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" PERFECTIONNEMENT AUX INSTALLATIONS POUR LA PREVENTION
ET LA LUTTE CONTRE L'INCENDIE, AU MOYEN DE GAZ INERTES "
La présente invention est relative aux installations pour la prévention et la lutte contre l'incendie, au moyen de gaz inertes.
Les perfectionnements qui en font l'objet concernent plus particulièrement les installations pour la protection contre l'incendie des liquides inflammables au moyen de gaz inertes constitués par les gaz d'échappement des moteurs thermiques à explosion ou à combustion.
L'invention est toutefois d'une application plus géné rale. Elle se caractérise principalement en ce que la source
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de gaz inertes est constituée par un moteur thermique à ex- plosion ou à combustion dont la. puissance est en principe totalement utilisée pour comprimer les gaz d'échappement au voisinage de la. pression maximum qu'il est possible d'attein- dre, afin de permettre le stockage on la mise en réserve des dits gaz dans des accumulateurs de capacité réduite.
Le Demandeur a déterminé par le calcul et confirmé par l'expérience qu'il était possible de comprimer les gaz d'é chappement d'un moteur à explosion, à essence par exemple, à une pression qui varie de 32 à 38 kgs par cm2 suivant que la compression est plus ou moins adiabatique.
L'invention définie ci-dessus par sa caractéristique principale donne lieu à des avantages ou résultats industriels importants. Elle permet notamment, pour la, protection des réservoirs d'hydrocarbures liquides, de supprimer les gazo- mètres encombrants et de les remplacer par des accumulateurs de capacité très réduite constitués par exemple par des bat- teries de tuyaux qu'on trouve couramment, et à peu de frais, sur le marché. On peut ainsi, grâce aux gains d'encombrement réalisés sur les installations connues, établir économiquement des installations souterraines à. l'épreuve des bombardements.
On peut encore, pour la lutte contre l'incendie dams les cales des navires, disposer à bord de ceux-ci des accumula- teurs toujours chargés en gaz inertes sous presson de 38 kgs environ et maintenus en charge par un moteur qui comprime ses propres gaz d'échppement le prix de revient de ces gaz inertes est très bas et considérablement moindre que l'azote ou l'anhydride carbonique en bouteilles ou obus dont on dispose actuellement. Enfin, dans le cas d'alternateurs de grande puissance qui fonctionnent dans une enceinte fermée remplie de gaz inertes, il suffit de relier la dite enceinte à des accumulateurs maintenus en charge par le monteur d'ali- mentation en gaz inertes.
Un détendeur placé sur la conduite
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de liaison entre les accumulateurs et l'enceinte permet d'alimenter cette dernière lorsque la pression des gaz inertes y tombe au-dessous d'une valeur déterminée.
Pour que le moteur fonctionne toujours à pleine puis- sance, il suffit qu'il refoule ses gaz d'échappement (préa- lablement lavés et refroidis) vers un clapet taré à 35 Kgs.
Ce clapet débite de préférence dans un accumulateur. Il pour- rait d'ailleurs débiter aussi directement dans un réservoir d'essence ou dans un gazomètre.
Il en résulte non seulement que l'hydrocarbure est-bien brûlé et produit par conséquent un gaz absolument inerte, mais en outre que, pendant la plus grande partie de la charge de l'accumulateur, il se produit une véritable détente à la sortie du clapet tant que la, pression à l'accumulateur est inférieure à 35 kgs Cette détente, génératrice de refroidis- sement permet par conséquent 'de sécher convenablement le gaz inerte refoulé qui passe à cet effet dans un séparateur d'eau avant de pénétrer dans l'accumulateur.
A titre d'objet de détail constitutif de l'objet prin- cipal, l'invention consiste en ce que les accumulateurs dé- bitent dans les canalisations de gaz aboutissant aux dpmes des réservoirs d'hydrocarbures à protéger par l'intermédiaire d'un détendeur réglé pour fonctionner dans l'intervalle des pressions définies par les soupapes des réservoirs. Il est clair que, dans ces conditions, l'accumulateur alimente les réservoirs à leur demande et, sauf qu'il ne peut pas, comme le ferait un gazomètre,,absorber plus ou moins complètement la dilatation éventuelle résultant d'un échauffement ou d'un remplissage des réservoirs, il joue le même rôle d'alimenta- tion que le dit gazomètre qui dans une installation souter- raine atteindrait un prix prohibitif.
L'invention s'étend encore à d'autres dispositifs des- tinés à restreindre la dépense d'exploitatin ou à augmenter la sécurité, ou à faciliter le fonctionnement.
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Un dépôt d'hydrocarburespeut comporter en effet des transferts de liquide d'un réservoir à l'autre, et par exemple le transfert d'un réservoir relais qui reçoit par gravite le ravitaillement d'essence venant par camion ou wagonnciterne pour l'envoyer. ensuite à dos réservoirs de stockage placés à des distances ou à des niveaux quelconques. La consommation de gaz inerte pendant ces tra,nsferts est nulle puisque le vo- lume liquide du stock ne varie pas. En outre, il suffit le plus souvent d'une faible quantité d'énergie par m3 d'essence pour opérer tous les mouvements, et cette énergie peut même être très variable suivant que le réservoir sur lequel on opère est plus ou moins plein.
Par conséquent, si on utilisait, pour les transferts et même les mouvements habituels, le moteur générateur de gaz inerte, cela équivaudrait à opérer sous pression de 35 kgs donc à effectuer une dépense d'énergie abu sive et à fabriquer inutilement du gaz inorte.
Pour éviter cela, l'invention concerne aussi le point suivant :
La manutention courante des liquides estassurée par un compresseur auxiliaire à faible compression (généralement bien moins de un Kg par cm2tournant à vitesseconstante, aspi rant le gaz inerte dans les réservoirs n'ayant pas de mouvement de liquide ou devant recevoir du liquide pour le refouler dans celui dont on veut expulser l'essence. Un jeu très simple de robinets permet de mettre en communication tous les dômes des réservoirs, soit avec le refoulement de ce compresseur auxi liaire, soit avec son aspiration suivant le cas.
L'accumula- teur de gaz inerte est en communication par un manodétendeur avec la collecteur d'aspiration et fournit automatiquement le gaz supplémentaire si la. provision comprimée dans les dômes des réservoirs ne suffit pas, ce qui entraîne alors une chute de pression dans ce collecteur.
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Un interrupteur manométrique est en outre prévu pour stopper automatiquement le compresseur auxiliaire si la pres- sion à l'aspiration descend au voisinage darage des soupapes de dépression des réservoirs, ce qui pourrait se produire si l'accumulateur de gaz inerte était déchargé par inadvertance, et provoquerait une rentrée d'air compromettant l'efficacité du gaz inerte.
Un autre interrupteur manométrique placé au refoulement du compresseur auxiliaire stoppe celui-ci lorsque la pression au refoulement atteint une valeur à peu près égale à celle qui ferait soulever les soupapes de pression placées sur les dômes des réservoirs et provoquerait par conséquent des pertes de gaz inerte.
Les mouvements de liquide se font donc avec commodité en mettant simplement en routele compresseur auxiliaire après avoir mis robinets de gaz ou d'essence dans la position con- venable. Les arrêts se font au moment opportun sans surveillance spéciale.
Pour éviter les conséquences d'une rupture accidentelle des conduites d'essence pendant les manipulations et arrêter automatiquement son écoulement, l'invention s'étend encore aux moyens suivants qui constituent un objet de détail de l'objet principal :
Un robinet à clapet équilibré, d'un type quelconque est placé au départ du tuyau d'essence sur le réservoir. Il s'ouvre sous une pression de gaz de 5 kgs par exemple, ce qui est un cas tout à fait courant. Le tuyau de gaz va non seulement au robinet mais suit le trajet du tuyau d'essence et au contact de celui-ci. Il a donc toutes les chances d'être rompu en même temps que le tuyau d'essence; la pression sur la membrane d'un robinet tombant alors brusquement à la pression atmosphé- rique provoque la fermeture du robinet.
Ce tuyau dit "de sé curité" peut d'ailleurs être pourvu de pastilles fusibles dont la destruction le met en communication avec l'atmosphère en
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cas, non plus de rupture, ma.is d'incendie. Il est à remarquer que son diamètre peut être trèsfaible puisqu'il n'a rien à débiter quand le robinet est ouvert et que, en cas de rupture, l'écoulement du gaz est très rapide si on a soin de le prendre dans un accumulateur à. 5 legs par exemple de faible capacité.
Cette capacité peut être faible, en effet, puisque la. manoeuvre du robinet consomme une quantité infime de gaz.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple seulement, un dépôt d'essence dans une falaise, et auquel sont appliqués les caractéristiques de l'invention.
La Figure 1 est une coupe verticale à travers le dépôt.
La Figure 2 est une coupe horizontale dans ce dépôt.
1 représente un réservoir de stockage.
2 représente un réservoir relais.
L'essence sort de 1 par le robinet 3 et le tuyau 13 pour aboutir à la bouche de distribution 4.
5 est le tuyau de sécurité du tuyautage d'essence de 1, il reçoit du gaz sous pression par un branchement qui pénètre dans le poste de manoeuvre 6 où il aboutit à un petit accu- mulateur non figuré.
7 est le robinet à clapet équilibré du réservoir 2.
8 et 9 sont des tuyaux de sécurité qui accompagnent les deux tuyaux d'essence 10 et 11 Il existe en effet deux tuyaux d'essence aboutissant au poste 6 où se fait la jonction par des robinets (non représentés) de 11 avec 10 et la. bouche de réception 12 ou/dans d'autres cas/ de 11 avec 13 lorsqu'on veut transférer l'essence de 2 en 1.
La source de gaz inerte comporte le ou les cylindres d'un moteur à explosion 14 dont le gaz d'échappement traverse le laveur 16 avant d'entrer au compresseur 15 et d'être refoulé à l'accumulateur 17.
Le compresseur auxiliaire comporte le moteur électrique ou thermique 18 et le cylindre de compression 19.
20 est le tableau de centralisation où, sont groupées les
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manoeuvres de robinets d'essence et de gaz inerte.
21 est le tuyau de gaz inerte du réservoir 1.
22 est le tuyau de gaz inerte du réservoir 2.
La figure 3 représente schématiquement la .manoeuvre du gaz inerte au poste de distribution. On y retrouve : le compresseur auxiliaire 18-19 dont l'aspiration est en 23 et le refoulement en 24, la fabrique de gaz inerte (14-15-16) dont
25 est le clapet différentiel taré à 35 Kgs et
26 est le séparateur d'eau,
27 le manodétendeur alimentant le collecteur d'aspira- tion 28,
17 est l'accumulateur de gaz inerte,
29 est le collecteur de refoulement,
30 et 31 sont des robinets à trois voies.
Dans la position représentée, le compresseur auxiliaire aspire le gaz inerte par 21 dans 1 et le refoule dans 2 par
22; l'essence se rend de 2 dans 1.
32 est une soupape ordinairement fermée qui permet, lorsqu'elle est ouverte, de refouler directement dans les réservoirs par la fabrique de gaz inerte, C'est une manoeuvre de secours qu'on fait intervenir lorsque le compresseur auxi. liaire est avarié.
La Figure 4 est un schéma du robinet à clapet équilibré;
Le compresseur refoule en 33, et le gaz, après avoir soulevé le clapet 35, se dirige par 34 vers l'accumulateur.
36 est un piston pourvu de garnitures étanches, de même section que 35 et relié à celui-ci par la tige 37.
Il est clair que, dans ces conditions, l'effort pour soulever le clapet est indépendant de la pression en 34.
Un ressort 38 convenablement taré charge le clapet de manière qu'il ne se soulève qu'à partir de 35 Kgs par exemple.
Une pression constante est maintenue dans l'enceinte au-dessus du piston 36 au moyen du petit tuyau 39 qui com-
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munique avec l'atmosphère. On est ainsi à l'abri des varia- tions de tarage qui pourraient résulter à la, longue dos petites fuites le long du piston 36.
REVENDICATIONS
1. Perfectionnements aux installations pour la, prévention et la lutte contre l'incendie au moyen de gaz inertes, carac- térisés en ce que la source de gaz inertes est constituée par un moteur thermique à explosion ou à combustion dont la puissance est en principe totalement utilisée pour comprimer les gaz d'échappement au voisinage de la pression maximum qu'il est possible d'atteindre afin de permettre le stockage ou la mise en réserve des dits ga.z dans des accumulateurs de capacité réduite.
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"IMPROVEMENT IN FACILITIES FOR PREVENTION
AND THE FIGHT AGAINST FIRE, BY MEANS OF INERT GAS "
The present invention relates to installations for the prevention and the fight against fire, by means of inert gases.
The improvements which are the subject of it relate more particularly to installations for the protection against fire of flammable liquids by means of inert gases formed by the exhaust gases of internal combustion or combustion engines.
The invention is, however, of a more general application. It is mainly characterized in that the source
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inert gas is made up of an explosion or combustion thermal engine, the. power is in principle totally used to compress the exhaust gases in the vicinity of the. maximum pressure that it is possible to reach, in order to allow the storage or the reserve of said gases in accumulators of reduced capacity.
The Applicant has determined by calculation and confirmed by experience that it is possible to compress the exhaust gases of an internal combustion engine, gasoline for example, to a pressure which varies from 32 to 38 kgs per cm2 depending on whether the compression is more or less adiabatic.
The invention defined above by its main characteristic gives rise to significant industrial advantages or results. It makes it possible in particular, for the protection of liquid hydrocarbon reservoirs, to eliminate bulky gas meters and to replace them with accumulators of very reduced capacity constituted for example by batteries of pipes which are commonly found, and inexpensively, in the market. It is thus possible, thanks to the space savings achieved on known installations, to economically establish underground installations at. bombardment proof.
It is also possible, for the fight against fire in the holds of ships, to have on board these accumulators always loaded with inert gases under pressure of about 38 kgs and kept under load by an engine which compresses its own. exhaust gas the cost price of these inert gases is very low and considerably less than nitrogen or carbon dioxide in cylinders or shells which are currently available. Finally, in the case of high-power alternators which operate in a closed chamber filled with inert gases, it suffices to connect said chamber to accumulators maintained in charge by the inert gas fitter.
A regulator placed on the pipe
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connection between the accumulators and the enclosure enables the latter to be supplied when the pressure of the inert gases therein falls below a determined value.
For the engine to always operate at full power, it suffices for it to deliver its exhaust gases (washed and cooled beforehand) to a valve calibrated at 35 Kgs.
This valve preferably discharges into an accumulator. It could also deliver directly to a gasoline tank or a gasometer.
It follows not only that the hydrocarbon is well burnt and consequently produces an absolutely inert gas, but also that, during the greater part of the charge of the accumulator, a real expansion takes place at the outlet of the accumulator. valve as long as the pressure in the accumulator is less than 35 kgs This expansion, which generates cooling, therefore makes it possible to properly dry the inert gas discharged which passes for this purpose through a water separator before entering the tank. 'accumulator.
As an object of detail constituting the main object, the invention consists in that the accumulators flow in the gas pipes leading to the dpmes of the hydrocarbon reservoirs to be protected by means of a Regulator set to operate within the range of pressures set by the tank valves. It is clear that, under these conditions, the accumulator supplies the reservoirs on demand and, except that it cannot, as would a gasometer, more or less completely absorb the possible expansion resulting from heating or d 'a filling of the reservoirs, it plays the same role of supply as the said gasometer which in an underground installation would reach a prohibitive price.
The invention also extends to other devices intended to restrict operating expense or increase safety, or facilitate operation.
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A hydrocarbon depot may indeed include transfers of liquid from one tank to another, and for example the transfer of a relay tank which receives by gravity the gasoline refueling coming by truck or tank wagon to send it. then to back storage tanks placed at any distances or at any levels. The consumption of inert gas during these transfers is zero since the liquid volume of the stock does not vary. In addition, a small amount of energy per m3 of gasoline is usually sufficient to operate all the movements, and this energy can even be very variable depending on whether the tank on which one is operating is more or less full.
Consequently, if we used, for transfers and even the usual movements, the inert gas generator engine, this would be equivalent to operating under a pressure of 35 kgs, therefore to an excessive expenditure of energy and to unnecessarily manufacture inortive gas.
To avoid this, the invention also relates to the following point:
Routine handling of liquids is ensured by an auxiliary low-compression compressor (generally much less than one Kg per cm2 rotating at constant speed, sucking the inert gas into tanks which have no liquid movement or which must receive liquid to discharge it into the tank. the one from which the gasoline is to be expelled A very simple set of valves enables all the domes of the tanks to be placed in communication, either with the discharge of this auxiliary compressor, or with its suction, as the case may be.
The inert gas accumulator is in communication by a pressure regulator with the suction manifold and automatically supplies the additional gas if the. Compressed supply in the domes of the tanks is not sufficient, which then leads to a pressure drop in this manifold.
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A pressure switch is also provided to automatically stop the auxiliary compressor if the suction pressure drops near the vacuum valves of the reservoirs, which could occur if the inert gas accumulator were inadvertently discharged, and would cause an air intake compromising the efficiency of the inert gas.
Another pressure switch placed at the outlet of the auxiliary compressor stops the latter when the outlet pressure reaches a value approximately equal to that which would raise the pressure valves placed on the domes of the tanks and would consequently cause losses of inert gas. .
Liquid movements are therefore conveniently carried out by simply turning on the auxiliary compressor after having placed the gas or petrol valves in the correct position. Stops are made at the appropriate time without special supervision.
In order to avoid the consequences of an accidental rupture of the fuel lines during handling and to automatically stop its flow, the invention further extends to the following means which constitute an object of detail of the main object:
A balanced valve of any type is placed at the start of the gasoline pipe on the tank. It opens under a gas pressure of 5 kg for example, which is a very common case. The gas pipe not only goes to the tap but follows the path of the gasoline pipe and in contact with it. It therefore has every chance of being broken at the same time as the fuel hose; the pressure on the diaphragm of a valve then suddenly falling to atmospheric pressure causes the valve to close.
This so-called "safety" pipe can moreover be provided with fusible pellets, the destruction of which puts it in communication with the atmosphere.
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case, no longer of rupture, ma.is of fire. It should be noted that its diameter can be very small since there is nothing to deliver when the valve is open and that, in the event of rupture, the gas flow is very fast if care is taken to take it in an accumulator. at. 5 legs for example of low capacity.
This capacity may be low, in fact, since the. operating the valve consumes a tiny amount of gas.
The appended drawing represents, by way of example only, a petrol depot in a cliff, and to which the characteristics of the invention are applied.
Figure 1 is a vertical section through the deposit.
Figure 2 is a horizontal section in this deposit.
1 represents a storage tank.
2 represents a relay tank.
Gasoline comes out of 1 through tap 3 and pipe 13 to end at dispensing mouth 4.
5 is the safety pipe of the gasoline line of 1, it receives pressurized gas through a connection which enters the maneuvering station 6 where it ends in a small accumulator (not shown).
7 is the tank 2 balanced check valve.
8 and 9 are safety pipes which accompany the two petrol pipes 10 and 11 There are in fact two petrol pipes leading to station 6 where the junction is made by taps (not shown) of 11 with 10 and the . receiving mouth 12 or / in other cases / from 11 with 13 when you want to transfer the essence from 2 to 1.
The source of inert gas comprises the cylinder or cylinders of an internal combustion engine 14, the exhaust gas of which passes through the scrubber 16 before entering the compressor 15 and being delivered to the accumulator 17.
The auxiliary compressor comprises the electric or thermal motor 18 and the compression cylinder 19.
20 is the centralization table where the
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operation of gasoline and inert gas taps.
21 is the inert gas pipe from tank 1.
22 is the inert gas pipe from tank 2.
FIG. 3 diagrammatically represents the operation of the inert gas at the distribution station. We find there: the auxiliary compressor 18-19 whose suction is at 23 and the discharge at 24, the inert gas factory (14-15-16) whose
25 is the differential valve calibrated at 35 Kgs and
26 is the water separator,
27 the pressure regulator supplying the suction manifold 28,
17 is the inert gas accumulator,
29 is the discharge manifold,
30 and 31 are three-way stopcocks.
In the position shown, the auxiliary compressor sucks the inert gas through 21 into 1 and delivers it into 2 through
22; gasoline goes from 2 to 1.
32 is an ordinarily closed valve which allows, when open, to discharge directly into the tanks by the inert gas factory. It is an emergency maneuver which is called in when the compressor auxi. liaire is damaged.
Figure 4 is a schematic of the balanced poppet valve;
The compressor delivers at 33, and the gas, after lifting the valve 35, goes through 34 towards the accumulator.
36 is a piston provided with tight seals, of the same section as 35 and connected to the latter by rod 37.
It is clear that, under these conditions, the force to lift the valve is independent of the pressure at 34.
A suitably calibrated spring 38 loads the valve so that it only lifts from 35 kg for example.
A constant pressure is maintained in the enclosure above the piston 36 by means of the small pipe 39 which comprises
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munic with the atmosphere. We are thus protected from variations in calibration which could result in the long back small leaks along the piston 36.
CLAIMS
1. Improvements to installations for the prevention and fight against fire by means of inert gases, characterized in that the source of inert gases is constituted by an internal combustion or combustion heat engine, the power of which is in principle totally used to compress the exhaust gases in the vicinity of the maximum pressure that it is possible to reach in order to allow the storage or reserve of said ga.z in accumulators of reduced capacity.