Brevet FR2800289A1 — publié le 20010504

La présente invention concerne une alimentation desti- née à transmettre un liquide à base d'eau à un système, l'alimentation comprenant un récipient de liquide à base d'eau et une unité de pompage qui comprend une pompe et une unité d'entraînement de pompe et qui est destinée à transmettre le liquide à base d'eau du récipient au système par l'intermédiaire d'un système de conduites rempli d'un liquide. Dans le présent mémoire, l'expression "liquide à base d'eau" désigne de l'eau pure ou de l'eau contenant diffé- rents adjuvants, suivant l'application prévue pour le liquide. Une telle alimentation est utilisée couramment, surtout dans divers systèmes, par exemple d'habitation, pour la transmission d'eau d'une source d'eau douce, telle qu'un puits, au système des conduites de l'habitation. Une autre application d'une alimentation de ce type est une instal- lation de lutte contre l'incendie. L'invention concerne aussi une installation de lutte contre l'incendie et, notamment, une installation de lutte contre l'incendie qui comporte une tête de pulvérisation et une alimentation destinée à transmettre un liquide à base d'eau à une unité qui doit être protégée contre l'incendie, l'alimentation comprenant un récipient d'un liquide à base d'eau et une unité de pompage qui comprend une pompe et une unité d'entraînement de la pompe et qui est destinée à transmettre le liquide à base d'eau du récipient à l'unité par l'intermédiaire d'un système de conduites rempli d'un liquide. Certains milieux dans lesquels de l'eau ou un liquide à base d'eau doit être transmis présentent un risque de congélation. Ce problème est courant dans diverses situa- tions dans les pays dans lesquels la température tombe au- dessous de la température de solidification de l'eau. Certaines applications sont liées à un système sans recir- culation, c'est-à-dire un système dans lequel la quantité de liquide diminue en fonction de son utilisation dans un but spécifique. Un exemple de ce dernier cas est une installation de lutte contre l'incendie qui utilise un liquide à base d'eau comme matière d'extinction. Dans ces conditions, il est particulièrement important que la matière d'extinction ne se solidifie pas car, dans ce cas, l'installation ne pourrait pas fonctionner. Dans quelques applications, le problème de la congé- lation est résolu par mélange à l'eau d'une substance qui l'empêche de se solidifier. Cependant, les substances qui empêchent cette solidification ou antigel, sont coûteuses; en fait, elles sont bien plus coûteuses que l'eau ou le liquide à base d'eau. Plus le système et le volume de liquide sont importants, plus l'addition d'un antigel est coûteuse. En conséquence, l'utilisation d'antigel dans les alimentations ayant de grands récipients pose un problème de coût élevé. Un exemple d'application dans laquelle les problèmes précités se posent est une installation de lutte contre l'incendie ayant une dimension permettant la lutte contre les incendies importants et dont la consommation de fluide d'extinction est élevée. En outre, lorsque l'antigel est mélangé à l'eau ou à un liquide à base d'eau dans une installation de lutte contre l'incendie qui met en oeuvre un liquide à base d'eau, la matière résultante d'extinction a de moins bonnes propriétés d'extinction qu'un liquide auquel un antigel n'a pas été mélangé. L'utilisation d'antigel pose donc un problème supplémentaire de mauvais fonctionnement. Pour que le coût ne soit pas élevé, on n'introduit pas parfois de substances qui empêchent cette solidification dans le liquide à base d'eau, mais cette manière de procéder peut présenter des inconvénients importants dans les instal- lations de lutte contre l'incendie par exemple. Le liquide à base d'eau peut aussi être remplacé par un fluide qui est nuisible à l'environnement. En outre, dans certains cas, la quantité d'eau peut être réduite mais, dans les instal- lations de lutte contre l'incendie par exemple, cette disposition présente un risque. L'invention a pour objet la mise à disposition d'une alimentation destinée à transmettre un liquide à base d'eau qui permet la transmission d'une liquide à base d'eau au système sans risque de solidification et par utilisation d'une petite quantité seulement de substances coûteuses qui empêchent la solidification de l'eau. A cet effet, l'alimentation se caractérise en ce que le système des conduites est rempli d'antigel, et l'ali- mentation comprend un récipient supplémentaire rempli d'antigel et une unité supplémentaire de pompage ayant une pompe et une unité d'entraînement de la pompe, l'unité supplémentaire de pompage étant destinée à maintenir une pression d'attente dans le système des conduites par l'intermédiaire d'une canalisation et à transmettre à cet effet l'antigel du récipient supplémentaire au système de conduites lorsque la pression dans la canalisation tombe au- dessous de la pression d'attente, si bien que l'unité de pompage destinée à pomper le liquide à base d'eau est destinée à transmettre le liquide à base d'eau qui a ten- dance à se solidifier vers le système de conduites et à partir de celui-ci, en phase liquide. Comme l'antigel n'est nécessaire que dans les parties du système qui peuvent être exposées au gel, le volume du récipient supplémentaire peut être inférieur d'un facteur élevé à celui du récipient dans lequel est utilisé le liquide à base d'eau. Naturellement, il faut que le réci- pient rempli du liquide à base d'eau se trouve à un empla- cement auquel ce liquide à base d'eau ne peut pas geler. D'autres modes de réalisation avantageux d'alimentation sont l'objet des sous-revendications. L'avantage essentiel de l'alimentation est qu'elle permet de réduire au minimum l'utilisation de substances coûteuses destinées à empêcher la solidification de l'eau, d'une manière particulièrement importante lorsque le réci- pient est grand, c'est-à-dire dans un système qui utilise de grandes quantités de liquide qui ne doivent pas geler. L'installation de lutte contre l'incendie selon l'invention se caractérise en ce que le système de conduites est rempli d'antigel, et l'alimentation comprend un réci- pient supplémentaire rempli d'antigel, et une unité supplémentaire de pompage ayant une pompe et une unité d'entraînement de la pompe, l'unité supplémentaire de pom- page étant destinée à maintenir une pression d'attente dans le système de conduites par l'intermédiaire d'une canali- sation et à transmettre à cet effet un antigel du récipient supplémentaire au système de conduites lorsque la pression dans la canalisation tombe au-dessous de la pression d'attente, si bien que l'unité de pompage du liquide à base d'eau est destinée à transmettre le liquide à base d'eau qui a tendance à se solidifier vers le système de conduites et à partit de celui-ci en phase liquide. La caractéristique essentielle de l'invention est qu'un liquide qui risque de se solidifier est remplacé par un liquide contenant un antigel uniquement lorsque ce rempla- cement est nécessaire, c'est-à-dire hors des conditions dans lesquelles il s'écoule un certain temps avant que le liquide présentant un risque de solidification ne se solidifie et dans lesquelles le liquide présentant le risque de solidification peut être utilisé pendant une courte période, c'est-à-dire telle que le liquide présentant ce risque n'a pas le temps de se solidifier. L'installation de lutte contre l'incendie convient particulièrement bien aux trains de chemin de fer. Cette application permet une réduction considérable des coûts du fluide d'extinction. Des modes de réalisation préférés d'installation de lutte contre l'incendie sont aussi l'objet de sous- revendications. L'avantage essentiel de l'installation de lutte contre l'incendie selon l'invention est que le coût du fluide d'extinction peut rester faible, surtout lorsque la quantité de fluide d'extinction doit être grande. Simultanément, le fluide d'extinction a de bonnes propriétés d'extinction et ne peut pas se solidifier en pratique. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation, faite en référence au dessin annexé dont la figure unique représente une installation de lutte contre l'incendie d'un wagon de chemin de fer, avec l'alimentation de l'installation de lutte contre l'incendie. La figure représente un systeme qui comprend trois wagons de chemin de fer d'un train. Un premier wagon 3 de chemin de fer comprend une alimentation ayant des unités de pompage 6, 10. Ce dernier wagon 3 peut être appelé "wagon de pompage". Le train comporte une installation de lutte contre l'incendie qui comprend l'alimentation précitée et plusieurs têtes 15 de pulvérisation. L'alimentation est destinée à transmettre le fluide d'extinction sous forme d'un liquide à base d'eau aux têtes 15 de pulvérisation par l'inter- médiaire d'un système 4 de conduites. Les wagons de chemin de fer 1, 2 ont des détecteurs 19 et des soupapes de sec- tionnement 20 grâce auxquelles des groupes voulus de têtes de pulvérisation peuvent être libérés en cas d'incendie. Dans une variante, toutes les têtes de pulvérisation 15 d'un wagon de chemin de fer peuvent être réalisées afin qu'elles soient libérées lorsqu'un incendie est détecté dans le wagon concerne. Les têtes 15 de pulvérisation peuvent aussi être réalisées afin qu'elles soient libérées séparément et, dans ce cas, elles comportent habituellement des dispositifs de libération commandés par la chaleur et sont libérées lorsque le dispositif associé de libération explose ou fond sous l'action de la chaleur. L'alimentation comporte un grand récipient 5 rempli d'un liquide à base d'eau. Comme le récipient 5 se trouve dans le wagon de pompage utilisé comme espace isolé thermi- quement contre le milieu, le liquide ne risque pas de se solidifier, d'une manière qui serait possible dans le cas d'une installation de lutte contre l'incendie. Le récipient a un grand volume, par exemple de 20 à 30 m3. Une unité 6 de pompage est destinée à transmettre le liquide à base d'eau du récipient 5 au système 4 de conduites par un conduit, l'unité comprenant une pompe 7 à haute pression qui peut créer une pression, par exemple comprise entre 50 et bar, et un moteur diesel 8 qui transmet par exemple une puissance de 200 kW, comme source motrice de la pompe. L'alimentation comporte en outre un récipient supplémentaire 9 qui est rempli d'antigel. Une unité 10 de pompage qui comprend une pompe 11 et un moteur électrique 12 comme source motrice de la pompe est destinée à transmettre l'antigel du récipient 9 au système 4 de conduites par une canalisation 13. Un manomètre 14 et un accumulateur 16 sont raccordés à la canalisation 13. Une soupape 17 est fixée à la canalisation 13. Lors- qu'elle est fermée, la soupape empêche le retour du liquide vers le récipient 9. On décrit dans la suite le fonctionnement du système représenté sur la figure. Dans cet exemple, le système 4 de conduites est rempli d'antigel. Le système 4 peut donc être mis dans un milieu dans lequel la température tombe au-dessous du point de solidification de l'eau sans que le liquide ne gèle dans le conduit. Dans le système 4, il existe une pression d'attente comprise par exemple entre 10 et 30 bar avant que les têtes de pulvérisation ne commencent à fonctionner. Comme le système 4 de conduites se poursuit habituellement d'un wagon vers plusieurs autres wagons, des raccords 18 sont placés entre les wagons et peuvent être bloqués et débloqués lorsque les wagons de chemin de fer sont accrochés au train et séparés de celui-ci. En pratique, la pression varie dans le système 4 de conduites bien qu'aucune tête 15 de pulvérisation ne soit libere. Pour qu'il soit certain que le système 4 soit toujours rempli de liquide et pour que les changements de pression soient régularisés, l'unité de pompage 10 est destinée à maintenir la pression précitée d'attente dans le système de conduites. Le manomètre 14 règle la pression d'attente afin que le moteur 12 commence à fonctionner lorsque la pression tombe au-dessous d'une certaine valeur, par exemple 20 bar. Si la pression dépasse une certaine valeur plus élevée, par exemple 30 bar, parce que l'unité de pompage a élevé la pression, le manomètre provoque l'arrêt du moteur 12. Ainsi, le moteur 12 n'est pas mis en fonc- tionnement et arrêté après de courts intervalles de temps, et l'accumulateur 16 est destiné à transmettre l'antigel à la canalisation 13 et au système de conduites 4. L'accu- mulateur 16 joue ainsi le rôle d'un volume tampon. Si la tête de pulvérisation 15 de l'installation de lutte contre l'incendie commence à pulvériser un liquide parce qu'un détecteur 19 a réagi à la présence d'un incendie et a donné un signal d'ouverture d'une soupape de section- nement 20, la pression dans le système 4 diminue. Lorsque la pression est tombée au-dessous de 5 bar par exemple, le manomètre 14 réagit à la chute de pression et donne un signal au moteur diesel 8 afin que celui-ci commence à fonctionner et, dans ce cas, la pompe 7 commence à pomper le liquide à base d'eau dans le système 4 à une pression élevée. La pression est de préférence comprise entre 50 et 200 bar par exemple. Comme la température du liquide à base d'eau est relativement élevée et comme le liquide est transporté dans le système des conduites avec un débit relativement élevé, la température du liquide n'a pas le temps de diminuer au point que le liquide puisse se soli- difier. Le liquide s'écoule donc par les têtes 15 de pulvé- risation. Le manomètre commande ainsi les alimentations des deux unités de pompage, c'est-à-dire le moteur électrique 12 et le moteur diesel 8. A la place d'un manomètre 14, il est possible d'utiliser plusieurs interrupteurs de pression qui donnent des signaux aux unités de pompage lorsque la pression tombe au-dessous d'un certain niveau ou le dépasse. Comme l'antigel n'est nécessaire que pour compenser les fuites possibles dans le système 4 avant que l'installation de lutte contre l'incendie ne commence à pulvériser le fluide d'extinction, le volume du récipient 9 peut être inférieur d'un facteur élevé au volume du grand récipient 5. Le volume du récipient 9 peut être par exemple de 100 1. La référence 21 désigne une soupape d'arrêt qui empêche la transmission d'antigel par l'unité 10 de pompage au système 4 de conduites à une pression trop élevée qui pour- rait être créée si le manomètre 14 ne fonctionnait pas convenablement et qui pourrait détériorer un élément de l'alimentation. Si une pression dépassant 30 bar est créée, elle est renvoyée au récipient 9 par un conduit 24. La soupape d'arrêt 21 joue le rôle d'une soupape de sécurité. La référence 22 désigne une soupape d'arrêt qui empêche la transmission du liquide à base d'eau de l'unité de pompage 6 au système 4 de conduites à une pression élevée, par exemple supérieure à 200 bar, en cas de fonctionnement erroné du manomètre 14. Une telle pression est renvoyée au récipient 5 par un conduit 23. La soupape d'arrêt 22 a le même fonctionnement que la soupape d'arrêt 21 et on peut aussi l'appeler "soupape de sécurité". On a décrit l'invention dans la description qui précède uniquement à titre d'exemple. Ses détails peuvent varier de diverses manières dans le cadre des revendications annexées. Ainsi, la structure des unités de pompage peut varier par exemple. Le moteur 8 peut être un moteur électrique et le moteur 12 un moteur diesel. Les récipients 5, 9 peuvent différer de la description précédente, mais la caracté- ristique fondamentale ne change pas, c'est-à-dire que le récipient 5 est beaucoup plus grand que le récipient 9 et est très grand en valeur absolue, c'est-à-dire qu'il corres- pond à des mètres cubes. Le système peut être utilisé ail- leurs que sur un wagon de chemin de fer et il n'est pas nécessaire qu'il comprenne une installation de lutte contre l'incendie, bien que l'invention convienne particulièrement bien aux installations de lutte contre l'incendie. L'antigel qui, dans cet exemple, se trouve dans le système des conduites, est de préférence, mais non obligatoirement, le même que celui qui est utilisé dans le récipient supplé- mentaire 9. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux alimentations et instal- lations qui viennent d'être décrites uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Alimentation destinée à transmettre un liquide à base d'eau à un système, l'alimentation comprenant un réci- pient (5) destiné au liquide à base d'eau et une unité de pompage (6) qui comporte une pompe (7) et une unité d'entraînement (8) destinée à la pompe, l'unité de pompage étant destinée à transmettre le liquide à base d'eau du récipient au système par l'intermédiaire d'un système de conduites (4) qui est rempli d'un liquide, caractérisée en ce que le système de conduites (4) est rempli d'antigel et l'alimentation comprend un récipient supplémentaire (9) qui est rempli d'antigel et une unité supplémentaire de pompage (10) ayant une pompe (11) et une unité d'entrainement (12) de la pompe, l'unité supplémentaire de pompage étant desti- née à maintenir une pression d'attente dans le système de conduites par l'intermédiaire d'une canalisation (13) et à transmettre à cet effet de l'antigel du récipient supplé- mentaire au système de conduites (4) lorsque la pression dans la canalisation tombe au-dessous de la pression d'attente, si bien que l'unité de pompage (6) destinée à pomper le liquide à base d'eau est destinée à transmettre le liquide à base d'eau qui a tendance à se solidifier vers le système de conduites et à partir de celui-ci en phase liquide lorsque la pression dans le système de conduites tombe au-dessous d'un certain niveau. 2. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le volume du récipient supplémentaire (9) est plus petit d'un facteur élevé que le volume du récipient (5) dont le volume est important. 3. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement est un moteur élec- trique (12). 4. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un accumulateur (16) est raccordé à la canalisation (13) et est destiné à compenser les différences de pressions dans la canalisation par transmission d'antigel au système de conduites (4). 5. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe de l'unité de pompage (6) est une pompe à haute pression (7). 6. Alimentation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'unité de pompage (6) est destinée à appliquer une pression de 50 à 200 bar au système de conduites (4). 7. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'unité d'entraînement est un moteur diesel (8). 8. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le système de conduites possède un manomètre (14) destiné à commuter l'unité de pompage (6) afin qu'elle fonctionne lorsque la pression dans le système de conduites (4) est inférieure à un certain niveau. 9. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pompe (11) de l'unité supplémentaire de pompage est destinée à maintenir une pression d'attente comprise entre 10 et 30 bar dans le système de conduites (4). 10. Alimentation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récipient (5) rempli du liquide à base d'eau est un espace thermiquement isolé. 11. Installation de lutte contre l'incendie qui comprend une tête de pulvérisation (15) et une alimentation destinée à transmettre un liquide à base d'eau à une unité destinée à être protégée contre l'incendie, l'alimentation comprenant un récipient (5) d'un liquide à base d'eau et une unité de pompage (6) qui comporte une pompe et une unité d'entraînement (8) de la pompe, l'unité de pompage étant destinée à transmettre le liquide à base d'eau du récipient à l'unité par l'intermédiaire d'un système de conduites (4) rempli d'un liquide, caractérisée en ce que le système de conduites (4) est rempli d'antigel, et l'alimentation comprend un récipient supplémentaire (9) rempli d'antigel et une unité supplémentaire de pompage (10) possédant une pompe (11) et une unité d'entraînement (12) de la pompe, l'unité supplémentaire de pompage étant destinée à maintenir une pression d'attente dans le système de conduites par l'intermédiaire d'une canalisation (13) et à transmettre à cet effet de l'antigel du récipient supplémentaire au système de conduites (4) lorsque la pression dans la cana- lisation (13) tombe au-dessous de la pression d'attente, si bien que l'unité de pompage (6) destinée à pomper le liquide à base d'eau est destinée à transmettre le liquide à base d'eau qui a tendance à se solidifier vers le système de conduites et à partir de celui-ci en phase liquide lorsque la pression dans le système de conduites tombe au-dessous d'un certain niveau. 12. Installation selon la revendication 11, caracté- risée en ce que l'unité est un train de chemin de fer, et le récipient (5) est placé dans un wagon de chemin de fer (3) qui constitue un espace isolé thermiquement. 13. Installation selon la revendication 12, caracté- risée en ce que l'ensemble de l'alimentation est placé dans le wagon de chemin de fer (3). 14. Installation selon la revendication 11, caracté- risée en ce que le volume du récipient supplémentaire (9) est inférieur d'un facteur élevé au volume du récipient (5) qui a un volume important.