EP1315932A1 - Dispositif de stockage de fluide sous pression et/ou de reacteurs generant des fluides sous pression, en particulier pour vehicules automobiles - Google Patents

Dispositif de stockage de fluide sous pression et/ou de reacteurs generant des fluides sous pression, en particulier pour vehicules automobiles

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Publication number
EP1315932A1
EP1315932A1 EP01965367A EP01965367A EP1315932A1 EP 1315932 A1 EP1315932 A1 EP 1315932A1 EP 01965367 A EP01965367 A EP 01965367A EP 01965367 A EP01965367 A EP 01965367A EP 1315932 A1 EP1315932 A1 EP 1315932A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spacers
tank
envelope
reactors
external
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP01965367A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Fabien Heurtaux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SAS
Original Assignee
Renault SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SAS filed Critical Renault SAS
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
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    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
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    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Definitions

  • the present invention relates to the field of storage devices comprising tanks for pressurized fluids, in particular cryogenic fluids and / or for the production of pressurized fluids.
  • reactors generating pressurized fluids, in particular gases, containing reactive catalytic materials capable of operating at high temperatures, plasma discharge generators, heat exchangers, " microwave generators, designed to supply the traction system with mixture gaseous fuel and which may contain, in the case of reactors, a large amount of hydrogen, used in particular on motor vehicles.
  • the storage devices currently known include a cylindrical tank surrounded by a cylindrical envelope, interconnected by welded legs, the space separating them being able to be evacuated.
  • Such storage devices are not suitable for being integrated into motor vehicles.
  • Current pressurized chemical reactors making it possible to carry out steam reforming, cracking or partial oxidation reactions from hydrocarbons, alcohols or ethers require several reactors placed in series with catalysts, different reactants and heat additions to produce a gas mixture rich in hydrogen. These types of reactors are not very compact and have high thermal inertia. They are weakly isolated thermally and require a long start-up time.
  • the present invention relates to a device for storing fluids under pressure and / or reactors generating pressurized gas containing reactive materials allowing to bring a significant compactness, a strong integration on vehicle, a reduction of thermal losses and a conservation of the internal temperature for a long period.
  • the storage device and / or reactors according to the invention further comprises an external envelope which remotely surrounds said tank and / or the reactors, as well as spacers constituting supports, placed in the space separating the tank. and / or the reactors and the outer casing and the inner end parts of which respectively bear in hollow parts formed in two opposite faces of the tank and the outer ends bear against the inner face of the outer casing.
  • said spacers are preferably at least partly made of a thermally insulating material.
  • said spacers are preferably bonded or welded to said internal tank and / or to the reactors and / or to said external envelope.
  • the spacers preferably have a part of reduced section between their aforementioned ends.
  • said spacers can be provided at least partly tubular.
  • the outer end of said spacers and the envelope may advantageously have complementary shapes engaged one inside the other.
  • the device can also comprise complementary spacers placed between the tank and / or the reactors and the external envelope, in the lateral part of said space. lateral.
  • At least one sheet of thermally insulating material and / or of materials reflecting thermal radiation can advantageously be placed in the space separating the tank and / or the reactors and the external envelope.
  • the space separating the tank and / or the reactors and the external envelope is preferably under vacuum.
  • the tank and / or the reactors comprise partitions connecting said opposite faces and connected to the latter in the zones of said recessed parts.
  • the internal tank and / or the reactors comprise partitions connecting said opposite faces and determining through wells, said spacers bearing in the inlet and / or inside these wells.
  • the opposite spacers placed in a well can advantageously be connected by a tie rod.
  • At least two spacers can advantageously be connected by at least one connecting piece which extends in the space separating the tank and the external envelope.
  • said external envelope preferably carries fixing members fixed on its external face, on zones corresponding to said spacers.
  • the device may also comprise complementary spacers, placed in the space separating the tank and / or the reactors and the external envelope, in places situated laterally to the tank and / or to the reactors.
  • each compartment can be a chemical reactor, a heat exchanger, a plasma generator, a microwave generator, a burner.
  • the compartments are preferably separated by vertical partitions pierced or arranged to circulate gases from one compartment to the other.
  • the internal tank and / or the reactors are equipped with accessories such as valves, tubes, sensors, valves and / or valves, allowing to manage the fluids in the different compartments.
  • said tank and / or the reactors have a generally rectangular shape.
  • the wall of said tank and / or reactors can carry one or more eutectic thermal fuses to protect them from abnormally high temperatures.
  • the tank or reactor is preferably thermally insulated (quasi-adiabatic) with respect to the external envelope by means of insulating spacers, sheets or screens insulating thermal or radiation and / or vacuum.
  • the wall provided with an orifice placed in the lower part preferably makes it possible to produce a static filling limiter for a storage tank.
  • the device preferably makes it possible to carry out different types of chemical reactions in compartments separated by partitions to produce gases rich in hydrogen.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a tank and / or reactors of a device according to the present invention
  • - Figure 2 shows a perspective view of another tank and / or other reactors of a device according to the present invention
  • FIG. 3 shows a partial section of a device according to the present invention including the tank and / or reactors of Figure 1;
  • FIG. 4 shows a partial section of a device according to the present invention including the tank and / or reactors of Figure 2;
  • reservoir is used generically to designate an envelope delimiting a volume with one or more compartments, to receive one or more fluids and / or to constitute reactors.
  • a tank 1 of generally mattress type whose edges and corners are rounded, which comprises two opposite faces 2a and 2b generally curved. These two faces 2a and 2b, preferably placed horizontally, are connected by a multiplicity of cylindrical walls 3 which determine a multiplicity of through wells 4, the walls 3 joining the walls 2a and 2b by flared mouths 5 so that these mouths 5 do not have edges.
  • the reservoir 1 comprises two parallel rows of three aligned wells 4.
  • the tank 1 can for example have three reaction compartments
  • a tank 6, of different structure which comprises a multiplicity of longitudinal compartments 7 extending next to each other so as to form a profile.
  • This tank 6 comprises an upper wall 8a and a lower wall 8b which have projecting undulations defining longitudinal recessed portions, as well as vertical internal partitions 10 for separating the compartments 7, joining the corresponding recessed portions 9 of the walls 8a and 8b. These partitions may possibly have communication passages between said compartments.
  • the reservoir 6 further comprises end walls 11a and 11b closing the compartments 7 and having curved portions at the ends of each of the compartments.
  • the tanks 1 and 6 and the envelopes 14 and 16 are connected by spacers constituting supports, placed in spaces 15 and 17.
  • said spacers extend perpendicular to the faces 2a and 2b of the reservoir 1 and bear on the one hand in the wells 4 or in the mouths 5 of this reservoir 1 and on the other hand against the inner side of the envelope
  • said spacers extend perpendicular to the faces 8a and 8b of the reservoir 6 and bear on the one hand in the longitudinal recessed portions 9 of this reservoir 6 and on the other hand against the interior face of the outer casing 16.
  • spacer 18 which is in the form of a truncated cone partially engaged in a mouth 5 of the tank 1 and bearing on the latter by a circular area 19
  • This spacer 18 has an outer face 20 which rests on a flat surface 21 of the envelope 14. To maintain it, the spacer 18 can be bonded to the reservoir 1 and to the envelope 14.
  • a spacer 22 which comprises a cylindrical part 23 slightly engaged in a well 3 and fixed for example by gluing, a cylindrical part 24 which bears against the inner face of a flat area 25 of the casing 14 and fixed for example by gluing, and a cylindrical connecting part 26 which connects these cylindrical parts 23 and 24 and which is of reduced section.
  • spacers 18 and 22 being arranged at both ends of a well 3, it can be seen that the latter can be connected by a tie rod 27 passing axially through the well 3 and of reduced section.
  • FIG. 3 there is shown another hollow spacer 28 which comprises a cylindrical wall 29 engaged in a well 3 of the tank 1 and fixed in the latter by gluing, this spacer 28 having a radial end wall 30 provided at the inner end of its cylindrical wall 28 and a radial end wall 31 provided at the outer end of its cylindrical wall 29 and bearing against the inner face of a zone 32 of the envelope 14 against which it can be fixed by gluing.
  • a spacer 33 which comprises a cylindrical wall 34 of smaller section than that of the well 3, the inner end of which has a peripheral annular rim 35 which bears against shoulders 36 which are attached by bonding against the wall of the well 3, the outer end of the cylindrical wall 34 carrying a radial end wall 37 which bears against the inner face of a zone 38 of the casing 14 against which it can be fixed by bonding.
  • the spacers 18, 22, 28 and 33 take advantage of the existence of the wells 3 of the reservoir 1 and / or of its mouths 5 so as to place and maintain in a suitable position these spacers relative to the structure of the reservoir 1 so that the latter is suitably supported by the casing 14, in its zones of greatest resistance linked to the existence of the walls 3 delimiting the wells 3.
  • a spacer 39 consisting of a bar whose inner end abuts in a hollow portion 9 of the tank 6 and whose outer end comes against the face inside a zone 40 of the envelope 16 against which it can be fixed by gluing.
  • a spacer 41 which comprises an inner end part 42 of frustoconical shape, which is supported in a hollow part 9 of the tank 6, a cylindrical outer part 43 which is supported against the inner face of a zone 44 of the envelope 16, and a cylindrical part 45 of reduced section which connects the internal part 42 and the external part 43.
  • the internal part 42 can be fixed to the tank 6 by gluing and the part 43 can be attached to the casing 16 by gluing.
  • Figure 4 also shows that the spacer 41 can be connected to at least one other spacer by a connecting rod 46 which extends in the space 17, parallel to its faces 8a and 8b.
  • the arrangement of the spacers 39 and 41 takes advantage of the existence of the hollows 9 of the tank 6 so as to ensure their positioning.
  • these spacers 39 and 41 bear on resistant areas of the reservoir 3 since these areas are formed at the ends of its internal partitions 10.
  • a number of spacers should be provided, chosen among those which have just been described, adapted so that the reservoir 1 is securely connected to the casing 14, for example by providing a spacer at each of the ends of each of the wells 3 of the reservoir 1 or by providing a reduced number of spacers associated with well-chosen wells 3.
  • spacers described above have the advantage of having limited contact areas either with the tanks 1 and 6 or with the envelopes 14 and 16 and / or have reduced sections between their ends in contact with the tanks 1 and 6 and the envelopes 14 and 16, while having a high mechanical resistance, so that the heat flows between the tanks 1 and 6 and the envelopes 14 and 16 are limited.
  • said spacers may comprise a part made of a non-thermal conductive material.
  • their connecting parts 26 and 45 could be made of a material which does not conduct heat. As can be seen in particular in FIG.
  • spacers 47 placed in the space 17 between the sides of the tank 6 and the sides of the envelope 16.
  • spacers 47 placed in the space 17 between the sides of the tank 6 and the sides of the envelope 16.
  • outer faces of said spacers and the outer envelopes could advantageously have complementary shapes engaged one inside the other, for example ribs engaged in grooves.
  • thermal fuses 51 for example eutectic thermal fuses having a low melting point with respect to that of the material constituting the wall of this tank 6, so that in particular in the event of fire or impact and the vacuum in space 17 breaks by deterioration of the envelope 16, the possible overpressure generated in the tank 6 can escape.
  • each compartment 101, 102, 103, 106, 107, 108, 109 allows different chemical reactions to be carried out, with different catalysts or generators plasma, combustion, heat exchangers with adjacent compartments or through heat exchangers thanks to partition walls 104,
  • Gas separators and purifiers can be made thanks to metallic membranes based on palladium or organic polymer integrated in the last compartment.
  • Each reactor compartment may contain catalysts or integrate a plasma generation system produced by electric discharges making it possible to carry out the following reactions to advantageously produce ultimately hydrogen from a liquid or gaseous fuel of hydrocarbon, alcohol type , ethers, ammonia.
  • An example is given in FIG. 5 for steam reforming.
  • the steam reforming reaction is carried out in compartments 101 and 103.
  • the Water Gas Shift reaction is carried out in compartment 106.
  • the selective oxidation is carried out in compartment 108 and the purification by membrane (optional) is carried out in compartment 109
  • the hydrogen-poor gases are burned in compartment 102 to provide heat to the two stages of the steam reformer.
  • the vaporizer is produced in compartment 107, it makes it possible to reduce the temperature before the selective oxidation.
  • Other exchangers, pipes can be in contact with the outside needs of the reaction.
  • a safety valve can be produced at the top of the ? J. compartment 54 and allows only gas to be released.
  • the orifices 53 made in the upper part allow the gas phase to circulate from one compartment to the other 55 and 56.
  • the walls of the tank 1 are made of a fire-resistant material.
  • the external envelope (14, 16) is formed from a layer of aluminum coated with a layer of composite material.
  • the external envelope (14, 16) is formed from a layer of composite coated with a plastic bladder preventing the passage of air.
  • the spacers are fixed by gluing but they can also be fixed by any other fixing means such as screws, rivets or staples for example.

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Abstract

Dispositif de stockage de fluide sous pression et/ou de réacteurs générant des fluides sous pression, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant un réservoir à un ou plusieurs compartiment de stockage et/ou réacteurs, comprenant en outre une enveloppe externe (14) qui entoure à distance ledit réservoir (1), ainsi que des entretoises d'écartement constituant des supports (18, 28), placées dans l'espace séparant le réservoir et l'enveloppe externe et dont les parties d'extrémité intérieure prennent respectivement appui dans des parties en creux (3, 5) ménagées dans deux faces opposées (2a, 2b) du réservoir et les extrémités extérieures prennent appui contre la face intérieure de l'enveloppe externe.

Description

Dispositif de stockage de fluide sous pression et/ou de réacteurs générant des fluides sous pression, en particulier pour véhicules automobiles La présente invention concerne le domaine des dispositifs de stockage comprenant des réservoirs de fluides sous pression, en particulier de fluides cryogéniques et/ou de réacteurs générant des fluides sous pression, en particulier des gaz, contenant des matériaux réactifs catalytiques pouvant fonctionner à hautes températures, des générateurs de décharge plasma, des échangeurs thermiques," des générateurs de micro-ondes, conçus pour alimenter le système de traction en mélange carburant gazeux et pouvant contenir, dans le cas des réacteurs, une quantité importante d'hydrogène, utilisés notamment sur des véhicules automobiles.
Le stockage de fluides sous pression et/ou de gaz sous pression générés dans des réacteurs, lorsqu'il s'agit de les transporter sur un véhicule automobile et de les utiliser sur ce dernier, pose des problèmes complexes qui peuvent être liés notamment aux pressions éventuelles, aux variations éventuelles de température, aux cinétiques des différentes réactions chimiques, aux résistances mécaniques nécessaires en cas d'éventuels chocs ou accidents, et à l'encombrement, que l'on souhaite le plus possible adapté aux volumes disponibles dans le véhicule.
Les dispositifs de stockage actuellement connus comprennent un réservoir de forme cylindrique entouré par une enveloppe cylindrique, reliés entre eux par des pattes soudées, l'espace les séparant pouvant être mis sous vide. De tels dispositifs de stockage ne sont cependant pas adaptés pour être intégrés sur des véhicules automobiles. Les réacteurs chimiques sous pression actuels permettant de faire des réactions de vaporéformage, de craquage ou d'oxydation partielle à partir d'hydrocarbures, d'alcools ou éthers nécessitent plusieurs réacteurs placés en série avec des catalyseurs, des réactifs différents et des apports de chaleur permettant de produire un mélange gazeux riche en hydrogène. Ces types de réacteurs sont peu compactes et possèdent une forte inertie thermique. Ils sont faiblement isolés thermiquement et nécessitent un temps de démarrage important.
D'autres dispositifs, plus spécialement en rapport direct avec la présente invention, sont décrits dans la demande de brevet FR-A-97 09732. La présente invention a pour objet un dispositif de stockage de fluides sous pression et/ou de réacteurs générant des gaz sous pression contenant des matériaux réactifs permettant d'apporter une compacité importante, une forte intégration sur véhicule, une réduction des pertes thermiques et une conservation de la température interne pendant une longue période.
Le dispositif de stockage et/ou de réacteurs selon l'invention comprend en outre une enveloppe externe qui entoure à distance ledit réservoir et/ou les réacteurs, ainsi que des entretoises d'écartement constituant des supports, placées dans l'espace séparant le réservoir et/ou les réacteurs et l'enveloppe externe et dont les parties d'extrémité intérieure prennent respectivement appui dans des parties en creux ménagées dans deux faces opposées du réservoir et les extrémités extérieures prennent appui contre la face intérieure de l'enveloppe externe. Selon l'invention, lesdites entretoises sont de préférence au moins en partie en un matériau thermiquement isolant.
Selon l'invention, lesdites entretoises sont de préférence collées ou soudées audit réservoir interne et/ou aux réacteurs et/ou à ladite enveloppe externe. Selon l'invention, les entretoises présentent de préférence une partie de section réduite entre leurs extrémités précitées.
Selon l'invention, lesdites entretoises peuvent être prévues au moins en partie tubulaires.
Selon l'invention, l'extrémité extérieure desdites entretoises et l'enveloppe peuvent avantageusement présenter des formes complémentaires engagées l'une dans l'autre.
Selon l'invention, le dispositif peut en outre comprendre des entretoises complémentaires placées entre le réservoir et/ou les réacteurs et l'enveloppe externe, dans la partie latérale dudit espace latéral.
Selon l'invention, au moins une feuille en un matériau thermiquement isolant et/ou en matériaux réfléchissant des rayonnements thermiques peuvent avantageusement être placée dans l'espace séparant le réservoir et/ou les réacteurs et l'enveloppe externe.
Selon l'invention, l'espace séparant le réservoir et/ou les réacteurs et l'enveloppe externe est de préférence sous vide.
Selon une variante de l'invention, le réservoir et/ou les réacteurs comprennent des cloisons reliant lesdites faces opposées et reliées à ces dernières dans les zones desdites parties en creux.
Selon une autre variante de l'invention, le réservoir interne et/ou les réacteurs comprennent des cloisons reliant lesdites faces opposées et déterminant des puits traversants, lesdites entretoises prenant appui dans l'entrée et/ou à l'intérieur de ces puits.
Selon l'invention, les entretoises opposées placées dans un puits peuvent avantageusement être reliées par un tirant.
Selon l'invention, au moins deux entretoises peuvent avantageusement être reliées par au moins une pièce de liaison qui s'étend dans l'espace séparant le réservoir et l'enveloppe externe.
Selon l'invention, ladite enveloppe externe porte de préférence des organes de fixation fixés sur sa face externe, sur des zones correspondant auxdites entretoises.
Selon l'invention, le dispositif peut en outre comprendre des entretoises d'écartement complémentaires, placées dans l'espace séparant le réservoir et/ou les réacteurs et l'enveloppe externe, en des endroits situés latéralement au réservoir et/ou aux réacteurs.
Selon l'invention, chaque compartiment peut être un réacteur chimique, un échangeur thermique, un générateur de plasma, un générateur micro-ondes, un brûleur. Les compartiments sont de préférence séparés par des cloisons verticales percées ou aménagées pour faire circuler des gaz d'un compartiment à l'autre.
Selon l'invention, le réservoir interne et/ou les réacteurs sont équipés d'accessoires tels que des vannes, des tubes, des capteurs, des soupapes et/ou des clapets, permettant de gérer les fluides dans les différents compartiments.
Selon l'invention, ledit réservoir et/ou les réacteurs présentent une forme générale rectangulaire. Selon l'invention, la paroi dudit réservoir et/ou des réacteurs peuvent porter un ou plusieurs fusibles thermiques eutectiques pour les protéger des températures anormalement élevées.
Selon l'invention, le réservoir ou réacteur est de préférence isolé thermiquement (quasi-adiabatique) par rapport à l'enveloppe externe au moyen d'entretoises isolantes, de feuilles ou écrans isolants thermiques ou des rayonnements et/ou du vide.
Selon l'invention, la paroi munie d'un orifice placé en partie basse permet de préférence de réaliser un limiteur statique de remplissage pour un réservoir de stockage. Selon l'invention, le dispositif permet de préférence de réaliser différents types de réactions chimiques dans des compartiments séparés par des cloisons pour produire des gaz riches en hydrogène.
La présente invention sera mieux comprise à l'étude de dispositifs adaptés pour être installés sur un véhicule automobile, décrits à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel :
- la figure 1 représente une vue en perspective d'un réservoir et/ou de réacteurs d'un dispositif selon la présente invention ; - la figure 2 représente une vue en perspective d'un autre réservoir et/ou d'autres réacteurs d'un dispositif selon la présente invention ;
- la figure 3 représente une coupe partielle d'un dispositif selon la présente invention incluant le réservoir et/ou les réacteurs de la figure 1 ;
- la figure 4 représente une coupe partielle d'un dispositif selon la présente invention incluant le réservoir et/ou les réacteurs de la figure 2 ;
- et la figure 5 représente un exemple d'application de la présente invention.
Dans la présente description, le terme réservoir est employé de façon générique pour désigner une enveloppe délimitant un volume à un ou plusieurs compartiments, pour recevoir un ou plusieurs fluides et/ou pour constituer des réacteurs.
En se reportant aux figures 1 et 3, on voit qu'on a représenté un réservoir 1 de forme générale de type matelas, dont les arêtes et les coins sont arrondis, qui comprend deux faces opposées 2a et 2b généralement bombées. Ces deux faces 2a et 2b, de préférence placées horizontalement, sont reliées par une multiplicité de parois cylindriques 3 qui déterminent une multiplicité de puits traversants 4, les parois 3 rejoignant les parois 2a et 2b par des embouchures évasées 5 de telle sorte que ces embouchures 5 ne présentent pas d'arêtes.
Dans l'exemple représenté, le réservoir 1 comprend deux rangées parallèles de trois puits 4 alignés. Dans le cas de réacteurs, le réservoir 1 peut présenter par exemple trois compartiments de réaction
101, 102 et 103 séparés par des cloisons internes 104 et 105 disposées entre et en alignement avec deux puits adjacents des rangées de puits.
En se reportant aux figures 2 et 4, on voit qu'on a représenté un réservoir 6, de structure différente, qui comprend une multiplicité de compartiments longitudinaux 7 s'étendant les uns à côté des autres de manière à former un profilé.
Ce réservoir 6 comprend une paroi supérieure 8a et une paroi inférieure 8b qui présentent des ondulations en saillie déterminant des parties longitudinales en creux, ainsi que des cloisons intérieures verticales 10 de séparation des compartiments 7, rejoignant les parties en creux correspondantes 9 des parois 8a et 8b. Ces cloisons peuvent éventuellement présenter des passages de communication entre lesdits compartiments. Le réservoir 6 comporte en outre des parois d'extrémité lia et 11b fermant les compartiments 7 et présentant des parties bombées aux extrémités de chacun des compartiments.
En se reportant aux figures 3 et 4, on voit qu'on a représenté des dispositifs de stockage et/ou des réacteurs générant des gaz sous pression 12 et 13 qui comprennent respectivement le réservoir et/ou réacteurs 1 de la figure 1 et le réservoir et/ou réacteurs 6 de la figure
2 et qui comprennent respectivement une enveloppe 14 qui entoure à distance le réservoir 1 en ménageant un espace 15 et une enveloppe 16 qui entoure à distance le réservoir 6 en ménageant un espace 17. D'une manière générale, les réservoirs 1 et 6 et les enveloppes 14 et 16 sont reliés par des entretoises d'écartement constituant des supports, placées dans les espaces 15 et 17.
Dans l'exemple de la figure 3, lesdites entretoises s'étendent perpendiculairement aux faces 2a et 2b du réservoir 1 et prennent appui d'une part dans les puits 4 ou dans les embouchures 5 de ce réservoir 1 et d'autre part contre la face intérieure de l'enveloppe
Dans l'exemple de la figure 4, lesdites entretoises s'étendent perpendiculairement aux faces 8a et 8b du réservoir 6 et prennent appui d'une part dans les parties longitudinales en creux 9 de ce réservoir 6 et d'autre part contre la face intérieure de l'enveloppe externes 16.
On va maintenant décrire différents exemples d'entretoises susceptibles d'être utilisées. En se reportant à la figure 3, on voit qu'on a représenté une entretoise 18 qui se présente sous la forme d'un tronc de cône engagé partiellement dans une embouchure 5 du réservoir 1 et prenant appui sur cette dernière par une zone circulaire 19. Cette entretoise 18 présente une face extérieure 20 qui prend appui sur une surface plane 21 de l'enveloppe 14. Pour son maintien, l'entretoise 18 peut être collée sur le réservoir 1 et sur l'enveloppe 14.
On voit également sur la figure 3 qu'on a représenté une entretoise 22 qui comprend une partie cylindrique 23 légèrement engagée dans un puits 3 et fixée par exemple par collage, une partie cylindrique 24 qui prend appui contre la face intérieure d'une zone plate 25 de l'enveloppe 14 et fixée par exemple par collage, et une partie cylindrique de liaison 26 qui relie ces parties cylindnriques 23 et 24 et qui est de section réduite.
Les entretoises 18 et 22 étant disposées aux deux extrémités d'un puits 3, on voit qu'on peut relier ces dernières par un tirant 27 traversant axialement le puits 3 et de section réduite.
On voit sur la figure 3 qu'on a représenté une autre entretoise 28 creuse qui comprend une paroi cylindrique 29 engagée dans un puits 3 du réservoir 1 et fixée dans ce dernier par collage, cette entretoise 28 présentant une paroi radiale d'extrémité 30 prévue à l'extrémité intérieure de sa paroi cylindrique 28 et une paroi radiale d'extrémité 31 prévue à l'extrémité extérieure de sa paroi cylindrique 29 et prenant appui contre la face intérieure d'une zone 32 de l'enveloppe 14 contre laquelle elle peut être fixée par collage.
On voit en outre sur la figure 3 qu'on propose une entretoise 33 qui comprend une paroi cylindrique 34 de section plus petite que celle du puits 3, dont l'extrémité intérieure présente un rebord annulaire périphérique 35 qui prend appui contre des épaulements 36 rapportés par collage contre la paroi du puits 3, l'extrémité extérieure de la paroi cylindrique 34 portant une paroi radiale d'extrémité 37 qui prend appui contre la face intérieure d'une zone 38 de l'enveloppe 14 contre laquelle elle peut être fixée par collage.
Il résulte de ce qui précède que les entretoises 18, 22, 28 et 33 mettent à profit l'existence des puits 3 du réservoir 1 et/ou de ses embouchures 5 de façon à placer et maintenir dans une position convenable ces entretoises par rapport à la structure du réservoir 1 de telle sorte que ce dernier soit convenablement supporté par l'enveloppe 14, dans ses zones de plus grande résistance liées à l'existence des parois 3 délimitant les puits 3.
En se reportant maintenant à la figure 4, on voit qu'on a représenté une entretoise 39 constituée par un barreau dont l'extrémité intérieure vient en appui dans une partie en creux 9 du réservoir 6 et dont l'extrémité extérieure vient contre la face intérieure d'une zone 40 de l'enveloppe 16 contre laquelle elle peut être fixée par collage.
On voit également sur la figure 4 qu'on a représenté une entretoise 41 qui comprend une partie d'extrémité intérieure 42 de forme tronconique, qui prend appui dans une partie en creux 9 du réservoir 6, une partie extérieure cylindrique 43 qui prend appui contre la face intérieure d'une zone 44 de l'enveloppe 16, et une partie cylindrique 45 de section réduite qui relie la partie intérieure 42 et la partie extérieure 43. La partie intérieure 42 peut être fixée au réservoir 6 par collage et la partie extérieure 43 peut être fixée à l'enveloppe 16 par collage.
La figure 4 montre également que l'entretoise 41 peut être reliée à au moins une autre entretoise par une tige de liaison 46 qui s'étend dans l'espace 17, parallèlement à ses faces 8a et 8b.
Comme dans l'exemple décrit en référence à la figure 3, la disposition des entretoises 39 et 41 met à profit l'existence des creux 9 du réservoir 6 de façon à assurer leur positionnement. De plus, ces entretoises 39 et 41 prennent appui sur des zones du réservoir 3 résistantes puisque ces zones sont formées aux extrémités de ses cloisons internes 10. Dans l'exemple de la figure 3, il convient de prévoir un nombre d' entretoises, choisies parmi celles qui viennent d'être décrites, adapté pour que le réservoir 1 soit solidement relié à l'enveloppe 14, par exemple en prévoyant une entretoise à chacune des extrémités de chacun des puits 3 du réservoir 1 ou en prévoyant un nombre réduit d'entretoises associées à des puits 3 convenablement choisis.
Dans l'exemple de la figure 4, il convient de prévoir un nombre d'entretoises, choisies parmi celles qui viennent d'être décrites, adapté pour que le réservoir 6 soit solidement relié à l'enveloppe 16, par exemple en prévoyant des entretoises convenablement réparties le long d'au moins certaines des parties longitudinales en creux 9 des faces 8a et 8b du réservoir 6.
Les entretoises décrites plus haut ont l'avantage de présenter des zones de contact limitées soit avec les réservoirs 1 et 6 soit avec les enveloppes 14 et 16 et/ou présentent des sections réduites entre leurs extrémités en contact avec les réservoirs 1 et 6 et les enveloppes 14 et 16, tout en présentant une résistance mécanique élevée, de telle sorte que les flux de chaleur entre les réservoirs 1 et 6 et les enveloppes 14 et 16 se trouvent limités. En outre, lesdites entretoises peuvent comprendre une partie en un matériau non conducteur thermique. En particulier dans le cas des entretoises 22 et 41, leurs parties de liaison 26 et 45 pourraient être en un matériau non conducteur de la chaleur. Comme on le voit en particulier sur la figure 4, dans l'éventualité où l'enveloppe 16 risque de glisser par rapport au réservoir 6 ou en cas de chocs latéraux, il est également possible de rajouter des entretoises d'écartement 47 placées dans l'espace 17 entre les flancs du réservoir 6 et les flancs de l'enveloppe 16. Afin d'isoler encore mieux les réservoirs 6 et 7 de l'espace environnant les enveloppes 14 et 16, il est possible de mettre les espaces 15 et 17 les séparant sous vide et de prévoir dans ces espaces 15 et 17 des feuilles ou écrans 48 et 49 en un matériau isolant thermique et/ou isolant des rayonnements, enveloppant complètement les réservoirs 1 et 6, ces feuilles étant traversées par les entretoises décrites précédemment.
Pour fixer les dispositifs de stockage 12 et 13 représentés sur les figures 3 et 4 par exemple à la structure d'un véhicule automobile, il est particulièrement avantageux de prévoir des blocs de fixation 50 fixés contre la face extérieure des zones précitées des enveloppes 14 et 16, correspondant auxdites entretoises. Ainsi, le poids des réservoirs 1 et 6 peut être directement repris par la structure du véhicule via les entretoises.
Dans un autre exemple, les faces extérieures desdites entretoises et les enveloppes externes pourraient avantageusement présenter des formes complémentaires engagées l'une dans l'autre, par exemple des nervures engagées dans des rainures.
Par ailleurs, par mesure de sécurité, il peut être souhaité de prévoir, par exemple dans des canaux de la paroi du réservoir 6 communiquant avec certains de ses compartiments, des fusibles thermiques 51, par exemple des fusibles thermiques eutectiques ayant un point de fusion faible par rapport à celui du matériau constituant la paroi de ce réservoir 6, de telle sorte qu'en particulier en cas d'incendie ou de chocs et de rupture du vide dans l'espace 17 par détérioration de l'enveloppe 16, la surpression éventuelle engendrée dans le réservoir 6 puisse s'échapper.
Comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, les enveloppes 14 et 16 présentent des formes qui correspondent aux formes des réservoirs 1 et 6. Ainsi, les enveloppes 14 et 16 présentent des parties bombées correspondant aux parties bombées des réservoirs 1 et 6, leur conférant une grande résistance mécanique. Bien entendu, elles pourraient comprendre des parties si les pressions exercées sont relativement faibles. Comme on peut le voir sur les figures 1, 2 et 5, dans le cas de réacteurs, chaque compartiment 101, 102, 103, 106, 107, 108, 109 permet de réaliser des réactions chimiques différentes, avec des catalyseurs différents ou des générateurs de plasma, de la combustion, des échangeurs de chaleurs avec les compartiments adjacents ou au travers d'échangeurs thermiques grâce aux cloisons de séparations 104,
105 ou 10. Des séparateurs et purificateurs de gaz peuvent être réalisés grâce à des membranes métalliques à base de palladium ou polymèreorganique intégrée dans le dernier compartiment.
Chaque compartiment du réacteur peut contenir des catalyseurs ou intégrer un système de génération de plasma réalisé par des décharges électriques permettant de réaliser les réactions suivantes pour produire avantageusement au final de l'hydrogène à partir d'un carburant liquide ou gazeux de type hydrocarbure, alcool, éthers, ammoniac. Un exemple est donné en figure 5 pour le vaporéformage. La réaction de vaporéformage est réalisée dans les compartiments 101 et 103. La réaction de Water Gas Shift est réalisée dans le compartiment 106. L'oxydation sélective est rélisée dans le compartiment 108 et la purification par membrane (optionnelle) est réalisée dans le compartiment 109. Les gaz pauvres en hydrogène sont brûlés dans le compartiment 102 pour apporter de la chaleur aux deux étages du vaporéformeur. Le vaporiseur est réalisé dans le compartiment 107, il permet de réduire la température avant l'oxydation sélective. D'autres échangeurs, canalisations peuvent être en contact avec l'extérieur les besoins de la réaction.
Vaporéformage d'hydrocarbures, alcools, éthers :
CnHmOp + H2O — ^ xCO + H - réaction endothermique
Craquage thermique : •
CnΕm ^ nC + m/2 H2
Water Gas Shift : CO + H20 τ>C02 + H - réaction exothermique
10 Oxydation partielle d'hydrocarbures : C Hm + n/2 02 ^nCO + mH2 - réaction exothermique
Oxydation préférentielle : CO + 0.5 0 => C02 - réaction exothermique
15 H2 + 0.5 02 =>-H 0 - réaction exothermique
Combustion : ^H,^ + (n+m/2)02 nC0 + m/2 H20 - réaction exothermique. -
Concernant les stockages de fluides, on peut voir un exemple
20 sur la figure 4 d'un limiteur statique de remplissage, limitant la quantité de liquide présent dans le compartiment 54 en réalisant une communication qu'avec le liquide en partie basse au moyen de l'orifice 52. Une soupape de sécurité peut être réalisée à la partie haute du ?J. compartiment 54 et permet de ne relarguer que du gaz.
Les orifices 53 réalisés en partie haute permettent la circulation de la phase gaz d'un compartiment à l'autre 55 et 56.
Avantageusement, les parois du réservoir 1 sont réalisées dans un matériau résistant au feu. 30 Selon un premier mode de réalisation, l'enveloppe externe (14,16) est foπnée d'une couche d'ali nrmiim revêtue d'une couche de matériau composite.
Selon un deuxième mode de réalisation, l'enveloppe externe (14, 16) est foπnée d'une couche de composite revêtue d'une vessie en plastique empêchant le passage de l'air.
30
Dans les exemples de réalisation décrits, les entretoises sont fixées par collage mais elles peuvent également être fixées par tout autre moyen de fixation tel que des vis, des rivets ou des agrafes par exemple.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de stockage de fluide sous pression et/ou de réacteurs générant des fluides sous pression, en particulier pour véhicules automobiles, comprenant un réservoir à un ou plusieurs compartiment de stockage et/ou réacteurs, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une enveloppe externe (14, 16) qui entoure à distance ledit réservoir (1, 6), ainsi que des entretoises d'écartement constituant des supports (18, 28, 33, 39, 41), placées dans l'espace séparant le réservoir et l'enveloppe externe et dont les parties
10 d'extrémité intérieure prennent respectivement appui dans des parties en creux (3, 5 ; 9) ménagées dans deux faces opposées (2a, 2b ; 8a, 8b) du réservoir et les extrémités extérieures prennent appui contre la face intérieure de l'enveloppe externe.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait 15 que lesdites entretoises sont au moins en partier en un matériau thermiquement isolant.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que lesdites entretoises sont fixées audit réservoir interne et/ou à ladite enveloppe externe.
20 4. Dispositif selon l'une quielconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'entre leurs extrémités précitées, les entretoises présentent une partie de section réduite (26 ; 45).
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que lesdites entretoises (29 ; 34) sont
25 tubulaires.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'extrémité extérieure desdites entretoises et l'enveloppe présente des formes complémentaires engagées l'une dans l'autre.
30 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend des entretoises complémentaires (47) placées entre le réservoir et l'enveloppe externe, dans la partie latérale dudit espace latéral.
i:>
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que au moins une feuille ou un écran (48) en un matériau thermiquement isolant et/ou réflichissant les rayonnement thermiques s'étend dans l'espace (15) séparant le réservoir et l'enveloppe externe.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'espace (15) séparant le réservoir et l'enveloppe externe es sous vide.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le réservoir comprend des cloisons (10) reliant lesdites faces opposées et reliées à ces dernières
' 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le réservoir interne comprend - des parois (3) reliant lesdites faces opposées et déterminant des puits traversants (4), lesdites entretoises prenant appui dans l'entrée et/ou à l'intérieur de ces puits.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les entretoises opposées placées dans un puits sont reliées par un tirant (27).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'au moins deux entretoises sont reliées par au moins une pièce de liaison (46) qui s'étend, dans l'espace séparant le réservoir et l'enveloppe externe.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite enveloppe externe porte des organes de fixation (50) fixés sur sa face externe, sur des zones correspondant auxdites entretoises.
15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit réservoir présente une forme générale de type matelas (1) ou de type profilé (6) s'inscrivant dans un parallélépipède.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi dudit réservoir porte un fusible thermique eutectique (51).
17. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réservoir ou réacteur est isolé thermiquement (quasi- adiabatique) par rapport à l'enveloppe externe (16, 14) au moyen d'entretoises isolantes, de feuilles ou écrans isolants thermiques ou des rayonnements (48, 49) et/ou du vide.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la paroi (10) munie d'un orifice (52) placé en partie basse permet de réaliser un limiteur statique de remplissage pour un réservoir de stockage.
19. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il permet de réaliser différents types de réactions chimiques dans des compartiments (101, 102, 103, 106, 107, 108, 109) séparés par des cloisons (10 ou 104, 105) pour produire des gaz riches en hydrogène.
20. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (14, 16) est résistante au feu.
21. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (14, 16) est formée d'une couche d'aluminium revêtue d'une couche de composite.
22. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que l'enveloppe externe (14, 16) est formée d'une couche d'aliinrinium revêtue d'une vessie en plastique.
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