FR2785362A1 - Procede et dispositif de fourniture d'appoint pour une installation de production instantanee d'azote, sous forme gazeuse, a partir d'air comprime - Google Patents

Abstract

- Régulation fonctionnelle d'une installation de production de gaz. - Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comprend: - un réservoir de secours (25) partiellement occupé par une masse (26) d'azote liquide surmontée d'un ciel gazeux (27) et maintenu sous conditions de température et de pression équilibrées,- un circuit de dérivation (30) branché sur la ligne d'alimentation et aboutissant par une branche (31) à la base du réservoir de secours et par une branche (32) au ciel dudit réservoir,- et une intercommunication (36) établie entre le circuit de dérivation et la ligne d'alimentation et contrôlée par un organe (37) à position de repos fermée, qui est sensible à la pression régnant dans ladite ligne et qui est réglé pour s'ouvrir dans le sens circuit (30) - ligne (1) lorsque ladite pression devient inférieure à la pression nominale. - Application à la fourniture d'azote.

Description

La présente invention est relative au domaine de la production de gaz comprimé destiné à alimenter un site de consommation et elle vise, plus particulièrement, la production d'azote sous forme gazeuse à partir d'air comprimé.

De telles installations sont connues et comportent généralement une unité de fourniture d'air comprimé qui est essentiellement constituée par un compresseur associé à un réservoir tampon.

Une telle unité est destinée à alimenter une unité de production d'azote qui peut faire intervenir plusieurs techniques connues telles que, par exemple, le recours à une membrane sélective, l'absorption sur silicate, etc.

En règle générale, une telle unité comprend également, à la suite du générateur, un réservoir tampon à partir duquel est tirée une ligne d'alimentation d'une installation de consommation ou d'un réseau de distribution.

De telles installations de production instantanée connaissent des limites de mise en service qui ressortissent aux puretés sélectives que chacune des techniques est à mme de produire.

Si de telles limites peuvent présenter un caractère négatif, en réalité la plus grande limitation de mise en oeuvre de telles installations provient de leur conception mme qui est de fournir, en instantané et à la demande, une production d'azote sous forme gazeuse afin de satisfaire les exigences du réseau de consommation.

La difficulté à surmonter provient en effet du caractère généralement aléatoire de la charge du réseau de consommation et de ses exigences de débit qui font naître en aval une fluctuation à laquelle l'installation de production instantanée doit, bien évidemment, s'adapter.

Pour régler un tel problème, il pourrait tre envisagé de concevoir l'installation de production instantanée de manière à lui conférer une capacité à mme de répondre de façon instantanée à l'exigence de débit maximal manifestée par le réseau de consommation.

Si l'adaptation à la forte demande est ainsi résolue, l'unité de production ainsi conçue connaît des régimes de fonctionnement insatisfaisants pour les exigences de consommation moindre, au point d'tre affectée d'un rendement médiocre alors que le coût d'installation est élevé.

Une variante d'une telle conception consiste à concevoir l'installation pour répondre à la demande maximale et à faire fonctionner toujours cette installation en régime maximal, en prévoyant, lorsque le débit consommé est inférieur à la fourniture instantanée maximale, la possibilité de stocker la production gazeuse excédentaire dans un réservoir tampon
Une telle installation est d'un coût d'implantation et de fonctionnement particulièrement élevé et plus encore lorsque les fluctuations de débit sont importantes et que le débit maximal du réseau de consommation est élevé.

L'objet de l'invention est de proposer une solution technique à mme de résoudre le problème ainsi posé par toutes les installations de production instantanée d'azote sous forme gazeuse.

L'objet de l'invention est de proposer des moyens techniques qui peuvent tre inclus lors d'une première conception d'installation, mais qui peuvent aussi tre adaptés sur une installation existante, de manière à disposer de conditions fonctionnelles plus appropriées, de meilleur rendement, de plus grande fiabilité, au total d'un mode fonctionnel à prix de revient intéressant.

Un autre objet de l'invention est de proposer des moyens techniques qui, tout en étant à mme de résoudre le problème ainsi posé, sont également capables de constituer une solution de secours et de relève fonctionnelle, lorsque par exemple l'unité de production d'air comprimé connaît un dysfonctionnement total temporaire, alors que la demande du réseau de consommation est établie.

Pour atteindre les objectifs ci-dessus, le procédé selon l'invention, du type consistant à produire et emmagasiner de l'azote en phase gazeuse comprimée dans un réservoir tampon raccordé à un réseau de consommation par une ligne d'alimentation équipée d'un régulateur de pression réglée à une pression nominale N, est caractérisé en ce :
-on constitue l'installation pour fournir une production maximale instantanée qui
corresponde à une moyenne de la demande du réseau de consommation,
-on adjoint à l'installation un réservoir de secours contenant de l'azote liquide,
maintenu à une pression voisine de la pression nominale,
-et selon que la demande dudit réseau est inférieure ou supérieure à ladite
production maximale instantanée :
-soit on dirige la phase gazeuse d'azote excédentaire produite par
l'installation pour l'introduire à la base du réservoir de secours,
-soit on prélève du ciel du réservoir de secours la phase gazeuse d'appoint
nécessaire pour compenser le déficit de la fourniture instantanée.

L'invention a encore pour objet un dispositif de fourniture d'appoint pour une installation comprenant une unité de fourniture d'air comprimé, une unité de production d'azote en phase gazeuse raccordée à t'unité de fourniture d'air comprimé, un réservoir tampon associé à l'unité de production d'azote et une ligne d'alimentation d'un réseau de consommation d'azote en phase gazeuse délivré à une pression nominale, un tel dispositif étant caractérisé en ce qu'il comprend :
-un réservoir de secours partiellement occupé par une masse d'azote liquide
surmontée d'un ciel gazeux et maintenu sous conditions de température et de
pression équilibrées,
-un circuit de dérivation branché sur la ligne d'alimentation et aboutissant par
une branche à la base du réservoir de secours et par une branche au ciel dudit
réservoir,
-et une intercommunication établie entre le circuit de dérivation et la ligne
d'alimentation et contrôlée par un organe à position de repos fermée, qui est
sensible à la pression régnant dans ladite ligne et qui est réglé pour s'ouvrir
dans le sens circuit-ligne lorsque ladite pression devient inférieure à la pression
nominale.

Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite ci-dessous en référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est un plan schématique d'installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention.

Les fig. 2 à 5 sont des plans schématiques analogues à la fig. 1, mettant en évidence des phases caractéristiques fonctionnelles propres au procédé et au dispositif selon l'invention.

Le procédé de fourniture d'appoint selon l'invention fait intervenir un dispositif désigné dans son ensemble par la référence I et adapté, à titre complémentaire, à une installation II de production instantanée d'azote en vue d'alimenter par une ligne 1 un réseau de consommation 2 réputé, par sa structure, son mode fonctionnel et/ou les exigences de mise en oeuvre, pour faire naître une demande fluctuante en débit de façon totalement aléatoire.

L'installation II comprend, en raison de son mode fonctionnel de production instantanée d'azote sous forme gazeuse, une unité 3 de production d'air comprimé qui peut faire l'objet d'une implantation localisée telle que dans une enceinte 4 matérialisée par une cloison ou un mur de séparation 5. L'unité de production d'air comprimé 3 comprend un compresseur 6 dont la sortie 7 communique avec un réservoir d'accumulation tampon 8.

Le fonctionnement du compresseur 6 peut tre asservi de manière automatique à une valeur de consigne de la pression régnant dans le réservoir 8 appréciée par exemple par un pressostat 9.

La sortie 7 est prolongée par un branchement 10 qui est destiné à alimenter une unité 11 de production d'azote à partir de l'air comprimé fourni par l'unité 3. L'unité de production d'azote 11, avantageusement disposée dans une enceinte 12 matérialisée par le mur ou la cloison 5 et par un mur ou une cloison équivalente 13, comprend un générateur d'azote 14 associé à des moyens 15 d'analyse et/ou de contrôle de ses conditions fonctionnelles. Le générateur 14 est, à titre d'exemple, avantageusement constitué par un système à membrane devant tre considéré comme connu en soi.

La sortie du générateur 14 est raccordée par une canalisation 16 à un réservoir tampon 17 dont le ciel est raccordé par une canalisation 18 à la ligne d'alimentation 1. La canalisation 18 est pourvue d'un régulateur de pression amont 19 généralement dénommé aussi déverser qui est, par principe, réglé à une valeur supérieure à une pression nominale
N établie dans la ligne d'alimentation 1 par un régulateur de pression aval r20. A titre d'exemple, la pression nominale est de 5,5 bar alors que la pression dans la canalisation 18 est établie au maximum à 6 bar.

Le dispositif I de l'invention, à mme d'assurer la mise en oeuvre du procédé de fourniture d'appoint, fait intervenir les moyens suivants.

Tout d'abord, il s'agit de disposer d'une installation dont la capacité de production instantanée maximale d'azote correspond à une moyenne de la demande exigée par le réseau de consommation. Par moyenne, il faut entendre un débit moyen calculé en fonction de la variation ou fluctuation des débits exigés par le réseau 2 pendant une unité de temps significative de fonctionnement.

Le dispositif comprend tout d'abord un réservoir dit de secours 25 destiné à contenir une masse 26 d'azote liquide sous des conditions de pression et de température équilibrées.

Ainsi, le réservoir 25 contient-il au-dessus de la masse liquide 26 une masse gazeuse qui occupe le ciel 27 du réservoir 25.

Pour que les conditions ci-dessus soient maintenues de façon optimale, le réservoir 25 comprend en réalité une capacité 28 contenant les phases liquide et gazeuse, ladite capacité étant doublée par une enveloppe 29 à fonction de protection, et notamment d'isolation thermique.

Le réservoir 25 est pourvu d'une tubulure de remplissage qui est accessible à partir de t'enveloppe 29 et qui permet de reconstituer chaque fois que cela est nécessaire la masse liquide 26 qui, dans des conditions de stockage normal, occupe 40 % du volume utile de la capacité 28.

Le dispositif comprend, par ailleurs, un circuit 30 dit de dérivation qui est branché au raccordement entre la ligne 1 et la canalisation 18 et en tout état de cause, en amont du régulateur de pression aval 20. Le circuit de dérivation 30 comprend une première branche 31 qui débouche à la base de la capacité 28 et une seconde branche 32 qui débouche dans le ciel 27 de la capacité 28. La branche 32 est contrôlée par un régulateur de pression amont 33 couramment dénommé déverser et qui est chargé par son réglage d'éviter que la pression du réservoir 25 ne chute en dessous d'un seuil incompatible avec l'alimentation du réseau. Le circuit de dérivation 30 traverse, par ailleurs, en amont des deux branches 31 et 32 un échangeur de chaleur 34 qui est, de préférence, du type à lit solide, de manière à établir entre ses tubulures 35, et 35b des conditions d'échanges progressifs comme cela apparaît dans ce qui suit.

L'échangeur de chaleur 34 est disposé entre les branches 31 et 32 et une intercommunication 36 qui est établie entre le circuit de dérivation 30 et la ligne 1 pour communiquer avec cette dernière en aval du régulateur de pression aval 20.

L'intercommunication 36 est pourvue d'un régulateur de pression aval qui est réglé à une pression inférieure à cette du régulateur 20 de manière à s'ouvrir lorsque la pression régnant dans la ligne 1 chute en dessous de la pression nominale.

La branche 31 comporte un clapet anti-retour 31, qui est placé au-delà du raccordement avec la branche 32 par rapport à l'échangeur 34.

La branche 31 est par ailleurs pourvue en dérivation d'un circuit d'alimentation de secours 38 contrôlé par un organe sensible 39 et aboutissant au branchement 10 duquel il peut tre isolé par une vanne d'arrt manuel 40. L'organe sensible 39 est avantageusement une électro-vanne dont le fonctionnement en ouverture est placé sous la dépendance du pressostat 9 L'organe sensible 39 peut aussi tre un organe sensible à seuil occupant une position de repos fermée. Le circuit d'alimentation de secours 38 est, en outre, pourvu d'un réchauffeur 41 par exemple du type atmosphérique qui est disposé entre la première branche 31 et l'organe sensible 39.

Le dispositif comprend, par ailleurs, une ligne 42 dite de maintien en pression de la capacité 28. Cette ligne 42 est branchée sur la canalisation 16 en amont du réservoir tampon 17 et aboutit à la branche 31 en étant équipée d'un régulateur de pression aval 43 à position de repos fermée et dont le déclenchement en ouverture intervient lorsque la pression effective dans la branche 31 descend en dessous de la pression nominale
Enfin, le dispositif comprend un circuit en boucle 44 d'auto-maintien en pression, dont les branches 45 et 46 s'ouvrent respectivement à la base et dans le ciel de l'enceinte 28. Les branches 45 et 46 sont raccordées à un réchauffeur 47 qui est disposé en amont d'un organe sensible 48 contrôlant l'ouverture du circuit en boucle 44. L'organe sensible 48 peut avantageusement tre une électro-vanne dont la commande en position d'ouverture est placée sous la dépendance du pressostat 9.

La fig. 1 correspond à un état fonctionnel dans lequel le réseau de consommation 2 n'émet aucune demande et dans lequel le réservoir 8 et le réservoir 17 sont au moins en partie occupés respectivement par de l'air comprimé sous pression et par de l'azote sous forme gazeuse sous pression. Dans un tel état, le réservoir de secours 25 est aussi rempli de la masse liquide maximale d'azote liquide surmonté du ciel gazeux 27.

La fig. 2 montre un cas type de fonctionnement dans lequel le réseau de consommation 2 émet une demande qui est inférieure à la capacité de production instantanée de l'installation lI par la mise par fonctionnement automatique de l'unité automatique et l'unité l'unité 11.

Dans un tel cas, la production d'azote gazeuse sous forme comprimée délivrée par l'unité 11 est en partie acheminée, à la pression nominale, par la ligne d'alimentation 1, alors que la fraction excédentaire emprunte le circuit de dérivation 30 pour traverser l'échangeur 34 par introduction par la tubulure 35..

La fraction excédentaire sous forme tiède relativement traverse donc le lit de l'échangeur 34 auquel elle cède progressivement une partie de ses calories avant tre acheminée et introduite par la base de l'enceinte 28 directement au sein de la masse d'azote liquide 26.

Pour cela, à la sortie de l'échangeur 34, la fraction excédentaire emprunte la branche 31 et se trouve empchée d'une circulation en retour par la ligne 42 en raison de la présence de l'organe 43 et en direction du circuit d'alimentation de secours 38 en raison de la fermeture de l'électro-vanne 39.

Par ce moyen, la fraction excédentaire gazeuse est stockée dans le réservoir de secours dans des conditions correspondant au caractère spécifique de !'azote dont la masse liquide permet une capacité d'absorption de l'ordre de 1 à 2,5 % selon les conditions de température et de pression établies.

Lorsque la demande de consommation s'interrompt, l'installation se rétablit dans un état d'arrt relevant des conditions selon la fig. 1.

Dans l'état fonctionnel selon la fig. 2 et compte tenu des conditions de consommation appelée par le réseau 2, il peut se faire que la demande subisse des fluctuations et que celles-ci exigent une production d'azote gazeuse sous pression supérieure à la capacité de production maximale instantanée de l'installation II.

La fig. 3 illustre un tel exemple qui fait intervenir le fonctionnement suivant.

Lorsque de telles conditions fonctionnelles interviennent, la pression dans la ligne d'alimentation l. chute en-dessous de la valeur nominale, alors que, simultanément, toute la phase gazeuse sous pression fournie et disponible à partir de la canalisation 18 emprunte uniquement cette ligne d'alimentation 1 en délaissant le circuit de dérivation 30.

De telles conditions provoquent l'ouverture de linter-communication 36 par le fonctionnement du régulateur 37, de sorte qu'il est admis dans la ligne d'alimentation 1 par la seconde branche 32 de l'azote sous forme gazeuse comprimée à la valeur nominale et fournie à partir du ciel 27. Il convient de remarquer sur la base de la fig. 3 que cette masse d'azote sous forme gazeuse est fournie à une température relativement basse et que par les moyens de l'invention, et notamment l'échangeur 34, cette masse gazeuse d'appoint est préalablement réchauffée avant son introduction dans la ligne 1 dans laquelle elle se trouve mélangée à la circulation d'azote sous forme gazeuse délivrée par l'unité 11. En effet, il peut tre constaté sur la base du schéma que la phase gazeuse issue du réservoir de secours 25 traverse l'échangeur 34 dans le sens inverse à celui précédemment évoqué en relation avec le cas de fonctionnement sous production excédentaire relativement à la fig. 2, de sorte que cette masse cède progressivement ses frigories au lit d'échange précédemment réchauffé pour tre remontée progressivement à une température convenable avec les conditions devant tre réunies pour assurer, de façon optimale, l'alimentation, par la ligne 1, du réseau de consommation 2.

L'examen comparatif des deux modes fonctionnels ci-dessus permet de mettre en évidence que dans la phase de production excédentaire, la partie excédentaire d'azote gazeux est introduite dans la masse liquide 26 après refroidissement préalable, ce qui permet de ne pas modifier fondamentalement la température d'équilibre de la masse liquide et de maintenir des conditions de stockage convenable malgré l'introduction de l'azote gazeux.

De mme, dans la phase de production déficitaire, la fraction gazeuse d'appoint est extraite du ciel 27 pour tre réchauffée ensuite progressivement de manière à maintenir des conditions optimales dans le réservoir de stockage 25 et éviter de la sorte une consommation inutile de la masse liquide 26 qui, autrement, pourrait tre soumise à vaporisation.

Dans ces deux modes fonctionnels, il est mis en oeuvre un seul et mme échangeur qui, dans le premier cas, emmagasine des calories et qui, dans le second, les cède avec à chaque fois une progressivité d'échange qui est favorable au maintien de conditions fonctionnelles appropriées du réservoir 25.

Il doit tre noté que les conditions qui viennent d'tre rappelées ci-dessus peuvent conduire à considérer que l'introduction de la phase gazeuse excédentaire dans le réservoir de secours peut avoir comme conséquence néfaste de polluer la masse liquide 26 dont la pureté est, en raison des conditions de production, toujours supérieure à celle de l'azote gazeux fourni par l'unité 11, quel que puisse tre le générateur d'azote mis en oeuvre. Une telle pollution correspond à un enrichissement de l'azote liquide en oxygène notamment.

Dans la situation double qui vient d'tre exposée, un tel problème de pollution n'a pas d'incidence pratique car les molécules polluantes restent piégées dans la masse liquide 26 et ne se trouvent pas incluses à la masse gazeuse du ciel 27, étant donné que dans la plupart, sinon tous les cas, l'azote connaît un point de volatilisation inférieur.

Le procédé de l'invention permet de prendre en compte un type de fonctionnement découlant de l'exemple selon la fig. 3 mais dans lequel la demande du réseau de consommation 2 est telle que la fourniture d'appoint, telle qu'elle vient d'tre décrite, conduit à un abaissement de la pression de la phase gazeuse occupant le ciel 27 du réservoir de stockage 25. Dans un tel cas, la pression régnant dans la branche 31 chute, de sorte que l'organe 43 ouvre la ligne de maintien en pression 42 qui permet, de dériver toute la production d'azote gazeux issu du générateur 14 pour la diriger vers la base de l'enceinte 28 sans passer par l'échangeur 34. Ainsi, la production de la phase gazeuse tiède directement issue du générateur 14 fait intervenir au sein de la masse liquide 26 une phase d'ébullition conduisant à une production gazeuse rétablissant la pression optimale proche de la valeur nominale dans le ciel 27 de l'enceinte 28.

Lorsque les conditions de pression optimales sont rétablies dans l'enceinte 28, le régulateur 43 se ferme, de sorte que la production instantanée du générateur 14 peut de nouveau tre dirigée vers la ligne d'alimentation 1.

Le procédé et le dispositif de l'invention sont également conçus pour prendre en compte un cas type de fonctionnement dans lequel le réseau de consommation 2 exige une fourniture d'azote gazeux alors que simultanément l'unité 3 connaît un dysfonctionnement, voire un arrt de production.

Dans un tel cas, la constatation de la chute de pression, à partir du pressostat 9 par exemple, conduit à commander l'ouverture de l'organe sensible 39 mettant en communication la première branche 31 avec le circuit d'alimentation de secours 38 via le réchauffeur 41. II va de soi que dans une telle éventualité, la vanne 40 doit alors tre ouverte.

En fonction des conditions optimales, notamment de pression régnant dans le réservoir de secours 25, de l'azote liquide emprunte alors naturellement la première branche 31, selon un sens de circulation inverse à celui qui est pris en compte en référence à la fig. 2. Cette circulation s'établit ensuite dans le circuit 38 avec passage dans le réchauffeur 41 qui est responsable d'une élévation de température de l'azote liquide circulant dans ce sens. L'ouverture de la vanne 40 permet alors d'admettre, en amont de l'unité 11, de l'azote en phases liquide et gazeuse mélangées, qui assure l'alimentation de l'unité 11 chargée de produire, comme dans les exemples décrits précédemment, l'azote sous forme gazeuse comprimée qui emprunte la ligne 1 pour alimenter le circuit 2.

Dans un tel type de fonctionnement, il peut se faire, que selon la demande, la pression dans le réservoir de stockage 25 descende en dessous de la valeur nécessaire au maintien des conditions optimales de production.

Dans un tel cas, le pressostat 9 apprécie cette chute de pression et commande l'organe sensible 48 de façon à autoriser une circulation d'azote liquide par la branche 45 dans le circuit en boucle 44, de manière à réaliser, par passage dans le réchauffeur 47, une vaporisation conduisant par la branche 46 la phase au moins pour partie gazeuse dans le ciel 27 en vue de rétablir les conditions de pression optimale.

Il pourrait tre objecté que dans le cas de fonctionnement ci-dessus, la fraction d'azote liquide fournie par le réservoir de secours 25 se trouve polluée par les fonctionnements antérieurs en mode excédentaire tels que pris en compte sur la base de la fig. 2.

A supposer qu'une telle réalité soit effective, l'introduction de la phase pour partie liquide et pour partie gazeuse en amont de l'unité 11 permet de rétablir, par le fonctionnement du générateur 14, un mode de fonctionnement produisant de l'azote gazeux dans les conditions de pureté initiale imposée.

Ainsi, selon le procédé et le dispositif de l'invention, il devient possible, avec une installation de production instantanée d'azote gazeux, de répondre dans tous les cas de figure, à la demande de consommation d'un réseau d'utilisation en ne prévoyant initialement qu'une installation de capacité moyenne correspondant aux exigences moyennes pouvant etre portées au compte de l'installation de consommation.

Des conditions d'investissement initiales plus appropriées peuvent donc en découler, de meme que des rendements de fonctionnement plus adaptés en prévoyant simplement d'associer l'installation de base au dispositif de fourniture d'appoint à mme de prendre en compte tous les cas de figure pouvant découler des exigences du réseau d'utilisation 2, qu'elles soient excédentaires ou déficitaires ou encore de conditions fonctionnelles inattendues de l'unité de production d'air comprimé, telles qu'un dysfonctionnement ou un arrt temporaire.

Les moyens selon l'invention peuvent tre considérés comme relevant de la technique connue de l'homme de métier dans la composition structurelle de chacun d'eux mais leur agencement combiné au sens de l'invention ainsi que leur application permettent de réaliser, soit une installation neuve répondant aux exigences fonctionnelles qui sont propres au réseau de consommation 2, soit une adaptation ou remise à niveau d'une installation existante dont les conditions de fonctionnement du réseau de consommation ont connu un accroissement des débits maximas exigés ou encore des fluctuations de ces débits.

L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés ci-dessus car diverses modifications peuvent y tre apportées sans sortir de son cadre. En particulier, il peut tre envisagé de prévoir entre le réchauffeur 41 et le réseau 2 une dérivation 50 (fig. 1) pourvue d'un organe de contrôle 51 pour mettre en relation directe, en cas d'arrt de fonctionnement du générateur, ce réseau avec le réservoir 25 pour court-circuiter le circuit 38. Il peut en effet se faire que si la présence de l'échangeur 34 favorise un enrichissement en oxygène de la phase liquide contenue dans le réservoir 25, un tel enrichissement reste compatible avec les exigences fonctionnelles de pureté étant donné que les réapprovisionnements dudit réservoir s'effectuent en azote liquide pour chaque fois que le seuil bas de remplissage atteint environ 40 %. Dans une telle situation, il est possible alors d'établir une alimentation directe du réseau 2 sans nécessairement purifier le liquide par passage au travers du générateur 14.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fourniture d'appoint pour une installation de production instantanée d'azote sous forme gazeuse à partir d'air comprimé, du type consistant à produire et emmagasiner de l'azote en phase gazeuse comprimée dans un réservoir tampon raccordé à un réseau de consommation par une ligne d'alimentation équipée d'un organe sensible réglé à une pression nominale N,

caractérisé en ce :

-on constitue l'installation pour fournir une production maximale instantanée

qui corresponde à une moyenne de la demande du réseau de consommation,

-on adjoint à l'installation un réservoir de secours contenant de l'azote liquide,

maintenu à une pression voisine de la pression nominale,

-et selon que la demande dudit réseau est inférieure ou supérieure à ladite

production maximale instantanée :

-soit on dirige la phase gazeuse d'azote excédentaire produite par

l'installation pour l'introduire à la base du réservoir de secours,

-soit on prélève du ciel du réservoir de secours la phase gazeuse d'appoint

nécessaire pour compenser le déficit de la fourniture instantanée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la pression dans la ligne d'alimentation et en ce qu'on raccorde cette ligne au ciel du réservoir de secours dès que cette pression passe en dessous de la pression nominale, afin de fournir à ladite ligne de l'azote en phase gazeuse en appoint de celui délivré par l'installation.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer la phase gazeuse excédentaire dans un échangeur de chaleur auquel ladite phase gazeuse cède une partie de ses calories avant son introduction dans le réservoir de secours.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer la phase gazeuse du ciel du réservoir de secours dans un échangeur de chaleur dans lequel ladite phase cède une partie de ses frigories avant d'emprunter la ligne d'alimentation.

5. Procédé selon la revendication 1,3 ou 4, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre un mme échangeur de chaleur du type à échange progressif qui est traversé dans un sens par la fraction excédentaire et dans le sens inverse par la phase d'appoint.

6. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on mesure la pression régnant dans le ciel du réservoir de secours et en ce qu'on admet directement dans la phase liquide la phase gazeuse tiède produite de façon instantanée, dès que cette pression passe en dessous de la pression nominale

7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on mesure la pression d'air comprimé dans la partie amont de l'installation de production instantanée d'azote sous forme gazeuse et en ce qu'on raccorde ladite partie amont à la base du réservoir de secours dès que cette pression chute en-deçà d'une valeur de consigne pour fournir à ladite installation de l'azote en phases liquide et gazeuse mélangées issu du réservoir de secours.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'on fait passer l'azote issu du réservoir de secours dans un réchauffeur préalablement à son introduction en amont de l'installation.

9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'on maintient la pression nominale dans le ciel du réservoir de secours par la mise en service, dès que la pression réelle chute en-dessous de la valeur nominale, d'un circuit d'auto-maintien en pression prélevant de l'azote en phase liquide à la base du réservoir de secours pour le faire passer dans un réchauffeur avant de l'admettre dans le ciel dudit réservoir.

10. Dispositif de fourniture d'appoint pour une installation de production instantanée d'azote sous forme gazeuse à partir d'air comprimé, installation comprenant une unité (3) de fourniture d'air comprimé, une unité (11) de production d'azote en phase gazeuse raccordée à l'unité de fourniture d'air comprimé, un réservoir tampon (17) associé à l'unité de production d'azote et une ligne (1) d'alimentation d'un réseau (2) de consommation d'azote en phase gazeuse délivré à une pression nominale,

caractérisé en ce que le dispositif comprend :

-un réservoir de secours (25) partiellement occupé par une masse (26) d'azote

liquide surmontée d'un ciel gazeux (27) et maintenu sous conditions de

température et de pression équilibrées,

-un circuit de dérivation (30) branché sur la ligne d'alimentation et aboutissant

par une branche (31) à la base du réservoir de secours et par une branche (32)

au ciel dudit réservoir,

-et une intercommunication (36) établie entre le circuit de dérivation et la ligne

d'alimentation et contrôlée par un organe (37) à position de repos fermée, qui

est sensible à la pression régnant dans ladite ligne et qui est réglé pour s'ouvrir

dans le sens circuit (30)-ligne (1) lorsque ladite pression devient inférieure à

la pression nominale.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le circuit de dérivation (30) traverse un échangeur de chaleur (34) qui est disposé entre le réservoir de secours (25) et l'intercommunication (36).

12. Dispostif selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'échangeur (34) est du type à lit solide établissant un facteur d'échange progressif entre ses tubulures (35a) et (35b) de raccordement au circuit de dérivation (30).

13. Dispositif selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que le circuit de dérivation (30) comprend une première branche (31) menant à la base du réservoir de secours et une seconde branche (32) raccordée au ciel dudit réservoir, lesdites branches étant établies au-delà de l'échangeur (34) par rapport à l'intercommunication (36).

14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la seconde branche (32) du circuit de dérivation est contrôlée par un régulateur de pression amont (33)

15. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la première branche (31) est raccordée à une ligne (42) de maintien en pression qui est issue de l'unité de production d'azote en amont du réservoir tampon et qui est contrôlée par un organe (43) à position de repos fermée et dont le déclenchement en ouverture dans le sens ligne (42)branche (31) intervient lorsque la pression effective dans ladite branche équivaut à la valeur de la pression nominale.

16. Dispositif selon l'une des revendications 10,11,13,15, caractérisé en ce que le circuit de dérivation (30) comprend une première branche (31) raccordée à un circuit d'alimentation de secours (38) branché en amont de l'unité (11) de production d'azote en phase gazeuse.

17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de secours (38) est contrôlé en ouverture par un organe sensible (39) placé sous la dépendance d'un capteur (9) mesurant la pression régnant dans l'unité de fourniture d'air comprimé (3).

18. Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de secours (38) est pourvu d'un réchauffeur (41).

19. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le réservoir de secours (25) comporte un circuit en boucle (44) d'auto-maintien en pression, établi entre la base et le ciel du réservoir et pourvu d'un réchauffeur (47).

20. Dispositif selon la revendication 19, caractérisé en ce que le circuit en boucle est contrôlé en ouverture par un organe sensible (48) placé sous la dépendance d'un capteur (9) de la pression régnant dans l'unité de fourniture d'air comprimé (3).