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Les installations de refroidissement de gaz ou de fractionnement de mélanges gazeux comportent souvent untube, pratiquement vertical, contenant une certaine quantité d'un liquide à point d'ébullition inférieur à 0 C. Dans certaines installa- tions, le liquide s'écoule vers le bas, tandis que dans d'autres, il est pompé vers le haut, à travers ledit tube. Dans le présent mémoire, les tubes par lesquels le liquide s'écoule vers le bas, seront appelés tubes descendants, tandis que ceux par lesquels il est pompé vers le haut, seront appelés tubes ascendants.
Un tube descendant se rencontre, par exemple, dans la chambre de condensation d'une machine frigorifique à gaz froid.
Par machine frigorifique à gaz froid, il y a lieu d'entendre une machine frigorifique fonctionnent suivant le principe inverse du
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moteur à gaz chaud. Il est connu de prévoir, dans la canalisation de sortie de cette chambre de condensation, une garde hydraulique afin d'éviter l'écoulement de gaz par la canalisation d'évacuation vers la chambre de condensation et en même temps pour évacuer le liquide formé dans la chambre de condensation, tout en conservant une dépression dans cette chambre. Entre la chambre de condensation et la garde hydraulique doit exister une différence de niveau, ce qui explique la présence du tube descendant.
Lorsque de la. chaleur est fournie au liquide dans ce tube descendant, il se formera des bulles de vapeur, de sorte que le niveau du liquide est plus élevé dans le tube descendant que dans le cas où aucune chaleur n'est fournie au tube, Il en résulte que la différence de hauteur entre la garde hydraulique et la chambre de condensation, donc la longueur du tube descendant, doit être plus grande que ne le feraient prévoir la dépression dans la chambre de condensation et le poids spécifique du liquide. D'une façon générale, cela sera indésirable pour des raisons de construction. L'invention permet d'obvier à ce phénomène indésirable, ou du moins de l'atténuer notablement. Dans les machines frigorifiques à gaz froid ou dans une colonne séparatrice de gaz, il est en outre connu de pomper le li- quide vers le haut, à l'aide d'une pompe à bulles de vapeur.
Dans ce cas, on a donc affaire à un tube ascendant. A ce tube ascendant on fournit de la chaleur, de sorte que dans le liquide se produisent des bulles de vapeur qui provoquentle pompage par bulles de vapeur sous l'effet duquel le liquide est chassé vers le haut.
Ces pompes à bulles de vapeur sont très sensibles, car il suffit d'une petite quantité de chaleur additionnelle pour provoquer une grande majoration du débit. Il en résulte que, si l'on ne prend pas de dispositions particulières pour mainte- nir la quantité de chaleur fournie entre des limites désirées, le réglage des pompes peut soulever des difficultés. Dans ces pompes à bulles de vapeur, il s'est avéré désirable de ne fournir de la chaleur qu'en des endroits où cet apport peut être entièrement
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régi. Les autres endroits du tube ascendant doivent être calorifuges dans la mesure du possible.
Un second aspect d, t'invention est-d'éviter, dans la mesure du possible, la fourniture indésirable de chaleur au tube ascendant.
Pour cette raison, suivant l'invention, au moins une partie du tube contenant du liquide à point d'ébullition inférieur à 0 C est entourée d'uj second tube, de manière qu'entre les deux tubes existe un certain espace dans lequel se trouve également une certaine quantité de ce liquide, de sorte que cette seconde quan- tité de liquide fait office de calorifuge pour la première. L'en- meinte entourant le tube intérieur contien.t donc un liquide faisant effice de calorifuge, qui, sous l'effet d'une éventuelle amenée de chaleurdu côté extérieur, peut entrer en ébullition localement, de sorte que ledébit du liquide dans le tube intérieur n'est pra- tiquement pasinfluence.
Dans une forme de réalisation de' l'invention, le tube intérieur fait ofiice de tube ascendant et de la chaleur est amenée au côté inférieur de ce tube, où ne se trouve pas une seconde quantité de liquide, de sorte que dans le tube inté- rieur est entretenu un effet de pompage par bulles de vapeur.
Une légère différence de température pouvant exister entre le liquide en ébullition dans le tube extérieur et le liquide dans le tube intérieur;, il peut être désirable d'éviter, dans la mesure du possible;, cette transmission de chaleur résultant de la- dite différence de température.
A ceteffet, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, le tube ascendant est muni d'une couche calorifuge qui réduit, t la transmission de chaleur du liquide extérieur vers le liquideintérieur,
Dans certains cas.\' il peut exister accidentellement une grande différence de niveau entre le côté inférieur d'un tube ascendant et l'endroit où se forme le liquide, par exemple la chambre
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de condensation d'une machine frigorique à gaz froid. Dans ce cas, il existe donc un tube descendant assez long entre la machine frigori- fique à gaz froid et le côté intérieur du tube ascendant.
Etant donné que l'élévation du liquide dans le tube descendant est moins à craindre, mais que dans le tube ascendant il faut éviter une fourniture additionnelle de chaleur, dans une forme de réalisation. de l'invention, le tube ascendant se trouve dans un tube descendant correspondant au tube ascendant, de sorte que le liquide dans ce tube descendant fait office de calorifuge pour le tube ascendant.
Suivant une autre forme de réalisation de¯l'invention, le tube intérieur faisant office de tube descendant et le second tube qui l'entoure débouchent, tant du côté supérieur que du côté inférieur dans une même enceinte, ce qui fournit une construction particulièrement simple.
Dans ce cas, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, il est désirable que le tube extérieur comporte, du côté supérieur, à la chauteur de l'embouchure du tube intérieur, un élargissement, de sorte qu'en cet endroit il existe suffisamment de place pour évacuer les bulles de vapeur formées.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente la chambre de condensation d'une machine frigorifique à gaz froid, comportant un tube descendant calorifugé, raccordé à une garde hydraulique.
La fige 2 représente un tube descendant, dans lequel un liquide est pompé vers le haut paruneffet de pompage par bulles de vapeur.
Sur la fig. 3, un tel tube ascendant se trouve à l'in- térieur d'un tube descendant.
L'installation montrée sur la fig. 1 comporte une machine frigorifique à gaz froid 1, représentée partiellement,
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munie d'une enceinte 2, dans laquelle est condensé un gaz, par exemple de 1' air, (chambre de condensation). Cette chambre est entourée d'une paroi calorifugée 3. De l'air, qui est amené à cette chambre, est condensé' sur les ailettes 4 qui ''''font partie du congélateur de la machine frigorifique à gaz froid et le condensât est capté dans une canalisation annulaire
5. A cette canalisation se raccorde un tube 6 muni d'un élar- gissement 7 et entourant étroitement le tube intérieur 8.
Le tube 6 est fermé à son extrémité inférieure 9, ce qui forme, autour du tube intérieur 8, une enceinte la, dans laquelle peut se trouver une certaine quantité de, liquide. Le tube intérieur 8 se raccorde à son tour à une garde hydraulique 11.
Pendant 1 e fonctionnement, le liquide forme dans la chambre de condensation 2 s'écoule, par le tube 6, dans l'enceinte
10 qui ne peut contenir qu'une petite quantité de liquide ; lorsquecette enceinte est remplie, le liquide s'écoule par le tube inté- rieur 8 et quitte l'installation par la garde hydraulique 11. Le Liquide contenu dans l'enceinte 10 fait office de calorifuge, de sorte qu'il ne se forme pas de bulles de vapeur dans le liquide qui traverse le tube intérieur 8 et l'on évite donc que le liquide monte dans ce tube.
Les bulles de vapeur s'élevant dans l'enceinte 10 par- viennent dans l'élargssement 7 et, par suite de la grande surface du liquide en cet endroit, elles n'y provoquent pratiquement pas d'ascension.
Dans la forme de construction représentée sur la fig. 2, les parties correspondant à celles de la fige 1 portent les mêmes chiffres de référence que sur cette dernière. Le tube d'évacuation
6 se raccorde à nouveau à une enceinte, non représentée sur la figure, contenant du liquide à point d'ébullition inférieur à 0 C
Sur cette figure, l'enceinte 10 n'est pas fermée du côté inférieur, mais se raccorde à un réservoir 12. A ce réservoir se raccorde également un tube ascendant 13, recouvert d'une mince couche
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calorifuge et dont la partis Unfâriecure est chauffée, par exemple à l'aide d'un enroulement électrique 15.
Le tube ascendant 13 est en grande partie entoura par un tube 16 qui est fermé à la partie inférieure17 et qui, à la partie supérieure;, se raccorde, tout corme le tube 13, à une canalisation 18. Le tube intérieur 8 com- porte, du côté supérieur, une ouverture en forme d'entonnoir 19 pour capter le liquide sortant du tube 6.
Dans cette forme de réalisation, du liquide s'écoule également, à travers le tube descendant 8, dans le réservoir 12, tandis oue de ce réservoir du liquide s'élève d ans l'enceinte 10.
Par suite de la fourniture de chaleur à l'enceinte 10; le liquide contenu dans cette enceinte entre en ébullition, de sorte que le liquide est chassé vers le haut et fait office de calorifuge pour le liquide contenu dans le tube intérieur.
Le liquide pompé vers le haut descend par le tube 8, tandis que du réservoir 12, du liquide est à nouveau amené à l'enceinte 10.
Dans le tube ascendant 13, on obtient un effet de pompa- ge par bulles de vapeur, par suite delà chaleur que 1'enroulement de chauffage 15 fournit au liquide. Dans le tube 16 se trouve un liquide faisant office de calorifuge pour le tube ascendant.
Etant donné qu'il existe une différence de température, faible il est vrai, entre le liquide en ébullition dans le tube 16 et le liquide dans le tube ascendant 13, une certaine quantité de chaleur est fournie à ce dernier liquide. Pour contrecarrer, dans la mesure du possible, cet apport de chaleur, le tube 13 est entouré d'une couche calorifuge 14.
Dans la forme de construction représentée sur la fil!.
3, un tube descendant entoure partiellement un tube ascendant.
Le dispositif comporte un tube descendant 20 qui est raccordé, àsa partie supérieure, à une enceinte non représentée sur le dessin contenant un liquide à point d'ébullition inférieur à 0 C comme il a été décrit pour les fig. 12 et 2. Le tube descendant
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20 comporte, à sa partie' inférieure, une canalisation de liaison 21 qui est raccordée à un tube ascendant 22. A sa partie inférieure, le tube ascendant 22 est chauffa par un enroulement Electrique 23, de sorte que la chaleur est fournie au tube ascendante ce qui provoque, dans le tube, un. effet de pompage par bulles de vapeur.
Le liquide dans le tube descendant fait office de calorifuge pour le liquide contenu dans le tube ascendant. Au besoin, le tube descendant lui-même être entoura d'un. liquide, de la manière représentée sur la fig. 1. De plus. lapartie supérieure du tube ascendante qui n'est pas isolée par le liquide dans le tube descendante peut comporter une enceinte isolante comme sur la fig.