Brevet FR2655407A1 — publié le 19910607

L'invention concerne un réservoir cryogénique du genre comprenant un réservoir interne proprement dit et une enveloppe externe à distance d'isolation du réservoir interne Quand de tels réservoirs sont réalisés en acier inoxydable, on peut incorporer un moyen de pressurisation à tubulure de prélèvement d'un débit de liquide cryogénique au voisinage du fond du réservoir interne, qui s'étend dans l'espace intercalaire pour venir en contact avec l'enveloppe externe de façon à vaporiser le liquide cryogénique prélevé et déboucher en position haute dans ledit réservoir interne. Quand de tels réservoirs sont réalisés en métal ou alliage léger, à base d'aluminium, que l'on désigne simplement par "aluminium" dans ce qui suit, la mise en place d'un moyen de pressurisation du type rappelé ci-dessus s'avère inopérant En effet, la tubulure de vaporisation doit être de préférence réalisée également en aluminium pour pouvoir être raccordée facilement par soudage ou collage avec le fond du réservoir interne luimême en aluminium Or, l'aluminium est extrêmement conducteur, nettement plus conducteur que l'acier inoxydable, et la simple transposition du moyen de pressurisation approprié aux réservoirs en acier inoxydable conduit, dans le cas de réservoirs en aluminium, à une déperdition thermique par conductibilité directe entre réservoir interne et enveloppe qui est d'un ordre de grandeur nettement supérieur à ce qu'on peut admettre, si bien que les performances (traduites en durée de conservation du liquide cryogénique) de tels réservoirs s'en trouvent irrémédiablement ccapromises De plus, la technique de mise en contact de la tubulure de pressurisation utilisée dans les réservoirs en acier inoxydable, et qui consiste à appliquer cette tubulure au moins en partie réalisée sous forme de spires par des zones de brasage ou des pattes d'ancrage soudées est moins adaptée dans le cas de réservoirs à enveloppe externe en aluminium, car ces zones de brasage ou ces points d'ancrage provoqueraient des déformations de l'enveloppe. La présente invention vise d'abord un réservoir cryogénique, du type à réservoir interne réalisé en aluminium, o les inconvénients rappelés cidessus sont écartés et le premier objectif de l'invention est atteint en ce que la tubulure de pressurisation est elle-même constituée d'un ou plusieurs tronçons en aluminium, avec au moins un tronçon tubulaire en matériau isolant choisi parmi ceux pouvant être scellés par collage avec l'aluminium formant ladite tubulure, ledit tronçon étant localisé en amont de la zone de contact de ladite tubulure avec l'enveloppe externe Grâce à l'interposition de ce tronçon isolant, on réalise une barrière thermique vis-à-vis du flux thermique véhiculé par la tubulure de pressurisation du réservoir interne vers l'enveloppe, en conservant cependant des dimensions de tubulure appropriées à une pressurisation suffisamment rapide d'un débit approprié de liquide cryogénique. L'invention vise également un réservoir cryogénique du genre comprenant un réservoir interne proprement dit et une enveloppe externe à distance d'isolation du réservoir interne incorporant un moyen de pressurisation à tubulure en acier inoxydable de prélèvement d'un débit de liquide cryogénique au voisinage du fond du réservoir interne, qui s'étend dans l'espace intercalaire pour venir en contact avec l'enveloppe externe de façon à vaporiser le liquide cryogénique prélevé et déboucher en position haute dans ledit réservoir interne, dans lequel on réalise l'enveloppe externe en aluminium, et qui se caractérise en ce que la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par collage dans un embout de traversée de ladite enveloppe externe en aluminium. Dans une forme de mise en oeuvre de cette disposition, le réservoir interne est également réalisé en aluminium et l'extrémité amont de la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par collage dans un embout de traversée de fond dudit réservoir interne en aluminium. Dans une autre forme de mise en oeuvre de cette même disposition, le réservoir interne est réalisé en acier inoxydable et la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par brasage ou soudage dans un enbout de traversée de fond dudit réservoir interne en acier inoxydable. De préférence, et chaque fois que l'enveloppe externe est réalisée en aluminium, le contact entre la tubulure de vaporisation et l'enveloppe externe en aluminium apte à exclure toute déformation de l'enveloppe est atteint en ce que la tubulure en contact avec l'enveloppe comprend des spires appliquées par pression mécanique permanente contre la face interne de l'enveloppe et avantageusement cette application par pression des spires contre la face interne de l'enveloppe est réalisée par des ressorts de tension entre deux spires successives, ancrés en des points relatifs des dites spires qui tendent à provoquer une ouverture des dites spires. De façon avantageuse, l'ancrage des ressorts est assuré par des plaquettes autobloquantes. Du point de vue pratique, et selon un agencement avantageux, les spires sont logées dans des ondes de rigidification de l'enveloppe. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui suit, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel: la figure 1 est une demi-coupe, avec arrachement partiel, d'un réservoir selon l'invention; la figure 2 est une vue en perspective d'un détail de la figure 1. En se référant au dessin, un réservoir cryogénique 1 comprend une partie interne 2 formant réservoir interne proprement dit et une partie externe formant enveloppe 3 à distance du réservoir interne 2 pour permettre, dans l'espace intercalaire 4, la mise en place d'une isolation multicouche 5 appliquée sur le réservoir interne 2, ledit espace intercalaire 4 étant placé sous vide par pompage au travers d'un raccord obturable 6 Un produit adsorbant 7 est placé dans l'espace intercalaire 4 pour piéger les gaz résiduels. Dans cette réalisation, les réservoir interne 2 et enveloppe externe 3 sont tous deux réalisés en aluminium à partir d'une virole 11, 12 et d'un fond rapporté par soudage 13, 14 Ch note que la virole 12 de l'enveloppe externe présente des ondes de rigidification 15 a, b, 15 c. De façon usuelle, le réservoir 1 présente un col 21 formé d'une pièce tubulaire en résine époxy armée de fibres de verre, qui est collée sur des pourtours rétrécis de la virole 11 du réservoir interne 2 et de la virole 12 de l'enveloppe 3 et au niveau supérieur du col est fixée par collage une pièce massive en aluminium 22 présentant une face supérieure d'appui pour un bouchon et un passage radial 24 formant l'extrémité aval d'un circuit de pressurisation 25 comprenant une tubulure de raccordement 26 à vanne 27 entre ledit passage 24 et un embout de traversée 28 de l'enveloppe 3 Côté intérieur, dans l'espace intercalaire 4, l'embout de traversée 28 est raccordé à une tubulure en aluminium 29 longeant en 30 une génératrice de l'enveloppe externe 3 et formant, près des fonds 13, 14, quelques spires 31, 32, qui sont appliquées dans une onde 15 a, qui joue le rôle de logement annulaire pour les dites spires 31, 32, qui sont appliquées par pression permanente sur la face interne de 1 'enveloppe externe 3, alors que la tubulure 29 est raccordée à un tronçon tubulaire 33, en matériau isolant tel une résine époxy armée de fibres de verre, scellé par collage à ses deux extrémités dans des logements 34 a, 34 b d'embouts 36, 37, présentant chacun deux autres logements 35 a, 35 b, dont l'un ( 35 a) est raccordé à la dernière spire 32 de la tubulure 29, et dont l'autre ( 35 b) est raccordé à un tronçon tubulaire recourbé 38 en aluminiumn, dont une autre extrémité relevée est collée dans un embout en aluminium 39 solidarisé au travers du fond 13 du réservoir interne 2. Coame on le voit à la figure 2, l'application sous pression des spires 31, 32 contre la face interne de l'enveloppe externe 3 est assurée par un ou deux ressorts de tension 41 42 ancrés à leurs extrémités dans des plaquettes autobloquantes 43 44. Lors de l'utilisation du réservoir cryogénique 1, à la place du bouchon, on met en place un dispositif de soutirage 52 qui comporte un tube plongeur 53 et qui dégage le passage 24 de la tubulure de pressurisation 29 vers le ciel gazeux du réservoir Pour obtenir la repressurisation, il suffit alors d'ouvrir la vanne 27, ce qui permet d'injecter du gaz sous pression dans le ciel gazeux du réservoir en emme teups que cela provoque un appel de soutirage de liquide cryogénique qui se vaporise au contact de l'enveloppe 3 au niveau des spires 31 32 Un soutirage de liquide cryogénique intervient par la vanne de soutirage 54. REVENDICATICNS 1 Réservoir pour liquide cryogénique ( 1), du genre comprenant un réservoir interne proprement dit ( 2) et une enveloppe externe ( 3) à distance d'isolation du réservoir interne, incorporant un moyen de pressurisation à tubulure ( 26) ( 29) de prélèvement d'un débit de liquide cryogénique au voisinage du fond du réservoir interne ( 2), qui s'étend dans l'espace intercalaire ( 4) pour venir en contact avec l'enveloppe externe ( 3) de façon à vaporiser le liquide cryogénique prélevé et déboucher en position haute dans ledit réservoir ( 2), caractérisé par la combinaison des mesures suivantes: a) Au moins le réservoir interne ( 2) est réalisé en aluminiumn, et cela de façon connue en soi; b) la tubulure ( 29) de pressurisation est elle-même constituée d'un ou plusieurs tronçons en aluminiun, avec au moins un tronçon tubulaire ( 33) en matériau isolant choisi parmi ceux pouvant être scellés par collage avec l'aluniniun de ladite tubulure, ledit tronçon ( 33) étant localisé en amont de la zone de contact de ladite tubulure avec l'enveloppe externe. 2 Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau isolant constituant le tronçon tubulaire ( 33) est formé d'une résine époxy armée de fibres de verre. 3 Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe externe ( 3) est également réalisée en aluminium. 4 Réservoir pour liquide cryogénique, du genre comprenant un réservoir interne proprement dit et une enveloppe externe à distance d'isolation du réservoir interne incorporant un moyen de pressurisation à tubulure en acier inoxydable de prélèvement d'un débit de liquide cryogénique au voisinage du fond du réservoir interne qui s'étend dans l'espace intercalaire pour venir en contact avec l'enveloppe externe de façon à vaporiser le liquide cryogénique prélevé et déboucher en position haute dans ledit réservoir interne, caractérisé en ce que l'enveloppe externe est réalisée en aluniniun et en ce que la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par collage dans un enbout de traversée de ladite enveloppe externe en aluniniîn. Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir interne est réalisé en aluininrn et en ce que l'extrémité amont de la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par collage dans un embout de traversée de fond dudit réservoir interne en aluminiun. 6 Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 4, caractérisé en ce que le réservoir interne est réalisé en acier inoxydable et en ce que la tubulure de pressurisation en acier inoxydable est scellée par brasage ou soudage dans un erbout de traversée de fond dudit réservoir interne en acier inoxydable. 7 Réservoir pour liquide cryogénique selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que la tubulure telle que ( 29) en contact avec l'enveloppe ( 3) comprend des spires ( 31, 32) appliquées par pression mécanique permanente contre la paroi interne de l'enveloppe ( 3). 8 Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'application par pression des spires ( 31-32) contre la paroi interne de l'enveloppe ( 3) est réalisée par des ressorts de tension ( 41-42) entre deux spires successives ( 31-32) ancrés en des points relatifs des dites spires ( 31-32) qui tendent à provoquer une ouverture des dites spires. 9 Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'ancrage des ressorts ( 41-42) est assuré par des plaquettes autobloquantes ( 43-44). Réservoir pour liquide cryogénique selon la revendication 7, caractérisé en ce que les spires ( 31-32) de la tubulure de pressurisation ( 29) sont logés dans des ondes de rigidification ( 15 a) d'une enveloppe telle que ( 3).