Brevet FR2419882A1 — publié le 19791012

La présente invention se rapporte à la construction d'un réservoir de transport ou de stockage d'un liquide tel que de l'huile brute ou des produits chimiques ou analogues et plus particulièrement à la construction d'une cale de bateau dans laquelle on utilise une membrane de séparation ou une membrane réceptacle pour éviter la contamination mutuelle de deux espèces d'huiles chargées dans le réservoir ou la contamination mutuelle de l'huile et de l'eau de balast chargées, surtout pour éviter à l'eau de balast d'être contaminée par l'huile. L'invention s'applique non seulement à un réservoir mais également à d'autres installations telles que les réservoirs de stockage de pétrole ou identiques dans la mer ou un réservoir de stockage ou de transport d'autres liquides. Il est bien connu de séparer l'eau de balast et l'huile chargées dans un compartiment d'un réservoir au moyen d'une membrane de séparation élastique ou d'un réceptacle à membrane en caoutchouc revêtu de tissu ou d'une matière semblable afin d'empêcher à l'eau de balast d'être contaminée par l'huile. De telles membranes de séparation sont décrites dans la demande de brevet japonais nO 46-29 184 et dans la demande de modèle d'utilité japonais no 51-23 392, et un tel réceptacle à membrane est décrit dans la demande de brevet japonais nO 45-23 167. On décrit ci-après brièvement le procédé courant pour séparer l'eau de balast de l'huile et qui est décrit dans ces demandes. Sur les fig. 1 et 2 le corps d'un réservoir ou une cale de bateau 1 est séparé en une chambre à huile 3 et en une chambre d'eau de balast 4 par fixation d'une membrane de séparation 2 de façon étanche au liquide le long des lignes A-D, B-C, E-O et D-A du réservoir 1. Les chambres 3 et 4 sont équipées respectivement de conduits 5 et 6 d'admission et d'évacuation et de tuyaux d'évacuation de gaz 7 et 8. Dans la demande de brevet japonais 51-20 385 on décrit un procédé dans lequel une surface de la membrane 2 est en contact de l'eau de balast alors que son autre surface est en contact de l'huile pendant le chargement et l'évacuation de l'eau et de l'huile. Les fig. 2a à 2e représentent un procédé d'évacuation d'huile par alimentation en eau de balast, et les fig. 2f à 2i représentent un procédé d'évacuation de l'eau de balast en alimentant en huile. Dans le cas d'un réservoir, le procédé des fig. 2a à 2e est réalisé à la base de déchargement de l'huile brute et le procédé des fig. 2f à 2i est effectué à la base de chargement de l'huile brute. Un réservoir muni d'une membrane de séparation ou de réceptacle à membranes présente toutefois plusieurs inconvénients pratiques. Tout d'abord, à l'étape de la fig. 2d, par exemple, c'est à dire juste avant que l'huile soit complètement Svacuée, la membrane de séparation 2 est sollicitée vers la surface supérieure du réservoir 1 de telle sorte que le conduit d'admission et d'évacuation 5 est obstrué ou fermé par la membrane comme représenté sur la fig. 3. Il s' ensuit qu'il est impossible d'évacuer le liquide résiduaire du réservoir. En outre, si une trop grande force d'évacuation est appLqlte, la substance élastique de la membrane de séparation, telle que du caoutchcuc revêtu de tissu, est aspirée dans le conduit 5 d'admission et d'évacuation et la membrane peut même se casser. Ceci est également vrai dans le cas de gaz sortant du tuyau 7. Pour éliminer cet inconvénient le conduit d'admission et d'évacuation pourrait être déplace vers une position plus convenable. De façon empirique toutefois il est impossible d'évacuer complètement le liquide résiduaire du réservoir 1 même lorsque la position du conduit d'admission et d'évacuation est bien choisie. En variante on peut utiliser plusieurs conduits d'admission et d'évacuation. Dans ce cas toutefois l'espace extérieur du réservoir devient trop réduit et cet agencement de conduit ne peut pas être appliqué. Ensuite, comme représenté à la fig. 4, une tension beaucoup trop garde est appliquée sur les parties 10 de la membrane 2 dans les coins 9 ou le long des bords du réservoir 1 à cause du contact imparfait entre la membrane 2 et les coins 9. La présente invention a pour but essentiel de remédier à ces inconvénients en fournissant dans un réservoir de transport ou de stockage de différents liquides tels que du pétrole ou des produits chimiques, et étant équipé d'une membrane ou d'un réceptacle à membrane pour éviter que les différents liquides se mélangent entre eux, des plaques dans le réservoir permettant un contact étroit entre la membrane et le réceptacle de membrane avec les parties internes du réservoir afin d'empêcher le colmatage du conduit d'évacuatior ou du tuyau de sortie des gaz lorsque l'un des liquides ou des gaz sort du réservoir. Sur les dessins la fig. 1 est une vue en perspective partiellement coupée d'un réservoir ou d'une cale de bateau équipé d'une membrane de séparation conforme à l'art antérieur, la fig. lb est une coupe du réservoir de la fig. la, les fig. 2a à 2i représentent l'admission et l'évacuation entre l'huile et l'eau de balast dans le réservoir des fig. 1 et 2, la fig. 3 représente la membrane de la fig. la colmatant le conduit d'admission et d'évacuation, la fig. 4 représente la membrane de la fig. ta en contact imparfait avec les parois de coin du réservoir, la fig. Sa représente la forme interne d'un réservoir ayant une coupe rectanguiaire bisautée conformément à la présente invention, la fig. 5b représente la forme de la mémbrane utilisée dans le réservoir de la fig. 5a, la fig. 6 est une vue en perspective et en coupe prise le long de la ligne X-X de la fig. Sa, la fig. 7a représente l'effet de l'invention suivant lequel la membrane est pratiquement renversée au dernier stade de l'évacuation de l'eau de ballast, la fig. 7b est une coupe le long de la ligne X-X de la fig. 7a, la fig. 7c est une coupe selon la ligne Y-Y de la fig. 7a, la fig. 8 est une vue partielle du réservoir de l'invention dans laquelle on utilise un tamis en tant que plaque de retenue, les fig. 9a et 9b représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la membrane de séparation est fixée obliquement sur un réservoir rectangulaire, la fig. 9a étant une vue transparente du réservoir et la fig. 9b étant une vue de la forme de la membrane, la fig. 10 est une coupe faite dans le plan central du réservoir de la fig. 9a, les fig. lia et llb représentent encore un autre mode de réalisation de l'invention, la fig. lia étant une vue transparente du réservoir et la fig. 9b étant une vue de la forme de la membrane, la fig. 12 est une coupe faite dans le plan central du réservoir de la fig. lia, les fig. 13a et 13b montrent l'effet des plaques de retenue de l'invention selon lequel la membrane est fixée obliquement, la fig. 13a étant une vue transparente du réservoir et la fig. 13b étant une coupe faite dans le plan central du réservoir de la fig. 13a, les fig. 14 et 15 représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les tuyaux dont l'embout est en forme da cloche et les autres tuyaux sont agencés dans l' espace compris entre les parois du réservoir et les plaques de retenue, les fig. 16a et 16b représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel on utilise des plaques de retenue courbes, la fig. 17 est une vue shématique du réservoir de l'invention représentant les dimensions de ce réservoir, la fig. 18 représente les différentes sortes de plaques de retenue qui peuvent être utilisées dans un réservoir conforme à l'invention, et la fig. 19 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel le réservoir a une forme cylindrique. On décrit maintenant l'invention en référence aux fig. 5 à 19. Le mode de réalisation de la fig. 5a représente un réservoir rectangulaire conforme à l'invention ayant des bords et des coins biseautés. La fig. 5b représente la forme d'une membrane de séparation 2 du réservoir de la fig. 5a lorsque l'un des1iqui- des est rempli complètement dans l'une des moitiés du réservoir. Comme on peut aisément le voir la membrane épouse la forme interne du réservoir. La membrane de séparation est fixée sur le réservoir le long des lignes A-B-C-D-E-F-G-H-A du plan central. La fig. 6 est une vue en perspective et en coupe du réservoir selon la ligne X-X de la fig. Sa, la membrane de séparation étant enlevée à titre de simplification. La référence numérique 1 sert à désigner le corps du réservoir et les références numériques 11 et 12 à désigner les plaques de retenue évitant l'aspiration de la membrane sur les parties de bord et de coin du corps du réservoir en définissant les espaces intermédiaires 24 à 30. Chacune des plaques 11 à 18 comporte plusieurs orifices 23. Les plaques de séparation 31 servent à diviser les espaces 29 et 30 formés par les plaques 12 et 14 en un espace pour l'eau de balast et en un autre pour l'huile en séparant de ce fait l'intérieur du réservoir 1 en deux espaces avec la membrane intermédiaire. La référence numérique 32 sert à désigner le conduit d'admission et d'évacuation de l'eau de balast et la référence 33 le conduit d'admission et d'évacuation de l'huile. Le conduit 32 est ménagé dans une paroi 35 du réservoir formant l'espace 24 ; le conduit 33 est ménagé dans une paroi 34 du réservoir formant l'espace 26. Au moins un réservoir d'évacuation de gaz non représenté est également ménagé dans la paroi de réservoir 34. Dans cette construction les positions exactes des conduits d'admission et d'évacuation 32 et 33 et du tuyau de sortie de gaz sont déterminés par des considérations externes telles que les agencements des pompes, les dispositifs d'oléoducs, l'équilibrage des réservoirs adjacents et autres. Les espaces 24 et 30 formés par les plaques de retenue 11 à 22 sur les bords et sur les coins du réservoir fournissent des passages de liquide et les plaques li à 22 en soi servent à biseatr la forme interne du réservoir. Les fig. 7a à 7c représentent l'effet des plaques de retenue conformes à l'invention sur l'aspiration de la membrane, la fig. 7 représentant la membrane de séparation 2 du réservoir 1 à l'étape finale de l'évacuation de l'eau de balast. Dans ce cas, le réservoir 1 est muni de conduits d'admission et d'évacuation 5 et 6 autour de sa partie centrale. Les fig. 7b et 7c sont des vues en coupe prises le long des lignes X-X et Y-Y de la fig. 7a, Mespectivement. Au cours de cette étape la membrane de séparation 2 dans le plan comprenant la ligne X-X est complètement sollicitée contre les parois du réservoir comme représenté sur la fig. 7b alors que la membrane dans le plan comprenant la ligne Y-Y est simplement sollicitée partiellement contre les parois à cause de la force de limitation fournie par la partie latérale 2a de la membrane, ce qui fait qu'une quantité notable d'eau de balast reste à l'intérieur des espaces 37 et 36 comme on le voit sur la fig. 7c. Il est difficile d'évacuer complètement l'eau de balast des espaces 37 et 38 sans les plaques de retenue 15 et 16 puisque le conduit d'admission et d'évacuation 6 placé dans le plan comprenant la ligne X-X est colmaté par l'action de la membrane de séparation comme cela est représenté sur la fig. 3. Conformément à la présente invention toutefois il est facile d'extraire complètement une telle eau de balast résiduelle par les trous 23 et les espaces 24 et 25, à condition que tous les orifices 23 des plaques 15 et 16 ne soient pas colmatés par la membrane 2. En outre les espaces compris entre les plaques de retenue 11 et 22 et les parois du réservoir 1 sont utiles pour l'installation de tuyaux à embouts en forme de cloche et d'autres conduits d'évacuation analogues. Si le conduit 6 d'admission et d'évacuation est placé près d'une partie de coin 36 du réservoir la quantité de liquide pouvant être évacué peut s'accroître en comparaison avec une position à la partie centrale du réservoir comme celà est représenté sur la fig. 7a, mais il est toujours impossible de vider complètement le réservoir. Dans les modes de réalisation décrits ci-dessus les plaques comportant plusieurs orifices sont utilisées comme plaques de retenue. Chaque plaque peut également être constituée de plaq ques solides étroitement espacées et ne comportant pas de trou3 En variante, chaque plaque peut avoir la forme d'un tamis métallique tel que cela est représenté partiellement agrandi sur la fig. 8. Ainsi le nombre de référence 39 sert à désigner une plaque de retenue en forme de tamis et la référence 40 un organe de support placé à différents intervalles le long. de l'espace 41 pour rnfc:: Li e tamis. La fig. 6 représente également un procédé de fixation de la membrane de séparation 2 sur un réservo r 1 comme cela est décrit sur les demandes de brevet japonais nO 51- 20 386 et 51-20 391. La référence numérique 42 sert à désigner une barre de serrage, 43 de tige, 44 des orifices flets pour fixer la membrane de séparation 2 sur ses parties pliées 45 et 46 des boulons ou des organes semblables pour fixer la barr de serrage et la membrane de séparation solidement sur les parois du réservoir. L'espace 47 est séparé complètement de l'espace 41 par une plaque 46 solide de séparation représentée en traits interrompus. Les fig. 9a , 9b et 10 représentent un autre mode de réalisation dans lequel la membrane de séparation est placée obliquement dans un plan en diagonale du réservoir. La fig. 9a représente la forme interne du réservoir et la fig. 9b représont la forme de la membrane. Sur la fig. 9d, la membrane de séparation est fixée diagonalement le long des lignes I-J-K-L M-N-O-P-I. En se référant à la coupe de la fig. 10 on voit que les plaques de retenue 49 à 60 sont équipées d'orifices 61 et 62 et forment des espaces 63, 64 et 65 pour l'eau de balast et des espaces 66, 67, 9 et 69 pour l'huile. Les plaques de retenue 49 a 50 servent: aussi à réduire et à renforcer la structure du réservoir 1, les plaques de séparation 70 complètent la séparation. La membrane de séparation 2 est fixée sur les slues de retenue par des barres de serrage 42, des tiges 43 et analogues. Pour fixer la membrane 2 diagonalement o obliquement, on donne au réservoir 1 de préférence une coupe pratiquement carrée. C'est-à-dire que sur la fig. 9a la longueur de ,o1A2 devrait être égale à celle de A2A3 Les fig. 11 et 12 représentent un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel on a omis les plaques de retenue 50 et 52 de la fig. 10. La fig. lia représente la forme interne du réservoir alors que la fig. llb représente la forme de la membrane de séparation qui est fixée le long du plan en diagonale I-J-K-L-M-N-O-P-I. Les numéros de révérence 71, 72, 73 et 74 de la fig. 12 servent à désigner les plaques de retenue. Les plaques de séparation 75 séparent les espaces 76, 77 et 78, 79 en un espace pour l'eau de balast et en un espace pour l'huile. D'autres espaces 80 et 81 sont formés à l'extérieur du réservoir, l'espace 81 communiquant avec les espaces 76 et 77 alors que l'espace 80 communique avec les espaces 78 et 79. Les surfaces des espaces 80 et 81 vers les parois du réservoir comportent plusieurs orifices 82 et 83. L'huile entre par l'espace 81 et l'eau de balast par l'espace 81. Les autres plaques de retenue 71 à 74 comportent plusieurs orifices 84. Un conduit d'admission et d'évacuation 85 d'eau de balast est placé en un endroit approprié de l'espace 76 et un conduit d'évacuation de gaz 86 est placé en un endroit approprié de l'espace 81. Un conduit 87 d'admission et d'évacuation d'huile est prévu dans l'espace 80 alors qu'un autre conduit 88 de sortie de gaz est prévu dans l'espace 79. La fig. 13 qui correspond au mode de réalisation de la fig. 10 représente l'effet de l'invention sur un réservoir dans lequel la membrane de séparation est fixa obliquement. La fig. 13a est une vue transparente et la fig. 13b est una coupe centrale de la fig. 13a. Dans le cas d'une telle fixation oblique de la membrane des plaques de retenue verticales telles que 54 et 56 de la fig. 10 ou 84 de la fig. 12 sont très importantes. Sur la fig. 13 les références numériques 89, 90 et 91 servent à désigner les plaques de retenue, 92 les espaces formés par les plaques 89 et 90, 93 les espaces formés par les plaques verticales 91, 94 et 95 les conduits d'admission et de sortie d'huile, et 96 un conduit d'admission et d'évacuation de l'eau de balast. Les espaces 92 et 93 sont séparés en un espace d'eau de balast et en un espace d'huile par les plaques de séparation 98. Si les plaques verticales 91 sont omises il est impossible d'évacuer l'huile des conduits 94 d'admission et d'évacuation à cause de l'action de blocage de la membrane de séparation. Dans ce tas il est difficile de vider l'huile seulement par le conduit 95 d'admission et d'évacuation et le dispositif de pompage devient de ce fait très compliqué. Si les plaques de retenue verticales 91 et les espaces ainsi formés existent il est possible toutefois de vider l'huile à la foispar les conduits 94 et 95 d'admission et d'évacuation puisque les espaces 92 communiquent avec les espaces 93. En outre il est possible d'utilise des conduits à embouts en forme de cloche ou analogue. La fig. 15 représente un dispositif de tuyaux pour plusieurs réservoirs représentés sur la fig. 14, dans le cas d'un bateau-réservoir pouvant transporter une grande quantité d'huile. Sur les fig. 13 et 15 les références numériques 99 et 100 servent à désigner des plaques de retenue ayant plusieurs orifices 101. La position des orifices 101 sur les plaques de retenue 100 est déterminée par la position et la forme de l'organe de fixation de la membrane, telle que la barre de serrage représentée sur la fig. 10. Une plaque de retenue 99 et 100 forment des espaces 102 à 108 pour l'eau et l'huile, des séparations étant fournies par les - plaques dd séparation 109 et 110. Dans des endroits convenables dans ces espaces sont prévus des tuyaux 109' et des tuyaux 110' à embouts en forme de cloche pour l'eau de balast, et des tuyaux 111, des tuyaux à embouts en forme de cloche 112, des tuyaux de stripage 113 et des tuyaux 114 da communication à embouts en forme de cloche pour l'huile. Les tuyaux 114 à embouts en forme de cloche peuvent être remplacés par des conduits de vapeur qui peuvent être également utilisés pour l'eau de balast dans l'espace 102. Les espaces 102 à 108 sont utilisés pour les tuyaux et les tuyaux à embouts en forme de cloche pour gagner de 1' espace. Jusqu'à présent les plaques de retenue étaient planes et plates. Des plaques de retenue ayant des surfaces courbes comme représenté sur la fig. 16 peuvent toutefois être utilisées en fournissant les mêmes effets que ceux qui auraient été décrits ci-dessus. Sur la fig. 16a la référence numérique 117 sert à désigner des plaques de retenue ayant des surfaces courbes et plusieurs orifices 118. Sur la fig. 16b des plaques de retenue 119 ayant plusieurs orifices 120 ou les surfaces à la fois incurvées et planes. Les dimensions des plaques de retenue peuvent varier comme on peut le voir en comparant les 16a et 16b. Sur les fig. 5 à 15 les dimensions des plaques de retenue sont quelque peu exagérées à titre illustratif. En se référent maintenant à la fig. 17 le rapport de la dimension A des sommets ou du côté de la plaque de retenue par rapport à la largeur a latéralle et à la hauteur b verticale du réservoir devrait être de l'ordre de 1/50 G 1/3. La fig. 18 représente un mode de réalisation mixte de l'invention dans lequel une plaque de retenue 121 est constituée d'un tamis 122 et d'une plaque solide 123, une plaque de retenue 124 comporte plusieurs orifices 125 et des fentes 126 ouvertes sur le corps de réservoir 1, et une plaque de retenue 1 27 comprend des orifices 1 28 recouverts d'un tamis sur la surface arrière de la plaque. Les plaques de retenue servent également à accroitre considérablement la structure et la rigidité du corps de réservoir1. Dans les modes de réalisation mentionnés ci-dessus, la forme du réservoir est celle d'un parallélfipipède pratiquement rectangle. La technique et l'esprit de l'invention peuvent toutefois être appliqués à un réservoir cylindrique comme représenté sur la fig. 19 dans laquelle la référence numérique 129 sert à désigner un réservoir cylindrique, 130 une membrane de séparation fixée le long d'une ligne 131 d'une demi section horizontale du réservoir, 132 et 133 des plaques de retenue comprenant plusieurs orifices 134 et formant des espaces 135 et 136, et 137 et 138 des conduits d'admission et d'évacuation communiquant les espaces 135, 136. REVENDICATIONS 1. Réservoir de stockaye et de transport pour deux liquides différents tels que de l'huile brute et de l'eau de balast, comprenant une membrane de séparation flexible placée à l'intérieur du réservoir pour séparer ce dernier en deux compartiments différents de volume variable pour les liquides respectifs afin d'empêcher leur mélange mutuel et leur contamination, et des conduits communiquant avec chaque compartiment pour l'admission et l'évacuation des liquides ou des gaz, réservoir caractérisé essentiellement e ce qu'il comprend des organes de plaque placés à l'intérieur du réservoir pour biseauter ses bords et ses coins et empêcher de ce fait la membrane d'obstruer lesdits conduits pendant les étapes finales d'une opération d'alimentation ou d'évacuation du liquide. 2. Réservoir selon la revendication 1 caractérisé er ce que lesdits conduits d'admission et/ou d'évacuation des liquides et pour l'évacuation des gaz communique avec le réservoir par les espaces formés entre les organes de plaque et les parois du réservoir. 3. Réservoir selon l'une quelconque des revendications i ou 2 caractérisé en ce que chaque organe de plaque comporte plusieurs orifices. 4. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 à 2 caractérisé en ce que chaque organe de plaque comprend un tamis. 5. Réservoir selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que les organes de plaque sont fixés solidement sur les bords et les coins du réservoir afin de consblider et de renforcer la structure du réservoir.