Brevet FR2486218A1 — publié le 19820108

Procédé de liquéfaction d'un gaz fréon. La présente invention concerne un procédé de liquéfaction d'un gaz fréon. Le procédé conventionnel de liquéfaction d'un gaz fréon uti- lise une machine frigorifique ou un procédé pour refroidir directement le gaz fréon avec de l'azote liquéfié. Le premier présente la difficulté de nécessiter un appareillage coûteux et le second présente également l'inconvénient que,même si le gaz fréon est liquéfié, le fréon liquéfié se solidifie par- fois avec, comme résultat, un danger d'obturation de l'échan- geur thermique et en fait il est très difficule de réguler de façon convenable le débit d'écoulement du gaz fréon liquéfié pour qu'il ne se solidifie pas. En conséquence, un premier but de la présente invention est de fournir un procédé de liquéfaction d'un gaz fréon qui permette d'éliminer les inconvénients et désavantages ci-des- sus mentionnés du procédé conventionnel de liquéfaction du gaz fréon et qui permette de liquéfier de façon simple le gaz fréon sans solidification. Un autre but de l'invexntion est de fournir un procédé de liqué- faction du gaz fréon qui permette également d'emmagasiner d'une manière simple et en l'état le gaz fréon liquéfié. 2486218- Un autre but encore de l'invention est de fournir un pro- cédé de liquéfaction du gaz fréon qui n'est pas onéreux en ce qui concerne l'appareillage pour mettre en oeuvre le procédé. Un autre but encore de l'invention est de fournir un procédé de liquéfaction du gaz fréon qui permette d'éviter complè- tement la solidification du gaz fréon liquéfié en agitant le gaz fréon, ce qui de plus empêche la non liquéfaction du gaz fréon. Un autre but encore de l'invention est de fournir un procédé de liquéfaction du gaz fréon qui permette de contrôler la températion du fréon. Ces buts sont atteints conformément à l'invention par un procé- dé qui consiste à insérer de manière fixe un réservoir inter- ne dans un réservoir externe, à remplir en gaz liquéfié de refroidissement l'enceinte de refroidissement formée entre le réservoir externe et le réservoir interne, à remplir en agent d'échange thermique l'enceinte d'échange thermique formée à la périphérie externe du réservoir interne, à alimenter le gaz fréon dans le réservoir interne mis sous vide de manière à liquéfier le gaz fréon par l'intermédiaire de l'agent d'échan- ge thermique à partir du gaz liquéfié de refroidissement et à poursuivre la liquéfaction du gaz fréon tout en agitant le fréon gazeux liquéfié emmagasiné dans le réservoir interne. Les objets et caractéristiques ci-dessus et autres y rattachés de l'invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après avec référence au dessin ci-annexé dans lequel La figure unique est une vue explicative schéma- tique d'un mode de réalisation préférentiel d'un appareil pour mettre en oeuvre le procédé de li- quéfaction du gaz fréon conforme à l'invention. L'appareil représenté comprend un réservoir externe 2 entouré par une barrière d'isolation thermique 1 formée par une encein- te à vide ou similaire à la périphérique externe de ce réser- voir, un réservoir interne 4 fermé par un couvercle 3 est inséré dans le réservoir externe 2 et fixé au couvercle 5 du réservoir externe 2 et un gaz liquéfié-derefroidissement 7 tel que de l'azote liquéfié ou similaire contenu dans l'enceinte de réfrigération 6 formée entre le réservoir externe 2 et le réservoir interne 4. L'appareil comprend également une enceinte d'échange thermi- que 8 formée à la périphérie externe du réservoir interne 4, une bouteille 9 d'agent d'échange thermique remplie avec un agent d'échange thermique tel que de l'hélium gazeux, de l'hydrogène gazeux, etc. reliée, par un régulateur de pression et une vanne électromagnétique 11 d'alimentation de l'agent d'échange thermique, par l'intermédiaire d'un tube 12 pour l'agent d'échange thermique, à l'enceinte 8, une pompe à vide 13 reliée par une vanne électro-magnétique de commande de mise sous vide 14 à l'enceinte 8, un manomètre 15 raccordé sur le tube 12 et une vanne électro-magnétique 16 de contrôle d'échap- pement de la pompe à vide. L'appareil comprend également une bouteille 17 de gaz fréon remplie avec un gaz fréon tel que le fréon-13, connectée, par.un régulateur de pression 18 et une vanne électro-magnéti- que 19 d'alimentation du gaz fréon et par l'intermédiaire d'une conduite à gaz fréon 20, au réservoir interne 4, un orifice 21 de récupération du gaz fréon prévu sur le tube 20, un manomètre 22 de contrôle de la pression du gaz fréon rac- cordé sur-le tube 20. La pompe à vide 13 est connectée, par l'intermédiaire d'une vanne électromagnétique 23 de commande de mise sous vide du réservoir interne, au tube 22. Le réservoir interne 4 comporte un agitateur 24 monté à l'intérieur et à la partie inférieure de celui-ci et suscep- tible d'être entrainé en rotation par un moteur externe 25, un détecteur de température 27 tel qu'une résistance de mesu- re de température au platine ou similaire logée dans celui- ci, un dispositif de chauffage 26 monté à l'intérieur, le dé- tecteur 27 et le dispositif de chauffage 26 étant connectés 4 2486218 à un régulateur 28 du type PID (Différentiel-Intégral- Proportionnel) et une jauge de niveau 29 pour la mesure du niveau dans le réservoir. Afin de mettre en oeuvre le procédé de liquéfaction d'un gaz fréon conforme à l'invention, la pompe à vide 13 est mise en route, la vanne électromagnétique 14 est ensuite ouverte de manière à évacuer l'air de l'enceinte 8 jusqu'à obtention du vide et la vanne électromagnétique 11 est ouverte pour envoyer l'agent d'échange thermique tel que le gaz hélium ou similaire de la bouteille 9 dans l'espace 8 de manière que la pression absolue de celui-ci soit approxima- tivement la pression atmosphérique ou une pression légèrement négative. Une soupape de sécurité 30 est raccordée sur le tube 12. Lorsque la vanne électro-magnétique 23 est ouverte, l'air qui se trouve dans le réservoir interne 4 est évacué par la pompe à vide 13 et, après que la vanne électromagnétique 23 ait été refermée, la vanne électro-magnétique 19 est ouverte de maniè- re à alimenter du gaz fréon depuis la bouteille 17 dans le ré- - servoir interne 4. Dans ce cas, la pression d'alimentation du gaz fréon n'est de préférence pas supérieure à la pression de consigne de lkg/cm2 dans le réservoir interne 4. Dans ce but une soupape de sécurité 31 est montée sur le tube 20. Conformément à ce procédé, lorsqu'un gaz liquéfié de refroi- disssement 7 tel que dei'azote liquéfié ou similaire est intro- duit dans l'espace 6, il absorbe la chaleur du gaz fréon se trouvant dans le réservoir interne 4 par l'intermédiaire de l'agent d'échange thermique tel que l'hélium gazeux ou simi- laire et le contact de surface de paroi avec l'enceinte 8 pour amener ainsi le gaz fréon à se liquéfier sur les surfaces de parois inférieure et latérale du réservoir 4. Lorsque du gaz fréon-est liquéfié et lorsque le gaz fréon liquéfié s'éccumule ainsi dans le réservoir interne 4, le gaz fréon liquéfié est agité par l'agitateur 24 de sorte qu'il n'y a pas un simple refroidissement de la partie du gaz fréon liquéfié qui est en contact avec la surface de la paroi inter- ne du réservoir interne 4 de manière à abaisser sa température mais que l'ensemble de la masse de fréon liquéfié est refroidi uni- formément à cette température. En conséquence il ne se produit aucune solidification partielle du gaz fréon liquéfie. L'opération ci-dessus est ensuite poursuivie pour liquéfier totalement le gaz fréon alimenté de manière à achever ainsi le procédé de la présente invention. Au cours d'expériences, 3 litres de fréon-13 ont été liquéfiés en deux heures en utilisant un réservoir interne 4 de 400 li- tres. On doit comprendre d'après la description qui précède que, puisque le procédé de liquéfaction du gaz fréon conforme à l'in- vention comprend les stades qui consistent à insérer de manière fixe le réservoir interne 4 dans le réservoir externe 2, à rem- plir de gaz liquéfié de refroidissement 7 tel que de l'azote iquéfié ou similaire l'enceinte de refroidissement 6 formée entre le réservoir externe 2 et le réservoir interne 4, à remplir avec l'agent d'échange thermique tel que de l'hélium ou similaire l'enceinte d'échange thermique 8 formée à la périphé- rie externe du réservoir interne 4, à alimenter le gaz fréon dans le réservoir interne 4 mis sous vide pour liquéfier ainsi le gaz fréon par l'intermédiaire de l'agent d'échange ther- mique à partir du gaz liquéfié de refroidissement 7 et à- poursuivre la liquéfaction du gaz fréon tout en agitant le gaz fréon liquéfié emmagasiné dans le réservoir interne 4, l'appa- reil n'est pas particulièrement onéreux, on évite que le gaz fréon liquéfié soit solidifié par agitation du gaz fréon de manière à éliminer ainsi complètement les défauts rencontrés dans la liquéfaction du gaz fréon, on peut emmagasiner le gaz fréon liquéfié dans le réservoir interne 4 en l'état et on peut contrôler la température du gaz fréon par le dispositif de chauffage 26 prévu de la manière représentée. 24862 1 8 REVENDICATIONS 1. Un procédé de liquéfaction du gaz fréon caractérisé en ce qu'il consiste à insérer de manière fixe un réservoir interne dans un réservoir externe, à remplir en gaz liquéfié de re- froidissement l'enceinte de refroidissement formée entre le réservoir externe et le réservoir interne, à remplir en agent d'échange thermique l'enceinte d'échange thermique formée à la périphérie externe du réservoir interne, à ali- menter le gaz fréon dans le réservoir interne mis sous vide de manière à liquéfier le gaz fréon par l'intermédiaire de l'agent d'échange thermique à partir du gaz liquéfié de re- froidissement et à poursuivre la liquéfaction du gaz fréon tout en agitant le fréon gazeux liquéfié emmagasiné dans le réservoir interne. 2. Un procédé de liquéf.ction de gaz fréon selon la re- vendication 1, caractérisé en ce que le gaz liquéfié de refroidissement est de l'azote liquide. 3. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'échange thermique est de l'hélium. 4. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent d'échange thermique est enfermé dans l'enceinte de manière que la pression absolue de celui- ci soit sensiblement la pression atmosphérique ou une pression légèrement inférieure à la pression atmosphérique. 5. Un procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la pression du gaz fréon n'est sensi- blement pas plus élevée que la pression de consigne de lkg/cm2 dans le réservoir interne.