FR3093784A1 - Réservoir de stockage de gaz liquéfié - Google Patents

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Abstract

Réservoir (1) de stockage de gaz liquéfié comprenant une enveloppe (2) étanche délimitant un volume de stockage pour le gaz liquéfié, l’enveloppe (2) comprenant une extrémité inférieure et un extrémité supérieure, le réservoir (1) comprenant un dispositif (4, 5, 6) de mesure du niveau de liquide dans l’enveloppe (3), le dispositif (4, 5, 6) de mesure du niveau de liquide comprenant, disposés dans l’enveloppe (2), un flotteur (4) et un guide (5) du déplacement du flotteur (4), caractérisé en ce que le guide (5) comprend une extrémité reliée à une partie supérieure de l’enveloppe (2) et une extrémité inférieure reliée à une partie inférieure de l’enveloppe (2), le flotteur (4) étant monté mobile en translation sur le guide (5) de sorte que le flotteur (4) est libre de coulisser le long du guide (5), le dispositif (4, 5, 6, 7) de mesure du niveau de liquide comprenant en outre au moins un capteur (6) de position du flotteur (4). Figure de l’abrégé : Fig. 1

Description

Réservoir de stockage de gaz liquéfié
L’invention concerne un réservoir de stockage de gaz liquéfié.
L’invention concerne plus particulièrement un réservoir de stockage de gaz liquéfié comprenant une enveloppe étanche délimitant un volume de stockage pour le gaz liquéfié, l’enveloppe comprenant une extrémité inférieure et un extrémité supérieure, le réservoir comprenant un dispositif de mesure du niveau de liquide dans l’enveloppe, le dispositif de mesure du niveau de liquide comprenant, disposés dans l’enveloppe, un flotteur et un guide du déplacement du flotteur.
Selon les gaz en présence, il est difficile de déterminer le niveau de liquide réellement présent dans un réservoir de gaz liquéfié. Une solution consiste à prévoir une sonde de température (cf. FR244877). Une autre solution connue consiste à mesurer le niveau via un flotteur disposé au bout d’un bras articulé (cf. par exemple US6216534).
Ces solutions sont cependant intrusives et soit imprécises soit complexes et coûteuses à mettre en place.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le réservoir selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le guide comprend une extrémité reliée à une partie supérieure de l’enveloppe et une extrémité inférieure reliée à une partie inférieure de l’enveloppe, le flotteur étant monté mobile en translation sur le guide de sorte que le flotteur est libre de coulisser le long du guide, le dispositif de mesure du niveau de liquide comprenant en outre au moins un capteur de position du flotteur.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le guide comprend un axe rigide,
- le guide est orienté selon la direction verticale dans l’enveloppe,
- le au moins un capteur de position est un capteur de détection optique ou laser configuré pour détecter la position ou la distance du flotteur par rapport à une référence,
- le au moins un capteur de position est situé à l’extérieure de l’enveloppe, au niveau de l’extrémité supérieure et/ou de l’extrémité inférieure l’enveloppe
- le au moins un capteur de position est situé à l’aplomb et/ou à la base du guide,
- le réservoir comprend une paroi extérieure disposée autour de l’enveloppe avec un espace intermédiaire contenant une isolation thermique,
- le au moins un capteur de position est fixé à l’extérieure du volume délimité par la paroi extérieure, notamment sur la surface extérieure de la paroi extérieure, c’est-à-dire en dehors de l’espace intermédiaire contenant l’isolation thermique,
- l’enveloppe comprend au moins une fenêtre située entre le capteur et le flotteur, la fenêtre étant configurée pour permettre le passage d’un signal de détection du capteur tel qu’un signal optique ou laser,
- le dispositif de mesure du niveau de liquide comprend un capteur d’inclinaison du réservoir et un organe électronique de stockage et de traitement de données configuré pour corriger la mesure de niveau réalisée par le au moins un capteur de position en fonction de la mesure du capteur d’inclinaison, c’est-à-dire pour augmenter ou réduire la valeur de niveau de liquide donnée par la position du flotteur en fonction de l’angle d’inclinaison mesuré par le capteur d’inclinaison.
L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence à:
qui représente une vue en coupe, schématique et partielle, illustrant un exemple de structure et de fonctionnement possible d’un réservoir selon l’invention.
Le réservoir 1 de stockage de gaz liquéfié illustré à la est un réservoir cylindrique à double parois comprenant une enveloppe 2 interne étanche délimitant le volume de stockage pour le gaz liquéfié et entouré d’une paroi 3 extérieure disposée autour de l’enveloppe 2 avec un espace intermédiaire contenant une isolation thermique (vide et/ou couche(s) d’isolant thermique). Bien entendu, l’invention peut s’appliquer à tout autre type de réservoir (structure et forme).
En position d’utilisation illustrée à la , l’enveloppe 2 comprenant une extrémité inférieure et une extrémité supérieure.
Le réservoir 1 et notamment l’enveloppe 2 comprend un dispositif de fenêtre(s) 8 étanche(s) au vide permettant le passage optique d’un signal d’au moins une sonde 6 de niveau placée à l’extérieur de l’enveloppe 2, notamment à l’extérieure de la paroi 3 extérieure. Ce dispositif de mesure du niveau de liquide comprend, disposés dans l’enveloppe 2, un flotteur 4 et un guide 5 du déplacement du flotteur 4.
Le guide 5 comprend une extrémité reliée (fixée) à une partie supérieure de l’enveloppe 2 et une extrémité inférieure reliée (fixée) à une partie inférieure de l’enveloppe 2. Par exemple, le guide 5 est dans une position fixe vertical ou faiblement incliné par rapport à la verticale.
Le flotteur 4 est monté mobile en translation sur le guide 5 de sorte que le flotteur 4 est libre de coulisser le long du guide 5. Le dispositif de mesure du niveau de liquide comprend donc en outre au moins un capteur 6 de position du flotteur 4. Dans l’exemple illustré à la , deux capteurs 6 sont représentés et situés respectivement en partie supérieure et inférieure de la paroi extérieure 3 (sur la surface extérieure de cette dernière).
Un second capteur 6 inférieur peut notamment être placé en opposition de l’autre capteur supérieur afin d’améliorer la précision de la mesure et d’assurer une redondance par exemple (ou inversement).
Bien entendu, un seul capteur 6 peut être suffisant ou plus de deux capteurs peuvent être prévus à des fins de redondance ou de précision accrue. Le flotteur 4, qui peut être conforme aux flotteurs connus est configuré pour être compatible avec le type de fluide et le niveau de température et de pression présent dans l’enveloppe 2.
Pour flotter, le flotteur 4 est dimensionné de façon à avoir une masse volumique plus faible que le fluide cryogénique (et une masse volumique plus élevée que le gaz). En variante, une structure détectable peut être associée (assemblée) à une structure flottante. Par exemple, le flotteur comprend une sphère métallique emplie de gaz sous pression (ou sous vide) et assurant la flottaison du flotteur.
Le flotteur 4 est de préférence placé dans l’enveloppe 2 de telle sorte qu’il ne subisse que dans une moindre mesure les mouvements de la surface libre du liquide. Ceci pourra être optimisé par exemple en fonction de la géométrie du réservoir 1.
Le flotteur 4 est guidé sur un guide qui peut être un axe rigide tel qu’un rail ou un filin métallique par exemple. Ce flotteur 4 (ou plusieurs flotteurs si besoin) est couplé à au moins un capteur 6 de niveau. Ce capteur 6 ou ces capteurs utiliseront de préférence la technologie laser ou toute autre technologie appropriée ayant une portée suffisante.
Le ou les capteurs 6 peuvent être placés sur la face extérieure de la paroi supérieure de la paroi extérieure 3, c’est-à-dire à l’extérieur du volume qui contient l’isolation. Le capteur 6 détectera alors le flotteur 4 à travers des fenêtres 8 étanches. Ces fenêtres 8 peuvent être constituées d’une modification locale de la nature du matériau de l’enveloppe 2 étanche. Par exemple, une fenêtre 8 en saphir (ou matériau équivalent), qui ne laisse pas passer les rayonnements infra-rouges, est insérée de façon étanche dans une ouverture de la paroi 2. Par exemple, la fenêtre 8 est montée sur une bride fixée dans la paroi 2.
De préférence le ou les capteurs 6 ne sont pas disposés dans l’espace inter-parois 2, 3.
Une autre technologie appropriée de capteur 6 peut être utilisée (ultrasons, induction).
Le flotteur 4 peut être équipé d’une surface plane ou autre qui est perpendiculaire à l’axe de propagation des ondes de mesure du ou des capteurs 6.
Dans cette configuration, le flotteur 4 est guidé en translation suivant l’axe 5 guide qui coïncide avec la direction principale de propagation de la mesure ou de détection du ou des capteurs 6.
Le traitement de mesure du ou des capteurs 6 peut être couplé à un détecteur 7 d’inclinaison du réservoir 1 afin de corriger la mesure de hauteur (et donc de la quantité) de liquide dans le réservoir.
Le traitement de mesure du ou des capteurs 6, 7 peut avantageusement être moyenné afin de ne pas tenir compte du bruit dû par exemple au mouvement de la surface libre du liquide.
Cette solution simple et peu coûteuse permet une mesure efficace de la hauteur de liquide.

Claims (10)

  1. Réservoir (1) de stockage de gaz liquéfié comprenant une enveloppe (2) étanche délimitant un volume de stockage pour le gaz liquéfié, l’enveloppe (2) comprenant une extrémité inférieure et un extrémité supérieure, le réservoir (1) comprenant un dispositif (4, 5, 6) de mesure du niveau de liquide dans l’enveloppe (3), le dispositif (4, 5, 6) de mesure du niveau de liquide comprenant, disposés dans l’enveloppe (2), un flotteur (4) et un guide (5) du déplacement du flotteur (4), caractérisé en ce que le guide (5) comprend une extrémité reliée à une partie supérieure de l’enveloppe (2) et une extrémité inférieure reliée à une partie inférieure de l’enveloppe (2), le flotteur (4) étant monté mobile en translation sur le guide (5) de sorte que le flotteur (4) est libre de coulisser le long du guide (5), le dispositif (4, 5, 6, 7) de mesure du niveau de liquide comprenant en outre au moins un capteur (6) de position du flotteur (4).
  2. Réservoir selon la revendication 1, caractérisé en ce que le guide (5) comprend un axe rigide.
  3. Réservoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le guide (5) est orienté selon la direction verticale dans l’enveloppe (2).
  4. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le au moins un capteur (6) de position est un capteur de détection optique ou laser configuré pour détecter la position ou la distance du flotteur (4) par rapport à une référence.
  5. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le au moins un capteur (6) de position est situé à l’extérieure de l’enveloppe (2), au niveau de l’extrémité supérieure et/ou de l’extrémité inférieure l’enveloppe (2).
  6. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le au moins un capteur (6) de position est situé à l’aplomb et/ou à la base du guide (5).
  7. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu’il comprend une paroi (3) extérieure disposée autour de l’enveloppe (2) avec un espace intermédiaire contenant une isolation thermique.
  8. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le au moins un capteur (6) de position est fixé à l’extérieure du volume délimité par la paroi (3) extérieure, notamment sur la surface extérieure de la paroi (3) extérieure, c’est-à-dire en dehors de l’espace intermédiaire contenant l’isolation thermique.
  9. Réservoir selon la revendication 8 caractérisé en ce que l’enveloppe (2) comprend au moins une fenêtre (8) située entre le capteur et le flotteur, la fenêtre (8) étant configurée pour permettre le passage d’un signal de détection du capteur (6) tel qu’un signal optique ou laser.
  10. Réservoir selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le dispositif (4, 5, 6, 7) de mesure du niveau de liquide comprend un capteur (7) d’inclinaison du réservoir et un organe électronique de stockage et de traitement de données configuré pour corriger la mesure de niveau réalisée par le au moins un capteur (6) de position en fonction de la mesure du capteur (7) d’inclinaison, c’est-à-dire pour augmenter ou réduire la valeur de niveau de liquide donnée par la position du flotteur (4) en fonction de l’angle d’inclinaison mesuré par le capteur (7) d’inclinaison.
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