E. MATHIAS - LA LIQUÉFACTION DE L'AIR ET L'EXTRACTION DE SON OXYGÈNE 



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qui constituent actuellement l'application capitale 

 de la liquéfaction de l'air, et que tout le gaz em- 

 prunté à l'appareil à oxygène pour alimenter les 

 liquéfacteurs retourne à l'appareil après liquéfac- 

 tion, on en conclura qu'il y a de ce chef une amé- 

 lioration très nette du rendement sans augmentation 

 appréciable de dépense. 



La détente avec travail extérieur est celle qui uti- 

 lise le mieux l'énergie du gaz comprimé, donc celle 

 qui, toutes choses égales, donne le plus fort abais- 

 sement de la température du gaz. Or, on peut 

 imaginer deux réalisations diflerenles de ce moyen 

 efficace de refroidissement. L'idée la plus simple, 

 celle de C. Siemens, de Solvay, est d'effectuer la 

 détente dans le cylindre d'une machine dont elle 

 met le piston en mouvement; mais on se heurte, 

 dans la pratique, à la difficulté du graissage des 

 surfaces fioltanles aux températures auxquelles 

 existe l'air liquide, et il a fallu, pour vaincre cette 

 difficulté, que G. Claude découvrit le pouvoir lubré- 

 fiant de l'éther de pétrole aux très basses tempé- 

 ratures. I 

 On peut aussi utiliser le jet du gaz comprimé ] 

 sortant avec force par un orilice étroit pour faire 

 marcher une turbine efl'ectuantun travail extérieur, 

 auquel cas l'air détendu se liquéfie partiellement; 

 cette idée, complétée par l'emploi d'un échangeur 

 de températures qui utilise le froid du gaz détendu 

 non liquéfié pour refroidir le gaz comprimé qui 

 arrive, a été proposée pour la première fois par 

 Lord Hayleigh' et reprise par un ingénieur anglais, 

 Thrupp'. 



On peut utiliser une forme quelconque de turbine 

 à grande vitesse, mais il est nécessaire de maintenir 

 l'axe, les paliers et toute autre partie frottante à 

 une certaine distance de la chambre de délente, 

 dans le double but d'éviter les frottements au voi- 

 sinage de l'air froid et d'empêcher la solidification 

 de l'huile. Le haut degré de détente nécessaire pour 

 liquéfier l'air semble exiger une forte pression ini- 

 tiale. La figure 4 illustre l'idée de l'inventeur. L'air 

 venant du compresseur passe dans l'échangeur D 

 par une série de serpentins d contenus dans des 

 espaces annulaires d" disposés de façon que le gaz 

 comprimé et le gaz détendu cheminent partout en 

 sens contraire, ainsi que le montrent les flèches 

 de la ligure. Le tube d'amenée de l'air comprimé 

 se termine par un serpentin central qui conduit le 

 gaz à la turbine E par l'intermédiaire de la sou- 

 pape d'arrêt P. L'air liquéfié par la détente s'é- 

 chappe tangentiellement de la turbine et coule dans 

 le tube U qui se décharge dans le réservoir G ; 

 celui-ci, dont le couvercle est fermé, est muni au 



fond d'un tube de soutirage g et d'un trop-plein V. 

 Le gaz, détendu et froid, comme celui qui s'échappe 

 directement de la turbine E, passe dans l'échan- 

 geur D et de là dans la chambre H; celle-ci con- 

 tient un tube central A, qui s'ouvre à sa partie supé- 

 rieure dans l'atmosphère et à sa partie inférieure 

 dans la chambre H. L'air extérieur est aspiré dans 

 le tube h pour remplacer celui qui a été liquéfié; 

 il est refroidi par l'air détendu qui circule autour 

 de lui et qui condense son humidité, laquelle est 

 évacuée au dehors par le trop-plein h". Enfin, l'air 

 détendu et l'air récemment aspiré s'en vont par // 

 à l'aspiration du compresseur. 



L'appareil de Thrupp ne parait pas avoir été 

 réalisé, bien que sa conceplion soit parfaitement 

 logique. La seule chose qu'on puisse lui objecter. 



Fi.T 4 — Liquéfaction par le procciJc llu-upp. — D. eclian- 

 aeur; d, serpentins éclianReurs; oV espaces annulaires ; 

 P soupape â'amH; E, Un-bine: U, tuyau de (léelinrg.- du 

 liMuide : <i, réservoir de liquide: ,g, soutirage; V; irop- 

 plein- /), tube d'amenée dair: !•', êvaciialion de 1 humi- 

 dité de l'air; /i=, aspiration au compresseur. 



' LohD Rayleioh : iXaturc, I. LVllI, p. 199 (1898). 



2 E. C. Thhl-pp : Brevet anglais n" 26.';61 du 19 déc. 189iS. 



c'est que sa détente avec liquéfaction spontanée 

 sous la pression almosphérique se heurte aux dé- 

 savantages explicités page 699 et qui tiennent à ce 

 que le gaz, trop éloigné de la loi de Mariolte, se 

 détend mal, tout en exigeant un travail supplé- 

 mentaire de compression aussi inutile qu'énorme; 

 d'autre part, le mouvement très rapide de la turbine 

 rend difficile le rassemblement du liiiuide, dont une 

 partie de la force vive se transforme en chaleur; 

 le rendement de l'appareil de Thrupp, nécessaire- 

 ment, ne pourrait être que médiocre. 



Dans le même ordre d'idées, il convient de citer 

 un dispositif dû à Raoul Pictet' et dans lequel l'air, 

 d'abord desséché, est comprimé à la pression cri- 

 tique ; cela fait, il est refroidi jusqu'àsa température 



Raoul Pictet : Brevet anglais n" 2.113 du 8 février 1901. 



