CH682390A5 - Conteneur pour le transport d'un matériau en état solide. - Google Patents

Description

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CH 682 390 A5

Description

La présente invention concerne un conteneur selon le préambule de la revendication 1.

Le bitume a la caractéristique d'être solide à la température ambiante et de devenir liquide à une température plus élevée, par exemple 160°C. On peut donc facilement le transporter figé à la température ambiante mais il doit être chauffé pour être versé dans un conteneur de transport; de même, pour le sortir du conteneur, il est nécessaire de le chauffer jusqu'à liquéfaction.

Le transport de bitume solidifié dans des conteneurs est couramment appliqué aujourd'hui. Pour sortir le bitume ensuite du conteneur il faut le liquéfier. Pour cela, un tuyau est immergé préalablement au fond d'un conteneur standard avant le remplissage, qui permet de faire passer un fluide chauffant, ce qui permet de faire fondre la masse de bitume au bout d'environ 24 heures. Cette solution a un mauvais rendement thermique et nécessite une longue durée de chauffage.

La demande de brevet européen 0 101 635 décrit un conteneur pour le transport de bitume, qui comporte un tuyau de chauffage arrangé en serpent au fond du conteneur de façon permanente, des orifices d'entrée et de sortie de ce tuyau traversant les parois verticales du conteneur afin de permettre le montage d'une source de fluide chauffant au niveau de l'ouverture d'entrée dans la paroi verticale au niveau du fond du conteneur.

La surface chauffante de ce tuyau en contact avec le bitume est configurée de façon à ce que l'interface entre le tuyau et le bitume solide crée un emboîtement du tuyau dans le bitume solide, raison pour laquelle, lors du chauffage, le bloc de bitume solide reste essentiellement immobile par rapport au tuyau et ia liquéfaction est effectuée de façon à ce que la chaleur dissipée du tuyau doit traverser toute la couche de bitume déjà liquéfiée avant d'atteindre le bitume solide. Cela représente une transmission thermique très inefficace, car la couche de bitume liquide agit pratiquement comme résistance thermique qui ralentit le chauffage, et, en conséquence, la liquéfaction du bitume solide.

La fig. 5 représente un schéma de liquéfaction du bitume comme obtenu avec un conteneur selon le document européen décrit ci-dessus, alors que la fig. 6 montre un tel schéma correspondant à la présente invention.

Pour éviter les inconvénients de l'art antérieur, le conteneur selon l'invention est réalisé selon la définition de la revendication 1.

Selon une forme de réalisation particulière de la présente invention la paroi supérieure essentiellement plane est légèrement inclinée par rapport au plan horizontal et l'enceinte comporte un orifice de sortie immédiatement au voisinage de l'endroit le plus bas de la surface inclinée.

La paroi supérieure essentiellement plane du serpent peut comporter au moins deux parties planes à inclinaisons différentes formant au moins une ligne inclinée d'intersection des deux parties de la surface, ligne dont le point le plus bas se trouve au voisinage de l'orifice de sortie.

Le serpent de conduits pour fluide chauffant peut comporter au moins une entrée et au moins une sortie pour le fluide chauffant qui peut être un gaz de combustion.

L'entrée du serpent peut être muni d'un moyen pour établir une communication avec la sortie d'un brûleur à gaz ou à mazout, ce moyen peut par exemple être constitué par un mécanisme de fixation pour ce brûleur.

Selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, le serpent comporte au voisinage de son entrée une chambre de combustion ayant des parois différentes de celles formant le conduit de fluide chauffant, chambre de combustion qui peut être constituée par une paroi cylindrique.

La paroi ou la surface supérieure continue du serpent peut comporter une forme rectangulaire s'éten-dant à travers de tout le fond de l'enceinte, l'orifice de sortie de cette enceinte pouvant être disposé au centre, dans les coins, ou à un endroit quelconque du côté court de ce rectangle.

La sortie de l'enceinte peut se trouver dans un coin du rectangle et la ligne d'intersection entre les deux parties planes inclinées de la surface continue, c'est-à-dire de la paroi supérieure du serpent se dirige vers ce même point et en son point le plus bas également dans ce coin.

L'entrée du serpent peut se trouver au centre du côté court du rectangle, et le serpent peut être constitué d'un conduit central traversant essentiellement la longueur du conteneur, et d'au moins un retour de chaque côté de ce conduit central.

La ou les sorties peuvent être connectées à des conduits verticaux qui traversent l'enceinte de façon verticale au voisinage de coins formés par des intersections des parois verticales adjacentes et perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, conduits verticaux qui peuvent comporter une section de coupe circulaire ou rectangulaire.

Le moyen de chauffage peut comporter un déflecteur symétrique situé au niveau de la communication entre le conduit central et ses retours, afin d'éviter un excès de turbulences et d'un surchauffement des parois du serpent au niveau de cette communication.

Pour mieux comprendre les caractéristiques et les avantages de l'invention, un exemple de réalisation va être décrit à l'aide de figures, dont:

la fig. 1 représente une vue en plan d'une forme de réalisation d'un conteneur selon la présente invention,

la fig. 2 représente une coupe transversale selon ll-ll du conteneur de la fig. 1,

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la fig. 3 représente une coupe longitudinale selon III-III du même conteneur,

les fig. 4 et 4a représentent deux autres formes de réalisation d'un conteneur selon la présente invention,

la fig. 5 représente un schéma de liquéfaction du bitume dans un conteneur selon l'art antérieur, et la fig. 6 représente un schéma de liquéfaction du bitume dans un conteneur selon la présente invention.

A la fig. 1 on voit un conteneur 1 depuis le haut avec une forme caractéristique de parallélipipède rectangle, les parois latérales étant désignées par les références 5 et 5'.

Dans la coupe de la fig. 2, on reconnaît le moyen de chauffage, comportant une surface ou paroi supérieure 2 et une paroi inférieure 3 qui forment ensemble avec des parois de séparation verticales 15 un conduit arrangé en serpent. La paroi supérieure 2 porte la matière à transporter, par exemple le bitume, et est soutenue par les parois verticales et longitudinales 15 sur la paroi inférieure 3. L'espace vide formant le conduit en serpent entre les parois supérieure 2 et inférieure 3 est destiné recevoir le fluide chauffant. Ce fluide chauffant peut être créé par exemple par un brûleur à mazout ou à gaz (non représenté) injectant la flamme ou les gaz de combustion à travers une ouverture d'entrée 6 du fluide chauffant directement à travers une paroi latérale courte 5', du conteneur dans le serpent. Le serpent étant constitué de sections 9 qui sont arrangées côte à côte, le fluide chauffant est obligé de passer sous la totalité de la surface de la paroi supérieure 2. Les gaz de combustion sont de préférence évacués depuis la fin du serpent par un conduit ou une cheminée verticale 8 en contact sur ses côtés avec la matière à chauffer et plus haute que le niveau maximum de cette matière. La cheminée 8 peut être adjacente à une paroi latérale 5. Les gaz de combustion sortent par l'ouverture de sortie 7 en haut de la cheminée 8.

Pour économiser l'énergie et obtenir ainsi un réchauffement plus rapide et plus énergique, avec des moyens de chauffage donnés, la paroi inférieure 3 du serpent est recouverte d'un isolant thermique 10.

Pour l'écoulement de la matière liquéfiée, une ouverture 4 est prévue dans une paroi latérale 5' du conteneur 1 au ras de la face supérieure de la paroi supérieure 2. L'écoulement peut encore être facilité en inclinant le fond de façon que l'ouverture d'écoulement 4 soit le point le plus bas du fond. On voit à la fig. 2 l'ouverture d'écoulement 4 placée au niveau du point le plus bas du conteneur sur la ligne 63 qui est constituée par le fond d'un V très aplati obtenu par des inclinaisons 12 symétriques par rapport à l'axe médian, inclinaisons qui sont constituées par des parties 2' et 2" de la paroi 2. On voit à la fig. 3 que la totalité du serpent formé par les parois 2 et 3 est inclinée vers le côté, où se' trouve l'ouverture d'écoulement 4 selon une inclinaison 11. Les inclinaisons 11 et 12 peuvent être combinées dans un même conteneur ou bien une seule d'entre elles peut être incorporée. L'ouverture 4 est généralement fermée par une obturation (non représentée) et est ouverte seulement durant l'évacuation de la matière après que celle-ci a été chauffée jusqu'à liquéfaction.

La fig. 4 montre une autre forme de réalisation du moyen de chauffage, dans lequel le serpent est constitué d'un conduit central 64 et de deux conduits de retour 64', un de chaque côté du conduit central. Le conduit central 64 comporte au voisinage de l'entrée 20 une chambre de combustion 21, chambre qui est constituée d'une paroi cylindrique 21' dont le diamètre correspond à la distance verticale entre les parois inférieure et supérieure du moyen de chauffage, et dont la longueur est dimensionnée afin de garantir que la flamme du brûleur (non représenté) soit maintenue à l'intérieur de la chambre de combustion 21.

Le moyen de chauffage comporte un déflecteur 22 arrangé sur la face courte du conteneur et opposé à l'entrée 20 de la chambre de combustion, déflecteur qui sert pour diminuer les turbulences lors de la déflection du courant de gaz sortant du conduit central 64 et tournant dans le conduit de retour 64' au niveau des boucles 22'.

A l'extrémité des conduits de retour 64' on a indiqué des conduits verticaux 8, dont l'emplacement exact peut être choisi afin de positionner de façon optimale la sortie (non représentée) de l'enceinte qui se trouve au ras de la paroi supérieure du moyen de chauffage.

La fig. 4a montre une forme de réalisation de la présente invention similaire à celle de la fig. 4, ayant toutefois un serpent légèrement modifié. Ici, le conduit central 64 est suivi par deux conduits de retour 64' qui sont, de nouveau, suivis par deux conduits de double retour 64". Cette géométrie permet d'arranger les cheminées 8, par lesquelles s'échappent le fluide chauffant, au voisinage de la paroi arrière 5b, opposée à la paroi 5a, par laquelle on introduit le fluide chauffant au moyen d'un brûleur.

La fig. 5 montre de façon schématique les étapes consécutives de la reliquéfaction du matériau solide 52, à l'intérieur de l'enceinte 50. Comme illustré en position a l'enceinte est remplie avec du matériau solide 52 à l'exception d'un espace vide 51. L'enceinte 50 comporte un tuyau de chauffage 54, dont la configuration en serpent produit trois sections comme illustré dans chaque position a-e de la fig. 5.

En position b on se trouve peut après le commencement du chauffage, de sorte que des couches relativement minces 55 autour du conduit 54 sont liquéfiées.

Dans la position c les couches liquéfiées 55 autour du conduit 54 sont devenues plus larges de façon à ce que les parties non liquéfiées 56 entre les parties parallèles du tuyau 54 arrivent à une épais3

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seur minimale. Jusqu'ici, le bloc du matériau solide 52 n'a pas bougé et se trouve toujours en contact intime avec les parois verticales de l'enceinte.

La continuation du chauffage va complètement liquéfier les parties 56 (position c) et à ce moment le bloc de matériau solide 52 qui a toujours été supporte par le fond de l'enceinte commence à chercher sa position la plus basse, étant donné que le matériau solide 52 comporte une densité supérieure à la densité du matériau liquéfié. Cette descente du bloc 52 est uniquement possible après la formation des fentes 57 au niveau de l'interface entre le bloc 52 et les parois verticales de l'enceinte, fentes qui permettent que le matériau liquide passe au-dessus du bloc solide.

Dans la position e on a indiqué la position basse du bloc 52, position dans laquelle une couche 59 de matériau liquide qui est passée au-dessus du bloc solide au travers des fentes 57 s'est formée au-dessus du bloc 52.

Il est évident que le transport de la chaleur dégagée par le conduit 54 et destinée à être absorbée par le bloc 52 afin de le liquéfier doit toujours passer au travers d'une couche relativement épaisse de matériau liquide tel que 55, couche qui agit comme résistance thermique contre le transport de chaleur à partir du tuyau 54 jusqu'au bloc solide 52. La liquéfaction du matériau solide dans une enceinte qui comporte des tuyaux de chauffage disposés à n'importe quel endroit à l'intérieur de l'enceinte est donc toujours peut efficace et demande une consommation excessive d'énergie ainsi qu'une durée élevée.

La fig. 6 montre les mêmes étapes de liquéfaction de matériau solide à l'intérieur d'une enceinte 50 qui comporte un moyen de chauffage 62 selon la présente invention, moyen de chauffage qui a été illustré schématiquement comme comportant une paroi supérieure 2 parfaitement plane, étant entendu que la liquéfaction se produit de façon tout à fait analogue sur une surface supérieure comportant des parties légèrement inclinées.

En position a on a illustré le bloc solide 52 qui remplit l'enceinte 50 à l'exception d'un petit espace supérieur 51.

La position b montre les conditions à l'intérieur de l'enceinte après une certaine durée de chauffage initiale, pendant lequel une fine couche 60 entre la paroi supérieure 2 et le bloc 52 a été formée ainsi que des fentes minces 57 au niveau de l'interface entre le bloc 52 et les parois verticales de l'enceinte, fentes 57 qui sont formées par le passage du matériau liquide forme dans la couche 60. Etant donné que la surface inférieure du bloc 52 est chauffée de façon uniforme sur toute la surface, le matériau liquide qui se trouve dans la fente 60 est soumis immédiatement à une pression exercée par le poids du bloc 52, pression qui favorise le passage du matériau liquide dans des fentes existantes entre le bloc 52 et les parois verticales de l'enceinte, passage forcé qui crée rapidement des fentes 57 dont l'agrandissement permet le passage essentiellement libre du matériau liquide à partir de la surface inférieure du bloc 52 vers le haut de l'enceinte.

Les positions c, d et e montrent la diminution du bloc 52 lors de la continuation du chauffage, durant lequel la surface inférieure du bloc 52 reste toujours en très bon contact thermique avec la paroi supérieure 2 du moyen de chauffage 62, contact grâce auquel le passage de chaleur dégagée par la paroi 2 est transmise à l'intérieur du bloc 52 de façon plus rapidement et plus efficacement. De cette façon le temps nécessaire pour liquéfier le bloc solide 52 dans une enceinte 50 selon la fig. 6 est considérablement moins long que celui nécessité par un moyen de chauffage comme illustré sous la fig. 5.

La ligne 63 peut être arrangée selon l'emplacement de l'ouverture d'écoulement 4.

Il est clair que d'autres améliorations comme l'isolation des parois latérales 5 du conteneur peuvent encore être apportées.

Les conteneurs 1 sont construits, à part les particularités mentionnées ci-dessus, selon les techniques habituelles pour ce produit avec des profils longitudinaux 13 et transversaux 14 pour donner un fond solide au conteneur, avec des profils d'angles 16 et des parois latérales 5.

A titre d'exemple on peut indiquer les dimensions suivantes:

Comme matière destinée à être transportée dans de tels conteneurs, on a indiqué le bitume. Naturellement d'autres matières solides à température ambiante et liquides à température plus élevée peuvent également être transportées dans de tels conteneurs. Citons à titre d'exemple le goudron, la paraffine, la cire et le polyéthylène-glycol.

- longeur du conteneur

- hauteur

- largeur

- hauteur du serpent

- largeur d'une boucle de serpent:

- hauteur de l'isolation 10

- diamètre de l'ouverture 6

- diamètre de l'ouverture 4

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Claims (14)

Revendications

1. Conteneur pour le transport d'un matériau en état solide (52) ayant son point de fusion au-dessus de la température ambiante notamment pour le bitume, comportant une enceinte essentiellement paral-lélipipédique (50) recevant ledit matériau, ce conteneur comportant en outre un moyen (62) permettant de réchauffer le matériau contenu dans l'enceinte, caractérisé en ce que le moyen pour réchauffer le matériau comporte un serpent de conduits pour un fluide chauffant arrangés de façon à ce que des parties longitudinales (9) des boucles du serpent sont arrangées côte à côte les unes aux autres présentant une surface ou paroi supérieure (2) commune et continue qui constitue un fond de l'enceinte (50) parallélipipédique, surface qui est essentiellement plane.

2. Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi supérieure essentiellement plane (2) est légèrement inclinée par rapport à un plan horizontal, l'enceinte (50) comportant un orifice de sortie (4) immédiatement au voisinage d'un endroit au plus bas de la surface inclinée.

3. Conteneur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la paroi supérieure, (2) essentiellement plane du serpent comporte au moins deux parties planes (2', 2") à inclinaisons différentes, formant au moins une ligne inclinée (63) d'intersection des deux parties de la surface plane, ligne dont le point le plus bas se trouve au voisinage de l'orifice de sortie (4).

4. Conteneur selon l'une quelconque des revendications 1-3, caractérisé en ce que le serpent de conduits (9), pour fluide chauffant comporte au moins une entrée (6) et au moins une sortie (65) pour le fluide chauffant.

5. Conteneur selon la revendication 4, caractérisé en ce que les conduits (9) pour fluide chauffant sont des conduits pour un gaz de combustion.

6. Conteneur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une entrée du serpent comporte un moyen pour établir une communication avec une sortie d'un brûleur à gaz ou à mazout.

7. Conteneur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le serpent comporte au voisinage de son entrée (6, 20) une chambre de combustion (21) ayant des parois différentes de celles formant le conduit (9) de fluide chauffant.

8. Conteneur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la chambre de combustion (21) comporte une paroi cylindrique (21') destinée à protéger le moyen pour réchauffer.

9. Conteneur selon l'une quelconque des revendications 3-8 caractérisé en ce que la surface supérieure continue (2) du serpent comporte une forme rectangulaire, l'orifice de sortie (4) de l'enceinte (50) étant disposé au centre, dans un coin ou à un endroit quelconque du côté court (5') du rectangle.

10. Conteneur selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (4) de l'enceinte (50) se trouve dans un coin du rectangle et la ligne d'intersection (63) entre les deux parties planes (2', 2") inclinées de la surface continue (2) du serpent se dirige vers ce même coin ayant son point le plus bas dans ce même coin.

11. Conteneur selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'entrée (20) du serpent se trouve au centre du côté court (5') du rectangle, ce serpent étant constitué d'un conduit central (64) traversant essentiellement la longueur du conteneur, et d'au moins un retour (64') de chaque côté de ce conduit central (64).

12. Conteneur selon l'une quelconque des revendications 1-11, caractérisé en ce que la ou les sorties (65) du serpent sont connectées à des conduits verticaux (8) traversant l'enceinte de façon verticale au voisinage des coins formés par les intersections des parois verticales (5, 5') adjacentes et perpendiculaires l'une par rapport à l'autre.

13. Conteneur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les conduits verticaux (8) comportent une section de coupe circulaire ou rectangulaire.

14. Conteneur selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un déflecteur (22) symétrique situé au niveau de la communication entre le conduit central (64) et ses retours (64') afin d'éviter un excès de turbulences et d'un surchauffement des parois du serpent au niveau de cette communication.

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