FR2706580A1 - Vapourising unit for LPG tank and LPG tank equipped with such a unit - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention a pour objet une centrale de vaporisation pour citerne de GPL, notamment de propane, formée d'un vaporiseur muni d'un moyen d'acheminement de GPL et d'un moyen d'évacuation de GPG. The present invention relates to a central vaporization for LPG tank, especially propane, formed of a vaporizer provided with a means of LPG transport and a means of evacuation of GPG.
Elle a également pour objet la citerne de GPL pourvue d'une telle centrale de vaporisation.It also relates to the LPG tank provided with such a vaporization plant.
Une partie des besoins d'énergie est couverte par les gaz de pétrole liquéfiés (G.P.L), notamment sous forme de propane ou de butane, qui sont distribués soit en bouteilles soit en citernes. Les GPL diffèrent en particulier par leur pression de vapeur saturante. Ils sont stockés sous forme liquide et consommés par combustion sous forme gazeuse. Part of the energy needs are covered by liquefied petroleum gases (G.P.L), in particular in the form of propane or butane, which are distributed either in bottles or in tanks. LPGs differ in particular in their saturated vapor pressure. They are stored in liquid form and consumed by combustion in gaseous form.
Dans le cas du propane notamment, les citernes sont placées à l'extérieur des locaux, implantées sur le sol et dites "aériennes" ou bien dans le sol et dites "enterrées". Les premières sont jusqu'à présent largement majoritaires. Néanmoins, une zone de sécurité imposée, tout autour de l'emplacement des citernes aériennes leur fait de plus en plus préférer les citernes enterrées, deux fois moins exigeantes sur ce point. In the case of propane in particular, the tanks are placed outside the premises, located on the ground and called "aerial" or else in the ground and called "buried". The former have so far been in the majority. Nevertheless, an imposed safety zone, all around the location of the aerial tanks makes them more and more prefer underground tanks, twice less demanding on this point.
Dans les deux cas, le passage de la phase de liquide à la phase gazeuse qui précède la distribution par canalisation nécessite la fourniture de chaleur. Cette chaleur est prélevée dans le milieu ambiant (air ou sol) ou bien apportée artificiellement par électricité ou eau chaude. In both cases, the transition from the liquid phase to the gaseous phase which precedes distribution by pipeline requires the supply of heat. This heat is taken from the ambient environment (air or soil) or brought artificially by electricity or hot water.
Si la chaleur est prélevée dans le milieu ambiant, le changement d'état est conventionnellement qualifié "d'évaporation naturelle". Si la chaleur est apportée artificiellement, le changement d'état s'effectue par "vaporisation forcée". Le principe d'évaporation naturelle n'est pas suffisant pour une utilisation collective ou industrielle. Aussi, la vaporisation forcée est-t-elle requise pour cette utilisation. If the heat is taken from the ambient medium, the change of state is conventionally called "natural evaporation". If the heat is supplied artificially, the change of state is effected by "forced vaporization". The principle of natural evaporation is not sufficient for collective or industrial use. Therefore, forced spraying is required for this use.
Dans le cas des citernes aériennes, on a proposé deux principes de fonctionnement de la vaporisation forcée, à savoir la vaporisation forcée dite "directe" ou la vaporisation forcée dite "en rétroaction". In the case of air tanks, two operating principles of forced spraying have been proposed, namely forced spraying called "direct" or forced spraying said "in feedback".
Dans le principe dit "direct" (en anglais feed-out) le GPL liquide est vaporisé à l'extérieur du réservoir puis distribué directement vers l'utilisation. In the principle known as "direct" (in English feed-out) the liquid LPG is vaporized outside the tank then distributed directly towards the use.
Dans le principe de rétroaction (feed-back), le GPL liquide est vaporisé à l'extérieur du réservoir puis renvoyé sur ce dernier. In the feedback principle, the liquid LPG is vaporized outside the tank and then returned to the latter.
L'avantage est que l'évaporation naturelle continue d'être partiellement utilisée d'où un moindre coût en énergie.The advantage is that natural evaporation continues to be partially used, thus reducing energy costs.
Néanmoins, la deuxième de ces solutions ne peut être appliquée directement aux citernes enterrées dans la mesure où l'alimentation en liquide du vaporiseur se fait soit par gravité (le vaporiseur est en charge) soit avec une pompe (elle-même en charge). Dans le cas de réservoir enterré la mise en charge supposerait d'enterrer ces matériels euxmêmes, ce qui compliquerait sérieusement leur maintenance et n'est, en pratique, pas envisageable. However, the second of these solutions cannot be applied directly to underground tanks since the liquid supply to the vaporizer is done either by gravity (the vaporizer is loaded) or with a pump (itself loaded). In the case of a buried tank, charging would entail burying these materials themselves, which would seriously complicate their maintenance and is, in practice, not possible.
L'invention concerne donc une centrale de vaporisation fonctionnant selon le principe de vaporisation forcée en rétroaction, dans le cas des citernes enterrées, évitant ces inconvénients. The invention therefore relates to a vaporization plant operating according to the principle of forced vaporization in feedback, in the case of buried tanks, avoiding these drawbacks.
L'invention propose en premier lieu une centrale de vaporisation qui peut être fixée à la partie supérieure d'une citerne enterrée et qui permet à celle-ci de fonctionner selon le principe de vaporisation par rétro action. The invention firstly provides a vaporization unit which can be fixed to the upper part of a buried tank and which allows it to operate on the principle of vaporization by retro action.
Cette centrale de vaporisation procure en outre tous les avantages liés à la vaporisation par rétroaction: - simplicité de la régulation et sécurité de fonctionnement, sans risque d'envahissement liquide, - économie d'énergie, - souplesse face aux fluctuations de la demande de gaz grâce au tampon consituté par la citerne, - pas de pollution de circuit de distribution gazeux par les composants lourds contenus dans le GPL car ceux ci restent dans la citerne. This vaporization power station also provides all the advantages linked to vaporization by feedback: - simplicity of regulation and operational safety, without risk of liquid flooding, - energy saving, - flexibility in the face of fluctuations in gas demand thanks to the buffer constituted by the tank, - no pollution of the gas distribution circuit by the heavy components contained in the LPG because these remain in the tank.
L'invention est donc relative à une centrale de vaporisation pour citerne de GPL, notamment de propane, formée d'un vaporiseur muni d'un conduit d'acheminement de GPL et d'un conduit d'évacuation de GPG, caractérisée en ce que le conduit d'acheminement de GPL est relié à un moyen d'obturation, le conduit d'évacuation est divisé en deux branches, une première branche est destinée à être reliée au détendeur de la citerne, une seconde branche comporte un moyen de perte de charge et est destinée à être reliée à la canalisation de départ de gaz, le conduit d'acheminement étant alimenté en GPL lorsque la pression dans la citerne est inférieure à une valeur déterminée. The invention therefore relates to a vaporization plant for LPG, in particular propane, tanks, formed of a vaporizer provided with an LPG transport pipe and a GPG discharge pipe, characterized in that the LPG delivery pipe is connected to a sealing means, the evacuation pipe is divided into two branches, a first branch is intended to be connected to the pressure reducer of the tank, a second branch includes a means of loss of load and is intended to be connected to the gas supply pipe, the supply pipe being supplied with LPG when the pressure in the tank is less than a determined value.
De façon générale, le vaporiseur fonctionne au moyen d'une ou plusieurs résistances électriques protégées de façon appropriée ou au moyen d'un autre principe d'apport de chaleur par fluide caloporteur. Generally, the vaporizer operates by means of one or more electric resistances suitably protected or by means of another principle of supply of heat by heat transfer fluid.
Le vaporiseur comporte un détecteur de niveau de liquide déclenchant ou stoppant l'action du ou des éléments chauffants lorsque les niveaux voulus sont atteints. The vaporizer includes a liquid level detector that triggers or stops the action of the heating element (s) when the desired levels are reached.
La résistance peut, en outre, être associée à un thermocouple de sécurité de telle manière que le courant soit coupé lorsque la température dépasse par exemple 50"C. Elle peut être couplée dans le même but à un temporisateur réglé pour une durée fonction de la quantité de GPL à vaporiser et de sa propre puissance. The resistor can also be associated with a safety thermocouple in such a way that the current is cut off when the temperature exceeds for example 50 "C. It can be coupled for the same purpose to a timer set for a duration depending on the amount of LPG to vaporize and its own power.
Les conduits d'acheminement et d'évacuation sont construits suivant les règles de l'art bien connues dans la technique considérée. De même, les connections de départ de gaz sont celles qui sont généralement utilisées dans cette technique. The routing and evacuation conduits are constructed according to the rules of the art well known in the art considered. Likewise, the gas starting connections are those which are generally used in this technique.
Le moyen de perte de charge génère un différentiel de pression P qui est fonction du débit et de la pression du gaz qui le traverse. The pressure drop means generates a pressure differential P which is a function of the flow rate and the pressure of the gas passing through it.
Généralement, cela peut être un orifice calibré, un injecteur, un robinet pointeau ou tout organe déprimogène bénéficiant éventuellement d'un ajustage automatique en fonction de la différence de pression souhaitée. Generally, this can be a calibrated orifice, an injector, a needle valve or any pressure-reducing member possibly benefiting from automatic adjustment according to the desired pressure difference.
Selon une variante préférée de l'invention, le GPL monte dans le conduit d'acheminement lorsque la pression dans la citerne est inférieure à une pression de consigne donnée, par exemples 2 bars. According to a preferred variant of the invention, the LPG rises in the conveying pipe when the pressure in the tank is lower than a given set pressure, for example 2 bars.
La montée du liquide dans le vaporiseur est provoquée par la perte de charge présente entre l'amont et l'aval du moyen de perte de charge (la pression en aval étant inférieure à la pression en amont). The rise of the liquid in the vaporizer is caused by the pressure drop present between the upstream and downstream of the pressure drop means (the downstream pressure being lower than the upstream pressure).
Par l'expression "conduit d'acheminement relié à un moyen d'obturation", on entend que le moyen d'obturation est directement associé au conduit d'acheminement (vanne, clapet) ou que la montée du liquide est empêchée par un autre principe qu'une vanne ou un clapet.By the expression "conveying conduit connected to a sealing means", it is meant that the sealing means is directly associated with the conveying conduit (valve, valve) or that the rise of the liquid is prevented by another principle that a valve or a flap.
Par exemple, cela peut être un déverseur taré à la valeur de consigne, disposé en shunt de la perte de charge /iP P de sorte que celle-ci soit inopérante au-dessus de la pression de consigne interrompant du même coup le fonctionnement du vaporiseur par impossibilité d'alimentation de liquide.For example, this can be a spoiler calibrated to the set value, arranged as a shunt of the pressure drop / iP P so that it is ineffective above the set pressure thereby interrupting the operation of the vaporizer by impossibility of liquid supply.
Le conduit d'évacuation est pourvu éventuellement d'une vanne. The exhaust duct is optionally provided with a valve.
Les vannes peuvent être des électrovannes.The valves can be solenoid valves.
Eventuellement, la centrale comprend à sa base une vidange constituée par un clapet taré permettant un retour du liquide du vaporiseur vers la citerne lors d'une surpression dans le vaporiseur. Ce retour constitue également une purge utile pour débarrasser le vaporiseur des composés lourds non évaporables qui ont pu s'accumuler. Optionally, the central unit comprises at its base a drain constituted by a calibrated valve allowing a return of the liquid from the vaporizer to the tank during an overpressure in the vaporizer. This return also constitutes a useful purge to rid the vaporizer of the non-evaporable heavy compounds which may have accumulated.
De préférence, la centrale de vaporisation est caractérisée en ce que l'extrémité supérieure du conduit d'acheminement est située au-dessus du détecteur de niveau supérieur de liquide et en ce que la vanne est un clapet relié à un moyen élastique sur lequel agit d'une part la pression atmosphérique, d'autre part la pression interne de la citerne. Preferably, the vaporization unit is characterized in that the upper end of the conveying duct is located above the upper liquid level detector and in that the valve is a valve connected to an elastic means on which acts on the one hand the atmospheric pressure, on the other hand the internal pressure of the tank.
Avantageusement, le vaporiseur est surmonté d'un logement maintenu à pression atmosphérique par un orifice, ledit logement comportant un ressort prenant appui sur la base dudit logement et étant en relation avec la paroi, élastique, supérieure de celui-ci, elle-même reliée au clapet et ladite paroi élastique étant surmontée d'une chambre étanche reliée à la pression de la citerne, notamment au niveau de la canalisation de départ du gaz. Advantageously, the vaporizer is surmounted by a housing maintained at atmospheric pressure by an orifice, said housing comprising a spring bearing on the base of said housing and being in relation to the elastic, upper wall thereof, itself connected the valve and said elastic wall being surmounted by a sealed chamber connected to the pressure of the tank, in particular at the level of the gas starting pipe.
L'invention a également pour objet une citerne de GPL, notamment de propane, enterrée pourvue d'une centrale de vaporisation caractérisée en ce que la centrale est positionnée à la partie supérieure de la citerne de préférence au-dessus du niveau 85 %, en ce que le conduit d'acheminement plonge jusqu'à la partie inférieure de la citerne, en ce que les connections de la première branche et du moyen de perte de charge sont respectivement reliées au détendeur et à la canalisation de départ de gaz de la citerne. The invention also relates to an underground LPG tank, in particular propane, provided with a vaporization plant, characterized in that the plant is positioned at the top of the tank, preferably above the 85% level, in that the conveying conduit dips to the lower part of the tank, in that the connections of the first branch and of the pressure drop means are respectively connected to the pressure reducer and to the gas starting pipe of the tank .
Le principe de fonctionnement d'une telle citerne enterrée est, comme cela a déjà été indiqué, de faire monter le GPL, notamment le propane liquide dans le vaporiseur situé au-dessus de la citerne proprement dite. The operating principle of such a buried tank is, as has already been indicated, to raise the LPG, in particular the liquid propane in the vaporizer situated above the tank itself.
Tant que la vaporisation naturelle est suffisante (que P citerne, par exemple, > 2 ou de préférence 2,5 bars relatifs) la vanne reste fermée. As long as there is sufficient natural vaporization (eg P tank, for example> 2 or preferably 2.5 bar relative) the valve remains closed.
Lorsque P est égal à 2 ou 2,5 bars relatifs par exemple, la vanne s'ouvre et le propane liquide de la citerne monte du fait de la perte de charge. Un choix approprié de la taille de l'injecteur permet un remplissage rapide du vaporiseur en GPL, notamment le propane.When P is equal to 2 or 2.5 bars relative for example, the valve opens and the liquid propane of the tank rises due to the pressure drop. An appropriate choice of injector size allows rapid filling of the LPG vaporizer, especially propane.
Lorsque le niveau du détecteur supérieur est atteint, la résistance se met en marche, vaporisant le propane (vaporisation forcée), du fait de l'augmentation de pression dans la citerne, la vanne se ferme après un nombre de cycles de vaporisation forcée variable suivant la consommation de gaz par l'utilisation. When the level of the upper detector is reached, the resistance starts, vaporizing the propane (forced vaporization), due to the increase in pressure in the tank, the valve closes after a variable number of cycles of forced vaporization according to gas consumption by use.
Comme indiqué précédemment, la pression dans la citerne diminue lorsqu'on utilise l'évaporation naturelle. On conçoit que le rôle de la vanne du conduit d'acheminement est indispensable pour n'amorcer la vaporisation forcée que lorsque l'évaporation naturelle est insuffisante. As indicated above, the pressure in the tank decreases when natural evaporation is used. It is understood that the role of the valve of the conveying conduit is essential to initiate the forced vaporization only when the natural evaporation is insufficient.
On comprend que le vaporiseur fonctionne par cycles répétés, de façon continue, tant que la vanne est ouverte et que le débit demandé est suffisant, puis s'arrête dès que la vanne se ferme.It is understood that the vaporizer operates in repeated cycles, continuously, as long as the valve is open and the requested flow is sufficient, then stops as soon as the valve closes.
L'invention est illustrée par deux schémas de réalisation, donnés à titre d'exemples. The invention is illustrated by two embodiments, given by way of examples.
La figure 1 est un schéma de principe. Figure 1 is a block diagram.
La figure 2 est une vue en coupe d'une citerne pourvue d'une centrale selon l'invention. Figure 2 is a sectional view of a tank provided with a plant according to the invention.
La figure 3 est une vue en coupe d'une citerne pourvue d'une autre centrale selon l'invention. Figure 3 is a sectional view of a tank provided with another plant according to the invention.
Selon la figure 1, une citerne enterrée 1 comportant un réservoir 2 munie d'une canalisation de départ de gaz propane 3 et d'un détendeur 4 est surmontée d'une centrale de vaporisation 5 formée d'un vaporiseur 6, dans lequel est présente une résistance 7 isolée par une gaine de protection 8, un détecteur de niveau 9 à la partie inférieure du vaporiseur et un détecteur de niveau 10 à la partie supérieure. Un conduit d'acheminement 1 1 de propane liquéfié s'étend du vaporiseur jusqu'à la partie inférieure de la citerne et comporte une électrovanne 12 reliée par un réseau électrique (non représenté) à la résistance et aux détecteurs de niveau, une vidange 13 à la base du vaporiseur contrôlée par une électrovanne 14 est reliée au conduit d'acheminement en amont de la vanne 12. According to Figure 1, a buried tank 1 comprising a tank 2 provided with a propane gas supply line 3 and a pressure reducing valve 4 is surmounted by a vaporization plant 5 formed of a vaporizer 6, in which is present a resistor 7 isolated by a protective sheath 8, a level detector 9 at the bottom of the vaporizer and a level detector 10 at the top. A conduit 1 1 of liquefied propane extends from the vaporizer to the lower part of the tank and comprises a solenoid valve 12 connected by an electrical network (not shown) to the resistance and to the level detectors, a drain 13 at the base of the vaporizer controlled by a solenoid valve 14 is connected to the conveying duct upstream of the valve 12.
Le vaporiseùr comporte également un conduit d'évacuation 15 du propane sous forme de gaz muni d'une électrovanne 16 et prolongé par deux branches, l'une 17 fixée à la sortie 19 d'un robinet pointeau 18 dont l'entrée 20 est reliée à la canalisation 3 avant le détendeur, l'autre 21 étant reliée à l'entrée 22 du détendeur. The vaporiser also has a conduit 15 for propane in the form of gas provided with a solenoid valve 16 and extended by two branches, one 17 fixed to the outlet 19 of a needle valve 18 whose inlet 20 is connected to line 3 before the regulator, the other 21 being connected to the inlet 22 of the regulator.
Un déverseur 48 est disposé en shunt du moyen de perte de charge de sorte que celui-ci soit inopérant au-dessus de la pression de consigne. An overflow valve 48 is arranged in shunt of the pressure drop means so that the latter is inoperative above the set pressure.
La pression de consigne est la pression de la citerne fixée pour la mise en opération du vaporiseur (qui, indirectement est liée au fonctionnement du moyen de perte de charge).The set pressure is the pressure of the tank fixed for the operation of the vaporizer (which, indirectly, is linked to the operation of the pressure drop means).
Selon la figure 2, la citerne 24, munie d'une canalisation 25 de départ de gaz, est surmontée d'une centrale de vaporisation comportant un vaporiseur 26 ayant à sa base une résistance 27 gainée et commandée par une jauge à flotteur 29 équipée d'un dispositif de lecture permettant une commande électrique lorsque le flotteur 30 atteint le point haut 31, la résistance est mise en route puis elle est arrêtée par un temporisateur au bout d'un temps, fonction de la capacité du vaporiseur et de la résistance. According to FIG. 2, the tank 24, provided with a gas starting pipe 25, is surmounted by a vaporization plant comprising a vaporizer 26 having at its base a sheathed resistance 27 and controlled by a float gauge 29 equipped with 'A reading device allowing electrical control when the float 30 reaches the high point 31, the resistance is started and then it is stopped by a timer after a time, depending on the capacity of the vaporizer and the resistance.
Un conduit d'acheminement de propane liquide 32 s'étend verticalement à l'intérieur du vaporiseur jusqu'à une hauteur supérieure à celle du point haut de la jauge à flotteur et est prolongé de la base du vaporiseur dans la citerne jusqu'à la zone inférieure de celle-ci. On notera que le gaz produit dans le vaporiseur peut également revenir dans la citerne en empruntant ce conduit. A liquid propane delivery duct 32 extends vertically inside the vaporizer to a height greater than that of the high point of the float gauge and is extended from the base of the vaporizer in the tank to the lower area of it. Note that the gas produced in the vaporizer can also return to the tank using this conduit.
L'extrémité supérieure, ouverte, du conduit d'évacuation est obturée par un clapet 33 supporté par une tige 34 qui s'étend à l'extérieur du vaporiseur dans un logement 35 fermé, la tige étant solidaire de la paroi supérieure 36 qui est une membrane déformable prenant appui sur un ressort à boudin 37 supporté par la paroi externe du vaporiseur. The upper, open end of the discharge conduit is closed by a valve 33 supported by a rod 34 which extends outside the vaporizer in a closed housing 35, the rod being integral with the upper wall 36 which is a deformable membrane bearing on a coil spring 37 supported by the external wall of the vaporizer.
Le mouvement de la membrane est donc transmis au ressort à boudin et au clapet par l'intermédiaire de la tige. The movement of the diaphragm is therefore transmitted to the coil spring and the valve via the rod.
Ce logement est à pression atmosphérique, du fait de la présence d'un orifice 38 dans la paroi latérale du logement. Ce logement est surmonté d'une chambre étanche 39 reliée par un conduit 40 à la pression de la citerne au niveau de la canalisation de départ du gaz. This housing is at atmospheric pressure, due to the presence of an orifice 38 in the side wall of the housing. This housing is surmounted by a sealed chamber 39 connected by a conduit 40 to the pressure of the tank at the level of the gas starting pipe.
Le conduit d'acheminement de propane liquide est pourvu au niveau de la base du vaporiseur d'un orifice 41 relié à un clapet taré 42, agissant comme sécurité en cas de surpression et permettant la purge des composés lourds. The liquid propane delivery pipe is provided at the base of the vaporizer with an orifice 41 connected to a calibrated valve 42, acting as a safety device in the event of overpressure and allowing the heavy compounds to be purged.
La canalisation de départ de gaz est pourvue d'un orifice calibré 43 créant une zone de perte de charge 44 entre ledit orifice et le détendeur 45. The gas starting pipe is provided with a calibrated orifice 43 creating a pressure drop zone 44 between said orifice and the regulator 45.
Cette zone 44 est en relation 46 par un conduit d'évacuation du gaz avec le sommet du vaporiseur par l'intermédiaire d'une chambre antienvahissement de liquide 47.This zone 44 is in relation 46 by a gas evacuation pipe with the top of the vaporizer via a liquid anti-flooding chamber 47.
Selon la figure 3, la centrale de vaporisation diffère de celle de la figure 2, seulement par le fait que, le clapet 33, le logement 34, la chambre 39 et le conduit 40 ont été supprimés et remplacés par un déverseur 48 taré à la valeur de la pression de consigne définie précédemment et disposé en shunt du moyen de perte de charge lv P 43 de sorte que celui-ci soit inopérant au-dessus de la pression de consigne, interrompant du même coup le fonctionnement du vaporiseur par impossibilité d'alimentation en liquide. According to Figure 3, the central vaporization differs from that of Figure 2, only in that the valve 33, the housing 34, the chamber 39 and the conduit 40 have been removed and replaced by an overflow 48 calibrated to the value of the set pressure previously defined and arranged in shunt of the pressure drop means lv P 43 so that it is inoperative above the set pressure, thereby interrupting the operation of the vaporizer by impossibility of liquid supply.
En conséquence, cette figure 3 est référencée de façon identique à la figure 2. Consequently, this FIG. 3 is referenced identically to FIG. 2.
Claims (10)
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FR2775048A1 (en) | 1998-02-18 | 1999-08-20 | Butagaz | Pressurised fuel gas flow regulator |
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1993
- 1993-06-17 FR FR9307303A patent/FR2706580B1/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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FR2706580B1 (en) | 1995-09-08 |
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