Brevet FR2610081A1 — publié le 19880729

DESCRIPTION La présente invention est relative aux dispositifs de stockage des liquides cryogéniques. La distribution des liquides cryogéniques, notanment des gaz de l'air liquéfiés, s'effectue par camions-citernes chez les utilisateurs disposant de récipients de stockage ou "évaporateurs" de grande capacité. Cependant, ce procédé s'adapte mal aux petits évaporateurs, qui nécessitent un matériel différent. C'est pourquoi, pour ces petits évaporateurs, on a proposé la technique des "LGC" (Liquid Gas Cylinder). Ces LGC sont de petits évaporateurs transportables de forme générale cylindrique -munis d'un vaporiseur-réchauffeur atmosphérique. Leur capacité utile est limitée à 165 litres et leur poids plein est compris entre 300 et 350 kg suivant le gaz qu'ils contiennent. Leur taille relativement réduite permet de les manipuler à la main et de les intégrer facilement dans les circuits de distribution traditionnels des bouteilles de gaz comprimés, de sorte qu'ils sont échangés "plein contre vide" comrne des bouteilles. Les LGC présentent cependant de sérieux inconvénients: - pour l'utilisateur: du fait de leur faible capacité, la vaporisation du liquide du fait des entrées de chaleur est importante lorsque les ICC sont presque vides. Si cette situation se produit le vendredi après-midi, la perte de gaz par ouverture de la soupape de limitation de pression est importante pendant le week-end. - pour le distributeur: les LGC sont trop petits pour que l'on puisse conserver un reliquat de liquide non soutirable. Par suite, ils doivent être remis en froid avant chaque remplissage. - De plus, les LGC s'intègrent mal dans les circuits de distribution de bouteilles en paniers, du fait des espaces vides entre LGC et paniers, des difficultés de calage qui en résultent et, par suite du risque d'endamagement des LGC. L'invention a pour but de fournir un dispositif de stockage de liquide cryogénique qui limite les pertes de gaz pour l'utilisateur, qui puisse être rempli sans s'être réchauffé et qui puisse s'intégrer dans un ensemble de distribution de bouteilles de gaz camprimés par paniers tout en bénéficiant d'une protection améliorée contre les chocs. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de stockage de liquide cryogénique, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient à double enveloppe calé dans un cadre parallélépipédique qui entoure complètement le récipient et qui est muni de moyens de manutention. De façon avantageuse, le récipient est équipé d'un vaporiseur-réchauffeur atmosphérique disposé à l'intérieur du cadre, et également d'accessoires d'exploitation tels qu'une conduite de remplissage munie d'une vanne, des dispositifs de sécurité et de contrôle et un circuit de mise en pression rapide, tous ces accessoires étant disposés à l'intérieur du cadre. L'invention a également pour objet un ensemble de livraison de gaz, du type comprenant des paniers-bouteilles juxtaposables, caractérisé en ce qu'il ccmprend également au moins un dispositif de stockage tel que lO défini ci-dessus dont le cadre a, en plan, des dimensions égales à celles de deux ou plusieurs paniers-bouteilles juxtaposés. Un exemple de réalisation d'un récipient suivant l'invention va maintenant être décrit en regard du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est une vue en élévation, avec coupe partielle, d'un dispositif de stockage de liquide cryogénique conforme à l'invention; - la figure 2 est une vue en plan de ce dispositif de stockage; et - la figure 3 est une vue schématique en plan d'un véhicule effectuant une livraison mixte de paniers-bouteilles et de dispositifs suivant 1 'invention. Le dispositif 1 représenté aux figures 1 et 2 est destiné au stockage d'un liquide cryogénique, notamment d'un gaz de l'air (oxygène, azote, argcn) sous forme liquéfiée. Il comprend essentiellement un cadre extérieur 2 et un récipient à double enveloppe 3 muni des divers accessoires nécessaires à son fonctionnement. Le récipient 3 et ses accessoires sont entièrement disposés à l'intérieur du cadre 2, qui les protège de tous côtés. Le cadre 2 a une forme générale parallélipédique et est constitué de poutres métalliques fixées les unes aux autres de façon à définir un socle 4 qui présente deux lumières horizontales 5 pour le passage d'un fourche de chariot élévateur, un montant vertical 6 dans chaque coin, un croisillon supérieur 7 au centre duquel est fixé un anneau de levage 8, et des traverses intermédiaires 9 servant à rigidifier l'ensemble et à protéger le récipient 3 et ses accessoires. Le récipient 3 est un récipient à double enveloppe classique pour liquide cryogénique. Il est calé dans le cadre 2 par appui sur une assise 10 de centrage solidaire du socle 4 et bridage par des moyens appropriés (non représentés) cocprenant par exemple des sangles et des dispositifs tendeurs. Le récipient est équipé des divers accessoires nécessaires à son fonctionnement en tant qu'évaporateur, c'est-à-dire en tant qu'appareil capable de fournir sous forme gazeuse le produit qu'il contient. Ces accessoires, qui n'ont été représentés que partiellemert dans un but de clarté du dessin, sont essentiellement: - une conduite de remplissage 12 reliée au col 13 du récipient et pourvue d'une vanne 14, cette conduite ayant été ramenée dans le plan du dessin sur la figure 1; - un ensemble 15 de sécurité et de contrôle, comprenant notamment un manomètre, un disque de rupture et une soupape de limitation de pression; - un dispositif de mise en pression rapide coprernant un serpentin vaporiseur atmosphérique auxiliaire 16 disposé autour de l'assise 10 et ccmmuniquant en amont avec le fond du récipient et en aval avec une conduite 17 (figure 2) équipée d'un régulateur de pression 18 et débouchant dans le col 13; - une conduite de soutirage 19 qui sort du récipient 3 par le col 13; et - un vaporiseur-réchauffeur atmosphérique principal 20 relié en amant à la conduite 19 et en aval à un embout 21 auquel peut se raccorder une conduite d'utilisation (non représentée). Le cadre 2 a, vu en plan, une forme rectangulaire. Dans l'exemple représenté, les deux côtés du rectangle sont légèrement différents. Le vaporiseur 20 ccaprend quatre tubes verticaux 22 à ailettes longitudinales 23, à savoir une paire de tubes reliés par leur extrélmité inférieure dans chacun de deux angles adjacents du cadre. Le sao.et d'un de ces tubes est relié à la conduite 19, et celui du tube associé est relié au sommet du premier tube de l'autre paire, le dernier tube étant relié par son sommet à l'embout 21. Tous les éléments contenus dans le cadre 2 sont convenablement fixés à ce dernier par des moyens appropriés non représentés. Ccmme on le voit à la figure 3, le dispositif 1 est destiné à être intégré dans un système de livraison mixte de gaz sous formes gazeuse et liquide qui comprend également un ensemble de paniers-bouteilles 24 tous identiques. Plus précisément, les dimensions en plan du cadre sont un multiple exact de celles d'un panier-bouteilles. Dans cet exemple, chaque panier-bouteilles est parallélépipédique et destiné à contenir huit bouteilles 25 de gaz sous pression, et sa base a pour longueur a et pour largeur b; la base du cadre 2 a pour petite dimension a et pour grande dimension 2b, de sorte que le cadre 2 a exactement le mème encombrement que deux paniers-bouteilles juxtaposés. Ceci permet de remplir la plate-forme d'un camion de livraison 26 avec à la fois des paniers-bouteilles et des dispositifs 1 (au nombre de trois dans l'exemple représenté) sans perte de place et sans problème de calage. De plus, grâce à l'utilisation d'un cadre rigide muni de moyens de manutention 5 et 8 qui permettent sa manipulation par les engins utilisés pour les paniers-bouteilles, le récipient 3 peut avoir une capacité importante, par exemple 450 litres. A son tour, cette grande capacité permet d'une part de réduire les pertes de gaz liées à l'ouverture des soupapes de limitation de pression, et d'autre part de prévoir un reliquat de liquide non soutirable, par exemple de l'ordre de % de la capacité du récipient, et, par suite, de procéder à des remplissages "en froid". Pour garantir ce reliquat, correspondant à un niveau de remplissage prédéterminé N, le tube plongeur 3A servant au soutirage du liquide ne descend, à travers le col 13, que jusqu'au niveau N, et le tube 3B relié au serpentin 16 de mise en pression rapide s'élève dans le récipient 3 jusqu'à un point situé légèrement au-dessus du niveau N. Le dispositif 1 se prête donc parfaitement bien à un échange "plein contre vide", de la miime manière que les bouteilles contenues dans les paniers 24. A titre d'exemple numérique, un récipient 3 de 450 litres, calé avec ses accessoires dans un cadre ayant des dimensions a et 2b voisines de 1 m et une hauteur de l'ordre de 2 m, fournit un dispositif de stockage 1 ayant un poids, lorsqu'il est plein, de l'ordre de 1000 kg. Grace à une réserve non soutirable de 22,5 litres, le récipient peut être conservé froid pendant 70 heures environ après l'arrêt du soutirage. Un autre avantage de dispositif 1 par rapport aux LGC réside dans le fait que, came tous les accessoires sont protégés par le cadre 2, ils sont beaucoup plus faciles et éconcaiques à réaliser. En variante, le vaporiseur-réchauffeur 20 peut carprendre des tubes dans chaque coin du cadre, ou bien être constitué par un tube enroulé en hélice autour du récipient 3. REVENDICATIONS 1. Dispositif de stockage de liquide cryogénique, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient à double enveloppe (3) calé dans un cadre parallélépipédique (2) qui entoure complètemoent le récipient et qui est muni de tmoyens de manutention (5,8). 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le récipient (3) ccrmprend une garde de liquide non soutirable. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le récipient (3) comprend un tube de soutirage de liquide (3A) qui descend jusqu'à un niveau (N) situé au-dessus du fond du récipient, et un tube de mise en pression (3B) qui s'élève jusqu'à un point situé léagrenent au-dessus de ce niveau. 4. Dispositif suivant l'une quelconque des revendicaticns 1 à 3, caractérisé en ce que les tmoyens de manutention cmanprennent un anneau de levage (8) et, à la base du cadre (2), des passages (5) pour une fourche de chariot élévateur. 5. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le récipient (3) est équipé d'un vaporiseurréchauffeur atmosphérique (20) disposé à l'intérieur du cadre (2). 6. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le vaporiseur-réchauffeur (20) carmprend des tubes à ailettes verticaux (22) disposés dans des angles du cadre (2). 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que le vaporiseur-réchauffeur comprend des tubes à ailettes disposés dans les quatre angles du cadre. 8. Dispositif suivant la revendication 6, notanmment à cadre (2) à section droite rectangulaire, caractérisé en ce que le vaporiseur- réchauffeur (20) caomprend au tmoins une paire de tubes à ailettes (22) branchés en série, disposés tous les deux dans un même angle du cadre (2). 9. Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le vaporiseur-réchauffeur ccprend un tube enroulé en hélice autour du récipient (3). 10. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le récipient (3) est équipé d'accessoires d'exploitation tels qu'une conduite de retplissage (12) munie d'une vanne 2610 0 8 1 (14), des dispositifs de sécurité et de contrôle (15) et un circuit de mise en pression rapide (16 à 18), tous ces accessoires étant disposés à l'intérieur du cadre (2). 11. Ensenble de livraison de gaz, du type comprenant des paniersbouteilles juxtapcsables (24), caractérisé en ce qu'il camprend également au moins un dispositif de stockage (1) suivant l 'une quelconque des revendications 1 à 10 dont le cadre (2) a, en plan, des dimensions (a, 2b) égales à celles de deux ou plusieurs paniers-bouteilles juxtaposes.