupelle 8. Ceci dure jsuqu'à ce que la colonne liquide du tuyau 20 soit interrompue et que les vapeurs s'échappent, ce qui forme le début de la période réfrigérante.
Dans lesmodes de réalisation qui vient d'être décrite , il est nécessaire, pour calculer la section des tuyaux qui
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servent à ramener à l'absorbeur le liquide dissolvant et les vapeurs contenus dans l'évaporateur, de tenir compte très exactement des hauteurs et des pressions d'aspiration, des variations dans les poids spécifiques, etc...,de manière à obtenir le résultat cherché , La figure 5 montre un mode de réalisation qui permet automatiquement la dépression exercée par l'absorbeur sur l'évaporaaeur de façon que le retour du liquide dissolvant contenu dane l'é - vaporateur se produise toujours à la manière :
voulue et ne dépende pas de détermination très exacte concernant les sections des tuyaux, la pression d'aspiration, la hauteur d'aspiration, et les poids spécifiques.
Dans ce mode'de construction on voit toujours en 1 le bouilleur-absorbeur qui affecte la forme d'une chaudière double. Le tuyau 2 qui part de la chaudière intérieure abou - tit,. comme dans, la figure 1, au condensateur primaire 3 relié par un séparateur d'eau 3' au condenseur principal 5. ' L'extrémité du tuyau 6 partant de ce condenseur aboutit à l'évaporateur 7. Dans ce dernier se trouve encore un petit récipient,8 en forme de coupelle qui entoure l'extrémité du tuyau 6. Une petite ouverture 21 est percée dans l'embout du tuyau 6, à l'intérieur de la chambre de vapeur de l'éva - porateur 7 et au-dessus du niveau maximum du liquide dans la coupelle 8.
Au-dessous de l'évaporateur se trouve recueilli le-liquide dissolvant entraîné, dans un système de tuyaux 16 disposé comme figure 2.-Le tuyau de retour 11 pour le dissolvant entraîné prend naissance sur cette tuyauterie 16 et se rend, par un siphon 22, dans le séparateur d'eau 3' Ce tuyau 11 traverse l'évaporateur 7 et débouche également dans la chambre de vapeur de l'évaporateur par un petit orifice 23. Le siphon 22 empêche que, pendant l'ébullition, les vapeurs s'échappent du bouilleur 1 ne se rendent par le tuyau 11 et l'orifice 23 dans l'évaporateur 7.
Lorsque
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l'absorption commence dans l'absorbeur 1 les vapeurs passent par les petite orifices 21 et 23 dans lee canalisations 6 et 11. )lais la succion élevée ne peut pas être équilibrée par l'aspiration à travers ces très petits orifices, de sorte que le liquide est également aspiré par en bas. Au- dessus des petits orifices 21 et 23 se produisent donc des mélanges de gaz et de liquide dont les poids s'équilibrent automatiquement.
Si par exemple, dans le tuyau 11, une quan - tité plus grande de liquide se trouve aspirée, de sorte que le poids de cette colonne liquide est plus considérable que celui de la colonne du tuyau 6, la colonne du tuyau 11 s'é- lèce moins vite que celle du tuyau 6.- Par suite l'aspiration dans le tuyau 6 augmente et comme l'équilibre ne se produit pas exclusivement par les vapeurs qui arrivent par le petit orifice 21, du liquide se trouve aspiré dans la coupelle 8 jusqu'à équilibrer le contenu du tuyau 11; à ce moment la progression normale reprend dans ce tuyau. Cette action d'équilibre se produit réciproquement entre les deux tuyaux 7 Il en résulte que la coupelle 8 se vide et que, jusqu'à son épuisement, du liquide se trouve également aspiré dans la tuyauterie 16.
Après épuisement de la coupelle 8, il ne passe plus dans le tuyau 6 que des vapeurs. et par suite toute élévation de liquide dans le tuyau 11 s'arrête .
Dans les modes de réalisation décrits jusqu'ici on a utilisé des évaporateurs en forme de chaudières.
Mais si l'évaporateur a une forme relativement haute, de sorte que le tuyau d'aspiration qui descend jusqu'à son point le plus baa pour extraire le dissolvant qui s'y est accumulé est relativement lent, la disposition indi- quée jusqu'ici ne suffit plus pour obtenir un équilibrage entre les deux colonnes de liquide à élever. -Lorsque le dissolvant (en général de l'eau) a un poids spécifique supérieur à celui du réfrigérant liquéfié, le niveau du
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liquide dans le tube 11,qui sert à aspirer dans l'évapora- teur le liquide dissolvant est généralement inférieur au nigeau dans l'évaporateur 7. En outre, ce niveau varie suivant la quantité de dissolvants qui s'est rassemblée dans l'évaporateur.
Pour contrebalancer cette variation, les deux petites ouvertures mentionnées précédemment ne sont plus suffisantes. Pour obtenir un équilibrage cer- tain, quelle que soit la hauteur de remplissage de l'é- vaporateur,. on peut utiliser le dispositif représenté figure 6. Dans ce dispositif 1 désigne toujours le bouil- leur-absorbeur à partir duquel les vapeurs s'échappent à l'ébullition par le tube 2 qui plonge dans un récipient régulateur 4, presque jusqu'au fond. La partie supérieure de ce récipient 4 est reliée au condensateur 5. Un tuyau XX 17 part du milieu de la hauteur du récipient 4 et abou- tit à la chambre de liquide du bouilleur-absorbeur 1, Le condenseur 5 est relié à l'évaporateur 7 par un tube 6 .
Ce tube 6 se termine dans la coupelle 8 disposée à l'in- térieur de l'évaporateur..L'évaporateur est d'assez grande hauteur et est constitué par un collecteur supérieur 7 avec tubes d'évaporation verticaux 24 lesquels se terminent à leur partie inférieure dans une piècecommune 25,, et est du bas de cette pièce commune 35, que part le tuyau d'évacuation 11 du dissolvant.
Ce tuyau traverse le collecteur 7 de l'é vaporateur et, dans cette partie, est percé de trois ouver - tures superposées 26, 27 et 28 qui sont entourées d'un, man .- chon 29 tabulaire. Ce dernier-communique par une ouverture 30 avec la chambre de vapeur de l'évaporateur , Le tuyau 11 abou - tit à sa partie supérieure à une pièce de raccordement élargie .
31 dans laquelle débouche également le tuyau d'aspiration 32 du réfrigérant liquide qui s'est- accumulé dans la coupelle 3.
La chambre 31 communique par un tuyau de descente 33 avec la partie de l'absorbeur-bouilleur 1 qui est remplie de liquide.
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A 1* intérieur de la'chambre de vapeur de l'évaporateur 7, le tuyau 32 est percé d'une petite ouverture 21.
Ce dispositif fonctionne de la. manière suivante t
Si l'évaporateur contient une quantité de dissolvant :relative- ment considérable, le niveau du liquide dans le tuyau 11 se trouve plus bas que dans la partie supérieure 7 de l'éva - porateur, car le dissolvant (eau) a un poids spécifique supé - rieur à celui du réfrigérant liquéfié. Si par exemple, le niveau du liquide dans le tube 11 se trouve entre les ori - fiées 26 et 27, du gaz pénètre dans la colonne qui n'élève sous l'influence de l'aspiration de l'absorbeur 1, par l'orifice 26. Ceci a pour effet de diminuer le poids de cette colonne et provoque par suite l'équilibre par rapport à la colonne liquide également aspirée dans le tube 32.
Plus la quantité de dissolvant emmagasinée dans l'évaporateur est considérable, plus le niveau du liquide dans le tube 11 est inférieur au niveau dans le collecteur 7 de l'évapoateur, D'après les données expérimentales, on répartit les petites ouvertures 26,,27 et 28 entre le niveau le plus élevé et le ni veaule plus bas du liquide dans le tube 11 de manière que l'on obtienne constamment l'équilibre désiré grâce à l'introduction des vapeurs et que, néanmoins, le dissolvant qui doit être extrait de l'évaporateur soit efficacement aspiré vers le haut. Dans ce cas, une condition particulière est que la nome des sections des orifices 26, 27, 28 et 21 ne soit pas suffisante pour permettre d'une manièrenormale l'évacuation des vapeurs qui se développent dans l'évaporé - leur .
Ces vapeurs se rendent au bouilleur-absorbeur 1, après que la coupelle 8 a été vidée par le tube 6, à travers le condensateur $, le récipient régulateur 4 et le tuyau 17.
Si l'on dispose la plus élevée des petites ouver - tures auxiliaires du tuyau 11 (ouverture 26) au-dessous du niveau maximum du liquide dans l'évaporateur 7, il en
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résulte que le liquide ne peut s'élever dans le tuyau 11 que lorsque cedernier a un poids spécifique supérieur au réfri - gérant liquide qui se trouve dans l'évaporateur 7.
C'est , précisément le cas lorsque du dissolvant (eau) se trouve dans l'évaporteur@ Une telle disposition des orifices auxiliai aires du tuyau 11 empêche que le réfrigérant pur ne s'échappe par cetuyau
Dans un mode de construction de l'évaporateur tel que celui,représenté figure 6, il est bon d'isoler la partie du tuyau 11 qui arrive au point le plus bas de l'évaporateur, afin qu' aucune quantité de réfrigérant liquide ne s'y éva - pore et que le liquide ne soit pas, par suite, soulevé par les bulles de vapeur qui s'élèvent. Cette isolation peut être obtenue d'une manière convenable en entourant le tuyau
11 d'une gaine de réfrigérant, par exemple, en faisant passer le tube 11 dans un des tubes d'évaporation 34 qui l'entoure en laissant un espace libre .
Dans un mode de réalisation tel que celui qui vient d'êtreedécrit, dans lequel le tuyau 6 qui conduit au conden - sateur ainsi q'un autre tuyau de vidange 32 plongent tous deux dans la coupelle 8, on pourrait également faire passer les vapeurs qui vont de l'évaporateur à l'absorbeur-bouilleur par le dernier tuyau . Il faudrait simplement dans ce cas . que celui-ci plonge jusqu'au fond de la coupelle, comme le tube 6 qui vient,du dondeneeur, Il faudrait alors que le tube de vidange 32 soitoouvert par le bas de manière que les vapeurs puissent passer par ce tube.
Contrairement aux modes de réalisation décrits jusqu'ici, il est également possible de construire la machine en aspirant le liquide contenu dans l'évaporateur et ensuite les vapeurs par l'intermédiaire du condenseur auquel on aura donné des dimensions appropriées pour les amener au bouilleur-absorbeur. Mais, dans ce cas, il faudra
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prendre des précautions spéciales pour que, aussi bien le temps d'ébullition que le temps d'absorption s'effectue sans trouble, Figure 7, on a représenté schématiquement ..or un mode de réalisation de ce type.
Le bouilleur-absorbeur est toujours désigné par 1 et, pendant l'ébullition, les vapeurs s'en vont par le tuyau 2 à un récipient de contrôle
7, rempli partiellement de dissolvant, tout comme dans le mode de réalisations, de la figure 2. De la partie supérieure de ce récipient les vapeurs vont au condeneeur primaire 3 qui est relié par l'intermédiaire du séparateur d'eau 3' avec le condenseur principal 5. Un tube 35 emmène l'eau du séparateur 3' à la partie inférieure de l'absorbeur- bouilleur 1.
L'extrémité du tube 6 du condenseur 5 aboutit à la partie inférieure d'un récipient 36 qui sert de second récipient régulateur pour emnener le réfrigérant condensé. à l'évaporateur; il a encore une autre fonction qui sera indiquéepules loin . De la partie supérieure du récipient
36 part un tube 37 qui traverse l'évaporateur et plonge dans l'appendice en forme de poche 9. Ce tube est percé , à l'intérieur de la chambre de vapeur de l'évaporateur 7 , d'une petite ouverture 23. Un tuyau 38 part de la partie inférieure du récipient 36 et a son extrémité plus élevée que le point d'arrivée du tuyau 6. Le tuyau 38 aboutit à l'évaporateur 7 et plonge dans la coupelle 8. Ce tuyau est percé d'un petit orifice 21, débouchant dans la chambre de vapeur de l'évaporateur 7.
Pendant l'ébullition le récipient 36 envoie @@ à l'évaporateur le réfrigérant liquéfié qui vient du condenseur 5 par le tuyau 6, au moyen du tuyau 38. Ce récipient empêche en outre que le réfrigérant conden- sé n'aille à l'évaporateur par le tuyau 37, en raison de ce que les orifices d'arrivée des' tuyaux 37 et 38 sont décalés .
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Au commencement de chaque période d'absorption du liquide est aspiré vers le haut dans les tubes 17 et 38.
Cette action d'aspiration diminue fraquemment de aorte qu'il peut se produire une oscillation des colonnes liquides dans les tuyaux 37 et 38. -Pour s'opposer à ces phénomènes, le récipient 36 a pour effet d'empêcher que le liquide qui monte dans un des tuyaux ne puisse redescendre dans l'autre. Les liquides aspirée vers le haut se rendent par le tuyau 6 et le condenseur 5 au séparateur 3' Ce dernier emmène le li - quide au tube 35 et,-de là, à l'absorbeur-bouilleur 1 ; il ,empêche que les liquides n'aillent au récipient'régulateur 4 par l'intermédiaire du condenseur primaire 3.
Les liquides ainsi aspirés sont constitués en partie de réfrigérant pur , ' tandis que le liquide qui remplit le'récipient régulateur 4 est composé de dissolvant qui ne se volatilise pas. Si le liquide aspiré dans l'évaporateur au début de chaque période d'absorption arrivait au récipient régulateur 4 il se vapo- riserait dans la période d'ébullition-suivante et le récipient 4 finirait par ne plus,fonctionner. Le séparateur 3' empêche, comme on le voit, cet inconvénient en évacuant pax le tuyau 35 à 1* absorbeur-bouilleur 1 le liquide aspiré dans l'éva - porateur.
Les tubes 37 et 38 doivent être étroits pour qu'il ne se produise pas de séparation dans le mélange de gaz et de liquide aspiré à travers ces tubes au début de chaque période d'absorption. L'étroitesse des tubes pourrait avoir l'inconvénient que, pendant la période de refroidissement proprement dite, le tuyau 38 empêche l'écoulement libre des vapeurs qui se développent dans l'évaporateur 7 et que le liquide ne s'élève dans le tuyau 37. Pour éviter cet incon - ventent on peut encore prévoir un autre tube 39 reliant le récipient 36 à la coupelle 8 dans laquelle il plonge.
Ce tube 39 sera choisi assez large pour que les' vapeurs qui se forment
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dans l'évaporateur puippent être évacuées dans difficulté,
Ces vapeurs passent par le condenseur 5, le condenseur primaire 3, se rendent au récipient régulateur 4 et, de là, par le tube 17, à l'absorbeur. Les vapeurs pourraient éga - lement se rendre au bouilleur-absorbeur par le tube 35 .
Dans les modes de réalisation examinés jusqu'ici , il n'a été question que d'un évaporateur unique. Dans certaine cas, on réunit plusieurs évaporateurs à un réservoir commun de réfrigérant liquéfié . Pour pouvoir, dans une telle ins- tallation, remener automatiquement à l'absorbeur le liquide dissolvant qui a distillé dans l'évaporateur, on peut pré - voir pour tous les évaporateurs un unique récipient, disposé en contre-bas et dans lequel on recueille le dissolvent, ce récipient étant relié au bouilleur-absorbeur par une cana - lisatinn de retour. Chaque évaporateur sera relié en son point le plus bae à ce récipient collecteur par un tuyau.
Les autres organes qui servent à ramener automatiquement par aspiration le dissolvant en le retirant du récipient collecteur correspond aux dispositifs représentés dans les figures 1 à 7 .
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"Method and device for periodically returning the dissolving liquid from the absorber to the boiler in the refrigeration machines" .-
In absorption refrigeration machines there is the disadvantage that certain fractions of the dissolving liquid (generally water) enter the evaporator during the boiling time and, consequently, gradually reduce the cooling capacity. of the machine in an increasing way In general, it is customary, to avoid this,
most of the time, have special taps and valves available to evacuate the solvent liquid which has penetrated from the evaporator In refrigeration installations which are not supervised by a competent person it is
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necessary to periodically and automatically return to the absorbent = the solvent which has penetrated into the evaporator.
In the precedent which is the subject of the invention, this takes place, in the absoiliptiezt machines with intermittent operation, due to the fact that: each liver that the eyaperatour does not fill, it closes a hydraulic closure , independent of the amount of liquid-evaporated @ $ in the pipe which leads the
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vapors from the evaporator # to the abeerbear. go that at the end of each absorption period # *: .r: .. # # ** # '* *% - -;
.v * the depression "due to the deâs3.itn in 1 * atsoriieur acts both on said hydraulic closure and on would return had comes to collect the solvent liquid, which has penetrated into the evaporator.
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the liquid which constitutes the hydraulic closure and the solvent which has entered the evaporator sets sucked simultaneously. The aspiration of this second liquid therefore lasts
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as long as the liquid which constitutes the hydraulic shut-off has not been encroached upon 'A liver that i! -''- * <-' suction eemEplete the y -.re n 'l 4 escape - - from the evaporator by the pipe on which was this
closing.
Came the quantity of liquid 'which constitutes the closure
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hydraulic is 4, yy, use of 1 * evaporator, the content of the latter is reduced during 1 * suction which possibly precedes the refrigeration period, in a manner which is not impossible to adjust.
In
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39mn * 'Mt measuring in an appropriate way the quantity of liquid which constitutes the hydraulic closure, it is possible to adjust the quantity of liquid which will be extracted from the evaporator, liquid which contains the solvent
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In Figures 1 to 7, there is shown by way of example, schematically, various embodiments of my -
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chinee refrigerated absorption. It has always been qupposé, in these examples, that the dissolving liquid consists of water and the volatile liquid of ammonia. The heating device for the boiler and the cooling device of the absorber and the condenser can be any and, therefore, are not shown in the figures.
In the machine of figure 1, the boiler-absorber is constituted by a double boiler, 1 -, in which the
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inner receptacle ± releases, during boiling, vapors which, through pipe 2, the primary condenser 3, separate it -
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their 3 'and the main condenser 6, go to the evaporator 7 through the pipe 6 which enters it. At the end of the pipe 6 is a small cup, 8.disposed inside the evaporator 7. When the condensed liquid flows from the condenser 5 it fills it. cup and the overflow flows into the evaporator, At the lower part of the evaporator there is an appendix 9, forming a pocket, which
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communicates with * the evaporator 7s through a small opening 10.
It is in this pocket 9 that the entrained solvent (water) or, more exactly, an aqueous solution of the
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volatile liquid, since the latter is more dense than the volatile liquid itself. A pipe 11 enters the
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pocket 9 and smacd: goes to absorber-boiler 1, i.e., as shown in the drawing, directly into the
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pipe 2 or, through the pipe 12,, the lower lagwtîe of the boiler-absorber, or again, through the pipe 13, first to the water separator 3 'and, from this, by condenser
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primary 3 and pipe 2, a. , the absorber 1.
If in the machine indicated boiling is completed, the condensed refrigerant liquid has flowed into
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evaporator 7. During this operation, the cup
8, acting eeame overflow, is completely filled, so that the lower end of the pipe 6 is blocked by liquid. In bag 9 the solvent liquid which remained in the evaporator during the previous refrigeration period has collected. As the communication opening 10 leading to the pocket 9 is very narrow, it is impossible for a mixture to occur between this dissolving liquid and the condensed refrigerant which is in the evaporator.
When the absorption begins, the depression due to the absorber 1 is exerted both on the contents of the bag 9 and on that of the cup 8 and the two liquids are sucked towards the absorber 1. This lasts until the moment when the cup 8 is empty, then the vapors can pass through the pipe 6 and the true period of refrigeration starts. At the moment when the pipe 6 is unplugged, the liquid is no longer sucked into the pipe 11 By suitably establishing the sections of the pipes 6 and 11 and, mainly, the capacity of the cup 8, can determine very exactly the quantity of liquid extracted by suction from the bag 9.
The extraction from the evaporator of the dissolving liquid which has been driven there is carried out automatically each time at the beginning of the absorption period, only the evaporator was withdrawn and, consequently, without cooling action, a small quantity of condensed refrigerant determined: know the contents of the small cup 8.
In the example shown in Figure 2, the boiler - absorber 1 is an ordinary boiler. The vapor line 2 descends, in a hydraulic valve 4, below the liquid level. The upper part of this valve communicates with the capacitor 6 which is contained by a
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tube 6, which itself plunges into a small closed container 14, arranged outside the evaporator 7. An overflow pipe 15 connects the container 14 (which corresponds to the bowl 8 of FIG. 1) to evaporator 7.
Below the latter is arranged a pipe 16, the two ends of which connect to the bottom of the evaporator, so that, at the end of the refrigeration period, the dissolving liquid entrained in the evaporator collects in this piping. The pipe 11 which is used to extract.e this solvent dissolves starts in the middle of the pipe 16 and goes to the receptacle 4. The receptacle is connected to the lower part of the boiler-absorber 1 by the downpipe 17. On could also, retort it is shown in dotted lines, and shown at 11 ', lead the solvent extraction pipe from pipe 16 directly to absorber II.
The operating mode of the device in figure 2 corresponds to that which has been described for figure 1. The common point of the two devices is that the pipe 6 brings the condensed liquid from the condenser 5 to the evaporator 7 and brings back the vapors from the evaporator 7 to the absorber 1, when the hydraulic closure of the container 14 has disappeared. The receptacle 4 of FIG. 2 acts, in the second device, as a control receptacle since the vapors which retqurnent in the absorber are brought back by the pipe 17 below the level of the liquid in the absorber 1 .
In the embodiment of FIG. 3 a separate space 19 is created by means of a partition wall 18 which does not rise to the top of the absorber.
In this space open at the lower part the duct
6 coming from the condenser 5 and, at the top, the duct 20; The latter is used to suck part of the liquid
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contained in space 19 and, then,. evacuate the vapors from the evaporator 7. It is connected to the pipe 11 which, on the one hand, descends below the level of the liquid in the boiler-absorber 1 and which, on the other hand, plunges into a pocket 9 constituting a reservoir for the entrained solvent, as in figure 1.
Figure 4 shows an embodiment comprising a boiler-absorber 1 similar to that of Figure l But the condenser 5 is no longer here disposed between the absorber-boiler 1 and the evaporator 7 but, on the contrary, it is the evaporator 7 which is placed between the absorber-boiler 1 and the condenser 5. During the boiling, the vapors escape from the boiler 1 through the pipe 11 and go through the nozzle 20 first into the evaporator 7 and thence into the condenser 5 through pipe 6 which terminates in the wall of the evaporator 7. Below the ends of? pipes 20 and 6 is in one evaporator 7, a cup 8. The pipe 20 plunges into this cup, but the pipe 6 does not enter it.
The device which makes it possible to collect the solvent in the evaporator 7 is constituted, in this example, by the union of a pocket 9 and two pipes 16. The pocket 9 as well as the pipe 11 which plunges therein are located at the bottom. middle of the pipe 16, The condensed refrigerant which flows from the condenser 5 via the pipe 6 first fills the cup 8 and consequently closes the pipe 20 which serves to evacuate the vapors. At the start of the absorption, the suction from the absorber 1 is transferred through the pipe 11 both to the bag 9 and, through the nozzle 20, to the cup 8. This lasts until the The liquid column of pipe 20 is interrupted and the vapors escape, which forms the start of the refrigeration period.
In the embodiments which have just been described, it is necessary, in order to calculate the section of the pipes which
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are used to bring the dissolving liquid and the vapors contained in the evaporator back to the absorber, to take into account very exactly the heights and the suction pressures, the variations in specific weights, etc., so as to obtain the sought result, Figure 5 shows an embodiment which automatically allows the depression exerted by the absorber on the evaporator so that the return of the solvent liquid contained in the e - evaporator always occurs in the manner:
desired and does not depend on very exact determination of pipe sections, suction pressure, suction height, and specific weights.
In this mode of construction we always see at 1 the boiler-absorber which takes the form of a double boiler. Pipe 2 which leaves from the indoor boiler abou - tit ,. as in, figure 1, to the primary condenser 3 connected by a water separator 3 'to the main condenser 5.' The end of the pipe 6 starting from this condenser leads to the evaporator 7. In the latter there is still a small container, 8 in the form of a cup which surrounds the end of the pipe 6. A small opening 21 is drilled in the end of the pipe 6, inside the vapor chamber of the evaporator 7 and further. above the maximum liquid level in the cup 8.
The entrained solvent liquid is collected below the evaporator, in a system of pipes 16 arranged as in figure 2.-The return pipe 11 for the entrained solvent originates on this pipe 16 and goes through a siphon 22, in the water separator 3 'This pipe 11 passes through the evaporator 7 and also opens into the vapor chamber of the evaporator through a small orifice 23. The siphon 22 prevents that, during boiling, the vapors s 'escape from boiler 1 does not go through pipe 11 and orifice 23 in evaporator 7.
When
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absorption begins in absorber 1 the vapors pass through the small orifices 21 and 23 in pipes 6 and 11.) however the high suction cannot be balanced by the suction through these very small orifices, so that the liquid is also sucked in from below. Above the small orifices 21 and 23 therefore produce mixtures of gas and liquid, the weights of which are automatically balanced.
If, for example, in pipe 11 a larger quantity of liquid is sucked in, so that the weight of this liquid column is greater than that of the column of pipe 6, the column of pipe 11 is removed. - The species less quickly than that of the pipe 6. - As a result, the suction in the pipe 6 increases and as the equilibrium is not produced exclusively by the vapors which arrive through the small orifice 21, liquid is sucked into the cup 8 until the contents of pipe 11 are balanced; at this point normal progression resumes in this pipe. This balancing action occurs reciprocally between the two pipes 7. The result is that the cup 8 empties and that, until it is exhausted, liquid is also sucked into the pipe 16.
After exhaustion of the cup 8, only vapors pass through the pipe 6. and consequently any rise in liquid in the pipe 11 stops.
In the embodiments described so far, evaporators in the form of boilers have been used.
But if the evaporator has a relatively high shape, so that the suction pipe which descends to its most baa point to extract the solvent which has accumulated therein is relatively slow, the arrangement shown up to here is no longer sufficient to obtain a balance between the two columns of liquid to be raised. -When the solvent (usually water) has a specific gravity greater than that of the liquefied refrigerant, the level of
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liquid in the tube 11, which serves to suck in the evaporator the solvent liquid is generally lower than the nigeau in the evaporator 7. In addition, this level varies according to the quantity of solvent which has collected in the evaporator .
To counterbalance this variation, the two small openings mentioned above are no longer sufficient. To obtain a certain balance, whatever the filling height of the evaporator ,. the device shown in figure 6 can be used. In this device 1 always designates the boil- er-absorber from which the vapors escape on boiling through the tube 2 which plunges into a regulating container 4, almost to the bottom. . The upper part of this receptacle 4 is connected to the condenser 5. A pipe XX 17 starts from the middle of the height of the receptacle 4 and leads to the liquid chamber of the boiler-absorber 1, The condenser 5 is connected to the evaporator 7 by tube 6.
This tube 6 ends in the cup 8 placed inside the evaporator. The evaporator is of rather great height and consists of an upper manifold 7 with vertical evaporation tubes 24 which end at their lower part in a common piece 25 ,, and is from the bottom of this common piece 35, which leaves the discharge pipe 11 of the solvent.
This pipe passes through the manifold 7 of the vaporizer and, in this part, is pierced with three superimposed openings 26, 27 and 28 which are surrounded by a tabular sleeve 29. The latter communicates through an opening 30 with the vapor chamber of the evaporator. The pipe 11 opens at its upper part to an enlarged connection piece.
31 into which also opens the suction pipe 32 of the liquid refrigerant which has accumulated in the cup 3.
The chamber 31 communicates by a downpipe 33 with the part of the absorber-boiler 1 which is filled with liquid.
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Inside the vapor chamber of the evaporator 7, the pipe 32 has a small opening 21.
This device works from the. following way t
If the evaporator contains a quantity of solvent: relatively considerable, the level of the liquid in pipe 11 is lower than in the upper part 7 of the evaporator, because the solvent (water) has a specific weight higher than that of the liquefied refrigerant. If, for example, the level of the liquid in the tube 11 is between the ports 26 and 27, gas enters the column which does not rise under the influence of the suction of the absorber 1, through the orifice 26. This has the effect of reducing the weight of this column and consequently causes equilibrium with respect to the liquid column also sucked into tube 32.
The greater the quantity of solvent stored in the evaporator, the more the level of the liquid in the tube 11 is lower than the level in the collector 7 of the evapoator, According to the experimental data, the small openings 26 ,, are distributed. 27 and 28 between the highest level and the lowest level of the liquid in the tube 11 so that the desired equilibrium is constantly obtained through the introduction of the vapors and, nevertheless, the solvent which must be extract from the evaporator is effectively sucked upwards. In this case, a particular condition is that the number of the cross-sections of the orifices 26, 27, 28 and 21 is not sufficient to normally allow the evacuation of the vapors which develop in the evaporator.
These vapors go to the boiler-absorber 1, after the cup 8 has been emptied through the tube 6, through the condenser $, the regulating vessel 4 and the pipe 17.
If the smallest auxiliary openings in pipe 11 (opening 26) are placed below the maximum level of liquid in evaporator 7, it is
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As a result, the liquid can only rise in pipe 11 when it has a specific weight greater than the liquid refrigerant which is in the evaporator 7.
This is precisely the case when the solvent (water) is in the evaporator. Such an arrangement of the auxiliary orifices of the pipe 11 prevents pure refrigerant from escaping through this pipe.
In a method of construction of the evaporator such as that shown in figure 6, it is good to insulate the part of the pipe 11 which arrives at the lowest point of the evaporator, so that no quantity of liquid refrigerant is collected. 'evaporate there and that the liquid is not, consequently, lifted by the bubbles of vapor which rise. This insulation can be obtained in a suitable manner by surrounding the pipe
11 of a refrigerant sheath, for example, by passing the tube 11 through one of the evaporation tubes 34 which surrounds it, leaving a free space.
In an embodiment such as the one which has just been described, in which the pipe 6 which leads to the condenser as well as another drain pipe 32 both immerse in the cup 8, it is also possible to pass the vapors which go from the evaporator to the absorber-boiler through the last pipe. It would just be in this case. that it plunges to the bottom of the cup, like the tube 6 which comes from the dondeneeur, It would then be necessary for the drain tube 32 to be opened at the bottom so that the vapors can pass through this tube.
Unlike the embodiments described so far, it is also possible to construct the machine by sucking the liquid contained in the evaporator and then the vapors through the condenser to which appropriate dimensions have been given to bring them to the boiler. absorber. But, in this case, it will be necessary
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take special precautions so that both the boiling time and the absorption time take place without cloudiness, FIG. 7 schematically shows an embodiment of this type.
The boiler-absorber is always designated by 1 and, during boiling, the vapors go through pipe 2 to a control vessel
7, partially filled with solvent, as in the embodiment of FIG. 2. From the upper part of this container the vapors go to the primary condenser 3 which is connected via the water separator 3 'with the main condenser 5. A tube 35 carries water from separator 3 'to the lower part of absorber-boiler 1.
The end of the tube 6 of the condenser 5 terminates in the lower part of a vessel 36 which serves as a second regulating vessel for carrying the condensed refrigerant. to the evaporator; it has yet another function which will be pointed out further. From the top of the container
36 leaves a tube 37 which passes through the evaporator and plunges into the pocket-shaped appendix 9. This tube is pierced, inside the vapor chamber of the evaporator 7, with a small opening 23. A pipe 38 starts from the lower part of the container 36 and has its end higher than the point of arrival of the pipe 6. The pipe 38 ends at the evaporator 7 and plunges into the cup 8. This pipe is pierced with a small orifice 21, opening into the vapor chamber of the evaporator 7.
During the boiling the vessel 36 sends to the evaporator the liquefied refrigerant which comes from the condenser 5 through the pipe 6, by means of the pipe 38. This vessel further prevents the condensed refrigerant from going to the evaporator. evaporator through pipe 37, due to the fact that the inlet ports of the pipes 37 and 38 are offset.
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At the start of each absorption period liquid is drawn upwards into tubes 17 and 38.
This suction action decreases frequently aorta that there can be an oscillation of the liquid columns in the pipes 37 and 38. To oppose these phenomena, the container 36 has the effect of preventing the rising liquid. in one of the pipes cannot go down in the other. The liquids sucked up go through the pipe 6 and the condenser 5 to the separator 3 'The latter takes the liquid to the tube 35 and, from there, to the absorber-boiler 1; it prevents liquids from going to the regulating vessel 4 through the primary condenser 3.
The liquids thus sucked in consist in part of pure refrigerant, while the liquid which fills the regulating vessel 4 is composed of solvent which does not volatilize. If the liquid sucked into the evaporator at the start of each absorption period reached the regulating vessel 4 it would vaporize in the next boiling period and the vessel 4 would eventually stop functioning. The separator 3 ', as can be seen, prevents this drawback by discharging the pipe 35 to the absorber-boiler 1 of the liquid sucked into the evaporator.
The tubes 37 and 38 should be narrow so that there is no separation in the gas / liquid mixture drawn through these tubes at the start of each absorption period. The narrowness of the tubes could have the disadvantage that, during the cooling period proper, the pipe 38 prevents the free flow of the vapors which develop in the evaporator 7 and that the liquid does not rise in the pipe 37 To avoid this inconvenience, it is also possible to provide another tube 39 connecting the container 36 to the cup 8 in which it is immersed.
This tube 39 will be chosen wide enough so that the 'vapors which form
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in the evaporator can be evacuated in difficulty,
These vapors pass through the condenser 5, the primary condenser 3, go to the regulating vessel 4 and, from there, through the tube 17, to the absorber. The vapors could also reach the boiler-absorber through tube 35.
In the embodiments discussed so far, only a single evaporator has been discussed. In some cases, several evaporators are combined with a common liquefied refrigerant tank. In order to be able, in such an installation, to automatically return to the absorber the dissolving liquid which has distilled in the evaporator, we can provide for all the evaporators a single receptacle, placed below and in which we collect dissolve it, this receptacle being connected to the boiler-absorber by a return cana - lisatinn. Each evaporator will be connected at its lowest point to this collecting vessel by a pipe.
The other members which serve to automatically bring back the solvent by suction by removing it from the collecting container correspond to the devices shown in Figures 1 to 7.