Brevet FR2366184A1 — publié le 19780428

La présente invention a essentiellement pour objet un réservoir pour le stockage de liquides. I1 est plus avantageux d'utiliser le réservoir pour le stockage de liquidesrréalisé selon la présente invention, pour le stockage de liquides volatils ou facilement évaporables. Le perfectionnement apporté par la présente invention peut être mis en oeuvre avec le plus grand succès dans les réservoirs sphériques à parois minces ayant un volume supérieur à 50 m3. On connatt déjà des réservoirs pour le stockage de liquides volatils. La cavité de ces réservoirs est formée par un corps cylindrique avec des couvercles se raccordant avec ce dernier d'en haut et d'en bas. Le couvercle se raccordant avec le corps d'en bas forme un tout avec ce dernier. Au centre du réservoir, entre lesdits couvercles, est installé un montant creux communiquant avec la cavité du réservoir pour le captage des vapeurs du liquide stocké. Une extrémité du montant creux sort en dehors du réservoir et est mise en communication avec l'atmosphere pour assurer l'évacuation des vapeurs hors du réservoir. En outre, on connaît des réservoirs avec des installations frigorifiques montées-sur le couvercle supérieur et disposées dans la cavité du réservoir. Les installations frigorifiques permettent de maintenir une température constante et de prévenir la formation des vapeurs du liquide stocké. Toutefois, en cas de stockage de grands volumes de liquides, les réservoirs équipés d'installations frigorifiques consomment beaucoup d'énergie, sont encombrants, compliqués et coûteux. Le but de la présente invention est d'éliminer les inconvénients précités des réservoirs connus pour le stockage de liquides. L'invention a donc pour objet un réservoir pour le stockage d'un liquide, dont la construction est relativement simple et compacte, et qui permet de réduire pratiquement à zéro les pertes de liquide stocké. Le but visé est atteint du fait que dans un réservoir pour le stockage d'un liquide, dans la cavité duquel, formée par un corps et des couvercles supérieur et inférieur, est installé un montant reliant ces couvercles et communiquant avec la cavité du réservoir pour assurer l'évacuation des vapeurs du liquide stocké et sortant en dehors de cette cavité par son extrémité ouverte, selon l'invention les couvercles supérieur et inférieur sont creux et communiquent entre eux par l'intermédiaire de canaux réalisés dans le corps le long de ses génératrices, tandis que l'extrémité ouverte du montant creux est engagée à l'intérieur de la cavité de l'un des couvercles mentionnés, la cavité de l'autre couvercle étant reliée à un collecteur du condensat des vapeurs du liquide stocké. Il est avantageux que l'extrémité ouverte du montant creux soit engagée à l'intérieur de la cavité du couvercle supérieur et que dans les canaux du corps soient montés des échangeurs de chaleur dans lesquels circule un agent frigorifique. Une telle conception du réservoir permet de condenser de façon intense les vapeurs du liquide stocké, indépendamment de la température du milieu ambiant entourant le réservoir. Il est aussi avantageux que dans le montant creux soit placé un échangeur de chaleur dans lequel circule un agent frigorifique, que l'extrémité ouverte du montant creux s'engage dans la cavité du couvercle inférieur et que le réservoir comporte un système d'amenée forcée du condensat des vapeurs depuis la cavité du couvercle inférieur à travers les canaux du corps dans la cavité du couvercle supérieur relié par des clapets antiretour à la cavité du réservoir pour faire revenir le condensat sur le miroir (surface) du liquide stocké. Une telle réalisation du réservoir favorise une condensation intense des vapeurs du produit stocké dans les limites du réservoir, en formant un système unique fermé de stockage sans laisser s'échapper les vapeurs à l'air libre, et se caractérise par un faible encombrement du système de condensation ainsi que de l'ensemble du système. Il est avantageux que le montant creux communique avec la cavité du réservoir par l'intermédiaire de clapets antiretour. Ces derniers empêchent la pénétration du liquide stocké dans la cavité du montant. Le réservoir pour le stockage d'un liquide, réalisé selon la présente invention, se distingue par sa construction simple et permet de supprimer complètement les pertes de liquide stocké. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue d'ensemble, avec arrachements locaux, d'un réservoir pour le stockage d'un liquide, selon l'invention - la figure 2 est une vue en coupe suivant II-II de la figure I - la figure 3 est une vue en coupe suivant III-III de la figure 1, avec un échangeur de chaleur dont les éléments sont disposés dans les canaux du corps du réservoir - la figure 4 est une vue en coupe longitudinale partielle du réservoir pour le stockage d'un liquide, selon l'invention, avec un échangeur de chaleur placé dans le montant creux - la figure 5 est une vue en coupe suivant V-V de la figure 4 - la figure 6 est une variante de réalisation du réservoir pour le stockage de liquides, suivant l'invention. L'exemple concret de réalisation de ltinvention qui va être décrit concerne un réservoir à parois minces ayant une forme sphérique. Ce réservoir a un corps 1 (figure 1) et des couvercles se raccordant à ce dernier, à savoir un couvercle supérieur 2 et un couvercle inférieur 3. Le corps 1 et les couvercles 2 et 3 forment la cavité "A" du réservoir. Les couvercles 2 et 3 sont creux, et leurs cavités, respectivement "B" et "C", communiquent entre elles par des canaux 4 prévus dans le corps 1 et disposés le long de ses génératrices. Les canaux 4 sont formés par des éléments 5 (figure 2) fixés sur la surface intérieure du corps 1 et servant en même temps de nervures de rigidité pour les parois minces du réservoir sphérique décrit. Dans la partie centrale de la cavité 'tAt du réservoir, entre les couvercles 2 et 3, est installé un montant creux 6 qui est l'élément porteur de la structure du réservoir. Dans sa partie supérieure, le montant creux 6 communique à travers des clapets antiretour 7 (figure 3) avec la cavité "A" du réservoir, ce qui assure le captage des vapeurs du liquide stocké. L'extrémité ouverte du montant creux 6 débouche à l'intérieur de la cavité "B" du couvercle 2. La cavité "C" du couvercle 3 est mise en communication par une conduite 8 et une vanne 9 avec un collecteur 10 (figure 1) du condensat des vapeurs du liquide stocké, disposé hors du réservoir. Le réservoir sphérique est monté sur un appui 11. Une telle construction du réservoir est la plus simple. En cas de différence de température importante à la surface du réservoir (lorsqu'un côté de son corps est exposé à la lumière, l'autre côté se trouvant à l'ombre), il se produit dans les canaux 4 du corps du réservoir une condensation naturelle des vapeurs. Pour intensifier la condensation des vapeurs du liquide stocké, il est prévu dans le réservoir un échangeur de chaleur 12 (figure 3) dans lequel on fait circuler un agent frigorifique et qui comprend des conduites circulaires 13 et 14 placées respectivement dans les cavités "B" et C des couvercles supérieur et inférieur 2 et 3 et communiquant entre elles par des tubes 15 prévus dans les canaux 4. La conduite circulaire 14 est reliée à une source d'agent frigorifique (non représentée). En tant qu'agent frigorifique peut être utilisé l'eau ou tout autre agent frigorifique connu approprié. La conduite circulaire 13 est reliée à un tube 16 d'évacuation de l'eau. Dans la cavité "C" est monté un capteur 17 de niveau du condensat des vapeurs, dont l'élément mobile 18 agit sur une soupape 19 fermant la conduite 8. Pour former un système fermé de circulation du condensat des vapeurs du liquide stocké dans les limites du réservoir, on peut monter le montant creux 20 (figure 4) de façon que son extrémité ouverte débouche à l'intérieur de la cavité "C". On place dans le montant creux 20 un échangeur de chaleur 21 se présentant sous forme d'un serpentin dont une extrémité communique avec la source d'agent frigorifique, tandis que l'autre extrémité sert à évacuer l'agent frigorifique. Pour transvaser dans la cavité "B" le condensat accumulé dans la cavité "C", il est prévu un système 22 d'amenée forcée du condensat. Ce système comprend une pompe 23 dont la canalisation d'aspiration 24 communique avec la cavité 1'C", tandis que la canalisation de refoulement 25 est reliée à des canaux 26 (figure 5) constitués par des tronçons de conduites disposés dans des évidements 27 réalisés dans le corps 28 du réservoir le long de ses génératrices. Les évidements 27 pratiqués dans un réservoir sphérique à parois minces augmentent la surface portante du réservoir et servent de nervures de rigidité. Dans le couvercle supérieur 29 sont montés des clapets antiretour 30 servant à mettre en communication la cavité 'S" du couvercle 29 avec la cavité "A" du réservoir, qui sert simultanément de collecteur de condensat. Dans la cavité "C" du couvercle inférieur 31 est monté un capteur 32 de niveau du condensat des vapeurs, dont l'élément mobile 33, en agissant sur une soupape 34, délivre le signal de mise en marche de a pompe 23. Dans le réservoir illustré sur la figure 6, les canaux 35 servent de canalisation de refoulement et sont formés par la surface extérieure du corps 36 et par des éléments 37 fixés sur cette dernière le long des génératrices du réservoir. Une telle disposition des canaux augmente le volume utile de la cavité "A" du réservoir, elle est avantageuse du point de vue technologique et commode au cours de l'exploitation. Le réservoir pour le stockage Mquides fonctionne de la manière suivante. Le liquide stocké dans le réservoir au cours de son utilisation s'évapore de façon intense, surtout à une température élevée du milieu ambiant, ce qui entraîne une accumulation des vapeurs dans la partie supérieure du réservoir. Selon la variante de réalisation illustrée sur les figures 1, 3, les vapeurs accumulées exercent une pression sur les soupapes 7 du montant central 6. Les soupapes 7 s'ouvrent et, en remplissant la cavité du montant 6, les vapeurs du liquide arrivent dans la cavité B du couvercle 2, et ensuite dans les canaux 4 pratiqués le long des génératrices du corps 1 du réservoir et isolés de sa cavité "A". Dans les canaux fermés 4 il se produit une condensation des vapeurs dans les conditions du gradient naturel des températures. La masse principale des vapeurs se condense alors dans la partie inférieure du réservoir, du fait que l'appui Il la protège contre la chaleur du soleil. Les vapeurs condensées dans les canaux 4 s'accumulent sous forme de gouttes dans la cavité "C" du couvercle inférieur 3, d'où, à mesure de son remplissage, elles sont évacuées dans le collecteur 10 par l'intermédiaire de la conduite 8 à travers la vanne 9. Le condensat accumulé dans le collecteur 10 peut être de nouveau transvasé dans le réservoir d'une manière connue en soi. Au cas où le gradient de température naturel est insuffisant pour la condensation des vapeurs, il convient de monter un échangeur de chaleur 12 dans les canaux 7 du réservoir. Dans ce cas, la condensation des vapeurs dans les canaux 4 est réalisée d'une manière forcée à l'aide de l'agent frigorifique qui circule à travers les tubes 15 de l'échangeur de chaleur 12 quand ce dernier est branché sur la source d'agent frigorifique (non représentée). Quand le condensat accumulé d'une manière forcée dans la cavité rctl du couvercle inférieur 3 atteint, sous forme de liquide, un certain niveau, le capteur 17 fonctionne. L'élément mobile 18 du capteur 17 ouvre la soupape 19 et le liquide condensé est évacué de la cavité "C" du couvercle 3 par l'intermédiaire de la conduite 8 dans le collecteur 10 d'où il peut de nouveau être transvasé dans le réservoir d'une manière connue en soi. Selon les variantes illustrées sur les figures 4 et 6, les vapeurs accumulées dans la partie supérieure du réservoir et exerçant une pression sur cette dernière, ouvrent les soupapes 38 dont l'action est dirigée de la cavité "A" du réservoir vers l'intérieur de la cavité du montant 20 ; pendant ce temps les soupapes 30 du couvercle 29 restent fermées du fait que leur action est dirigée de la cavité "B" du couvercle 29 vers la cavité "A" du réservoir. Les soupapes 38 du montant 20 s'ouvrent et laissent arriver les vapeurs du liquide dans la cavité dudit montant, dans laquelle sous l'action de l'échangeur de chaleur 21, les vapeurs se condensent elles les vapeurs condensées de cette façon s'accumulent dans la cavité "C" du couvercle inférieur 31. A mesure de l'accumulation du condensat des vapeurs dans la cavité "C", fonctionne le capteur 32 dont l'élément mobile 33 agit sur la soupape 34 délivrant le signal de mise en marche de la pompe 23. La pompe 23 aspire le condensat des vapeurs directetmt de la cavité C et l'envoie par la canalisation de refoulement 25 à travers les canaux 26 dans la cavité "B" du couvercle 29, où ce condensat, en surmontant la pression des vapeurs à l'intérieur de la cavité 'tA" du réservoir, s'écoule sous forme de gouttes sur la surface du liquide stocké, en ouvrant les soupapes 30. Ainsi, à mesure du fonctionnement du capteur de niveau 32, selon les variantes illustrées sur les figures 4 et 6, s'effectue le retour périodique des vapeurs condensées sous forme de gouttes dans la cavité "A" du réservoir à travers des canaux disposés dans les limites du réservoir. Etant donné que la température des gouttes de vapeurs condensées est inférieure à celle des vapeurs formées au-dessus de la surface du liquide, les gouttes froides contribuent à une condensation supplémentaire des vapeurs avant l'entrée de ces dernières dans la cavité du montant porteur 20, en les transformant ainsi en phase liquide. De ce fait, ces variantes se distinguent par une plus grande efficacité de l'échangeur de chaleur pour une consommation minimale d'agent frigorifique et une compacité maximale. Dans toutes les variantes décrites de réalisation de l'invention, le système de stockage de grands volumes de liquide volatils ou facilement évaporables est de construction simple, économique et n'occupe qu'une faible surface. Le système prévoit un cycle fermé de stockage, permettant la formation de vapeurs dans le réservoir rempli du liquide stocké, et la réalisation subséquente de leur condensation complète soit naturelle, soit forcée, suivie du retour du condensat dans le volume principal de liquide stocké. La méthode de condensation forcée est particulièrement efficace et se distingue par sa faible consommation d'énergie. La particularité de la réalisation constructive des variantes proposées consiste en ce que le système est disposé à l'intérieur d'un réservoir à parois minces, ayant une forme sphérique et équipé d'éléments lui conférant de la rigidité. Ces derniers sont creux et sont mis en communication suivant la succession nécessaire pour constituer un système de stockage en cycle fermé ; pour la réalisation de la condensation forcée, les réservoirs sont munis d'échangeurs de chaleur. Dans toutes les variantes proposées, le réservoir obtenu est commode pour le transport car il constitue en ensemble unique. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Réservoir pour le stockage d'un liquide, dans la cavité duquel, formée par un corps et des couvercles supérieur et inférieur, est installé un montant creux reliant ces couvercles et communiquant avec la cavité du réservoir pour assurer l'évacuation des vapeurs du liquide stocké, ledit montant creux débouchant par son extrémité ouverte au-delà de ladite cavité, caractérisé en ce que les couvercles supérieur et inférieur sont creux et communiquent entre eux par l'intermédiaire de canaux réalisés dans le corps du réservoir le long des génératrices dudit corps, l'extrémité ouverte du montant creux débouchant à l'intérieur de la cavité de l'un des couvercles du réservoir, la cavité de l'autre couvercle du réservoir étant mise en communication avec un collecteur de condensat des vapeurs du liquide stocké. 2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'extrémité ouverte du montant creux débouche à l'intérieur de la cavité du couvercle supérieur et que dans les canaux dudit corps sont montés des échangeurs de chaleur dans lesquels circule un agent frigorifique. 3. Réservoir selon la revendicaton 1, caractérisé en ce que dans le montant creux est placé un échangeur de chaleur dans lequel circule un agent frigorifique, l'extrémité ouverte dudit montant creux débouchant à l'intérieur de la cavité inférieure, et en ce que ledit réservoir comporte un système d'amenée forcée du condensat des vapeurs de la cavité du couvercle inférieur dans le cavité du couvercle supérieur par l'intermédiaire des canaux dudit corps, la cavité du couvercle supérieur étant reliée par des clapets antiretour à la cavité du réservoir pour faire revenir le condensat des vapeurs sur la surface du liquide stocké. 4. Réservoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le montant creux communique avec la cavité du réservoir par l'intermédiaire de clapets antiretour.