"Membrane structurée destinée à un réservoir de stockage de
gaz liquéfié" La présente invention concerne des membranes structurées destinées à des réservoirs de stockage de gaz liquéfiés à basse température, du type comprenant des parois latérales et de fond incorporant des joints de dilatation ondulés.
Jusqu'à présent, diverses constructions de membranes structurées ont été réalisées en leur conférant des ondulations dans le but d'absorber les contraintes ou les tensions provoquées par les mouvements thermiques. Parmi ces constructions, il faut citer celle de la paroi-membrane dans laquelle des éléments ondulés sont assemblés à la façon de treillis carrés pour former un cadre et chacune des ouvertures carrées définies par ce cadre est fermée et rendue étanche au liquide par l'emploi d'une mince plaque. Normalement, les parties centrales des minces plaques ou les parties centrales des éléments ondulés sont ancrées pour soutenir les parois au moyen de boulons, de rivets et autres organes de fixation. Toutefois, les membranes structurées relevant de la technique antérieure, construites comme décrit ci-dessous, entraînent les inconvénients suivants:
1) puisque les éléments ondulés ou les minces plaques sont ancrées, dès qu'un liquide à stocker est versé dans le réservoir, il peut arriver, lors d'une contraction thermique d'une partie seulement de la paroi de fond, que cette paroi de fond entière ou une large partie de sa section ne puisse pas répondre à la contraction. Ainsi, la déformation des ondulations devient localement grande
et peut donc conduire à leur déformation permanente; dans les cas où la contrainte ou la tension thermique ne peut pas être absorbée par les seules ondulations de cette partie de la paroi de fond soumise à la contraction thermique, les ondulations peuvent être détériorées;
2) Comme l'ancrage se fait généralement en un grand nombre de points, l'augmentation du coût de la construction est inévitable;
3) une fuite accidentelle du liquide stocké est aussi susceptible de se produire par un point d'ancrage.
Les réservoirs de stockage à basse température ont en général une forme cylindrique afin d'économiser les matériaux employés et de résister à la pression. Par conséquent, la paroi de fond a une forme circulaire. Au surplus, comme l'intérieur du réservoir cylindrique est exposé à une température extrêmement basse, une membrane structurée est souvent utilisée pour la paroi latérale interne et la paroi de fond dans le but d'absorber les tensions ou les contraintes thermiques.
En présence des conditions ou des circonstances précitées, les réservoirs de la technique antérieure sont désavantageux en ce sens que l'appariement réciproque des ondulations entre une paroi latérale et la paroi de fond est difficile, et si la paroi de fond, qui est soumise à l'influence de la plus sévère contrainte ou tension thermique, doit être formée de telle sorte que cette contrainte ou tension puisse être pleinement absorbée, il est difficile alors de créer la jonction au voisinage de la limite de la paroi de fond où elle est jointe à la paroi latérale, ce qui conduit inévitablement à une membrane structurée dans laquelle une concentration en contraintes ou tensions est susceptible de se produire au voisinage de cette limite.
Dans ce cas, il peut se présenter un état complexe structuralement contraint au joint compris entre la paroi de fond et la paroi latérale.
Par conséquent, un but de la présente invention est de concevoir une membrane structurée destinée à un réservoir de stockage de gaz liquéfié et dans laquelle ni des éléments ondulés ni de minces plaques formant une paroi de fond ne sont ancrés et où la conception est telle que même si une contraction thermique locale doit se produire dans une partie d'une paroi du réservoir, avec pour conséquence que les ondulations de cette partie de la paroi ne soient plus capables d'absorber pleinement la contrainte ou la tension thermique, les autres parties peuvent être attirées vers la partie subissant la contraction thermique locale avec des contraintes ou tensions convenablement réparties, de sorte que ni une déformation permanente ni un endommagement des ondulations ne se produisent.
Un autre but de la présente invention est de prévoir une membrane structurée destinée à un réservoir de stockage de gaz liquéfié et pour laquelle la main-d'oeuvre nécessaire à l'installation du réservoir est fortement réduite en comparaison avec les réservoirs relevant de la technique antérieure, de même
<EMI ID=1.1>
est totalement éliminé.
Un autre but encore de la présente invention est de réaliser une membrane structurée dans laquelle les inconvénients des membranes relevant de la technique antérieure, provoqués par la déformation thermique d'une paroi de fond, sont en substance évités, et est aussi de raccorder une paroi de fond à une paroi latérale en utilisant un procédé nouveau, de façon que la concentration en contraintes ou tensions puisse être supprimée
<EMI ID=2.1>
stance être empêchée.
<EMI ID=3.1> est fermée et rendue étanche au liquide par une mince plaque .
Selon un exemple de réalisation de la présente invention, la paroi de fond de la membrane structurée est construite de la manière suivante. Chaque élément ondulé allongé peut se composer d'une feuille d'une section droite en U présentant deux brides verticales d'une hauteur égale, situées entre deux feuilles d'une section droite en L qui occupent une position parallèle et espacée à l'état dos à dos, les bords supérieurs des brides verticales adjacentes respectives des feuilles en L et U étant soudés les uns aux autres d'une manière continue.
Avoc la paroi de fond construite conformément à la présente invention, si elle est soumise à une basse température et se contracte et puisqu'une extrémité de chaque élément ondulé est joint au point médian d'un autre élément ondulé disposé perpendiculairement à l'élément cité en premier lieu, les éléments
<EMI ID=4.1>
port à l'autre et chaque mince plaque fermant les ouvertures carrée* du cadre en treillis peut ainsi se contacter uniformément tout en conservant son état naturel exempt de contraintes. Par conséquent, la contrainte ou la tension thermique peut être absorbée par choque unité de cadre sans déformation plastiqua,
<EMI ID=5.1> mentation substantielle de la résistance au gauchissement de la paroi de fond durant la dilatation thermique.
De plus, une membrane structurée conforme à la présente invention peut être construite de la façon suivante.
La paroi latérale de la membrane comprend plusieurs ondulations espacées disposées dans le sens vertical et des éléments corniers sont prévus et dotés d'ondulations conçues de façon à prolonger les ondulations de la paroi latérale sur une partie périphérique de la paroi de fond de la membrane, radialement vers le centre de cette paroi de fond.
Selon l'exemple de réalisation décrit ci-dessus, il est possible de fabriquer une membrane structurée dans laquelle la concentration en contraintes ne se produit pas et où une fuite accidentelle du liquide stocké peut être empêchée substantiellement car la paroi de fond peut assorber efficacement la
<EMI ID=6.1>
éléments corniers qui forment le joint entre la paroi latérale et la paroi de fond, prolongent les ondulations verticales de la paroi latéral* dans la périphérie de la paroi de fond.
Un exemple de réalisation préféré d'un réservoir de
<EMI ID=7.1>
sent décrit en détail ci-après en se réfèrent aux dessine annexée au présent mémoire, dans lesquels la figure 1 est une vue latérale partielle, en coupe transversale, réalisée au voisinage d'un coin du réservoir <EMI ID=8.1>
dent interne" la figure * est une vue en plan d'un quadrant du fond <EMI ID=9.1> la figure 5 est une vue partielle agrandie de la <EMI ID=10.1> la figure 6 est une vue en coupe transversale établie le long de la ligne VI-VI de la figure 5; la figure 7 est une vue latérale réalisée dans le sens des flèches VII-VII de la figure 5; et la figure 8 est une vue schématique montrant les tensions thermiques exercées sur la surface de fond de la figure
<EMI ID=11.1>
ton externe et cylindrique 1 forme les parois latérales rigides et les parois de fond du réservoir et est revêtue d'une ou plu-
<EMI ID=12.1>
face interne dans le but de maintenir une basse température. Une paroi latérale 3 semblable à une membrane est posée sur la surface interne de la couche thermo-isolante et est dotée, à
<EMI ID=13.1> crit en détail ci-après. Comme mentionné ci-dessus,la plaque
<EMI ID=14.1>
compose de deux organes allongés 8 en L et d'un organe allongé 9
<EMI ID=15.1>
sont perpendiculaires les uns aux autres pour former un cadre carré, une extrémité de chaque élément ondulé étant jointe,tout en créant un recouvrement partiel, en substance au point médian de l'élément ondulé adjacent, dans le sens longitudinal (une disposition de ce type est reproduite en détail aux figures 5 et 8).
Comme le montre en particulier la figure 6, il convient,
<EMI ID=16.1>
que les deux feuilles 8 en L occupent une position espacée et parallèle à l'état dos à dos et que la feuille 9 en U soit interposée entre les feuilles 8 de façon que les brides verticales des
<EMI ID=17.1>
sont ensuite soudées ensemble le long de leurs bords supérieurs
10 dans le sens longitudinal pour former des ondulations droites ou verticales. Une mince plaque 11 est soudée autour de sa périphérie pour fermer et rendre étanche au liquide chaque ouvert-ure centrale carrée du cadre formé par les éléments ondulés 7.
Il faut noter que les joints se recouvrant en partie des éléments ondulés 7 sont rendus étanches au liquide par soudage Lorsque la plaque de fond en membrane , construite de la façon décrite ci-dessus, est posée ou appliquée sur la couche isolante
<EMI ID=18.1>
de la limite définie par la paroi latérale 3 en forme de membrane, la membrane entière est façonnée sous une forme circulaire ou soudée à clin sur une plaque de bordure présentant des ondulations
<EMI ID=19.1>
plaques 11 forment conjointement une paroi de fond en membrane ressemblant à un système de treillis carrés, comme représenté à la figure 4.
La référence numérique 12 désigne une pièce servant
<EMI ID=20.1>
extérieur à la périphérie de la plaque de fond 13 qui forme une partie principale de la surface de fond d'un réservoir, par
<EMI ID=21.1>
compose d'une série d'ensembles d'éléments ondulés 7 et de minces plaques 11 formés à la façon de treillis carrés.
L'absorption de la tension ou de la contrainte thermique par la plaque de fond 13,formée par l'assemblage des éléments
<EMI ID=22.1>
5 à 7, est à présent expliquée en détail en se référant à la figure 8 .
On considère donc le cas dans lequel les éléments ondulés 7 et les minces plaques 11 (figure 5) entrent en contact avec un liquide stocké, sont soumis par conséquent à une très basse température, puis se contractent, tout d'abord par la mince plaque 1_1,puisque leur périphérie, qui est soudée aux brides
<EMI ID=23.1>
centre; les ondulations adjacentes des éléments ondulés environnants ont leurs parties inférieures ouvertes comme un soufflet, de façon à les adapter à la contraction de la mince plaque 11. La plaque se contracte ainsi sans être soumise à de grandes forces réactionnelles; les contraintes ou les tensions thermiques ne se manifestent pas par conséquent.
Une représentation schématique de cet état contracté est reproduite à la figure 8 où, bien que le point médian de chaque élément ondulé 7 peut être pleinement ouvert en étant attiré latéralement par la contraction de l'élément ondulé respectif 7 attaché à celui-ci, les parties finales de chaque élément ondulé
<EMI ID=24.1>
également ondulés. Ainsi, le degré d'ouverture de chaque élément ondulé diminue graduellement depuis son point médian jusqu'à ses extrémités où le degré d'ouverture est réduit à zéro. Le degré d'ouverture est représenté schématiquement par les parties hachurées à la figure 8. Puisque ces ouvertures s'établissent uniformément le long des quatre bords des minces plaques 11, celles-ci se déplacent de leurs quatre positions cornières originales a à d à leurs quatre positions cornières nouvelles
<EMI ID=25.1>
plaque 11 pivote sur un petit angle.
Cette déformation et ce déplacement se produisent aux endroits respectifs, de sorte que si la paroi de fond est uniformément soumise à une basse température et se contracte, les contraintes ou les tensionb thermiques peuvent être absorbées aux endroits respectifs, si bien que des tensions ou contraintes thermiques néfastes ne se manifestent pas à un endroit quelconque. Ainsi, la membrane structurée peut être protégée contre toute détérioration ou déformation permanente .
On explique à présent ci-après les effets et les avantages du réservoir complet décrit ci-dessus.
En premier lieu, il faut noter que puisque le réservoir est fabriqué généralement pour des conditions de température ambiante, les contraintes ou les tensions thermiques importantes se produisent lorsqu'un liquide d'une température très basse est versé dans le réservoir, ce qui aboutit à une contraction de sa paroi interne.
Par conséquent, lorsqu'elle est soumise à une basse
<EMI ID=26.1>
tudinal et comme rien ne peut spécifiquement retenir de force cette contraction longitudinale, une contrainte thermique ne peut pas se manifester. En ce qui concerne la contraction dans le sens circonférentiel, une certaine opposition est susceptible de se produire car les degrés de contraction par unité de temps de la plaque de fond 13, qui a une forme en substance plane, et de la paroi latérale dont la forme est cylindrique, ne sont pas les mêmes en général. Toutefois, selon la présente invention, cette opposition peut être éliminée par l'ouverture des ondulations verticales 5.
Ensuite, à la partie cornière de fond où l'opposition est la plus susceptible de se produire, c'est-à-dire là où une contrainte ou une détérioration permanente peut être provoquée par une différence de contraction entre le bord de la plaque de fond 13 et la base de la paroi latérale au cours d'un procédé de refroidissement .parce que les ondulations 6' - sont espacées à des intervalles dans le sens circonférentiel et les
<EMI ID=27.1>
tions 6' sur la périphérie de la paroi de fond, il n'est pas possible que de grandes forces réactionnelles puissent s'exercer.
En ce qui concerne la contraction dans le sens radial de la partie cornière, puisque la contrainte thermique de la plaque de fond 13 est absorbée par les .treillis carrés des éléments ondulés (comme décrit ci-après), des forces réactionnelles résistant à la contrainte thermique ne peuvent pas être engendrées.
Concernant la plaque de fond 13, comme les éléments ondulés 7 sont disposés sur la plaque de fond 13 à la façon
de treillis carrés comme déjà mentionné, des contraintes longitudinales et latérales peuvent être absorbées car les éléments
<EMI ID=28.1>
et longitudinaux, respectivement, puisqu'il n'y a pas d'ancrage de la plaque de fond. Ainsi, des oppositions ne peuvent pas se manifester.
En outre, comme la jonction entre la paroi latérale
<EMI ID=29.1> <EMI ID=30.1> linéaire en un seul et même plan et dont la géométrie tridimensionnelle n'est pas complexe cette jonction peut être simplement réalisée d'une manière étanche au liquide, ce qui réduit à un minimum la possibilité de fuite du liquide stocké.
Bien que les minces plaques 11 se recouvrent en partie sur les surfaces supérieures des brides adjacentes respectives
<EMI ID=31.1>
décrit ci-dessus, elles peuvent, au lieu de cela, se recouvrir aussi en partie sur les surfaces inférieures des brides. Pareillement, il faut noter que si une extrémité de chaque élément ondulé 2 est jointe au point médian d'un autre élément ondulé 7 ceci peut se faire par soudage bout à bout ou par soudage à clin.
Au surplus, il faut encore noter que les ondulations
<EMI ID=32.1>
rieurs des brides adjacentes de deux éléments, soit en pliant convenablement une simple feuille.
Au surplus , il faut aussi notsr que les éléments cor-
<EMI ID=33.1>
extrémités des éléments ondulés 7 soient coupées sous une forme polygonale plutôt que "Ion une ligne droits dans l'exemple de
<EMI ID=34.1> sens qu'une concentration en contraintes est évitée contrairement à la paroi interne d'un réservoir relevant de la technique antérieure. Par conséquent, il est peu probable qu'une fuite accidentelle de liquide stocké se produise.
REVENDICATIONS
1.- Membrane structurée destinée à un réservoir de stockage de gaz liquéfié, du type comprenant des parois latérales et une paroi de fond incorporant des joints de dilatation ondulés, caractérisée en ce que la paroi de fond de la membrane est constituée de plusieurs éléments ondulés allongés, arrangés
à la façon de treillis carrés; en ce que chaque élément inclut deux ondulations espacées et parallèles, s'étendant longitudinalement ; en ce que les éléments sont assemblés en joignant une extrémité de chacun de ceux-ci au point en substance médian d'un autre élément ondulé, disposé perpendiculairement à celui cité
en premier lieu; et en ce que chaque ouverture prévue entre les éléments ondulés est fermée et rendue étanche au liquide par une mince plaque.
2.- Membrane structurée destinée à un réservoir de