Brevet FR2291447A1 — publié le 19760611

La présente invention, à laquelle a collaboré Monsieur Louis Jacques HUGOMIE, concerne un nouveau réservoir d. stockage de gaz à l'état liquide équipé d'un dispositif de vaporisation dudit gaz. Elle concerne également son application au stockage du butane. Par "butane" on désignera, dans la description qui va suivre, non seulement le butane normal pur ou l'isobutane pur, mais également le butane commercial qui eat un mélange de butanes, et qui contient égalesent des butanes Le stockage des gaz à l'état liquide nécessite parfois pour leur utilisation à l'état gazeux des dispositifs de vaporisation.Cette vaporisation peut se faire sans dispositif spécial quand la température d'ébullition du gaz sous la pression atmosphérique est auffisamment in inférieure å la température ambiante, car dans ce cas, la tension de va- peur saturante du gaz est suffisante pour permettre l'alimentation direc te de l'installation d'utilisation. Ce n'est pas le cas quand ces deux tespératures sont voisines, car la tension de vapeur saturante du gaz est alors sensiblement égale à la pression atmosphérique. Par exemple, la vaporisation du butane commercial, dont la tes pérature d'ébullition B la pression atmosphérique est d'environ OC et la pression de vapeur saturante à 20 C voisine de 2,5 atmosphères, se fait sans difficultés à la tespérature de 20C. Il n'en est pas du toit de même à la température de 0 C, où la tension de vapeur saturante du butane est très peu supérieure à la pression atmosphérique. Il n'est donc pas possible, dans n'importe quelles conditions de température, de prélever directement le gaz dans le ciel du réservoir de stockage. Dans certains dispositifs actuellement sis en oeuvre, le gaz est soutiré sous forse liquide à l'aide d'une pospe dans la partie inférieure du réservoir de stockage et est introduit à la pression de refoulement de la poupe dans un vaporiseur. Ces dispositifs nécessitent d'une part l'u utilisation d'énergie électrique, et d'autre part une surveillance particulière impliquant un personnel qualifié. Un autre dispositif consiste en un réchauffeur disposé dans le réservoir pour assurer le maintien à la température désirée de l'ensemble de la muse liquide. Le gaz peut alors être prélevé à une tension de va- peur suffisante dans le ciel du réservoir. Malheureusement, outre une con somation d'énergie importante, ce dispositif a également l'inconvénient de posséder une très grande inertie d'utilisation, et provoque ainsi une déperdition d'énergie thermique. La Demanderesse a trouvé un dispositif qui permet de réduire au maximum la dépense d'énergie et d'entretien des installations en conservant en même temps une très grande souplesse d'utilisation. Le but de la présente invention est donc la mise au point d'un nouveau réservoir de stockage de gaz à l'état liquide. Un premier objet de la présente invention est par conséquent un nouveau réservoir de stockage de gaz à l'état liquide, ledit réservoir étant caractérisé en ce qu'il comprend a) au moins une cloison interne séparant en au moins deux chambres dites première et deuxième chambres, contenant chacune une phase gazeuse et une phase liquide du gaz liquéfié stocké, ladite cloison comportant dans sa partie inférieure immergée dans la phase liquide au moins une discontinuité permettant le passage du liquide entre les deux chambres, b) au moins un réchauffeur placé dans la phase liquide contenue dans la première chambre, ladite chambre comportant dans son ciel gazeux un dispositif de prélêvement du gaz. La surface de séparation des deux chambres peut être par exemple un plan vertical ou oblique, ou une surface présentant une certaine courbure. Elle peut également etre cylindrique ou conique; Les figures jointes å la présente description et qui seront explicitées par la suite donnent des exemples de réalisation de ces chambres. La forme du réservoir n'est pas un aspect critique de l'invention. Cette forme peut être notamment cylindrique ou sphérique. Un des avantages d'un réservoir selon l'invention est que pour vaporiser le gaz liquéfié, il n'est pas nécessaire de réchauffer la totalité du gaz liquéfié stocké mais seulement la partie contenue dans la première chambre. Cette première chambre devra donc de préférence être d'une taille inférieure à celle de la seconde chambre pour limiter au maximum la dépense d'énergie, mais de dimensions suffisantes toutefois pour assurer la vaporisation d'une masse suffisante de gaz liquide. Toutefois, si la première chambre contenant le réchauffeur est de dimentions trop réduites, le réchauffage du gaz liquide qu'elle contient pour ra amener un entratnement de liquide dans le dispositif de prélèvement du gaz, ce qu'il convient d'éviter dans un réseau de distribution de gaz. Pour pallier cet inconvénient, la ou les cloisons sont munies dans ce cas, dans leur partie supérieure se. trouvant dans le ciel gazeux du réservoir, d'un ou de plusieurs passages destinés à jouer le rôle de trop-plein. Il est également préférable que la première chambre soit entourée par la deuxième chambre. En effet, la masse du liquide contenue dans ladite deuxième chambre jouera le rôledtisolant par rapport à l'extérieur du réservoir, et la dépense d'énergie en sera encore réduite. Pour réaliser une telle disposition des deux chambres, la cloison peut être constituée d'un caisson surmonté d'une cheminée réalisée par exemple sous forme d'un cylindre ou d'un entonnoir renversé, ladite cheminée étant fixée au toit du réservoir et n'en touchant pas le fond. Le réchauffeur est alors disposé entre la partie inférieure de la cheminée et le fond du réservoir. Le prélèvesent de gaz se fait au sommet de la cheminée. Un réservoir selon l'invention peut convenir au stockage d'un grand nombre de gaz; il peut être notassent employé pour le stockage du butane en raison des inconvénients signalés précédemment présentés par le stockage et l'utilisation de ce gaz à des températures voisines de OC. Un autre objet de l'invention est donc l'application d'un réservoir tel que décrit précédemment au stockage de butane. Le type de réchauffeur utilisé dépendra du gaz stocké. Par exemple, dans le cas d'un gaz cosbustible cosse le butane, il sera possible d'utiliser un réchauffeur constitué d'un échangeur dans lequel circule un fluide caloporteur cosse l'eau chaude, ou une résistance électrique im- vergée dans le gaz liquide. Le chauffage du gaz liquéfié est maintenu tant que la pression d'utilisation désirée n'est pas obtenue dans le ciel gazeux du réservoir. Il est donc nécessaire de contrôler cette pression et d'arrêter le chauffage dès qu'elle est atteinte. Cette régulation de la pression peut être par exemple réalisée par un pressostat branché sur le ciel gazeux du réservoir et relié par un circuit électrique au système de chauffage. Dès que la pression est inférieure à la valeur désirée, le pressostat déclenche le chauffage. Dès que la pression désirée est atteinte, il l'arrête. L'invention est illustrée, à titre non limitatif, par les quatre figu res annexées, qui représentent des schémas de réservoirs selon l'invention destinés à stocker du butane. La figure I représente une coupe longitudinale d'un réservoir dans lequel la cloison est réalisée sous forme d'un entonnoir renverse. La figure II représente plus en détail la partie de la figure I délimitée par les lignes AA' et BB', l'entonnoir n'étant pas représenté en coupe. La figure III représente une coupe longitudinale d'un réservoir selon l'invention dans lequel la cloison est réalisée sons forme d'un plan vertical. La figure IV représente une coupe transversale du réservoir représen té sur la figure III. En référence aux figures I et II, un- réservoir 1 contient du butane liquide 2 et au-dessus de la surface libre du liquide 3, le ciel gazeux 4 du réservoir. Le réservoir est équipé d'un réchauffeur 5 placé dans la partie inférieure du réservoir. Dans le faisceau de ce réchauffeur circule de l'eau chaude fournie par une chaudière 6, la circulation de cette eau étant maintenue par la pompe 7. La chaudière est munie d'un dispo sitif de régulation, non représenté, permettant de maintenir l'eau du réchauffeur à une température de 600C par exemple. Le réservoir est également équipé d'une cheminée 8, en forme d'entonnoir renversé, placé à l'intérieur dudit réservoir, dont l'ouverture inférieure 9 est telle qu'elle recouvre ontirosent la partie utile du réchauffeur 5. Le butane gazeux est prélevé dans le réservoir à l'ouverture supérieure de la cheminée par la ligne 10. La cheminée comporte dans sa partie supérieure, un ou plusieurs orifices ll permettant le passage du butane gazeux entre le ciel du réser- voir et le ciel de la cheminée 12. Le réservoir est équipé d'un pressostat 13, réglé A une pression abso lue de 1,5 Atmosphère, relié à la chaudière 6 et à la pompe 7 par un circuit électrique représenté sur la figure de façon simplifiée par une ligne discontinue 14. Sur la ligne 10 est placé un détendeur 15 permettant de fixer la pres sion absolue de transfert du gaz entre 1,1 et 1,3 Atmosphère. Le dispositif fonctionne de la façon suivante : la température à laquelle le butane a une tenson de vapeur saturante de 1,5 Atmosphère est d'environ 80C. Dès que le butane se trouve à une pression inférieure à 1,5 atmosphè- re, le pressostat 13, qui est réglé à cette pression, déclenche le chauffage de la chaudière et la mise en route de la pompe 7; la pression du butane est inférieure à 1,5 Atmosphère quand la température à l'extérieur du réservoir est voisine de OOC. Le réchauffeur 5 chauffe alors la partie du butane liquide isolée sous la cheminée. Le butane se vaporise dans le ciel 12 de la cheminée et passe dans la ligne 10 et dans le ciel 4 du réservoir par les orifices 11. Dès que la pression dans le ciel du réservoir dépasse 1,5 Atmosphère, le pressostat déclenche l'arrêt du chauffage de la chaudière et de la pompe de circulation. En référence aux figures III et IV un réservoir 21 contient du butane liquide 22 et au-dessus de la surface libre du liquide 23, le ciel gazeux 24 du réservoir. Le réservoir est équipé d'un réchauffeur 25 placé dans la partie inférieure du réservoir. Le réservoir est équipé d'une cloison 26 munie dans sa partie inférieure d'orifices 27 permettant le passage du butane liquide. Cette cloison peut également être munie, dans sa partie supérieure, d'orifices 28 permettant le passage du butane gazeux. La cloison 26 qui est dans le cas de la figure représentée comme médiane peut également être disposée de telle façon que le volume des deux chambres qu'elle délimite soient différents, le volume de la chambre contenant le réchauffeur étant de préférence plus petit pour des raisons de thermodynamique déjà expliquées précédemment. Le butane est prélevé par la ligne 29. Le réservoir est également équipé d'un pressostat 30. Le système d'alimentation du réchauffeur en tous points semblables à celui du réservoir figurant sur les schémas I et II n'a pas été représenté. Le dispositif fonctionne également de façon en tous points semblables à celui du réservoir des schémas I et Il. - R E V E N D I C A T I O N S 1. Un réservoir de stockage de gaz à l'état liquide, équipé d'un dis- positif de prélèvesent du gaz, et comprenant a) au soins une cloison interne séparant en au moins deux chambres dites première et deuxième chambres, contenant chacune une phase liquide et une phase gazeuse du gaz stocké, ladite cloison comportant dans sa partie inférieure au soins une discontinuité permettant le passage du liquide entre les deux chambres, et dans sa partie supérieure située dans le ciel gazeux dudit réservoir au soins une discontinuité, b) au moins un ré chauffeur situé dans la phase liquide contenue dans la première chambre, et caractérisé en ce que ladite cloison est sous fors. de cheai- née, la presiére chambre étant totalement entourée prr la seconde chambre. 2. Un réservoir de stockage de gaz A l'état liquide, équipé d'un dis- positif de prélèvement du gaz, et comprenant a) au moins une cloison interne séparant en au soins deux chambres dites première et deuxième chambres, contenant chacune une phase liquide et une phase gazeuse du gaz stocké, ladite cloison comportant dans sa partie inférieure au soins une discontinuité permettant le passage du liquide entre les deux chambres, et dans sa partie supérieure située dans le ciel gazeux dudit réservoir au moins une discontinuité, b) au soins un réchauffeur situé dans la phase liquide située sous la première chambre, et caractérisé en ce que ladite cloison est sous forme de cheminée la première chambre étant totalement entourée par la seconde chambre. 3. Un réservoir de stockage selon l'une des revendications 1 ou 2, et caractérisé en ce que ledit dispositif de prélèvement de gaz est situé dans le ciel gazeux de ladite première chambre. 4. Un réservoir selon l'une des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce qui la cheminée a une forme d'entonnoir. 2. L'application d'un réservoir selon l'une des revendications 1 à 4, -au stockage du butane.