Brevet FR2483062A1 — publié le 19811127

Cartouche de stockage d'energie calorifique ta presente invention concerne une cartouche de stockage d'énergie calorifique constituée par une enveloppe tubulaire en matiere thermoplastique remplie d'une composition capable d'absorber des calories sous forme de chaleur latente de fusion et de les restituer telle que, par exemple, une composition à base de chlorure de calcium hexahydrate. Les cartouches de stockage d'énergie calorifique connues actuellement sont constituées en général, en ce qui concerne l'enveloppe, de tubes matière thermoplastique dont les deux extrémités sont obturées; l'une avant remplissage et l'autre après, par des dispositifs de bouchage qui doivent être parfaitement étanches. Jusqu'a présent, ces dispositifs sont constitués généralement par des bouchons filetés qui se vissent sur ia paroi interne ou externe des extrémités des tubes ou par des bouchons soudés par technique soudage au miroir ou encore par des plaques circulaires prédécoupées qui sont soudées ou collées sur les extrémités des tubes. La réalisation de ces dispositifs connus d'obturation réclame beaucoup de soin, requiert une main-d'oeuvre importante et complique fortement la fabrication des cartouches de stockage d'énergie calorifique. La présente invention vise dès lors une cartouche de stockage d'énergie calorifique du type décrit ci-avant pourvue d'un système d'obturation qui ne présente pas les inconvénients des dispositifs connus et qui améliore la qualité de l'étanchéité de la cartouche. L'invention concerne, cet effet, une cartouche de stockage d'énergie calorifique constituée par une enveloppe tubulaire en matière thermoplastique remplie d'une composition capable d'absorber les calories par fusion sous forme de chaleur latente de fusion et de les restituer par solidification dans laquelle au moins l'une des deux extrémités de l'enveloppe tubulaire sont obturées par une soudure directe de la paroi interne de l'enveloppe tubulaire. Pour réaliser la cartouche de stockage d'énergie calorifique selon l'invention, il suffit de porter la paroi interne de l'enve- loppe tubulaire au voisinage de l'extrémité à la température de soudure de son materiau constitutif avant de procéder à l'obturation ainsi que la zone voisine de l'extrémité de l'enveloppe tubulaire à la température de ramollissement de son matériau constitutif avant de procéder a sa déformation par écrasement en vue du soudage. Le chauffage préalable de l'extrémité de l'enveloppe tubulaire peut être réalisé par tout moyen conventionnel, le chauffage électrique entant toutefois préféré.De même, on préfère que le chauffage soit effectué sur la paroi interne ou sur les parois interne et externe des extremités de l'enveloppe tubulaire. Il va sans dire que l'une des extrémités de l'enveloppe tubulaire est obturée avant l'introduction de la composition de remplissage de fusion tandis que l'autre extrémité est obturée aptes l'introduction de cette composition. Pour obtenir une obturation satisfaisante tant sur le plan de I'étancheité que sur le plan de la résistance mécanique, il convient que la soudure présente une hauteur suffisante. En général, on préfère que cette hauteur soit d1au moins 20 mm. Selon un premier mode de réalisation de la cartouche conforme a l'invention, l'obturation successive des deux extrémités de l'enveloppe tubulaire portées aux températures convenables est réalisée en apppliquant une pression selon deux directions opposées a leur pourtour exterieur, par exemple par pinçage de ces extrémités entre deux mâchoires se rapprochant l'une de l'autre jusqu a une distance légèrement inférieure au double de l'épaisseur de paroi de l'enveloppe tubulaire. De cette façon, on obtient une soudure rectiligne du type "fond de tube à dentifrice" dont les extrémités débordent du périmdtre ou de la section droite de l'enveloppe tubulaire.Les cartouches ainsi réalisées peuvent ttre glaces jointivement ou écartes les unes des autres d'une distance prédéterminée dans des installations de stockage d'énergie calori- fique en insérant leurs extrémités dans des rails de fixation pourvus d'encoches ou d'ouvertures appropriées disposées judicieu sement. Ainsi, les encoches ou ouvertures qui sont de forme allongée correspondant au profil des extrémités obtures des enveloppes tubulaires peuvent être disposées de façon telles que leur grand axe soit perpendiculaire aux rails et que leur écartement soit égal au diamètre externe des enveloppes tubulaires dans le cas ou une disposition jointive des cartouches est souhaitée tandis que les encoches ou ouvertures peuvent être disposées d'une façon quelconque mais à des écartements appropriés dans le cas ou une disposition imposant un ecartement détermine entre les cartouches successives est préfére. Selon un autre mode de réalisation, l'obturation des extrémités de l'enveloppe tubulaire est réalisée en appliquant une pression radiale selon au moins trois directions faisant de préférence entre elles des angles égaux du pourtour extérieur de ces extrémités et en écrasant les lèves ainsi formées, Ce mode d'obturation peut notamment être réalisé au moyen d'un dispositif de soudage comportant au moins trois mors adaptés pour se déplacer radialement en direction de l'axe longitudinal de l'enveloppe tubulaire de façon a pincer, écraser et finalement souder les extrémités de ltenveloppe tubulaire. En d'autres termes, on peut utiliser un dispositif à mors analogue à un mandrin de tour qui permet par serrage de souder entre elles les lèves ou branches formées sur les extrémités des enveloppes tubulaires. Dans ce mode de realisation, la soudure est constituée d'au moins trois branches-disposees en entoile et faisant de préférence entre elles des angles égaux. Les extrémités des soudures ainsi obtenues ne débordent plus du périmètre ou de la section droite des enveloppes tubulaires. Ce mode de réalisation est dès lors proféré lorsque les cartouches sont appelées à devoir être empiles de façon jointive ou disposées dans des installations de stockage d'energie calorifique comportant des cloisonnements internes qui doivent être traverses par les cartouches. Dans une variante preferee de ce mode de réalisation, il est fait appel à un dispositif comportant trois mors disposés angulairement à 120 et la soudure ainsi réalisée comporte donc trois branches. Il a en effet ete constate que ce mode d'obturation qui est très simple à réaliser sur le plan technologique conduit à des obturations très résistantes à la pression interne. L'enveloppe tubulaire des cartouches peut être réalisée en une matiere thermoplastique quelconque. En general, on prefère réaliser cette enveloppe a partir d'un matériau choisi dans le groupe formé par les polyoléfines, telles que le polyéthylene, le polypropylene et les copolymères d'éthylène etlou de propylène, les résines acryliques telles que les copolymères de nitrile acrylique et les résines à base de chlorure de vinyle telles que les homopolymères ou les copolymères à base de ce monomère. Le choix de la composition capable d'absorber les calories par fusion sous forme de chaleur latente de fusion et de les restituer par solidification n'est evidemment nullement critique. On peut utiliser n'importe quelle composition de ce type. Bien entendu, on prefère utiliser les compositions capables d'absorber une grande quantite relative de calories et en particulier les compositions à base de chlorure de calcium hexahydraté. De même, la forme générale de l'enveloppe de l'élément de stockage d'énergie calorifique selon l'invention n'est pas critique et des lors l'expression enveloppe tubulaire doit être prise dans un sens large. En particulier, la section de l'enveloppe ne doit pas être necessairement circulaire, elle peut notamment être ovale ou polygonale. Les dimensions de l'enveloppe tubulaire ne sont pas critiques non plus et sont choisies, dans chaque cas particulier, en fonction des conditions d'utilisation. La cartouche de stockage d'énergie calorifique conforme l'invention et par ailleurs explicitée plus en détail et de façon illustrative à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels : - la fig.l est une vue en élévation d'une extremite d'une cartouche réalisée selon le premier mode de realisation explicite ci avant; - la fig.2 est une vue en plan selon une coupe AA' de la fig.l; - la fig.3 est une vue en elevation d'une extremite d'une cartouche réalisée selon le second mode de réalisation explicite ci-avant; - la fig.4 est une vue en plan selon une coupe BB' de la fig.3;; - les fig. 5 et 6 sont des vues en plan et en élévation d'un dispositif convenant pour réaliser l'obturation des estremitEs d'une cartouche telle qu'illustrée aux fig. 3 et 4. Ainsi qu'il est illustre aux fig. 1 et 2, la cartouche est constituée par une enveloppe tubulaire 1 en matiere thermoplastique dont les extremités 2, dont une seule est representee, ont ete obturées au moyen de deux mâchoires deplaçables l'une vers l'autre. L'écrasement est dans ce cas réalise selon un diametre de l'e-le-ment tubulaire et l'on obtient une soudure 3 du type "fond de tube dentifrice" dont la longueur L est approximativement egale a R, R étant le rayon externe de la section droite de l'enveloppe tubulaire. Les extrémités 4 de la soudure débordent donc de la section droite de l'enveloppe tubulaire l. Dans la cartouche illustrée aux fig. 3 et 4, ltelement de stockage d'énergie calorifique conforme à l'invention est constitue par une enveloppe tubulaire 1 en matiere themoplastique dont les extrémités 2, dont une seule est representee, ont ete obturées en appliquant une pression radiale selon trois directions a 1200 du pourtour extérieur de ces extrémités et en écrasant les trois levres 5 ainsi formées de façon à former la soudure 3. On obtient aiRsi une soudure en trois branches disposées à 1200 dont les extrémites 4 ne débordent pas de la section droite de l'enveloppe tubulaire 1. Pareilles cartouches peuvent être aisément obtenues à l'aide du dispositif illustre schematiquement aux fig. 5 et 6. Le dispositif est constitue de trois mors 7 deplaçables dans la direction des fleches F de façon a pincer l'extrémité de l'enveloppe tubulaire 1 et à former trois levres 5 de soudage disposes a 1200. Chaque mors 7 peut avantageusement être equipe d'un élément guide tube 8 dispose de façon telle que lors du rapprochement des mors 7, les elements 7 forment un tube de diametre interne sensiblement égal au diamètre externe de l'enveloppe tubulaire 1, le tube ainsi constitue permettant le guidage de l'enveloppe tubulaire et partant un centrage parfait de soudure a trois branches 5. Lors du soudage de chaque extremite de l'enveloppe tubulaire 1, il est avantageux d'exercer une pression axiale sur ladite enveloppe dans le-sens de la fleche P (fig.6) de façon d raccourcir les parois de raccord 9 entre la soudure 5 et la paroi latérale de l'enveloppe et de lui conférer la forme illustrée par le repere 10 (fig.6). REVENDICATIONS 1 - Cartouche de stockage d'énergie calorifique constituée par une enveloppe tubulaire en matière thermoplastique remplie d'une composition capable d'absorber des calories par fusion sous forme de chaleur latente de fusion et de les restituer par solidi cation caracierisee en ce que au moins l'une des deux extrémités de l'enveloppe tubulaire sont obtures par une soudure directe de la paroi interne de l'enveloppe tubulaire. 2 - Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soudure est rectiligne. 3 - Cartouche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la soudure est constituez d'au moins trois branches disposes en entoile. 4 - Cartouche selon la revendication 3, caractérisée en ce que les branches font entre elles des angles égaux. 5 - Cartouche selon la revendication 3 ou 4, caracterisee en ce que les branches sont au nombre de 3. 6 - Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caracterisee en ce que la soudure pressente une hauteur d'au moins 20 mm 7 - Cartouche selon l'une quelconque des revendications l à 6, caracterisee en ce que l'enveloppe est réalisée en un matériau choisi dans le groupe forme par les polyolefines, les résines acryliques et les résines a base de chlorure de vinyle. 8 - Cartouche selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caracterisee en ce que la composition est a base de chlorure de calcium hexahydrate.