Brevet FR2000780A1 — publié le 19690912

Ot195 2000780 Ls prés««te invention ®$t relatif© à &n couvercle à f-ermet^r® £tanche perfectionnée i©s srésessraâjrc ot s'applique partientièrement nais non exclusiw^aent aua réservoirs pour gaz liquéfiés» par exemple les gaz cosife«stifel®8 naturels. 5 Un tel réservoir peut, par exemples ttre constitué par une grande cavité circulaire creusée dans la terre, le sol autour de cette cavité étant congelé sar une épaisseur appropriée «rt i*«£ntenu gelé, au «oins dans sa partie principale par la basse température du gaz liquéfié, la fermeture ou couvercle de cette 10 cavité» d'ordinaire en forme de dôme, étant supportée sur ses bords par le sol entourant l'ouverture de ls cavité. Suivant une variante, ce réservoir peut ttre, partiellement ou totalement au-dessus du solo Dans ce cas, la paroi du réservoir peut être constituée par era® structure formée de 15 matériaux imperméables et thermiquement Isolants, le couvercle du réservoir reposant par son bord sur le bord supérieur de la paroi du réservoir. L'invention a pour objet un réservoir comportant à son extrémité supérieure une fermeture qui comprend une partie 20 extérieure et une pertie intérieure ayant la forme générale d'un récipient destiné à contenir un liquide qui peut être solidifié par congélation pour former une barrière solide entre 1'intérieur du réservoir et la partie extérieure de la fermeture. Suivant une forme de réalisation de l'invention, ce 25 récipient pour le liquide qui peut ttre congelé a la forme générale d'une cuvette ou plateau peu profond. La partie intérieure de la fermeture peut comprendre un élément périphérique fait d'un matériau en tôle, imperméable aux gaz, ayant en coupe transversale la forme générale d'un U, 30 la branche intérieure de cet U s'étendant vers le bas dans le plateau et la branche extérieure de 1*U se prolongeant au-dessous de la base du plateau pour venir en contact avec la surface de la paroi latérale du réservoir de façon s former un joint étanche aux gaz entre l'intérieur du réservoir et le bord supérieur du plateau. 35 Dans une forme de réalisation préférée, la partie extérieure de la fermeture comprend un couvercle imperméable aux gaz supporté par un cadre reposant sur l'extrémité supérieure de la paroi du réservoir et le récipient pour le liquide congelé est suspendu au cadre.. 40 La portion périphérique extérieure de la partie ex- * BAD ORIGINAL 69 01195 2000780 iêrieure de la fermeture peut s'étendre vers l'extérieur, au delà de la surface extérieure de la périphérie de l'ouverture ménagée dans l'extrémité supérieure du réservoir, et une autre tôle d'un matériau étanche aux gaz peut être disposée autour de la surface 5 extérieure de la périphérie de l'ouverture. Cette autre tôle peut être conformée de façon à être •n contact avec la surface extérieure et è se prolonger à travers l'intervalle entre la surface extérieur® et la partie externe s'étendant vers l'extérieur de la fermeture de façon à former un 10 joint Itanche aux gaz contre l'entrée gaz dans l'espace compris entre la partie extérieure et la partie intérieure de la fermeture. Le bord inférieur de la branche extérieure de la pièce en U et la partie de la surfs&a de la deuxième tôle en contact avec la surface extérieure de la périphérie de l'ouverture, peut ttre logée £> dans un espace formé dans la paroi du réservoir contenant un liquide capable d'être solidifié par congélation quand il est soumis à la température du liquide qui doit ttre conservé dans le réservoir pour assurer un joint étanche aux gaz et empêcher l'accès du gaz dans l'espace compris entre la partie extérieure et la partie 20 intérieure de la fermeture. Le liquide qui doit être congelé dans le plateau peut être de 1* eau et le liquide qui doit être congelé dans l' espace formé dans la paroi du réservoir peut être de l'eau ou un mélange de sable et d'eau. 25 Dans la réalisation préférée La figure 1 représente uae section diamétrale d'un réservoir circulaire conforme à l'invention, la moitié de gauche 40 représentant la moitié d'un réservoir formé par une cavité dans BAD ORIGINAL 69 01195 3 2000780 le sol et la moitié de droite représentant un réservoir au-dessus du sol. La figure 2 représente d'une façon plus détaillée, le bord du réservoir formé par une cavité dans le sol de la moi-5 tié de gauche de la figure 1. La figure 3 représente une section à travers la couche de glace formant barrière imperméable avec la structure supportant cette couche. La figure 4 est une section, suivant un plan perpen-10 diculaire au plan de la section de la figure 3, de la couche de la figure 3 et de la structure qui la supporte. La figure 5 représente, en coupe, le bord du plateau qui contient la couche formant barrière imperméable et qui est utilisé dans un réservoir formé dans une cavité dans le sol. 15 La figure 6 représente, en coupe, le bord du réser voir au-dessus du sol, représenté dans la moitié droite de la figure 1. Si l'on se reporte à la moitié gauche d® la figure 1, et aux figures 2 à 5, une cavité 1 creusée dens le sol, présente 20 une paroi latérale faite de terre congelée ayant une épaisseur appropriée, par exemple de 3m à 6m. Une plate-forme plate 8 faite par exemple de tôles d'aluminium 9 pour planchers présentant des nervures ou des bossages est construite pour recouvrir l'ouverture au sommet de la 25 cavité 1, et sur la surface supérieure de cette plate-forme 8 sont appliquées des feuilles 10 d'un matériau imperméable à l'eau telles que des feuilles imprégnées de bitume, le bord périphérique 11 de cette feuille étant replié vers le haut de façon à former un plateau horizontal peu profond qui peut être rempli 30 d'une quantité prédéterminée d'eau. L'eau contenue dans ce plateau 12 peut être transformée en glace sous l'action de la basse température de la cavité et une barrière de glace 13 est ainsi formée au-dessous du couvercle du réservoir. De préférence, les cannelures ou les creux entre les bossages des tôles 9 sont rem-35 plies d'un sable 14, qui quand il sera gelé, augmentera la stabilité de l'ensemble. La plate-forme 8 est portée par des poutres en I, 14 A, qui reposent librement à leurs extrémités sur une poutre creuse périphérique en aluminium 15, qui est montée rigidement. 40 Les poutres en I, 14 A sont supportées, en des points situés 69 01195 4 2000780 entre leurs extrémités, par des tiges de suspension en aluminium 16, fixées à leurs extrémités supérieures à des poutres creuses en aluminium 17 qui forment un toit en treillis recouvert par un dôme 18. 5 Ce toit en treillis est ancré à sa périphérie, à une poutre annulaire creuse en acier doux 19 qui repose sur le sol ou sur une couronne de béton reposant elle-même sur le sol autour du bord de l'ouverture de la cavité ï la tôle formant le couvercle en dôme 18 repose également par son bord périphérique extérieur 1D sur la" poutre 19 et lui est soudé. Dans le cas représenté dans les dessins, la poutre creuse annulaire 19 repose sur des plaques en acier doux 20 en forme de segments. Certaines de ces plaques 20 ont, en section, la forme de coins et peuvent être déplacées radialement vers l'in-15 térieur ou l'extérieur de sorte que l'écartement entre la poutre de forme annulaire 19 et la surface de la poutre annulaire en béton sur laquelle les plaques 20 reposent dans ce cas peut être modifié pour maintenir la poutre 19 dans un plan horizontal si la poutre en béton 21 vient à s'élever ou s'abaisser en raison d'un ~20 mouvement du sol. La poutre en béton 21 est faite de segments et des intervalles sont prévus entre les extrémités des segments pour permettre à l'eau provenant de la glace qui peut se former et fondre sur le côté intérieur de la poutre 21, de s'échapper. La couronne en ciment 21 repose sur des couches superposées 25 d'asphalte 22 et d'un matériau thermiquement isolant 23 sur le bord supérieur de la terre congelée 2 qui forme la paroi latérale du réservoir. Le bord inférieur d'une première bande de tôle 24 en acier inoxydable est enrobé dans le sable congelé 25 dans une tranchée circonférentielle continue 26 creusée dans le bord su-30 périeur dô la terre congelée 2 qui constitue la paroi latérale du réservoir. Une lèvre 27 s'étend vers l'intérieur depuis la partie principale de la bande 24 et, depuis cette lèvre 27 une portion dirigée vers le bas 28 s'étend dans le plateau de façon à être enrobée dans la barrière de glace 13 par son bord. Un joint 35 étanche est ainsi formé pour empêcher le passage du gaz d'en dessous de la barrière de glace dans l'espace compris au-dessous du couvercle en forme de dôme et la barrière de glace. Une seconde bande en acier inoxydable 29, espacée vers l'extérieur par rapport à la bande 24, est enrobée par son 40 bord inférieur dans le sable congelé 25 contenu dans la tranchée 69 01195 5 2000780 26, Un 30 fait, saillie ve::s l'extérieur près du bord supé rieur de la bande 29 et est soudé par son &arc& extérieur sur le côté intérieur de la poutre annulaire continue en acier doux 19. Ce rebord 30 empêche l'entrée du gaz provenant de l'espace situé 5 au-dessous du rebord 30 dans l'espace 31 étanche au gaz compris entre le couvercle 18 et la barrière de glace 13. L'espace 31 étanche au gaz 31 est remplie d'azote s©us «ri® pression légèrement supérieure à la pression atmosphérique. L'intervalle entre les bandes 24 et 29 est rempli de couches d'un aatériau thermiquement 10 isolant 32. Ces couches d'un matériau theresiquement isolant 32 peuvent aussi s'étendre par dessus et au d©là de la couche formant barrière de glace étanche 13 aux points où elles sont supportées sur un plancher 33 fait de tSles d'aluminium déployé qui, à son tour, est supporté sur une grille faz-mée par des poutres en 15 I, 34, supportées par les tiges de suspension en aluminium 16. Cette disposition de matériaux isolants assure en combinaison avec les bandes d'étanchéité, un écran contre l'accès de la chaleur, provenant du toit en dôme du réservoir, à la barrière de plan contenu dans' le plateau. 20 Un* couronne faite en un matériau élastique 35 por tée par une console 36 sur un rebord replié vers l'intérieur de la bande 24, écarte la partie principale de cette bande de la paroi périphérique du plateau en feuille imprégnée de bitume 12 qui contient la couche de glace 13 et permet aux contractions ou 25 dilatations différentielles de la bande 24 et du plateau 12 contenant la couche de glace 13 de se produire. La structure du bord supérieur du réservoir au-des-sus du sol représenté à la figure 6 et dans la moitié de droite de la figure 1 est identique à celle du réservoir formée dans une 30 cavité du sol qui vielrt d'être décrite, sauf sur les points suivants : . La paroi latérale du réservoir comprend un mur intérieur 37, fait en tSles métalliques étanches aux gaz, et doublé d'une couche d'un matériau isolant 32, et d'une paroi extérieure 35 en béton 38. L'extrémité supérieure de la paroi intérieure 37 forme la bande intérieure mentionnée plus haut eu preiaière bande 24. Le bord supérieur de cette paroi intérieure 37 e«t replié pour former la lèvre 27 (figures 5 et 6) et le rebord dirigé vers le bas 28 enrobé dans la barrière de glace 13. 40 Le bord du toit en acier doux 18 est soudé à un élé- ¥ S BAD ORIGINAL ! 69 01195 6 2000780 ment d'ancrage, non représenté, qui constitue une couronne ininterrompue autour de l'ouverture du réservoir. L'élément d'ancrage est enrobé dans le béton d'ane poutre annulaire en béton armé 39, qui fait corps avec la paroi extérieure en béton 38. 5 Bien que la première et la seconde bandes métalli- ques 24 et 29 décrites plus haut soient de préférence en acier inoxydable, il est possible d'employer d'autres métaux, par exemple de 1'aluminium ou des alliages à bas® d'aluminium. Dans la pratiques le poids de la couche de glace 30 formant une barrière étanche est supporté en partie par la force appliquée sur sa face inférieure qui résulte de la pression du gaz s'évaporant du gaz liquéfié. On p@ut codifier le poids de là couche en ajoutai #s l'eau qui se congèlera sur la cottcbe ou en enlevant de la glace de la couche de fagoa que les gaz puissent 15 être emmagasinés sous l'une quelconque d'une large gamme de pressions sans exercer un effort trop grand sur la structure qui supporte la barrière étanche de glace. BAD 69 01195 i 2000780 - REVENDICATIONS - 1. Réservoir notamment mais non exclusivement pour gaz liquéfiés, qui est muni à son extrémité supérieure d'une fermeture, caractérisé par le fait que cette fermeture comprend une 5 partie extérieure et une partie intérieure ayant la forme générale d'un récipient qui peut contenir un liquide solidifié par congélation pour constituer une couche formant une barrière solide entre l'intérieur du réservoir et la partie extérieure de la fermeture. 1D 2. Réservoir suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la fermeture a la forme générale d'un plateau ou d'une cuvette. 3* Réservoir suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que la partie intérieure de la couverture comprend 15 un élément périphérique formé d'un matériau en tôle étanche aux gaz, ayant en section transversale la forme générale d'un U, la branche intérieure de l'U s'étendant jusque dans 1« plateau et la branche extérieure s'étendant au-dessous de la base du plateau pour venir en contact avec une surface de la paroi latérale du 20 réservoir de façon à former un joint étanche aux gaz entre l'intérieur du réservoir et le côté supérieur du plateau. 4. Réservoir suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la partie extérieure de la fermeture du réservoir comprend un couvercle imperméable aux 25 gaz supporté par un cadre qui repose sur l'extrémité supérieure de la paroi du réservoir et dans lequel est suspendu le récipient pour le liquide congelé. 5. Réservoir suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait que la portion périphérique extérieure de 30 la partie extérieure de la fermeture du réservoir s'étend vers l'extérieur au delà de la périphérie de l'ouverture ménagée à l'extrémité supérieure du réservoir et une autre tôle d'un matériau imperméable aux gaz est disposée autour de cette surface extérieure de la périphérie de cette ouverture, cette autre tôle 35 étant conformée pour venir en contact avec ladite surface extérieure et s'étendre à travers l'intervalle entre cette surface extérieure et la partie extérieure du couvercle qui s'étend vers l'extérieur, formant ainsi un joint imperméable aux gaz qui s'oppose à l'entrée du gaz dans l'espace compris entre les parties 69 01195 8 2000780 intérieure et extérieure du couvercle. 6. Réservoir suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que le bord le plus bas de la partie extérieure de la tôle à section en U et la partie de l'autre tôle qui est en con- 5 tact avec la surface extérieure de la périphérie de l'ouverture sont logées dans une tranchée formée dans la paroi du réservoir qui contient un liquide pouvant se solidifier quand il est soumis à la température du liquide qui doit être conservé dans le réservoir, de façon à former un joint étanche aux gaz qui empêche 10 l'accès du gaz dans l'espace compris entre la partie extérieure et la partie intérieure de la fermeture. 7. Réservoir suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le liquide qui doit être congelé dans le plateau et le liquide qui doit être congelé dans la tranchée de la paroi 15 du réservoir est de l'eau. 8. Réservoir suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que-l'espace entre la partie extérieure et la partie intérieure de la fermeture contient un mélange de sable et d'eau. 9. Réservoir suivant les revendications 5, 6, 7 ou 8, 20 caractérisé par le fait que l'espace entre la partie extérieure et la partie intérieure de la fermeture est rempli d'un gaz inerte sous une pression qui n'est pas inférieure à la pression atmosphérique .