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MACHINE FRIGORIFIQUE A ABSORPTION A HAUTE PRESSION.
La présente invention a principalement pour but d'obtenir un fonctionnement efficace d'une machine
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frigorifique à absorption ne comportant pas d'organes mûs mécaniquement, pour de hautes températures du fluide réfrigérant employé pour refroidir à la façon connue les organes de la machine frigorifique.
Les difficultés qui se présentent alors résident en particulier dans les points suivants: a) La condensation de la vapeur de l'agent réfrigérant spécialement lors de la mise en marche de l'appareilla- ge. b) L'absorption de l'agent réfrigérant pour hautes températures du fluide refroidisseur. o) L'obtention de températures suffisamment basses dans l'évaporateur.
Différentes propositions ont déjà été faites pour l'aspiration des vapeurs détendues de l'agent réfrigérant au moyen de trompes.
Ainsi, on a préconisé des machines frigorifiques à absorption à haute pression comportant un appareil aspirateur à trompe à eau, appareil recevant l'aide d'une pompe à haute pression de la solution pauvre de l'agent réfrigérant, ce liquide servant d'agent aspira- teur pour aspirer les vapeurs de l'agent réfrigérant hors de l'évaporateur et les conduire sous pression dans le bouilleur de la machine frigorifique. Or, l'emploi d'une pomper haute pression dans une machine frigorifique à absorption constitue un inconvénient.
D'autre part, on a préconisé d'alimenter une trompe au moyen d'une partie de la vapeur à haute @
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pression de l'agent réfrigérant, trompe dans laquelle se mélange aussi bien la solution pauvre refroidie que la vapeur détendue aspirée de l'agent réfrigérant, cette dernière étant ainsi amenée à être absorbée sous pression.
On a aussi déjà prévu un appareil aspirateur fonctionnant seulement au moyen de la solution pauvre refroidie. Or, ces modes de fonctionnement ont trois inconvénients particuliers: premièrement, l'utilisation de vapeur de l'agent réfrigérant comme agent aspirateur représente du point de vue thermique une diminution importante du rendement de l'installation. Deuxièmement, la portion de l'agent réfrigérant utilisée comme agent aspirateur doit être absorbée en aval de la trompe, ce qui nécessite la formation d'une solution plus riche que ne l'exigerait le processus frigorifique seul. L'élévation de la concen- tration a comme oonséquence que la température du processus d'absorption doit être maintenue plus basse.
De ce fait, une partie importante au moins des avantages de la machine à absorption à haute pression est perdue. Trpisimement, au cas où l'on renonce à l'emploi de vapeur comme agent aspirateur, on ne dispose plus que de l'énergie donnée par l'écoulement de la solution pauvre refroidie, écoule- ment qui se fait par thermosiphon.
Avec les substances usuelles employées aujourd'hui comme agents réfrigérants dans les machines à froid, le mode de fonctionnement indiqué précédemment nécessiterait, pour obtenir une pression d'abs,orption suffisamment grande, une hauteur
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de la conduite d'écoulement pratiquement impossible (dans le cas du mélange ammoniaque-eau par exemple supérieure à 10 m), raison pour laquelle on a employé des pompes pour refouler la solution enrichie en agent réfrigérant dans le bouilleur.
Dans une autre disposition connue comportant des trompes d'aspiration,la solution pauvre en agent réfrigérant (liquide d'absorption), est conduite dans un récipient disposé au-dessus des trompes et elle est distribuée à différentes ouvertures formées dans une plaque à partir de laquelle la solution pauvre s'écoule par la pesanteur à des buses situées plus bas, la vapeur de l'agent réfrigérant étant ainsi aspirée, mélangée au liquide absorbant et absorbée dans un récipient prévu sous les buses. Cette disposition a l'inconvénient que l'aspiration, en raison de la vitesse relativement petite du jet de liquide, est aussi petite et qu'en outre la pression d'absorption est également faible, Pour conduire la solution enrichie à partir du récipient inférieur indiqué ci-dessus dans le bouilleur, un autre appareil aspirateur est ici nécessaire.
En lieu et place d'un appareil aspirateur, on utilise dans un autre dispositif une pompe jouant le même rôle.
Dans un dispositif analogue connu, du liquide d'absorption pauvre est conduit à partir du bouilleur par une conduite, sans récipient intermédiaire, à une trompe qui aspire la)vapeur de l'agent réfrigérant hors
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de l'évaporateur et la conduit dans l'absorbeur. Ici de nouveau l'absorbeur ne se trouve que sous une faible pression et un appareil aspirateur à jet est de nouveau nécessaire pour conduire la solution enrichie de l'absorbeur dans le bouilleur.
On connaît en outre un dispositif qui utilise un agent autre que l'agent réfrigérant et que le liquide absorbant pour faire passer la solution riche à travers un ou plusieurs appareilscompresseurs à trompe.
Dans ces machines frigorifiques à absorption connues, l'emploi d'une pompe pour refouler la solution riche doit être considéré, comme déjà indiqué ci-dessus, comme un inconvénient. De plus, l'emploi d'une trompe à liquide produit à égalité de chute de pression une action d'aspiration de la vapeur de l'agent réfrigérant hors de l'évaporateur plus petite qu'une trompe à vapeur. Au surplus, le fait que l'on travaille avec une pression d'absorption relativement basse constitue un inconvénient car l'absorption n'est plus possible pour les hautes températures. Enfin, l'emploi d'un agent autre que l'agent réfrigérant et que le liquide absorbant pour refouler la solution riche, rend nécessaire une circulation particulière pour cet agent spécial, ce qui renchérit l'installation.
Tous les inconvénients indiqués sont éliminés dans la machine frigorifique à absorption selon l'invention, machine comportant au moins une trompe pour l'aspiration des vapeurs de l'agent réfrigérant hors
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de l'évaporateur, par le fait qu'au moins une trompe est alimentée en vapeur, engendrée de préférence dans le bouilleur, du liquide absorbant ou de la solution pauvre, cette vapeur servant d'agent aspirateur, et par le fait que l'absorbeur relié d'une part à la trompe du côté du jet, communique d'autre part directement avec le bouilleur, de sorte qu'il règne dans l'absorbeur une pression sensiblement égale à celle du bouilleur.
Du fait que l'on utilise comme agent aspirateur pour la trompe de la vapeur, produite avec avantage dans le bouilleur, du liquide d'absorption ou de la solution pauvre, on obtient grâce à la grande vitesse du jet de vapeur une bonne aspiration de l'agent réfrigérant hors de l'évaporateur et, de ce fait, on peut obtenir une basse température dans ce dernier, et, du fait que l'absorbeur relié d'une part à la trompe du côté du jet communique d'autre part directement avec le bouilleur, l'absorption a lieu sous la haute pression régnant dans le bouilleur, ce qui fait que l'absorption peut se faire aussi des températures relativement élevées, cette dernière étant encore favorisée par le fait que la vapeur du liquide absorbant utilisée comme agent aspirateur se mélange intimement dans la trompe avec l'agent réfrigérant aspiré.
Sur le dessin annexé sont représentées, à titre d'exemple seulement, différentes formes d'exécution de l'objet de l'invention.
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La figure 1 représente une première forme d'exécution en élévation partie en coupe; la figure 2 représente une deuxième forme d'exécution en élévation et en coupe; la figure 3 représente les détails constructifs d'une trompe.
Sur toutes les figures, 1 désigne le bouilleur calorifugé, 2 le condenseur, 3 l'évaporateur et 4 l'absorbeur de la machine frigorifique. Dans toutes les formes d'exécution représentées, le bouilleur 1. est muni d'un élément de chauffe électrique 5, bien que le chauffage au gaz, à l'huile et analogues entre aussi en ligne de compte.
Dans la forme d'exécution selon lafigure 1, l'élément de chauffe 5 est entouré d'une enveloppe extérieure 6 qui s'étend presque jusqu'au fond du bouilleur 1.
A la partie supérieure de l'envelpppe 6, l'intérieur de celle-ci communique par une conduite 7 avec une trompe à vapeur 8. On prévoit avec avantagedans la conduite 7 un nettoyeur 9, dans le but d'éviter des obstructions de la trompe 8.
Le fonctionnement de la machine selon la figure 1 est le suivant:
La solution pauvre (liquide d'absorption) se trouve dans la partie inférieure du bouilleur 1 grâce à son poids spécifique élevé. Lorsque l'élément de chauffe 5 est sous courant, la solution se trouvant entre l'enveloppe 6 et l'enveloppe du corps de chauffe
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se chauffe jusqu'à. ébullition et la vapeur formée s'élève entre ces deux enveloppes. La solution pauvre qui s'élevé ainsi est continuellement remplacée par de la solution pauvre se trouvant dans la partie inférieure du bouilleur 1, ce qui fait qu'en marche il n'y a toujours que la solution pauvre en agent réfrigérant (liquide d'absorption) qui parvient à l'intérieur de l'enveloppe 6.
La solution pauvre chauffée et sa vapeur cèdent au travers de l'enveloppe 6 de la chaleur à la solution riche se trouvant à l'extérieur de cette enveloppe, de telle sorte que l'agent réfrigérant est expulsé de cette solution riche. La vapeur de l'agent réfrigérant est conduite par le tuyau 10 au condenseur 2 muni d'ailettes de réfrigération, où la vapeur se condense au fur et à mesure du refroidissement. La condensation de particules de la vapeur de l'agent réfrigérant commence déjà a de hautes températures du fluide employé pour le refroidissement ou la réfrigération du condenseur, cette température étant d'autant plus élevée qu'une plus grande quantité d'eau est entraînée avec la vapeur, et la condensation est complètement terminée à une certaine température plus basse.
(Ceci contrairement à la condensation d'une substance simple qui, pour une pression déterminée, se produit en totalité à une température sensiblement plus basse et bien déterminée. Ce fait présente un avantage par exemple vis--vis d'une machine à compresseur.) Apres la liqué-
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faction, le produit de condensation est conduit par l'intermédiaire du dispositif contre-courant 11 et de la soupape de réduction de pression Vd à l'évaporateur 3.
Dans le dispositif à contre-courant 11, le produit de condensation cède encore de la chaleur aux vapeurs de l'agent réfrigérant quittant l'évaporateur 3 à de basses températures. Ainsi, le produit de condensation est refroidi intensément jusqu'à la température de l'évaporateur. Par ailleurs, le dispositif à contrecourant 11 est calculé de façon que dans tous les cas l'agent réfrigérant arrivant à l'évaporateur soit liquéfié entièrement, même lorsque le condenseur 2 est refroidi par de +'eau ayant atteint des températures relativement hautes. Pour atteindre ce but, on doit, dans certains cas particuliers, évacuer encore de la chaleur du dispositif à contre-courant 11 à l'extérieur.
Pour empêcher que le produit de condensation se trouvant dans le dispositif à contre-courant à la fin d'une période de fonctionnement de la machine à froid ne se revaporise et retourne dans le bouilleur pour y être absorba, il est prévu une soupape de retenue Vrl. Cette mesure offre encore l'avantage que lors de la nouvelle période de fonctionnement, il se trouve toujours des le début une quantité suffisante du produit de condensation pour garantir, lors de la mise en marche, un fonctionnement irréprochable à contre-courant (11) et une liquéfaction complète de la vapeur de l'agent
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réfrigérant.
Dans le but de conduire des le début ce produit de condensation de basses températures a la soupape de réglage Vd, la conduite quittant le dispositif à contre-courant pour aller à l'évaporateur peut avoir, le cas échéant, sa partie terminale placée dans la chambre de l'évaporateur ou dans la chambre frigorifre. La soupape de réglage Vd a pour fonction de détendre le produit de condensation de la pression du bouilleur à la pression de l'évaporateur. Par suite de cet étranglement, une partie du produit de condensation se vaporise, ce qui produit une baisse de température de ce dernier. Dans l'évaporateur 3, l'agent réfrigérant absorbe une certaine quantité de chaleur.
Apres cela, il quitte l'évaporateur 3 à une température encore basse. Dans le dispositif à contre-courant 11, cette vapeur de l'agent réfrigérant se réchauffe en absorbant une certaine quantité de chaleur qui lui est cédée par le produit de condensation s'écoulant à contrecourant. De ce fait, la vapeur de l'agent réfrigérant est surchauffée, ce qui implique un grand volume spécifique. Toutefois, ce volume spécifique est maintenu dans des limites admissibles par l'agent d'absorption entrainé.
La conduite de retour du dispositif à contre-courant 11 est reliée par la conduite 13 à la trompe 8, à l'endroit où se fait l'aspiration. La trompe 8 est reliée du côté du jet à l'absorbeur 4 muni d'ailettes de réfrigération. La trompe 8 aspire par la conduite 13 les vapeurs de l'agent réfrigérant hors de l'évaporateur 3 et les
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comprime dans l'absorbeur 4. Celui-ci communique par son autre extrémité par une conduite 14 avec le bouilleur 1, cette conduite 14 conduisant la solution riche parvenue dans l'absorbeur jusqu'à la partie supérieure du bouilleur. En vue d'éloigner de l'évaporateur 3 l'eau entraînée, il est prévu sur la conduite d'aspiration 13 un siphon 15.
Etant donné que lors de la mise en marche la trompe 8 n'exeroe pas encore d'action d'aspira- tion, il est prévu sur la conduite d'aspiration 13 une soupape de retenue Vr2 ayant pour but d'empêcher que l'évaporateur 3 puisse recevoir la pression régnant dans le bouilleur. Il y a lieu de remarquer que de la chaleur doit être évacuée immédiatement en aval de la trompe 8 et ce en quantité telle que le mélange de la vapeur utilisée comme agent d'aspiration (vapeur de liquide d'absorption) et de la vapeur aspirée de l'agent réfrigérant puisse se condenser, Ce n'est que de cette façon qu'il est possible d'obtenir une bonne action de la trompe et d'atteindre de nouveau la pression du bouilleur.
Cette aspiration et cette compression ont pour effet de rendre la pression de l'évaporateur indépendante de l'absorbeur et il est possible de céder la chaleur d'absorption à de hautes températures. L'intensité de la circulation de l'agent réfrigérant peut aussi être réglée en variant le refroidissement en aval du jet de la trompe, c'est-à-dire la pression sous laquelle travaille la trompe. Apres la condensation,le mélange est reconduit au bouilleur 1 par thermosiphon.
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Le dispositif h contre-courant 11 n'est pas absolument nécessaire. En donnant à la conduite allant à l'évaporateur des dimensions suffisamment grandes et en la plaçant dans un milieu plus froid (air ambiant) que le fluide que l'on voudrait chauffer, on peut obtenir avec certitude la condensation de l'agent réfrigérant.
Toutefois, le produit de condensation ne peut plus être refroidi comme précédemment jusqu'à la température de l'évaporateur.
Dàns le cas d'un dispositif h contre-courant 11, on peut y prévoir des ailettes de réfrigération 11a ayant pour fonction d'évacuer encore de la chaleur à l'extérieur.
Dans la forme d'exécution selon la figure 2, une partie seulement de la solution pauvre est vaporisée et conduite aux trompes 8c, 8d à liquide et à vapeur (figure 2), tandis que l'autre partie de la solution pauvre parvient par une ou plusieurs trompes h eau la trompe ou aux trompes à vapeur.
D'après la figure 2, une partie de la solution pauvre se vaporise à l'intérieur de l'enveloppe 6 et parvient par la conduite 7 %deux trompes combinées à liquide et à vapeur 8c, 8d, qui sont agencées de telle façon que le c8té jet de la trompe 8c est relié au côté aspiration de la trompe 8d. Une autre partie de la solution pauvre parvient par une conduite 23 à deux trompes h liquide 24a et 24b qui sont agencées de telle façon que le coté jet de la trompe 24a est relié au coté aspiration de la trompe 24b. Au côté aspiration
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de la trompe 24a est relié par la conduite d'aspiration
13 l'évaporateur 3.
Les trompes Se, 8d, 24a.et 24b sont munies du côté jet d'ailettes de réfrigération ou sont établies d'une autre façon pour céder la ohaleur à l'extérieur, dans le but d'obtenir une action efficace des trompes. La première trompe 24a aspire l'agent réfrigérant détendu par la conduite d'aspiration 13 hors de l'évaporateur 3 et le mélange formé par la solution pauvre et l'agent réfrigérant aspiré est conduit au côté aspiration de la deuxième trompe 24b.
A partir du coté jet de la deuxième trompe 24b, le mélange de la solution pauvre et de l'agent réfrigérant parvient au coté aspiration, établi de façon connue en forme de double cône, de la trompe 8c à liquide et à vapeur puis, poursuivant son trajet, ce mélange parvient au côté aspiration de la trompe 8d et, travers celle-ci l'absorbeur 4 se trouvant sous pression, à partir duquel la solution enrichie retourne au bouilleur 1 par la conduite 14 en échange thermique avec la solution pauvre de la conduite 23. Les trompes du genre de 8c et 8d ont l'avantage d'être à auto-réglage et susceptibles de s'adapter aux conditions particulières. En outre, elles peuvent présenter une section plus grande que les trompes b vapeur 8 habituelles selon la figure 1, ce qui élimine le danger de bouchage.
Un système de trompes b plusieurs étages selon la figure 2 produit une meilleure action d'aspiration et de refoulement pour l'agent réfrigérant, d'où résulte @
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un meilleur rendement de la machine frigorifique, que ce n'est le cas avec un système de trompe à un seul étage ; le système de trompes selon la figure 2 entre probablement en ligne de compte principalement pour les grandes unités ou l'augmentation du rendement joue un rôle essentiel. On pourrait aussi de façon analogue prévoir un système de trompes à trois étages ou plus encore.
L'expulsion de l'agent réfrigérant dans le bouilleur 1 et son écoulement jusqu'à l'évaporateur 3 en passant par le condenseur 2 se font de façon analogue à l'exécution selon la figure 1.'
La figure 3 représente les détails constructifs d'un système de trompes et des conduites reliées aux trompes. la désigne la paroi du bouilleur qui est entouré d'une couche calorifuge 25 par exemple de liège granulé, le tout étant maintenu par une enveloppe extérieure 26. La figure 3 montre notamment comment la trompe combinée à liquide et à vapeur 8e est disposée dans la couche isolante. Les directions du mouvement des liquides et des vapeurs dans les différentes conduites sont indiquées par des floches. De même, le niveau du liquide dans le bouilleur 1 et dans l'absorbeur 4b est indiqué à la manière usuelle.
Si l'on renonce à refroidir en aval de la trompe à vapeur, la solution pauvre chaude doit subir un refroidissement préalable, ce qui dans l'exemple figuré, s'effectue par refroidissement des tuyaux 4a et 23 ainsi que de la trompe 24.
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HIGH PRESSURE ABSORPTION REFRIGERATION MACHINE.
The main object of the present invention is to obtain efficient operation of a machine.
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absorption refrigeration unit not comprising mechanically driven members, for high temperatures, refrigerant fluid used to cool the components of the refrigeration machine in the known manner.
The difficulties which then arise reside in particular in the following points: a) Condensation of the vapor of the refrigerant, especially when the apparatus is started. b) The absorption of the refrigerant for high temperatures of the coolant. o) Obtaining sufficiently low temperatures in the evaporator.
Various proposals have already been made for the suction of the expanded vapors of the refrigerant by means of tubes.
Thus, refrigeration machines with high pressure absorption have been recommended comprising a suction device with a water pump, an apparatus receiving the aid of a high pressure pump of the poor solution of the refrigerant, this liquid serving as an agent. aspirator to suck the vapors of the refrigerant out of the evaporator and lead them under pressure into the boiler of the refrigeration machine. However, the use of a high pressure pump in an absorption refrigeration machine is a drawback.
On the other hand, it has been recommended to feed a pump with part of the high steam @
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pressure of the refrigerant, pump in which mixes both the cooled lean solution and the expanded vapor sucked in from the refrigerant, the latter being thus caused to be absorbed under pressure.
A vacuum cleaner has also already been provided which operates only by means of the cooled lean solution. However, these operating modes have three particular drawbacks: first, the use of vapor from the refrigerant as a vacuum cleaner represents a significant reduction in the efficiency of the installation from a thermal point of view. Second, the portion of the refrigerant used as the aspirating agent must be absorbed downstream of the pump, which necessitates the formation of a richer solution than would be required by the refrigeration process alone. As a consequence of increasing the concentration, the temperature of the absorption process must be kept lower.
As a result, at least a significant part of the advantages of the high pressure absorption machine is lost. Very seriously, in the event that the use of steam as a vacuum cleaner is dispensed with, only the energy given by the flow of the cooled poor solution is available, which flow takes place by thermosiphon.
With the usual substances used today as cooling agents in cold machines, the operating mode indicated above would require, in order to obtain a sufficiently large absorption pressure, a height
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of the flow line practically impossible (in the case of the ammonia-water mixture for example greater than 10 m), which is why pumps were used to deliver the solution enriched in refrigerant into the boiler.
In another known arrangement comprising suction tubes, the solution poor in refrigerant (absorption liquid), is carried into a container arranged above the tubes and it is distributed to different openings formed in a plate from in which the poor solution flows by gravity to nozzles situated below, the vapor of the refrigerant being thus sucked up, mixed with the absorbent liquid and absorbed in a container provided under the nozzles. This arrangement has the disadvantage that the suction, due to the relatively low velocity of the liquid jet, is also small, and in addition the absorption pressure is also low, To conduct the enriched solution from the lower container shown above in the boiler, another vacuum cleaner is required here.
Instead of a vacuum cleaner, a pump playing the same role is used in another device.
In a known similar device, poor absorption liquid is led from the boiler through a pipe, without an intermediate container, to a pump which sucks the vapor of the refrigerant out.
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of the evaporator and leads it into the absorber. Here again the absorber is only under low pressure and a jet vacuum apparatus is again required to conduct the enriched solution from the absorber into the boiler.
A device is further known which uses an agent other than the refrigerant and the absorbent liquid to pass the rich solution through one or more pump compressors.
In these known absorption refrigeration machines, the use of a pump to deliver the rich solution must be considered, as already indicated above, as a drawback. In addition, the use of a liquid pump produces at equal pressure drop a smaller suction action of refrigerant vapor out of the evaporator than a vapor pump. In addition, the fact that one works with a relatively low absorption pressure constitutes a drawback because absorption is no longer possible at high temperatures. Finally, the use of an agent other than the refrigerant and the absorbent liquid to deliver the rich solution, makes special circulation necessary for this special agent, which makes the installation more expensive.
All the drawbacks indicated are eliminated in the absorption refrigeration machine according to the invention, a machine comprising at least one nozzle for sucking the vapors of the refrigerating agent out.
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of the evaporator, by the fact that at least one pump is supplied with vapor, preferably generated in the boiler, of the absorbent liquid or of the lean solution, this vapor serving as suction agent, and by the fact that the absorber connected on the one hand to the pump on the side of the jet, on the other hand communicates directly with the boiler, so that there is in the absorber a pressure substantially equal to that of the boiler.
Due to the fact that one uses as a suction agent for the pump of the vapor, produced with advantage in the boiler, of the absorption liquid or of the poor solution, one obtains thanks to the high speed of the vapor jet a good suction of the refrigerant outside the evaporator and, therefore, a low temperature can be obtained in the latter, and, because the absorber connected on the one hand to the pump on the side of the jet communicates on the other hand directly with the boiler, absorption takes place under the high pressure prevailing in the boiler, which means that absorption can also take place at relatively high temperatures, the latter being further favored by the fact that the vapor of the absorbent liquid used as the aspirating agent mixes intimately in the pump with the aspirated refrigerant.
In the accompanying drawing are shown, by way of example only, various embodiments of the object of the invention.
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FIG. 1 shows a first embodiment in elevation part in section; FIG. 2 represents a second embodiment in elevation and in section; Figure 3 shows the constructional details of a horn.
In all the figures, 1 designates the heat-insulated boiler, 2 the condenser, 3 the evaporator and 4 the absorber of the refrigeration machine. In all of the embodiments shown, the boiler 1. is provided with an electric heating element 5, although heating with gas, oil and the like is also a consideration.
In the embodiment according to Figure 1, the heating element 5 is surrounded by an outer casing 6 which extends almost to the bottom of the boiler 1.
At the upper part of the casing 6, the interior thereof communicates by a pipe 7 with a steam pump 8. A cleaner 9 is advantageously provided in the pipe 7, in order to avoid obstructions of the pipe. trunk 8.
The operation of the machine according to Figure 1 is as follows:
The poor solution (absorption liquid) is found in the lower part of the boiler 1 thanks to its high specific weight. When the heating element 5 is under current, the solution located between the casing 6 and the casing of the heating body
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heats up. boiling and the vapor formed rises between these two envelopes. The poor solution which thus arises is continuously replaced by the poor solution located in the lower part of the boiler 1, which means that in operation there is always only the poor solution in refrigerant (liquid of absorption) which reaches inside the envelope 6.
The heated lean solution and its vapor yield through the envelope 6 of heat to the rich solution located outside this envelope, so that the coolant is expelled from this rich solution. The vapor of the refrigerant is carried through the pipe 10 to the condenser 2 provided with refrigeration fins, where the vapor condenses as it cools. The condensation of particles of the vapor of the refrigerant already begins at high temperatures of the fluid used for cooling or refrigerating the condenser, this temperature being all the higher the more water is entrained with it. steam, and the condensation is completely terminated at a certain lower temperature.
(This is unlike the condensation of a simple substance which, for a given pressure, takes place entirely at a significantly lower and well-determined temperature. This fact has an advantage, for example in relation to a compressor machine. ) After liquefying
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faction, the condensation product is led through the counterflow device 11 and the pressure reducing valve Vd to the evaporator 3.
In the countercurrent device 11, the condensation product still gives up heat to the vapors of the refrigerant leaving the evaporator 3 at low temperatures. Thus, the condensation product is intensely cooled down to the temperature of the evaporator. Furthermore, the countercurrent device 11 is calculated so that in all cases the refrigerant arriving at the evaporator is completely liquefied, even when the condenser 2 is cooled by water which has reached relatively high temperatures. To achieve this goal, it is necessary, in certain special cases, to further remove heat from the counter-current device 11 to the outside.
To prevent the condensation product in the counter-current device at the end of a period of operation of the cold machine from re-vaporizing and returning to the boiler to be absorbed there, a check valve is provided. Vrl. This measure also offers the advantage that during the new period of operation, there is always from the beginning a sufficient quantity of the product of condensation to guarantee, during the start-up, an irreproachable operation against the current (11). and complete liquefaction of the agent vapor
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refrigerant.
In order to lead from the start this low temperature condensation product to the control valve Vd, the line leaving the countercurrent device to go to the evaporator may have, if necessary, its end part placed in the evaporator chamber or in the refrigeration chamber. The function of the control valve Vd is to relieve the condensation product from the pressure of the boiler to the pressure of the evaporator. As a result of this constriction, part of the condensation product vaporizes, which produces a drop in temperature of the latter. In evaporator 3, the refrigerant absorbs a certain amount of heat.
After that, it leaves evaporator 3 at a still low temperature. In the counter-current device 11, this vapor of the refrigerant is heated by absorbing a certain quantity of heat which is transferred to it by the product of condensation flowing in counter-current. As a result, the vapor of the refrigerant is superheated, which implies a large specific volume. However, this specific volume is kept within acceptable limits by the entrained absorption agent.
The return line of the counter-current device 11 is connected by line 13 to the pump 8, where the suction takes place. The pump 8 is connected on the side of the jet to the absorber 4 provided with cooling fins. The pump 8 sucks through the line 13 the vapors of the refrigerant out of the evaporator 3 and the
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compresses in the absorber 4. The latter communicates through its other end via a pipe 14 with the boiler 1, this pipe 14 leading the rich solution which has reached the absorber to the upper part of the boiler. In order to remove the entrained water from the evaporator 3, a siphon 15 is provided on the suction line 13.
Since the pump 8 does not yet exert a suction action when switching on, a check valve Vr2 is provided on the suction line 13, the purpose of which is to prevent the suction. evaporator 3 can receive the pressure prevailing in the boiler. It should be noted that the heat must be evacuated immediately downstream of the pump 8 and this in a quantity such as the mixture of the vapor used as suction agent (vapor of absorption liquid) and the suction vapor coolant can condense. Only in this way is it possible to obtain a good pump action and to reach the boiler pressure again.
This suction and compression have the effect of making the pressure of the evaporator independent of the absorber and it is possible to give up the heat of absorption at high temperatures. The intensity of the circulation of the coolant can also be regulated by varying the cooling downstream of the jet of the pump, that is to say the pressure under which the pump is working. After the condensation, the mixture is returned to the boiler 1 by thermosiphon.
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The counter-current device 11 is not absolutely necessary. By giving the pipe going to the evaporator sufficiently large dimensions and by placing it in a colder medium (ambient air) than the fluid which one would like to heat, it is possible to obtain with certainty the condensation of the refrigerant.
However, the condensation product can no longer be cooled as before to the temperature of the evaporator.
In the case of a counter-current device 11, there may be provided cooling fins 11a having the function of further evacuating heat to the outside.
In the embodiment according to FIG. 2, only part of the poor solution is vaporized and carried to the liquid and vapor tubes 8c, 8d (FIG. 2), while the other part of the poor solution arrives through a or several water tubes the horn or steam tubes.
According to FIG. 2, part of the poor solution vaporizes inside the casing 6 and arrives through the pipe 7% two combined liquid and vapor pumps 8c, 8d, which are arranged in such a way that the jet side of the tube 8c is connected to the suction side of the tube 8d. Another part of the lean solution arrives via a pipe 23 with two liquid tubes 24a and 24b which are arranged in such a way that the jet side of the tube 24a is connected to the suction side of the pump 24b. On the suction side
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of the tube 24a is connected by the suction line
13 evaporator 3.
The tubes Se, 8d, 24a. and 24b are provided on the jet side with cooling fins or are otherwise set up to transfer heat to the outside, for the purpose of obtaining effective action of the tubes. The first pump 24a sucks the refrigerant expanded through the suction line 13 out of the evaporator 3 and the mixture formed by the lean solution and the sucked refrigerant is led to the suction side of the second pump 24b.
From the jet side of the second pump 24b, the mixture of the poor solution and the refrigerant reaches the suction side, established in a known manner in the form of a double cone, of the liquid and vapor pump 8c then, continuing its path, this mixture reaches the suction side of the pump 8d and, through this the absorber 4 being under pressure, from which the enriched solution returns to the boiler 1 via the line 14 in heat exchange with the lean solution of driving 23. Horns of the 8c and 8d type have the advantage of being self-adjusting and capable of adapting to particular conditions. In addition, they may have a larger cross section than the usual steam tubes 8 according to Figure 1, which eliminates the danger of clogging.
A multi-stage pump system according to figure 2 produces a better suction and discharge action for the refrigerant, resulting in
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better efficiency of the refrigeration machine than is the case with a single-stage pump system; the tube system according to figure 2 is probably taken into account mainly for large units where the increase in efficiency plays an essential role. One could also analogously provide a three-stage or even more horn system.
The expulsion of the refrigerant in the boiler 1 and its flow to the evaporator 3 through the condenser 2 are done in a similar way to the execution according to Figure 1. '
Figure 3 shows the construction details of a system of tubes and pipes connected to the tubes. la designates the wall of the boiler which is surrounded by a heat-insulating layer 25, for example of granulated cork, the whole being held by an outer casing 26. FIG. 3 shows in particular how the combined liquid and vapor pump 8e is arranged in the insulating layer. The directions of the movement of liquids and vapors in the various pipes are indicated by floches. Likewise, the level of the liquid in the boiler 1 and in the absorber 4b is indicated in the usual manner.
If cooling downstream of the steam pump is dispensed with, the hot lean solution must undergo prior cooling, which in the example shown is carried out by cooling the pipes 4a and 23 as well as the pump 24.