Dispositif d'allumage d'une torchère

L'invention se rapporte à un dispositif d'allumage des torchères par le moyen de cartouches pyrotechniques.

De tels dispositifs sont utilisés pour l'allumage de torchères alimentées de façon très discontinue ou à titre exceptionnel, comme lors des essais de puits, ou bien à titre d'ultime sécurité lorsque les moyens ordinaires, maintenus en veille continue, sont rendus défaillants par un défaut d'alimentation en gaz des veilleuses, par une panne d'électricité ou par tout autre événement.

Les dispositifs connus d'allumage de torchères par cartouches pyrotechniques sont actionnés manuellement à partir du sol, ce qui implique la mise en oeuvre d'un élément propulseur susceptible de lancer les éléments combustibles de telle façon qu'ils traversent le cône de gaz sortant de l'orifice de la torche à une cote au-dessus du sol qui excède souvent 50 m.

Les deux inconvénients majeurs présentés par ces dispositifs sont, d'une part, l'imprécision du tir balistique avec une trajectoire présentant une courbure importante, notamment dans la partie utile de la traversée du cône de gaz, trajectoire qui est très sensible aux conditions atmosphériques, notamment aux variations d'orientation du vent et, d'autre part, la nécessité de maintenir les éléments propulsés en état de combustion sur une grande partie de la trajectoire, ce qui rend inévitable l'arrivée sur l'environnement de débris encore en ignition.

La présente invention permet de pallier ces difficultés en plaçant le dispositif d'allumage à une distance aussi réduite que possible de l'orifice de la torchère, ce qui autorise un tir tendu beaucoup plus précis que le tir courbe des dispositifs connus, et ce qui permet de donner aux éléments propulsés de la cartouche des caractéristiques lui procurant un temps de combustion bref, ce qui entraîne l'arrivée sur l'environnement immédiat de la torchère de résidus de cartouches ayant atteint une température proche de la température ambiante, évitant ainsi tout risque d'incendie.

Un dispositif selon l'invention pour l'allumage d'une torchère par cartouche pyrotechnique est caractérisé en ce que chaque cartouche 22 est disposée dans un boîtier 4 placé à une distance a de 1 à 10 m de l'axe de la torchère, et à une distance b de 2 à 20 m au-dessous de l'orifice 3 de celle-ci, ce boîtier étant muni d'un couvercle 11 apte à être déplacé d'une position de fermeture, dans laquelle les cartouches, à l'intérieur du boîtier 4, sont situées dans un logement 18 étanche et isolé thermiquement, à une position d'ouverture, dans laquelle chaque cartouche est pointée sur un point 7 situé sur l'axe de la torchère à une distance c de 1 à 10 m au-dessus de l'orifice 3 de celle-ci, la distance b étant supérieure à la distance c et les distances a, b et c étant telles que a/(b+c) est compris entre les valeurs de tangente 45° et de tangente 20°.

Selon un mode préférentiel de réalisation, chaque cartouche comporte un élément de propulsion et au moins un élément propulsé et combustible, dénommé étoile, dont la durée de combustion est fixée pour que cette combustion s'effectue entièrement sur un parcours compris entre 1,2 et 3 fois la distance du boîtier 4 au point 7, sur l'axe de la torchère.

Dans diverses réalisations, afin que, dans la position de fermeture du boîtier, le logement 18 dans lequel sont situées les cartouches 22 soit étanche et isolé thermiquement, ce logement 18 est entouré d'un espace 19 parcouru par un courant d'air de refroidissement et, ensuite, d'une gaine 12 continue faite d'un matériau calorifugé.

Dans les mêmes réalisations, chaque cartouche 22 située dans un logement 18 étanche et isolé thermiquement à l'intérieur du boîtier 4 est placée dans un étui cylindrique 23 dont l'orifice inférieur est obturé par un bouchon 25 comportant un passage 26 pour un moyen de mise à feu, et dont l'orifice supérieur est obturé par un opercule 27 fracturable par l'effet de la mise à feu de la cartouche.

Bien que le logement 18 dans lequel sont situées les cartouches 22 soit étanche, le caractère d'étanchéité des étuis 23, dans lesquels chaque cartouche est placée, donne une assurance supplémentaire de longévité pour les éléments de produits pyrotechniques contenus par la cartouche.

De façon préférentielle, le couvercle 11 de chaque boîtier 4 est apte à être déplacé d'une position de fermeture A à une position d'ouverture B, au moyen d'un vérin 14 articulé disposé à l'intérieur du logement 18 étanche et isolé thermiquement.

Pour les torchères installées, afin d'évacuer des débits peu importants de gaz de rejet, les boîtiers 4 sont situés sur une passerelle 5 accessible à partir du sol.

Pour les torches prévues pour des débits importants, les boîtiers 4 sont déplaçables de leur position d'utilisation à une position d'entretien et, éventuellement, à une position intermédiaire de veille, grâce à un moyen de manutention.

L'invention sera mieux comprise dans la description suivante, donnée à titre non limitatif, d'une forme de réalisation illustrée par les figures suivantes:

• Fig. 1 : schéma d'une installation d'allumage de torchère.
• Fig. 2: orientation d'un boîtier par rapport au vent dominant.
• Fig. 3: section longitudinale d'un boîtier de lancement.
• Fig. 4: disposition des cartouches dans un boîtier.
• Fig. 5: section longitudinale d'un étui pour cartouche.
• Fig. 6: dispositif d'allumage transférable entre les positions de tir et d'entretien.

En se référant à la fig. 1, on trouve une torchère 1 comportant un conduit vertical 2 d'axe ZZ' aboutissant à un orifice d'extrémité 3. Le conduit vertical 2 peut être autosustentateur, comme sur la fig. 1, ou soutenu par une construction métallique (non représentée), ou encore maintenu en place par des haubans.

La torchère 1 est munie d'un dispositif d'allumage constitué par des boîtiers 4 de lancement de cartouches pyrotechniques, disposés à une distance a de 1 à 10 m de l'axe ZZ' du conduit 2, et à une distance b de 2 à 20 m au-dessous de l'orifice 3 de la torchère. La distance a est usuellement de quelques mètres et b d'une dizaine de mètres.

Ces boîtiers sont inclinés de façon que l'axe du boîtier, ou axe de lancement, rencontre l'axe ZZ' en un point7, à une distance c de 1 à 10 m au-dessous de l'orifice 3, et de préférence à quelques mètres de cet orifice.

Pour obtenir les meilleures conditions de marche, on choisit les distances a, b, c de façon que b soit inférieur à a et que a/(b+c) soit compris entre tangente 45° et tangente 20°.

Les boîtiers 4 sont reliés à un poste de commande électrique 6 par une canalisation électrique 8.

La fig. 2 montre la disposition de quatre boîtiers 4 sur une passerelle 5: deux de ces boîtiers sont alignés dans la direction 9 du vent dominant, deux autres sont alignés dans la direction perpendiculaire.

La fig. 3 donne une section longitudinale d'un boîtier de lancement 4 comprenant un corps 10 de boîtier à double paroi, un volume 12 compris entre lesdites doubles parois et rempli d'un isolant thermique, constituant une gaine de protection continue.

Le couvercle 11 peut être déplacé d'une position de fermeture A, représentée sur la fig. 3 en traits pleins, à une position d'ouverture B, représentée sur la fig. 3 en traits interrompus, par rotation autour d'un axe 13 sous l'action d'un vérin électrique 14. Ce vérin 14 est articulé d'une extrémité par une articulation 15 avec le couvercle 11 et, de l'autre extrémité, par une articulation 16 avec une pièce solidaire du corps 10 du boîtier 4.

Un coffrage 17 intérieur au corps 10 du boîtier constitue l'enveloppe d'un logement 18 étanche et isolé thermiquement; il délimite avec la paroi interne de ce corps 10 un espace 19 dans lequel est établie une circulation forcée d'air frais dont l'entrée s'effectue par un ajutage tel que 20 et la sortie par un ajutage tel que 21.

On a représenté en 22 une des quatre cartouches pyrotechniques équipant le boîtier de lancement 4; elles sont réparties de part et d'autre du vérin 14, comme il est indiqué sur la fig. 4, et logées dans un étui étanche 23, comme il est indiqué sur la fig. 5.

Un tel étui 23 est constitué par une enveloppe tubulaire 24 comportant un fond inférieur constitué par un bouchon 25 amovible qui permet l'introduction de la cartouche à l'intérieur de l'étui, ce fond étant percé par un percement 26 pour le passage d'un conducteur électrique reliant la cartouche aux moyens de mise à feu, et par un fond supérieur constitué par un opercule 27 du type fracturable par la mise à feu de la cartouche. Cet opercule est bloqué sur le contour supérieur de l'enveloppe tubulaire 24 par une virole 28, de façon à assurer l'étanchéité.

Le corps 10 du boîtier 4, outre les ouvertures 20 et 21 pour les conduits d'arrivée et de départ de l'air de refroidissement, comporte une ouverture 29 pour l'évacuation de l'eau de condensation éventuelle et une ouverture 30 pour l'arrivée du câble électrique d'alimentation générale 31 entouré de sa gaine ignifugée 32, ce câble 31 étant connecté sur ce boîtier 33 pour la répartition des circuits relatifs au vérin 14 et aux cartouches telles que 22.

Dans la partie médiane du corps 10 du boîtier 4 est inséré un plateau 34 qui réalise le plan de pose du dispositif, ce plateau est fixé sur un support réglable en site (non figuré).

Les quatre cartouches 22 prennent appui sur ce plateau 34 par l'intermédiaire des bouchons 25 qui constituent le fond inférieur des étuis 23.

On n'a pas représenté les joints d'étanchéité, d'une technique commune, utilisés dans l'assemblage des différents éléments.

Sur la fig. 5 est montré de façon schématique, en traits discontinus, le remplissage de la cartouche 22, où l'on remarque un élément de propulsion 35 et trois éléments propulsés, dénommés étoiles, tels que 36. Le temps de combustion de ces éléments propulsés 36 est fixé pour que cette combustion s'effectue entièrement sur un parcours compris entre 1,2 et 3 fois la distance du boîtier 4 au point 7 sur l'axe de la torchère.

La fig. 6 donne le schéma d'un dispositif d'allumage dans lequel un boîtier 4 est déplaçable d'une position de tir 37 à une position d'entretien 38, ou l'inverse selon l'utilisation sur torche chaude ou froide, à l'aide d'un moyen de transfert 39. Ce moyen de transfert 39, de technique usuelle, est représenté schématiquement comme constitué d'une chaîne 40 formée de maillons articulés entre eux, cette chaîne 40 prenant appui sur deux roues dentées 41 et 42; la roue 41 est située peu au-dessus de la position de tir 37 et la roue 42, qui est située peu au-dessous de la position d'entretien, est entraînée par un moteur. D'autres moyens de transfert peuvent être employés, tels qu'une crémaillère (non figurée) sur laquelle une roue dentée prend appui, cette roue dentée étant mue par un moteur.

Mise en oeuvre du dispositif d'allumage

Le dispositif étant installé sur une torchère, comme il a été indiqué, lorsque l'allumage est rendu nécessaire par l'émission par la torchère de gaz de rejet combustibles, une commande électrique télécommandée du vérin 14 provoque l'ouverture du boîtier 4 par rotation du couvercle 11 autour de l'axe d'articulation 13.

Sur la fig. 3, la position de fermeture est indiquée par un trait continu et la position d'ouverture par un trait mixte.

Une cartouche 22 est alors mise à feu par télécommande. Le choix de la composition pyrotechnique de l'élément de propulsion 35 et des éléments propulsés 36, ainsi que la précision du montage choisi, font que le passage des éléments propulsés 36 au travers du cône de gaz de rejet, autour de la position moyenne définie par le point 7, provoque avec sûreté la mise à feu du gaz de rejet.

Le couvercle 11 est alors refermé par action de la télécommande.

La composition des cartouches étant telle que la durée de combustion est très brève, l'extinction des éléments résiduels de la cartouche est totale et il n'y a pas de retombées pyrotechniques susceptibles de provoquer une mise à feu accidentelle dans l'environnement de la torchère.

Les précautions prises pour assurer l'isolement thermique et l'étanchéité du logement 18 et des étuis 23 où sont placées les cartouches 22 garantissent la bonne conservation de ces cartouches sur une très longue période et procurent une totale sécurité pour leur emploi quel que soit le moment où la mise à feu immédiate de la torchère devient nécessaire.