EP2283223A1 - Dispositif receveur de gaz sous pression, ensemble distributeur-dispositif receveur, et système d'alimentation correspondant - Google Patents

Dispositif receveur de gaz sous pression, ensemble distributeur-dispositif receveur, et système d'alimentation correspondant

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EP2283223A1
EP2283223A1 EP09745947A EP09745947A EP2283223A1 EP 2283223 A1 EP2283223 A1 EP 2283223A1 EP 09745947 A EP09745947 A EP 09745947A EP 09745947 A EP09745947 A EP 09745947A EP 2283223 A1 EP2283223 A1 EP 2283223A1
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EP
European Patent Office
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gas
receiving device
distributor
upstream
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09745947A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Philippe Pisot
Alessandro Moretti
Renaud Ligonesche
Antoine Frenal
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.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Publication of EP2283223A1 publication Critical patent/EP2283223A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
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    • F02M21/02—Apparatus for supplying engines with non-liquid fuels, e.g. gaseous fuels stored in liquid form for gaseous fuels
    • F02M21/0218—Details on the gaseous fuel supply system, e.g. tanks, valves, pipes, pumps, rails, injectors or mixers
    • F02M21/023—Valves; Pressure or flow regulators in the fuel supply or return system
    • F02M21/0236—Multi-way valves; Multiple valves forming a multi-way valve system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/9029—With coupling

Definitions

  • Receptacle device for gas under pressure, distributor-receiver device assembly, and corresponding supply system
  • the present invention relates to a device for receiving gas under pressure, an assembly comprising a gas distributor and a receiving device and a gas supply system using such a set.
  • the invention more particularly relates to a device for receiving pressurized gas, in particular for a gas consumer such as a motor or a fuel cell, comprising a connection interface comprising at least one attachment member intended to selectively cooperate in snap-in. with a coupling member of a gas distributor.
  • the invention relates in particular to the supply of gas-consuming devices, for example a fuel cell or a heat engine for a vehicle in which the fuel contains, for example, gaseous hydrogen stored in tanks at very high pressure (up to 20 ° C). at 700 bar and beyond).
  • gaseous hydrogen stored in tanks at very high pressure up to 20 ° C. at 700 bar and beyond.
  • the lack of infrastructure for refueling directly on the vehicle leads to the consideration of alternative solutions that include the provision of users exchanging empty tanks for full tanks.
  • Current or future regulations provide for the necessity of equipping the gaseous hydrogen tanks with automatic isolation valves allowing the closing of the supply circuit of the fuel cell or the heat engine directly at the source of gas.
  • An object of the invention is to propose a technical solution to this regulatory constraint in the case where the refueling of the vehicle is achieved by the exchange of empty tanks by full tanks, while maintaining a very high level of security.
  • a known solution is to provide a high pressure solenoid valve directly at the outlet of the tank. This satisfies the need for an automatic isolation device closer to the gas source, in accordance with the requirement of the regulations.
  • a disadvantage of this solution is that the lack of infrastructure to refuel gaseous fuel from fixed on-board tank vehicles does not favor this technical solution.
  • the invention also proposes the combination of a removable pressurized gas tank and a receiving system of said fixed on-board tank on board the user (vehicle for example).
  • the removable pressurized gas tank is equipped with a gas distributor (such as a tap, in particular an integrated pressure reducer valve).
  • the gas distributor comprises at least one gas isolation means such as an isolation valve.
  • the receiving device for example on board a vehicle, includes an interface adapted to cooperate with the tank (more specifically with the distributor).
  • the receiving device also comprises a control system for the opening of the isolation valve (s) of the distributor.
  • control system of the opening of the valve of the dispenser can be actuated automatically (and / or manually) by a relocatable actuator.
  • An object of the present invention is to overcome all or part of the disadvantages of the prior art noted above.
  • the receiving device comprises a mobile gas admission axis defining a channel of circulation for the gas, said channel having at least one downstream end intended to be connected to a consumer and an upstream end intended to be connected to a gas distributor, the inlet axis being selectively mobile with respect to the hooking between at least two stable positions: a first reference position downstream and a second advanced position in the upstream direction.
  • embodiments of the invention may include one or more of the following features: the receiving device comprises a shutter selectively movable between a first position interrupting the flow of gas between the upstream and downstream ends of the channel and a second position allowing the flow of gas between the upstream and downstream ends of the channel, the mobile shutter is automatically automatically biased towards its first position, for example via a return element,
  • the movable shutter is shaped to be moved to its second position by direct or indirect mechanical contact with a gas distributor and / or manually and / or by a remotely controlled actuator,
  • the movable shutter is shaped to be automatically moved to its second position when the receiving device hooks onto a gas distributor
  • the circulation channel comprises two separate distinct portions, the shutter forming a mobile connection chamber selectively connecting fluidically or otherwise the ends of the two portions of the channel,
  • the inlet axis is movable in translation between the first downstream reference position and the at least one second advanced forward position under the action of a lever or a drive cam; the admission axis; is biased by default to its first downstream reference position by a return member,
  • the shutter is movable in translation concentrically to the distribution axis, a spacing between the shutter and the inlet axis and a sealing system defining a movable connecting chamber capable of selectively making fluidic connection or not the ends of the two portions of the circulation channel.
  • the receiving device is shaped (selectively movable inlet axis) to control for example multiple and sequential gas reception from at least one gas distributor that can be removable (exchangeable gas bottle).
  • the invention may also relate to an assembly comprising a pressurized gas distributor such as a valve comprising a coupling member, and a device for receiving pressurized gas.
  • a pressurized gas distributor such as a valve comprising a coupling member
  • the assembly can be characterized in that: - the gas distributor comprises a gas distribution circuit to the receiving device provided with a first and a second valve arranged in series, and in that the axis of intake is dimensioned so that when the receiving device is in the hooking position on the gas distributor, the first valve of the gas distribution circuit is actuated in opening by the inlet axis disposed in its first downstream reference position, or respectively the first valve of the gas distribution circuit is actuated in opening by the inlet axis; only when the latter is disposed in its second upstream reference position,
  • the inlet axis can be movable in a third advanced position further upstream than the second upstream position and can be dimensioned so that when the receiving device is in the latching position on the gas distributor, the first valve of the gas distribution circuit is not actuated in opening by the inlet axis disposed in its first downstream reference position, in its second forward advanced position, the inlet axis actuating only the opening of the first valve of the distribution circuit, in its third advanced upstream position, the inlet axis actuating the opening of the first valve and the second valve of the distribution circuit,
  • the sealing system carried by the receiving device and / or the distributor comprises at least one O-ring disposed in the distributor and shaped to form a tightness concentrically with the distribution axis, between on the one hand an upstream orifice of the intake axis communicating with the circulation channel for the gas and, secondly, the downstream end of the channel,
  • the inlet axis selectively actuates the opening of the second valve of the gas distribution circuit via an intermediate member such as a valve shoot, for example via the body of the first valve,
  • the pressurized gas supply system to a user comprises a plurality of pressurized gas tanks connected to the user via respective gas distributor assemblies and receiving device and in that said tanks sequentially feed the user.
  • the invention may also relate to a gas supply system under pressure to a gas user from at least one pressurized gas tank, each tank comprising a pressurized gas distributor such as a tap, the user being selectively connectable to each distributor via a respective receiving device, characterized in that the assemblies each comprising a gas distributor and a receiving device are compliant.
  • the invention may also relate to an assembly comprising a use circuit (in the receiving device) and a pressurized gas container provided with a pressurized gas distributor (valve or device for filling and dispensing gas) in which the use circuit comprises a mechanism forming a high pressure safety valve able to evacuate pressurized exhaust gas from the distributor to the atmosphere or a specific secure area.
  • the distributor comprises two valves.
  • the utilization circuit (at the level of the receiving device) comprises a member such as an axis having a first selective opening position of the first valve (second valve closed) and a second open position of the first valve and the second flap.
  • a member such as an axis having a first selective opening position of the first valve (second valve closed) and a second open position of the first valve and the second flap.
  • the invention may also relate to any alternative device or method comprising any combination of the above or below features.
  • FIGS. 1 and 2 are external views and isometric perspective views of an exemplary embodiment of a receiver device for a gas reservoir according to the invention
  • FIGS. 3 and 4 are external views and isometric perspective views of another embodiment of a receiving system according to the invention.
  • FIG. 5 is an external and isometric perspective view of the embodiment of FIGS. 3 and 4 in a configuration mounted in a receiving sleeve;
  • FIG. 6 is an isometric perspective view of a tank equipped with an example of a gas distributor compatible with the recipient devices of FIGS. 1 to 4,
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the receiving device of FIGS. 1 and 2 in a disconnected configuration at rest
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the embodiment of the receiving device of FIGS. 1 and 2 in a configuration connected to a gas reservoir and in the "single opening" position,
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the embodiment of the receiving device of FIGS. 1 and 2 in a configuration connected to a gas tank and in the "double opening" position,
  • FIG. 10 is a view in longitudinal section of the receiving device of FIGS. 3 and 4 in a disconnected configuration at rest
  • FIG. 11 is a longitudinal sectional view of the receiving device of FIGS. 3 and 4 in a configuration connected to a gas reservoir and in the "simple opening" position,
  • FIG. 12 is a longitudinal sectional view of the receiving device of FIGS. 3 and 4 in configuration connected to a gas reservoir and in the "double opening" position;
  • FIG. 13 is a schematic and partial representation of an example of a supplying gas under pressure to a user using a receiving device according to the invention,
  • FIGS. 14 to 16 schematically and partially illustrate the structure and operation of the receiving device with a distributor respectively in “disconnected at rest” configuration, then “connected and in a single-open position” then “connected in the double position” opening ".
  • FIGs 1, 2 show a receiver device 700 for a gas tank 300 equipped with a gas distributor 200 (such as a tap) (see Figure 6).
  • the receiving device 700 comprises, for example, a body 1, a downstream end has a connector 7 for sealing connection with a user system 1600 (see Figure 13).
  • An upstream end of the receiver device 700 includes a connection interface 2 having a locking system mechanical 22 for sealingly coupling the receiving device 700 to a gas distributor 200 mounted on a tank 300.
  • the mechanical locking system 22 may comprise grooves intended to cooperate with axes or bayonets 202 of a distributor ( bayonet type link). Of course, any other type of attachment can be considered.
  • the unlocking control of the attachment of the receiving device 700 on a distributor 200 is embodied by the movable ring 3 located coaxially with the body 1.
  • the locking ring 3 provides a removable locking of the bayonets 202 in the grooves 22.
  • the upstream end of the device 700 also comprises an axis 21 for admission of the tubular fluid defining an internal channel for the gas.
  • FIG. 7 illustrates a longitudinal sectional view of the receiving device
  • the connector 7 (for example female) may comprise a tapered female thread 71 allowing a sealing connection of the receiving device 700 with a supply circuit of the application or user.
  • the fastening members 22 (grooves or the like) are for example formed at the upstream end of a generally tubular connecting flange 25 mounted in the body 1.
  • the flange 25 is for example immobilized in rotation relative to the body 1 by means of a pin 26.
  • the flange 25 is for example linked in translation to the body 1 via a nut 28 which traps a shoulder 127 of the body 1 between a washer 27 and a surface 257 of the connection flange 25.
  • the movable locking ring 3 can slide without rotating around the connecting flange 25.
  • a return spring 24 disposed around the flange 25 permanently brings the movable ring 3 in the locked position upstream.
  • the upstream end of the inlet shaft 21 is integral (for example by screwing) with a downstream inlet shaft 44 which can translate inside the receiving device 700.
  • the translation of the inlet axis (together 44, 21) in the body 1 is driven for example by a lever 4.
  • the lever 4 has for example an axis of rotation 47 mounted on the body 1.
  • the lever 4 is in tangential contact 48 with a ring 43 screwed on the downstream part of the movable axis 44.
  • the position of the movable axis 44 in FIG. 7 is normally stable and is the result of a balance between on the one hand the force of a return spring 42 urging the ring 43 downstream and, on the other hand, the force of a return spring 45 urging the lever 4 upstream, to the contact of the ring 43.
  • the inlet shaft 21, 44 is terminated at its upstream end by a tubular needle-shaped point 21 (it is conceivable to form in one piece the two parts 21 and 44 of the inlet axis. following will indifferently designate any one or both axes 21, 44 by the general term "axis of admission” or simply "axis").
  • the seal between these pins 21, 44 can be provided by the O-ring 210.
  • the downstream end of the inlet shaft 44 is closed for example by a plug 444 screwed and sealed for example by an O-ring 445.
  • a channel or duct 211 passes through the inlet axis 21 and opens into a chamber 441 of the axis 44.
  • the inlet axis 44 comprises first radial orifices 446 communicating with an annular chamber. 351 upstream.
  • the upstream annular chamber 351 is formed between the body of the inlet shaft 44 and an upstream tubular spacer 353.
  • the upstream annular chamber 351 is also delimited upstream and downstream respectively by two O-rings 352 and 354 integral with a shutter 35.
  • the shutter 35 of generally tubular shape is slidably mounted about the axis 21, 44 and around the spacer 353 upstream. The shutter 35 can therefore translate around the axis 21, 44 of admission.
  • the stable rest position of the shutter 35 is shown in FIG. 7. In this stable rest position, a return spring 355 pushes the shutter 35 upstream against an abutment surface 212 of the axis 21.
  • the shutter 35 may comprise a second downstream annular chamber 359 bounded by a second downstream spacer 356 and two other respective O-rings 354, 357.
  • the two upstream annular chambers 351 and downstream 359 are separated by an O-ring 354.
  • Second radial orifices 358 are formed in the movable inlet axis 44. These second radial orifices 358 are, in the configuration of FIG. relationship with the annular chamber 359 downstream and open into a central channel 442 formed in the body of the axis 44 of amission.
  • This inlet channel 442 extends downstream through the radial holes 447.
  • the radial holes 447 communicate with an annular chamber 73 downstream end which is delimited by O-rings 448, 449.
  • the annular chamber 73 downstream end opens in the outlet connection 7 via, for example, a duct 72.
  • the first radial orifices 446 are fluidly separated from the second radial orifices 358 by the O-ring 354.
  • the continuity of the inlet channel is interrupted between the upstream and the downstream (cf. Figure 14).
  • the upstream portion of the channel 211, the upstream annular chamber 441 and the upstream ports 446 are in contact with the external medium via the orifices 219 of the upstream end of the axis 21.
  • the downstream annular chamber 359, the downstream orifices 358, the downstream portion 442 of the channel to the outlet connection 7 are in fluid connection with the user (not shown).
  • the receiving device 700 is connected to a tank 300 of gas via its distributor (valve) 200.
  • the distributor 200 comprises a second isolation valve 201 closed (preferably sealed).
  • the receiving device 700 comprises, at its connection interface 2, grooves 22 in the shape of "L” formed in the connecting flange 25.
  • the locking ring 3 comprises housing 31.
  • the receiving device 700 is presented and approached by the user so that the grooves 22 in the form of "L" of the connecting flange 25 correspond with said bayonets 202.
  • a translation and then a rotation relative to the receiving device 700 causes, once the bayonets 202 in contact with the locking ring 3, the recoil of the locking ring 3.
  • the locking ring 3 automatically returns to the upstream position by the action of the spring 24 so as to lock the bayonets 202 in the housings 23 of the ring 3 (see Figure 2).
  • the inlet shaft 21 enters the body of the dispenser 200 by releasing a first valve or shutter 203 preferably sealed.
  • the inlet shaft 21 is positioned sealingly inside the gas distributor 200 in at least one O-ring 204 carried by the distributor 200.
  • a surface 205 of the gas distributor 200 comes into contact with an end surface 34 of the shutter 35. This contact causes the moving shutter 35 to push downstream against the spring force 355.
  • the shutter 35 is moved into a position where the upstream radial apertures 446 and downstream 358 of the movable axis 44 intake open into the same upstream annular chamber 351.
  • This has the consequence of ensuring then a continuity of the gas circuit from a chamber 206 located inside the distributor 200 to the outlet connection 7 (via the radial orifices 219 and the central channel 211 of the inlet shaft 21, then the upstream chamber 441, then the upstream radial openings 446, then the upstream annular chamber 351, then the downstream radial openings 358, then the downstream portion of the channel 442, then the radial openings 447, then the annular chamber 73 and finally the channel 72).
  • the chamber 206 located inside the distributor 200 is for example a low pressure chamber located downstream of a gas expansion valve integrated in the distributor.
  • the chamber 206 may be located downstream of a second isolation valve 201 arranged in series with the first valve 203.
  • any flow of gas passing through the chamber 206 of the distributor 200 can be received and evacuated by the user's circuit through the receiving device 700 (see Figure 15).
  • the chamber 206 receives any exhaust gas from a safety valve of the distributor 200, this gas under high pressure is discharged to the receiving device and eventually to the user.
  • the user 200 and / or the receiving device 700 comprise safety systems for treating this exhaust gas under pressure (safe evacuations, additional safety valves, etc.).
  • the exhaust gases can come from, for example, a safety component in relation to the gas contained in the tank 300
  • the inlet shaft 21, 44 can undergo a translation inside the receiving device 700. This translation is controlled for example via the lever 4, having an axis of rotation 47 integral with the body 1.
  • this translation preferably has no effect on the communication between the upstream radial apertures 446 and downstream 358 via the upstream annular chamber 351 (indeed, the upstream annular chamber 351 is sized to maintain continuity between the upstream ends and downstream of the channel)
  • the lever 4 is in tangential contact 48 with the ring 43 screwed onto the inlet shaft 44.
  • the rotation of the lever 4 in the appropriate direction causes the displacement of the movable axis 44 upstream.
  • the rotation of the lever 4 can be controlled by an actuator 500 via a cable 501 linked to the lever 4, for example via a ball 502.
  • the actuator 500 may be a device well known in itself.
  • the actuator 500 may in particular be shaped to pull the cable 501 to cause the rotation of the lever 4 and thus the translation of the axis 44 in response to a command from the user.
  • user motor / battery or other
  • this translation in response to a measurement of a sensor and / or according to an automatic action and / or triggering by a switch.
  • the actuator 500 is not biased. That is, the inlet axis 44 is by default in the downstream position of FIG. 7, due to the equilibrium between the actions of the downstream spring 42 and the spring 45 towards the downstream position. upstream.
  • the upstream end 207 of the shutter 203 (first valve) housed in the distributor 200 is pushed upstream by the upstream end of the movable axis 44.
  • the shutter 203 is preferably dimensioned not to act on the second valve 201 (isolation valve 201) disposed further upstream in the distributor 200 (see Figure 15).
  • the second valve 201 remains closed and prevents the arrival of pressurized gas G from the tank 300 (except in the case where on the one hand a safety valve is open in case of excessive temperature and / or pressure and that the gas released by this safety valve is directed into the chamber between the two valve 201 and 203.
  • This simple open position (only the first valve 203) can result from an emergency stop commanded to the actuator 500.
  • FIGS. 9 and 16 illustrate the receiver device 700 in a configuration connected to a tank 300 but in which the second isolation valve 201 of the distributor is also open.
  • the actuator 500 is controlled and pulls on the cable 501 linked to the lever 4 via a ball 502. This causes a rotation of the lever
  • the axis 21 of admission 44 is then translated to the upstream direction 44.
  • the upstream end of the inlet axis 21, 44 then transmits by contact its displacement to the shutter of the first valve 203 which continues its travel upstream.
  • the shutter of the first valve 203 then acts by pushing on the second isolation valve 201 and opens the latter.
  • the gas G contained in the tank 300 upstream of the second valve 201 is released downstream.
  • the gas passing through the second valve 201 open between then in the low pressure chamber 206 of the dispensing device 200 (between the two valves 201, 203).
  • the gas then passes into the central channel 211 of the axis 21, 44 intake via radial orifices 219 of the inlet axis.
  • the gas then passes into the upstream chamber 441 and then into the upstream and downstream radial ports 446 via the upstream annular chamber 351.
  • the pressurized gas then continues its path in the downstream part of the channel 442 and opens into the outlet connection 7 via successively the radial orifices 447, the annular chamber 73 and the channel 72.
  • the user 1600 (see Figure 13) is thus supplied with gas.
  • an order (functional or emergency) can be given to the actuator 500 to stop the traction of the cable 501.
  • the forces of the springs again have the receiving device 700 in the position of FIGS. 8 and 15.
  • the receiving device 700 automatically returns to the position of Figures 8 and 15.
  • FIGS. 3 and 4 illustrate an alternative embodiment of the receiver device 700.
  • the elements identical to those described above with reference to Figures 1, 2 and 6 to 9 are designated by the same reference numerals and are not detailed a second time .
  • the embodiment of FIGS. 3 and 4 may relate more specifically to small gas cartridges.
  • the cartridge or gas cylinder may, for example, be brought by the user inside a sheath 6 terminated by said receiving system (see FIG. 5).
  • the receiving device 700 comprises a body 1 whose downstream end comprises a connector 7 allowing a tight connection to for example a supply circuit of a user.
  • the upstream end of the device 700 comprises a connection interface 2.
  • the device 700 comprises a mobile fluid inlet shaft 21 and a mechanical locking system 22 of the mechanical coupling. According to the configuration of FIG. 10 or 14, the receiving device 700 is disconnected and at rest.
  • the female connector 7 comprises for example a tapered female thread 71 for sealing connection of the receiving system with the supply circuit of a user (not shown).
  • the flange 25 is immobilized in rotation and connected to the body 1 via for example screws 256.
  • the inlet axis 21, 44 can move in translation inside the receiving device 700.
  • This translation is driven for example by a 4 rotating cam having an axis of rotation 47 on the body 1 (see Figure 4).
  • the cam 4 via the pin 49, is in tangential contact 48 with the upstream portion of the axis 21 of admission.
  • This upstream portion 21 of the inlet axis is integral with the inlet axis 44 downstream (here also each of the two intake axes 21, 44 or their association are designated by the generic term "axis of admission” or simply "axis”).
  • the position of the intake shaft 21, 44 of FIG. 10 is normally stable thanks to the resultant of the effort of the return spring 42 (downstream) and of the force of the return spring 45 (upstream see figure
  • the inlet shaft 21, 44 has one or more inlet ports 219 at its upstream end and is closed by the sealed plug 444 (O-ring
  • the duct or upstream channel 211 passing through the axis 21, 44 opens into the upstream chamber 441 of the axis 21, 44.
  • the axis 21, 44 has radial orifices
  • the upstream ports 446 of the axis 21, 44 communicate with an upstream annular chamber 351.
  • the upstream annular chamber 351 is delimited by a spacer 353 and two O-rings 352, 354.
  • the spacer 353 and the two O-rings 352, 354 are integral with a movable shutter 35.
  • the shutter 35 can translate along the inlet axis 21, 44. In the stable position of FIG. 10, the return spring 355 pushes the shutter 35 against an abutment surface 212 of the shaft 21, 44 admission
  • the shutter 35 comprises a second downstream annular chamber 359 delimited by the spacer 356 and the two O-rings 354, 357.
  • the two upstream annular chambers 351 and downstream 359 are separated by an O-ring.
  • the receiving device 700 is connected to a tank 300 via a gas distributor 200.
  • the gas distributor 200 (such as a tap) comprises a first valve or sealed shutter 203 and a second isolation valve 201.
  • the gas distributor 200 equipped with bayonets 202 (see Figure 6).
  • the gas distributor 200 is presented and approached by the user so that the bayonets 202 correspond with the grooves 22 in the shape of "L" of the connection interface of the receiving device 700.
  • a translation and then a rotation of the distributor 200 causes a mechanical connection with receiving device 700.
  • the upstream end of the shaft 21, 44 enters the distributor 200 and pushes and the shutter of the first valve 203 (see Figure 15).
  • the upstream end of the shaft 21, 44 is sealingly housed inside the gas distributor 200 in an O-ring 204.
  • the upper cover 205 of the gas distribution device 200 comes into contact with the surface 34 and pushes the movable shutter 35 against the force of the return spring 355.
  • the shutter is moved so that the upstream radial apertures 446 and downstream 358 of the inlet axis 21, 44 open into the same annular chamber 351 upstream.
  • the translation of the inlet axis 21, 44 is controlled via, for example, the rotary cam 4 about the axis of rotation 47 integral with the body 1 (see FIG. As before, the translation of the axis 21, 44 has no effect on the communication between the upstream radial apertures 446 and downstream 358 (the annular chamber 351 can be sized to continue to provide a link between the upstream and downstream parts of the canal).
  • the cam 4 is in tangential contact 48 via a pin 49 with a contact surface 48 integral with the axis 21, 44 intake.
  • the rotation of the cam 4 selectively drives the displacement of the axis 21, 44 of admission.
  • the rotation of the cam 4 is controlled for example by an actuator 500 via a cable 501 connected to the cam 4 by a ball 502.
  • the actuator 500 may be a device which, on user information, pulls or not the cable 501 to cause the selective rotation of the cam or lever 4 and thus the translation of the axis 21, 44 intake. By default (at rest, cable 501 not pulled), the actuator 500 is not requested.
  • the position of the axis 21, 44 of admission of FIG. 11 is stable because of the balance between, on the one hand, the force of the return spring 42 (force on the axis 21, 44 in the downstream direction) and, secondly, the force of the return spring 45 (force on the cam 4 towards the upstream, see Figure 4).
  • FIGs 12 and 16 illustrate the receiver device 700 connected to the distributor 200 of a tank 300 with the second isolation valve 201 open. That is to say, the actuator 500 pulls the cable 501 connected to the cam 4 so as to cause a rotation of the cam 4 about the axis 47 (see Figure 4). The cam 4 being in tangential contact 48 via the pin 49 with the shaft 21, 44, the latter is moved so as to push upstream the first valve 203. The upstream end of the first valve 203 which then act on the second valve 201 and thus opens the latter.
  • the pressurized gas G can pass from downstream from the second valve 201 to the low pressure chamber 206.
  • the gas can then enter the central channel 211 of the inlet axis 21, 44 via the radial orifices 219, then in the upstream chamber 441.
  • the upstream radial apertures 446 and downstream 358 being communicated by the upstream annular chamber 351, the gas continues its path in the downstream part of the channel 442 and opens into the outlet connection 7.
  • the user located downstream of the connector 7 is thus fed with gas under pressure.
  • an order (functional or emergency) can be given to the actuator 500 to stop the traction of the cable 501.
  • the receiving device then returns to the position of "simple opening" of FIGS. 11 and 15. Similarly, in the event of rupture of the cable 501, the receiving device 700 automatically returns to the position of FIG. 11 (only the first valve 203 is open).
  • FIG. 13 shows an example of application of the invention comprising several gas tanks 300.
  • Each tank 300 is connected to the supply circuit 600 of a user 1600 by a respective gas distributor 200 connected to a respective receiving device 700.
  • Each receiver 700 is controlled by a respective actuator 500.
  • the actuators 500 may be controlled by a management member 550 which, via the receiving devices 700 coordinates the opening or closing of the valves 201 of the distributors.
  • the gas supply of the application can be achieved by a sequential emptying of the tanks 300.
  • an emergency stop causing the closing of all the valves 201 of the tanks 300 is possible.
  • the distributor 200 may comprise a safety valve intended to be subjected to pressure in the tank to selectively close or open a passage for the gas from the tank to a discharge zone according to the temperature and / or the pressure of the gas in the tank relative to at least a determined threshold.
  • the discharge zone of the safety valve is located between the first 203 and second 201 valves.
  • the optionally released exhaust gas is kept by default in the distributor (first valve 203 closed) but is collected by the receiving device during its connection (sealed opening of the first valve 203).

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Abstract

Dispositif receveur (700) de gaz sous pression, notamment pour un consommateur (1600) de gaz tel qu'un moteur ou une pile à combustible, comprenant une interface de connexion comportant au moins un organe (22) d'accrochage destiné à coopérer sélectivement en accrochage avec un organe d'accrochage (202) conjugué d'un distributeur (200) de gaz, le dispositif receveur (700) comprenant un axe (21, 44) d'admission de gaz mobile définissant un canal (211, 442) de circulation pour le gaz, ledit canal ayant au moins une extrémité aval (447) destinée à être reliée à un consommateur (1600) et une extrémité amont (219) destinée à être reliée à un distributeur (200) de gaz, l'axe (21, 44) d'admission étant sélectivement mobile par rapport l'organe (22) d'accrochage entre aux moins deux positions stables : une première position de référence aval et une seconde position avancée en direction amont.

Description

Dispositif receveur de gaz sous pression, ensemble distributeur-dispositif receveur, et système d'alimentation correspondant
La présente invention concerne un dispositif receveur de gaz sous pression, un ensemble comprenant un distributeur de gaz et un dispositif receveur ainsi qu'un système d'alimentation en gaz utilisant un tel ensemble.
L'invention concerne plus particulièrement un dispositif receveur de gaz sous pression, notamment pour un consommateur de gaz tel qu'un moteur ou une pile à combustible, comprenant une interface de connexion comportant au moins un organe d'accrochage destiné à coopérer sélectivement en accrochage avec un organe d'accrochage conjugué d'un distributeur de gaz.
L'invention concerne notamment l'alimentation de dispositifs consommant du gaz, par exemple une pile à combustible ou un moteur thermique pour un véhicule dans lequel le carburant contient par exemple de l'hydrogène gazeux stocké dans des réservoirs à très haute pression (jusqu'à 700 bar et au-delà). Le manque d'infrastructures permettant le ravitaillement en carburant directement sur le véhicule conduit à envisager des solutions alternatives qui consistent à prévoir que les utilisateurs échangent des réservoirs vides contre des réservoirs pleins. Des réglementations actuelles ou futures prévoient la nécessité d'équiper les réservoirs d'hydrogène gazeux de valves d'isolement automatique permettant la fermeture du circuit d'alimentation de la pile à combustible ou du moteur thermique directement au niveau de la source de gaz.
Un objet de l'invention est de proposer une solution technique à cette contrainte réglementaire dans le cas où le ravitaillement du véhicule est réalisé par l'échange de réservoirs vides par des réservoirs pleins, tout en maintenant un niveau de sécurité très élevé.
Dans le cas de véhicules équipés de réservoirs embarqués fixes, une solution connue consiste à prévoir une électrovanne haute pression directement à la sortie du réservoir. Ceci satisfait la nécessité de prévoir un dispositif d'isolement automatique au plus prêt de la source de gaz, conformément à l'exigence de la réglementation. Un inconvénient de cette solution est que le manque d'infrastructure pour ravitailler en combustible gazeux des véhicules à réservoirs embarqués fixes ne favorise pas cette solution technique.
A cet effet, l'invention propose également l'association d'un réservoir de gaz sous pression amovible et d'un système receveur dudit réservoir embarqué fixe à bord de l'utilisateur (véhicule par exemple).
De préférence, le réservoir de gaz sous pression amovible est équipé d'un distributeur du gaz (tel qu'un robinet, notamment un robinet à détendeur intégré). Le distributeur de gaz comprend au moins un moyen d'isolement du gaz tel qu'un clapet d'isolement. Le dispositif receveur, par exemple embarqué à bord d'un véhicule, comprend une interface apte à coopérer avec le réservoir (plus précisément avec le distributeur). Le dispositif receveur comprend également un système de commande de l'ouverture du ou des clapets d'isolement du distributeur.
De préférence, le système de commande de l'ouverture de la vanne du distributeur peut être actionné de manière automatique (et/ou manuelle) par un actuateur pouvant être délocalisé.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif receveur selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le dispositif receveur comprend un axe d'admission de gaz mobile définissant un canal de circulation pour le gaz, ledit canal ayant au moins une extrémité aval destinée à être reliée à un consommateur et une extrémité amont destinée à être reliée à un distributeur de gaz, l'axe d'admission étant sélectivement mobile par rapport l'organe d'accrochage entre aux moins deux positions stables : une première position de référence aval et une seconde position avancée en direction amont.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le dispositif receveur comprend un obturateur sélectivement mobile entre une première position interrompant la circulation de gaz entre les extrémités amont et aval du canal et une seconde position autorisant la circulation de gaz entre les extrémités amont et aval du canal, - l'obturateur mobile est sollicité par défaut automatiquement vers sa première position, par exemple via un élément de rappel,
- l'obturateur mobile est conformé pour être déplacé vers sa seconde position par contact mécanique direct ou indirect avec un distributeur de gaz et/ou manuellement et/ou par un actuateur commandé à distance,
- l'obturateur mobile est conformé pour être déplacé automatiquement vers sa seconde position lors d'un accrochage du dispositif receveur sur un distributeur de gaz,
- le canal de circulation comprend deux portions distinctes séparées, l'obturateur formant une chambre de liaison mobile mettant sélectivement en relation fluidique ou non des extrémités des deux portions du canal,
- l'axe d'admission est mobile en translation entre la première position de référence aval et la au moins seconde position avancée amont sous l'action d'un levier ou d'une came d'entraînement, - l'axe d'admission est sollicité par défaut vers sa première position de référence aval par un organe de rappel,
- l'obturateur est mobile en translation concentriquement à l'axe de distribution, un espacement entre l'obturateur et l'axe d'admission ainsi qu'un système d'étanchéité délimitant une chambre de liaison mobile apte à mettre sélectivement en relation fluidique ou non des extrémités des deux portions du canal de circulation.
Le dispositif receveur est conformé (axe d'admission sélectivement mobile) pour commander par exemple des réceptions de gaz multiples et séquentielles à partir d'au moins un distributeur de gaz qui peut être amovible (bouteille de gaz échangeable).
L'invention peut également concerner un ensemble comprenant un distributeur de gaz sous pression tel qu'un robinet comprenant un organe d'accrochage, et un dispositif receveur de gaz sous pression.
L'ensemble peut être caractérisé en ce que : - le distributeur de gaz comprend un circuit de distribution de gaz vers le dispositif receveur muni d'un premier et d'un second clapet disposés en série, et en ce que l'axe d'admission est dimensionné de façon que, lorsque le dispositif receveur est en position d'accrochage sur le distributeur de gaz, le premier clapet du circuit de distribution de gaz est actionné en ouverture par l'axe d'admission disposé dans sa première position de référence aval, ou respectivement le premier clapet du circuit de distribution de gaz est actionné en ouverture par l'axe d'admission uniquement lorsque ce dernier est disposé dans sa seconde position de référence amont,
- l'axe d'admission peut être déplaçable dans une troisième position avancée plus en amont que la seconde position amont et peut être dimensionné de façon que, lorsque le dispositif receveur est en position d'accrochage sur le distributeur de gaz, le premier clapet du circuit de distribution de gaz n'est pas actionné en ouverture par l'axe d'admission disposé dans sa première position de référence aval, dans sa seconde position avancée amont, l'axe d'admission actionnant uniquement l'ouverture du premier clapet du circuit de distribution, dans sa troisième position avancée amont, l'axe d'admission actionnant l'ouverture du premier clapet et du second clapet du circuit de distribution,
- le système d'étanchéité porté par le dispositif receveur et/ou le distributeur comprend au moins un joint torique disposé dans le distributeur et conformé pour former une étanchéité concentriquement à l'axe de distribution, entre d'une part un orifice amont de l'axe d'admission communiquant avec le canal de circulation pour le gaz et, d'autre part, l'extrémité aval du canal,
- l'axe d'admission actionne sélectivement l'ouverture du second clapet du circuit de distribution de gaz via un organe intermédiaire tel qu'un pousse valve, par exemple via le corps du premier clapet,
- le système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur comprend plusieurs réservoirs de gaz sous pression raccordés à l'utilisateur via des ensembles distributeur de gaz et dispositif receveur respectifs et en ce que lesdits réservoirs alimentent de manière séquentielle l'utilisateur.
L'invention peut également concerner un système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur de gaz à partir d'au moins un réservoir de gaz sous pression, chaque réservoir comprenant un distributeur de gaz sous pression tel qu'un robinet, l'utilisateur étant sélectivement raccordable à chaque distributeur via un dispositif receveur respectif, caractérisé en ce que le ou les ensembles comprenant chacun un distributeur de gaz et un dispositif receveur sont conformes.
L'invention peut également concerner un ensemble comprenant un circuit d'utilisation (dans le dispositif receveur) et un récipient de gaz sous pression muni d'un distributeur de gaz sous pression (robinet ou dispositif de remplissage et de distribution de gaz) dans lequel le circuit d'utilisation comporte un mécanisme formant une soupape de sécurité haute pression apte à évacuer du gaz d'échappement sous pression provenant du distributeur vers l'atmosphère ou une zone sécurisée déterminée. De préférence le distributeur comprend deux clapets.
A cet effet le circuit d'utilisation (au niveau du dispositif receveur) comporte un organe tel qu'un axe ayant une première position d'ouverture sélective du premier clapet (deuxième clapet fermé) et une seconde position d'ouverture du premier clapet et du second clapet. En variante on peut envisager que dans une première position l'axe n'ouvre aucun clapet, puis ouvre un premier des deux clapets dans une seconde position puis ouvre enfin les deux clapets en série dans une troisième position.
L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous.
D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
- les figures 1 et 2 représentent des vues extérieures et en perspective isométrique d'un exemple de réalisation d'un dispositif receveur pour réservoir à gaz selon l'invention,
- les figures 3 et 4 représentent des vues extérieures et en perspective isométrique d'un autre mode de réalisation d'un système receveur selon l'invention,
- la figure 5 est une vue extérieure et en perspective isométrique du mode de réalisation des figures 3 et 4 dans une configuration montée dans un fourreau d'accueil, - la figure 6 est une vue en perspective isométrique d'un réservoir équipé d'un exemple de distributeur de gaz compatible avec les dispositifs receveur des figures 1 à 4,
- la figure 7 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur des figures 1 et 2 dans une configuration déconnectée au repos,
- la figure 8 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation du dispositif receveur des figures 1 et 2 dans une configuration connectée sur un réservoir de gaz et en position « simple ouverture »,
- la figure 9 est une vue en coupe longitudinale du mode de réalisation du dispositif receveur des figures 1 et 2 dans une configuration connectée sur un réservoir à gaz et en position de « double ouverture »,
- la figure 10 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur des figures 3 et 4 dans une configuration déconnectée au repos,
- la figure 11 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur des figures 3 et 4 dans une configuration connecté sur un réservoir de gaz et en position de « simple ouverture »,
- la figure 12 est une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur des figures 3 et 4 en configuration connectée sur un réservoir de gaz et en position de « double ouverture », - la figure 13 représente de façon schématique et partielle un exemple de système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur utilisant un dispositif receveur selon l'invention,
- les figures 14 à 16 illustrent de façon schématique et partielle la structure et le fonctionnement du dispositif receveur avec un distributeur respectivement en configuration « déconnectée au repos », puis « connectée et en position de simple ouverture » puis « connectée et en position de double ouverture ».
Les figures 1 , 2 représentent un dispositif receveur 700 pour réservoir à gaz 300 équipé d'un distributeur de gaz 200 (tel qu'un robinet) (cf. figure 6). Le dispositif receveur 700 comprend, par exemple, un corps 1 dont une extrémité aval comporte un raccord 7 permettant une liaison étanche avec un système utilisateur 1600 (cf. figure 13). Une extrémité amont du dispositif receveur 700 comporte une interface de connexion 2 ayant un système de verrouillage mécanique 22 permettant d'accoupler de façon étanche le dispositif receveur 700 à un distributeur de gaz 200 monté sur un réservoir 300. Le système de verrouillage mécanique 22 peut comprendre des rainures destinées à venir coopérer avec des axes ou baïonnettes 202 d'un distributeur (liaison du type à baïonnettes). Bien entendu, tout autre type d'accrochage peut être envisagé.
La commande de déverrouillage de l'accrochage du dispositif receveur 700 sur un distributeur 200 est matérialisée par la bague mobile 3 située coaxialement au corps 1. La bague 3 de verrouillage assure un verrouillage amovible des baïonnettes 202 dans les rainures 22. L'extrémité amont du dispositif 700 comprend également un axe 21 d'admission du fluide tubulaire définissant un canal interne pour le gaz.
Le mode de réalisation des figures 1 et 2 est de préférence destiné aux applications utilisant des réservoirs lourds et encombrants, dans lesquelles le dispositif receveur 700 est amené sur le réservoir par l'utilisateur. La figure 7 illustre une vue en coupe longitudinale du dispositif receveur
700 non déconnecté à un distributeur 202 d'un réservoir et au repos. Le raccord 7 (par exemple femelle) peut comporter un taraudage femelle conique 71 permettant une liaison étanche du dispositif receveur 700 avec un circuit d'alimentation de l'application ou utilisateur. Les organes 22 d'accrochage (rainures ou analogue) sont par exemple formés à l'extrémité amont d'une bride de raccordement 25 de forme générale tubulaire montée dans le corps 1.
La bride 25 est par exemple immobilisée en rotation par rapport au corps 1 grâce à une goupille 26. La bride 25 est par exemple liée en translation au corps 1 via un écrou 28 qui emprisonne un épaulement 127 du corps 1 entre une rondelle 27 et une surface 257 de la bride de raccordement 25.
La bague 3 de verrouillage mobile peut coulisser sans tourner autour de la bride de raccordement 25. Un ressort de rappel 24 disposé autour de la bride 25 ramène en permanence la bague mobile 3 en position verrouillée vers l'amont.
L'extrémité amont de l'axe 21 d'admission est solidaire (par exemple par vissage) d'un axe 44 d'admission aval qui peut translater à l'intérieur du dispositif receveur 700. La translation de l'axe d'admission (ensemble 44, 21 ) dans le corps 1 est pilotée par exemple par un levier 4. Le levier 4 a par exemple un axe de rotation 47 monté sur le corps 1.
Par exemple, le levier 4 est en contact tangentiel 48 avec une bague 43 vissée sur la partie aval de l'axe mobile 44. La position de l'axe mobile 44 dans la figure 7 est normalement stable et est le résultat d'un équilibre entre d'une part l'effort d'un ressort de rappel 42 sollicitant la bague 43 vers l'aval et, d'autre part, l'effort d'un ressort de rappel 45 sollicitant le levier 4 vers l'amont, au contact de la bague 43.
L'axe d'admission 21 , 44 est terminé à sont extrémité amont par une pointe en forme d'aiguille tubulaire 21 (on peut envisager de former en une seule pièce les deux parties 21 et 44 de l'axe d'admission. Dans la suite on désignera de façon indifférente l'un quelconque ou les deux axes 21 , 44 par le terme général « d'axe d'admission » ou simplement « axe »).
L'étanchéité entre ces axes 21 , 44 peut être assuré par le joint torique 210. L'extrémité aval de l'axe 44 d'admission est refermée par exemple par un bouchon 444 vissé et rendu étanche par exemple par un joint torique 445.
Un canal ou conduit 211 traverse l'axe 21 d'admission et débouche dans une chambre 441 de l'axe 44. Au niveau de cette chambre 441 , l'axe 44 d'admission comprend des premiers orifices radiaux 446 communiquant avec une chambre annulaire 351 amont. La chambre 351 annulaire amont est formée entre le corps de l'axe 44 d'admission et une entretoise 353 tubulaire amont. La chambre 351 annulaire amont est délimitée également en amont et en aval respectivement par deux joints toriques 352 et 354 solidaires d'un obturateur 35. Le obturateur 35 de forme générale tubulaire est monté coulissant autour de l'axe 21 , 44 et autour de l'entretoise 353 amont. L'obturateur 35 peut donc translater autour de l'axe 21 , 44 d'admission. La position de repos stable de l'obturateur 35 est représentée à la figure 7. Dans cette position de repos stable, un ressort de rappel 355 repousse l'obturateur 35 vers l'amont contre une surface 212 de butée de l'axe 21.
L'obturateur 35 peut comporter une seconde chambre annulaire 359 aval délimitée par une seconde entretoise 356 aval et deux autres joints toriques 354, 357 respectifs. Les deux chambres annulaires amont 351 et aval 359 sont séparées par un joint torique 354. De seconds orifices radiaux 358 sont formés dans l'axe mobile d'admission 44. Ces seconds orifices radiaux 358 sont, dans la configuration de la figure 7, en relation avec la chambre annulaire 359 aval et débouchent dans un canal 442 central formé dans le corps de l'axe 44 d'amission.
Ce canal d'admission 442 se prolonge en aval par les trous radiaux 447. Les trous radiaux 447 communiquent avec une chambre annulaire 73 d'extrémité aval qui est délimitée par des joints toriques 448, 449. La chambre annulaire 73 d'extrémité aval débouche dans le raccord de sortie 7 via, par exemple, un conduit 72.
Dans la configuration de la figure 7, les premiers orifices radiaux 446 sont séparés fluidiquement des seconds orifices radiaux 358 par le joint torique 354. De cette façon, la continuité du canal d'admission est interrompue entre l'amont et l'aval (cf. figure 14). En effet, la partie amont du canal 211 , la chambre annulaire amont 441 et les orifices amont 446 sont en contact avec le milieu extérieur via le ou les orifices 219 de l'extrémité amont de l'axe 21. En revanche la chambre annulaire aval 359, les orifices 358 aval, la portion 442 aval du canal jusqu'au raccord de sortie 7 sont en liaison fluidique avec l'utilisateur (non représenté).
Cette configuration permet d'une part de protéger le circuit utilisateur vis- à-vis de la pollution extérieure et, d'autre part, d'éviter un refoulement de gaz G venant de l'utilisateur directement à l'atmosphère (vers l'amont). Dans la configuration des figures 8 et 15 le dispositif receveur 700 est connecté sur un réservoir 300 de gaz via son distributeur (robinet) 200. Le distributeur 200 comporte un second clapet d'isolement 201 fermé (de préférence étanche).
Comme vu précédemment, le dispositif receveur 700 comporte, au niveau de son interface de connexion 2, des rainures 22 en forme de « L » formées dans la bride de raccordement 25. La bague 3 mobile de verrouillage comporte quant à elle des logements 31. Lors de la connexion (accrochage) du dispositif receveur 700 sur le distributeur de gaz 200 équipé de baïonnettes 202 (cf. figure 6), le dispositif receveur 700 est présenté et approché par l'utilisateur de manière à ce que les rainures 22 en forme de « L » de la bride de raccordement 25 correspondent avec lesdites baïonnettes 202. Une translation puis une rotation relatives du dispositif receveur 700 entraîne, une fois les baïonnettes 202 en contact avec la bague de verrouillage 3, le recul de la bague de verrouillage 3. Lorsque les baïonnettes 202 sont positionnées la partie coudée de la rainure en L, la bague 3 de verrouillage revient automatiquement en position amont via l'action du ressort 24 de façon à verrouiller les baïonnettes 202 dans les logements 23 de la bague 3 (cf. figure 2).
Lors de cette opération, l'axe d'admission 21 pénètre dans le corps du distributeur 200 en dégageant un premier clapet ou obturateur 203 de préférence étanche.
L'axe 21 d'admission vient se positionner de façon étanche à l'intérieur du distributeur du gaz 200 dans au moins un joint torique 204 porté par le distributeur 200.
Simultanément, une surface 205 du distributeur du gaz 200 (par exemple un couvercle extérieur) vient en contact avec une surface terminale 34 de l'obturateur 35. Ce contact provoque une poussée de l'obturateur mobile 35 vers l'aval, contre l'effort du ressort de rappel 355.
En fin d'accrochage, l'obturateur 35 est déplacé dans une position où les orifices radiaux amont 446 et aval 358 de l'axe mobile 44 d'admission débouchent dans la même chambre annulaire amont 351. Ceci a pour conséquence d'assurer alors une continuité du circuit gaz depuis une chambre 206 située à l'intérieur du distributeur 200 jusqu'au raccord de sortie 7 (via les orifices radiaux 219 puis le canal central 211 de l'axe 21 d'admission, puis la chambre 441 amont, puis les orifices radiaux amont 446, puis la chambre annulaire 351 amont, puis les orifices radiaux aval 358, puis la partie aval du canal 442, puis les orifices radiaux 447, puis la chambre annulaire 73 et enfin le canal 72).
La chambre 206 située à l'intérieur du distributeur 200 est par exemple une chambre basse pression située en aval d'un détendeur de gaz intégré au distributeur. De plus, la chambre 206 peut être située en aval d'un second clapet 201 d'isolation disposé en série avec le premier clapet 203.
Dans cette configuration, tout flux de gaz transitant par la chambre 206 du distributeur 200 peut être reçu et évacué par le circuit de l'utilisateur en traversant le dispositif receveur 700 (cf. figure 15).
Ainsi, dans le cas où la chambre 206 reçoit les éventuels gaz d'échappement d'un clapet de sécurité du distributeur 200, ce gaz sous haute pression est évacué vers le dispositif receveur puis éventuellement vers l'utilisateur. On peut bien entendu prévoir que l'utilisateur 200 et/ou le dispositif receveur 700 comportent des systèmes de sécurité pour traiter ce gaz d'échappement sous pression (évacuations sécurisées, clapets de sécurités additionnels...). Les gaz d'échappement peuvent provenir, par exemple d'un composant de sécurité en relation avec le gaz contenu dans le réservoir 300
(valve d'échappement de gaz ouverte sur information de température et/ou de pression par rapport à au moins un seuil déterminé).
L'axe d'admission 21 , 44 peut subir une translation à l'intérieur du dispositif receveur 700. Cette translation est pilotée par exemple via le levier 4, ayant un axe de rotation 47 solidaire du corps 1.
On notera que cette translation n'a de préférence aucune incidence sur la mise en communication des orifices radiaux amont 446 et aval 358 via la chambre annulaire amont 351 (en effet, la chambre annulaire amont 351 est dimensionnée pour maintenir la continuité entre les extrémités amont et aval du canal)
Le levier 4 est en contact tangentiel 48 avec la bague 43 vissée sur l'axe d'admission 44. La rotation du levier 4 dans le sens approprié entraîne le déplacement de l'axe mobile 44 vers l'amont. La rotation du levier 4 peut être commandée par un actionneur 500 via un câble 501 lié au levier 4, par exemple via une rotule 502.
L'actionneur 500 peut être un dispositif bien connu en soit. L'actionneur 500 peut notamment être conformé pour tirer le câble 501 afin de provoquer la rotation du levier 4 et donc la translation de l'axe 44 en réponse à une commande de l'utilisateur. Par exemple, utilisateur (moteur/pile ou autre) peut commander cette translation en réponse à une mesure d'un capteur et/ou selon une action automatique et/ou un déclenchement par un interrupteur.
De préférence, par défaut (le câble 501 étant non tiré) l'actionneur 500 n'est pas sollicité. C'est-à-dire que l'axe 21 44 d'admission est par défaut dans la position aval de la figure 7, du fait de l'équilibre entre les actions du ressort 42 vers l'aval et du ressort 45 vers l'amont.
Dans cette position, l'extrémité 207 amont de l'obturateur 203 (premier clapet) logé dans le distributeur 200 est poussé vers l'amont par l'extrémité amont de l'axe mobile 44. Mais l'obturateur 203 est dimensionné de préférence pour ne pas agir sur le second clapet 201 (valve d'isolement 201 ) disposée plus en amont dans le distributeur 200 (cf. figure 15).
De cette manière, le second clapet 201 reste fermé et empêche l'arrivée de gaz G sous pression provenant du réservoir 300 (sauf dans le cas où d'une part un clapet de sécurité est ouvert en cas de température et/ou pression excessive et que le gaz libéré par ce clapet de sécurité est dirigé dans la chambre entre les deux clapet 201 et 203.
Cette position d'ouverture simple (uniquement le premier clapet 203) peut résulter d'un arrêt d'urgence commandé à l'actionneur 500.
Les figures 9 et 16 illustre le dispositif receveur 700 dans une configuration connectée sur un réservoir 300 mais dans laquelle le second clapet d'isolement 201 du distributeur est également ouvert.
Pour cela, l'actionneur 500 est commandé et exerce une traction sur le câble 501 lié au levier 4 via une rotule 502. Ceci provoque une rotation du levier
4 autour de son axe 47 dans le sens d'une poussée de la bague 43 vers l'amont (la bague 43 est vissée sur l'axe 44 d'admission et le levier 4 étant en contact tangentiel 48 avec la bague 43).
L'axe 21 44 d'admission est alors translaté vers la direction amont 44.
L'extrémité amont de l'axe d'admission 21 , 44 transmet alors par contact son déplacement à l'obturateur du premier clapet 203 qui continue sa course vers l'amont. L'obturateur du premier clapet 203 vient alors agir par poussée sur le second clapet d'isolement 201 et ouvre ce dernier.
Le gaz G contenu dans le réservoir 300 en amont du second clapet 201 est libéré vers l'aval. Le gaz traversant le second clapet 201 ouvert entre alors dans la chambre basse pression 206 du dispositif de distribution 200 (entre les deux clapets 201 ,203). Le gaz passe ensuite dans le canal central 211 de l'axe 21 , 44 d'admission via des orifices radiaux 219 de l'axe d'admission. Le gaz transite ensuite dans la chambre 441 amont puis dans les orifices radiaux 446 amont et 358 aval via la chambre annulaire 351 amont. Le gaz sous pression poursuit ensuite son trajet dans la partie aval du canal 442 et débouche dans le raccord de sortie 7 via successivement les orifices radiaux 447, la chambre annulaire 73 et le canal 72.
L'utilisateur 1600 (cf. figure 13) est ainsi alimenté en gaz. Pour stopper cette alimentation en gaz, un ordre (fonctionnel ou d'urgence) peut être donné à l'actionneur 500 d'arrêter la traction du câble 501 . Lorsque l'effort de l'actionneur est annulé, les efforts des ressorts disposent à nouveau le dispositif receveur 700 dans la position des figures 8 et 15. De même, en cas de rupture accidentelle du câble 501 , le dispositif receveur 700 revient automatiquement dans la position des figures 8 et 15.
Les figures 3 et 4 illustrent une variante de réalisation du dispositif receveur 700. Les éléments identiques à ceux décrits ci-dessus en référence aux figures 1 , 2 et 6 à 9 sont désignés par les mêmes références numériques et ne sont pas détaillés une seconde fois. Le mode de réalisation des figures 3 et 4 peut concerner plus spécifiquement de petites cartouches à gaz. Dans ce mode de réalisation la cartouche ou bouteille de gaz peut par exemple être amenée par l'utilisateur à l'intérieur d'un fourreau 6 terminé par ledit système receveur (voir figure 5).
Comme précédemment, le dispositif receveur 700 comprend un corps 1 , dont l'extrémité aval comporte un raccord 7 permettant une liaison étanche vers par exemple un circuit d'alimentation d'un utilisateur. L'extrémité amont du dispositif 700 comporte une interface de connexion 2. Le dispositif 700 comporte un axe 21 mobile d'admission de fluide et un système de verrouillage mécanique 22 de l'accouplement mécanique. Suivant la configuration de la figure 10 ou 14, le dispositif receveur 700 est déconnecté et au repos. Le raccord femelle 7 comprend par exemple un taraudage femelle conique 71 permettant une liaison étanche du système receveur avec le circuit d'alimentation d'un utilisateur (non représenté). La bride de raccordement 25 est immobilisée en rotation et liée au corps 1 via par exemple des vis 256. L'axe d'admission 21 , 44 peut se déplacer en translation à l'intérieur du dispositif receveur 700. Cette translation est pilotée par exemple par une came 4 rotative ayant un axe de rotation 47 sur le corps 1 (cf. figure 4). La came 4, via la goupille 49, est en contact tangentiel 48 avec la partie amont de l'axe 21 d'admission. Cette partie amont 21 de l'axe d'admission est solidaire de l'axe d'admission 44 aval (ici également chacun des deux axes d'admission 21 , 44 ou leur association sont désignés par le terme générique « axe d'admission » ou simplement « axe »). La position de l'axe d'admission 21 , 44 de la figure 10 est normalement stable grâce à la résultante d'une part de l'effort du ressort de rappel 42 (vers l'aval) et, d'autre part de l'effort du ressort de rappel 45 (vers l'amont cf. figure
4).
L'axe d'admission 21 , 44 comporte un ou des orifices d'admission 219 à son extrémité amont et est refermé par le bouchon 444 étanche (joint torique
445) à son extrémité aval.
Le conduit ou canal amont 211 traversant l'axe 21 , 44 débouche dans la chambre 441 amont de l'axe 21 ,44. L'axe 21 , 44 comporte des orifices radiaux
446 amont ménagés au niveau de la chambre 441 amont. Les orifices amont 446 de l'axe 21 , 44 communiquent avec une chambre annulaire 351 amont. La chambre annulaire 351 amont est délimitée par une entretoise 353 et deux joints toriques 352, 354. L'entretoise 353 et les deux joints toriques 352, 354 sont solidaires d'un obturateur 35 mobile. L'obturateur 35 peut translater le long de l'axe d'admission 21 , 44. Dans la position stable de la figure 10 le ressort de rappel 355 repousse l'obturateur 35 contre une surface 212 de butée de l'axe 21 , 44 d'admission
(figure 14).
L'obturateur 35 comporte une seconde chambre annulaire 359 aval délimitée par l'entretoise 356 et les deux joints toriques 354, 357. Les deux chambres annulaires amont 351 et aval 359 sont séparées par un joint torique
354.
Dans la configuration de la figure 10 les orifices radiaux aval 358 de l'axe
21 , 44 communiquent avec la chambre annulaire 359 aval et débouchent dans le la partie aval du canal 442 qui se prolonge par les trous radiaux 447. Les trous radiaux aval de l'axe 21 ,44 communiquent avec la chambre annulaire 73 qui est délimitée par les joints toriques 448, 449. La chambre annulaire 73 débouche dans le raccord de sortie 7 via le conduit 72. Dans la configuration de la figure 11 le dispositif receveur 700 est connecté sur un réservoir 300 via un distributeur de gaz 200. Le distributeur de gaz 200 (tel qu'un robinet) comprend un premier clapet ou obturateur étanche 203 et un second clapet 201 d'isolement.
Comme précédemment le distributeur de gaz 200 équipé de baïonnettes 202 (voir figure 6). Le distributeur de gaz 200 est présenté et approché par l'utilisateur de manière à ce que les baïonnettes 202 correspondent avec les rainures 22 en forme de « L » de l'interface de connexion du dispositif receveur 700. Une translation puis une rotation du distributeur 200 entraîne une liaison mécanique avec dispositif receveur 700. Lors de cette opération, l'extrémité amont de l'axe 21 ,44 pénètre dans le distributeur 200 et repousse et l'obturateur du premier clapet 203 (cf. figure 15). L'extrémité amont de l'axe 21 ,44 vient se loger de façon étanche à l'intérieur du distributeur de gaz 200 dans un joint torique 204.
Le couvercle supérieur 205 du dispositif de distribution du gaz 200 vient en contact avec la surface 34 et pousse l'obturateur mobile 35 contre l'effort du ressort de rappel 355. L'obturateur est déplacé de façon que les orifices radiaux amont 446 et aval 358 de l'axe d'admission 21 , 44 débouchent dans la même chambre annulaire 351 amont.
Dans cette configuration il y a une continuité du circuit gaz depuis la chambre basse pression 206 du distributeur 200 jusqu'en partie aval du canal 442 (le gaz passe dans la partie amont du canal 211 de l'axe 21 , 44 via les orifices radiaux 219 amont, puis dans la chambre 441 amont, puis via les orifices radiaux 446, 358 via la chambre annulaire 351 amont puis la partie aval du canal 442 débouche dans le raccord de sortie 7 via successivement les orifices radiaux 447, la chambre annulaire 73 et le canal 72. Ainsi, tout flux de gaz G transitant par la chambre basse pression 206 du distributeur 200 est mis en relation avec un utilisateur (cf. figure 15). Comme précédemment, la chambre 206 basse pression peut recueillir les éventuels gaz d'échappement d'une soupape de sécurité.
La translation de l'axe d'admission 21 , 44 est pilotée via par exemple la came 4 rotative autour de l'axe de rotation 47 solidaire du corps 1 (cf. figure 4). Comme précédemment, la translation de l'axe 21 , 44 n'a aucune incidence sur la mise en communication des orifices radiaux amont 446 et aval 358 (la chambre annulaire 351 peut être dimensionnée pour continuer à assurer une liaison entre les parties amont et aval du canal).
La came 4 est en contact tangentiel 48 via une goupille 49 avec une surface de contact 48 solidaire de l'axe 21 , 44 d'admission. La rotation de la came 4 entraîne sélectivement le déplacement de l'axe 21 , 44 d'admission. La rotation de la came 4 est commandée par exemple par un actionneur 500 via un câble 501 lié à la came 4 par une rotule 502. L'actionneur 500 peut être un dispositif qui, sur information de l'utilisateur, tire ou non le câble 501 afin de provoquer la rotation sélective de la came ou levier 4 et donc la translation de l'axe 21 , 44 d'admission. Par défaut (au repos, câble 501 non tiré), l'actionneur 500 n'est pas sollicité. Dans cette configuration, la position de l'axe 21 , 44 d'admission de la figure 11 est stable du fait de l'équilibre entre d'une part l'effort du ressort de rappel 42 (effort sur l'axe 21 , 44 en direction aval) et, d'autre part, l'effort du ressort de rappel 45 (effort sur la came 4 en direction de l'amont, cf. figure 4).
Dans cette position, l'extrémité 207 amont de l'obturateur 203 est poussé vers l'amont par l'extrémité amont de l'axe 21 , 44 d'admission. Mais dans cette première position l'axe 21 , 44 n'agit pas sur le second clapet d'isolement 201. Ce second clapet 201 d'isolement reste de ce fait fermé (cf. figure 15). Le gaz G provenant du réservoir 300 (hors cas facultatif d'un échappement de sécurité) n'est donc pas délivré vers le dispositif receveur 700.
Cette position de repos est la position de sécurité par défaut (elle peut notamment résulter d'un arrêt d'urgence commandé à l'actionneur 500). Les figures 12 et 16 illustrent le dispositif receveur 700 connecté sur le distributeur 200 d'un réservoir 300 avec le second clapet d'isolement 201 ouvert. C'est-à-dire que l'actionneur 500 tire sur le câble 501 lié à la came 4 de façon à entraîner une rotation de la came 4 autour de l'axe 47 (voir figure 4). La came 4 étant en contact tangentiel 48 via la goupille 49 avec l'axe 21 , 44, ce dernier est déplacé de façon à pousser vers l'amont le premier clapet 203. L'extrémité amont du premier clapet 203 qui vient alors agir sur le second clapet 201 et ouvre ainsi ce dernier.
De cette façon, le gaz G sous pression peut transiter d'amont en aval depuis le second clapet 201 vers la chambre basse pression 206. Le gaz peut ensuite entrer dans le canal central 211 de l'axe d'admission 21 , 44 via les orifices radiaux 219, puis dans la chambre 441 amont. Les orifices radiaux amont 446 et aval 358 étant mis en communication par la chambre annulaire amont, 351 , le gaz poursuit son trajet dans la partie aval du canal 442 et débouche dans le raccord de sortie 7. L'utilisateur situé en aval du raccord 7 est ainsi alimenté en gaz sous pression. Pour stopper cette alimentation en gaz, un ordre (fonctionnel ou d'urgence) peut être donné à l'actionneur 500 d'arrêter la traction du câble 501 . Le dispositif receveur revient alors dans la position de « simple ouverture » des figures 11 et 15. De même, en cas de rupture du câble 501 , le dispositif receveur 700 revient automatiquement dans la position de la figure 11 (seul le premier clapet 203 est ouvert).
La figure 13 présente un exemple d'application de l'invention comprenant plusieurs réservoirs 300 de gaz. Chaque réservoir 300 est relié au circuit 600 d'alimentation d'un utilisateur 1600 par un distributeur de gaz 200 respectif connecté à un dispositif receveur 700 respectif. Chaque receveur 700 est commandé par un actionneur 500 respectif. Les actionneurs 500 peuvent être pilotés par un organe de gestion 550 qui, via les dispositifs receveurs 700 coordonne l'ouverture ou la fermeture des clapets 201 des distributeurs. Ainsi par exemple, l'alimentation en gaz de l'application peut-être réalisée par une vidange séquentielle des réservoirs 300. De plus, un arrêt d'urgence entraînant la fermeture de tous les clapets 201 des réservoirs 300 est possible.
Selon une particularité avantageuse possible, le distributeur 200 (ou robinet) peut comprendre une soupape de sécurité destinée à être soumise à la pression dans le réservoir pour obturer ou ouvrir sélectivement un passage pour le gaz du réservoir vers une zone de décharge selon la température et/ou la pression du gaz dans le réservoir par rapport à au moins un seuil déterminé. Avantageusement, la zone de décharge de la soupape de sécurité est située entre les premier 203 et second 201 clapets.
De cette façon, le gaz d'échappement éventuellement libéré est conservé par défaut dans le distributeur (premier clapet 203 fermé) mais est collecté par le dispositif receveur lors de sa connexion (ouverture étanche du premier clapet 203).

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif receveur (700) de gaz sous pression, notamment pour un consommateur (1600) de gaz tel qu'un moteur ou une pile à combustible, comprenant une interface de connexion comportant au moins un organe (22) d'accrochage destiné à coopérer sélectivement en accrochage avec un organe d'accrochage (202) conjugué d'un distributeur (200) de gaz, le dispositif receveur (700) comprenant un axe (21 , 44) d'admission de gaz mobile définissant un canal (211 , 442) de circulation pour le gaz, ledit canal ayant au moins une extrémité aval (447) destinée à être reliée à un consommateur (1600) et une extrémité amont (219) destinée à être reliée à un distributeur (200) de gaz, l'axe (21 , 44) d'admission étant sélectivement mobile par rapport l'organe (22) d'accrochage entre aux moins deux positions stables : une première position de référence aval et une seconde position avancée en direction amont, et en ce que le dispositif receveur (700) comprend un obturateur (35) sélectivement mobile par rapport à l'axe (21 , 44) d'admission entre une première position interrompant la circulation de gaz entre les extrémité amont (219) et aval (447) du canal (211 , 442) et une seconde position autorisant la circulation de gaz entre les extrémité amont (219) et aval
(447) du canal (211 , 442).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'obturateur (35) mobile est sollicité par défaut automatiquement vers sa première position, par exemple via un élément de rappel (355).
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'obturateur (35) mobile est conformé pour être déplacé vers sa seconde position par contact mécanique direct ou indirect avec un distributeur (200) de gaz et/ou manuellement et/ou par un actuateur commandé à distance.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'obturateur (35) mobile est conformé pour être déplacé automatiquement vers sa seconde position lors d'un accrochage du dispositif receveur (700) sur un distributeur (200) de gaz.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le canal (211 , 442) de circulation comprend deux portions distinctes séparées (211 , 442), l'obturateur (35) formant une chambre (351 ) de liaison mobile mettant sélectivement en relation fluidique ou non des extrémités des deux portions (211 , 442) du canal.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'axe (21 , 44) d'admission est mobile en translation entre la première position de référence aval et la au moins seconde position avancée amont sous l'action d'un levier ou d'une came (4) d'entraînement.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'axe (21 , 44) d'admission est sollicité par défaut vers sa première position de référence aval par un organe (42) de rappel.
8. Ensemble comprenant un distributeur (200) de gaz sous pression tel qu'un robinet comportant un organe d'accrochage (202), et un dispositif receveur (700) de gaz sous pression, caractérisé en ce que le dispositif receveur (700) est conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7 et en ce que le distributeur (200) de gaz comprend un circuit de distribution de gaz vers le dispositif receveur (70) muni d'un premier clapet ou obturateur étanche (203) et d'un second clapet (201 ) disposés en série, et en ce que l'axe (21 , 44) d'admission est dimensionné de façon que, lorsque le dispositif receveur (700) est en position d'accrochage sur le distributeur (200) de gaz, le premier clapet ou obturateur étanche (203) du circuit de distribution de gaz est actionné en ouverture par l'axe (21 , 44) d'admission disposé dans sa première position de référence aval, ou respectivement le premier (203) clapet du circuit de distribution de gaz est actionné en ouverture par l'axe (21 , 44) d'admission uniquement lorsque ce dernier est disposé dans sa seconde position de référence amont.
9. Ensemble selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'axe
(21 , 44) d'admission est dimensionné de façon que, lorsque le dispositif receveur (700) est en position d'accrochage sur le distributeur (200) de gaz et que l'axe (21 , 44) d'admission est déplacé dans sa seconde position avancée en direction amont, ce dernier actionne également en ouverture le second clapet (201 ) du circuit de distribution de gaz.
10. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les premier (203) et un second clapets (201 ) sont sollicités par défaut dans leur position de fermeture par des organes de rappel (202).
11. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que lorsque le dispositif receveur (700) est en position d'accrochage sur le distributeur (200) de gaz et que l'axe (21 , 44) d'admission est dans sa première position de référence aval, un système d'étanchéité (1200, 1201 ) porté par le dispositif receveur (700) et/ou le distributeur (200) forme une barrière d'étanchéité entre le circuit de distribution de gaz et l'extérieur et autorise le transit de gaz depuis le circuit de distribution de gaz du distributeur (200) vers l'axe (21 , 44) d'admission du dispositif receveur (700), de façon étanche vis-à-vis de l'extérieur.
12. Système d'alimentation en gaz sous pression vers un utilisateur (1600) de gaz à partir d'au moins un réservoir (300) de gaz sous pression, chaque réservoir (300) comprenant un distributeur (200) de gaz sous pression tel qu'un robinet, l'utilisateur (1600) étant sélectivement raccordable à chaque distributeur (20) via un dispositif receveur (700) respectif, caractérisé en ce que le ou les ensembles comprenant chacun un distributeur (200) de gaz et un dispositif receveur (700) sont conformes à l'une quelconque des revendications 8 à 11.
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