FR2766255A1 - Dispositif de stockage pour gaz, notamment biogaz - Google Patents
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Abstract
Ce dispositif comporte une première enveloppe (2) intérieure étanche au gaz formant un réservoir et une seconde enveloppe (4) extérieure pressurisée, destinée à protéger la première enveloppe (2) des intempéries.La première enveloppe est munie d'un lest (28) et est reliée en plusieurs points à l'enveloppe extérieure, et des moyens (30) sont prévus pour détecter la position du lest (28) par rapport à une position de référence.
Description
La présente invention concerne un dispositif de stockage pour gaz, notamment pour bio-gaz, du type comportant une première enveloppe intérieure étanche au gaz formant un réservoir et une seconde enveloppe extérieure pressurisée, destinée à protéger la première enveloppe des intempéries.
De tels dispositifs de stockage de gaz sont par exemple utilisés dans des stations d'épuration. Des gaz récupérés au cours d'opérations d'épuration d'eau ou de boue sont stockés dans de tels réservoirs. Ces gaz servent alors par exemple au chauffage d'installations, à l'éclairage, etc... ou alimentent parfois une torchère. I1 est important de connaître le niveau de remplissage du réservoir. En effet, lorsqu'on a besoin de gaz, par exemple pour chauffer une installation, il est bon de connaître la quantité de gaz disponible pour pouvoir adapter le chauffage. De même lorsque le réservoir est plein, pour éviter des surpressions, il est nécessaire d'évacuer du gaz du réservoir en le brûlant par exemple à l'aide d'une torchère. Toutefois, étant donné que le réservoir constitué par l'enveloppe intérieure est caché par l'enveloppe extérieure et que cette dernière conserve toujours le même aspect, il n'est pas facile de connaître le niveau de remplissage du réservoir.
I1 est connu de munir l'enveloppe extérieure d'une ouverture fermée à l'aide d'un dispositif servant de porte et permettant de s'introduire dans l'enveloppe extérieure, entre le réservoir et cette enveloppe extérieure. I1 est ainsi possible de voir le niveau de remplissage du réservoir.
Cette solution n'est pas satisfaisante. En effet, il faut qu'une personne se déplace pour aller regarder à l'intérieur de l'enveloppe extérieure l'état de remplissage du réservoir. Ceci ne permet pas d'avoir un contrôle continuel de cet état de remplissage.
I1 est également connu de fixer un câble entre le sommet de l'enveloppe extérieure et le réservoir placé à l'intérieur de celle-ci. Un dispositif enrouleur permet de faire varier la longueur du câble. Ainsi lorsque le réservoir est vide, la longueur du câble est importante, tandis que lorsque le réservoir est plein, la longueur du câble est minimale. I1 suffit alors de connaître la longueur du câble pour avoir une idée de l'état de remplissage du réservoir. Toutefois, ce dispositif ne permet pas de connaître précisément le volume de gaz stocké dans le réservoir. En outre, ce système manque de fiabilité. En effet, notamment lorsque le réservoir est presque vide, il peut arriver que le câble vienne se coincer dans un repli du réservoir. I1 est alors nécessaire d'intervenir pour décoincer le câble.
La présente invention a donc pour objet de fournir un dispositif de stockage de gaz du type décrit au préambule qui permette de connaître avec précision la quantité de gaz contenu dans l'enveloppe intérieure.
À cet effet, le dispositif de stockage pour gaz qu'elle propose comporte une première enveloppe intérieure étanche au gaz formant un réservoir et une seconde enveloppe extérieure pressurisée, destinée à protéger la première enveloppe des intempéries.
Selon l'invention, la première enveloppe est munie d'un lest et est reliée en plusieurs points à l'enveloppe extérieure, et des moyens sont prévus pour détecter la position du lest par rapport à une position de référence.
Grâce au lest et à la liaison existant entre les deux enveloppes, la déformation du réservoir de gaz est bien maîtrisée. Tant lors du remplissage que lors du vidage du réservoir, l'enveloppe intérieure se déforme de la même manière. Ainsi, à chaque configuration de l'enveloppe intérieure correspond un état de remplissage.
Une caractéristique de chacune de ces configurations est la position du lest. En connaissant cette dernière, mesurée grâce aux moyens prévus pour détecter la position du lest, on peut déterminer l'état de remplissage du réservoir. En conclusion, il suffit de connaître la position du lest pour connaître l'état de remplissage du réservoir.
De préférence, les deux enveloppes sont de forme sensiblement sphériques. Cette forme permet d'optimiser pour une surface d'enveloppe donnée le volume intérieur de l enveloppe.
Dans le cas d'enveloppes sensiblement sphériques, l'enveloppe intérieure est reliée avantageusement à l'enveloppe extérieure au niveau de sa zone équatoriale.
Ceci permet une bonne maîtrise de la déformation du réservoir et autorise un vidage complet de celui-ci.
Dans une autre forme de réalisation, l'enveloppe intérieure est reliée à l'enveloppe extérieure à laide de câbles.
Avantageusement, le lest est placé au sommet de la première enveloppe lorsque cette dernière est remplie de gaz. La déformation est alors régulière.
Dans un autre mode réalisation préférentiel, les moyens permettant de détecter la position du lest comportent une sonde à ultrasons. Une telle sonde est fiable et évite tout contact mécanique.
Lorsque le lest est placé au sommet de la seconde enveloppe et que cette dernière est remplie de gaz, la sonde à ultrasons est avantageusement placée au sommet de l'enveloppe extérieure.
Pour garder une pression constante dans l'enveloppe extérieure, la pressurisation de la seconde enveloppe est de préférence réalisée à l'aide d'un ventilateur et la régulation de la pression régnant dans cette enveloppe est avantageusement assurée à l'aide d'un registre flottant.
De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'un dispositif de stockage selon l'invention.
La figure unique montre un dispositif de stockage de gaz en coupe verticale.
L'unique figure représente un dispositif de stockage qui sera appelé par la suite gazomètre. Ce gazomètre comporte une enveloppe intérieure 2 servant de réservoir pour un gaz, par exemple un bio-gaz, et une enveloppe extérieure 4 protégeant le réservoir 2 des intempéries.
l'enveloppe intérieure 2 formant le réservoir est une poche étanche au gaz entièrement fermée. Elle présente uniquement une entrée/sortie 6. Elle pourrait bien entendu aussi comporter une entrée distincte d'une sortie.
L'entrée/sortie 6 du réservoir 2 est reliée à une conduite 8 d'alimentation et d'évacuation du gaz.
Cette enveloppe intérieure 2 est fixée au sol à l'aide de cornières 10 placées sur toute sa périphérie.
Des pattes d'attache 12 permettent cette fixation.
Lorsque le réservoir est rempli de gaz, l'enveloppe intérieure 2 présente une forme sensiblement sphérique présentant un méplat formant une surface d'appui au sol.
Le matériau utilisé pour l'enveloppe intérieure 2 est choisi en fonction du gaz destiné à être stocké dans celle-ci, de manière à obtenir une parfaite étanchéité.
L'enveloppe extérieure 4 vient recouvrir le réservoir formé par l'enveloppe intérieure 2. L'enveloppe 4 présente la forme d'une bulle. Contrairement à l'enveloppe intérieure 2, cette enveloppe extérieure 4 n'est pas une poche fermée, mais présente un bord libre 14 qui est fixé au sol à l'aide de cornières 16.
L'enveloppe extérieure 4 est par exemple réalisée en tissu enduit. Elle est maintenue en forme par pressurisation. Un ventilateur 18 relié à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 4 par l'intermédiaire dune conduite d'air 20 permet de maintenir une surpression à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 4.
Un registre de régulation 22 est prévu pour contrôler la pression régnant à l'intérieur de l'enveloppe extérieure 4. I1 s'agit de préférence d'un registre flottant. Ce registre 22 est avantageusement placé de façon à se trouver dans une position diamétralement opposée à la conduite d'air 20 du ventilateur 18.
L'espace laissé entre l'enveloppe intérieure 2 et l'enveloppe extérieure 4 est de préférence suffisant pour permettre le passage d'un homme. Une ouverture 24 est prévue à cet effet dans l'enveloppe extérieure. Des moyens non représentés, constitués par exemple par une porte en tissu, sont prévus. Ainsi, malgré l'ouverture 24, la pression peut être maintenue dans l'enveloppe extérieure 4. Lorsque personne rentre ou sort par l'ouverture 24, la chute de pression est faible et la forme de l'enveloppe extérieure 4 n'est pas affectée.
Des câbles 26, réalisés par exemple en acier, relient l'enveloppe intérieure 2 à l'enveloppe extérieure 4. Ces câbles sont fixés avantageusement sensiblement au niveau de l'équateur du réservoir 2 et fixent cet équateur à l'enveloppe extérieure 4. De tels câbles 26 sont régulièrement disposés tout autour de l'équateur du réservoir 2.
Un lest 28 est fixé sur le réservoir 2. I1 est placé de telle sorte qu'il se trouve au sommet de l'enveloppe intérieure 2 lorsque le réservoir est rempli de gaz.
Grâce à la présence des câbles 26 et du lest 28, la déformation de l'enveloppe intérieure 2, lorsque le réservoir se remplit ou se vide, est parfaitement maîtrisée. À chaque niveau de remplissage correspond une et une seule forme de l'enveloppe intérieure 2. L'altitude du lest 28 est une donnée qui permet de connaître la forme de l'enveloppe intérieure 2. I1 suffit alors de mesurer cette altitude pour connaître le niveau de remplissage du réservoir.
L'altitude du lest est mesurée à l'aide d'une sonde à ultra-sons 30. Cette sonde 30 est disposée avantageusement au sommet de l'enveloppe extérieure 4. Le lest présente la forme d'un disque qui est posé à plat sur l'enveloppe intérieure 2. Ce disque se trouve toujours en position sensiblement horizontale. Les ultra-sons émis par la sonde à ultra-sons 30 sont orientés verticalement vers le lest 28. I1 est ainsi possible de mesurer la distance séparant la sonde 30 du lest 28. La sonde 30 étant à une altitude constante, la mesure de la distance sonde 30-lest 28 permet de connaître l'altitude du lest 28. I1 est donc ainsi possible de déterminer le volume du réservoir.
La figure 1 montre le réservoir constitué par l'enveloppe intérieure 2 dans trois positions distinctes.
Une première position, la position médiane, est représentée en trait plein. Elle correspond à un réservoir rempli sensiblement à moitié. Au-dessus de ce trait plein est représenté une position aux trois quarts pleins du réservoir en traits mixtes. La position représentée à l'aide d'un pointillé représente le réservoir lorsqu'il est quasiment vide. À chacune de ces positions, comme pour toutes les autres positions intermédiaires, correspond une hauteur du lest 28. Que le réservoir se remplisse ou se vide, le lest 28 monte et descend toujours de la même manière. À chacune des positions du lest 28 correspond un volume de gaz enfermé dans le réservoir. La mesure de l'altitude du lest 28 permet ainsi de connaître le volume de gaz contenu dans le réservoir sans avoir besoin de demander à un observateur de passer par l'ouverture 24 pour regarder l'état du réservoir.
La mesure effectuée par la sonde à ultra-sons peut être retransmise à un poste de commande non représenté.
depuis ce poste de commande, il est aussi possible de commander l'alimentation du réservoir en gaz ou bien la sortie du gaz de ce réservoir. La sonde peut fonctionner en permanence et donner ainsi à tout instant la quantité de gaz présente dans le réservoir, ou bien elle peut aussi ne fournir cette information que sur la demande expresse d'un opérateur.
Grâce au câble 26 et au lest 28, la déformation du réservoir tant lors de son remplissage que de son vidage, est parfaitement maîtrisée. L'utilisation de moyens de mesure sans contact mécanique est avantageuse car elle permet d'augmenter la fiabilité du système.
Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la forme d'exécution décrite ci-dessus à titre d'exemple non limitatif ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes.
Ainsi par exemple, la liaison entre l'enveloppe intérieure et enveloppe extérieure est réalisée ici à l'aide de câbles métalliques. I1 est bien sûr envisageable d'utiliser d'autres moyens de liaison. Une bande s'étendant sur tout le pourtour de l'enveloppe intérieure et "boutonnée" sur la face intérieure de l'enveloppe extérieure pourrait également être utilisée. D'autres liaisons sont bien entendu envisageables. De même, dans l'exemple ci-dessus, la liaison entre l'enveloppe extérieure et l'enveloppe intérieure se fait au niveau de l'équateur de enveloppe intérieure. D'autre points d'attache peuvent être envisagés. Tous les points d'attache ne sont pas forcément à une même altitude.
Les moyens prévus pour détecter la position du lest pourraient être remplacés par des moyens optiques. On peut même envisager des moyens mécaniques connus de l'art antérieur utilisant par exemple un câble. La déformation du réservoir étant ici bien maîtrisée, l'utilisation d'un câble devient possible sans risque de coincement mécanique.
Claims (8)
1. Dispositif de stockage pour gaz, notamment pour bio-gaz, comportant une première enveloppe (2) intérieure étanche au gaz formant un réservoir et une seconde enveloppe (4) extérieure pressurisée, destinée à protéger la première enveloppe (2) des intempéries,
caractérisé en ce que la première enveloppe est munie d'un lest (28) et est reliée en plusieurs points à l'enveloppe extérieure, et en ce que des moyens (30) sont prévus pour détecter la position du lest (28) par rapport à une position de référence.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux enveloppes (2,4) sont de forme sensiblement sphériques.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enveloppe intérieure (2) est reliée à l'enveloppe extérieure (4) au niveau de sa zone équatoriale.
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'enveloppe intérieure (2) est reliée à l'enveloppe extérieure (4) à l'aide de câbles (26).
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le lest (28) est placé au sommet de la première enveloppe (4) lorsque cette dernière est remplie de gaz.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens permettant de détecter la position du lest (28) comportent une sonde à ultrasons (30).
7. Dispositif selon les revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la sonde à ultrasons (30) est placée au sommet de l'enveloppe extérieure (4).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la pressurisation de la seconde enveloppe est réalisée à l'aide d'un ventilateur (18) et en ce que la régulation de la pression régnant dans cette enveloppe (4) est assurée à laide d'un registre flottant (22).
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