Brevet FR2353791A1 — publié le 19771230

La présente invention est relative à un dispositif pour la regazéification d'un gaz au moins partiellement liquéfié. On sait quebrsqu'un gaz présente une température de liquéfaction proche de la température ambiante dans les conditions de pression où il se trouve, comme c est notamment le cas du gaz butane dont la température de liquéfaction est de l'ordre de 25 C à la pression de 1 bar à laquelle il- se trouve généralement dans les canalisations, ce gaz a tendance à se condenser et à se présenter par conséquent à l'utilisation en phase liquide, avec les inconvénients et les dangers que cela peut présenter. Pour éviter cette condensation du gaz, on peut dispoer un cordon chauffant autour des canalisations, mais un tel dispositif présente l'inconvénient d'une faible souplesse quant au contrôle des températures auxquelles il porte le gaz, la quantité de chaleur qu'il produit étant généralement fonction de sa seule longueur et par conséquent constante quels que soient les besoins réels. On dispose également parfois autour des canalisations un circuit de fluide chauffant qui présente une plus grande souplesse d'utilisation mais nécessite la mise en place et l'entretien constant d'une chaudière. On utilise parfois également des dispositifs connus sous le nom de "réchauffeurs de ligne, qui se présentent sous la forme de tubes horizontaux branchés en série ou en parallèle sur les canalisations et comportant intérieurement une résistance électrique chauffante dite "résistance sèche",baignant dans le gaz et dans l'éventuelle phase liquide à liquéfier. De tels dispositifs présentent l'avantage de pouvoir être montés facilement en tout point voulu d'une canalisation, mais présentent de graves inconvénients. En effet, le contact direct de la résistance chauffante "seche" avec le gaz éventuellement liquéfié se traduit par une élévation de température trop brutale de ce dernier, laquelle provoque son craquage ; en outre, il apparaît que la résistance chauffante flèche sous l'action de la chaleur, ce qui présente le double inconvénient de provoquer des courts-circuits et de rendre difficile son extraction hors de sa gaine de protection notamment pour la changer lors d'un tel court-circuit. En outre, comme dans le cas des cordons chauffants, la température à laquelle de telles résistances portent le gaz est difficilement contrôlable. De tels dispositifs présentent également l'inconvénient de mal dissocier la phase gazeuse de la phase liquide, puisqu'ils se présentent sous la forme générale de tubes horizontaux dont la sortie est située au même niveau que l'entrée. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif permettant la regazéification d'un gaz au moins partiellement liquéfié en ligne sans présenter de tels inconvénients. Plus généralement, le but de l'invention est de proposer un dispositif assurant la gazéification d'un gaz au moins partiellement liquéfié, non seulement en ligne, mais également en accessoire d'une citerne de stockage pour assurer la gazéification de la phase liquide et la préparation d'une phase gazeuse en vue de l'alimentation des canalisations et des appareils d'utilisation. Présentant une sortie située à un niveau supérieur à celui de son entrée et, sous cette dernière, une zone formant piège pour la phase liquide, le dispositif selon l'invention assure une bonne dissociation des phases liquide et gazeuse en répondant à la tendance naturelle de cette dernière à passer à un niveau supérieur à celui de la première. L'utilisation, selon 1 l'invention, de résistances chauffantes baignant dans une huile caloportrice enfermée dans une gaine baignant quant à elle dans le gaz en phase notamment liquide pour gazéifier celui-ci permet en outre, en créant un tampon entre la résistance électrique et le gaz notamment liquide, d'atteindre une gamme de températures beaucoup plus étendue, par exemple en fonction du produit à traiter, et notamment de mettre en contact avec le gaz à traiter un élément présentant une température bien inférieure à celle des résistances sèches, et par conséquent d'éviter l'effet de craquage. On constate en outre, de façon tout à fait générale, que les résistances chauffantes baignant dans un fluide caloporteur présentent une tenue bien supérieure à celle des résistances sèches. Enfin, un positionnement des éléments chauffants en oblique ou à la verticale, parallèlement à la direction générale de l'enceinte dans laquelle circule le gaz en phase liquide puis gazeuse, permet d'assurer une uniformisation de la température aussi bien dans l'huile caloportrice que dans le gaz traité, en évitant ainsi la formation de "zones mortes" nuisant au rendement du dispositif. Le dispositif selon l'invention, pour la gazéification d'un gaz au moins partiellement liquéfié et comportant à cet effet - une enceinte présentant une entrée pour la phase au moins partiellement liquide et une sortie pour la phase gazeuse, - et des moyens de chauffage, dans la dite enceinte, entre son entrée et sa sortie, est caractérisé en ce que la sortie est dispose à un niveau supérieur à celui de l'entrée. Selon une autre caractéristique de l'invention, enceinte présente intérieurement une zone située à un niveau inférieur au niveau d'entrée, formant piège pour la phase liquide. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les moyens de chauffage comportent au moins un tube étanche renfermant une huile caloportrice dans laquelle baigne une résistance chauffante. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère à la description ci-dessous, relative à trois modes de mise en oeuvre non limitatifs, ainsi qu'aulx dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure I montre un dispositif selon l'invention destiné à constituer un réchauffeur de ligne, dont les figures 2 et 3 montrent deux modes de branchement possibles sur les canalisations. La figure 4 montre un dispositif plus puissant destiné à être placé dans une fosse. La figure 5 montre un dispositif selon l'invention destiné à assurer la gazéification forcée de la phase liquide d'une citerne destinée à fournir une phase gazeuse. Le réchauffeur de ligne illustré à la figure 1 présente la forme générale d'une enceinte longitudinale étanche 1, ici cylindrique de révolution autour d'un axe 2 en oblique par rapport à lthori- zontale. Cette enceinte 1 délimite intérieurement une chambre 3 accessible de l'extérieur via un conduit d'entrée 4 et un conduit de sortie 5 disposé verticalement au-dessus de l'enceinte 1 et débouchant dans celle-ci le long de la génératrice supérieure du cylindre, respectivement à proximité de l'extrémité inférieure 6 et de l'extrémité supérieure 7 de celle-ci. I1 est à noter que la sortie de l'enceinte est ainsi disposée à un niveau supérieur à celui de son entrée et que, en outre, il subsiste sous le conduit d'entrée 4, à l'intérieur de 11 enceinte et à proximité de l'extrémité inférieure 6 de celle-ci, une zone 8 délimitée supérieurement, à la figure 1, par un trait mixte horizon tal 9, et qui peut le cas échéant se remplir de la phase liquide du gaz sans entraver pour autant le passage de la phase gazeuse du conduit d'entrée 4 vers la sortie 5 via la chambre 3. Dans cette zone 8, l'éventuelle phase liquide du gaz est mise au contact de moyens de chauffage 10 qui provoquentsa gazéification et son passage de la zone 8 à la zone supérieure 11 de la chambre 3 et à la sortie 5 de la phase gazeuse. Ces moyens de chauffage 10 comportent, dans l'exemple illustré, un tube étanche 12, cylindrique de révolution autour d'un axe 13 disposé parallèlement à l'axe 2 et décalé vers le bas par rapport à celui-ci de fanon à favoriser le contact de la face externe du tube 12 avec la phase liquide dans la zone 8 de la chambre 3 de l'enceinte 1 ; ce tube pénètre dans l'enceinte 1 au niveau de l'extémité supérieure 7 de celle-ci et s1 étend sur la plus grande partie de sa longueur, ctest-à-dire jusqu'à proximité de son extrémité inférieure 6, de façon à baigner au mieux dans l'éventuelle phase liquide contenue dans la zone 8 ; le tube 12 renferme intérieurement une huile caloportrice ou tout fluide caloporteur équivalent, dans laquelle baigne une résistance électrique chauffante 14 s'étendant sur la plus grande partie de la longueur du tube 12. La température de l'huile caloportrice contenue dans le tube 16 12 est régulée par un thermostat réglable 15 dont le bulbe pénètre dans le tube 12 via un passage aménagé dans la paroi de celui-ci, à proximité de son extrémité supérieure. Comme le montrent les figures 2 et 3, un tel dispositif 17 peut être monté en série ou en parallèle sur une canalisation 18 de transport du gaz. La figure 2 illustre le montage en série, où la totalité de la phase gazeuse et 11 éventuelle phase liquide passent par la chambre 3 du dispositif. La figure 3 montre un montage en parallèle, où un conduit 19 relie le conduit d'entrée 4 du dispositif à son conduit de sortie 5, au-dessus de l'enceinte 1, pour permettre le passage direct de l'amont vers l'aval d'une partie de la phase gazeuse. Seule une partie de cette phase gazeuse et la phase liquide éventuelle passent donc dans ce cas par le dispositif 17. A la limite, seule une phase liquide pénètre dans la chambre 3 du dispositif, où elle se vaporise pour alimenter la section aval de la canalisation 18 en seule phase gazeuse. Naturellement, un tel dispositif est susceptible de nombreuses de variantes, notamment quant au nombre moyers de chauffage 10 disposés à l'intérieur de l'enceinte et au nombre de résistances électriques chauffantes contenues dans chaque tube 12 pour définir ces moyens de chauffage. Les dimensions des dispositifs sont également très variables en fonction de la puissance que l'on désire donner à celui-ci et du débit qu'il est nécessaire de lui imposer. En outre, le dispositif peut présenter un certain nombre de dispositions accessoires, telles qu'un boîtier antiPdéflagrant dis posé autour de l'extrémité supérieure 7 de l'enceinte, de l'extre- mité supérieure des moyens de chauffage 10 qui forment une saillie vers l'extérieur au-dessus de cette extrémité 7, du passage 20 amé nagé pour le bulbe 16 du thermostat 15 dans le tube 12 dans cette partie en saillie hors de l'enceinte 1, et autour de ce thermostat 15 lui-meme. La figure 4 montre un deuxième mode de réalisation du dispo sitif selon l'invention, destiné notamment à être placé dans une fosse et à fournir des puissances supérieures à cella que fournit le dispositif illustré à la figure 1, et par exemple de 3 à 9 kW contre une puissance de 1 à 3 kW dans le cas du premier dispositif illustré, ces chiffres étant naturellement donnés à titre purement indicatif. Dans le cas de ce deuxième mode de réalisation, le dispositif est délimité extérieurement par une enceinte 21 également cylindri que de révolution autour d'un axe 22, mais disposée verticalement. La chambre étanche 23 délimitée intérieurement par cette en ceinte 21 est accessible, comme dans le cas précédent, par un con duit d'entrée 24 et par un conduit de sortie 25 débouchant dans sa périphérie cylindrique respectivement à proximité de son extrémité inférieure 26 et à proximité de son extrémité supérieure 27 de telle façon que la sortie soit disposée à un niveau supérieur à celui de l'entrée et qu'il subsiste sous cette dernière une zone 28, délimi tée supérieurement à la figure 4 par un trait mixte 29, formant piège pour la phase liquide à la façon de la zone 8 du dispositif illustré à la figure 1. De préférence, comme il est illustré, les deux conduits 24 et 25 débouchent dans la chambre 23 le long de génératrices verticales de la paroi cylindrique de l'enceinte 21 diamétralement opposéespar rapport à l'axe 22. A l'intérieur de la chambre 23 sont disposés, comme dans leL cas précédent, des moyens de chauffage 30 s'étendant sur la majeure partie de la hauteur de l'enceinte, de 1 T extrémité supérieure 27 de celui-ci jusqu'à proximité immédiate de son extrémité inférieure 26 où les moyens de chauffage 30 baignent dans la zone 28 recueillant l'éventuelle phase liquide. Les moyens de chauffage 30 comportent ici un élément tubulaire étanche 31, de révolution autour de l'axe 22, dont la face externe est au contact du gaz en phase liquide et/ou gazeuse dans la chambre 23 et dont la face interne délimite une chambre étanche 32 renfermant une huile caloportrice ou tout autre flu ide caloporteur équivalent, dans laquelle baigent ici trois résistances électriques chauffantes 33 disposées verticalement, et par exemple régulièrement réparties autour de l'axe 22. Ces résistances s'étendent sur la majeure partie de la longueur de la chambre 32 pour assurer un maximum de contact avec l'huile caloportrice que contient celle-ci. Naturellement, comme dans le cas précédent, ce nombre de résistances électriques 33 baignant dans le fluide caloporteur de la chambre 32, comme d'ailleurs le nombre de moyens de chauffage 30 disposés à l'intérieur de l'enceinte 21peuvent varier sans que l'on sorte pour autant du cadre de l'invention. On a représenté à cette figure 4, au-dessus de l'extrémité supérieure 27 de l'enceinte 21, un boîtier anti-déflagrant 34 de conception connue en soi, qui renferme un thermostat de service 35 destiné à maintenir le fluide caloporteur à une température constante, par exemple de l'ordre de 80 C, et un thermostat de sécurité 36 destiné à interrompre l'alimentation des résistances électriques chauffantes 33 lorsque la température du fluide caloporteur devient excessive, et par exemple de l'ordre de 900C dans l'exemple choisi ; le bulbe de chacun de ces thermostats 35 et 36 pénètre à l'intérieur de la chambre 32 via des passages aménagés à l'intérieur du boîtier 34 et non représentés à la figure (les temperatures indiquées sont naturellement purement indicatives et peuvent varier notamment en fonction du débit que doit fournir le dispositif). Le dispositif qui vient d'être décrit est de préférence placé en série sur une canalisation, à la façon du dispositif 17 illustré à la figure 2, auquel cas il est traversé par la phase liquide éventuelle et par la totalité de la phase gazeuse. La figure 5 montre un troisième mode de mise en oeuvre du dispositif selon l'invention, en accessoire d'une citerne devant alimenter en phase gazeuse des appareils d'utilisations tels que des brûleurs. On sait que dans de telles citernes, la phase liquide se trans forme spontanément en phase gazeuse tant que la température ambiante est supérieure à la température de liquéfaction du gaz, mais que cette vaporisation doit être provoquée par chauffage dès que la température ambiante devient inférieure à cette température de liquéfaction compte-tenu de la pression régnant à l'intérieur de la citerne. Cet inconvénient est particulièrement sensible dans le cas du butane, dont la température de liquéfaction est de l'ordre de 250C lorsque la pression est de 1 bar. Un dispositif selon l'invention est ici disposé sous la citerne pour être alimenté par gravité, pour vaporiser cette phase liquide qu'il reçoit et pour la réinjecter à l'état gazeux à la partie supérieure de la citerne d'où elle peut partir vers l'utilisation. La figure 5 montre en 37 la citerne équipée selon l'invention d'un dispositif de gazéification 38 ici disposé directement sous elle. Ce dispositif 38 présente de grandes analogies avec le dispositif illustré à la figure 1 puisqu'il présente également une enceinte étanche 39, de forme tubulaire et par exemple cylindrique de révolution autour d'un axe 40 en oblique par rapport à l'horizontale. Cette enceinte 39 délimite intérieurement une chambre 41 accessible de l'extérieur par un conduit d'entrée 42 et par un conduit de sortie 43 y débouchant le long de la génératrice supérieure de la paroi cylindrique, respectivement à proximité de l'extrémité inférieure 44 et de l'extrémité supérieure 45 de l'enceinte. A l'intérieur de la chambre 41 est disposé un élément tubulaire étanche 46 également cylindrique de révolution autour d'un axe 47 disposé parallèlement à l'axe 40 et à un niveau légèrement inférieur au niveau de celui-ci. Cet élément tubulaire 46 s'étend longitudinalement de l'extrémité supérieure 45 de l'enceinte jusqu'à une zone 48 de celle-ci disposée à proximité de son extrémité inférieure 47, sous l'entrée de la chambre 41. Comme élément tubulaire 12 du mode de réalisation illustré à la figure 1, cet élément 46 renferme intérieurement une huile caloportrice ou tout autre fluide caloporteur équivalent, dans laquelle baigne une résistance électrique chauffante 48 s'étendant longitudinalement sur la plus grande partie de sa longueur. Comme dans le cas du mode de réalisation illustré à la figure 1, plusieurs résistances 48 pourraient être logées à l'intérieur du tube 46, et plusieurs tubes 46 à l'intérieur de l'enceinte 39. Les bornes d'alimentation de la résistance 48 forment une saillie vers l'extérieur par rapport à l'extrémité supérieure 45 de l'enceinte 39,et sont logées à l'intérieur d'un coffret antidéflagrant 49 contenant également le thermostat 50 destiné à réguler lå température à l'intérieur de l'huile caloportrice et dont l'organe de mesure 51 s'étend sur la plus grande partie de la longueur de l'élément tubulaire 46, dans l'axe de celui-ci. Le conduit d'entrée 42 du dispositif débouche vers le -haut dans la citerne 37, dans une zone située le long de la génératrice inférieure de celle-cisielle est cylindrique ou plus généralement à sa partie inférieure, pour recueillir par gravité la phase liquide 52 du gaz. Cette phase liquide arrive à la partie inférieure de la chambre 41 où elle s'échauffe sous l'action des moyens de chauffage constitués par le tube 46 lui-même chauffé par l'huile caloportrice chauffée par la résistance 48. Se gazéifiant, la phase liquide gagne progressivement la partie supérieure de la chambre 41, d'où elle s'échappe via le conduit de sortie 43 qui débouche quant à lui dans la citerne à un niveau supérieur au niveau maximal 53 du liquide 52 de façon à entretenir constamment au-dessus de celui-ci une poche de gaz 54 suffisante pour répondre aux besoins de l'utilisateur. La pression régnant dans cette poche de gaz 54 est contrôlée par un pressiostat qui agit également sur l'alimentation de la résistance électrique chauffante 48 pour entretenir la pression nécessaire sans dépasser les normes de sécurit. Naturellement, bien que disposer le dispositif sous la citerne apparaisse comme une solution rationnelle pour des raisons d'encombrement, le dispositif peut également être placé à côté de la citerne, en conservant toutefois de préférence une alimentation par gravité. Naturellement, les dimensions et le mode de réalisation de ce dispositif peuvent varier considérablement en fonction des débits si on désire lui faire atteindre et de la puissance électrique à fournir au gaz, laquelle est notamment fonction de la température ambiante comme d'ailleurs dans les cas précédents. A titre indicatif, une puissance électrique de 3 kW s'est révélée suffisante, lors des essais, pour produire le gaz butane nécessaire à l'alimentation d'une installation domestique à partir d'une citerne d'une tonne. I1 est à noter que, dans ce cas, l'entrée de la phase liquide et la sortie de la phase gazeuse pourraient s'effectuer par la biiie 43, la bride 42 pouvant alors être supprimée. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour la gazéification d'un gaz au moins partiellement liquéfié, comportant - une enceinte présentant une entrée pour la phase au moins partiellement liquide et une sortie pour la phase gazeuse, - et des moyens de chauffage, dans la dite enceinte et entre son entrée et sa sortie, caractérisé en ce que la sortie est disposée à un niveau supérieur à celui de l'entrée. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enceinte présente intérieurement une zone située à un niveau in férieur au niveau de ' entrée, formant un piège pour la phase li- quide. 3) Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la dite zone inférieure est située à proximité immédiate de l'entrée. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens de chauffage sont disposés au moins dans la dite zone inférieure. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications pré cédentes, caractérisé en ce que 1 enceinte présente une direction générale verticale. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'enceinte présente une direction générale en pente ascendante de l'entrée vers la sortie. 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de chauffage comportent au moins un tube étanche renfermant un fluide caloporteur dans lequel baigne au moins une résistance électrique chauffante. 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le tube est orienté suivant la direction générale de l'enceinte et s'étend sur la majeure partie de la longueur de celle-ci. 9) Dispositif selon les revendications 6 et 8, caractérisé en ce que le tube est décalé vers le bas par rapport à l'axe moyen de l'enceinte. 10) Dispositif selon 1 'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le fluide caloporteur est une huile caloportrice. 11) Dispositif selon l'une quelconque des revendicatio ns 7 à 10 caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de contrôle automatique- de la température du fluide caloporteur. 12) Dispositif seldn l'une quelconque des revendications précédentes, destiné à gazéifier la phase liquide d'un gaz contenu dans une citerne pour réinjecter la phase gazeuse dans cette citerne, caractérisé en ce qutil comporX des moyens pilotant les moyens de chauffage en fonction de la pression régnant dans la citerne.