Brevet FR2725776A1 — publié le 19960419

La présente invention concerne la génération de gaz comprimé en grande quantité et en particulier un générateur de gaz tel que du dioxyde de carbone sous un pression de 5 à 12 atmosphères utilisé notamment dans l'extinction d'incendie dans une enceinte fermée telle qu'une armoire de contrôle d'un atelier ou d'une unité de production dans une usine. Dans un atelier ou une unité de production, il est classique que l'ensemble des circuits électriques et électroniques de contrôle soient rassemblés dans une armoire de contrôle fermée, ceci dans le but d'isoler les circuits de l'atmosphère régnant dans l'atelier ou l'unité de production et maintenir ces circuits à l'abri de toute corrosion prématurée. Une telle armoire de contrôle est généralement munie d'un coffret de détection d'incendie chargé de détecter rapidement tout début d'incendie dans l'armoire de façon à diffuser le plus rapidement possible dans l'armoire un produit susceptible d'arrêter la progression de l'incendie. Du fait que ce type d'armoire contient généralement des dispositifs sensibles (armoire dite stratégique), on ne peut pas utiliser le produit d'extinction classique qu'est la neige carbonique diffusée à une température très basse et donc provoquant un choc thermique pouvant endommager les circuits se trouvant dans les dispositifs sensibles. Pour remplacer la neige carbonique, on a déjà utilisé des produits sous forme gazeuse communément appelés halons qui sont des halogénures de carbone tels que le trifluorobromocarbone, étouffant l'incendie par inhibition de la réaction de combustion. Malheureusement, en plus de leur coût élevé, ces produits présentent l'inconvénient de ne pouvoir être utilisés que dans des enceintes étanches. En effet, ces produits étant très volatils, leur concentration diminue dans une enceinte non étanche et entraîne un phénomène de pyrolyse dangereux pour les contacts électriques. On a également songé à utiliser des gaz neutres tels que l'azote ou l'argon ne présentant pas l'inconvénient de pouvoir subir la pyrolyse et étouffant l'incendie par remplacement de l'oxygène. Hormis le fait qu'ils sont aussi très coûteux, les produits de ce type présentent l'inconvénient majeur d'être stockés sous forme gazeuse sous pression élevée (entre 150 et 200 atmosphères), ce qui nécessite une grande capacité de stockage et donc un coût d'autant plus élevé. C'est pourquoi le but principal de l'invention est de fournir un générateur de gaz comprimé de faible coût et nécessitant un stockage de faible volume tout en fournissant une grande quantité de gaz. Un autre but de l'invention est de fournir un générateur de gaz comprimé bon marché pouvant être utilisé avec efficacité pour éteindre les incendies dans les armoires de contrôle se trouvant dans un atelier ou une unité de production d'usine. L'objet principal de l'invention est donc un générateur de gaz comprimé comprenant un réservoir d'un produit d'extinction en phase liquide sous haute pression; et une cuve tampon comportant une entrée du produit d'extinction en phase liquide sous haute pression provenant du réservoir, le produit d'extinction subissant une détente le faisant passer de la phase liquide à la phase gazeuse, et une sortie fournissant le même produit d'extinction en phase gazeuse sous une pression moyenne supérieure à la pression atmosphérique à une vanne de sortie. Un autre objet de l'invention est un générateur de gaz comprimé tel que ci-dessus comprenant en outre un régulateur dont l'entrée est reliée entre la sortie du réservoir de produit d'extinction et l'entrée de la cuve destinée à recevoir le produit en phase liquide sous haute pression, le régulateur comportant en outre une entrée de régulation reliée à la cuve pour ouvrir ou fermer l'entrée de la cuve selon que la valeur de la pression régnant à l'intérieur de la cuve est inférieure ou supérieure à un seuil prédéterminé. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels la figure 1 est une représentation schématique d'une installation d'extinction d'incendie dans une armoire "stratégique" comportant un générateur de gaz selon l'invention, la figure 2 est une représentation schématique de une enceinte de génération de gaz comprimé de la figure 1, contenant la cuve de détente, le régulateur et les électrovannes de distribution du gaz comprimé, et la figure 3 est une représentation en coupe du régulateur utilisé dans le générateur de gaz comprimé selon l'invention. Sur la figure 1 est illustrée schématiquement une installation d'extinction d'incendie se produisant dans une armoire 10 dite stratégique parce qu'elle renferme des dispositifs sensibles 12, 14, 16 destinés au contrôle d'un atelier ou d'une unité de production dans une usine. Sur le haut de l'armoire 10 se trouve un dispositif de détection d'incendie chargé de détecter le plus rapidement possible tout départ d'incendie dans l'armoire. Le dispositif de détection d'incendie 18 est connecté à l'enceinte de génération de gaz comprimé 20 dans laquelle se trouve placée la majeure partie du générateur de gaz selon l'invention comme on le verra par la suite. Dès qu'un début d'incendie est détecté par le dispositif 18, une commande est envoyée sur la ligne 22, destinée à ouvrir une vanne permettant de faire parvenir un flux de gaz carbonique sous une pression supérieure à la pression atmosphérique dans l'armoire 10 au moyen du conduit 24 et des ajutages 26. Le gaz carbonique est fourni de la façon décrite ci-après, par un réservoir 28 faisant également partie du générateur selon l'invention. Le réservoir 28 contient du dioxyde de carbone en phase liquide et sous pression d'environ 60 à 70 atmosphères avec une capacité pouvant aller jusqu'à 30 kg. Comme montré sur la figure 1, le conduit 30 d'alimentation en dioxyde de carbone liquide est plongé assez profondément dans le liquide du réservoir de façon à ce que ce soit toujours du dioxyde de carbone sous forme liquide qui parvienne dans l'enceinte 20, même lorsqu'une forte consommation de dioxyde de carbone a lieu du fait que plusieurs débuts d'incendie ont pu se déclarer simultanément à des endroits différents. L'enceinte de génération de gaz comprimé 20, illustrée avec plus de détails sur la figure 2, contient principalement une cuve de détente 40. Cette cuve de détente d'un volume d'environ 75 litres contient du dioxyde de carbone en phase gazeuse à la température ambiante ou à une température très proche et sous une pression comprise entre 2 et 12 atmosphères. Le conduit d'entrée haute pression 42 du dioxyde de carbone liquide sous pression de 60 à 70 atmosphères est terminé à l'intérieur de la cuve 40 par un diffuseur 44 se trouvant sensiblement plus bas que le point de pénétration du conduit 42 dans la cuve et comportant des ajutages pour la diffusion du dioxyde de carbone à l'intérieur de la cuve. L'autre extrémité du conduit 42 est reliée à la sortie d'un régulateur 46 qui comporte une entrée haute pression reliée par le conduit 30 au réservoir de dioxyde de carbone ainsi qu'une entrée de commande reliée par le conduit 48 à la cuve 40. Le régulateur 46 est tel que, lorsque la pression dans la cuve se trouve au-dessus d'un seuil prédéterminé, par exemple 6 atmosphères, le régulateur est fermé, c'est à dire que la communication entre le conduit 30 et le conduit 42 est coupée. Dès que la pression dans la cuve 40 descend au-dessous du seuil détecté par l'entrée de commande du régulateur reliée au conduit 48, la communication entre le conduit 30 et le conduit 42 s'ouvre, ce qui permet à du dioxyde de carbone liquide sous haute pression d'être injecté dans la cuve 40. Lorsque du dioxyde de carbone liquide sous haute pression arrive dans la cuve 40, il est injecté par le diffuseur 48 et subit donc une détente en se diffusant dans la cuve pour atteindre une pression généralement comprise entre 2 et 12 atmosphères. Du fait du volume important, il n'y a pas abaissement brutal de température à la sortie du diffuseur dû à la détente, comme ce serait le cas à la sortie du détendeur d'un réservoir classique. La cuve 40 de par sa grande capacité, évite donc un givrage qui ne manquerait pas de se produire à la sortie du réservoir en cas d'utilisation importante du dioxyde de carbone et en l'absence de cuve tampon. Lorsqu'un départ d'incendie est détecté dans une armoire, un signal de commande est transmis vers une des électrovannes 50 sur la ligne 22 comme on l'a mentionné précédemment. Si par exemple l'armoire où s'est déclaré l'incendie correspond à l'électrovanne 52, cette dernière est ouverte de façon à ce que le dioxyde de carbone sous pression moyenne provenant de la cuve 40 provienne à l'armoire par le conduit 54, la vanne 52 et le conduit 24. 9 électrovannes ont été représentées sur la figure 2, c'est à dire que la cuve 40 peut servir à alimenter 9 armoires de contrôle en dioxyde de carbone. Ce nombre dépend bien entendu de la capacité de la cuve 40. Mais il est clair que l'existence d'une cuve tampon où la dioxyde de carbone est déjà à la température ambiante, permettra de répondre rapidement à plusieurs débuts d'incendie simultanés sans le risque de blocage des dispositifs de sortie du réservoir par givrage qui ne manquerait pas de se produire si on sollicitait directement le réservoir. Il existe toutefois un problème lorsqu'il est nécessaire de diffuser beaucoup de dioxyde de carbone parce que plusieurs débuts d'incendie se sont déclarés simultanément. Dans ce cas, beaucoup de dioxyde de carbone étant diffusé dans la cuve et donc une absorption de chaleur importante lors du passage de la phase liquide à la phase gazeuse, la température risque de diminuer sensiblement. Par contre, l'arrivée importante de dioxyde de carbone maintient la pression dans les limites voulues. Mais lorsqu'ensuite le générateur est au repos sans apport nouveau de dioxyde de carbone, la température à l'intérieur de la cuve remonte pour atteindre la température ambiante. Par conséquent, la pression à l'intérieur augmente au fur et à mesure que la température du gaz remonte. Ce problème est résolu en équipant la cuve d'une soupape 56 tarée à une valeur prédéterminée. Ainsi, la soupape 56 peut être tarée à 12 atmosphères de sorte qu'elle s'ouvre et laisse s'échapper du dioxyde de carbone dès que la pression atteint cette valeur limite, ce qui maintient ainsi la pression au dessous de la valeur limite. Le régulateur 46 de la figure 2 est de préférence un régulateur du type de celui illustré sur la figure 3. L'entrée de commande 60 reçoit le dioxyde de carbone gazeux sous pression moyenne de la cuve, alors que l'entrée haute pression 62 reçoit le dioxyde de carbone liquide sous haute pression provenant du réservoir. La pression exercée à l'entrée 60 repousse un élément plat 64 coulissant à l'intérieur d'une cavité 65 au moyen d'un joint d'étanchéité 68. L'élément plat 64 est solidaire d'un élément de fermeture de forme semi-sphérique 70 coulissant également dans le prolongement 72 de la cavité 66 par un joint d'étanchéité 74. Le seuil de pression, par exemple 6 atmosphères, au dessous duquel le régulateur s'ouvre est tel que si S1 est la surface de l'élément plat 64 et S2 la surface de la section de l'élément semi-sphérique 70, et en supposant que la pression du dioxyde de carbone liquide provenant du réservoir soit de 60 atmosphères, on a la relation 60 . S2 = 6 . S1 Ceci signifie que lorsque la pression à l'intérieur de la cuve est inférieure au seuil prédéterminé de 6 atmosphères, la force exercée par le dioxyde de carbone liquide repousse l'ensemble constitué par les éléments mobiles 64 et 70 vers la droite (position illustrée sur la figure 3) et le régulateur est en position ouverte permettant au dioxyde de carbone de passer de l'entrée 62 à la sortie 76 et de là vers la cuve de détente.Par contre, lorsque la pression à l'intérieur de la cuve devient supérieure à 6 atmosphères, l'élément semi-sphérique 70 repoussé vers la gauche du fait que la force exercée sur l'élément plat 64 devient prépondérante, ferme la communication entre l'entrée 62 et la sortie 76 empêchant le dioxyde de carbone liquide d'être injecté dans la cuve. Enfin, en cas d'équilibre, un ressort de rappel 78 repousse l'élément plat 64 vers la droite et donc en position d'ouverture. Le générateur de gaz comprimé qui vient d'être décrit utilise du dioxyde de carbone comme produit d'extinction. Cependant, ce produit pourrait être remplacé par d'autres produits susceptibles d'éteindre un incendie par remplacement de l'oxygène. Ainsi on pourrait utiliser de l'azote sous forme liquide ou du monoxyde de carbone CO liquide, ou tout autre gaz neutre stocké en phase liquide dans un réservoir. On doit noter que des modifications peuvent être apportées au générateur de gaz comprimé selon l'invention sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le réservoir de dioxyde de carbone liquide peut être remplacé par une cuve réfrigérée à 20-C et dans laquelle le dioxyde de carbone est sous pression de 20 atmosphères. Bien que le générateur de gaz comprimé de l'invention soit utilisé de préférence pour l'extinction d'incendie dans des enceintes "stratégiques" telles que des armoires de contrôle, il est évident qu'il pourrait trouver application dans bien d'autres domaines d'activité. En particulier, il pourrait être utilisé à la place d'un compresseur dans les travaux du bâtiment ou dans les travaux de nettoyage. REVENDICATIONS 1. Générateur de gaz comprimé du type comportant un réservoir (28) de produit d'extinction en phase liquide sous haute pression et au moins une vanne de sortie (52) fournissant ledit produit en phase gazeuse sous une pression moyenne supérieure à la pression atmosphérique, caractérisé en ce qu'il comprend une cuve tampon (40) comportant une entrée (30) dudit produit d'extinction en phase liquide sous haute pression à partir dudit réservoir, ledit produit d'extinction subissant une détente le faisant passer de la phase liquide à la phase gazeuse, et une sortie (54) fournissant ledit produit d'extinction en phase gazeuse sous une pression moyenne supérieure à la pression atmosphérique à ladite vanne de sortie. 2. Générateur de gaz comprimé selon la revendication 1 comprenant en outre un régulateur (46) muni d'une entrée (62) reliée à la sortie (30) dudit réservoir (28) de produit d'extinction et une sortie (76) reliée à l'entrée (42) de ladite cuve (40) destinée à recevoir le produit en phase liquide sous haute pression, ledit régulateur comportant en outre une entrée de régulation (60) reliée à ladite cuve pour ouvrir ou fermer l'entrée de ladite cuve selon que la valeur de la pression régnant à l'intérieur de ladite cuve est inférieure ou supérieure à un seuil prédéterminé. 3. Générateur de gaz comprimé selon la revendication 2, dans lequel ledit seuil prédéterminé correspond à une valeur de 6 atmosphères. 4. Générateur de gaz comprimé selon la revendication 1, 2 ou 3, dans lequel ladite entrée (42) de la cuve (40) est un conduit dont l'extrémité est un diffuseur placé sensiblement au dessous du point de pénétration dudit conduit dans ladite cuve de façon à provoquer une détente à la sortie dudit diffuseur ne provoquant pas d'abaissement brutal de la température. 5. Générateur de gaz comprimé selon l'une des revendications 1 à 4, comprenant en outre une soupape (56) tarée à une valeur de pression prédéterminée, de manière à s'ouvrir pour laisser s'évacuer du dioxyde de carbone de ladite cuve (40) lorsque la pression à l'intérieur de celle-ci dépasse ladite valeur de pression prédéterminée. 6. Générateur de gaz comprimé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit produit d'extinction est du dioxyde de carbone. 7. Générateur de gaz comprimé selon l'une des revendications précédentes dans lequel ladite pression moyenne supérieure à la pression atmosphérique est comprise entre 2 et 12 atmosphères. 8. Dispositif d'extinction d'incendie dans une armoire de contrôle d'un atelier ou d'une unité de production d'usine contenant des circuits sensibles, utilisant un produit d'extinction en phase gazeuse sous une pression moyenne supérieure à la pression atmosphérique fournie par ladite vanne de sortie (52) d'un générateur de gaz comprimé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 9. Dispositif d'extinction d ' incendie selon la revendication 8, utilisé pour fournir ledit produit d'extinction à une pluralité d'armoires de contrôle d'un atelier ou d'une unité de production d'usine au moyen d'une pluralité correspondante d'électrovannes (50).