FR2981338A1

FR2981338A1 - Procede et dispositif de delivrance, en dehors d'un reservoir, d'un agent liquide ou gelifie

Info

Publication number: FR2981338A1
Application number: FR1159218A
Authority: FR
Inventors: Jean-Philippe Goudon; Pierre Yvart; Antoine Iffly; Laurent Lecardonnel; Xavier Roser
Original assignee: Thales SA; SME SA
Current assignee: Thales SA; ArianeGroup SAS
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-04-19
Anticipated expiration: 2031-10-12
Also published as: FR2981338B1

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de délivrance d'un agent liquide ou gélifié (8) à partir d'un réservoir (6) contenant ledit agent (8). Elle concerne également un dispositif (20) convenant à la mise en oeuvre dudit procédé. Ledit procédé comprend la pressurisation, via un organe mobile imperméable (10), dudit agent (8) sous l'action d'un gaz de pressurisation (G), et il est caractérisé en ce que ledit gaz de pressurisation (G) est généré, au sein dudit réservoir (6), par chauffage d'un liquide précurseur (L) ; ledit liquide précurseur (L) ayant une pression de vapeur saturante supérieure à celle dudit agent (8) dans les conditions de température régnant au sein dudit réservoir (6).

Description

La présente invention a pour objet un procédé de délivrance d'un agent liquide ou gélifié, en dehors d'un réservoir contenant ledit agent ; ledit procédé de délivrance comprenant la pressurisation dudit réservoir. La présente invention concerne également un dispositif convenant à la s mise en oeuvre dudit procédé de délivrance. L'invention trouve tout particulièrement application dans les contextes des procédés de propulsion et des procédés d'extinction, lesdits procédés nécessitant une délivrance d'un agent liquide ou gélifié contenu dans un réservoir. 10 Il est connu de pressuriser un réservoir contenant un agent liquide ou gélifié, pour la délivrance dudit agent, au moyen d'une réserve de gaz sous pression permanente. La réserve de gaz sous pression est, soit contenue dans le réservoir, soit externe et connectée au réservoir. Ce procédé, bien que largement répandu, présente des inconvénients. Une 15 réserve de gaz sous pression permanente nécessite une maintenance de contrôle et peut présenter des dangers d'explosion. La pression dans la réserve de gaz variant avec la température, la plage de température d'utilisation de ladite réserve de gaz est par conséquent limitée. De plus, lors de la délivrance de l'agent hors du réservoir, le volume disponible 20 pour le gaz augmente et sa pression diminue donc dans la réserve, entraînant une variation du débit de délivrance de l'agent. Il est aussi connu de pressuriser un réservoir contenant un agent liquide ou gélifié au moyen de gaz générés par un générateur de gaz pyrotechnique. A ce propos, on peut se référer à l'enseignement de la 25 demande de brevet WO 2008/025930. Cette technologie permet de s'affranchir des inconvénients d'une réserve de gaz sous pression. Cependant, un réservoir pressurisé par un générateur de gaz pyrotechnique présente impérativement une architecture particulière, et il n'est pas concevable de modifier des réservoirs existants, conçus pour 30 être pressurisés par une réserve de gaz sous pression permanente, afin de les rendre utilisables avec un générateur de gaz pyrotechnique (comme source de gaz de pressurisation). L'homme du métier est donc à la recherche d'un procédé de pressurisation d'un réservoir contenant un agent liquide ou gélifié, pour la 35 délivrance dudit agent ; procédé n'utilisant pas une réserve de gaz sous pression permanente ni un générateur de gaz pyrotechnique, et pouvant facilement être mis en oeuvre avec des réservoirs (renfermant ledit agent) conçus pour être pressurisés avec une réserve de gaz sous pression. Selon son premier objet, l'invention concerne un procédé de délivrance d'un agent liquide ou gélifié à partir d'un réservoir contenant ledit agent. Ledit procédé, comme les procédés de l'art antérieur rappelés ci-dessus, comprend la pressurisation, via un organe mobile imperméable (aux liquides et aux gaz), dudit agent sous l'action d'un gaz de 10 pressurisation. Toutefois, selon ledit procédé, de façon caractéristique, le gaz de pressurisation est généré au sein dudit réservoir, par chauffage d'un liquide précurseur ; ledit liquide précurseur ayant une pression de vapeur saturante supérieure à celle dudit agent dans les conditions de 15 température régnant au sein dudit réservoir. De façon caractéristique, le gaz de pressurisation est généré in situ à partir d'un liquide précurseur, contenu dans le réservoir et on comprend que le principe de fonctionnement du procédé repose sur le choix dudit liquide précurseur, dont la pression de vapeur saturante est supérieure à 20 celle dudit agent dans les conditions de température régnant dans le réservoir. En effet, on comprend qu'il est obligatoire de générer le gaz de pressurisation à partir du liquide précurseur et ce, sans rechercher a priori la transformation liquide / gaz ou gel / gaz dudit agent. Notons toutefois qu'il n'est pas exclu qu'une telle transformation, non recherchée, dudit 25 agent ait lieu dans les conditions énoncées. Dans l'absolu, on souhaite minimiser toute altération dudit agent, lors de la génération in situ du gaz de pressurisation. Si l'échauffement du liquide précurseur est susceptible de conduire, par exemple, par conduction thermique dans le réservoir, à un échauffement en parallèle dudit agent, on choisit alors ledit liquide de 30 telle sorte que l'échauffement nécessaire à sa vaporisation, pour la mise en oeuvre du procédé, n'entraîne pas une augmentation de température dudit agent susceptible de le décomposer. Selon le procédé de l'invention, le gaz de pressurisation responsable, de façon classique, de la délivrance de l'agent, est obtenu de façon originale : par chauffage d'un liquide précurseur au sein du réservoir. On a bien évidemment compris que le procédé de l'invention est mis en oeuvre dans des conditions de température et pression, en deçà du point triple, sur la courbe d'équilibre liquide / vapeur du liquide précurseur, avec vaporisation partielle dudit liquide précurseur. Le procédé de l'invention, tel que caractérisé ci-dessus, peut notamment se décliner en les étapes successives ci-après : - la mise à disposition d'un réservoir dont le volume interne (Vi) est 10 séparé, de manière étanche, par un organe mobile imperméable (imperméable aux liquides et aux gaz), en un premier volume (V1) et un second volume (V2), complémentaire dudit premier volume (V1) (Vi = V1 + V2) ; chacun desdits volumes (V1,V2) étant équipé d'au moins une ouverture avec moyens d'obturation, les moyens d'obturation de 15 l'ouverture ou d'au moins l'une des ouvertures dudit premier volume (V1) étant susceptibles de s'effacer (plus particulièrement sous l'effet de la pression ou d'une ouverture commandée) ; - le remplissage dudit premier volume (V1) du réservoir, via ladite au moins une ouverture dudit premier volume (V1), avec l'agent destiné à 20 être délivré à partir dudit réservoir, suivi de l'obturation de ladite au moins une ouverture ; - l'obtention dudit second volume (V2) obturé rempli, totalement ou partiellement, d'un liquide précurseur du gaz de pressurisation ; - le chauffage dudit liquide précurseur dans des conditions qui assurent sa 25 vaporisation pour la génération du gaz de pressurisation ; - la pressurisation dudit agent sous l'action dudit gaz de pressurisation (au travers dudit organe mobile imperméable) et l'effacement desdits moyens d'obturation de ladite ouverture ou d'au moins une desdites ouvertures dudit premier volume (V1), et 30 - la délivrance dudit agent pressurisé via ladite ou au moins une desdites ouvertures. On a compris que les qualificatifs de « premier » et « second » volumes sont arbitraires mais que l'un desdits volumes (dit présentement second volume) renferme le liquide précurseur (du gaz de pressurisation) 35 et est susceptible d'être chauffé pour la vaporisation in situ dudit liquide tandis que l'autre (dit présentement premier volume) renferme l'agent à délivrer et est susceptible de s'ouvrir pour la délivrance dudit agent. Le réservoir utilisé peut tout-à-fait être du type de ceux utilisés selon l'art antérieur avec une réserve de gaz sous pression permanente. L'organe mobile imperméable (séparant le volume interne du réservoir en les deux premier et second volumes) peut être constitué d'une membrane souple appelée à se déformer dans ledit réservoir (sous l'action du gaz de pressurisation) ou d'un piston appelé à coulisser dans ledit réservoir (sous l'action du gaz de pressurisation) ou d'un soufflet, par exemple en métal, 10 appelé à se déployer dans ledit réservoir (sous l'action du gaz de pressurisation). L'obtention dudit second volume (V2) obturé rempli, totalement ou partiellement, d'un liquide précurseur du gaz de pressurisation peut notamment être mise en oeuvre selon deux variantes. Selon une première 15 variante, ledit second volume est rempli (« directement ») avec le liquide précurseur, à partir d'une réserve en ledit liquide précurseur. A cette fin de remplissage, au moins une ouverture dudit second volume est ouverte puis obturée. Selon une autre variante, le liquide précurseur est obtenu par liquéfaction d'un gaz ; ladite liquéfaction étant mise en oeuvre au sein 20 dudit réservoir, plus précisément du second volume dudit réservoir. Plus exactement, le remplissage dudit second volume, via au moins une ouverture, est mis en oeuvre avec un gaz liquéfié par surpression (pour générer le liquide précurseur) ; ladite au moins une ouverture étant ensuite obturée. 25 Le chauffage du liquide, destiné à assurer la vaporisation dudit liquide, peut notamment être un chauffage par effet Joule (réalisé par exemple au moyen de résistances électriques disposées sur la surface externe du réservoir ou à l'intérieur du réservoir) ou par échange avec un fluide caloporteur (réalisé par exemple à l'aide d'un circuit de liquide 30 caloporteur disposé sur la surface externe du réservoir ou à l'intérieur du réservoir). Un générateur de gaz chaud, pyrotechnique ou du type chalumeau, peut aussi être utilisé pour chauffer le réservoir. Lorsque le procédé est mis en oeuvre dans le cadre d'une application libérant de l'énergie thermique, pour l'alimentation d'un moteur de fusée ou d'une 35 turbine thermique par exemple, l'énergie thermique libérée lors de ladite application peut être en partie utilisée pour le chauffage dudit réservoir. On a compris que le chauffage en cause, qui a pour fonction de vaporiser le liquide précurseur, - chauffage dudit liquide précurseur, plus précisément que chauffage du réservoir - est principalement, voire (quasi) exclusivement, celui du volume (V2) (du réservoir) renfermant ledit liquide précurseur. Avantageusement, les moyens de chauffage sont agencés à l'extérieur du réservoir (généralement, au niveau de la surface externe du volume (V2) refermant le liquide précurseur). Les moyens d'obturation de l'ouverture ou d'au moins une des ouvertures du premier volume (ouverture(s) destinée(s) à s'ouvrir pour la délivrance de l'agent) peuvent consister en une membrane frangible se rompant sous l'effet de ladite pressurisation. Ils peuvent aussi être constitués d'une vanne commandée. Il est alors possible d'interrompre la délivrance dudit agent, en fermant ladite vanne.

Comme indiqué ci-dessus, l'organe mobile imperméable peut consister en une membrane souple, un piston ou un soufflet. En fin de délivrance de l'agent, un tel organe mobile peut être perforé. Ainsi, l'ouverture du premier volume ou au moins l'une des ouvertures du premier volume peut être munie d'un couteau apte à assurer la perforation de l'organe mobile lorsque celui-ci entre en contact avec celle(s)-ci en fin de délivrance dudit agent. La perforation de l'organe mobile permet la délivrance du gaz de pressurisation et du liquide précurseur résiduel (non gazéifié). Pour certaines applications, la délivrance desdits gaz de pressurisation et dudit liquide précurseur résiduel peut avoir un rôle fonctionnel (par exemple assurer une queue de poussée pour une application propulsive, ou contribuer à l'effet d'extinction pour un extincteur). En tout état de cause, elle permet de récupérer un réservoir vide, dépressurisé, après fonctionnement. Lorsqu'il est souhaité que la délivrance de l'agent soit à débit constant, notamment pour des applications propulsives, la pressurisation du réservoir doit être maintenue constante pendant toute la phase de délivrance dudit agent. Le liquide précurseur est tout d'abord pressurisé à une pression P qui conduit au débit voulu pour la délivrance dudit agent. Puis, pour la délivrance dudit agent à ce même débit, le chauffage dudit liquide est piloté, la température de celui-ci est imposée et constante de telle sorte que sa pression de vapeur saturante reste égale la pression P, c'est-à-dire que ledit liquide est maintenu sur sa courbe de pression de vapeur saturante à la pression P pendant la délivrance dudit agent. La pression P dans le réservoir est alors constante, assurant la délivrance dudit agent à débit constant, ledit liquide se vaporisant à la pression P au fur et à mesure de l'augmentation dudit volume résiduel liée au déplacement dudit organe mobile. Le procédé de l'invention trouve son principal débouché dans le domaine de la propulsion par réaction, utilisant des ergols ou monergols liquides ou gélifiés, injectés dans un moteur muni d'une tuyère. Sur les petits moteurs, tels que les moteurs de mise en orbite ou de désorbitation de satellites, le procédé de l'invention permet des gains sensibles de performance (voir l'exemple ci-après). Le procédé de l'invention est en fait avantageusement mis en oeuvre pour l'alimentation d'un propulseur ou d'un extincteur. L'agent destiné à être délivré du réservoir est, comme indiqué ci-dessus, un liquide ou un gel. Les agents liquides concernés sont plus particulièrement les ergols liquides stockables utilisés dans le domaine de la propulsion, tels que l'hydrazine, le peroxyde d'azote, le tétraoxyde d'azote, le protoxyde d'hydrogène, l'acide nitrique, les polysilanes, les solutions aqueuses de nitrate d'hydroxyiammonium (HAN), de dinitroamidure d'ammonium (ADN), de nitroformiate d'ammonium, le nitrate de triéthanolammonium (TEAN), la monométhylhydrazine.

Lorsque l'agent est un gel, il peut s'agir, dans le domaine de la propulsion, d'un gel du type de ceux décrits dans les demandes de brevet US 3,751,311 ou US 2006/0254683. Concernant le liquide précurseur du gaz de pressurisation, l'homme du métier sait choisir, en fonction de l'agent à délivrer, le liquide adéquat.

On a compris que la pression de vapeur saturante dudit liquide doit toujours être supérieure à celle dudit agent dans les conditions de température du procédé. Il n'est ainsi pas exclu, si ledit deuxième volume du réservoir est quasi adiabatique, c'est-à-dire si le chauffage dudit liquide n'entraîne pas d'échauffement dudit agent,que ledit liquide et ledit agent soient identiques.

De façon avantageuse, ledit liquide est choisi parmi ceux ne présentant pas de caractère corrosif et/ou réactif avec ledit agent (ce pour éviter tout risque de réaction en cas de fuite). Avantageusement, ledit liquide est aussi choisi parmi ceux présentant une faible capacité calorifique de façon à limiter l'énergie à apporter pour son échauffement en vue de sa vaporisation. De façon nullement limitative, on peut indiquer ici que le procédé de l'invention, notamment dans un contexte de propulsion, est avantageusement mis en oeuvre pour la délivrance d'hydrazine (agent) 10 sous l'action de propane, gaz de pressurisation généré in situ à partir de propane liquide. Selon son deuxième objet, l'invention concerne un dispositif convenant à la mise en oeuvre de son premier objet, i.e. un dispositif convenant à la mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. 15 Ledit dispositif comprend un réservoir dont le volume interne (Vi) est séparé, de manière étanche, par un organe mobile imperméable (aux liquides et aux gaz), en un premier volume (V1) et un second volume (V2), complémentaire dudit premier volume (V1) (Vi = V1 + V2) ; chacun desdits volumes (V1,V2) étant équipé d'au moins une ouverture avec 20 moyens d'obturation, le premier (V1) desdits volumes (V1, V2) étant également équipé de moyens de chauffage et les moyens d'obturation de l'ouverture ou d'au moins l'une des ouvertures du second volume (V2) étant susceptibles de s'effacer. On comprend qu'ici aussi les qualificatifs de « premier » et 25 « second » volumes sont arbitraires... Pour des précisions sur les moyens en cause (organe mobile imperméable, moyens d'obturations susceptibles de s'effacer...), on peut se référer à la description du procédé ci-dessus. On réalise que le réservoir dudit dispositif est du type des réservoirs 30 selon l'art antérieur, associés à une réserve de gaz sous pression permanente mais qu'il n'est pas, lui, de façon caractéristique, associé à une telle réserve de gaz. Ledit réservoir n'est pas non plus associé à un générateur de gaz pyrotechnique. Il est par contre associé, à l'un des volumes dudit réservoir (celui destiné à renfermer le liquide précurseur du 35 gaz de pressurisation), des moyens de chauffage. On a vu ci-dessus que lesdits moyens de chauffage (résistances électriques, circuit de liquide caloporteur, par exemple) sont avantageusement agencés à l'extérieur du réservoir. On insiste ici sur le fait que le réservoir du dispositif de l'invention est destiné à contenir, pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, un liquide ou un gel dans son premier volume et un liquide (destiné à être vaporisé) dans son second volume ; les liquides en cause pouvant être de même nature ou de nature différente. Le dispositif de l'invention est avantageusement utilisé pour l'alimentation d'un propulseur (moteur) ou d'un extincteur ; une canalisation reliant au moins une des ouvertures du premier volume avec moyens d'obturation effaçables à un tel propulseur ou extincteur. L'invention concerne également les propulseurs et extincteurs munis d'au moins un dispositif selon l'invention (pour leur alimentation).

L'invention est maintenant décrite, sous ses aspects de procédé et de dispositif, de façon nullement limitative, en référence aux figures annexées. La figure 1 illustre une première variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention.

La figure 2 illustre une seconde variante de mise en oeuvre du procédé de l'invention. Ces deux variantes sont mises en oeuvre au sein d'un dispositif de l'invention. Sur la figure 1, on a montré, lors de deux étapes, C) et 0, du procédé de l'invention, un dispositif de l'invention 20 monté en amont d'un moteur 1 avec tuyère 2, pour l'alimentation dudit moteur 1 en un agent liquide ou gélifié (hydrazine, par exemple) 8. Ledit dispositif 20 est relié audit moteur 1 par une canalisation 3. Ledit agent 8 est destiné à être délivré par une vanne commandée 4' agencée au niveau d'une ouverture 4 du réservoir 6 (dudit dispositif 20) renfermant ledit agent 8. Ledit réservoir 6 contient donc dans un premier volume V1 muni de ladite ouverture 4 ledit agent 8, destiné à être injecté dans le moteur 1, et, dans un second volume V2 (complémentaire du premier volume Vi: Vi = V1 + V2), séparé du premier volume V1 par une membrane imperméable (aux liquides et aux gaz) souple 10, un liquide L (précurseur du gaz de pressurisation G) destiné à être vaporisé in situ pour assurer la pressurisation du réservoir 6 (et donc la délivrance de l'agent 8). Selon les configurations de motorisation (propulsion à réaction liquide oxydant / réducteur, propulsion hybride liquide / gaz), le moteur peut aussi être relié à d'autres réservoirs (non représentés) de stockage d'ergols ou à des générateurs de gaz pyrotechniques au moyen d'un autre ou de plusieurs autres conduits 12. Le dispositif 20 est équipé de moyens de chauffage 13 du second volume V2 du réservoir 6. Selon la variante de dispositif 20 représentée, lesdits moyens de chauffage 13 consistent en des rubans de résistances électriques couvrant la surface externe du second volume V2 du réservoir 6. Selon la variante de procédé illustrée sur cette figure 1, le second volume V2 du réservoir 6 a été préalablement rempli (« directement », à partir d'une réserve de liquide L (non représentée)) du liquide précurseur L via l'ouverture 5 dudit second volume V2. A l'issue de ce remplissage, ladite ouverture 5 a été obturée par les moyens d'obturation 5'. Le montage - dispositif de l'invention 20 + moteur 1 - est alors tel que montré sur la partie gauche de la figure 1, en l'étape C.), du procédé ; les moyens de chauffage 13 étant inactivés. En l'étape du procédé (illustrée sur la partie droite de la figure 1, après ouverture de la vanne 4'), les moyens de chauffage 13 ayant été activés, le liquide précurseur L se vaporise au sein du second volume V2 du réservoir 6 et génère le gaz de pressurisation G. Sous l'action dudit gaz 25 de pressurisation G, la membrane 10 se déforme et l'agent 8 est pressurisé. Au-delà d'un seuil de pressurisation fixé, la vanne 4' s'ouvre et le liquide 8 pressurisé est délivré (au moteur 1, via la canalisation 3). Sur la figure 2, on retrouve les mêmes étapes (,) et du procédé de l'invention, mises en oeuvre au sein d'un dispositif 20 de l'invention. 30 Toutefois, selon la variante de procédé illustrée, le réservoir 6 n'a pas été « directement » rempli avec le liquide précurseur L. Ledit liquide précurseur L est obtenu au sein du volume V2 dudit réservoir 6 à partir d'un gaz GO liquéfié par surpression. On a illustré cette (pré-) étape e du procédé sur la partie droite de la figure 2. La réserve de gaz GO 35 (précurseur du liquide L, lui-même précurseur du gaz de pressurisation G) est référencée 14, le sur-presseur 15. Les moyens d'obturation 5' de l'ouverture 5 sont mis en place à l'issue du remplissage à partir de la réserve 14. Le liquide L, dans le volume V2, est alors chauffé par les moyens de chauffage 13...

L'exemple ci-dessous illustre le fonctionnement, conformément au procédé de l'invention selon la figure 1, d'un dispositif du type de celui schématisé sur la figure 1, dans un contexte de propulsion d'un satellite (remise en orbite, désorbitation) ou d'une sonde spatiale. La propulsion est assurée par l'éjection via les moteurs munis de tuyères de gaz résultant de la décomposition d'hydrazine (N2H4 = ergol = agent liquide 8). Les moteurs sont en effet munis d'un lit catalytique d'iridium métallique assurant la décomposition exothermique de l'hydrazine en ammoniac, diazote et dihydrogène. Typiquement, la pression recherchée pour l'injection de l'hydrazine dans le moteur est de 22 bars. L'hydrazine tend à se décomposer, à une telle pression, à des températures supérieures à 60°C. Il a donc été recherché un liquide précurseur (L) des gaz de pressurisation (G) pouvant être utilisé selon le procédé de l'invention à une température inférieure ou égale à 60°C. Le propane, liquide à cette pression de 22 bars, ayant un point d'équilibre de changement d'état liquide/gaz à une température de 60°C, est donc adapté pour être utilisé en tant que liquide précurseur des gaz de pressurisation. Le tableau I. ci-après montre les résultats de calculs relatifs à la mise en oeuvre du procédé de l'invention pour un couple liquide/agent consistant en lesdits propane / hydrazine. Ces résultats sont à comparer avec ceux obtenus selon le procédé de l'art antérieur, consistant à utiliser un réservoir d'azote sous pression permanente (pour une injection similaire d'hydrazine dans un moteur à tuyère muni d'un lit catalytique pour la décomposition de l'hydrazine). Conformément aux données du tableau 1, le volume du réservoir est de 204,60 litres, sa masse est de 14,8 kg ; sa pression de service est de 22 bars. Ledit réservoir contient 154 kg d'hydrazine (N2H4) à délivrer ; ces 154 kg occupant initialement 75% du volume du réservoir.

Selon la méthode de l'art antérieur, utilisant un réservoir d'azote sous pression permanente, (méthode qui constitue la référence du tableau 1), les 25% restant du volume du réservoir sont occupés initialement par de l'azote gazeux sous une pression de 22 bars, ce qui représente une masse de 5,174 kg d'azote. La masse initiale totale du réservoir renfermant l'azote sous pression et l'hydrazine est donc alors de 173,97 kg. Lorsque l'hydrazine est délivrée, le volume disponible pour l'azote contenu dans le réservoir augmente et la pression d'azote chute en conséquence. Le débit d'hydrazine chute donc au fur et à mesure de la 10 délivrance de ladite hydrazine, et donc de la pression dans le moteur. L'impulsion spécifique du moteur diminue donc au fur et à mesure de la délivrance de l'hydrazine. L'impulsion moyenne pour une détente dans le vide calculée pendant la phase de délivrance de l'hydrazine est de 200 s. Un tel système, si l'on ne tient compte que de la masse du réservoir et de 15 son contenu, accroît sa vitesse de 4247 m/s en fin de délivrance de l'hydrazine. Selon le procédé de l'invention, les 25% restant du volume du réservoir (soit 51,15 I) contiennent 17,9 I de propane liquide pressurisé à 22 bars et porté à 60 °C. La masse de propane initiale est ainsi de 20 7,154 kg. Cette masse de propane portée à 60°C est juste suffisante pour assurer une pressurisation du réservoir à 22 bars pendant toute la phase de délivrance de l'hydrazine. La masse initiale totale du réservoir renfermant le propane sous pression et l'hydrazine est donc alors de 175,95 kg. Le réservoir de propane est considéré comme adiabatique. Lors 25 de la délivrance de l'hydrazine, la température du propane est maintenue à 60°C et la pression dans le réservoir reste donc constante et égale à 22 bars ainsi que le débit d'hydrazine délivré. Dans ces conditions, l'impulsion spécifique pour une détente dans le vide de l'hydrazine est constante et égale à 220 s, soit 20 s de plus que dans le contexte du 30 procédé de l'art utilisant une pressurisation permanente gazeuse d'azote. Un tel système, si l'on ne tient compte que de la masse du réservoir et de son contenu accroît sa vitesse de 4492 m/s en fin de délivrance de l'hydrazine. Ainsi, même avec une masse initiale supérieure de 1,98 kg, la mise en oeuvre du procédé de l'invention permet une augmentation de 35 vitesse finale de 5,45 %.

2 9 8 1 3 3 8 12 Tableau 1 Données d'entrée Volume du réservoir (L) 204,60 Masse du réservoir (kg) 14,8 Masse d'ergol à délivrer : N2H4 (kg) 154 Référence : Pressurisation sous Azote N2 Masse de N2 (kg) 5,174 Masse initiale totale du réservoir rempli (kg) 173,97 Pression initiale (bar) 22 Impulsion spécifique Isp (s) 200 AV (m/s) 4247 Exemple 1: Pressurisation par vaporisation de propane liquide Masse de C3H8 (kg) 7,154 Masse initiale totale du réservoir rempli (kg) 175,95 Pression (bar) et température (°C) du C3H8 22/60 Impulsion spécifique Isp (s) 220 AV (m/s) 4492 Différence de AV entre la référence et l'exemple 5,45%

Claims

REVENDICATIONS1. Procédé de délivrance d'un agent liquide ou gélifié (8) à partir d'un réservoir (6) contenant ledit agent (8), comprenant la pressurisation, via un organe mobile imperméable (10), dudit agent (8) sous l'action d'un gaz de pressurisation (G), caractérisé en ce que ledit gaz de pressurisation (G) est généré, au sein dudit réservoir (6), par chauffage d'un liquide précurseur (L) ; ledit liquide précurseur (L) ayant une pression de vapeur saturante supérieure à celle dudit agent (8) dans les conditions de 10 température régnant au sein dudit réservoir (6).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend - la mise à disposition d'un réservoir (6) dont le volume interne (Vi) est séparé, de manière étanche, par un organe mobile imperméable (10), en 15 un premier volume (V1) et un second volume (V2), complémentaire dudit premier volume (V1) ; chacun desdits volumes (V1,V2) étant équipé d'au moins une ouverture (4,5) avec moyens d'obturation (4',5') ; les moyens d'obturation (4') de l'ouverture (4) ou d'au moins l'une des ouvertures dudit premier volume (V1) étant susceptibles de s'effacer ; 20 - le remplissage dudit premier volume (V1) du réservoir (6), via ladite au moins une ouverture (4) dudit premier volume (V1), avec l'agent (8) destiné à être délivré à partir dudit réservoir (6), suivi de l'obturation de ladite au moins une ouverture (4) ; - l'obtention dudit second volume (V2), avec sa au moins une ouverture 25 (5) obturée, rempli totalement ou partiellement d'un liquide précurseur (L) du gaz de pressurisation (G) ; - le chauffage dudit liquide précurseur (L) dans des conditions qui assurent sa vaporisation et donc la génération du gaz de pressurisation (G) ; 30 - la pressurisation dudit agent (8) sous l'action dudit gaz de pressurisation (G) et l'effacement desdits moyens d'obturation (4') de ladite ouverture (4) ou d'au moins une desdites ouvertures dudit premier volume (V1) ; et - la délivrance dudit agent (8) pressurisé via ladite ouverture (4) ou au moins une desdites ouvertures. 35
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'obtention dudit second volume (V2) obturé rempli, totalement ou partiellement, dudit liquide précurseur (L) comprend : - le remplissage, total ou partiel, dudit second volume (V2), via ladite au moins une ouverture (5) dudit second volume (V2), avec ledit liquide précurseur (L) du gaz de pressurisation (G), suivi de l'obturation de ladite au moins une ouverture (5) ; ou - le remplissage dudit second volume (V2), via ladite au moins une ouverture (5), avec un gaz (GO) liquéfié par surpression, pour générer ledit liquide précurseur (L) du gaz de pressurisation (G), suivi de l'obturation de ladite au moins une ouverture (5).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le chauffage du liquide précurseur (L) pour la génération du gaz de pressurisation (G) est un chauffage par effet Joule ou par échange avec un fluide caloporteur ; les moyens de chauffage (13) étant avantageusement agencés à l'extérieur du réservoir (6).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les moyens d'obturation (4') de l'ouverture (4) ou d'au moins l'une des ouvertures dudit premier volume (V1) comprennent une membrane frangible ou une vanne commandée.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit organe mobile imperméable (10) est une membrane souple, un piston ou un soufflet.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit organe mobile imperméable (10) est perforé en fin de délivrance dudit agent (8).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le chauffage dudit liquide précurseur (L) est piloté pour maintenir ledit liquide précurseur (L) à température constante detelle sorte que sa pression de vapeur saturante soit constante pendant la délivrance dudit agent (8) ; ladite délivrance étant alors assurée à débit constant.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour l'alimentation d'un propulseur ou d'un extincteur.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, 10 caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre pour la délivrance d'hydrazine sous l'action de propane, gaz de pressurisation généré in situ à partir de propane liquide.
11. Dispositif (20) convenant à la mise en oeuvre du procédé selon 15 l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un réservoir (6) dont le volume interne (Vi) est séparé, de manière étanche, par un organe mobile imperméable (10), en un premier volume (V1) et un second volume (V2), complémentaire dudit premier volume (V1) ; chacun desdits volumes (V1,V2) étant équipé d'au moins 20 une ouverture (4,5) avec moyens d'obturation (4',5'), le premier (V1) desdits volumes (V1, V2) étant également équipé de moyens de chauffage (13) et les moyens d'obturation (4') de l'ouverture (4) ou d'au moins une des ouvertures du second volume (V2) étant susceptibles de s'effacer. 25
12. Dispositif (20) selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits moyens de chauffage (13) dudit premier volume (V1) sont agencés à l'extérieur dudit réservoir (6).