IT202100006764A1 - Gasometro pneumatico a membrane per lo stoccaggio di idrogeno gassoso a bassa pressione - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Dell?Invenzione Industriale dal titolo:

GASOMETRO PNEUMATICO A MEMBRANE PER LO STOCCAGGIO DI IDROGENO GASSOSO A BASSA PRESSIONE

DESCRIZIONE

Campo tecnico di applicazione

La presente invenzione si rivolge al settore industriale degli impianti di stoccaggio gas, e pi? in particolare riguarda un gasometro pneumatico a membrane per lo stoccaggio di idrogeno gassoso a bassa pressione.

Tecnica preesistente

I gasometri pneumatici a membrana, denominati anche accumulatori di gas a membrana o accumulatori pressostatici, comprendono in genere una prima membrana, che delimita una camera di accumulo del gas sopra ad una superficie di base impermeabile ai gas stessi, ed una seconda membrana, atta a creare una camera di pressurizzazione, generalmente ad aria, adiacente a detta camera di accumulo del gas.

La detta superficie di base pu? essere ad esempio una superficie di un liquido, oppure un'altra membrana unita alla prima membrana lungo il bordo.

La seconda membrana, oltre a delimitare parzialmente la camera ad aria pressurizzata, svolge anche la funzione di proteggere la membrana pi? interna dalle intemperie, dagli agenti atmosferici e da urti contro corpi esterni.

La camera di accumulo ? collegata a tubazioni di mandata e di prelievo del gas in essa contenuto. La camera di pressurizzazione, invece, ? collegata ad un ventilatore d'aria ausiliario, che permette di mantenere all'interno di essa una determinata pressione. In tal modo, la spinta esercitata dalla camera di pressurizzazione sulla camera di accumulo del gas consente l?erogazione del gas alla pressione desiderata, in funzione dell'utilizzo del gas stesso.

Le due camere sono ancorate a terra lungo il contorno del gasometro e comprendono valvole di scarico aria e gas per il controllo delle pressioni di esercizio.

Le membrane sono generalmente realizzate in materiale flessibile, ad esempio tessuto di fibra di poliestere, ricoperto o spalmato da uno strato di materiale plastico, ad esempio PVC.

Per garantire il funzionamento e la sicurezza dei gasometri a membrana, ? anzitutto necessaria l'impermeabilit? delle camere. Non devono infatti verificarsi passaggi di gas dalla camera di accumulo a quella di pressurizzazione ad aria e viceversa, nonch? perdite di gas o di aria verso l?esterno.

L'impermeabilit? tra le camere ? di fatto affidata all'integrit? della prima membrana e alla chiusura sigillata del suo bordo inferiore sulla superficie di base del gasometro.

In caso di fessurazioni, anche di piccolissime dimensioni, della prima membrana, particolarmente in corrispondenza delle giunzioni tra diversi elementi che la compongono o degli attacchi flangiati, oppure di una imperfetta sigillatura del bordo inferiore della membrana stessa, o anche solo della porosit? propria del materiale, pu? verificarsi un passaggio di gas dalla camera di accumulo alla camera di pressurizzazione ad aria. Tale passaggio avviene sempre dalla camera del gas a quella dell?aria, perch? la pressione a cui si trova il gas ? pari a quella di pressurizzazione dell?aria oltre all?incremento di pressione determinato dal peso proprio della prima membrana. Si deve considerare che basta un minimo trafilamento di gas nella camera dell?aria per causare la formazione di una miscela esplosiva all'interno di detta camera, con conseguenti gravissimi rischi per la sicurezza.

L'importanza della tenuta e dell'impermeabilit? delle camere ? ancor pi? sentita nel caso di gasometri atti allo stoccaggio di idrogeno allo stato gassoso.

A causa della ridotta dimensione molecolare dell'idrogeno, quest'ultimo passa molto pi? facilmente, rispetto ad altri gas combustibili quali ad esempio il metano, attraverso le membrane che presentano sempre una seppur minima porosit?.

La molecola di idrogeno presenta un bassissimo punto di innesco di esplosione: basta una piccola scintilla generata da frizione o da accumulo di cariche elettrostatiche su una superficie per provocare un'esplosione.

La molecola di idrogeno ? poi caratterizzata da un ampio range di esplosivit? in miscela d?aria: l?idrogeno detona a partire da concentrazioni in aria del 4% in volume, e continua ad essere in atmosfera potenzialmente esplosiva fino ad una concentrazione in aria del 75,6% in volume.

I gasometri a membrana tradizionali sopra descritti presentano alcuni limiti e svantaggi proprio nella particolare applicazione con l'idrogeno.

Detta prima membrana in fibra poliestere spalmata PVC che delimita la camera di accumulo del gas non ? in grado di garantire l'impermeabilit?.

La permeabilit? all'idrogeno fa s? che costantemente, anche a bassa pressione (del range di alcuni mbar di pressione positiva), vi sia un passaggio di idrogeno attraverso detta prima membrana di accumulo, con la conseguente presenza di idrogeno nel volume d?aria racchiuso tra la prima membrana di accumulo del gas e la membrana sommitale di pressurizzazione.

Questo presenta ovvi rischi di accumulare idrogeno fino a rendere tutto il volume sotteso dal gasometro una zona ad alto rischio di esplosione (equivalente ad una zona 0 ATEX).

Ancor pi? svantaggiosamente, la presenza di una ventilazione costante di aria, che, provenendo dal ventilatore ausiliario di sostentamento e pressurizzazione del gasometro, lambisce costantemente la superficie di detta prima membrana di accumulo del gas, pu? generare il pericolo di caricare localmente tale superficie di cariche elettrostatiche tali da poter innescare anche una piccola scintilla causa di esplosione.

Per cercare di risolvere almeno parzialmente tali problemi di tenuta contro le perdite sono noti gasometri pneumatici provvisti di una terza membrana posta in appoggio al di sopra di detta prima membrana e fissata impermeabilmente almeno a detta seconda membrana.

Detta terza membrana ? atta a delimitare, in cooperazione con detta seconda membrana la detta camera di pressurizzazione e a definire, con detta prima membrana, un'intercapedine aperta verso l'esterno.

Grazie alla presenza della terza membrana che delimita la camera di pressurizzazione in cooperazione con la seconda membrana, si aumenta il grado di isolamento tra le due camere e si riduce il rischio che perdite di gas dalla camera di accumulo si introducano nella camera di pressurizzazione: la terza membrana, infatti, costituisce un ulteriore barriera al passaggio di gas da una camera all'altra. Eventuali fughe di gas dalla camera di accumulo rimangono confinate nell'intercapedine, ovvero nello spazio tra la prima membrana e la terza membrana. Tali fughe possono fluire all'esterno, perch? la pressione in detto spazio, direttamente a contatto con l?atmosfera, ? notevolmente inferiore sia a quella del gas che a quella dell?aria nella camera di pressurizzazione, ma tale espulsione pu? di fatto avvenire solo in corrispondenza dello spazio libero tra i bordi inferiori delle membrane, in prossimit? del sistema di ancoraggio a terra.

Svantaggiosamente, poich? l'idrogeno ha un bassissimo peso molecolare e tende ad accumularsi sulla sommit? dell?intercapedine e a spingere verso l?alto, ? impossibile che esso possa fuoriuscire in atmosfera attraverso lo spazio libero tra i bordi inferiori delle membrane.

Considerando che 1 m<3 >di idrogeno pesa circa il 10% di un pari volume di aria, ne consegue che ogni m<3 >di idrogeno genera una spinta verticale di galleggiamento di circa 0,9kg.

L?idrogeno presente nell?intercapedine tende perci? a ristagnare nel suo volume sommitale e difficilmente riesce a fluire verso le aperture lungo il bordo inferiore delle membrane.

Presentazione dell?invenzione

Scopo della presente invenzione ? di eliminare gli inconvenienti e gli svantaggi descritti in precedenza.

Scopo principale della presente invenzione ? quello di realizzare un gasometro pneumatico a membrane dotato di una camera di accumulo del gas e di una camera di pressurizzazione ad essa adiacente, che riduca notevolmente il rischio di infiltrazioni di idrogeno nella camera di pressurizzazione, a vantaggio della sicurezza e dell?affidabilit?. Pi? in dettaglio, ? scopo dell'invenzione assicurare che eventuali perdite di idrogeno dovute a porosit? delle membrane o provenienti da determinati punti della camera di accumulo fluiscano all'esterno anzich? infiltrarsi nella camera di pressurizzazione ad aria, evitando cos? il rischio di incendio o di esplosione del gasometro stesso.

Gli scopi sono raggiunti con un gasometro pneumatico a membrane per lo stoccaggio di idrogeno gassoso a bassa pressione, comprendente:

- una prima membrana conformata a sacca, atta a delimitare una camera di accumulo di idrogeno in appoggio su una superficie di base;

- una seconda membrana atta a delimitare parzialmente una camera di pressurizzazione sovrapposta almeno in parte a detta camera di accumulo;

- una terza membrana, posta in appoggio al di sopra di detta prima membrana, fissata in modo impermeabile almeno a detta seconda membrana, atta a delimitare, in cooperazione con quest?ultima, la detta camera di pressurizzazione e a definire, con detta prima membrana, un'intercapedine aperta verso l'esterno del gasometro pneumatico;

- mezzi di adduzione e prelievo dell?idrogeno associati a detta camera di accumulo;

- mezzi di pressurizzazione di detta camera di pressurizzazione mediante aria, comprendenti mezzi ventilatori e mezzi valvolari di regolazione e scarico dell'aria contenuta in detta camera di pressurizzazione;

- mezzi di ancoraggio meccanico a detta superficie di base di dette prima, seconda e terza membrana;

caratterizzato dal fatto che comprende un sistema di ventilazione naturale passivo, atto ad esalare verso l?esterno eventuali perdite di idrogeno, comprendente un condotto atto a mettere in comunicazione detta intercapedine con l?ambiente esterno attraversando detta camera di pressurizzazione.

Vantaggiosamente, la superficie di detta terza membrana rivolta verso detta prima membrana ? conformata per definire con quest'ultima canali di raccolta e convogliamento di eventuali perdite di idrogeno da detta intercapedine verso detto condotto.

Secondo un primo aspetto dell?invenzione, la superficie di detta terza membrana rivolta verso detta prima membrana comprende mezzi distanziatori da detta prima membrana per creare detti canali in detta intercapedine.

Alternativamente, detti mezzi distanziatori sono scelti tra profilature continue, spessori discontinui o rugosit? ricavate su detta superficie. In una variante preferita del trovato, almeno dette seconda e terza membrana sono realizzate in un materiale antistatico.

Secondo un ulteriore aspetto dell?invenzione, detti mezzi di ancoraggio meccanico comprendono:

- una guarnizione disposta su detta superficie di base e atta a circoscrivere detto gasometro pneumatico;

- una flangia posta al di sopra di detta guarnizione e atta a circoscrivere anch?essa detto gasometro pneumatico;

- una pluralit? di tirafondi atti a mantenere in posizione detta flangia su detta guarnizione,

ove bordi di almeno dette seconda e terza membrana sono sovrapposti tra loro e serrati tra detta guarnizione e detta flangia.

Secondo una possibile variante realizzativa, detto condotto comprende una tubazione flessibile del tipo a soffietto avente una prima e una seconda estremit?, ove detta prima estremit? ? idraulicamente connessa a detta terza membrana mediante un primo foro, e detta seconda estremit? ? collegata con l?esterno attraverso un secondo foro provvisto su detta seconda membrana.

Preferibilmente, detta tubazione flessibile del tipo a soffietto comprende anelli di rinforzo disposti trasversalmente ad essa in corrispondenza di pieghe di detto soffietto.

Ulteriormente, detto condotto comprende mezzi elastici a molla elicoidale disposti tra detta prima e detta seconda estremit? di detta tubazione flessibile.

Secondo ulteriori aspetti del trovato:

- detta seconda estremit? di detta tubazione flessibile comprende una flangia;

- detta seconda membrana comprende un cappello di protezione per detto condotto posto in prossimit? di detto secondo foro.

Ancor pi? preferibilmente, detto gasometro pneumatico comprende: - un sensore di rilevamento idrogeno posto sulla sommit? di detta camera di pressurizzazione in prossimit? di detto secondo foro di detta seconda membrana;

- una pluralit? di antenne parafulmini disposte lungo il suo perimetro. In una variante particolarmente preferita, detta prima membrana comprende una membrana di fondo e una membrana di copertura, fissate tra loro in modo impermeabile, per costituire detta camera di accumulo conformata a sacca.

Secondo una possibile variante realizzativa, detto gasometro pneumatico comprende una quarta membrana disposta sopra detta superficie di base e al di sotto di detta prima membrana, fissata impermeabilmente a detta terza membrana per realizzare un prolungamento di detta intercapedine al fine di circoscrivere interamente detta camera di accumulo.

Ulteriormente, detto gasometro pneumatico comprende un tappeto in TNT interposto tra detta prima membrana e detta quarta membrana atto ad occupare detto prolungamento di detta intercapedine.

Preferibilmente, detta quarta membrana comprende un bordo disposto per essere serrato tra detta guarnizione e detta flangia di detti mezzi di ancoraggio in accoppiamento ai bordi di almeno dette seconda e terza membrana.

Il principale vantaggio ottenuto con la presente invenzione deriva dalla presenza all?interno del gasometro di un sistema di ventilazione naturale passivo mediante il quale l?idrogeno, proveniente da eventuali fughe e perdite causate dalla permeabilit? di detta prima membrana, ? libero di fluire verso l?alto all?interno di un condotto che attraversa la camera di pressurizzazione ed uscire in atmosfera, eliminando cos? il rischio di accumulo dello stesso all?interno del volume del gasometro.

La tubazione a soffietto flessibile con cui ? realizzato detto condotto crea un canale continuo di lunghezza e forma variabili per il passaggio confinato dell?idrogeno all?interno del volume compreso tra dette prima e seconda membrana.

I canali di raccolta e convogliamento di eventuali perdite di idrogeno presenti in detta intercapedine, consentono vantaggiosamente all?idrogeno, che permea attraverso la membrana di accumulo, di fluire verso l?alto, grazie anche al suo bassissimo peso specifico.

I mezzi distanziatori presenti sulla superficie della terza membrana rivolta verso l?intercapedine creano canali di drenaggio e convogliamento che presentano una resistenza al flusso molto inferiore rispetto alla resistenza della terza membrana a bassa permeabilit?.

Il materiale antistatico con cui sono realizzate le membrane ? in grado di limitare la produzione e l?accumulo locale di cariche elettrostatiche che possono generare pericolose scariche elettriche potenzialmente innescanti un?esplosione se in atmosfera con una concentrazione di idrogeno superiore al 4%.

Gli anelli di rinforzo posti trasversalmente a detta tubazione flessibile le conferiscono stabilit? e resistono alle forze generate dalla pressione dell?aria compressa all?interno della camera di pressurizzazione.

Detti mezzi elastici provvisti lungo detta tubazione flessibile permettono alla tubazione stessa di mantenersi in posizione prevalentemente verticale durante tutte le fasi di carico e scarico della camera delimitata dalla prima membrana di accumulo, in modo da ottimizzare il flusso naturale di fuoriuscita dell?idrogeno.

Ancor pi? vantaggiosamente, la forza di trazione generata dai mezzi elastici crea una trazione verticale verso l?alto della terza membrana in prossimit? del punto di fissaggio della tubazione flessibile, con il conseguente effetto di creare una cuspide che facilita il naturale collettamento verso l?alto del flusso di idrogeno.

Breve descrizione dei disegni

Questi ed altri vantaggi risulteranno maggiormente chiari ed evidenti dalla descrizione dell?invenzione, esposta nel seguito con l?aiuto dei disegni che ne rappresentano alcuni esempi di esecuzione, illustrati a titolo esemplificativo e non limitativo, ove:

la Figura 1 illustra, in sezione trasversale lungo un piano verticale, un gasometro pneumatico a membrane secondo invenzione;

la Figura 2 illustra, in vista piana dal basso, un componente del gasometro pneumatico di Figura 1;

le Figure 3a, 3b, 3c illustrano, in sezione, un particolare di Figura 2 secondo diverse possibili varianti realizzative;

la Figura 4 illustra, in sezione trasversale lungo un piano verticale, un gasometro pneumatico a membrane secondo invenzione, parzialmente riempito di idrogeno e in funzione;

la Figura 5 illustra, in sezione trasversale, un dettaglio dell?ancoraggio a terra del gasometro pneumatico di Figura 1;

la Figura 6 illustra, in sezione trasversale, una particolare variante realizzativa del gasometro pneumatico secondo l?invenzione con riferimento anche al relativo sistema di ancoraggio a terra.

Descrizione dettagliata di modi di attuazione preferiti dell?invenzione

In Figura 1 ? illustrato un gasometro pneumatico 1 a membrane per lo stoccaggio di idrogeno a bassa pressione.

L?intero gasometro pneumatico 1 appoggia su una superficie di base S, vantaggiosamente costituita da un basamento impermeabile in calcestruzzo, ed ? ancorato ad esso.

Il gasometro pneumatico 1 oggetto della presente invenzione comprende una prima membrana 10 ed una seconda membrana 20. Detta prima membrana 10 delimita una camera di accumulo C1 di gas idrogeno, mentre detta seconda membrana 20 delimita parzialmente una camera di pressurizzazione ad aria C2.

Detta prima membrana 10 pu? essere realizzata in un sol pezzo, chiusa su s? stessa e conformata a sacca, oppure pu? comprendere, come nella variante illustrata, una membrana di fondo 10a e una membrana di copertura 10b, fissate tra loro in modo impermeabile mediante saldatura lungo i rispettivi bordi per costituire detta camera di accumulo C1.

A detta camera di accumulo C1 sono collegati mezzi per l?adduzione ed il prelievo del gas (non illustrati), mentre a detta camera di pressurizzazione C2 sono collegati mezzi di pressurizzazione.

Detti mezzi di adduzione e prelievo del gas comprendono opportune tubazioni e attacchi flangiati sulla prima membrana 10 di accumulo, mentre i detti mezzi di pressurizzazione comprendono vantaggiosamente un ventilatore 3 (o compressore d'aria) e tubazioni 24 collegate alla seconda membrana 20.

Detto gasometro pneumatico 1 comprende una terza membrana 30, posta in appoggio al di sopra di detta prima membrana 10, fissata in modo impermeabile almeno a detta seconda membrana 20, atta a delimitare, in cooperazione con quest?ultima la detta camera di pressurizzazione C2 e a definire, con detta prima membrana 10, un'intercapedine 2 aperta verso l'esterno del gasometro pneumatico 1. A tale scopo, detto gasometro pneumatico 1 comprende un sistema di ventilazione naturale passivo, atto ad esalare verso l'esterno eventuali perdite di idrogeno, comprendente un condotto 5 atto a mettere in comunicazione detta intercapedine 2 con l?ambiente esterno attraversando detta camera di pressurizzazione C2.

Con particolare riferimento alla Figura 2, la superficie inferiore di detta terza membrana 30, rivolta cio? verso detta prima membrana 10, ? conformata per definire con quest'ultima canali 6 di raccolta e convogliamento delle eventuali perdite di idrogeno permeate da detta prima membrana 10 e raccolte nell?intercapedine 2 stessa.

Detti canali 6 hanno il compito di convogliare l?idrogeno verso la sommit? di detta intercapedine 2 e quindi verso detto condotto 5.

Per creare detti canali 6 in detta intercapedine 2, la superficie di detta terza membrana 30 rivolta verso detta prima membrana 10 comprende mezzi distanziatori 7 da detta prima membrana 10, ovvero elementi sporgenti, di tipo continuo o discontinuo, ricavati dalla stessa membrana o applicati ad essa.

Detti mezzi distanziatori 7 sono scelti tra profilature continue disposte a raggiera al di sotto di detta superficie o spessori discontinui posti uniformemente al di sotto della stessa superficie.

In Figure 3a, 3b e 3c sono illustrati diverse tipologie di mezzi distanziatori 7, pi? o meno sporgenti e pi? o meno distanziati tra loro. Per creare detti canali 6 in detta intercapedine 2, potrebbe essere sufficiente anche la rugosit? stessa della superficie di detta terza membrana 30; nel caso di contatto diretto tra le due membrane 10, 30, la rugosit? della superficie inferiore di detta terza membrana 30 crea dei micro canali vuoti in cui pu? infiltrarsi l?idrogeno per fluire verso l?alto.

A tale scopo, mentre detta prima membrana 10 ? realizzata in tessuto ricoperto di PVC su entrambe le facce, detta terza membrana 30 ? realizzata anch?essa in tessuto, ma con la faccia a contatto con la prima membrana 10 ricoperta da un materiale diverso dal PVC, ad esempio con propriet? lubrificanti, vantaggiosamente silicone, in modo da impedire che le membrane aderiscano tra loro e lascino cos? lo spazio di raccolta per l?idrogeno permeato.

Detto condotto 5 comprende una tubazione flessibile 15 del tipo a soffietto avente una prima 15? e una seconda 15?? estremit?, ove detta prima estremit? 15? ? idraulicamente connessa a detta terza membrana 30 mediante un primo foro 13, e detta seconda estremit? 15?? ? collegata con l?esterno attraverso un secondo foro 14 provvisto su detta seconda membrana 20.

Detti fori 13, 14 sono entrambi provvisti sulle sommit? delle rispettive membrane 30, 20.

Detta seconda estremit? 15?? di detta tubazione flessibile 15 comprende una flangia 17 di fissaggio alla seconda membrana 20. Al fine di evitare l?ingresso di pioggia o di altri oggetti dall?esterno, detta seconda membrana 20 comprende un cappello di protezione 18 per detto condotto 5 in corrispondenza di detto secondo foro 14.

Detta tubazione flessibile 15 crea un canale continuo confinato, di collegamento tra detta intercapedine 2 e l?ambiente esterno, che attraversa la camera di pressurizzazione C2 per il passaggio dell?idrogeno.

Realizzare detta tubazione flessibile 15 con un soffietto deformabile, ad esempio in gomma, permette di compensare eventuali spostamenti reciproci tra le membrane 30, 20.

Per permettere alla tubazione flessibile 15 di mantenere un canale continuo in posizione prevalentemente verticale in modo da ottimizzare il flusso naturale di fuoriuscita dell?idrogeno verso l?atmosfera sono inseriti nella tubazione stessa dei mezzi elastici 16 che la mantengono di fatto in trazione nei confronti della terza membrana 30.

Detti mezzi elastici 16, del tipo a molla elicoidale, sono disposti tra detta prima 15? e detta seconda 15?? estremit? di detta tubazione flessibile 15.

Inoltre, detta tubazione flessibile 15 del tipo a soffietto comprende anelli di rinforzo (non illustrati), disposti trasversalmente ad essa preferibilmente nelle pieghe di detto soffietto.

Al fine di migliorare la sua funzionalit?, detto gasometro pneumatico 1 comprende diversi accorgimenti e dispositivi di sicurezza.

Per ridurre il rischio di caricare elettricamente la seconda membrana 20, in prossimit? della flangia 17 di fissaggio della tubazione flessibile 15, questa ? realizzata in un materiale antistatico. Allo stesso modo anche detta terza membrana 30 comprende un materiale antistatico.

Detto gasometro 1 comprende una valvola 25 di regolazione e scarico dell?aria di pressurizzazione, posta sulla sommit? di detta seconda membrana 20 in modo da effettuare un lavaggio dell?aria presente nella camera di pressurizzazione C2, diluendo ed eliminando in atmosfera le possibili fughe di idrogeno causate da tagli o danneggiamenti della terza membrana 30.

Detto gasometro comprende poi un sistema di antenne parafulmini 22 perimetrali che elimina ulteriormente il rischio di innesco da scariche atmosferiche.

Detto gasometro 1 comprende infine un sensore 19 di fughe di idrogeno posto nei pressi della sommit? della seconda membrana 20 esterna: in caso di gravi danneggiamenti ? in grado di segnalare all?utente la presenza di una miscela esplosiva di idrogeno in aria, con la conseguente emissione di un allarme che permette al gestore dell?impianto di procedere immediatamente ad interrompere il flusso di idrogeno verso il gasometro e di svuotare il restante contenuto mediante valvole di sfogo (non illustrate) appositamente presenti sulla linea del gas.

Con particolare riferimento alle Figure 5 e 6, sono illustrati i mezzi di ancoraggio meccanico 4 di dette membrane 10, 20, 30 a detta superficie di base S del gasometro pneumatico 1.

Poich? per il funzionamento del gasometro pneumatico 1 ? importante che tutte e tre le membrane 10, 20, 30 siano fissate tra loro in modo impermeabile, detti mezzi di ancoraggio meccanico 4 sono anche del tipo a tenuta di gas.

Anche la membrana di copertura 10b di detta prima membrana 10, una volta saldata alla corrispondente membrana di fondo 10a, si prolunga per realizzare un bordo libero 11.

Nella variante di Figura 5, detti mezzi di ancoraggio meccanico 4 comprendono:

- una guarnizione 8 disposta su detta superficie di base S e atta a circoscrivere detto gasometro pneumatico 1;

- una flangia 9 posta al di sopra di detta guarnizione 8 e atta a circoscrivere anch?essa detto gasometro pneumatico 1;

- una pluralit? di tirafondi 12, o tiranti in acciaio, atti a mantenere in posizione detta flangia 9 su detta guarnizione 8,

ove i bordi 11, 21, 31 di dette membrane 10, 20, 30 sono sovrapposti tra loro e serrati tra detta guarnizione 8 e detta flangia 9.

Detti tirafondi 12 garantiscono un fissaggio meccanico a punti della flangia 9 alla superficie di base S, mentre detta guarnizione 8 assicura un contatto uniforme con la superficie di base S.

Con particolare riferimento alla Figura 6, detto gasometro pneumatico 1 comprende una quarta membrana 40 disposta sopra detta superficie di base S e al di sotto della membrana di fondo 10a di detta prima membrana 10.

Detta quarta membrana 40 ? fissata impermeabilmente a detta terza membrana 30 per realizzare un prolungamento di detta intercapedine 2, cos? che detta intercapedine 2 circoscriva interamente detta camera di accumulo C1.

Detta intercapedine 2 raccoglie cos? anche le eventuali perdite di idrogeno rivolte verso detta superficie di base S, inferiormente al gasometro 1, e le indirizza verso detto sistema di ventilazione 5 naturale passivo.

Detta quarta membrana 40 presenta le medesime caratteristiche di detta terza membrana 30, ed ? quindi realizzata in tessuto antistatico monospalmato in PVC e solo siliconato sulla faccia rivolta verso la membrana di fondo 10a.

Detto gasometro 1 comprende un tappeto 23 in TNT interposto tra la membrana di fondo 10a di detta prima membrana 10 e detta quarta membrana 40, atto ad occupare detto prolungamento di detta intercapedine 2 e a fungere da distanziatore tra le due membrane 10, 40 e da distributore delle perdite di idrogeno.

Poich?, a causa del peso stesso del gasometro, difficilmente avrebbero potuto resistere dei canali di raccolta e convogliamento dell?idrogeno nella porzione di prolungamento dell?intercapedine 2, si ? ovviato sfruttando i microcanali propri di detto tappeto 23 in TNT.

Per garantire una continuit? di detta intercapedine 2, tutto intorno a detta camera di accumulo C1, dette terza 30 e quarta 40 membrana devono essere anch?esse sigillate tra loro a tenuta di gas.

Sfruttando i mezzi di ancoraggio meccanico 4 sopra descritti, il bordo libero 41 di detta quarta membrana 40 viene anch?esso disposto tra detta guarnizione 8 e detta flangia 9, posto al di sotto dei bordi 21, 31 gi? accoppiati delle due membrane 20, 30 gi? fissate impermeabilmente tra loro.

In questo caso, detta prima membrana 10 conformata a sacca comprende degli ancoraggi discontinui (non illustrati), conformati a fascia e disposti radialmente, serrati a loro volta nei mezzi di ancoraggio 4 tra guarnizione 8 e flangia 9 con la sola funzione di mantenere in posizione la sacca stessa della camera di accumulo C1. In alternativa, qualora la prima membrana 10 comprendesse il bordo libero 11, quest'ultimo sarebbe dotato di aperture poste vicino alla camera C1, atte a metter in comunicazione la parte bassa dell'intercapedine con la parte alta, per favorire la risalita dell'idrogeno verso il condotto 5.

Con particolare riferimento alle Figure 4 e 6, ? illustrato il funzionamento del gasometro pneumatico 1 a membrane secondo l?invenzione.

Durante il funzionamento del gasometro pneumatico 1, la camera di accumulo C1 si riempie o si svuota dall?idrogeno, variando la propria forma ed il proprio volume, mentre la camera di pressurizzazione C2 che la segue nella variazione di volume, ? mantenuta ad un certo livello di pressione dai detti mezzi di pressurizzazione.

La spinta esercitata dalla camera C2 sull'adiacente camera C1 consente l'erogazione del gas alla pressione desiderata e facilita lo svuotamento della camera di accumulo C1.

Eventuali fuoriuscite di idrogeno dalla camera di accumulo C1 nello spazio compreso tra la prima membrana 10 e la terza membrana 30 ed eventualmente la quarta membrana 40 sono raccolte nell?intercapedine 2 realizzata dalle stesse e si liberano direttamente in atmosfera attraverso detto sistema di ventilazione naturale passivo, ovvero detto condotto 5, evitando infiltrazioni di idrogeno nella camera di pressurizzazione C2 ed il conseguente rischio d'incendio o di esplosione.

In particolare, sono liberate all'esterno le eventuali perdite di idrogeno attraverso detta tubazione flessibile 15 a soffietto che collega la sommit? della terza membrana 30, dove di fatto tende ad accumularsi l?idrogeno che si spinge verso l?alto, con l?ambiente esterno al di sopra della camera di pressurizzazione C2.

Claims (15)

RIVENDICAZIONI

1) Gasometro pneumatico (1) a membrane per lo stoccaggio di idrogeno gassoso a bassa pressione, comprendente:

- una prima membrana (10) conformata a sacca atta a delimitare una camera di accumulo (C1) di idrogeno in appoggio su una superficie di base (S);

- una seconda membrana (20) atta a delimitare parzialmente una camera di pressurizzazione (C2) sovrapposta almeno in parte a detta camera di accumulo (C1);

- una terza membrana (30), posta in appoggio al di sopra di detta prima membrana (10), fissata in modo impermeabile almeno a detta seconda membrana (20), atta a delimitare, in cooperazione con quest?ultima la detta camera di pressurizzazione (C2) e a definire, con detta prima membrana (10), un'intercapedine (2) aperta verso l'esterno del gasometro pneumatico (1);

- mezzi di adduzione e prelievo dell?idrogeno associati a detta camera di accumulo (C1);

- mezzi di pressurizzazione di detta camera di pressurizzazione (C2) mediante aria, comprendenti mezzi ventilatori (3) e mezzi valvolari di regolazione e scarico dell'aria contenuta in detta camera di pressurizzazione (C2);

- mezzi di ancoraggio (4) meccanico a detta superficie di base (S) di dette prima (1), seconda (20) e terza (30) membrana; caratterizzato dal fatto che comprende un sistema di ventilazione naturale passivo, atto ad esalare verso l?esterno eventuali perdite di idrogeno, comprendente un condotto (5) atto a mettere in comunicazione detta intercapedine (2) con l?ambiente esterno attraversando detta camera di pressurizzazione (C2).

2) Gasometro penumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la superficie di detta terza membrana (30) rivolta verso detta prima membrana (10) ? conformata per definire con quest'ultima canali (6) di raccolta e convogliamento di eventuali perdite di idrogeno da detta intercapedine (2) verso detto condotto (5).

3) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che la superficie di detta terza membrana (30) rivolta verso detta prima membrana (10) comprende mezzi distanziatori (7) da detta prima membrana (10) per creare detti canali (6) in detta intercapedine (2).

4) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti mezzi distanziatori (7) sono scelti tra profilature continue, spessori discontinui o rugosit? ricavate su detta superficie.

5) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che almeno dette seconda (20) e terza (30) membrana sono realizzate in un materiale antistatico.

6) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di ancoraggio (4) meccanico comprendono:

- una guarnizione (8) disposta su detta superficie di base (S) e atta a circoscrivere detto gasometro pneumatico (1);

- una flangia (9) posta al di sopra di detta guarnizione (8) e atta a circoscrivere anch?essa detto gasometro pneumatico (1);

- una pluralit? di tirafondi (12) atti a mantenere in posizione detta flangia (9) su detta guarnizione (8),

ove bordi (21, 31) di almeno dette seconda (20) e terza (30) membrana sono sovrapposti tra loro e serrati tra detta guarnizione (8) e detta flangia (9).

7) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto condotto (5) comprende una tubazione flessibile (15) del tipo a soffietto avente una prima (15?) e una seconda (15??) estremit?, ove detta prima estremit? (15?) ? idraulicamente connessa a detta terza membrana (30) mediante un primo foro (13), e detta seconda estremit? (15??) ? collegata con l?esterno attraverso un secondo foro (14) provvisto su detta seconda membrana (20).

8) Gasometro pneumatico (1) a membrana secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta tubazione flessibile (15) del tipo a soffietto comprende anelli di rinforzo disposti trasversalmente ad essa in corrispondenza di pieghe di detto soffietto.

9) Gasometro pneumatico (1) a membrana secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detto condotto (5) comprende mezzi elastici (16) a molla elicoidale disposti tra detta prima (15?) e detta seconda (15??) estremit? di detta tubazione flessibile (15).

10) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta seconda membrana (20) comprende un cappello di protezione (18) per detto condotto (5) posto in corrispondenza di detto secondo foro (14).

11) Gasometro a membrane (1) secondo la rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che comprende un sensore (19) di rilevamento idrogeno posto sulla sommit? di detta camera di pressurizzazione (C2) in prossimit? di detto secondo foro (14) di detta seconda membrana (20).

12) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta prima membrana (10) comprende una membrana di fondo (10a) e una membrana di copertura (10b), fissate tra loro in modo impermeabile, per costituire detta camera di accumulo (C1).

13) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende una quarta membrana (40) disposta sopra detta superficie di base (S) e al di sotto di detta prima membrana (10), fissata impermeabilmente a detta terza membrana (30) per realizzare un prolungamento di detta intercapedine (2) al fine di circoscrivere interamente detta camera di accumulo (C1).

14) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che comprende un tappeto (23) in TNT interposto tra detta prima membrana (10) e detta quarta membrana (40) atto ad occupare detto prolungamento di detta intercapedine (2).

15) Gasometro pneumatico (1) a membrane secondo le rivendicazioni 6 e 13, caratterizzato dal fatto che detta quarta membrana (40) comprende un bordo (41) disposto per essere serrato tra detta guarnizione (8) e detta flangia (9) di detti mezzi di ancoraggio (4) in accoppiamento ai bordi (21, 31) di almeno dette seconda (20) e terza (30) membrana.