Brevet FR2720475A1 — publié le 19951201

Réservoir isolant à double paroi pour le stockage de gaz liquéfié à très basse température La présente invention concerne un réservoir isolé à double paroi pour le stockage de gaz liquéfié à très basse température d'ébullition, comprenant un réservoir extérieur et un réservoir intérieur recevant le gaz et logé à l'intérieur du réservoir extérieur. Les réservoirs contenant des gaz liquides à basse température d'ébullition sont toujours équipés d'une isolation coûteuse pour réduire au minimum la vaporisation du gaz liquéfié provoquée par la chaleur transmise à partir de l'environnement. Ces réservoirs sont réalisés pour cette raison sous la forme de réservoirs à double paroi, un réservoir intérieur recevant le gaz à très basse température étant placé dans un réservoir extérieur exposé à la température ambiante. Pour l'isolation, on place dans l'intervalle un matériau mauvais conducteur de chaleur, par exemple un super-isolant et après la fabrication, on réalise le vide dans l'intervalle. Le réservoir intérieur, froid, est relié au réservoir extérieur par des moyens de suspension ou d'appui mécanique. De tels moyens de liaison sont indispensables pour transmettre le poids propre et les contraintes des efforts agissant sur le réservoir intérieur. Pour cela ces moyens doivent être suffisamment solides et rigides mécaniquement ; ils entraînent nécessairement un passage de cha leur par conduction. Cela présente un effet particulier dans le cas de réservoirs qui sont des réservoirs de véhicules pour les nouveaux carburants cryogènes, comme par exemple LH2. Pour utiliser de manière optimum le volume disponible du réservoir, il faut que, dans ce cas, l'intervalle d'isolation entre le réservoir intérieur et le réservoir extérieur soit aussi faible que possible.Dans le cas de suspensions classiques de réservoirs, cela conduit à des éléments d'appui courts avec une injection relativement importante de chaleur et par suite des durées d'utilisation, limitées. La présente invention a pour but de réduire la chaleur transmise dans des réservoirs isolés à double paroi. A cet effet, l'invention concerne un réservoir correspondant au type défini ci-dessus, caractérisé en ce que le réservoir intérieur comporte des supraconducteurs placés dans le gaz liquéfié et qui permettent de maintenir le réservoir sans contact au-dessus d'aimants permanents par rapport au réservoir extérieur. Suivant d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention - la température critique du supraconducteur dépasse la température du gaz liquéfié. - le supraconducteur est un supraconducteur dur réalisé dans les matériaux YBCO 123 ou BSCCO 2212. - la température critique du supraconducteur est supérieure à 20"K. - le gaz liquéfié est LH2 ou LHe. Dans le réservoir selon l'invention, le réservoir intérieur est maintenu sans contact par rapport au réservoir extérieur par des aimants supraconducteurs. Du fait de cette disposition du supraconducteur dans le réservoir intérieur, le gaz liquéfié à basse température assure le rôle d'agent de refroidissement. La température du gaz à basse température d'ébullition correspond toujours à la température de travail des aimants supraconducteurs. Comme supraconducteur, on utilise les matériaux YBCO 123 et BSCCO 0012 dont la supraconduction reste maintenue jusqu'à des champs magnétiques très importants (supraconducteur dur ou supraconducteur II). Le supraconducteur magnétique est directement en contact avec les gaz liquéfiés à très basse température d'ébullition, comme par exemple LH2 ; la température critique Tc du supraconducteur est supérieure à la température du gaz liquéfié à basse température et dépasse 200K. Par la disposition sans contact et néanmoins stable du réservoir intérieur dans le réservoir extérieur, on réduit considérablement la quantité totale de chaleur transmise à l'intérieur. D'autres perfectionnements de thermique résultent du fait que la super-isolation prévue dans l'intervalle peut également être réalisée sans problème au niveau du palier. Le résultat est un temps de montée en pression et un temps d'utilisation prolongé pour des réservoirs considérablement améliorés destinés à recevoir des gaz liquéfiés à très basse température d'ébullition. Un exemple de réalisation de l'invention est représenté dans le dessin et sera décrit ci-après de manière plus détaillée. Ainsi - la figure 1 montre un réservoir isolé à double paroi avec un montage sans contact, selon l'invention, - la figure 2 montre un premier exemple de réalisation du dispositif de montage sans contact, selon l'invention. Les figures 1 et 2 montrent des réservoirs isolés à double paroi, usuels, tels que ceux utilisés pour le stockage de gaz liquéfié à très basse température tel le LH2. Le réservoir à double paroi se compose d'un réservoir intérieur 11, d'un réservoir extérieur 10 et d'un matériau isolant placé dans l'intervalle 12 ; il s'agit par exemple d'un super-isolant. La conduite de remplissage et de prélèvement porte la référence 13. Le réservoir intérieur 11, froid, comporte des supraconducteurs 14 par exemple YBCO 123 ou BSCCO 2212 en contact direct avec le gaz liquéfié à très basse température d'ébullition. La température critique Tc du supraconducteur 14 dépasse la température du gaz liquéfié à basse température d'ébullition. En regard des supraconducteurs 14, au niveau du réservoir extérieur 10 ou d'éléments d'appui 16 fixés au réservoir extérieur 10, par exemple sur les tubes qui traversent le réservoir intérieur 11, il y a des aimants permanents 15. Le réservoir intérieur 11 est, de cette manière, maintenu en suspension sans contact par les forces de répulsion intenses et comme conséquence de la propriété pinning des supraconducteurs durs (type II) dans une position stable par rapport au réservoir extérieur 10. Comme le montre la figure 1, le supraconducteur 14 est réalisé en forme de plaque ; il est prévu sur une paroi quelconque du réservoir intérieur. Selon un autre mode de réalisation, on a plusieurs supraconducteurs 14 en forme de tige fixés de part et d'autre d'un tube 16 qui traverse le réservoir intérieur 11, et entre lesquels sont montés des aimants permanents. REVENDICATIONS 10) Réservoir isolé à double paroi pour le stockage de gaz liquéfié à très basse température d'ébullition, comprenant un réservoir extérieur et un réservoir intérieur recevant le gaz et logé à l'intérieur du réservoir extérieur, caractérisé en ce que le réservoir intérieur (11) comporte des supraconducteurs (14) placés dans le gaz liquéfié et qui permettent de maintenir le réservoir (11) sans contact au-dessus d'aimants permanents (15) par rapport au réservoir extérieur (10). 2") Réservoir isolé à double paroi selon la revendication 1, caractérise en ce que la température critique (Tc) du supraconducteur (14) dépasse la température du gaz liquéfié. 30) Réservoir isolé à double paroi selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le supraconducteur (14) est un supraconducteur dur réalisé dans les matériaux YBCO 123 ou BSCCO 2212. 4 ) Réservoir isolé à double paroi selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température critique (Tc) du supraconducteur (14) est supérieure à 200K. 50) Réservoir isolé à double paroi selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le gaz liquéfié est LH2 ou LHe.