VI. - Emploi des liquides volatils

La quantité de chaleur que réclament les liquides pour passer a l'état de vapeur, bien que variable suivant les différents corps, est toujours très-considérable par rapporta celle qui est nécessaire pour élever leur température de 0°, par exemple, à leur point d'éhullition.

Aussi a-t-on employé presque exclusivement ce moyen pour soustraire la plus grande somme de chaleur possible aux corps dont ou veut abaisser la température.

Parmi les liquides volatils, l'ammoniaque, ainsi que les différents éthers et principalement l'éther méthylique, sont ceux dont l'usage offre le plus d'avantages.

L'appareil Carré, exposé par MM. Miguon et îtouard, et que tout le monde a vu fonctionner à I mposition, emploie l'ammoniaque comme matière première de la production du froid. La planche XLIV montre en coupe une disposition de cet appareil.

Une solution aqueuse de gaz ammoniaque est iutroduite dans une chaudière A, chauffée parle foyer G du fourneau B. Cette chaudière est munie de 3 ouvertures, donnant le passage à 3 conduits: 1° le tuyau E qui mène au congélateur de la chaudière; 2° le tuyau 0, qui conduit la solution appauvrie dans l'appareil S. où elle s'enrichit de nouveau au contact des vapeurs ammoniacales, ayant produit leur effet, enfin; 3° le tuyau T, qui ramène celle solution revivifiée a la chaudière, en la faisant passer par l'appareil à cascade U, lequel, placé sur le trajet des vapeurs, déchargées par 1 ebullition,les dépouille d'une partie de l'eau qu'elles

« PRODUCTION INDUSTRIELLE DU FROID. 431

contiennent en leur cédant une portion notable de 1 ammoniaque que renferme le liquide fourni par le tuyau T.

Lei vapeurs provenant du tuyau E traversent le réfrigérant F, rempli d'eau au moyen d'un serpentin où a lieu la liquéfaction, grAce au froid et à la pression qui atteint environ 10 atmosphères. Le liquide produit pénètre dans le distributeur U, ayant pour mission de laister passer seulement le gaz liquéfié qui se rend, par les tubes 1 et K, dans un récipient V, rempli de glycérine, d*aieool ou de chlorure de calcium.

L'eau à congeler est placée dans des vases cylindriques X, que l'on trempe dans la dissolution de glycérine de chlorure de calcium ou d'alcool que nous venons de mentionner. La, la vaporisation de 1 ammoniaque a lieu de nouveau et par suite de l'absorption de la chaleur, nécessaire au passage de l'ammoniaque à l'état gazeux, la température s'abaisse duns le récipient et par suite l'eau se congèle.

Alors pour que l'opération soit continue et économique, il faut que les vapeurs ainsi produites soient réintégrées dans la chaudière et viennent enrichir la dissolution dont elles proviennent, et que leur départ a appauvrie, afin que la même quantité d'ammoniaque puissa toujours servir.

Pour cela, les vapeurs réunies par le tuyau L pénétrent par le tuyau M, au fond du vase N, faisant l'oftice du condenseur d'une machine à vapeur. La condensation des vapeurs ammoniacales y est opérée par la dissolution pauvre de la chaudière qui suit le trajet suivant : elle est refoulée par le tuyau 0 et parcourt un double serpentin placé dans l'espace annulaire, compris entre deux cyliudres, dont l'extérieur seul est vu en H, elle se refroidit ensuite dans un autre serpentin enroulé dans le cylindre A, plein d'eau froide, et remonte à la par'ie supérieure du cylindre N, où elle est déversée en pluie, par le plateau R, à travers le courant de gaz fourni par le tuyau M. La condensation étant ainsi produite, la dissolution ammoniacale est prise par une pompe placée en Z, derrière le récipient Q, puis ramenée a la chaudière, en passant de bas en haut dans l'espace annulaire P, où elle se réchauffe en refroidissant l'eau provenant de la chaudière A, qui le traverse de haut en bas dans le double serpentin dont nous avons parlé plus haut. Enfin, elle est refoulée dans la chaudière A par le tuyau T, lequel la verse sur l'appareil à cascade H, dont le jeu a été expliqué au commencement de cette description. Le réservoir Y, fournit de l'eau aux points où un refroidissement est nécessaire.

Ainsi, en résumé, et en faisant abstraction des défaits, les vapeurs ammoniacales produites par l'ébullition de la solution aqueuse sont liquéfiées par le froid et par la pression, puis amenées au contact des substances à refroidir. LA, une nouvelle vaporisation a lieu sous l'influence de la température de l'eau A congéler et du vide produit par la condensation de la vapeur elle-même.

Cette condensation a lieu par l'accès de la dissolution ammoniacale appauvrie provenant de la chaudière et convenablement refroidie. Enfin, le liquide revivifié par cette opération est restitué A la chaudière, en échangeant avec le liquide appauvri venant en sens contraire, une partie du calorique qu'il renferme.

A côté de cet appareil nous allons examiner ceux de M. Ch. Tellier, qui ont été adoptés récemment dans la grande brasserie de MM. Bass et C«, à Burton, et q^ii fonctionnent au moyen de Pélber méthylique dent M. Tellier est parvenu A rendre la fabrication très-économique.

Nous aurions voulu indiquer à nos lecteurs la place qu'ils occupent A l'Etpo- «ition, nous les y avons vainement cherchés et nous nouscontenterons de les décrire sans nous préoccuper des causes qui ont motivé leur absence, quelque surprise que nous puissions en éprouver.

132 PRODUCTION INDUSTRIELLE DU FROID. 9

Le premier de ces appareils a pour but, comme le précédent, la fabrication de la glace, mais l'inventeur, en choisissant l'éther méthylique, a écarté l'emploi de la chaleur, et c'est à la compression seule qu'il a confié la liquéfaction des vapeurs d'éther après l'accomplissement de leur effet. Seulement, bien qu'il puisse être employé à terre sans modification, l'appareil de M. Tellier a surtout été conçu dans le but de produire de la glace à bord des navires, soit au point de vue du refroidissement d'une manière générale, soit avec l'intention d'obtenir de l'eau potable par la congélation de l'eau de mer.

Fig. 1.

Le congélateur est destiné à contenir l'éther méthylique Kg. i>

liquéfié, il est formé de cinq réservoirs qu'on voit en coupe longitudinale, fig. t, et en coupe transversale, fig. 3.

Chacun de ces réservoirs est formé par deux feuilles de tôle légèrement embouties, réunies par une solide clouure et munies d'entretoises, placées à égales distances, qui permettent de donner à l'appareil toute la solidité désirable.

On obtient donc ainsi un tout solidaire, formant une capacité à compartiments, étanche, résistante et présentant de très-larges surfaces. C'est dans cette capacité qu'arrive l'éther méthylique liquéfié, et comme il est immergé dans une bâche convenablement disposée et isolée, on voit qu'en faisant arriver de l'eau dans cette bâche, cette eau va remplir tous les espaces laissés libres par les compartiments du réservoir à élher, qu'elle baignera les surfaces extérieures de ce réservoir et que, dans ce» conditions, si l'éther se vaporise, la congélation aura lieu.

Sous l'influence de l'absorption du calorique latent de l'eau, une vaporisation active de l'éther méthylique se fait dans le congélateur. Lorsque l'appareil est à terre, les vapeurs ainsi produites s'en vont en n'emportant qu'une faible proportion de particules liquides ; mais à la mer l'orifice de sortie, s'il était unique,

io PRODUCTION INDUSTRIELLE DU FROID. 133

serait immergé par l'éther liquéfié, qui serait projeté dans les conduites. Pour prévenir cet effet, les orifices de sortie t sont placés à chaque angle du congélateur.

Grâce à cette disposition, quelle que soit la position du congélateur, un des orifices au moins sera toujours libre, et la vapeur pourra s'échapper sans entraîner d'éther liquide.

De plus les quatre tubulures sont réunies en un vase égoutteur k qui, présentant toujours une de ses tubulures en contre-bas de celle qui enlève les vapeurs, permet le retour au congélateur du liquide qui en aurait été projeté.

La pompe de compression d aspire constamment les vapeurs qui se forment dans le congélateur et les refoule dans le condensateur 6 entouré d'un courant d'eau froide.

Sous la double influence de la température et de la pression, l'éther méthylique se liquéfie et s'écoule à la partie inférieure du serpentin.

A cet instant le congélateur est vide, le récipient a ayant reçu tout l'éther qui a produit la congélation. On y fait arriver des vapeurs éthérées à une pression supérieure à c elle correspondant à 0°, cnou\rant le robinet u. Elles se condensent et produisent de la chaleur qui, échauffant les parois, détarhe les pains de glace.

Cette opération étant faite, on ouvre le robinet x qui permet à de nouvelle eau de remplir la bâche du congélateur; ouvrant ensuite le robinet y, on fait arriver, parla conduite / dans le congélateur, l'éther liquéfié que contient le réservoir a : on referme alors le robinet y et l'opération est prête à recommencer.

Cet appareil permet d'obtenir de l'eau douce au moyen de l'eau de mer. Il suffit pour cela de remplir le congélateur d'eau de mer, laisser la congélation s'opérer, puis ouvrir le robinet x'. Aussitôt les eaux mères chargées de sels s'échapperont, tandis qu'au contraire l'eau douce, sous forme de glace, restera dans l'appareil.

Le second appareil du même inventeur est construit de manière à refroidir uoe grande masse d'air et à la lancer dans l'espace où il s'agit d'entretenir une

Fig. 4.

basse température. Il est applicable principalement dans le cas où il est utile d'entretenir une température voisine de 0°, soit pour retarder la fermentation des liquides, soit pour empêcher l'altération des matières organiques qu'on veut conserver.

!M PRODtfctlON INDUSTRIELLE DO WUMD. n

Il se compose de quatre partie* : on réfrigérant, un ventilateur, un appareil de compression et un condensateur représentés en coupe dans la flg. 4.

Le réfrigérant est un cylindre creux A terminé par deux fonds que traversent un grand nombre de tubes ae parallèles à l'axe du cylindre. Les extrémités de ces tuiiea communiquent d'un côté avec le ventilateur B, et de l'autre avec l'espace à refroidir par le tuyau N. Le ventilateur est identique à ceux qu'oiv emploie dans tous les cas analogues, et sa prise d'air a lieu soit dans l'enceinte ellemême, soit extérieurement. Dans le premier cas, l'air n'est jamais renouvelé et la circulation se (ail sans emprunt à l'atmosphère extérieure. Dans le second» tout l'air froid lancé venant du dehors, il détient nécessaire de faire échapper l'air contenu dans l'enceinte dès que sa température s'est élevée.

L'appareil à liquéfier la vapeur d'éther est une pompe à compression ordinaire c, seulement les soupapes sont placées dans une position inverse de celles qu'elles occupent habituellement savoir : les soupapes d'aspiration à la partie supérieure du cylindre et colles de refoulemontà la partie inférieure. Le but de cette disposition est do permettre l'évacuation facile du liquide dans le cas où il viendrait à s'en former dans l'intérieur de la pompe.

Cette pompe est munie d'une enveloppe extérieure afin de pouvoir faire circuler autour du cylindre un courant d'eau froide destinée à emporter la chaleur que dégage la compression.

Enfin l'appareil condensateur 1) est formé d'un serpentin ordinaire G dans lequel les vapeurs d'éther viennent passer a l'état liquidé, pour se rendre dans une capacité M munie d'un flotteur L qui règle l'écoulement de l'éther. Coci posé, on place de l'éther méthylique dans le cylindre réfrigérant A, puis on met le ventilateur et la pompe de compression en mouvement. L'air, en passant dans les tubes, se débarrasse d'une portion notable de sa chaleur en réduisant l'éther en vapeur.

En mémo temps une grande partie de son humidité se dépose sur les parois des tubes et s'écoule. La pompe de compression agissant continuellement, les vapeurs d'éther sont aspirées, puis comprimées dans le serpentin qui forme le condensateur, elles sont liquéfiées et emmagasinées dans un récipient d'où elles redescendent dans le réfrigérant que nous venons de décrire. De cette façon la circulation est continue, et l'éther sans cesse liquéfié et vaporisé, devient une source de froid incessante pour l'air que le ventilateur lance à travers sa masse par les tubes du réfrigérant.

Dans les appareils que nous venons de décrire le froid est produit soit par la vaporisation de l'ammoniaque, soit par celle de l'éther, et l'opération est rendue continue en ramenant à l'étal liquide les vapeurs dont la production a déterminé l'abaissement de température qu'on avait en vue. Le bas prix et la valeur du calorique lalent de vaporisation semblent donner à l'ammoniaque la préférence sur l'éther, mais d'un autre côté l'emploi de l'éther dispense des hautes pressions et de l'intervention de la chaleur. Dans l'un cl dans l'autre cas, une pompe est nécessaire, soit pour produire le vide qui détermine la vaporisation à basse température et pour liquéfier les vapeurs en les comprimant, soit pour refouler la dissolution ammoniacale dans la chaudière.