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" Machine frigorifique à absorption. "
L'invention se rapporte à une machine frigorifique à ab - sorption fonctionnant à l'aide d'un gaz neutre. En ce qui con- cerne ces machines on a proposé, afin d'évacuer puissamment le gaz de l'évaporateur, de faire circuler le gaz neutre à travers l'évaporateur et l'absorbeur de.telle sorte qu'ils forment tous deux avec les canalisations qui les relient un circuit fermé (Geppert, Platen Munters). Un tel dispositif qui, incontestablement, a un rendement excellent en ce qui concerne l'évacuation de l'ammoniaque de l'évaporateur présente toute - fois cet inconvénient grave que la chaleur est transportée dans l'évaporateur froid par le gaz neutre provenant de l'absorbeur chaud.
Pour empêcher cette transmission de chaleur ou, tout au moins, la réduire autant que possible on a proposé d'intercaler entre l'évaporateur et l'absorbeur un échangeur de chaleur ayant pour effet d'assurer le refroidissement du gaz appauvri qui se
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rend de l'absorbeur dans l'évaporateur au moyen du mélange ga- zeux circulant en sens contraire, c'est-à-dire de l'évaporateur dans l'absorbeur. Une telle disposition paraît simple mais exi- ge, si l'on veut atteindre une puissance suffisante, un dispo- sitif de dimensions telles que les conditions de faible encom - brement imposées aux appareils de ce genre ne sont pas satis - faites.
L'invention se rapporte donc à une machine frigorifique à absorption fonctionnant à l'aide d'un gaz neutre qui suppri- me ces inconvénients et comporte un absorbeur distinct de l' évaporateur et relié au refroidisseur de telle sorte que le liquide réfrigérant évaporé dans l'évaporateur est évacué de celui-ci principalement par diffusion.
Afin d'accélérer l'arrivée du liquide réfrigérant à l'ab- sorbeur la machine est munie, suivant l'invention, d'un passage affecté au gaz indifférent traversant l'absorbeur et n'intéres- sant pas l'évaporateur. Le liquide vaporisé est entrafné par le gaz circulant constamment par ce passage sans qu'il se pro- duise de transmission de chaleur de l'absorbeur à l'évapora - teur.
Des exemples d'exécution de l'objet de l'invention sont représentés à titre d'exemple au dessin dont
La fig.l est une coupe verticale à travers une machine frigorifique à absorption et
Les fig.2, 3 et 4 sont respectivement des coupes vertica - les à travers la partie supérieure d'autres formes d'exécution de l'invention.
Considérant la fig.l, 1 désigne la chaudière à laquelle le liquide de solution arrive par gravité de l'absorbeur 8 par la conduite 2.3 désigne la conduite d' évacuation de gaz abou - tissant au condenseur 9 et 4 est une conduite aboutissant à 1' absorbeur et affectée au liquide de solution appauvri en gaz.
Le chauffage grâce auquel le gaz est chassé du liquide
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arrivant dans la chaudière peut être assuré au moyen d'un dis - positif quelconque de chauffage. Le dessin représente schémati- quement un dispositif extérieur de chauffage sous forme d'un brûleur de gaz 10. On peut, par exemple, le remplacer par un dispositif électrique de chauffage dont l'élément peut être dis- posé à l'intérieur de la chaudière et noyé dans le liquide.
L'ascension du liquide suffisamment débarrassé de gaz est obtenue, dans la forme d'exécution représentée au dessin, à 1' aide d'une conduite verticale 5 ouverte aux deux bouts et dont l'extrémité inférieure 6 , de section quelconque, plonge à la profondeur voulue dans le liquide contenu dans la chaudière tandis que son extrémité supérieure est recourbée et s'ouvre dans l'extrémité évasée en forme d'entonnoir 11 de la conduite d'évacuation 4. 12 désigne l'évaporateur qui communique en haut avec la conduite 13 provenant du condenseur 9 et en bas avec l'absorbeur 8 par l'intermédiaire d'une conduite 14.
Cette conduite 14 s'ouvre dans l'absorbeur à la partie in- férieure de celui-ci tandis que l'extrémité supérieure de l' absorbeur communique avec la conduite 14, non loin du point où celle-ci débouche dans l'évaporateur, par une conduite 25 dont la section peut être plus faible que celle de la conduite 14.
L'évaporateur, qui peut être réalisé de diverses manières, est muni, dans la forme d'exécution représentée, de plis ou gouttières 15 disposés le long de ses parois et auxquels on peut donner par exemple une forme hélicoïdale de façon à obliger le liquide arrivant du condenseur à s'écouler lentement le long des parois de l'évaporateur où il se répartit uniformément.
En vue de la répartition du liquide de solution dans 1' absorbeur, des plis ou gouttières 16 analogues peuvent être prévus le long des parois de l'absorbeur. Afin d'obtenir une répartition aussi grande que possible du liquide d'absorption dans l'absorbeur, celui-ci est muni d'un élément intérieur sup- plémentaire 17 présentant des plis 16. En vue de faciliter l'ab-
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sorption du gaz dans le liquide de solution, l'absorbeur est en outre muni d'un refroidissement par l'eau. Le liquide réfrigé - rant circule aussi bien à travers l'élément intérieur 17 que le long des parois extérieures de l'absorbeur. Celui-ci est, à cet effet, entouré d'une enveloppe 18.
L'eau de refroidissement est introduite à l'extrémité inférieure de l'élément intérieur 17 par le tuyau d'amenée 19 et s'échappe à son extrémité supérieu- re par le tuyau 20 qui débouche dans l'enveloppe 18, d'où il est amené par la conduite 21 au condenseur 9 pour s'en échap - per enfin par la conduite de sortie 22. Afin d'accroître le refroidissement du liquide de solution, la conduite 4 peut ê - tre entourée par une partie de la conduite 21 et par la condui- te reliant l'absorbeur à la chaudière, si bien que le liquide de solution dégazé et relativement chaud qui circule dans la conduite 4 cède une partie de sa chaleur au liquide plus riche en gaz et plus froid qui, en sens inverse, circule dans la conduite 2.
La maohine fonctionne de la manière suivante :
Le liquide de solution arrivant dans la chaudière est ré - chauffé par le brûleur 10 , ce qui a pour effet d'en chasser le gaz. Une partie du gaz dégagé est mis en liberté au niveau de la surface libre du liquide et passe isolément par la partie supérieure de la chaudière dans la conduite 3 tandis qu'une autre partie du gaz, qui est mise en liberté dans l'extrémité évasée 6 de la conduite 5 s'élève dans celle-ci et entraîne de ce fait une certaine quantité de liquide qui se déverse par 1' extrémité supérieure de la conduite 5 dans la conduite 4 tandis que le gaz se sépare du liquide et s'écoule, en commun avec 1' autre fraction du gaz, par la conduite 3, après quoi il est li- quéfié par le condenseur 9.
L'ammoniaque liquide s'écoule dans l'évaporateur 12 par la conduite 13 et, grâce aux gouttières 15, se répartit sur ses pa-
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rois. Comme l'évaporateur contient, de même que l'absorbeur 8 et la conduite 14, un gaz neutre relativement à l'ammoniaque (de l'hydrogène), l'ammoniaque liquide étalé sur les parois de l'évaporateur, s'évapore et est par suite amené par diffusion de l'évaporateur 12 à l'absorbeur 8 par la conduite 14.
L'évaporation de l'ammoniaque consomme de la chaleur, ce qui a pour effet de refroidir les parois de l'évaporateur. La grandeur de cette action réfrigérante dépend de la quantité d' ammoniaque évaporée dans l'unité de temps. La quantité d'ammo - niaque évaporée en évaporation continue dans l'évaporateur par unité de temps est égale à la quantité d'ammoniaque évacuée de l'évaporateur dans l'unité de temps, c'est-à-dire égale à la quantité d'ammoniaque qu'il est possible d'amener par dif - fusion dans l'absorbeur. L'action réfrigérante est donc fonc - tion de la vitesse à laquelle s'effectue la diffusion.
Comme cette diffusion est favorisée par la faible tension du gaz dans lequel l'ammoniaque se diffuse, il importe donc que la machine au plus haut point fonctionne aveo le gaz le plus lé - ger compatible avec les conditions posées d'ailleurs.
Le liquide évaporé dans l'évaporateur se répand donc dans l'évaporateur et pénètre dans la conduite 14 uniquement par dif- fusion, car il ne peut se produire dans l'évaporateur aucune circulation du gaz indifférent. Toutefois, dans la forme d'exé- cution représentée au dessin, l'agent réfrigérant vaporisé est entraîné hors de la conduite 14 par le gaz indifférent oirou - lant à travers l'absorbeur 8 , la conduite 25 et la conduite 14, de sorte que l'acheminement de l'agent réfrigérant jusqu'à 1' absorbeur est accéléré et favorisé sans toutefois qu'il se pro- duise en même temps un transport de chaleur de l'absorbeur à 1'évaporateur.
Cette circulation de gaz dans l'absorbeur peut s'effectuer de la manière suivante :
Le gaz ammoniac produit sur les parois de l'évaporateur 12
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se diffuse d'abord dans l'évaporateur puis, de là, dans les conduites 14 et 25 et, de celles-ci, dans l'absorbeur 8, si bien que l'évaporateur, l'absorbeur et la conduite qui les fait communiquer entre eux contiennent un mélange d'hydrogène et de gaz ammoniaque. Lorsque le liquide de solution arrive dans 1' absorbeur par la conduite 4 il s'y produit une absorption du gaz ammoniao. Par suite de cette absorption, le mélange gazeux contenu dans l'absorbeur devient plus pauvre en ammoniac que dans les conduites assurant la communication avec l'évaporateur et que dans celui-ci même.
Comme le gaz ammoniac est plus lourd que l'hydrogène il s' ensuit, du fait que la pression totale est partout la marne,que le poids spécifique du mélange de gaz est plus faible dans 1' absorbeur que dans toute autre région de l'appareil , donc plus faible que dans la conduite 14. Le poids de la colonne de gaz présente dans la conduite 14 ne va donc plus faire équilibre au poids de la colonne de gaz contenue dans l'absorbeur, de sorte que le gaz présent dans la conduite 14 descend et arrive dans la partie inférieure de l'absorbeur. Il en résulte le re - foulement de l'absorbeur dans la conduite 25 d'un volume de gaz égal a celui qui descend par la conduite 14. Il se produit donc un courant de gaz descendant dans la conduite 14, ascendant dans l'absorbeur 8 et horizontal dans la conduite 25.
Le gaz ammoniaque qui se diffuse dans l'orifice de la conduite 14 se trouve des lors entraîne par l'hydrogène en circulation et ame- né dans l'absorbeur plus rapidement que si le passage s'effec - tuait uniquement par diffusion.
Toutefois, la conduite 14 représentée à la fig.l n'est pas indispensable et l'on peut au oontraire, uniquement par diffu - sion, obtenir entre l'évaporateur et l'absorbeur un déplacement suffisant de liquide réfrigérant évaporé.
Dans la partie inférieure de l'absorbeur 8 se rassemble le liquide de solution enrichi que la conduite 2 ramené dans la
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chaudière où le gaz est à nouveau dégagé.
Comme liquide de solution, agent réfrigérant et gaz neutre on peut utiliser, par exemple, de l'eau, de l'ammoniaque et de l'air ou de l'hydrogène, mais d'autres corps conviennent éga - lement.
'Dans le mode d'exécution suivant la fig.2, comme préoédem- ment, 12 désigne l'évaporateur, 8 l'absorbeur, 14 la conduite de liaison entre l'évaporateur et l'absorbeur, et 25 la condui- te située dans l'absorbeur. La circulation du gaz indifférent contenu dans l'absorbeur par laquelle l'acheminement du gaz réfrigérant dans la conduite 14 est favorisé se produit, dans ce cas, de la même manière que dans la forme d'exécution sui - vant la fig.l, dont celle de la figure 2 ne diffère qu'en ce que la conduite 14 se prolonge jusqu'à l'intérieur de l'éva - porateur sans raccordement préalable avec la conduite 26 et est disposée à l'intérieur de la conduite 25.
Dans le cas du mode d'exécution suivant la fig. 3, la con - duite 25 est emboftée dans une partie de la conduite 14, et, afin de dériver le gaz indifférent provenant de la conduite 25, c'est-à-dire afin que le courant se produise dans la oon - duite 14 dans la direction de l'absorbeur, cette conduite 25 est munie au devant de son embouchure, d'une plaque défiée - trice ou analogue 26.
Enfin, dans le cas de la forme d'exécution suivant la fig.
4, l'existence d'une telle tôle déflectrice est devenue inutile du fait que la partie de la conduite 25 ebmoitée dans la con - duite 14 est recourbée dans le sens de déplacement du gaz qui se diffuse de l'évaporateur vers l'absorbeur et s'ouvre dans cette direction.
REVENDICATIONS.
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"Absorption refrigeration machine."
The invention relates to an absorption refrigeration machine operating with the aid of an inert gas. With regard to these machines it has been proposed, in order to powerfully evacuate the gas from the evaporator, to cause the neutral gas to circulate through the evaporator and the absorber in such a way that they both form with the pipes which connect them in a closed circuit (Geppert, Platen Munters). Such a device which, unquestionably, has an excellent efficiency with regard to the removal of ammonia from the evaporator, however, has the serious drawback that the heat is transported into the cold evaporator by the neutral gas coming from the evaporator. 'hot absorber.
To prevent this heat transmission or at least reduce it as much as possible, it has been proposed to insert between the evaporator and the absorber a heat exchanger having the effect of ensuring the cooling of the depleted gas which is
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returns the absorber to the evaporator by means of the gas mixture flowing in the opposite direction, ie from the evaporator to the absorber. Such an arrangement appears simple but requires, if sufficient power is to be achieved, a device of such dimensions that the compact conditions imposed on devices of this type are not satisfied.
The invention therefore relates to an absorption refrigeration machine operating with the aid of an inert gas which eliminates these drawbacks and comprises an absorber separate from the evaporator and connected to the cooler so that the refrigerant liquid evaporated in the evaporator. the evaporator is evacuated therefrom mainly by diffusion.
In order to accelerate the arrival of the coolant liquid to the absorber, the machine is provided, according to the invention, with a passage assigned to the indifferent gas passing through the absorber and not involving the evaporator. The vaporized liquid is entrained by the gas circulating constantly through this passage without the transmission of heat from the absorber to the evaporator.
Examples of execution of the object of the invention are shown by way of example in the drawing, of which
Fig. 1 is a vertical section through an absorption refrigeration machine and
Figs. 2, 3 and 4 are respectively vertical sections through the upper part of other embodiments of the invention.
Considering fig. 1, 1 designates the boiler to which the solution liquid arrives by gravity from the absorber 8 via line 2.3 designates the gas discharge line leading to the condenser 9 and 4 is a line leading to 1 absorber and assigned to the gas-depleted solution liquid.
The heating by which gas is forced out of the liquid
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entering the boiler can be ensured by means of any heating device. The drawing shows schematically an external heating device in the form of a gas burner 10. It can, for example, be replaced by an electric heating device, the element of which can be placed inside the gas burner. boiler and submerged in the liquid.
The rise of the liquid sufficiently freed of gas is obtained, in the embodiment shown in the drawing, 1 using a vertical pipe 5 open at both ends and whose lower end 6, of any section, plunges to the desired depth in the liquid contained in the boiler while its upper end is curved and opens into the flared funnel-shaped end 11 of the discharge line 4. 12 designates the evaporator which communicates at the top with the pipe 13 coming from the condenser 9 and at the bottom with the absorber 8 via a pipe 14.
This pipe 14 opens into the absorber at the lower part of the latter while the upper end of the absorber communicates with the pipe 14, not far from the point where the latter opens into the evaporator, by a pipe 25 whose section may be smaller than that of the pipe 14.
The evaporator, which can be produced in various ways, is provided, in the embodiment shown, with pleats or gutters 15 arranged along its walls and which can be given, for example, a helical shape so as to force the liquid arriving from the condenser to flow slowly along the walls of the evaporator where it is distributed evenly.
In order to distribute the liquid in solution in the absorber, folds or similar gutters 16 may be provided along the walls of the absorber. In order to obtain as large a distribution as possible of the absorption liquid in the absorber, the latter is provided with an additional internal element 17 having folds 16. In order to facilitate the absorption.
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sorption of the gas into the solution liquid, the absorber is further provided with water cooling. The refrigerant liquid circulates both through the interior element 17 and along the exterior walls of the absorber. This is, for this purpose, surrounded by an envelope 18.
The cooling water is introduced at the lower end of the inner element 17 through the supply pipe 19 and escapes at its upper end through the pipe 20 which opens into the casing 18, from which it is brought via line 21 to the condenser 9 to escape therefrom finally via outlet line 22. In order to increase the cooling of the solution liquid, line 4 can be surrounded by a part of the line. 21 and by the pipe connecting the absorber to the boiler, so that the degassed and relatively hot solution liquid which circulates in the pipe 4 gives up part of its heat to the liquid richer in gas and colder which, in reverse direction, circulates in pipe 2.
The maohine works as follows:
The solution liquid arriving in the boiler is reheated by the burner 10, which has the effect of expelling the gas therefrom. Part of the evolved gas is released at the level of the free surface of the liquid and passes in isolation through the upper part of the boiler in line 3, while another part of the gas, which is released in the flared end 6 of line 5 rises therein and thereby entrains a certain amount of liquid which flows through the upper end of line 5 into line 4 as the gas separates from the liquid and flows out. , together with the other fraction of the gas, via line 3, after which it is liquefied by condenser 9.
The liquid ammonia flows into the evaporator 12 through line 13 and, thanks to the gutters 15, is distributed over its walls.
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kings. As the evaporator contains, like the absorber 8 and the pipe 14, a gas neutral relative to ammonia (hydrogen), the liquid ammonia spread on the walls of the evaporator, evaporates and is consequently brought by diffusion from the evaporator 12 to the absorber 8 via the pipe 14.
Evaporation of ammonia consumes heat, which has the effect of cooling the walls of the evaporator. The magnitude of this cooling action depends on the amount of ammonia evaporated in the unit of time. The quantity of ammonia evaporated by continuous evaporation in the evaporator per unit time is equal to the quantity of ammonia discharged from the evaporator in the unit of time, that is to say equal to the quantity ammonia which can be diffused into the absorber. The cooling action is therefore a function of the speed at which the diffusion takes place.
As this diffusion is favored by the low tension of the gas in which the ammonia diffuses, it is therefore important that the machine at the highest point operates with the lightest gas compatible with the conditions set elsewhere.
The liquid evaporated in the evaporator therefore spreads in the evaporator and enters the pipe 14 only by diffusion, since no circulation of indifferent gas can occur in the evaporator. However, in the embodiment shown in the drawing, the vaporized coolant is entrained out of the line 14 by the indifferent gas flowing through the absorber 8, the line 25 and the line 14, so that the flow of the coolant to the absorber is accelerated and favored without, however, at the same time taking place a transport of heat from the absorber to the evaporator.
This gas circulation in the absorber can be carried out as follows:
Ammonia gas produced on the walls of the evaporator 12
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diffuses first into the evaporator then, from there, into the pipes 14 and 25 and, from these, into the absorber 8, so that the evaporator, the absorber and the pipe which communicates them between them contain a mixture of hydrogen and ammonia gas. When the solution liquid enters the absorber via line 4, absorption of ammonia gas occurs there. As a result of this absorption, the gas mixture contained in the absorber becomes poorer in ammonia than in the pipes ensuring communication with the evaporator and than in the latter itself.
As ammonia gas is heavier than hydrogen it follows, from the fact that the total pressure is everywhere in the marl, that the specific gravity of the gas mixture is lower in the absorber than in any other region of the gas. apparatus, therefore lower than in pipe 14. The weight of the gas column present in pipe 14 will therefore no longer balance the weight of the gas column contained in the absorber, so that the gas present in the pipe 14 descends and arrives in the lower part of the absorber. This results in the return of the absorber in the pipe 25 of a volume of gas equal to that which descends through the pipe 14. There is therefore a flow of gas descending in the pipe 14, ascending in the absorber. 8 and horizontal in pipe 25.
The ammonia gas which diffuses into the orifice of the pipe 14 is therefore entrained by the circulating hydrogen and brought into the absorber more rapidly than if the passage were effected only by diffusion.
However, the pipe 14 shown in fig.l is not essential and one can on the contrary, only by diffusion, obtain between the evaporator and the absorber a sufficient displacement of evaporated refrigerant liquid.
In the lower part of the absorber 8 collects the enriched solution liquid that the pipe 2 brought back into the
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boiler where gas is released again.
As solution liquid, coolant and neutral gas, for example, water, ammonia and air or hydrogen can be used, but other substances are also suitable.
'In the embodiment according to fig. 2, as previously mentioned, 12 designates the evaporator, 8 the absorber, 14 the connecting line between the evaporator and the absorber, and 25 the line located in the absorber. The circulation of the indifferent gas contained in the absorber by which the routing of the refrigerant gas in the pipe 14 is favored occurs, in this case, in the same way as in the embodiment following fig. 1, from which that of FIG. 2 differs only in that the pipe 14 extends to the interior of the evaporator without prior connection with the pipe 26 and is arranged inside the pipe 25.
In the case of the embodiment according to FIG. 3, the pipe 25 is embedded in a part of the pipe 14, and, in order to divert the indifferent gas coming from the pipe 25, that is to say so that the current occurs in the pipe 14 in the direction of the absorber, this pipe 25 is provided in front of its mouth with a defied plate or the like 26.
Finally, in the case of the embodiment according to FIG.
4, the existence of such a deflector plate has become unnecessary due to the fact that the part of the pipe 25 half-mated in the pipe 14 is bent in the direction of movement of the gas which diffuses from the evaporator towards the absorber. and opens in that direction.
CLAIMS.
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