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DESCRIPTION
"Reacteur chimique, machine frigorifique et conteneur
ainsi équipes, et cartouche de réactif s'y rapportant"
La présente invention concerne un réacteur chimique
pour machine frigorifique ou analogue.
La présente invention concerne également une
machine frigorifique ainsi équipée.
La présenté invention concerne encore un conteneur
muni d'une telle machine frigorifique.
0 L'invention concerne aussi une cartouche de
réactif.
On conna~t le principe des machines frigorifiques
fonctionnant par réaction chimique.
A partir d'une réserve de fluide frigorifique à
l'état liquide sous pression, le fluide traverse un
détendeur puis un évaporateur placé dans l'enceinte à
refroidir. En sortant de l'~vaporateur, le gaz est
aspiré par le réacteur qui contient un réactif qui, à
température ambiante, est chimiquement avide de ce gaz.
Le réactif se combine chimiquement avec le gaz en
produisant un certain dégagement de chaleur.
Lorsque la réserve de liquide sous pression est
épuisée, le processus s'arrête et il est alors
nécessaire d'initier un processus de régénération
consistant à fournir de la chaleur au réacteur chimique
pour que le réactif se sépare chimiquement du gaz
frigorifique et refoule ce gaz sous forte pression. En
sortant du réacteur, le gaz passe à travers un
condenseur puis est collecté à l'état liquide dans la
réserve. Lorsque le processus de régénération est
terminé, la réserve est à son niveau maximum et un
nouveau processus de réfrigération peut être initié.
Ce principe connu a jusqu'à présent posé de graves
problèmes de mise en oeuvre.
Le réactif est soumis en service à des contraintes
importantes, notamment de température et de pression,
et il doit en outre être capable d'absorber
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chimiquement et de se séparer chimiquement du fluide
frigorifique avec une vitesse correspondant aux débits
de fluide frigorifique dans la machine.
On conna~t d'après le US-A-2 649 700 un réacteur
chimique pour machine frigorifique ou analogue
comprenant plusieurs blocs de réactif élémentaires
destinés à absorber par combinaison chimique un flux
gazeux en provenance d'un évaporateur et désorber ce
flux par réaction chimique inverse sous l'effet d'une
0 élévation de température. Les blocs, de forme générale
annulaire, sont confinés entre une paroi intérieure et
une paroi périphérique. En outre, des écrans poreux
séparent les blocs élémentaires l'un de l'autre. Ils
distribuent le flux gazeux entre les surfaces
sup~rieures et inférieures des blocs élémentaires et un
conduit d'arrivée et de départ. Un canal parallèle à
l'axe traverse les blocs élémentaires et les écrans et
sert de collecteur pour les flux provenant des écrans
ou allant vers ceux-ci.
Selon ce document, les blocs élémentaires sont en
métal fritté et sont donc ~;m~nsionnellement stables,
notamment à l'égard des contraintes précitées de
température et de pression. Les parois ont simplement
pour but de positionner les blocs.
Un tel matériau absorbant a de nombreux
inconvénients : la quantité de gaz qu'il est capable
d'absorber par unité de volume est relativement
limitée, et il retient mal les particules absorbantes.
C'est ce qui oblige à faire passer le flux gazeux à
travers des écrans qui servent en quelque sorte de
filtre mais qui ralentissent le flux et qui risquent
d'ailleurs, à la longue, de se charger de particules
cherchant à fuir les blocs élémentaires. En outre, la
nécessité de prévoir de tels écrans augmente encore le
volume déjà important qui est nécessaire en raison de
la relativement faible performance d'absorption des
blocs eux-mêmes. Enfin, ces blocs étant métalliques, de
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préférence en inox, le poids de 1'ensemble est
important.
On connait par ailleurs d'après le US-A-2384460 un
réacteur dans lequel le réactif est une poudre
susceptible de gonfler lorsqu'elle absorbe du gaz
frigorifique. Cette poudre est logée dans un corps
cylindrique en étant confinée dans un volume déterminé.
Pour les transferts de masse entre le matériau
absorbant et le conduit de gaz, l'espace réservé au
matériau est traversé par des tubes perforés remplis de
laine de verre pour empêcher les particules de fuir
avec le flux gazeux. On retrouve donc d'une manière un
peu différente la particularité consistant en un filtre
censé retenir les particules et laisser passer le flux
gazeux. On comprendra cependant que le concepteur de ce
dispositif connu admet que les particules vont
traverser les perforations du tube. Sinon, il n'aurait
pas préw de laine de verre dans les tubes. Par
conséquent il y aura de plus en plus de particules dans
la laine de verre, puis finalement, dans le flux gazeux
lui-même, c'est-à-dire précisément ce que l'on avait
voulu éviter.
Et on connait par ailleurs d'après le EP-A-0206875
un réactif solide constitué d'un mélange de chlorure et
d'un dérivé expansé du carbone à structures en
lamelles. Ce réactif résout les problèmes de transfert
de masse et de chaleur. Il est capable d'absorber de
grandes quantités de gaz par unité de volume.
Par contre, sa tenue mécanique est réduite et il a
t~n~nce à se déformer rapidement sous l'action des
gradients de pression et des variations de volume
rencontrées pendant le fonctionnement de la machine. En
particulier, lorsque le réactif absorbe du gaz par
combinaison chimique, son volume tend à augmenter
progressivement. A la suite de cela, la séparation
chimique peut être incomplète et les surfaces du
réactif prévues pour les échanges de masse peuvent être
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tellement déformées qu'elles deviennent inefficaces.
Par exemple, si des cavités ont été prévues dans le
bloc de réactif pour augmenter la surface d'échange,
ces cavités ont tendance à se refermer sur elles-mêmes
après quelques cycles de réfrigération-régénération.
Le but de l'invention est ainsi de proposer un
réacteur chimique pour machine frigorifique ou analogue
qui soit capable d'assurer de bonnes performances
frigorifiques qui se conservent pendant de nombreux
0 cycles successifs, sans altération prohibitive de ses
caractéristiques initiales.
Suivant l'invention, le réacteur chimique pour
machine frigorifique ou analogue, comprenant un bloc de
réactif destiné à absorber par combinaison chimique un
flux gazeux en provenance d'un évaporateur et désorber
ce flux par réaction chimique inverse sous l'effet
d'une élévation de température, le bloc de réactif
étant confiné entre des faces de confinement dont
certaines au moins sont perméables aux échanges de
masse, est caractérisé en ce que le bloc est
susceptible de variation de volume en fonction de la
quantité de gaz absorbée, et en ce que les faces de
confinement appartiennent à des parois de confinement
capables d'assurer la stabilité de forme du bloc à
l'encontre de la ten~nce auxdites variations de
volume.
On s'est en effet aperçu que le réactif, malgré sa
tendance à augmenter de volume pendant la réaction
chimique de combinaison avec le fluide frigorifique,
supportait sans inconvénient d'être confiné dans un
volume sensiblement fixe. En particulier il s'est avéré
que cela influait de manière négligeable sur sa
capacité à absorber chimiquement une quantité
importante de gaz frigorifique. Au contraire, le
confinement stabilise la structure physique du bloc, ce
qui est favorable pour l'obtention de bonnes
performances d'absorption et de désorption.
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Ainsi, selon l'invention, on confine le bloc de
réactif dans un volume sensiblement fixe et comme ce
bloc est solide, il a en service une bonne cohésion
intrinsèque grâce à laquelle la substance active est
bien retenue à son intérieur. On maitrise ainsi les
problèmes~de~ fuite de réactif avec de simples parois
perméables, pouvant par exemple être des parois
ajourées.
Il n'est plus nécessaire de faire passer le flux
gazeux à travers des filtres plus ou moins efficaces
pour retenir les particules.
Grâce à l'invention, on réalise pour la première
fois un réacteur fiable capable d'emmagasiner dans un
volume restreint des quantités de gaz permettant
d'envisager la production efficace de froid à l'aide
d'un appareil à absorption. Par exemple, contrairement
aux réfrigérateurs à absorption que l'on connalt
actuellement et qui en fait ne sont que des
rafra~chisseurs, un appareil selon l'invention est
capable de produire de la galce en étant placé sous une
forte température extérieure (de type tropical) sans
que son encombrement ni son poids ne dépassent les
normes usuelles.
Le réacteur selon l'invention peut recevoir la
plupart sinon la totalité des réactifs contenant des
chlorures.
Les parois perméables peuvent par exemple être
constituées par des tubes ajourés chemisant des canaux
parallèles ménagés dans le bloc.
Pendant la réaction de combinaison, il importe
d'évacuer la chaleur produite pour éviter que le
réactif s'échauffe et devienne par conséquent moins
avide du gaz.
Pour cela, on peut fixer sur une paroi
périphérique, appartenant aux parois de confinement,
des ailettes de refroidissement exposées à un flux
d'air de refroidissement, naturel ou forcé.
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Au contraire, pendant la régénération, il est
avantageux que la dissipation de chaleur soit aussi
faible que possible. C'est pourquoi les ailettes sont
placées dans une chambre annulaire définie
extérieurement par une gaine calorifugée. Pendant la
réfrigération, cette gaine canalise l'air de
refroidissement le long des ailettes. Pendant la
régénération, on isole au moins partiellement l'espace
entouré par la gaine relativement à l'extérieur pour
empêcher le flux de convection le long des ailettes.
Pour chauffer le réactif pendant la régénération,
on utilise de préférence un élément chauffant à
résistance électrique, monté dans un logement situé au
coeur du bloc de façon que la chaleur produite par cet
élément diffuse à travers le bloc pratiquement sans
pertes.
On peut si on le désire chemiser ce logement avec
une paroi de confinement, mais il est également
acceptable de ne pas chemiser le logement, en acceptant
que la substance du bloc, en raison de sa tendance à
gonfler, vienne enserrer l'élément chauffant. La
conduction entre l'élément chauffant et le bloc n'en
sera que meilleure. Il faudra bien entendu veiller à
utiliser un élément chauffant dont la température en
surface n'excède pas la température limite acceptable
pour la substance du bloc.
Avec l'élément chauffant au coeur du bloc et les
ailettes à sa périphérie, la tendance néfaste des
ailettes à jouer le r~le de diffuseur thermique pendant
la régénération est efficacement combattue.
Selon son deuxième aspect, l'invention concerne
également une machine frigorifique comprenant, en
circuit fermé, un réservoir haute pression, un
détendeur, un évaporateur et un réacteur selon le
premier aspect.
Selon son troisième aspect, l'invention concerne en
outre un conteneur équipé d'une machine frigorifique
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selon le deuxième aspect.
Suivant un quatrième aspect, la cartouche de
réactif, notamment pour faire partie d'un réacteur
selon le premier aspect, d'une machine frigorifique
selon le deuxième aspect ou d'un conteneur selon le
troisième aspect, comprend un bloc de réactif entouré
par une enveloppe étanche, ce bloc comportant des
cavités débouchant à travers l'enveloppe étanche et
fermées de manière étanche par des obturations
lo provisoires.
Une telle cartouche permet la manutention et le
stockage du réactif sans altération de ses propriétés
notamment sans absorption d'humidité, depuis sa
fabrication jusqu'à son installation dans le réacteur.
D'autres particularités et avantages de l'invention
ressortiront encore de la description ci-après,
relative à des exemples non limitatifs.
Aux dessins annexés :
- la figure 1 est un schéma de principe d'un
conteneur frigorifique selon l'invention, pendant
la réfrigération ;
- la figure 2 est une vue analogue à la figure 1
mais pendant la régénération ;
- la figure 3 est une w e en coupe axiale du
réacteur des figures 1 et 2 ;
- la figure 4 est une vue en coupe transversale du
réacteur des figures 1 et 2 ; et
- la figure 5 est une vue partielle d'une variante
de réalisation.
Dans l'exemple représenté à la figure 1, la machine
frigorifique 1 équipant le conteneur frigorifique 2
comprend une réserve ou ballon de fluide frigorifique
liquide 3 soumis à sa propre pression de vapeur
saturante. Le fluide est notamment choisi pour que
35 cette pression soit relativement élevée. Dans
l'exemple, ce fluide est de l'ammoniac dont la pression
de vapeur saturante est de l'ordre de 1,5 MPa à 20C.
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Un orifice de sortie 4, prévu au fond du ballon 3 de
manière à ne laisser sortir que du liquide, est
raccordé à un détendeur 6 par l'intermédiaire d'une
vanne d'arrêt 7 qui peut être une électrovanne
alimentée par une batterie rechargeable associée au
conteneur. Le détendeur 6 est situé à l'entrée d'un
évaporateur 8 dont la sortie est reliée par un raccord
en T 10 d'une part à un réacteur 9 et d'autre part à un
condenseur 11. Le condenseur 11 est lui-meme relié à
0 une entrée 12 située au sommet du ballon 3.
Le détendeur 6 et l'évaporateur 8 sont situés à
l'intérieur de l'enceinte calorifugée 5 du conteneur
frigorifique 2 tandis que les autres éléments décrits
jusqu'à présent sont situés à l'extérieur de l'enceinte
5. Un clapet anti-retour 13 empêche le fluide provenant
du réacteur 9 de circuler en direction de l'évaporateur
8, tandis qu'un autre clapet anti-retour 14 empêche le
fluide contenu dans le ballon 3 de s'écouler vers le
co~enseur 11.
Un dispositif de mesure de surchauffe 16, de type
connu, co~n~e le degré d'ouverture du détendeur 6 de
manière que le fluide sortant de l'évaporateur 8 soit
complètement évaporé sans être excessivement
surchauffé.
D'une manière qui sera décrite plus en détail plus
loin, le réacteur 9 contient un réactif, de préférence
celui connu d'après le EP-A-0477343/WO-A-9115292
constitué d'un mélange de chlorure et d'un dérivé
expansé de carbone à structures en lamelles, ayant la
propriété de se combiner chimiquement avec le fluide
frigorifique utilisé, en l'occurence l'ammoniac,
lorsque sa température est basse, et de se séparer
chimiquement de l'ammoniac lorsque sa température prend
une valeur élevée prédéterminée.
C'est pourquoi le réacteur 9 comporte des moyens
permettant sélectivement de le réchauffer ou de le
refroidir. Les moyens pour le réchauffer comprennent
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essentiellement un élément chauffant 17 qui est
sélectivement activé par un interrupteur 18. De manière
non représe~ée~ l'élément chauffant peut être
thermostaté. Les moyens pour refroidir le réacteur 9
s comprennent un ventilateur 19 alimenté par la batterie
rechargeable associée au conteneur. Le ventilateur 19
fait circuler un flux d'air de convection à l'intérieur
d'une gaine extérieure 21 du réacteur. La gaine 21 est
calorifugée pour limiter les fuites thermiques pendant
le chauffage, et comporte à sa base un volet 22 que
l'on ferme pendant le chauffage pour éviter l'effet de
cheminée. Au contraire, pendant le fonctionnement du
ventilateur 19, le volet 22 est ouvert.
On va maintenant décrire le fonctionnement général
15 de la machine frigorifique représentée aux figures 1 et
2.
Lorsque la machine est en attente de fonctionner en
réfrigération, la vanne d'arrêt 7 est fermée, de sorte
que la réserve de fluide frigorifique est emprisonnée
20 entre le clapet anti-retour 14 et la vanne 7. Sa
pression est importante puisqu'elle correspond à la
pression de vapeur saturante de l'ammoniac à la
température extérieure, par exemple 20C.
Pour lancer un cycle de réfrigération, il suffit
25 d'ouvrir la vanne d'arrêt 7 et le volet 22, et de
mettre en fonctionnement le ventilateur 19. Le liquide
quitte le ballon 3 par la sortie 4 et la vanne 7, puis
traverse le détendeur 6 en perdant de la pression ce
qui lui permet de se vaporiser dans l'évaporateur 8 en
30 extrayant à la chambre froide du conteneur la chaleur
latente de vaporisation nécessaire. Le gaz ainsi formé
traverse dans le sens passant le clapet anti-retour 13
puis atteint le réacteur 9 où compte-tenu de la basse
température entretenue par le ventilateur 19, le gaz se
35 combine chimiquement avec le réactif. L'effet
frigorifique disparait quand le réactif est
sensiblement saturé par l'ammoniac, le ballon 3 est
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alors à son niveau bas.
Il faut alors procéder à un cycle de régénération,
représenté à la figure 2. Pour cela, on ferme la vanne
7 et le volet 22, on interrompt le fonctionnement du
ventilateur 19 et on met en fonctionnement l'élément
chauffant 17 à l'aide de l'interrupteur 18. Il peut
également etre prévu de fermer llextrémité supérieure
de la gaine 21 au moyen par exemple d'un obturateur 23.
Le chauffage du réactif par l'élément 17 provoque
la séparation de l'am~oniac qui sort à l'état gazeux
par le même conduit 24 que celui par lequel il était
entré dans le réacteur. Compte-tenu de la température
relativement élevée dans le réacteur, la pression du
gaz qui en sort tend à être supérieure à la température
d'équilibre dans le ballon 3 de sorte que le gaz
traverse le clapet anti-retour 14. Il est ensuite
ramené à la température am.~biante telle que 20C dans le
condenseur 11 pour parvenir à l'état liquide dans le
ballon 3. Quand le réactif est débarrassé de la quasi-
totalité de l'am.moniac mobile (après mise en service,
une certaine quantité d'~mm~iac reste définitivement
prisonnière du bloc), le cycle de régénération
s'arrête. Un nouveau cycle de réfrigération peut
commencer. Le ballon 3 est alors à son niveau haut.
Un tel conteneur a l'avantage de pouvoir subir le
processus de régénération lorsqu'il est en entrepôt,
puis d'être ensuite autonome en énergie pour assurer la
réfrigération des denrées que renferme le conteneur
pendant le transport du conteneur.
On va maintenant décrire plus en détail le réacteur
9 en référence aux figures 3 et 4.
Le bloc de réactif 26 a une forme générale
cylindrique ayant même axe 27 que la gaine 21 et un
diamètre inférieur au diamètre intérieur de la gaine
21.
Dans l'exemple représenté, le bloc 26 est constituéd'un empilage de blocs élémentaires 28 ayant la forme
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de galettes.
Conformément à l'invention, le bloc 26 est enfermé
dans des parois de confinement qui sont de préférence
réalisées en acier inoxydable pour être mécaniquement
robustes et résister à la corrosion.
Les parois de confinement comprennent en
particulier une enveloppe cylindrique 29 dans laquelle
les blocs élémentaires 28 sont emmanchés avec un léger
serrage initial. Ce serrage est destiné à augmenter
lo après utilisation du réacteur en raison de la tendance
du réactif à gonfler comme il a été exposé plus haut.
L'enveloppe 29 a donc un role de frettage du bloc 26.
L'enveloppe périphérique 29 est fermée à chaque
extrémité axiale du bloc 26 par une plaque de fermeture
31 de forme circulaire. Le bloc 26 est traversé par un
certain nombre (quatre dans l'exemple) de canaux 32 de
forme cylindrique, qui sont parallèles à l'axe 27 et
répartis angulairement autour de celui-ci. Les canaux
32 co~ncident avec des lumi~res 33 pratiqu~es à travers
les plaques 31 et débouchent ainsi à l'extérieur de
l'enveloppe de confinement du bloc 26. Les canaux 32
sont chemisés par des parois de confinement perméables
constituées par des tubes perforés en acier inoxydable
34. Les perforations des tubes 34 permettent les
échanges de masse entre le milieu gazeux des canaux 32
et le bloc 26 se trouvant exposé à ce milieu à travers
les perforations. Les extrémités annulaires des tubes
perforés 34 sont jointives avec le pourtour des
lumières 33 correspondantes.
Dans chacune des deux régions annulaires où
l'enveloppe extérieure 29 est reliée à l'une des
plaques de confinement 31, l'enveloppe extérieure 29
est également reliée de manière étanche à une calotte
de fermeture supérieure 36 et respectivement inférieure
37. Une entretoise supérieure 38 et respectivement
inférieure 39 est montée en position sensiblement
centrale entre chaque calotte 36 ou respectivement 37
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et la plaque de confinement 31 voisine.
Une chambre de répartition et de collecte 41 est
définie entre la calotte supérieure 36 et la plaque de
confinement 31 voisine, et communique par conséquent
avec les canaux 32 à travers les lumières 33.
L'entretoise supérieure 38 comporte des conduits 42 qui
font comm~ quer la chambre de collecte et répartition
41 avec le conduit 24 d'entrée et sortie dans le
réacteur 9, à travers un perçage 43 de la calotte
o supérieure 36 et un orifice 44 d'entrée et sortie dans
le réacteur. La calotte inférieure 37 et la plaque de
confinement 31 correspondante définissent entre elles
une chambre de circulation 50.
L'élément chauffant 17 est un élément électrique en
forme de tige dont la longueur utile correspond à la
longueur axiale du bloc 26, et qui est monté
sensiblement sans jeu dans un logement axial 46 pré w à
travers toute la longueur axiale du bloc 26.
L'extrémité supérieure du logement 46 est fermée par la
plaque 31 adjacente à la chambre 41. Selon un premier
mode de réalisation représenté à la partie gauche de la
figure 3, le logement 46 n'est pas chemisé de sorte
qu'en fonctionnement le réactif, compte-tenu de sa
tendance à gonfler, vient enserrer l'élément chauffant
17 avec l'avantage d'améliorer le contact thermique
entre eux.
Au contraire, comme représenté à la partie droite
de la figure 3, si l'on craint que la température de
l'élément chauffant 17 dégrade le réactif environnant,
il est également possible de chemiser le logement 46
avec un tube 47. Si celui-ci est imperméable, en
particulier non perforé, il protège l'élément chauffant
17 de la corrosion.
L'élément chauffant est monté à travers un perçage
48 de la calotte inférieure 37 et un alésage central 49
de l'entretoise inférieure 39. Celle-ci sert donc de
monture pour l'élément chauffant 17. Elle peut par
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exemple être filetée intérieurement pour recevoir un
filtage correspondant de l'élément 17 en vue de sa
fixation. La plaque de confinement 31 inférieure
présente une lumière centrale 51 pour le passage de
l'élément 17.
Pour éviter les fuites d'ammoniac vers l'extérieur,
1'enveloppe périphérique 29 est étanche, et elle est
reliée de manière étanche aux calottes supérieure 36 et
inférieure 37. Celles-ci sont également étanches à
o l'exception de leurs perçages respectifs 43 et 48, qui
commllniquent de manière étanche avec les passages
intérieurs 42 et 49 de leur entretoise respective 38 et
39, ainsi que, dans le cas de la calotte supérieure 36,
avec l'orifice 44 de raccordement au reste du circuit
frigorifique. L'élément chauffant 17 est monté de
manière étanche dans l'alésage 49.
La paroi périphérique 29 et la gaine 21 définissent
entre elles une ch~hre annulaire 52 destin~e à la
circulation ascendante du flux d'air de refroidissement
produit par le ventilateur 19 (non représenté à la
figure 3) se trouvant en-dessous de la calotte
inférieure 37. L'ensemble constitué par le bloc de
réactif 26, les parois de confinement 29, 31, 32 et les
calottes 36 et 37 ainsi que l'élément chauffant 17 est
25 supporté à l'intérieur de la gaine 21 par tous moyens
. appropriés tels que des consoles 53 permettant le
passage du flux d'air 54.
La paroi périphérique 29 porte des ailettes 56
faisant saillie dans la chambre annulaire 52 en
30 direction de la gaine 21. Les ailettes 56 sont
disposées dans des plans axiaux de manière à définir
entre elles des couloirs de circulation d'air 57
(figure 4) parallèles à l'axe 27. Les ailettes 56 sont
par exemple réalisées à l'aide de tronçons de profilé
35 en aluminium en forme de T soudés sur la surface
extérieure de l'enveloppe périphérique 29.
A son extrémité supérieure, la gaine 2~ est fermée
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par une paroi ajourée 58 dont les ouvertures 59 peuvent
être sélectivement fermées par un disque obturateur
matérialisant l'obturateur 23 représenté
schématiquement à la figure 2.
Le fonctionnement du réacteur 9 est le suivant :
- pendant le fonctionnement en réfrigération,
l'ammoniac gazeux, froid et détendu, arrive par
l'orifice 24 dans la chambre de répartition et collecte
41 puis dans les canaux 32 avant d'être absorbé par
lo combinaison chimique avec le réactif 26 à travers les
perforations des tubes de confinement 34. Le volet 22
est ouvert, comme représenté à la figure 1, et
l'obturateur 23 est également dans la position
d'ouverture, représentée à la figure 3. Le ventilateur
19 fonctionne et génère le flux d'air de
refroidissement 54 lequel évacue la chaleur de la
réaction de combinaison exothermique. Le flux 54 est
accéléré par l'effet de cheminée à l'intérieur de la
gaine 21, en raison de la température des ailettes 56,
réchauffées par la chaleur de réaction.
Pendant la régénération, on interrompt le
fonctionnement du ventilateur 19, on ferme le volet 22
et l'obturateur 23 et on met en fonctionnement
l'élément chauffant 17 pour porter le réactif à une
température qui peut être de l'ordre de 200C. Il en
résulte une réaction chimique endothermique de
séparation entre le réactif et l'ammoniac, lequel se
dégage à l'état gazeux à travers les perforations des
tubes 34 puis à travers l'orifice d'entrée et sortie
44, via la chambre de répartition et collecte 41 et les
conduits 42 de l'entretoise 38.
Comme à ce stade la chambre annulaire 52 est isolée
de l'extérieur, les ailettes 56 ne jouent plus aucun
rôle d'évacuation de chaleur, de sorte que la réaction
endothermique se produit avec un bon rendement.
Les plaques de confinement 31, bien que planes,
résistent efficacement à la tendance du bloc à gonfler
~l~9~I
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car elles sont adjacentes aux chambres 41 et 50 dans
lesquelles règne ~l~ pression de l'ammoniac gazeux.
La résistance des plaques 31 est augmentée par la
liaison assurée entre elles par les tubes perforés 34
et le cas échéant le tube non perforé 47, et aussi par
les entretoises 38 et 39 qui reportent la poussée de
gonflement sur les calottes 36 et 37 qui sont
résistantes grâce à leur forme bombée. Ce renfort
assuré aux plaques 31 est utile quand la pression dans
o les chambres 41 et 50 est basse alors que la tendance
au gonflement du bloc est maximal, par exemple en fin
de cycle de réfrigération.
Dans l'exemple de la figure 5, les blocs
élémentaires 28 sont des cartouches préfabriquées ayant
leur propre enveloppe extérieure 60 qui est étanche à
part les ouvertures 61 de passage des tubes ajourés 34
et de l'élément chauffant 17.
L'enveloppe 60 a un simple rôle d'étanchéité et de
cohésion mécanique, mais n'est pas conçue pour résister
à la pression de service.
A la fabrication des cartouches, on obture les
ouvertures 61 avec des obturateurs frangibles 62,
étanches, réalisés par exemple en papier étanche. Lors
du montage, on assemble d'abord la paroi périphérique
29, la calotte inférieure, la plaque de confinement 31
inférieure, l'entretoise inférieure 39, les tubes
perforés 34 et l'élément chauffant 17, puis on empile
les blocs élémentaires 28 dans la paroi périphérique 29
tandis que l'élément chauffant 17 et les tubes 34
perforent chacun deux obturateurs 62 de chaque bloc
lorsqu'il rentre et respectivement ressort de l'alésage
63 ou 64 qui lui correspond dans le bloc. Les alésages
63 et 64 sont non chemisés. Les obturateurs 62 ont pour
fonction de protéger le bloc d'une indésirable
absorption d'humidité avant le montage.
Le montage du coeur du réacteur se termine par la
mise en place de la plaque 31 et de la calotte 36
W094/23253 2 ~ 5 g ~ O 1 PCT/~ 4/00377
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supérieure.
La réalisation selon la figure 5 simplifie le
montage du réacteur en reportant un certain nombre de
précautions, notamment hygrométriques, sur la seule
fabrication des blocs.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux
exemples décrits et représentés.
On pourrait perforer aussi les plaques 31 pour
augmenter les surfaces d'échange de masse.
0 Pour interrompre le flux d'air de refroidissement
pendant la régénération, on pourrait ne fermer que le
haut ou le bas de la gaine.
Il pourrait y avoir plusieurs entretoises dans
chaque chambre, et plusieurs él~ments chauffants dans
le bloc.
Le réacteur pourrait avoir deux accès différents,
l'un pour l'entrée de l'ammoniac pendant la
réfrigération, l'autre pour la sortie de l'ammoniac
pendant la régénération.
