PRODUITES

1166. Machines à affinité. — Les machines à évaporatien dont nous venons de nous occuper reposent toutes sur le principe de Leslie. M. Carré a étudié un système d'appareils à ammoniaque dans lesquels il applique le principe de Faraday. Ces appareils sont désignés sous le nom de machines à affinité; ils ont été perfectionnés par MM. Mignon et Rouart qui en ont rendu l'emploi plus commode.

Nous allons décrire l'appareil construit par MM. Rouart frères, et qui était en service à l'Exposition universelle de 1889. Il comprend (fig. 654) une chaudière verticale A, un réfrigérant ou liquéfacteur B, un robinet régleur C, un congélateur D, un vase à absorption E et divers autres organes accessoires.

Les diverses phases de l'opération sont les suivantes :

I* Dans la chaudière, vaporisation de l'ammoniaque à iSo" et sous la pression de 8 à 10 atmosphères;

2* Dans le réfrigérant, refroidissement et condensation de l'ammoniaque sous la pression de 8 ou 10 atmosphères.

3*" Dans le congélateur, vaporisation de Tammoniaque et abaissement de température et de pression (— 20* C. et i atmosphère).

La solution concentrée d'ammoniaque est amenée par le tuyau a au sommet de la chaudière verticale A munie d un indicateur de niveau, d'un manomètre (non figuré)et d'une soupape de sûreté. Les vapeurs qui se dégagent par la soupape peuvent ne pas être perdues. Pour les recueillir, on enveloppe la soupape et on les envoie dans un vase contenant de Teau et placé dans le voisinage de la chaudière.

Le chauffage s'effectue soit à feu nu, soit par un serpentin de vapeur (fig. 654). Le liquide ne remplit que la moitié inférieure de la chaudière. La partie supérieure est garnie d'une série de plateaux analogues à ceux des colonnes distillatoires ; la dissolution ammoniacale refoulée par a coule de plateau en plateau, alternativement au centre et à la circonférence, en s'échauffant au contact des vapeurs qui se dégagent du liquide chaud et qui deviennent de plus en plus riches à mesure qu'elles s'élèvent, puisque, dans le trajet du liquide, la plus grande partie de Tammoniaque se dégage à l'état gazeui. La pression dans la chaudière est voisine de 10 kilogr.

Le gaz s'échappe par une tubulure disposée au sommet de la chaudière et gagne le réfrigérant B, tandis que la solution appauvrie et, par suite, plus dense, s'écoule au contraire à la partie inférieure par le tuyau/, puis, en vertu de la pression qui règne dans la chaudière , se rend au régénérateur ou mieux à l'échangeur de température F dont il sera parlé plus loin.

Le réfrigérant B dans lequel arrivent les vapeurs sortant de la chaudière est constitué par une bâche cylindrique renfermant un serpentin que l'ammoniaque parcourt en descendant. Une circulation d'eau froide s'effectue de bas en haut dans la bâche et produit un refroidissement, suffisant pour liquéfier les vapeurs sous la pression existant dans le serpentin.

L'ammoniaque liquide gagne alors un petit réservoir C très résistant et pourvu d'un indicateur de niveau qui permet de s'assurer du fonctionnement régulier de l'opération. Du réser-

voir G, Tammoniaque liquide se rend par le tuyau b et le robinet de réglage c au serpentin frigorifère dans lequel elle se vaporisera en produisant le froid. Suivant le but à atteindre, ce serpentin est enfermé dans une chambre où circule de l'air à refroidir, ou bien il se trouve immergé (fig. 654) dans un vase rempli d'une dissolution de chlorure de calcium qui baigne des mouleaux à glace. La température du bain incongelable peut être maintenue à — 1 5° ou — 20* C.

Pour que Tammoniaque se volatilise d'une manière continue dans les spires du serpentin du congélateur en produisant du froid, il faut absorber les vapeurs à mesure de leur formation et, pour que le cycle soit fermé, il faut faire rentrer dans la chaudière une dissolution ammoniacale identique à celle qui s'y trouvait primitivement; c'est là le but de cette seconde partie de l'opération.

Au sortir du frigorifère D, le gaz se rend par le tuyau d au vase absorbant £ dans lequel il rencontre le liquide pauvre et refroidi venant de la chaudière ; le phénomène de la dissolution est accompagné d'un grand dégagement de chaleur qui ne tarderait pas à s'opposer à l'absorption de nouvelles vapeurs d'ammoniaque, aussi est-il nécessaire de refroidir constamment. A cet effet, le vase absorbant E est traversé par un faisceau tubulaire à l'intérieur duquel de l'eau froide en quantité suffisante circule de bas en haut. L'ammoniaque est absorbée sous une pression de i atmosphère à l'^^S. Le liquide régénéré est refoulé sous une pression de 10 kilogr. par la pompe H ; il passe dans le tuyau h et se dirige vers la chaudière.

Cependant, il ne se rend pas directement dans celle-ci, il traverse d'abord l'échangeur de température F où il commence à se réchauffer, ce qui n'a plus d'inconvénient, puisque les vapeurs d'ammoniaque qui pourraient se dégager se rendent dans la chaudière A. Dans l'échangeur F, la chaleur est apportée par la solution pauvre qui sort de la chaudière A pour gagner le vase absorbant E ; le liquide pauvre parcourt en descendant un serpentin baigné par la solution concentrée d'ammoniaque qui s'élève dans l'appareil F. Celle-ci s'échauffe

avant de rentrer dans la chaudière A où elle arrive par le tuyau a qui débouche à son sommet. Cet échange de chaleur permet de réduire la consommation d'eau froide dans le vase absorbant et la dépense de chaleur dans la chaudière. Il en résulte une double économie et un perfectionnement important de ce genre de machines. L'appareil est pourvu de deux manomètres M M' qui indiquent respectivement la pression dans le serpentin liquéfacteur et dans le vase d^absorption.

Dans les machines à affinité, il faut éviter avec le plus grand soin les entraînements d'eau qui, non seulement augmentent inutilement la quantité de chaleur à fournir à la chaudière, mais encore diminuent la puissance frigorifique de l'ammoniaque dans le congélateur.

Comme il faut absorber deux fois la chaleur latente de vaporisation de l'ammoniaque, une fois dans le condenseur et une fois dans le vase d'absorption, la quantité d'eau à dépenser avec ces machines est environ le double de celle exigée par les machines à compression.

Le rendement des machines à affinité peut atteindre de 25 à 3o kilogr. do glace par kilogr. de charbon brûlé dans la chaudière.