Brevet FR2273997A1 — publié le 19760102

La présente invention concerne les installations de distribution en phase gazeuse d'un gaz de pétrole liquéfié tel que le butane. Les installations de distribution actuelles comportent en général.un réservoir de stockage contenant une certaine quantité de gaz de pétrole liquéfié et un circuit de distribution pour relier au travers d'un détendeur le ciel du réservoir de stockage aux différents appareils d'utilisation (chaudières, gazinières, chauffe-bains, etc.). Pour des raisons de sécurité notamment, il s'est avéra nécessaire de placer cea réservoirs de stockage å l'ex- térieur dos habitations ou des locaux d'utilisation et le plus souvent t l'air libre. Avec des réservoirs ainsi plus ou moins soumis aux conditions atmosphériques du moment et, en particu lier b la température extérieure, seuls des gaz de pétrole li quéfiésrelativement tolatils tel que le propane pouvaient être utilisés, le circuit de distribution faisant appel uniquement aux capacitéa d'évaporation naturelle du réservoir (citerne). Avec l'utilisation de gaz de pétrole moins volatils tel que le butane on a prévu un circuit de distribution secondgire qui est apte d fournir à l'utilisation une alimentation de gaz de pétrole liquéfie en phase gazeuse sous une pression sûffisante, lorsque les conditions de température du milieu entourant le réservoir de stockage ne permettent-plua le soutirage en phase gazeuse normalement assuré par le circuit de distribution principal. L'objet de l'invention est de proposer un circuit de distribution secondaire dont la mise en service s'effectue automatiquement dès que les capacités d'évaporation naturelle du réservoir principal deviennent insuffisantes et qui ne fait appel pour cette mise en service qu'à une source de pression de gaz auxiliaire comme source d'dnergie, au moins au voisinage du réservoir principal. Plus précisément, ce circuit de distribution secondaire est caractérisé en ce qu'il se compose pour l'essentiel a) d'un vaporiseur dont l'orifice d'alimentation est contrôlé par une vanne en fonction du niveau de la phase liquide dans le vaporiseur, b) d'un groupe de pompage hydro-pneumatique à disposer entre deux sources de gaz de pressions différentes pour l'alimentation de l'orifice du vaporiseur avec le gaz de pétrole en phase liquide prélevé dans la partie basse du réservoir, et c) d'un moyen de régulation sensible à la pression du gaz dans le circuit principal pour commander la mise en service du circuit secondaire dès que cette pression devient inférieure à une valeur prédéterminée. Selon une disposition avantageuse, le groupe de pompage hydro-pneumatique est disposé entre la source de gaz haute pression définie par un réservoir auxiliaire d'un gaz de pétrole liquéfié 'plus volatil que celui contenu dans le réservoir principal, et la source de gaz basse pression définie par le ciel de ce réservoir principal. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et qui se réfère au dessin ci-annexé donné à titre exemple et dans lequel la figure unique est une représentation schématique d'une installation de distribution selon l'intention. Sur la figure, la référence 10 désigne un réservoir de stockage tel qu'une citerne, destiné à contenir une certaine quantité relativement importante d'un gaz de pétrole liquéfié que l'on désignera dans la suite de la description par l'abréviation GPL. Le réservoir 10 équipé de ses organes de sécurité habituels (non représentés) est placé le plus souvent à l'air libre et en tout cas à l'extérieur de l'habitation ou des lo- caux d'utilisation qu'il y a lieu d'alimenter en gaz. Le ou les appareils d'utilisation tels que chaudières, cuisinières, chauffe-bains, etc (non représentés) sont branchés sur une conduite 12 avec interposition d'un robinet d'arrêt (non représenté). De manière habituelle, la conduite 12 est reliée à un circuit de distribution principal 14 qui se compose pour ltessen- tiel d'une conduite d'alimentation 16 reliant le ciel 18 du réservoir 10 à la conduite 12 au travers d'un clapet anti-retour 20 dont le rible sera expliqué plus loin et d'un détendeur 22 taré à une pression déterminée Pp (500mbar par exemple). Le circuit 14 assure le soutirage en phase gazeuse du GPL contenu dans le réservoir 10 pour autant que les conditions de température du milieu (air atmosphérique) entourant ce réservoir permettent une évaporation naturelle du GPL apte à maintenir une pression suffisante en amont du détendeur 22 pour tout débit quelconque demandé à l'utilisation 12. Lorsque le réservoir 10 contient un GPL relativement peu volatil aux basses températures (inférieures à 08 par exemple) tel que le butane, il est nécessaire de prévoir un circuit de distribution secondaire 24 pour assurer l'alimentation en gaz de la conduite 12 lorsque les conditions climatiques ne permettent plus un soutirage naturel en phase gazeuse suffisant. Oe circuit secondaire 24 comporte essentiellement a) un vaporiseur 26 dont l'orifice de sortie 28 est relié à la conduite 12 et dont l'orifice d'entrée 30 est contrôlé par une vanne ou dispositif d'obturation analogue 32 en fonction du niveau de la phase liquide du GPL dans le vaporiseur. Ce dernier comporte un moyen de chauffage tel qu'une résistante chauffante 34 dont la mise en service est commandée par un pressostat 36 taré à une valeur de consigne par exemple de 600 mbar. Avec cette disposition, le prélèvement de GPL en phase gazeuse à partir de l'orifice de sortie 28 du vaporiseur entraîne une baisse de niveau de la phase liquide, avec l'intervention éventuelle du moyen de chauffage 34 si la pression de la phase gazeuse devient inférieure à 600 mbar, ltouverture de la vanne 32 permettant de réalimenter alors le vaporiseur 26 de manière à rétablir le niveau du GPL en phase liquide-dans ce dernier à sa valeur maximale. Un thermostat de sécurité 38 peut être prévu pour arrêterxle chauffage lorsque la température du GPL dans le vaporiseur excède une valeur anormale déterminée (80C par exemple). b) un groupe de pompage hydro-pneumatique 40 disposé entre une canalisation d'admission 42 reliée à une source de gaz haute pression et une canalisation d'échappement 44 reliée à une source de gaz basse pression, pour alimenter l'orifice d'entrée 30 du vaporiseur 26 avec du GPL en phase liquide prélevé dans la partie basse 45 du réservoir tO. Le groupe de pompage 40 peut etre dtun quelconque type connu convenable. Dans le mode de réalisation représenté, il est généralement du type décrit dans le brevet nO 73 02 775 déposé le 26 janvier 1973 par la Demanderesse pour un "ensemble moteur alternatif fonctionnant par détente d'un fluide". Très brièvement, un tel groupe comporte un dispositif d'obturation à clapets bistable 46 commandant l'admission ou l'échappement d'une chambre motrice 48, un élément mobile formant piston d'aspiration et de refoulement tel qu'une membrane souple étanche 50 séparant cette chambre 48 d'une chambre de pompage 52, et une liaison avec jeu 54 telle qu'un câble flexible fixé à l'extrémité d'une tige, associant la membrane 50 au dispositif bistable 46 en vue du fonctionnement automatique du groupe 40. Un ressort de compression 56 est disposé dans la chambre 52 pour aider le déplacement d'aspiration de la membrane 50. L'orifice d'aspiration 58 de la chambre 52 est relié à la partie basse 45 du réservoir 10 par une conduite 60 pourvue d'un clapet antiretour 62 et éventuellement d'un filtre (non représenté). L'orifice de refoulement 64, situé de préférence en partie haute de la chambre 52 est relié à l'orifice 30 par l'intermédiaire d'une conduite 66 pourvue d'un clapet antiretour 68, un déverseur 70, taré à une pression de 6 bars par exemple, pouvant être avantageusement disposé entre les conduites 60 et 66. Âvec un tel agencement, on conçoit que le groupe de pompage 40 est mis automatiquement en service dès que la pression hydraulique dans la chambre de pompage 52, soit la pression de refoulement, devient inférieure à une valeur maximum déterminée pour laquelle la membrane 50 est équilibrée en pression entre cette pression hydraulique maximum, à laquelle s'ajoute la force du ressort 56, et la pression pneumatique d'admission de la conduite 42 alors reliée (phase de refoulement du groupe) la chambre 48. Dans une disposition préférée, la conduite d'admission 42 est alimentée par un réservoir auxiliaire 72 d'un gaz de pétrole liquéfié (GPL) plus volatil que celui contenu dans le réservoir 10, soit le propane par exemple. Un détendeur 74 taré à une pression d'environ 1 bar est avantageusement prévu à la sortie du réservoir 72 pour régulariser la valeur de la pression d'admission dans la conduite 42. De son côté, la conduite d'échappement 44 est reliée au ciel 18 du réservoir 10, la pression des gaz à cet endroit étant en effet inférieure à 1 bar -lorsque le groupe de pompage 40 doit être mis en service pour alimenter le vapriseur 26.Avec cette disposition, l'agent moteur gazeux (propane) du groupe de pompage 40 est lui-meme envoyé, par son trajet au travers de la chambre motrice 48 et de la conduite 44, vers le circuit de distribution principal 14. On remarquera que cette disposition est également intéressante en ce qu'elle permet de renvoyer dans le circuit 14 le GPL liquide qui aurait pu gagner la chambre 48 à la suite d'une fuite ou d'un manque d'étanchéité de la membrane 50. I1 serait également possible, bien que cette variante semble moins intéressante que la disposition décrite plus haut, d'alimenter la conduite 42 par une source de gaz sous pression quelconque telle qu'une source d'air comprimé, la conduite 44 déboueXant alors directement dans l'atmosphère. La conduite de refoulement 66 du groupe de pompage 40 comporte un obturateur 76 piloté en fonction de la pression du fluide dans la conduite d'alimentation 16 en aval du clapet anti-retour 20. Cet obturateur 76 a essentiellement pour r8le d'ouvrir le refoulement et de mettre ainsi en service le groupe 40 dès que cette pression devient inférieure à une valeur de consigne de tordre par exemple de 800 mbar. Dans la disposition particulière représentée, les conduités i6 et 66 sont reliées en 78 en amont du vaporiseur 26 dont l'orifice d'entrée 30 est ainsi alimenté en GPL en phase liquide et/ou en phase gazeuse. L'obturateur 76 est avantageusement constitué aÀors d'un eimple limiteur de pression piloté en fonction de la pression en aval, soit la pression à la jonction 78 des conduites 16 et 66. Lorsque la pression dans la conduite 16 devient, lors d'un soutirage, inférieure à la valeur de consigne précitée soit 800 mbar, l'obturateur 76 ouvre le refoulement 64 et le GPL en phase liquide pompé par le groupe 40 est envoyé vers le vaporiseur 26. Le clapet anti-retour 20 prévient la réinjection de ce GPL en phase liquide dans le ciel 18 du réservoir 10.Lorsque la pression en 78 devient égale ou supérieure à cette valeur de consigne de 800 mbar, le groupe 40 s'arrête automatiquement par le verrouillage hydraulique résultant de la fermeture par l'obturateur 76 de l'échappement 64. Selon une variante (non représentée), les circuits de distribution 14 et 24-pourraient être disposés en parallèle et non imbriqués l'un dans l'autre comme dans la disposition repré sentée. La conduite 16 serait alors directement reliée au détendeur 22 comme l'orifice de sortie 28 du vaporiseur, la jonction 78 se trouvant alors immédiatement en amont du détendeur 22. Pour piloter l'obturateur 76, il y aurait lieu de prévoir un piquage sur la conduite 16, en aval bien entendu du clapet anti-retour 20.Cet obturateur 76 pourrait etre lui-même rèm- placé par tout moyen de régulation connu approprié mécanique, pneumatique ou électrique qui, sensible à la pression dans le circuit principal, serait apte à commander la mise en service du groupe 40 dès que cette pression devient inférieure à la valeur de consigne de 800 mbar. Néanmoins, la disposition représentée est préférée en ce que le circuit de distribution auxiliaire 24 (à savoir le groupe de pompage 40 avec l'obturateur 76 d'une part et le vaporiseur 26 d'autre part) peut être facilement mis en place dans une installation de distribution normale préexistante en ne nécessitant qu'un minimum de modifications et d'ajouts. Le groupe de pompage 40 sera disposé au voisinage immédiat du réservoir î0 tandis que le vaporiseur sera inséré dans la conduite 16 au voisinage de l'utilisation 12. Dans des conditions ambiantes normales (températures supérieures à nol, l'évaporation naturelle du GPL contenu dans le réservoir 10 assure dans la canalisation 16 une pression gazeuse supérieure à 800 mbar. L'obturateur 76 est fermé, ce qui empêche le refoulement du groupe 40 qui ainsi ne fonctionne pas. Le GPL en phase gazeuse du réservoir 10 traverse le vaporiseur 26 dont l'orifice d'entrée 30 est ouvert et l'élément chauffant 34 hors service, pour gagner la conduite 12 sous la pression de tarage (500 mbar) du détendeur principal 22. Si la température du milieu ambiant devient faible (inférieure à 00c par exemple) ou si le débit demandé est trop important, la pression dans la conduite 16 n'atteint plus, lors du soutirage, la valeur de consigne de 800 mbar d'intervention de l'obturateur 76. Celui-ci commande alors la mise en service du groupe de pompage en ouvrant l'é- chappement 64. Le GPL contenu dans la chambre 52 est alors en voyé à l'orifice d'entrée 30 du vaporiseur 26, la liaison avec jeu 54 entre le dispositif d'obturation bistable 46 et la mem brane 50 entretenant de façon connue le déplacement alternatif de cette dernière. Si le niveau du GPL en phase liquide dans le vaporiseur 26 atteint la valeur maximale autorisée, le clapet 32 ferme l'ouverture 30 et le groupe 40 s'arrête en phase de refoulement par verrouillage hydraulique.L'élément chauffant 34 est mis en service par le pressostat 36 si la pression du GPL en phase gazeuse dans le vaporiseur devient inférieure à la valeur de consigne choisie (600 mbar). I1 convient que la quantité de GPL en phase liquide contenue dans le vaporiseur soit suffisante pour assurer le débit demandé à l'utilisation pendant la phase d'aspiration du groupe 40. Dès que les conditions de température redeviennent normales, la pression de la phase gazeuse du GPL dans le réser voir 10 devient suffisante pour fermer l'obturateur 76 ce qui bloque le groupe de pompage 40 (toujours dans sa phase de re foulement). En ce qui concerne ce groupe, on peut observer que la membrane 50 ne se trouve soumise qu'à une faible différence de pression, différence qui est celle destinée à vaincre la com pression du ressort de rappel 56. Âvec l'évacuation vers le réservoir 10 de la chambre 48, toute fuite de GPL venant de la chambre de pompage 52 est renvoyée dans le circuit principal 12. v I1 reste bien entendu que l'on pourrait substituer au groupe hydro-pneumatique 40 tout autre groupe de pompage connu appro prié à mouvement continu ou alternatif susceptible, lorsqu'il est mis en route, de fournir un certain débit de GPL en phase liquide sous une pression donnée de l'ordre de 1 bar par exemple, l'énergie motrice de ce groupe étant toujours pneumatique comme dans la réalisation décrite. Il est entendu également que les valeurs de pression de tarage et de consigne des différents appareils n'ont été données ci-dessus qu'à titre d'exemple et qu'il est possible d'envisager, selon les besoins, une gamme de valeurs plus faibles ou au contraire plus élevées. Dans la description qui précède, on a supposé que le moyen de régulation contrôlant la mise en service du circuit auxiliaire 24 était effectivement constitué d'un dispositif d'obturation, tel que l'obturateur 76, piloté en fonction de la pression dans la conduite 16. Néanmoins, ce moyen de régulation peut être aussi réalisé en prévoyant un tarage judicieux des clapets 20, 62 et surtout 68. En particulier, il suffit que la pression d'ouverture de ce clapet 68 soit supérieure à celle du clapet 20 majorée de la charge hydrostatique du liquide à pomper, soit la pression exercée par une colonne de 6 PL liquide de hauteur correspondant à la différence de niveau entre le clapet 68 et le sommet du réservoir 10. Dans ce cas, l'obturateur 76 peut être supprimé. Le déverseur taré 70 peut également être supprimé si l'on prévoit un dispositif de soupape convenable sur la canalisation 66. REVENDICATIONS 1. Installation de distribution en phase gazeuse d'un gaz de pétrole liquéfié tel que le butane, comportant : - un réservoir principal de stockage d'un gaz de pétrole liquéfié" - un circuit de distribution principal reliant le ciel du réservoir de stockage à l'utilsation et consistant essentiel lement en une conduite d'alimentation équipée d'un détendeur principal taré à une pression déterminée et, - un circuit de distribution secondaire qui est apte à fournir à l'utilisation une alimentation de gaz de pétrole liquétid en phase gazeuse sous une pression suffisante, lorsque les conditions de température du milieu entourant le réservoir de stockage ne permettent plus le soutirage en phase gazeuse normalement assuré par le circuit de distribution principal, caractérisé en ce Que le circuit de distribution secondaire se compose essentiellexent :: a) d'un vaporiseur dont l'orifice d'alimentation est contrôlé par une vanne en fonction du niveau de la phase liquide dans le vaporiseur, b) d'un groupe de pompage hydro-pneumatique à disposer entre deux sources de gaz de pressions différentes pour l'ali tentation de l'orifice du vaporiseur avec le gaz de pétrole en phase liquide prélevé dans la partie basse du réservoir, et c) d'un doyen de régulation sensible à la pression du gaz dans le circuit principal pour commander la mise en service du circuit secondaire dès que cette pression devient in férieure à une valeur prédéterminée. 2. Instailation de distribution selon la revendication 1, caractérisée en ce que le groupe de pompage hydro-pneumatique est disposé entre la source de gaz haute pression définie par un réservoir auxiliaire d'un gaz de pétrole liquéfié plus vola til que celui contenu dans le réservoir principal, et la source de gaz basse pression définie par le ciel de ce réservoir principal. 3. Installation de distribution selon la revendication 2, caractérisée en cequ'un détendeur est prévu entre le réser voir auxiliaire et le groupe de pompage hydro-pneumatique de maître à régulariser la pression d'alimentation et, par là, la puissance de ce groupe. 4. Installation de distribution selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le moyen de régula tion est constitué par un obturateur à commande par pression apte à interrompre la communication entre la sortie du groupe de pompage et l'orifice d'alimentation du vaporiseur lorsque la pression du gaz dans le circuit principal devient inférieure à ladite valeur prédéterminée. 5. Installation de distribution selon la revendication 4, caractérisée en ce que le vaporiseur est disposé dans le circuit principal en amont du détendeur principal pour être alimenté soit par le réservoir principal soit parle groupe de pompage et en ce que la valve à commande par pression est constituée d'un limiteur de pression taré à ladite valeur prédéterminée. 6. Installation de distribution selon l'une des revendications i à 5, caractérisée en ce que le groupe de pompage est constitué d'un élément d'aspiration et de refoulement mobile dans une chambre de pompage reliée au travers de clapets convenables au réservoir principal et au vaporiseur, et d'un ensemble d'obturation bistable actionné en fin de course de l'élément d'aspiration et de refoulement pour soumettre celui-ci alternativement aux pressions des deux sources.