Brevet FR2182726A1 — publié le 19731214

La présente invention a trait à un récipient pour gaz liquéfié du genre comprenant une paroi thermiquement isolante et un bouchon d'obturation. On entend évidemment par gaz liquéfié aussi bien le gaz naturel liquéfié, l'ammoniac, que les liquides cryogéniques comme l'azote, par exemple. Ce récipient permet le stockage de ces gaz liquéfiés de façon économique et possède des performances d'isolation thermique remarquables. L'invention met en oeuvre la récupération des frigories que libère le gaz liquéfié par vaporisation, Jusqu'à présent, la plupart des récipients pour liquide cryogénique ou gaz liquéfié étaient constitués d'une simple paroi isolante et d'un bouchon d'obturation destiné à fermer le récipient dans lequel se trouve le liquide. Ces dispositifs de stockage de gaz liquéfié ou de liquide cryogé nique présentent le désavantage d'entre instiffisamment isolés thermiquement, car les échanges de chaleur entre le milieu extérieur et le liquide, au bout d'un temps assez court, sont malgré tout assez importants. On a plus récemment proposé des récipients de stockage de gaz liquéfiés dont on refroidit par gazéification partielle la masse condensée de gaz liquéfié, au-dessous de la température d'ébullition dudit gaz sous la pression atmosphérique, l'effet frigorifique demandé à la masse condensée servant à compenser les entrées de chaleur provenant du milieu extérieur. Si ce dispositif permet de sérieuses économies en frigories, il n'en reste pas moins qu'il rend nécessaire l'utilisation d'un compresseur, qui aspire par une canalisation extérieure au récipient de stockage, le gaz liquéfié vaporisé. Ce compresseur fonctionne à l'aide d'un moteur, ce qui fait que cet appareillage est conteur et nécessite une installation avec vannes, manomètres, soupapes, et tous appareils de mesure nécessaires au contrtle du fonctionnement. L'objet de l'invention est de pallier ces inconvénients, tout en permettant la mise en oeuvre d'un récipient qui soit facile à manipuler, de prix de revient peu élevé et qui offre d'excellentes performances d'isolation thermique comparées à un récipient de meme dimension, mais simplement isolé par une paroi et fermé par un simple bouchot Le récipient selon l'invention se caractérise en ce que la paroi thermiquement isolante est formée par une pluralité de couches superposées à distancie, ménageant entre elles un passage de cheminement des vapeurs de gaz avec ce récipient liquéfié, ledit passage de cheminement étant en communication/ à une de ses extrémités par au moins une ouverture d'écoulement placée substantiellement au niveau haut du récipient, et débouchant, à son autre extrémité, dans le milieu extérieur audit récipient. Selon une forme particulière de réalisation de ce récipient, la paroi thermiquement isolante comprend au moins trois couches définissant entre elles deux passages de cheminement substantiellement parallèles. Les divers caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels s - la figure 1 est une vue en coupe d'un récipient sphérique conforme à l'invention - la figure 2 est une vue en coupe d'un récipient cylindrique conforme à l'invention, - la figure 9 est une vue en coupe selon la ligne li représentée en figure 2, - la figure 4 représente une vue en coupe de deux récipients emmagasinés l'un sur l'autre, - la figure 5 est une vue extérieure d'un récipient selon la figure 4. Sur la figure 1 est représenté un récipient sphérique 10 formé par des sphères concentriques 3, 4, 5, provenant de demi-coquilles respectivement 3S 3" 4' 4" et 5', 5"1 assemblées par collage. Ces demi-coquilles sont obtenues par moulage et sont en mousse plastique par exemple et peuvent présenter ou non un revêtement de surfacez L'épaisseur des sphères concentriques peut être différente et des bossages servant d'entretoises 11 provenant du moulage des demi-coquilles permettent d'obtenir un montage très facile et assurent un espacement entre chaque sphère0 Ces diverses sphères espacées formant paroi thermiquement isolante du récipient 10, ménagent entre elles deux passages de cheminement 6 et 6' des vapeurs de gaz liquéfié, ledit passage 6 étant en commuai- cation avec le récipient à une de ses extrémités par des ouvertures d'écoulement des vapeurs 7 placées au niveau haut de la sphère 3 et débouche à son autre via Gaz 6t extrémité/,dans le milieu extérieur au récipient 10 par une ouverture 80 Un bouchon isolant I permet d'obturer hermétiquement les sphères 3 et 4 par engagement dans un col 2 situé dans le prolongement de l'ouverture 8, tout en laissant subsister un passage pour les vapeurs par l'ouverture 8 au niveau de la sphère 5. Ce col 2 peut entre réalisé à l'aide d'un tube en plastique tel que du chlorure de polyvinyl, résistant aux chocs. Comme le montre la figure t, la sphère 4 présente à l'aplomb du col 2, une ouverture d'écoulement 9 analogue aux ouvertures 7 de la sphère 3. Le fonctionnement du récipient est le suivant : Après avoir empli le récipient 10 de liquide cryogénique, ou de gaz liquéfié, on ferme hermétiquement par le bouchon 1 le col 2, si bien que le gaz froid provenant du liquide vaporisé ne peut plus s'échapper par le col 2. Le gaz est contraint de passer par les ouvertures 7 pour circuler dans le passage de cheminement double 6 formé par les sphères 3 et 4 tout en léchant les parois extérieure de la sphère 3 et intérieure de la sphère 4 (comme le montrent les flèches), puis échappe par l'ouverture 9 et circule dans le passage de cheminement 62 formé par les sphères 4 et 5 ; le gaz situé dans le passage 6 formé par les sphères 4 et 5 circule à contre-courant de celui situé dans le passage 6 formé par les sphères 3 et 4. Le gaz sort par l'ouverture 8. Ce gaz froid qui circule dans les passages 6 et 6', cède ses frigories aux parois des sphères 3, 4 et 5, si bien que la température du gaz sortant par l'ouverture 8 est pratiquement égale à la température ambiante. Le revêtement extérieur de la sphère 5 peut être métallique pour des raisons de résistance, alors que les sphères 3 et 4 sont en plastique mousse. 1l est clair que l'on peut utiliser un nombre supérieur de sphères concentriques. Les figures 2 et 3 représentent un récipient cryogénique 20 de forme cylindrique constitué par une paroi thermiquement isolante enroulée en spirale 23 autour de l'axe de symétrie du cylindre x x2, tout autour d'un vase central 30 cylindrique, avec couvercle 31 supporté par des cales 40 et susceptible de recevoir du gaz liquéfié G par exemple ; des ouvertures 27 sont placées dans le couvercle 31 du vase 30, un deuxième couvercle 32 et un fond 33 enserrent la paroi isolante en spirale 23.Le passage de cheminement 26 du gaz froid s' échappant pas les ouvertures 7 est obtenu par des entretoises 41 qui permettent un espacement des spires constituant la paroi isolante 23. Une ouverture 28 constitue l'orifice où le gaz débouche dans le milieu extérieur, Un bouchon 21 permet la fermeture hermétique d'un col 22 monté sur le couvercle 31. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est le suivant : Le gaz liquéfié G émet des vapeurs qui s'échappent par les ouvertures 27. Ces vapeurs longent alors les parois 23 en circulant dans le passage de cheminement spiralé 26. Les vapeurs s'échappent par l'ouverture 28. L'épaisseur du passage de cheminement 26 ainsi que celle des couches isolantes spiralées 23 peuvent titre rendues constantes ou variables suivant le débit de vapeur, le volume du vase 30 et la nature du gaz liquéfié enfermé dans le vase 30. Ce récipient présente un grand avantage car il peut dtre employé comme emballage perdra, sa fabrication est simple et il est d'un poids léger étant donné que les couches superposées à distance substantiellement parallèles et formant spirales 23 sont constituées de plastique mousse Les figures 4. et 5 représentent un autre type de récipient selon 1' invention. Un récipient 50 comprend une vase central 54 fermé par un couvercle-63, par exemple par collage, ledit couvercle présentant un orifice 58 d'échappement des vapeurs d'un liquide cryogénique L placé dans ledit vase0 Ce vase 54 en forme d'une demi-sphère prolongée par un cylindre possède des espacements 59 susceptibles de délimiter un passage de cheminement 99 avec un autre vase 53 parallèle au vase 54. Le vase 53 est également en contact par des espacements 59 avec la paroi interne d'un réceptacle 70, délimitant entre eux un passage de cheminement 99'. Le vase 53 est fermé par un couvercle 64 , par exemple par collage. La partie demi-sphérique du vase 53 présente des orifices 62 qui mettent en communication les passages 99 et 99'0 Le réceptacle 70 présente deux pieds 61 susceptibles autre adaptés à des gorges de gerbage d'un autre récipient non représenté, identiques à celles indiquées en 60 sur un couvercle 56 collé au récipient 50. Les gorges 60 peuvent recevoir deux pieds 61t d'un autre récipient 50' rempli d'un liquide cryogénique L', récipient qui présente les mêmes éléments (avec indice n t ") que ceux du récipient 50. Un bouchon 51 avec bec verseur démontable 52 est monté latéralement sur le niveau haut du récipient 50, et ferme hermétiquement les vases 53 et 54, tout en ménageant un orifice 55 d'échappement des vapeurs dans le milieu ambiant. Comme le montre la figure 5, une lanière 57 permet le transport du récipient 50, de même que des "encoches" 71 effectuées dans le récipient 70 rendent aisée la manutention desdits récipients qui peuvent dtre emmagasinés0 Le fonctionnement du dispositif est le suivant : Les vapeurs s'échappent par l'orifice 58 et circulent ensuite dans le passage 99, traversent les ouvertures 62 et continuent leur trajet par le passage 991 pour ressortir pas l'orifice 55. L'avantage des récipients décrits aux figures 4 et 5 est que l'on peut stocker une masse de liquide cryogénique sans difficulté de manutention. Ces récipients peuvent être également du type à emballage perdu. Le matériau formant couches peut être également du polystyrène. Un revatement de surface par films imperméables en plastiques ou en écrans métalliques, disposé sur les différentes couches, permet de conserver le pouvoir isolant des mousses malgré l'humidité, et d'améliorer l'isolation contre le rayonnement. D'autres formes de récipient peuvent titre envisagées, par exemple parallélépipédiques. L'invention trouve son application, plus particulièrement dans le stockage de liquide cryogénique, mais également dans le domaine des chambres froides de réfrigération et de conservation, ainsi que dans celui des "containers" de transporte EEVENDICbTIONS 1. - Récipient pour gaz liquéfié du genre comprenant une paroi thermiquement isolante, un bouchon d'obturation , caractérisé en ce que la paroi thermiquement isolante est formée par une pluralité de couches superposées à distance, ménageant entre elles un passage de cheminement des vapeurs de gaz liquéfié, ledit passage de cheminement étant en communication avec le récipient à une de ses extrémités par au moins une ouverture d'écoulement placée substantiellement au niveau haut du récipient, et débouchant, à son autre extrémité, dans le milieu extérieur audit récipient. 2. - Récipient selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi thermiquement isolante comprend au moins trois couches définissant entre elles deux passages de cheminement substantiellement parallèles. 3. - Récipient selon la revendication 1 ou 2i caractérisé en ce que les couches superposées à distance sont des sphères formées par des demi-coquilles espacées entre elles par des entretoises. 4. - Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les couches superposées à distance sont enroulées cylindriquement en spirale, définissent un cheminement spiralé et sont espacées entre elles par des entretoises. 5. - Récipient selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les couches superposées à distance sont formées par des demi-sphères prolongées par une partie cylindrique. 6. - Récipient selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé en ce que les couches sont en matériau plastique mousse.