Brevet FR2265445A1 — publié le 19751024

a présente invention concerne un dispositif d'odorisation a écoulement libre, c'est-à-dire un dispositif destin à odoriser un gaz circulant dans une conduite dite conduite principale en entendant par "odoriser" l'action de conférer une odeur à un gaz qui n'en a pas par adjonction d'un liquide dit odorisant. L'odorisation des gaz inodores, et en particulier des gaz combustibles est en effet indispensable étant donné les risques de pollution et/ou-d'explosion en cas de fuite éventuelle du fait que cette odorisation permet la détection d'une telle fuite grace au seul odorat humain et peut éviter ainsi un accident sans avoir recours à un dispositif de détection compliqué et par là meme sujet à des pannes. Divers types de dispositifs d'odorisation ont déjà été proposés-et réalisés dans ce but, mais aucun d'entre eux ne réunit toutes les qualités souhaitables pour un fonctionnement simple et efficace d'un tel dispositif. Ainsi, un premier type de dispositif d'odorisation parfois utilisé est célui, connu sous le nom de dispositif d'odorisation par léchage, dans lequel on fait passer un écoulement du gaz à odoriser au contact de la surface d'un liquide odorisant, ledit gaz entraînant ainsi lors de son passage des molécules dudit liquide qui stévapore. Mais ce type de dispositif déjà ancien est soumis à un grand nombre de paramètres physiques dont les principaux sont la température du gaz à odoriser, celle du liquide odorisant et le débit dugaz à odoriser de telle sorte qu'iL n'est absolument pas possible à l'aide d'un tel dispositif d'odorisation de garantir que la quantité de liquide odorisant entrainée par ledit gaz et mélangée à ce dernier sera proportionnelle à son débit. On a alors proposé un autre type de dispositif d'odorisation selon lequel l-e liquide odorisant est pulvérisé dans le gaz circulant dans la conduite principale au moyen d'une pompe doseuse. Ce dispositif d'odorisation présente bien sûr l'avantage de satisfaire à la condition précédente puisque les quantités de liquide odorisant pulvérisé dans le gaz circulant dans la conduite princi pale sont dosées par cette pompe doseuse dont les mouvements sont eux mimes commandés par un compteur ou un organe déprimogène d'un type connu en soi placé sur ladite conduite principale. Ainsi grâce à ce dispositif, le pourcentage de liquide odorisant par rapport au gaz auquel il a été mélangé peut ètre considéré comme pratiquement constant pendant toute la durée de l'écoulement. Néanmoins, ce type de dispositif d'odorisation présente encore l'inconvénient de nécessiter la présence d'une source d'énergie électrique nécessaire au fonctionnement d'au moins une électrovanne. Aussi, la présente invention a-t-elle pour but de proposer un dispositif d'odorisation tel que son-fonctionnement satisfasse simultanément aux deux conditions suivantes, d'une part, la proportionnalité pratiquement constante tout au long de l'écoule- ment de la quantité de liquide odorisant introduite au débit du gaz à odoriser, et, d'autre part, la possibilité de fonctionner en l'absence de toute source d'énergie électrique. Ce but est atteint, conformément à la présente invention, gracie à un dispositif d'odorisation à écoulement libre destiné à mélanger à un gaz circulant dans une conduite, dite conduite principale, des quantités d'un liquide odorisant contenu dans un réservoir proportionnelles aux quantités dudit gaz traversant une section déterminée de ladite conduite principale, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen sssusceptible de créer, entre les deux zones de la conduite principale situées de part et d'autre de la- dite section déterminée, une différence de pression, ou perte de charge, proportionnelle au carré du débit du -gaz traversant cette section déterminée, des moyens destinés à capter les pressions régnant respectivement dans chacune desdites zones situées de part et d'autre de la section déterminée de la conduite principale et à transmettre lesdites pressions à un moyen susceptible de permettre le passage à un débit de liquide odorisant proportionnel à la racine carrée de la différence desdites pressions, ce liquide odorisant étant ultérieurement introduit dans ladite conduite principale au moyen d'une conduite débouchant dans cette dernière en aval de ladite section déterminée de la conduite principale Ainsi apparait un premier avantage de la présente invention, avantage qui réside dans le fait que, comme d'une part, le débit du gaz à odoriser est proportionnel à la racine carrée de la différence entre les pressions régnant dans les zones situées respectivement en amont et en aval de la section déterminée de la conduite principale, et comme d'autre part, le débit du liquide odorisant sera lui aussi proportionnel à la racine carrée de cette même différence de pressions, les deux débits de liquide odorisant et- de gaz à odoriser seront évidemment dans un rapport constant. Et comme en outre, le fonctionnement de ce dispositif ne fait appel à aucune source d'énergie électrique, un autre avantage du présent dispositif d'odorisatiôn réside dans sa totale indépendance vis-à-vis des pannes ou des coupures de courant ou des chutes de law tension du secteur. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention reseortlront à la lecture de la description suivante donnée à titre indicatif mais non limitatif d'un mode de réalisation du dispositif d'odorisation de L'invention, description faite en référence au dessin annexé suer lequel la figure unique représente un schéma de principe dudit dispositif. Comme on peut le voir sur cette figure unique, le dis positif d'odorisation de la présente invention est destiné à odofriser un gaz 1 circulant dans 'le sens de la flèche 2 à ltintérieur d'une conduite 3 dite conduite principale. Dans une section déterminée de cette conduite principale 3, est placé un disque ou diaphragme 4 percé d'un orifice axial 4a. Un élément essentiel du dispositif d'odorisation de la présente invention est constitué par un bac à niveau constant 5 formé par un ensemble de deux chambres superposées supérieure Sa et inférieure 5b Les deux chambres 5a et 5b de ce bac à niveau constant 5 sont séparées par une cloison 5c perçée par un orifice 5d qui permet la mise en communication de ces deux chambres Sa et 5b, L'orifice 5d de la cloison 5c du bac à niveau constant 5 peut être obturé partiellement ou totalement par un pointeau 5e sur lequel vient s'appuyer un flotteur Sf. Un réservoir 6 est rempli de liquide odorisant 7 au moyen d'une conduite 8 raccordé à une source de liquide odorisant non représentée. Une conduite 9 dont une extrémité 9a débouche dans la zone 3a de la conduite principale 3 située immédiatement en amont du disque ou diaphragme 4 perçé du trou 4a monté dans ladite conduite principale, débouche à son autre extrémité 9b-dans la partie supérieure de la chambre inférieure Sb du bac à niveau constant 5. Une conduite 10 branchée en dérivation à l'une de ses extrémités 10a sur la conduite 9 débouche à son autre extrémité lOb à la partie supérieure du réservoir 6. Une conduite 11 débouchant à son extrémité lla dans la partie inférieure du réservoir 6 débouche à son autre extrémité llb dans-la partie supérieure de la chambre supérieure Sa du-bac à niveau constant 5. Un filtre 5q est placé dans la chambre supérieure Sa du bac à niveau constant 5 et entoure l'orifice 5d de la cloison Sc- de telle sorte que le liquide odorisant 7 qui arrive du réservoir 6 par la conduite ll dans ladite chambre supérieure Sa du bac à niveau constant 5 doit nécessairement traverser ledit filtre 5q avant d'atteindre ledit orifice 5d de la cloison 5c. Une conduite 12 débouche à l'une de ses extrémités 12a dans la partie inférieure de la chambre inférieure Sb du bac à niveau constant 5. L'autre extrémité 12b de cette conduite 12 se trouve au sommet d'un tronçon 12c, placé verticalement, de laditeconduite 12. Ce tronçon 12e débouche à son extrémité supérieure 12b à l'intérieur et à une certaine distance du fond 13a, d'une chambre 13. Un disque ou diaphragme 14 perçé d'un orifice 14a obture partiellement la conduite 12. Une vanne à réglage micrométrique 15 est montée en série avéc le diaphragme 14 perçé d'un orifice 14a sur la conduite 12 et avantageusement placée en aval de celui-ci en référence au sens de parcours du liquide odorisant 7. Une conduite 16 débouche à l'une de ses extrémités 16a dans la partie inférieure de la chambre 13 et à son autre extrémité 16b dans la zone 3b de la conduite-principale 3 située imme- diatement en aval de la section déterminée dans laquelle se trouve le disque ou diaphragme 4 perçé de-l'orifice 4a. Un tube 17 partiellement transparent formant niveau visible est raccordé depuis son extrémité supérieure 17a jusqutà la partie supérieure du réservoir 6 par une conduite 18 et à sa partie inférieure 17b jusqu'à la partie-inférieure de ce meme-réser- voir 6 par une conduite 19. Un second réservoir 20 également muni d'un tube 21, tube partiellement transparent formant niveau visible, est raccordé à son extrémité supérieure à la conduite 10 et à son extrémité infé- rieure à la conduite 11, et est ainsi monté en parallèle avec le réservoir 6. Le tube 21 est monté par rapport au réservoir 20 de la même façon que l'est le tube 17 par rapport au réservoir 6. Enfin, une conduite 22, pour le dégazage, est branchée à l'une de ses extrémités 22a en dérivation sur la conduite 9 et débouche à son autre extrémité 22b dans ia-chambre supérieure 5a du bac à niveau constant 5. Un certain nombre de vannes ou obturateurs 23 de clapet de retenue 24 ou d'organes de mesure 2 sont répartis d'une façon classique, et telle que représentée sur le dessin annexé, dans le dispositif Il découle ce ce qui précède le- fonctionnement suivant. On remplit le réservoir -6- de liquide odorisant 7, ie second réservoir 20 pouvant servir éventuellement de réservoir tampon pendant cette.période de remplissage du réservoir 6. Le réservoir 6 et le réservoir 20 étant tous deux situés à un niveau supérieur à celui de la chambre supérieure Sa du bac à niveau constant 5 et toutes les vannes-23, sauf celle située sur la conduite 8 d'alimentation dudit réservoir 6 étant ouvertes, le liquide odorisant 7 s'écoule jusqu'à ladite chambre supérieure 5a dudit bac à niveau constant 5. Le liquide odorisant 7 franchit successivement par gravité le filtre 5q puis -l'orifice 5d de la cloison 5c puis remplit la chambre inférieure 5b du bac à niveau constant 5 jusqu'à ce que le niveau de liquide odorisant 7 dans ladite chambre inférieure 5b atteigne sa valeur de référence qui est fixée par le fait que le flotteur Sf vient obturer orifice Sd de la cloison 5c au moyen du pointeau Se. Bien entendu, l'extrémité supérieure 12b du tronçon vertical 12e de la conduite 12 est située à un niveau très voisin de ce niveau de référence, mais avantageusement supérieur d'un à deux mm.Ainsi, tout le liquide odorisant 7 contenu dans la chambre inférieure Sb du bac à niveau constant 5 et dans la conduite 12 se présente-t-il sous la forme d'une masse continue de liquide dont la face supérieure est séparée en deux parties distinctes dont l'une est constituée par la surface supérieure située au niveau de référence précité de la masse de liquide odorisant 7 contenu dans la chambre inférieure Sb du bac à niveau constant 5, et dont l'autre partie est constituée par l'extrémité supérieure de la colonne de liquide odorisant 7 contenue dans le tronçon vertical 12c de la conduite 12 et qui vient affleurer au niveau-de l'extrémité supérieure 12b dudit tronçon vertical 12c. Ainsi, si les deux pressions respectivement appliquées sur chacune de ces deux paeties de la face supérieure de cette masse de liquide odorisant 7 sont égales, cette masse continue de liquide odorisant 7 restera-t-elle parfaitement immobile. Par contre, dès l'instant qu'un certain débit de gaz à odoriser 1 s'écoule dans la conduite principale 3 et suivant le sens de la flèche 2, une différence de pression, ou perte de charge, apparaîtra entre les deux zones 3a et 3b de ladite conduite principale 3 situées respectivement immédiatement en amont et en aval du disque ou diaphragme 4 perçé de l'orifice 4a. La pression régnant dans la zone 3a de la conduite principale 3 sera transmise par l'intermédiaire de la conduite 9 jusqu'à la partie supérieure de la chambre inférieure 5b du bac à niveau constant 5.Et la pression régnant dans la zone 3b de la conduite principale 3 sera transmise par la conduite 16 jusqu'à la chambre 13. Ainsi il apparaît, les pertes de charge étant négligeables dans les conduites du dispositif compte tenu du débit très faible du gaz et dru liquide odorisant 7 dans lesdites conduites, que 1 'on retrouve la même différence entre les pressions régnant dans les zones situées de part et d'autre du disque ou diaphragme 14 perçé de l'orifice 14a que celle qui existe entre les pressions régnant respectivement dans- les zones 3a et 3b de la conduite principale 3. En effet, les pressions régnant dans ces zones situées de part et d'autre du disque ou diaphragme 14 sont respectivement égales aux pressions régnant dans les zones 3a et 3b de la conduite principale 3 augmentées chacune d'une pression supplémentaire égale, puisqu'elle est due, pour l'une à la hauteur-de la masse de liquide odorisant 7 contenu ans'là chambre inférieure Sb du bac à niveau constant 5 et pour l'autre à la hauteur de la colonne de liquide odorisant 7 contenue dans le tronçon vertical 12c de la conduite 12 et que ces deux hauteurs sont sensiblement égales. Or, la théorie générale de la mécanique des fluides nous enseigne que, d'une part en ce qui concerne le gaz àcdoriser 1 circulant dans la conduite principale 3, la différence de pression ou perte de charge au niveau du disque ou diaphragme 4 est proportionnel au carré du débit dudit gaz traversant ledit diaphragme 4 et que, d'autre part, en ce qui-concerne le liquide odorisant 7, le débit dudit liquide odorisant 7 traversant l'orifice 14a du disque ou diaphragme 14 sera proportionnel à la racine carrée de la dif férence entre les pressions régnant respectivement en amont dudit disque ou diaphragme 14 et en aval de la vanne micrométrique 15. Or, ces deux différences de pression étant, comme on l'a vu, égales, il est bien évident que les deux débits, de gaz à odoriser 1 d'une part et de liquide odorisant 7 d'autre part, qui sont chacun proportionnels à la racine carrée de deux différences de pression ou perte de charge, égales entre elles sont aussi proportionnels entre eux et que le pourcentage de liquide odorisant 7 dans le mélange global odorisé pourra être considéré comme pratiquement c-onstant tout au long de l'écoulement dudit gaz à odoriser 1 et quelles que soient les variations du débit de ce dernier. Après avoir franchi le disque ou diaphragme 14, le liquide odorisat 7 répandu sur le fond de la chambre 13 s'écoulera par gravité dans la conduite 16 jusqu'à la zone 3b de la conduite principale 3. Il reste bien entendu que l'invention ne se limite pas aumode de réalisation ci-dessus -décrit à titre d'exemple, mais qu'elle recouvre au contraire toutes les modifications qu'il pourra être jugé souheitable de lui apporter sans sortir du cadre de-l'invention, délimité par les revendications annexées. I1 est en particulier possible d'utiliser un tel dispositif dans tous les cas où il peut être utile de mélanger un liquide à un gaz, que ce mélange ait pour-but ltodorisation dudit gaz ou tout autre but similaire nécessitant également le mélange d'un liquide à un gaz. Il est ainsi par exemple possible d'utiliser un tel dispositif dans les domaines non limitatifatels que l'in- jection d'eau, de solvant ou de méthanol dans un gaz circulart dans une conduite, ou d'essence dans de l'air-pour l'obtention d'un mélange explosif. En ce qui concerne l'injection de liquide odorisant ou de méthanol dans le gaz, l'opération peut autre effectuée avec l'appareil proposé à des pressions basses ou élevées. R-EVEND ICATIONS 1. Dispositif d'odorisation à écoulement libre destiné à mélanger à un gaz circulant dans une conduite dite conduite prin -cipale des quantités d'un liquide odorisant contenu dans un réser- voir proportionnelles aux quantités dudit gaz traversant une section déterminée de ladite conduite principale, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen susceptible de créer, entre les deux zones de la conduite principale situées de part et d'autre de ladite section déterminée, une différence de pression, ou perte de charge, proportionnelle au carré du débit du gaz traversant cette section déterminée, des moyens destinés à capter les pressions régnant respectivement dans chacune desdites zones situées de part et d'autre de la section déterminée de la conduite principale et à transmettre lesdites pressions à un moyen susceptible de permettre le passage à un débit de liquide odorisant proportionnel à la racine carrée de la différence desdites pressions, ce liquide odorisant étant ultérieurement introduit dans ladite conduite principale au moyen d'une conduite débouchant dans cette dernière en aval de ladite section déterminée de la conduite principale. 2. Dispositif d'odorisation à écoulement Libre selon la revendication 1, caractérisé encre que le moyen susceptible de créer entre les deux zones de la conduite principale situées de part et d'autre d'une section déterminée de cette dernière une différence de pression , ou perte de charge, proportionnelle au carré du débit du gaz traversant ladite section déterminée de la conduite principale, est constitué par le disque ou diaphragme perçé d'un orifice et obturant partiellement ladite conduite principale. 3. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le moyen susceptible de permettre le passage à un débit de liquide odorisant proportionnel à la racine carrée de la différence entre les pressions régnant respectivement dans chacune des zones de la conduite principale situées de part et d'autre de la section déter- minée de cette dernière est constitué par un disque ou diaphragme percé d'un orifice et obturant partiellement une conduite remplie dudit liquide odorisant qui constitue une masse continue de liquide dans laquelle baigne ledit disque ou diaphragme et dont la face supérieure présente deux parties situées sensiblement au même niveau sur chacune desquelles est appliquée l'une desdites pressions régnant respectivement dans chacune des zones de la conduite principale situées de part et d'autre de ladite section déterminée de cette dernière. 4. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon la re-vendication 3, caractérisé en ce que la partie de la face supérieure de la masse continue de liquide odorisant dans laquelle baigne le disque ou diaphragme perçé d'un orifice, partie sur laquelle est appliquée la pression régnant dans la zone de la conduite principale située immédiatement en aval de la section déterminée de cette dernière, se trouve à un niveau très légèrement supérieur à celui de l'autre partie de ladite face supérieure de cette masse continue de liquide odorisant, autre partie sur laquelle est appliquée la pression régnant dans la zone de la conduite principale située immédiatement en amont de ladite section déterminée de cette dernière. 5. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la partie de la face supérieure de la masse continue de liquide odorisant dans laquelle baigne le disque ou diaphragme perçé d'un orifice, partie-sur laquelle est appliquée la pression régnant dans la zoné de la conduite principale située immédiatement en amont de la sec.tion déterminée de cette dernière, est constituée par la surface supérieure de la masse de- liquide odorisant contenue dans la chan- bre d'un bac à niveau constant dans-la partie inférieure duquel débouche une extrémité de la conduite remplie de liquide odorisant et partiellement obturée par ledit disque ou diaphragme perçé d'un orifice. 6. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon L'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la partie de la face supérieure de la masse continue de liquide odorisant dans laquelle baigne le disque ou diaphragme perçé d'un orifice, partie sur laquelle est appliquée la pression régnant dans la zone de la conduite principale située immédiatement en aval de la section déterminée de cette dernière, est constituée par la surface supérieure de la colonne de liquide odorisant contenu dans un tron çon, placé verticalement, de la conduite partiellement obturée par ledit disque ou diaphragme perçé d'un orifice et que ladite surface supérieure de cette colonne de liquide vient affleurer au niveau de l'extrémité supérieure dudit tronçon, ladite extrémité supérieure dudit tronçon étant située à l'intérieurw et à une certaine distance du fond, d'une chambre sur ledit fond de laquelle ledit liquide odorisant qui a débordé par dessus ladite extrémité supérieure et qui s'est écoulé le long du bord extérieur dudit tronçon, est récupéré pour être amené par gravité par une conduite jusqu'à la zone de la conduite principale située en aval de la section déterminée de cette dernière 7.Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que les moyens destinés à capter les pression régnant respectivement dans chacune des zones de la conduite principale situées de part et d'autre de la section déterminée de cette dernière sont constitués par deux conduites dont l'une des extrémités débouche -respectivement dans la zone de la conduite principale située immédiatement en amont de la section déterminée de cette dernière et dans la zone de cette meme conduite principale située immédiatement en aval de cette section déterminée et dont l'autre extrémité débouche respectivement-dans la chambre du bac à niveau constant et dans la chambre à l'intérieur de laquelle débouche l'extrémité du tronçon de conduite placé verticalement contenant la colonne de liquide odorisant. 8. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le bac à niveau constant est constitué par un ensemble de deux chambres superposées et séparées par une cloison perçée d'un orifice dans lequel peut venir s'engager un pointeau dont la fermeture sur son siège est obtenue par un flotteur, la chambre- supérieure étant munie d'un filtre entourant ledit orifice et alimentée en liquide odorisant depuis le réservoir auquel elle est raccordée par une conduite et le pointeau obturant complètement ledit orifice lorsque ledit flotteur est dans sa position correspondant au niveau normal du liquide odorisant contenu dans la chambre inférieure. 9. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon la revendication 8, caractérisé en ce que le réservoir de liquide est placé à un niveau supérieur à celui de la chambre supérieure du bac à niveau constant et qu'il est mis sous pression par l'intermédiaire d'une conduite branchée en dérivation sur la conduite principale, le dispositif pouvant ainsi fonctionner san-s autre source d'énergie. 10. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'un second réservoir de liquide odorisant est placé en parallèle avec le premier. 11. Dispositif d'odorisation à écoulement libre selon l'une quelconque des revendications 3 à l0, caractérisé en ce qu'une vanne à réglage micrométrique est placée en série avec le disque ou diaphragme perçé d'un orifice baignant dans la masse continue du liquide odorisant de façon à permettre un -réglage fin du débit de liquide odorisant correspondant à une différence de pression, ou perte de charge donnée.