<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux machines frigorifiques
La présente invention se rapporte à la classe de machinesfrigorifiques qui sont basées sur le procédé de l'absorption. La caractéristique de l'invention com- prend des dispositions pour provoquer une circulation ef- fective de la solution, ainsi qu'une évaporation et une absorption suffisantes.
Les figs. 1, 2 et 3 des dessins ci-joints mon- trent les dispositions d'après l'invention.
La fig. 1 représente un générateur 1 ou appa- reil évaporatoire, d'où partent un tube à gaz 3, qui est entouré par un tuyau réfrigérant 4, et un tuyau 9 pour le liquide. Dans la partie inférieure du générateur est dis- posée une chambre d'aspiration 5. Dans cette chambre est disposée l'extrémité inférieure d'un ou de plusieurs tuyaux 6, dont les extrémités supérieures sont courbes et s'ouvrent au-dessus du plus élevé de plusieurs plateaux perforés 27 en forme de cuvette, qui sont disposés au
<Desc/Clms Page number 2>
dessus du niveau du liquide a de la partie supérieure du générateur 1. Des plateaux de ce genre sont également disposés sur les parois de la partie supérieure de la chambre 5. Le tuyau à soupape 8 débouche dans la chambre 5 au-dessus du plateau le plus élevé.
La chambre 5, peut, si on le désire, être placée à l'extérieur du générateur 1, sans rien changer au mode opératoire. De plus, la sou- pape 7 peut, si on le juge désirable, être placée de ma- nière à être enveloppée par le générateur 1.
Les tuyaux 3, 8,9, partant du générateur 1, sont reliés à un récipient 2, qui sert aussi bien d'ava- porateur que d'absorbeur. Le tuyau 3 débouche dans le ré- cipient 2 de manière telle, et les parois latérales sont pourvues de dispositions telles que le liquide pénétrant par le tuyau 3 dans la partie supérieure du récipient est instantanément divisé sur les parois la,térales au réci- pient et est obligé de couler lentement vers le fond de ce récipient. Ces dispositions peuvent être réalisées de différentes manières. Dans la fig. 1 la disposition com- prend une gouttière ouverte 22 prévue sur les parois la- térales de la partie supérieure du récipient.
Le tuyau 3 débouche au-dessus de cette gouttière,.dont le fond est perforé tout près des parois du récipient.Au-dessous de cette gouttière les parois latérales du récipient sont pourvues de plateaux 23 en forme de gouttière qui descen- dent sous forme d'hélice jusqu'à proximité du fond du ré- cipient. Au lieu de ces gouttières, on peut employer de courtes tablettes qui sont décalées l'une sous l'autre.
Quelle que soit la disposition employée, il faut avoir soin qu'elle assure une liaison intime avec les parois du récipient. Pour cette raison, il est bon de donner aux parois du récipient une forme telle que le liquide venant
<Desc/Clms Page number 3>
du tuyau soit bien distribué sur les parois et que, de plus, son mouvement de descente soit retardé. Une forme de ce genre peut être obtenue en moulant les tablettes directement dans les parois latérales, ce qui permet d'obtenir aussi une très grande surface de la paroi et a une grande importance pour la transmission de chaleur de l'extérieur des parois.
Le tuyau 9 débouche dans le récipient au-dessus d'une disposition constituée par des plateaux en forme de cuvette 24 superposés, dont les fonds sont perforés de manière que le liquide du tuyau 9 soit obligé de tomber sous forme de pluie d'un plateau sur le suivant. Les pla- teaux 24 sont portés par des tiges verticales 25. Le pla- teau le plus bas 26 n'est pas perforé, mais possède une ouverture centrale à laquelle le tuyau 8 est relié.
La position verticale du récipient 2 par rap- port au générateur 1, ainsi que la disposition du tuyau 9 sont telles que lorsque le liquide se trouve uans le générateur au niveau a, ce liquide peut couler par la pe- santeur, directement dans le récipient 2 par le tuyau 9.
De plus la disposition du récipient 2, du tuyau 8, de la soupape 7 et de la chambre 5 est choisie de aria- nière que le niveau liquide b du tuyau se trouve au ni- veau ou quelque peu au-dessus du niveau ± de la chambre 5.
On supposera que la machine marche avec une solution aqueu- se d'ammoniaque, et que le dispositif réfrigérant 4 et l'absorbeur et l'évaporateur contiennent un ou plusieurs gaz qui ne sont pas ou sont peu solubles dans l'eau, par exemple de l'air. La direction d'écoulement de l'eau dans le tuyau réfrigérant 4 est donnée par les flèches. La partie inférieure du générateur peut être chauffée au moyen de vapeur, d'électricité, par un brûleur à gaz ou autrement
<Desc/Clms Page number 4>
Lorsqu'on chauffe le générateur 1, l'expulsion de l'ammoniaque commence dans la chambre 5 avant de com- mencer dans le générateur, et se fait aussi plus rapide- ment dans la chambre que dans le générateur.
En conséquen- ce, il se produit une surpression dans la chambre 5, et le liquide de cette chambre est ainsi obligé de couler par les tuyaux 6 dans la partie supérieure du gén érateur 1, où le liquide est répandu sur les plateaux u'où il s'écoule sur le,niveau du liquide a. Lorsque du liquide est ainsi expulsé de la chambre 5, le niveau du liquide baisse dans cette chambre, de façon à découvrir les ex- trémités des tuyaux 6 (voir la fig. 1). Le gaz contenu dans la chambre 5 a ainsi l'occasion de passer par les tuyaux 6 de la chambre 5 dans la partie supérieure du générateur, de sorte qu'il se produit un équilibre des pressions de la chambre et du générateur.
Le surplus du liquide du générateur coule du générateur par le tuyau 9 dans le récipient 2, où il est répandu sur les plateaux 24 et est recueilli sur le plateau 26, d'où le liquide est enlevé par le tuyau 8. Comme à ce moment la pression régnant dans l'appareil est la même dans toutes ses par- ties, le liquide du tuyau 8 coule à travers la soupape 7 dans la chambre 5. Les extrémités des tuyaux 6 sont alors fermées et la pression monte dans la chambre 5, pression fermant la soupape 7 et refoulant le liquide par les tuyaux 6 dans la partie supérieure du récipient, comme déjà décrit. Les plateaux en forme de cuvette 27 de la chambre 5 ont pour but de permettre de recueillir une certaine quantité de liauide avant la fermeture des ex- trémités des tuyaux 6 et en conséquence de la soupape 7.
La capacité des plateaux détermine ainsi la quantité de liquide qui peut être introduite dans le générateur 1 pen-
<Desc/Clms Page number 5>
dant chaque période de surpression dans l'appareil.
Les plateaux 27 de la chambre et ceux de la partie supérieure du générateur facilitent également l'ex- pulsion du gaz à une températeure inférieure au point d'ébullition du liquide, car répandu sur les plateaux, le liquide présente une surface plus grande que s'il se trouvait sous une forme plus compacte.
Le gaz expulsé est ensuite liquéfié par con- densation dans le tuyau réfrigérant 3, d'où il est conduit dans la gouttière 22 du récipient 2. En coulant par la gouttière 22 et les gouttières 23, le liquide est fine- ment divisé et évaporé.
Le gaz est ensuite mélangé avec de l'air dans le récipient. De ce mélange, le gaz est absorbé par le liquide qui est introduit par le tuyau 9 et s'éboutte des plateaux 24. Les parois du récipient sont refroidies par l'évaporation au liquide conaensé, de la manière usuelle dans les appareils de ce genre. Comme l'évaporation aus- si bien que l'absorption ont lieu dans le récipient 2, ce dernier fonctionne comme évaporateur et absorbeur com- binés.
La fig. 2 représente une autre disposition.
Dans la chambre 5, montée dans la partie infé- rieure du générateur, se trouve une cuvette ouverte 11 qui diminue de diamètre vers son fond. De la partie in- férieure de la cuvette part un tuyau 12 dont l'extrémité supérieure débouche au-dessus du niveau du liquide a dans la partie supérieure du générateur. De plus, un tuyau 13, pourvu d'une soupape 14, à son extrémité inférieure, part de la partie inférieure de la chambre 5. L'extrémité su- périeure du tuyau 15 débouche dans la partie supérieure du générateur, un peu au-dessous du tuyau 12. La partie
<Desc/Clms Page number 6>
supérieure de la chambre 5 communique, par le tuyau 16, avec la. partie supérieure d'une autre chambre 15, dont la partie inférieure communique aussi avec la chambre 5 par une gouttière étroite 17.
Le tuyau 8 est relié au fond de la chambr.e 15 par une ouverture à soupape 28.
Le fonctionnement est le suivant : en chauffant, une surpression est engendrée dans les chambres 5 et 15, de sorte que le liquide de la chambre 5 est refoulé par les tuyaux 12, 13 dans le générateur. Les volumes et les surfaces des tuyaux sont choisis de manière que la cuvet- te 11 soit vidée un peu avant la chambre 5, de sorte que le niveau du liquide se trouve en d dans cette chambre, lorsque la cuvette 11 a été vidée, et que le gaz de la chambre 5 commence à passer par le tuyau 12 dans le géné- rateur, en provoquant l'équilibre des pressions. Lorsque cet équilibre est obtenu, la soupape 28 est ouverte et une nouvelle quantité deliquide est amenée du tuyau 8.
Comme tout le liauide venant du tuyau 8 n'a pas le temps de passer par la gouttière-étroite 17, la chambre 15 se remplit, de sorte que du liquide coule aussi dans la chambre 5 par le tuyau 16. Le niveau du liquide de la chambre 5 monte aussi rapidement que le gaz peut s'échap- per par le tuyau 12, jusqu'à ce que le liquide remplisse soudainement la cuvette .et ferme le tuyau 12. Lorsque ceci a lieu, la soupape 28 est fermée en raison de la surpression produite. Le liquide de la chambre 15 passe alors dans la chambre 5 par le tuyau 17 jusqu'à ce que les niveauxliquides soient égaux dans les deux chambres.
Le liquide de la chambre 5 est chauffé et est refoulé vers le haut par les tuyaux 12 et 13, comme déjàdécrit.
L'appareil peut fonctionner à une température relative- ment basse, ce qui a une grande importance, car le re- @
<Desc/Clms Page number 7>
froidissement du tuyau 3 est simplifié, de sorte qu'on peut employer un autre réfrigérant que l'eau.
Dans les dispositions des fig. 1 et 2, la quan- tité de gaz envoyée dans la chambre 5 n'est que celle requise pour refouler le liquide aans le générateur où le dégagement principal de gaz a lieu. Mais on peut aussi envoyer tout le gaz dans la chambre, et une disposition de ce genre est représentée à la fig. 3.
Dans cette disposition le gaz et le liquide sont refoulés aans un récipient 31, d'où ils sont évacués par les tuyaux 3 et 9 de la manière usuelle. Le tuyau 6 est entouré, à son extrémité inférieure, par un tuyau 29 qui est ouvert aux deux extrémités, de sorte que seul du liquide venant du fond du générateur 30 pénètre dans le tuyau 6,
Dans toutes les dispositions ci-dessus décrites on peut utiliser l'évaporateur et absorbeur combinés de la fig. 1.
Mais, comme avec ces dispositions la circula- tion de la solution est sûre et intense, l'évaporation et l'absorption peuvent aussi se faire au moyen de la dispo- sition représentée à la fig. 2. Cette disposition comprend deux récipients 19 et 20, dont les extrémités supérieures sont reliées par le tuyau 32. Les extrémités inférieures des récipients communiquent avec un récipient 18 au moyen des tuyaux 33 et 34. Le tuyau 3 débouche dans le récipient 19, qui est pourvu de plusieurs plateaux inclinés 35. Dans le récipient 20, le tuyau 9 débouche au-dessus d'un pla- teau en forme de cuvette 36, dont le fond est perforé.
Le récipient 20 est entouré par une chemise réfrigérante, et l'espace entre le récipient et la chemise communique avec le tuyau 4,
<Desc/Clms Page number 8>
Lorsque du liquide passe du générateur dans le récipient 20 par le tuyau 9, ce liquide tombe dans le plateau 36 d'où il s'égoutte à l'état finement divisé et est recueilli dans le récipient 18. L'action du liquide tombant en gouttes a pour effet que le gaz contenu dans le récipient 20 est obligé de descendre dans le récipient 18 et de monter ensuite à travers le récipient 19, pour passer de l'extrémité supérieure de ce récipient, de nou- veau, dans le récipient 20, et ainsi de suite. En consé- quence, les gaz sont obligés de circuler à travers les récipients 19 et 20, comme indiqué par les flèches.
Le liquide évaporé dans le récipient 19 est ainsi obligé de pénétrer dans le récipient 20, où il est mis en contact avec le liquide tombant en gouttes qui l'absorbe.
Dans ce cas, le récipient 19 agit évidemment comme éva-oorateur, tandis que le récipient 20 agit comme absorbeur. Du récipient 18, le liquide et le gaz y ab- sorbé sont amenés dans la chambre 15 par le tuyau 8, com- me déjà décrit.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to refrigeration machines
The present invention relates to the class of refrigeration machines which are based on the absorption process. The feature of the invention includes arrangements for causing effective circulation of the solution, as well as sufficient evaporation and absorption.
Figs. 1, 2 and 3 of the accompanying drawings show the arrangements according to the invention.
Fig. 1 shows a generator 1 or evaporative device, from which a gas tube 3, which is surrounded by a refrigerant pipe 4, and a pipe 9 for the liquid, leave. In the lower part of the generator there is a suction chamber 5. In this chamber is arranged the lower end of one or more pipes 6, the upper ends of which are curved and open above the plus. raised by several perforated trays 27 in the shape of a bowl, which are arranged
<Desc / Clms Page number 2>
above the liquid level a of the upper part of the generator 1. Trays of this kind are also arranged on the walls of the upper part of the chamber 5. The valve pipe 8 opens into the chamber 5 above the top of the tray. higher.
The chamber 5 can, if desired, be placed outside the generator 1, without changing the operating mode. In addition, the valve 7 can, if deemed desirable, be positioned so as to be enveloped by the generator 1.
The pipes 3, 8, 9, starting from the generator 1, are connected to a container 2, which serves both as an avador and an absorber. The pipe 3 opens into the receptacle 2 in such a manner, and the side walls are provided with arrangements such that the liquid entering through the pipe 3 into the upper part of the receptacle is instantly divided on the walls 1a, teral to the receptacle. and is forced to slowly sink to the bottom of this container. These arrangements can be made in different ways. In fig. 1 the arrangement comprises an open gutter 22 provided on the side walls of the upper part of the container.
The pipe 3 opens above this gutter, the bottom of which is perforated very close to the walls of the container. Below this gutter the side walls of the container are provided with trays 23 in the form of a gutter which descend in the form of a gutter. propeller until close to the bottom of the container. Instead of these gutters, short shelves can be used which are staggered one below the other.
Whatever arrangement is employed, care must be taken that it provides an intimate connection with the walls of the container. For this reason, it is good to give the walls of the container such a shape that the liquid coming from
<Desc / Clms Page number 3>
of the pipe is well distributed on the walls and that, moreover, its downward movement is delayed. A shape of this kind can be obtained by molding the shelves directly into the side walls, which also makes it possible to obtain a very large surface area of the wall and is of great importance for the heat transmission from the outside of the walls.
The pipe 9 opens into the container above an arrangement consisting of superimposed bowl-shaped trays 24, the bottoms of which are perforated so that the liquid from the pipe 9 is forced to fall in the form of rain from a tray. on the next one. The plates 24 are carried by vertical rods 25. The lower plate 26 is not perforated, but has a central opening to which the pipe 8 is connected.
The vertical position of the container 2 with respect to the generator 1, as well as the arrangement of the pipe 9 are such that when the liquid is in the generator at level a, this liquid can flow by gravity, directly into the container. 2 through pipe 9.
In addition, the arrangement of the receptacle 2, of the pipe 8, of the valve 7 and of the chamber 5 is chosen so that the liquid level b of the pipe is at or somewhat above the level ± of. bedroom 5.
It will be assumed that the machine operates with an aqueous solution of ammonia, and that the cooling device 4 and the absorber and the evaporator contain one or more gases which are not or are not very soluble in water, for example air. The direction of flow of water in the refrigerant pipe 4 is given by the arrows. The lower part of the generator can be heated by means of steam, electricity, by a gas burner or otherwise
<Desc / Clms Page number 4>
When the generator 1 is heated, the expulsion of ammonia begins in the chamber 5 before starting in the generator, and also occurs more quickly in the chamber than in the generator.
As a result, there is an overpressure in chamber 5, and the liquid in this chamber is thus forced to flow through the pipes 6 into the upper part of the generator 1, where the liquid is spread over the trays where it flows over the, liquid level a. When liquid is thus expelled from chamber 5, the level of the liquid drops in this chamber, so as to uncover the ends of the pipes 6 (see fig. 1). The gas contained in the chamber 5 thus has the opportunity to pass through the pipes 6 of the chamber 5 in the upper part of the generator, so that a balance occurs between the pressures of the chamber and of the generator.
Surplus generator liquid flows from the generator through pipe 9 into container 2, where it is spread over trays 24 and is collected on tray 26, from where liquid is removed through pipe 8. As at this time the pressure prevailing in the device is the same in all its parts, the liquid of the pipe 8 flows through the valve 7 into the chamber 5. The ends of the pipes 6 are then closed and the pressure rises in the chamber 5, pressure closing the valve 7 and forcing the liquid through the pipes 6 in the upper part of the container, as already described. The cup-shaped trays 27 of chamber 5 are intended to allow a certain quantity of fluid to be collected before the ends of the pipes 6 and consequently of the valve 7 are closed.
The capacity of the trays thus determines the quantity of liquid which can be introduced into the generator 1 during
<Desc / Clms Page number 5>
during each period of overpressure in the device.
The trays 27 of the chamber and those of the upper part of the generator also facilitate the expulsion of the gas at a temperature below the boiling point of the liquid, since, spread over the trays, the liquid has a larger surface area than s 'it was in a more compact form.
The expelled gas is then liquefied by condensation in the refrigerant pipe 3, from where it is led into the gutter 22 of the container 2. By flowing through the gutter 22 and the gutters 23, the liquid is finely divided and evaporated. .
The gas is then mixed with air in the container. From this mixture, the gas is absorbed by the liquid which is introduced through the pipe 9 and drops off the trays 24. The walls of the container are cooled by evaporation with conaensated liquid, in the usual manner in devices of this kind. . As both evaporation and absorption take place in vessel 2, the latter functions as a combined evaporator and absorber.
Fig. 2 represents another arrangement.
In chamber 5, mounted in the lower part of the generator, there is an open bowl 11 which decreases in diameter towards its bottom. From the lower part of the bowl starts a pipe 12, the upper end of which opens out above the level of the liquid a in the upper part of the generator. In addition, a pipe 13, provided with a valve 14, at its lower end, starts from the lower part of the chamber 5. The upper end of the pipe 15 opens into the upper part of the generator, a little higher. under the pipe 12. The part
<Desc / Clms Page number 6>
upper chamber 5 communicates, through pipe 16, with the. upper part of another chamber 15, the lower part of which also communicates with chamber 5 by a narrow gutter 17.
The pipe 8 is connected to the bottom of the chamber 15 by a valve opening 28.
The operation is as follows: by heating, an overpressure is generated in the chambers 5 and 15, so that the liquid from the chamber 5 is discharged through the pipes 12, 13 into the generator. The volumes and surfaces of the pipes are chosen so that the bowl 11 is emptied a little before the chamber 5, so that the level of the liquid is at d in this chamber, when the bowl 11 has been emptied, and that the gas from chamber 5 begins to pass through pipe 12 into the generator, causing the pressures to equilibrate. When this equilibrium is obtained, the valve 28 is opened and a new quantity of liquid is supplied from the pipe 8.
As all the fluid coming from the pipe 8 does not have time to pass through the narrow gutter 17, the chamber 15 fills up, so that liquid also flows into the chamber 5 through the pipe 16. The liquid level of chamber 5 rises as rapidly as gas can escape through pipe 12, until the liquid suddenly fills the bowl and closes pipe 12. When this occurs, valve 28 is closed due to of the overpressure produced. Liquid from chamber 15 then passes into chamber 5 through pipe 17 until the liquid levels are equal in both chambers.
The liquid in chamber 5 is heated and is pumped upwards through pipes 12 and 13, as already described.
The appliance can operate at a relatively low temperature, which is of great importance, since the re- @
<Desc / Clms Page number 7>
cooling of the pipe 3 is simplified, so that a refrigerant other than water can be used.
In the arrangements of fig. 1 and 2, the quantity of gas supplied to chamber 5 is only that required to deliver liquid to the generator where the main gas evolution takes place. But we can also send all the gas into the chamber, and an arrangement of this kind is shown in fig. 3.
In this arrangement, the gas and the liquid are delivered to a container 31, from which they are discharged through pipes 3 and 9 in the usual manner. The pipe 6 is surrounded, at its lower end, by a pipe 29 which is open at both ends, so that only liquid coming from the bottom of the generator 30 enters the pipe 6,
In all of the arrangements described above, the combined evaporator and absorber of FIG. 1.
But, as with these arrangements the circulation of the solution is safe and intense, evaporation and absorption can also take place by means of the arrangement shown in FIG. 2. This arrangement comprises two receptacles 19 and 20, the upper ends of which are connected by the pipe 32. The lower ends of the receptacles communicate with a receptacle 18 by means of the pipes 33 and 34. The pipe 3 opens into the receptacle 19, which is provided with several inclined plates 35. In the receptacle 20, the pipe 9 opens out above a plate in the form of a bowl 36, the bottom of which is perforated.
The container 20 is surrounded by a cooling jacket, and the space between the container and the jacket communicates with the pipe 4,
<Desc / Clms Page number 8>
When liquid passes from the generator into the container 20 through the pipe 9, this liquid falls into the tray 36 from where it drains in a finely divided state and is collected in the container 18. The action of the falling liquid. drops has the effect that the gas contained in the container 20 is forced to descend into the container 18 and then rise through the container 19, to pass from the upper end of this container, again, into the container 20 , And so on. As a result, the gases are forced to flow through the vessels 19 and 20, as indicated by the arrows.
The liquid evaporated in the container 19 is thus forced to enter the container 20, where it is brought into contact with the falling liquid which absorbs it.
In this case, the container 19 obviously acts as an eva-oorateur, while the container 20 acts as an absorber. From the container 18, the liquid and the gas absorbed therein are brought into the chamber 15 through the pipe 8, as already described.