CH468290A - Réservoir pour fluides inflammables - Google Patents

Description

  
 



  Réservoir pour fluides inflammables
 La présente invention a pour objet un réservoir pour fluides inflammables, constitué par un récipient et un garnissage poreux placé dans le récipient, ledit garnissage étant conducteur de la chaleur et destiné à empêcher les explosions.



   Dans le passé, diverses mesures de sécurité ont été adoptées pour combattre les risques d'incendie et d'explosions dans les récipients contenant un fluide inflammable. Ces mesures comprenaient principalement, sinon toujours, I'utilisation d'un garnissage conducteur de la chaleur placé dans le récipient. Un tel garnissage a pour rôle de disperser les concentrations locales de chaleur dans la totalité du garnissage ainsi que dans le corps du récipient et d'empêcher ainsi la formation de points chauds capables d'enflammer le fluide contenu dans le récipient.



   Un garnissage connu comprend entièrement de la laine métallique, le fluide contenu dans le récipient étant logé dans les interstices de la laine. Ce garnissage n'a pas donné entièrement satisfaction car, même si le garnissage, au moment où il a été introduit dans le récipient, occupe celui-ci en entier, il tend ensuite à être déplacé et comprimé par l'action du liquide contenu dans le récipient dans une mesure telle qu'il se trouve refoulé dans   l'un    des coins du récipient, par exemple, en laissant des régions entières de ce dernier absolument non protégées par le garnissage.



   D'autres garnissages connus ont également présenté des inconvénients qu'il est inutile de mentionner en détail dans le présent exposé.



   La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités.



   Pour être efficace, le garnissage placé dans le récipient ne doit pas seulement être bon conducteur thermique, mais aussi bien occuper toute la chambre définie par le récipient. En outre, le garnissage doit être suffisamment rigide pour conserver sa forme à l'encontre de l'action provoquée par le mouvement d'un fluide liquide contenu dans le récipient. Toutefois, il est également très important que le garnissage diminue le moins possible la capacité du récipient et augmente le poids du réservoir aussi peu que possible. De plus, le garnissage ne doit pas contrarier le libre déplacement du fluide inflammable contenu dans le récipient.



   Le réservoir objet de l'invention est caractérisé en ce que le garnissage est formé par au moins un treillis dont les mailles sont entourées de marges en forme de rubans de tôle, la largeur de ces rubans n'étant pas en alignement par rapport au plan général de la partie en question du treillis.



   D'autres détails caractéristiques et avantages de formes d'exécution de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, cette description étant faite en se référant au dessin annexé, sur lequel:
 la fig. 1 est une vue en perspective d'un bidon d'essence dans lequel est placé un garnissage, certaines parties du bidon ayant été arrachées pour montrer des détails internes;
 la fig. 2 est une vue en plan fragmentaire d'une couche d'un treillis à grosses mailles, placé sur une couche d'un treillis à mailles fines;

  
 la fig. 3 est une vue isométrique d'un fragment de treillis métallique,
 la fig. 4 est une vue en élévation latérale du treillis prise dans le sens de la flèche IV de la fig.   3   
 la fig. 5 est une vue en élévation en bout du treillis, prise dans le sens de la flèche V de la fig.   3   
 la fig. 6 est une vue isométrique correspondant d'une manière générale à la fig. 3 mais montrant un type différent de treillis;
 la fig. 7 est une vue isométrique partielle d'une unité de garnissage;  
 la fig. 8 est une vue correspondant généralement à la fig. 7 mais montrant une autre forme de l'unité de garnissage;
 la fig. 9 est une vue isométrique à plus grande échelle montrant une partie du treillis représenté sur la fig. 3.



   Un récipient, représenté en 2 sur la fig. 1, est un bidon d'essence portable, comprenant une enveloppe extérieure 4 qui définit une chambre 6 qui reçoit le fluide contenu dans le bidon.



   Le récipient 2, selon la pratique courante, comprend également un orifice d'admission et de sortie pour la chambre   6.    cet orifice dans le cas présent comprenant simplement un bec verseur 8 qui sert aussi bien à l'entrée du fluide dans la chambre 6 qu'à la sortie du fluide hors de cette chambre.



   La chambre 6 contient un garnissage 10 qui en occupe sensiblement la totalité.



   Le garnissage 10 est formé par des treillis 12 dont les mailles sont entourées de marges en forme de rubans 11 réunis entre eux de manière à former un ensemble.



  Chacun des treillis est fait d'une tôle de métal mince relativement malléable qui est. bien entendu, conducteur de chaleur et ininflammable. Divers types de treillis sont représentés sur les fig. 2 à 6 et sur la fig. 9. Le treillis lui-même est relativement mince - c'est-à-dire que sa dimension, prise perpendiculairement à son plan P, est   faible - et    il peut être disposé sous forme de couches, sous une forme contournée ou sous d'autres formes, à l'intérieur de la chambre 6, comme on le décrira plus en détail par la suite.



   Pour plus de commodité, les treillis ont été représentés plus ou moins schématiquement sur la fig. 1, et leur structure est plus visible sur les représentations à grande échelle des fig. 3 et 9. Les rubans 14 des treillis 12 peuvent être reliés entre eux en des points espacés le long de leurs bords, comme on l'a indiqué en 15 sur la fig. 3.



   Toutefois, les rubans 14 sont disposés dans les treillis 12 de manière à ne pas être en alignement, dans le sens de leur largeur W (ou de leur propre plan) par rapport au plan général P de la partie en question du treillis. Sur les fig. 4 et 9, par exemple, on peut voir que les rubans sont sensiblement perpendiculaires au plan P, dans le sens de leur largeur W, tandis que, sur la fig. 16, les rubans 14 sont tordus de façon telle que, dans le sens de leur largeur W, ils ne soient plus en alignement par rapport au plan P.



   Les rubans 14 sont en métal malléable relativement mince et ils peuvent être aisément cintrés par rapport à des axes s'étendant dans le sens de leur largeur W.



  On comprendra toutefois que les rubans 14 résistent plus fortement à un cintrage par rapport à des axes s'étendant dans le sens de leur épaisseur et que le treillis 12, du fait qu'il présente des rubans 14 qui ne sont pas alignés dans le sens de leur largeur par rapport au plan P du treillis, se trouve ainsi renforcé, comme on l'a déjà mentionné. Etant donné qu'il a été dit que l'épaisseur des rubans 14 et celle du treillis 12 dans son ensemble sont plus ou moins parfaitement perpendiculaires entre elles on mentionnera, pour éviter toute confusion, que l'épaisseur des rubans est la dimension parfois appelée   la jauge  dans le cas d'une tôle.



   Le rôle principal du garnissage 10 est de dissiper les concentrations de chaleur et le garnissage 10 doit donc   ° remplir   la chambre 6 aussi complètement que possi-    ble pour obtenir une dispersion maximale de la chaleur.



  Inversement, le rôle principal du récipient 2 est de contenir du fluide et il est extrêmement désirable que le gar
 nissage 10 ait un déplacement et un poids minimaux, de manière que la capacité de la chambre 6 ne soit pas
 sérieusement réduite et que le poids global du réservoir 2 et de son contenu ne soit pas augmenté d'une façon sensible.



   On a estimé que le treillis 12 est extrêmement satisfaisant de ce point de vue, car il est possible de garnir efficacement la chambre 6 en utilisant ce treillis en des quantités telles que le déplacement corresponde à 1 à 3 % du volume de la' chambre 6, un garnissage 10 typique ayant un déplacement équivalant à environ 2 % du volume de la chambre 6.



   Par l'expression     garnissage o    utilisée dans la présente description, on entend l'unité volumineuse formée par les treillis dans leur ensemble et qui s'étend sensiblement sur la longueur, la largeur et la hauteur entières de la chambre 6, bien que, comme mentionné plus haut, le déplacement réel de cette unité puisse être aussi faible que 1 % du volume de la chambre 6. Il est évident que ce rapport encombrement/déplacement est obtenu principalement en raison du grand nombre de mailles
 16 et d'interstices ouverts qui existent dans les treillis 12 et le garnissage 10 et qui communiquent les uns avec les autres, comme on l'expliquera plus en détail par la suite, mailles et interstices qui forment en quelque sorte des pores dans lesquels peut se loger le fluide contenu dans le récipient 2.



   Les rubans 14 peuvent être en aluminium et, en tout cas, ils doivent résister à la corrosion par les fluides avec lesquels ils sont en contact en cours d'utilisation.



   A titre d'exemple, le treillis 12 peut être formé d'une tôle en aluminium, les rubans ayant une largeur de 3,17 mm et d'une épaisseur de 0,0152 mm, les mailles du treillis ayant une dimension d'environ 6,35 mm dans le sens du plan P du treillis. Avec ces dimensions, on peut voir que les diverses épaisseurs du treillis 12 n'offrent qu'une entrave très faible ou même nulle au mouvement du liquide dans le récipient.



   Le coefficient de conductibilité thermique de l'aluminium à   300O    C est de 0,64 unité   C.G.S.   



   Pour garnir un récipient d'une capacité de   1 m3    (ou de 1 000 000   cm3)    avec un garnissage ayant les dimensions ci-dessus, le poids réel du treillis recommandé sera d'environ 52,4 kg, tandis que le déplacement d'un treillis de ce poids sera de 19 370 cm3, ce qui représente bien entendu 1,937 % de la capacité totale du récipient.



   Quand cette quantité de treillis est posée à plat, elle couvre un plan d'une surface de 354,8 m2 et on peut rouler, plier ou poser le treillis d'une autre manière pour constituer un garnissage remplissant l'espace de   1 m3    dans le récipient.



   Une surface de 354,8   m'de    treillis ayant le coefficient de conductibilité thermique précité est capable de conduire 1060 millions de calories par heure, soit environ 300 000 calories par seconde.



   Le récipient en question peut être un réservoir de carburant pour aviation ou une partie d'un tel réservoir et contenir de   l'essence.    Dans des conditions de        tam  ponnement  > y typiques, ce récipient peut se trouver cassé    ou fendu et permettre la fuite de l'essence qu'il contient, condition qui est assez courante. L'essence fuyant du réservoir peut alors s'enflammer et créer une source de chaleur intense autour du réservoir fendu. La température d'allumage de l'essence est d'environ 2800 C et, quand elle brûle librement, on ne pense pas que les flammes puissent dépasser cette température.  



   En conduisant la chaleur à distance de l'endroit où le réservoir est fendu, à une allure d'environ 300000   caloriesiseconde,    le garnissage 10 convient parfaitement pour empêcher la température interne du réservoir d'atteindre une valeur à laquelle le contenu de ce dernier peut s'enflammer.



   On a constaté que les treillis en aluminium anodisé sont un peu plus robustes et, dans certaines applications, résistent mieux à la corrosion que les treillis en aluminium non anodisé, et que certains alliages tels que l'aluminium allié avec du   béryilium    etjou du titane conviennent également pour la mise en oeuvre de la présente invention.



   On peut utiliser un treillis présentant des mailles plus grandes ou plus petites et des rubans ayant d'autres largeurs et d'autres épaisseurs. Dans certaines conditions, le garnissage 10 peut être constitué par des treillis 12 ayant des mailles de dimensions différentes et des rubans d'épaisseurs différentes. Ainsi, par exemple, on peut utiliser un garnissage dans lequel des couches de treillis à mailles relativement fines mais peu résistant et ayant une conductivité thermique élevée sont placées entre des couches d'un treillis à mailles relativement grosses, les rubans du treillis à mailles fines étant de préférence plus minces (d'une jauge plus faible) et plus étroits que    ceux du treillis à grosses mailles. Les termes a fins  > e et           gros   signifient que les mailles des treillis sont respecpectivement petites et grandes.



   Cette construction est illustrée sur la fig. 7, qui montre une unité de garnissage   1 0a    contournée dans laquelle une couche d'un treillis à grosses mailles et deux couches d'un treillis à mailles fines sont enroulées ensemble de manière que l'unité résultante comprenne plusieurs couches 12a de treillis à grosses mailles entre lesquelles sont disposées des couches respectives   1 2b    de treillis à mailles fines. Pour faciliter la représentation, on a montré un petit espace d'air entre les diverses couches bien que, dans la pratique, les couches 12a et 12b de l'unité soient plus ou moins contiguës avec les couches adjacentes.



  Les mailles 16 de chaque couche ne coïncident pas avec les mailles correspondantes des couches adjacentes, ce qui fait que chaque maille constitue en fait un pore pour le fluide, chaque cellule communiquant avec les autres pores. Cette dernière caractéristique apparaît plus nettement sur la fig. 2, qui représente, en plan, une portion d'une couche 12a appliquée sur une portion d'une couche unique 12b.



   Le fluide peut circuler à l'intérieur de l'unité de garnissage   1 0a    non seulement à travers les mailles 16, mais aussi, à un certain degré, entre les couches 12a et 12b, et ce fluide peut circuler librement dans toutes les directions et atteindre un niveau égal dans le récipient 2, cette caractéristique étant due au fait que le treillis 12 ne comprend aucun élément d'étendue notable qui pourrait former un   barrage   et empêcher le passage libre du fluide dans le récipient. Le récipient 2 est représenté incliné sur la fig. 1 et le niveau de   1 essence    qu'il contient est indiqué par la ligne 18 en traits interrompus.



   Le garnissage 10 peut être constitué en partie ou en totalité par une ou plusieurs unités 10a. Dans   l'un    ou l'autre cas, le treillis à mailles fines qui, bien qu'il soit rendu rigide par la disposition de ses rubans constitutifs comme précédemment décrit, peut être cependant relativement flexible par comparaison avec le treillis à grosses mailles, sert à disperser et dissiper la chaleur plus rapidement que le treillis à grosses mailles, tandis que ce dernier est plus rigide que le treillis à mailles fines et le renforce à l'encontre de l'écrasement et de la compression provoquée dans la chambre 6 par exemple par le mouvement du fluide dans un récipient partiellement rempli.

   En d'autres termes. si le récipient 2 contient une quantité de fluide inférieure à sa capacité totale, ce fluide tend à        danser   dans le récipient quand ce dernier est agité et ce mouvement peut créer des contraintes dans le garnissage 10 et le soumettre à des forces de compression. Il est évident que, si le garnissage 10 est comprimé à un degré notable. et si des vides restent alors non occupés par la matière du garnissage, le degré de protection assuré par le garnissage 10 se trouve réduit de façon correspondante, étant donné que la chaleur appliquée à l'extérieur du récipient 2, dans une région voisine d'un tel vide, n'est pas évacuée à travers le garnissage 10 de la manière souhaitée et peut déterminer une explosion.



   Si le garnissage 10 dans son ensemble (c'est-à-dire la combinaison des couches 12a et 12b de la fig. 7) n'est pas suffisamment raide ou rigide pour se supporter de lui-même dans la chambre 6. on y adjoint des renforcements supplémentaires.



   Le treillis 12 peut être disposé de plusieurs autres manières ; un agencement possible est illustré en fig. 8, qui représente une unité de garnissage 10b. L'unité   10b    comprend une couche 12c de treillis rigide à grosses mailles, qui est ondulé pour augmenter encore sa rigidité. Des couches 12d de treillis relativement souple et à mailles fines sont disposées de part et d'autre de la première couche, le tout étant fixé par exemple à l'aide d'un fil métallique (non représenté) pour former une structure feuilletée.



   Plusieurs unités   10b    peuvent être utilisées pour former un garnissage complet 10, ou bien une ou plusieurs unités   1 0b    peuvent être assemblées avec une ou plusieurs unités 10a ou d'autres unités de garnissage pour constituer un garnissage complet.



   Le garnissage représenté en fig. 1, comprend une unité de garnissage   10b    disposée horizontalement dans la partie inférieure de la chambre 6, plusieurs unités de garnissage 10a disposées horizontalement dans la partie médiane de la chambre 6 et une unité de garnissage 10c, qui peut être constituée entièrement d'un treillis à mailles fines contourné, disposé horizontalement au sommet de la chambre 6. Il est évident que l'unité de garnissage 10c est disposée dans l'endroit où elle est le moins exposée aux forces de compression, mais où elle protège un espace qui se trouve rempli d'un mélange explosif d'essence et d'air lorsque l'essence est vidée hors du réservoir 2 et où une dissipation rapide des concentrations de chaleur présente une importance particulière.



   Le bec verseur 8 (fig. 1) est muni d'un bouchon 20.



  Le bouchon 20 est fait d'un treillis 12 et peut être constitué par une bande étroite de ce treillis enroulée sous une forme cylindrique. L'extrémité intérieure du bouchon peut être en contact avec une ou plusieurs unités de garnissage contenues dans la chambre 6 et on comprendra que le bouchon permet un écoulement libre du fluide à travers le bec verseur 8 pendant qu'on emplit ou qu'on vide le récipient 2.



   D'autres exemples d'application comprennent les réservoirs à combustible pour véhicules terrestres et avions et les réservoirs pour les gaz inflammables.
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Réservoir pour fluides inflammables, constitué par un récipient et un garnissage poreux placé dans le récipient, ledit garnissage étant conducteur de la chaleur et destiné à empêcher les explosions, caractérisé en ce que le garnissage est formé par au moins un treillis dont les mailles sont entourées de marges en forme de rubans de tôle, la largeur de ces rubans n'étant pas en alignement par rapport au plan général de la partie en question du treillis.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Réservoir suivant la revendication, caractérisé en ce que le garnissage comprend plusieurs couches de treillis contiguës et que chacune desdites couches comprend des mailles qui ne coïncident pas avec les mailles correspondantes des couches adjacentes.

   2. Réservoir suivant la revendication, caractérisé en ce que le garnissage comprend plusieurs couches de treillis contiguës, certaines de ces couches constituant un treillis à mailles relativement fines, dans lequel les rubans sont relativement étroits, et au moins une des couches constituant un treillis à mailles relativement grosses, dans lequel les rubans sont relativement larges, les couches à mailles fines et à grosses mailles étant disposées de manière que la couche à grosses mailles renforce les couches à mailles fines et augmentent la rigidité et la résistance à l'écrasement du garnissage.

   3. Réservoir suivant la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la couche à grosses mailles est ondulée.

   4. Réservoir suivant la revendication, caractérisé en ce que le garnissage comprend un treillis relativement souple à mailles fines et un treillis relativement rigide à grosses mailles, les deux treillis étant enroulés ensemble, ce qui fait que le treillis à mailles fines est renforcé par le treillis à grosses mailles.

   5. Réservoir suivant la sous-revendication 4, caractérisé en ce que certaines des couches du treillis sont à mailles fines et les autres couches sont à grosses mailles.

   6. Réservoir suivant la revendication, caractérisé en ce que le treillis est replié.

   7. Réservoir suivant la revendication ou rune des sous-revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les rubans sont disposés de manière que leur largeur soit sensiblement perpendiculaire au plan général de la partie en question du treillis.

   8. Réservoir suivant la revendication ou l'une des sous-revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le treillis est suffisamment rigide pour se supporter de lui-même.

   9. Réservoir suivant la revendication ou l'une des sous-revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le treillis est en aluminium.

   10. Réservoir suivant la sous-revendication 9, caractérisé en ce que le treillis est en aluminium anodisé.

   11. Réservoir suivant la revendication ou l'une des sous-revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le treillis est en alliage d'aluminium, de béryllium et de titane.