Brevet FR2479017A1 — publié le 19811002

La présente invention se rapporte à des perfec- tionnements des machines à absorption du type basé sur un cycle bromure de lithium/eau ou chlorure de lithium/eau, ou qui utilisent un absorbant semblable. Elle vise, plus particulièrement, des perfectionnements relatifs à l'éli- mination de la couche de surface de éthyl-2-n-hexanol, ou de substances analogues qui sont utilisées comme additifs dans de telles machines et qui tendent à s'accumuler à la surface de la couche halogénuree lithium/eau. Le disposi- tif suivant l'invention est également utilisable dans d' autres domaines de l'industrie chimique. De nombreux appareils fonctionnent sur la base d'un cycle halogénure de lithium/eau, et de préférence bromure de lithium/eau. Une longue expérience a montré que l'emploi de éthyl-2-n-hexanol a une influence très favorable sur la capacité de tels appareils et l'emploi d' un tel additif permet d'obtenir une amélioration de capa- cité atteignant 50c, ainsi que des gains de rendement et de fiabilité. D'autres alcools de composés organiques ayant des propriétés analogues peuvent être utilisés pour le même but. L'éthyl-2-n-hexanol a une densité inférieure à celle de l'eau et il n'est pas soluble ni miscible dans l'eau. Par suite, cet additif tend à former une couche de surface à la partie supérieure de la couche aqueuse d'ha- logénure de lithium (bromure ou chlorure de lithium). L' éthyl hexanol flotte à la surface, en particulier dans 1' absorbeur et dans l'évaporateur de machines de ce type t dans 1labsorbeur au-dessus de la couche de LiBr et dans l'évaporateur au-dessus de la couche d'eau. Cela empêche la circulation de cet additif dans la machine, réduit son effet bénéfique et diminue le rendement. Par suite, la ma- chine ne fonctionne pas à son meilleur rendement et il est nécessaire, dans les dispositifs suivant l'art antérieur, d'ajouter périodiquement un appoint d'éthyl-2-n-hexanol, qui est d'autre part une substance très coteuse. Jusqu'à présent, il n'existe pas de moyens efficaces pour mainte- nir cet additif en circulation, à sa pleine capacité. La présente invention a pour objet des moyens pour éliminer efficacement la couche de surface d'éthyl-2- n-hexanol, ou de composés analogues, de 1' eau et des solu- tions aqueuses de l'halogénure de lithium utilisées dans les machines de réfrigération à absorption, afin d'arriver à une utilisation complète des effets bénéfiques d'un tel additif. Le dispositif suivant la présente invention com- prend des moyens qui induisent la formation d'un vortex, à un endroit o l'eau ou la solution de l'halogénure de lithium est évacuée d'une partie du dispositif d'absorp- tion et envoyée à l'autre, de façon à obtenir un mélange intime de l'additif avec l'eau ou la solution aqueuse, ce qui permet de maintenir l'additif en circulation effecti- ve et d'utiliser toute l'efficacité de l'additif dans le cycle de réfrigération. Les moyens suivant l'invention com- prennent une structure à un ou plusieurs aubages, de dimen- sion et de géométrie appropriées, qui sont placés dans les cuves contenant les dites phases aqueuses, au-dessus des sorties de l'eau ou de la solution aqueuse d'halogénure de lithium. La structure suivant l'invention a pour effet la formation d'un vortex dans lequel se produit un mélange in- time de l'additif avec l'eau ou avec la solution d'halogé- nure de lithium. Par suite, le liquide qui circule dans la machine contient l'additif en mélange sous une forme qui lui permet d'exercer tout son effet bénéfique. On évite ain- si sensiblement d'avoir à ajouter périodiquement des quanti- tés supplémentaires et, lorsqu'une quantité appropriée d'ad- ditif est introduite en début de fonctionnement de la ma- chine, cet additif conserve son efficacité pendant une lon- gue durée. De telles structures à aubages sont prévues à la sortie de l'absorbeur et, si on le désire, également à la sortie de l'évaporateur. Elles provoquent l'entraine- ment de tout additif flottant à la partie supérieure de la couche aqueuse, dans le liquide aqueux quittant les compartiments respectifs, en mélange intime avec ce li- quide. Pour des appareils de petite dimension, un aubage vertical unique, de géométrie appropriée, peut convenir. Pour des dispositifs plus grands, on utilise avantageuse- ment une structure comportant une pluralité d'aubages. Lorsqu'on utilise un aubage unique, celui-ci peut être constitué par une pièce rigide verticale fixée à la pla- que de fond de la cuve contenant le liquide aqueux, sen- sibLement autour de l'orifice de sortie de ce liquide. Cette pièce rigide est constituée par une plaque cintrée en forme courbe ou hélicoïdale, avec une ouverture per- mettant le passage sensiblement sur toute sa hauteur pour le liquide qui se trouve dans le compartiment. Le profil de l'aubage est tel qu'il induit la formation d' un vortex énergique dans le liquide extrait du comparti- ment par l'orifice de sortie, ce vortex provoquant l'en- trainement de l'additif qui flotte au-dessus de la couche aqueuse. Si on le désire, la formation du vortex peut è- tre renforcée au moyen de jets qui sont alimentés par une dérivation d'une pompe existante ou par une petite pompe de liquide. Les aubages peuvent être perpendiculaires à la surface du liquide dans le compartiment, ou être en for- me d'entonnoir. La structure comportant une ou plusieurs ouvertures latérales et s'étendant sensiblement jusqu'au niveau supérieur du liquide dans le compartiment respec- tif. Le vortex est créé par une structure d'aubage fixe et on obtient un entratnement efficace de l'additif. Des structures d'aubages de 250 à 500 mm de diamètre environ, pour des machines à absorption de 1,5 à 6 m de long, con- viennent pour obtenir les effets désirés. Les structures de formation de vortex suivant la présente invention peuvent tre utilisées dans l'industrie, et en particulier dans l'industrie chimique, chaque fois qu'il est nécessaire d'obtenir un mélange intime d'un li- quide qui est plus léger qu'un autre et qui flotte au-des- sus du liquide le plus lourd, ces liquides devant être en- voyés à une autre partie de l'appareil. Les vortex induits sont très énergiques et par- fois, lorsqu'un mélange très intime a été obtenu, il est avantageux de prévoir un aubage redresseur près de la sor- tie, de façon à arrêter ou au moins réduire le mouvement de rotation du liquide à la sortie avant qu'il atteigne la pompe située près de la sortie. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description de ses formes de réalisation, non limitati- ves, représentées sur les dessins annexés. Fig. 1 est une coupe verticale schématique à travers un appareil équipé d'un dispositif de formation de vortex suivant la présente invention. Fig. 2 est une vue de dessus d'un dispositif de formation de vortex à quatre aubages. Fig. 3 est une vue de c8té d'un dispositif à aubage unique. Fig. 4 est une vue de côté d'une structure à deux aubages. Fig. 5 est une vue de côté d'une structure à trois aubages et Fig. 6 illustre l'utilisation d'un aubage re- dresseur. Comme représenté sur la figure 1, une solution 11 de bromure de lithium avec une couche supérieure 12 d'éthyl-2-n-hexanol est extraite par une sortie 13 d'un compartiment 14 de la machine de réfrigération, par l'in- termédiaire d'un conduit 15 et d'une pompe 16. Une struc- ture à aubage suivant l'invention est prévue au-dessus de la sortie 13. Une telle structure peut être du type représenté sur la figure 2, qui comprend trois aubages 219 22 et 23 constitués par des tôles métalliques rectangulaires cin- trées. Ces aubages sont disposés verticalement et définis- sent ainsi trois entrées 24, 25 et 26 par lesquelles pas- se le liquide. Un vortex se forme et le liquide inférieur et la couche de surface sont intimement mélangés avant d' être évacués par la sortie 13. Une structure à aubage u- nique pour la formation d'un vortex est représentée sur la figure 3. L'aubage 31 est plié en forme hélicoïdale et il est fixé, à son extrémité inférieure, au fond 32 du compartiment considéré de la machine de réfrigération. Le liquide passe par une ouverture latérale 33, un vortex est formé et le mélange liquide est évacué par une sortie 34. La figure 2 représente une structure comprenant deux aubages 41 et 42 définissant des ouvertures latérales d'entrée 43 et 44. Les liquides intimement mélangés sont évacués par une sortie 45, Une structure à trois aubages, semblable à celle de la figure 2, est représentée sur la figure 5e Elle com- prend trois aubages 51, 52 et 53 qui définissent une struc- ture de formation de vortex comportant des ouvertures la- térales 54, 55 et 56, ouvertes sur toute la hauteur du dispositif. Le liquide est évacué par une sortie 57, Comme le vortex induit est parfois trop violent, il peut être avantageux de prévoir un redresseur de flux, Ce dispositif est constitué par une bande métallique de for- me rectangulaire allongée. Il est représenté sur la figure 6. La tuyauterie de sortie 61 est munie d'une bande 62 qui est pliée à son extrémité supérieure 63 et qui définit plus bas une partie droite 64. Il est entendu que des modifications de détail peuvent être apportées dans la forme et la construction du dispositif suivant l'invention, sans sortir du cadre de celle-ci. Revendications 1. Dispositif de formation de vortex, utilisable dans un appareil dans lequel un liquide (12) flottant au- dessus d'un autre liquide (11) doit être évacué vers une autre partie de l'appareil, ces liquides devant être in- timement mélangés l'un à l'autre, caractérisé en ce qu'il comprend une structure à au moins un aubage courbe placée au-dessus de l'orifice (13) de sortie du liquide, cet au- bage s'étendant sensiblement jusqu'au niveau supérieur de la phase liquide, une entrée latérale étant prévue le long de la plus grande partie de la structure à aubage. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé er"e qu'il comprend un aubage hélicoïdal (31) s'étendant jusqu'au niveau supérieur du liquide supérieur et placé au-dessus de l'orifice de sortie (34). 3. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la structure de formation de vortex comprend deux à quatre aubages (41,42), ces aubages étant formés par des feuilles métalliques cintrées, des entrées (43,44) étant prévues le long de la plus grande partie de la hauteur de la structure à aubage. 4. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les aubages ont une configuration en forme d'en- tonnoir. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce qu'un redresseur de flux est prévu dans le conduit de sortie. 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le redresseur de flux est constitué par une bande métallique rectangulaire (62), de forme incurvée à son ex- trémité supérieure et de configuration rectiligne à sa partie inférieure, cette bande étant insérée dans la tu- yauterie de sortie (61). 7. Machine à absorption du type halogénure de li- thium/eau (bromure de lithium et/ou Chlorure de lithium), équipée d'au moins une structure de formation de vortex suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, carac- térisée en ce que l'halogénure de lithium et un additif du type éthyl-2-n-hexanol doivent être extraits, intime- ment mélangés l'un à l'autre, et envoyés à une autre par- tie de la machine. 8. Procédé de mélange intime d'une solution d'halo-, génure de lithium avec de l'éthyl-2-n-hexanol utilisé com- me additif, caractérisé en ce qu'il consiste à équiper un orifice de sortie d'un compartiment d'une machine à ab- sorption de ce type avec un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, à évacuer la phase halogénure de lithium/additif par cet orifice de sortie et à l'envoyer à une autre partie de la machine.