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Frigorifique par absorption pour petits besoins.
Dans ce genre de glacière pour ménages, on équilibre la pression interne par soupape réductrice ou gaz neutre, on obtient le froid par consommation de cha- leur en vaporisant un agent réfrigérant binaire consistant d'ordinaire d'eau et d'ammoniaque.
Dans ce frigorifique, objet de l'invention, les organes compensateurs de pression sont d'une part un capillaire entre condenseur et vaporisateur, d'autre part, entre bouilleur et vase absorbeur une colonne liquide due
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au réfrigérant qui circule par thermosyphon. Ainsi, la forte évaporation du radiateur amène sans cesse du dissol- vant réfrigérant.
Ce frigorifique fonctionne donc sans soupape ni pompe de dérivation, et par suitesans gaz neutres ni autres additions. On chauffe le thermosyphon à la flamme ou électriquement. Afin d'empêcher qu'à l'entrée dans le condenseur, le réfrigérant venant du bouilleur (par ex. de l'ammoniaque) se mélange au dissolvant évaporé (par ex. de l'eau), un dispositif les sépare et ramène le diluant au bouilleur.
Dans le dessin ci-joint, on voit deux exemples de réalisation avec variantes de détails de l'objet de l'invention, à savoir :
Fig. 1 comme schéma de type fonctionnant sans gaz étranger,
Fig. 2 comme schéma de type fonctionnant au gaz étranger,
Fig. 3 représente une coupe par une partie de glacière pour ménage munie de notre frigorifique,
Fig. 4 une coupe horizontale par une partie de la glacière du 3,
Fig. 5 est un détail,
Fig. 6 représente en coupe le mode de chauffage du thermosyphon a flamme ouverte et
Fig. 7 une coupe y relative d'après la ligne 1-1 en fig. 6,
Fig. 8 une coupe du chauffage du thermosyphon par pure induction électrique,
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Fig. 9 est une coupe y relative d'après la ligne II-II en fig. 8 .Fig. 10 représente en coupe le chauffage du thermosyphon au moyen d'un rotor et
Fig.
11 une coupe y relative d'après la ligne III-III en fig. 10.
Suivant l'exemple de réalisation de la figure 1, 1 est le vase absorbant, 2 le bouilleur, 3 le condenseur, 4 le vaporisateur. C'est donc un réfrigérant par absorption d'humidité. A l'absorbeur 1 arrive - par un tuyau 5 partant du fond du vaporisateur 4 - le gaz ammoniac à absorber. Plus de la moitié de cet absorbeur est pleine d'eau refroidie saturée d'ammoniac, cette eau fournit la colonne liquide qui équilibre la pression entre le bouilleur 2 et l'absor- beur 1.6 est un vase placé sous le bouilleur 2, il a la même forme que l'absorbeur 1, auquel il est raccordé par un tuyau 7.8 est un échangeur de chaleur, formé d'un large raccord 8 entourant un tube capillaire 9, partiellement incliné le plus possible. Le haut du large raccord 8 communique avec la chaudière du bouilleur 2 par le petit capillaire 10.
Le bas du 8 communique avec le haut de l'absorbeur 1 par le capillaire 10 qui s'enroule étroite- ment autour du bas de l'absorbeur. Ce capillaire 10 amène à cet absorbeur 1 la solution faiblement réfrigérante, venant du bouilleur 2 et aboutit juste au-dessus du haut de l'absorbeur, à des lames raidantes 12 qui repandent la solution. Le capillaire 9 qui constitue le centre de l'échangeur de chaleur 8 relie le bas du vase communicant 6 à la chambre de vapeur audessus de la chaudière du bouilleur 2. Ce capillaire 9, après une forte ascension, s'enroule en 9' autour d'un radiateur électrique 13 qui pénètre en
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partie dans la chaudière du bouilleur 2. Ce bouilleur, son radiateur et le capillaire 9 qui l'enserre sont dans un isoloir 14.
Le haut du bouilleur 2, aménagé comme capot rectifieur, sert à débarrasser l'ammoniac de la vapeur d'eau qu'il a entrainée. A cet effet, duex boûchons 15 en fine paille de fer, enforcés dans le capot, séparent la chambre de vapeur du condenseur 3 raccordé au sommet de ce capot. Rectifieur et condenseur sont munis de lamelles réfrigérantes. Du tréfond du condenseur 3 part un capillaire 16 qui aboutit au sommet du vaporisateur 4 dans lequel il décrit les spiraux 16'. Sous l'embouchure du capillaire 16 dans ce condenseur 4, on a superposé des lamelles rondes 17 pour obtenir le maximum de surface d'évaporation. Sous ces lamelles 17, à la sortie du vaporisateur 4, encore un coussinet 18 en paille de fer assure l'évaporation intég- rale de l'eau de condensation réfrigérante.
Le vaporisateur est entouré de lamelles 17 qui captent la chaleur de la glacière dans laquelle il est logé (voir figures 3 et 5).
Le capillaire 20 relie la chambre de vapeur du bouilleur 2 au vase communicant 6 si bien que le pression venant de cette chambre, s'exerce, constamment sur le niveau de la solution, dans ce vase, S'il y a trop de pression dans le bouilleur celle-ci ne peut pousser le liquide dans le vase 6 que jusqu'au niveau de sécurité, c.à.d. l'endroit d'où part le tube 9 ascendant au bouilleur 2. Si le liquide monte jusque là, la solution fortement réfrigérante ne peut plus pénétrer, et cela interrompe l'évaporation.
Pour entraîner la chaleur vers l'absorbeur 1, le manteau de celui-ci est muni de larges lamelles ré- frigérantes 21. Afin de refroider encore plus le capillaire 16 par le tube 5, en enlevant de la chaleur à celui-ci par
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l'évaporation du liquide réfrigérant, on affixe sur le 16 et le 5 les lamelles 22.
Voici maintenant - comment s'opère le refroidisse- ment dans ce type d'appareil par l'emploi d'eau comme solu- tion, et d'ammoniac comme réfrigérant : Avant le chauffage, le liquide est au même niveau dans l'absorbeur 1, l'échan- geur de chaleur 8, le bouilleur 2 et ses capillaires 9 et 20, car tous ces récipients communiquent entre eux. Le con- denseur 3 et le vaporisateur 4 sont sous la même pression. l'absorbeur 1 contient une solution froide, riche en ammon- iac, le bouilleur 2 en contient aussi une solution froide mais pauvre en ammoniac. A petit rendement, le radiateur 13 dans la conduite 9 - 9' qui sert de thermosyphon atteint une haute température de sorte que la solution qui l'en- toure dans le syphon, s'approche du degré d'ébullition au point de chauffe 9'.
Ceci provoque une forte ascension et par suite un afflux de la solution hors du vase 6 et de l'absorbeur 1. La vapeur qui se forme dans la chambre du bouilleur 2 cause peu à peu un excédent de pression qui par le tube 10' fait couler bouillante la solution pauvre en ammoniac du bouilleur 2 dans le manteau 8' de l'échangeur
8 communiquant ainsi une chaleur intense au centre 9 de cet échangeur. Par suite, la solution riche en ammoniac est déjà très chaude avant de passer dans le thermosyphon. l'excédent de pression dans la chambre du bouilleur 2 aug- mente jusqu'à ce que la colonne liquide h dans l'absorbeur 1 atteigne une hauteur équivalente à la pression de vapeur dans le bouilleur 2, obtenue par le rendement maximum du radiateur 13.
La solution pauvre en ammoniac que la pression de vapeur refoule vers l'absorbeur 1 par la conduite 10' (11),10 perd déjà de sa chaleur dans l'échangeur 8, puis dans les spiraux 11, et finalement se refroidit entièrement en se répandant sur les lames 12. Dans le bouilleur, elle
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perd presque tout l'ammoniac. Les filtres 15 dans le capot du rectifieur arrêtent la vapeur d'eau en formation et ne laissent passer que les vapeurs d'ammoniac. La faible échauffabilité des coussinets 15 en paille de fer cause une rapide dérivation de chaleur et par suite une conden- sation immédiate de la vapeur d'eau. La pression qui est la même dans le bouilleur 2 et le condenseur 3, favorise la condensation du liquide réfrigérant, pendant que les lamelles le refroidissent.
L'ammoniac liquide en conden- sation qui se forme lors du refroidissement, bloque le capillaire 16 dont la résistance au courant est égale à la pression. Il en résulte que l'ammoniac pénètre sous forme de petit jet dans le vaporisateur 4, se détend et s'évapore en enlevant de la chaleur aux alentours et - par les lamelles 19 - au frigorifique. Par le tube 5, l'ammoniac gazeux pénêtre dans l'absorbeur 1 où il est réabsorbé par la solution répandue sur les lames 12.
On verra sur la figure 2 qu, moyennant quel- ques changements minimes, ce type peut servir pour l'ab- sorption au gaz étranger, il n'y a qu'à supprimer le vase communicant 6, le raccord 7 et le capillaire 20. Pour amener la solution riche an ammoniac, on raccorde directe- ment au bas de l'absorbeur 1 le thermosyphon 9' et le tube ascendant 9 qui ferme le centre de l'échangeur 8. Le re- foulement dans l'absorbeur de la solution pauvre en ammoniac s'opère à peu près de la même manière, à part le diamètre plus grand du capillaire 10. Le gaz étranger circule par un large tuyau 23 qui monte du couvercle de l'absorbeur 1, puis redescend, traverse comme centre d'un échangeur dans la partie 5', le tuyau 5 qui aboutit à un large manteau 5', et débouche dans le capot du vaporisateur 4.
Dans la
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partie du tuyau 23 qui traverse l'échangeur 5' et le vaporisateur 4, on introduit un baguette 24 de fer blanc en spirale qui empêche le gaz en circulation, de former un noyau de chaleur.
25 est un capillaire comensateur de pression entre le condenseur 3 et l'absorbeur 1. Le circuit de l'ammoniac et du diluant est à peu près le même que dans le premier type. Les spiraux du thermosyphon 9' au dessus du radiateur 13 sont placés et mesurés de façon qu'en cas de surchaffe, c-à-d. de surcharge de ce radiateur, la solution soit refoulée du raccord 9' vers l'absorbeur, afin qu'elle cesse de s'écouler et de s-évaporer.
Ces deux types, logés dans une glacière, sont actionnés par un thermostat automatique dont l'inerte est réglée de façon à empêcher tout enneigement continu à la surface du vaporisateur 4. On y arrive le mieux en lançant à chaque départ (mise en route) - grâce au système (sans soupape ni pompe) de tuyaux ouverts - du condenseur 3 dans le vaporisateur 4 une légère vague de gaz chaud qui vapo- rise la moindre neige avant le début de la période de froid suivante.
C'est par derrière qu'on introduit dans la glacière le frigorifique en question. On loge le vapori- sateur dans la glacière, mais au besoin on fixe les ré- cipients 1, 2 et 3 en dehors, au dos dans lequel est ménagé un passage aux raccords 5 et 16. Pour fermer la glacière, à la tôle 26 qui constitue la paroi intérieure, on fixe à ce passage une manchette 27 à rebord. Entre les raccords 5 et 16 on sonde une vanne 28 assurant l'étacheté au passage de ces raccords. Au bord de cette vanne, une rainure externe 29 sert à loger une bague 30 en caoutchouc qui,
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pressée lors de l'introduction de l'aggrégat entre la man- chette 27 et la vanne 28, étanche le coffre. Pour l' étancheté de la paroi extérieure 31, un couvercle 32 est encastré dans le passage.
Les lamelles réfrigérantes 22 reliant les tuyaux 5 et 16 traversent le passage entre la vanne 28 et le couvercle 32. L'espace resté libre est rem- pli d'isolant.
Le chauffage du thermosyphon peut se faire de plusieurs façons. Dans les modèles 1 et 2, il est obtenu par une spirale 13 à résistance "Ohm" protégé par un man- teau et recevant le courant par les fils 13'.
Sur les figures b et 7 il s'agit d'un chauffage à la flamme, c.à.d. au gaz d'éclairage ou outre combustible: un tuyau à gaz 34 entre par le bas dans le tuyau de chauffe 33 du thermosyphon 9'. Les canaux transversaux 39 assurent l'aération et, de concert avec les gouvernails radiants 36, passent leur chaleur au bouilleur 2.
Sur les figures 8 et 9, il s'agit de chauffage par pure induction électrique. Le noyau de fer 37 con- stitue avec le manteau 38 deux cercles magnétiques, tout comme dans les transformateurs à manteau. Les serpentins axcitateurs 39, alimentés par courant alternatif, se chargent de l'induction magnétique. 40 est un serpentin secondaire à court circuit, enroulé autour du noyau 37 dans le tuyau de syphon 41, il s'échauffe donc fort. Comme, en outre, des remous se forment dans le noyau 37 et que les serpentins excitateurs s'échauffent, ce système de chauffage sans apport extérieur est commode.
Quant au chauffage électrique par syphon que montrent les figures 10 et 11, c'est une combinaison de chauffage centrale et d'induction par moteur. Les enve-
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veloppes 42, 43 produisent comme toujours un champ magnétique de rotation alternative. Ce champ induit dans le rotor 44 des courants qui provoquent un contre-champ, de sorte que le rotor se met à tourner. Par un calcul approprié des voies de courant dans le rotor 44, on échauffe fort celui- ci qui devient dès lors coprs de chauffe. Sur le manteau de ce rotor, on fixe une spirale à un ou plusieurs filets, laquelle envoie au bouilleur 2 la solution saturée d' ammoniac. Pendant qu'elle traverse le noyau du rotor 44, celui-ci qui est chauffé lui passe de sa chaleur.
Afin d'obtenir le maximum de froid, l'inter- valle entre le coffre intérieur 26 et l'extérieur 31 est rempli de godets 46 en carton ondulé, emboîtés concentrique- ment. Sur la face lisse de ce carton 47, on colle une feuille de cellophane. Ces godets sont ouverts du côté de la porte de la glacière, leurs bords sont hermétique- ment réunis entre eux. De cette façon, on a entre ces godets des cellules étroitement limitées, isolées par le carton ondulé et la diffusion entre elles est empêchée par la cellophane.
Revendications.
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