FR2776364A1 - Dispositif d'alimentation electrique pour indicateur de niveau cryogenique - Google Patents

Dispositif d'alimentation electrique pour indicateur de niveau cryogenique Download PDF

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Abstract

a) L'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique pour indicateurs électroniques de niveau cryogénique. b) Dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un module thermoélectrique (2) formé d'un assemblage d'éléments semi-conducteurs entre deux semelles conductrices de la chaleur, ce module (2) étant relié à un dispositif de stockage d'électricité (7) alimentant l'indicateur de niveau 8. c) L'invention est appliquée à l'industrie concernant la fabrication de réservoirs de gaz liquide munis d'un indicateur électronique de niveau.

Description

l " Dispositif d'alimentation électrique pour indicateur de niveau
cryogénique " On connaît déjà des dispositifs d'alimentation électrique pour indicateur de niveau cryogénique destiné à équiper des réservoirs mobiles ou fixes de gaz
liquide munis d'un indicateur électronique de niveau.
o Les réservoirs mobiles de gaz liquide traditionnels utilisés notamment par des usagers nécessitant un complément respiratoire sont munis d'un indicateur de
niveau alimenté par des piles électriques.
L'inconvénient majeur de ces dispositifs d'alimentation traditionnels d'indicateur de niveau est dû aux coûts d'exploitation en raison du remplacement
i5 périodique des piles électriques alimentant les indicateurs de niveau.
La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient et se propose de trouver une source d'énergie générée par le réservoir, cette énergie étant
stockée de manière à rendre l'indicateur de niveau autonome électriquement.
A cet effet, I'invention concerne un dispositif d'alimentation électrique pour indicateur électronique de niveau cryogénique destiné à équiper des réservoirs mobiles ou fixes de gaz liquide munis d'un indicateur de niveau, dispositif d'alimentation caractérisé en ce qu'il comporte un module thermoélectrique formé d'un assemblage d'éléments semi-conducteurs entre deux semelles conductrices de la chaleur, ce module étant relié à un dispositif de stockage d'électricité alimentant l'indicateur de niveau, I'énergie électrique recueillie aux bornes du module étant obtenue en soumettant les faces des semelles du
module dites "face froide" et "face chaude" à des températures différentes.
Suivant cette caractéristique, le dispositif d'alimentation permet d'exploiter la différence de température entre le gaz liquide contenu dans le réservoir et l'air ambiant, cette exploitation se faisant en mettant en oeuvre un module
thermoélectrique semi-conducteur.
Ceci permet de rendre autonome l'indicateur de niveau puisque l'on recueille aux bornes du module thermoélectrique une tension électrique proportionnelle à la différence de température, cette tension étant appliquée au dispositif de
stockage alimentant l'indicateur de niveau.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un échangeur de température "face froide" traversé par le tube de remplissage en
gaz liquide du réservoir.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un échangeur de température maintenant la "face chaude" du module
1o thermoélectrique à la température ambiante.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comporte un
convertisseur élévateur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de stockage de l'électricité est constitué d'au moins un condensateur de forte capacité ou d'un accumulateur. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de stockage d'électricité est pourvu d'un connecteur relié à une source d'alimentation extérieure. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le module thermoélectrique est
formé par un groupe thermocouples reliés en série.
Enfin, suivant une autre caractéristique de l'invention, I'échangeur de température "face froide" est traversé par le tube de sortie délivrant le gaz
destiné à être utilisé notamment par inhalation.
La présente invention est illustrée à l'aide d'un mode de réalisation préférentiel selon lequel: - La figure unique est un schéma du dispositif d'alimentation électrique pour indicateur de niveau cryogénique Selon cette figure, le dispositif d'alimentation électrique (1) est monté sur un réservoir de gaz liquide. Le dispositif d'alimentation électrique (1) est composé notamment d'un module thermoélectrique (2) fixé sur un échangeur de température (10) traversé par un tube d'alimentation (3) en gaz liquide destiné
à remplir le réservoir mobile non représenté sur cette figure.
Le module thermoélectrique permet d'exploiter la forte différence de température existant entre le gaz liquide contenu dans le réservoir et l'air5 ambiant. Le module thermoélectrique (2) à semi-conducteur à effet PELTIER est traditionnellement utilisé comme pompe à chaleur en faisant traverser le module par un courant électrique, ce qui détermine l'absorption de calories sur l'une des faces du module (2) appelé "face froide", les calories étant rejetées sur l'autre face du module appelée "face chaude". L'effet PELTIER esto réversible si les faces du module thermoélectrique sont soumises à des températures différentes. Ainsi l'effet SEEBECK utilisé pour la mesure de températures par thermocouples permet de recueillir aux bornes (4, 5) du module thermoélectrique (2) une tension proportionnelle à la différence de température.
Le module thermoélectrique est formé d'un assemblage d'éléments semi-
conducteurs entre deux semelles conductrices de la chaleur. Il est surmonté
d'un dissipateur (6).
Les bornes (4 et 5) sont reliées à un dispositif de stockage de l'électricité (7)
lui-même alimentant en permanence l'indicateur de niveau (8).
Selon le dispositif d'alimentation (1), le module thermoélectrique (2) comporte un échangeur de température (10) appelé "face froide" traversé par le tube de
remplissage (3) en gaz liquide du réservoir.
Le module thermoélectrique (2) comporte également un échangeur de température (6) maintenant la "face chaude" du module thermoélectrique (2) à
la température ambiante.
Selon un mode de représentation préférentiel, il est prévu entre le module thermoélectrique et le dispositif de stockage (7) un convertisseur-élévateur (9). Ce convertisseur-élévateur est mis en place lorsque le module thermoélectrique (2) ne délivre pas une tension électrique suffisamment élevée. Suivant un mode de réalisation préférentiel, le dispositif de stockage 7 est constitué d'un condensateur de forte capacité car les accumulateurs
actuellement disponibles ont une durée de vie limitée.
Suivant un mode de réalisation susceptible d'être élaboré à partir du schéma du dispositif d'alimentation électrique (1) représenté sur cette figure, il est possible de remplacer le module thermoélectrique (2) par un groupe de thermocouples reliés en série. Il est possible d'avoir un passage du gaz dans le bloc échangeur (10) (face froide) du tube de sortie pour récupérer de l'énergie électrique pendant l'utilisation du réservoir de gaz liquide. Suivant le schéma du dispositif représenté dans cette figure, l'électricité n'est produite que
pendant le remplissage du réservoir en gaz liquide.
Il est également possible de prévoir, sur le dispositif de stockage d'électricité, o10 un connecteur fixé sur les bornes du dispositif de stockage pour l'alimentation
ou la charge à partir d'une source électrique extérieure.
Enfin il est possible, selon l'invention, de prévoir une forme d'échangeur (10) par exemple de section carrée comportant un module thermoélectrique sur chaque face. Il est possible également de prévoir le développement de modules thermoélectriques spécifiques, les dispositifs disponibles étant optimisés pour être utilisés en pompe à chaleur. Suivant ces développements de formes d'échangeurs et de modules thermoélectriques spécifiques, il est possible d'obtenir une tension de sortie plus élevée et de supprimer le
convertisseur-élévateur (9) du dispositif représenté sur la figure unique.
R E V E N D ICATIONS
1 ) Dispositif d'alimentation électrique pour indicateur électronique de niveau cryogénique destiné à équiper des réservoirs mobiles ou fixes de gaz liquide munis d'un indicateur de niveau, dispositif caractérisé en ce qu'il comporte un module thermoélectrique (2) formé d'un assemblage d'éléments semi-conducteurs entre deux semelles conductrices de la chaleur, ce module (2) étant relié à un dispositif de stockage d'électricité (7) alimentant l'indicateur de niveau (8), I'énergie électrique recueillie aux bornes du module (2) étant obtenue en soumettant les faces des semelles du module "face froide" et "face
chaude" à des températures différentes.
2 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à la revendication 1 caractérisée en ce qu'il comporte un échangeur de température "face froide" (10) traversé par le tube
de remplissage (3) en gaz liquide du réservoir.
3 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 2
caractérisé en ce qu'il comporte un échangeur de température maintenant la "face chaude" du module
thermoélectrique (2) à la température ambiante.
4 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 3
caractérisé en ce qu'il
comporte un convertisseur-élévateur (9).
) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 4
caractérisé en ce que le dispositif de stockage de l'électricité (7) est constitué d'au moins un
condensateur de forte capacité.
6 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 5
caractérisé en ce que le dispositif de stockage d'électricité (7) est pourvu d'un connecteur relié à une
source d'alimentation extérieure.
7 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 6
caractérisé en ce que le module thermoélectrique (2) est formé par un groupe de thermocouples
reliés en série.
8 ) Dispositif d'alimentation électrique conforme à l'une quelconque des
revendications 1 et 7
caractérisé en ce que l'échangeur de température "face froide" (10) est traversé par le tube de sortie
délivrant le gaz destiné à être utilisé notamment par inhalation.
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