EP4035964A1 - Système de distribution de fluide - Google Patents

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EP4035964A1
EP4035964A1 EP22153826.7A EP22153826A EP4035964A1 EP 4035964 A1 EP4035964 A1 EP 4035964A1 EP 22153826 A EP22153826 A EP 22153826A EP 4035964 A1 EP4035964 A1 EP 4035964A1
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EP
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container
fluid
dispensing
reservoir
unit
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EP22153826.7A
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Bruno CHIARANDINI
Emmanuel SCHMITT
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Alstom Holdings SA
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Alstom Holdings SA
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    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0173—Railways

Definitions

  • the present invention relates to a fluid delivery system.
  • This system is for example also called a fluid refill station.
  • the fluid for example dihydrogen, is typically used as fuel by the vehicle.
  • the vehicle is for example a motor vehicle, a rail freight or passenger vehicle, or other.
  • Such fixed charging stations are known. They are generally distributed over a territory so as to form a network to facilitate vehicle charging and allow them to have sufficient autonomy to travel throughout the territory.
  • the vehicle is for example a rail freight vehicle or a rail passenger transport vehicle.
  • the fluid is preferably dihydrogen.
  • the fluid is methane or a mixture of propane and butane such as LPG, for liquefied petroleum gas.
  • the system 10 comprises at least one railway car 12, at least one first container 14 and at least one second container 16.
  • the first container 14 comprises at least one first tank 18.
  • the second container 16 comprises a packaging unit 20, a distribution unit 22 and, preferably, a power supply unit 24.
  • the distribution system 10 is configured to distribute said fluid to a railway vehicle, for example arranged on a track parallel to the track on which the rail car 12 is located or on the same track as that on which the rail car 12 is located.
  • the railway car 12 is self-propelled, that is to say it is able to move independently.
  • rail car 12 invariably designates a car intended for the transport of passengers or the transport of goods.
  • the railway car 12 extends mainly in a longitudinal direction which corresponds to the direction of movement of the car 12.
  • the railway car 12 comprises a frame 26, for example mounted on bogies 28.
  • the first container 14 and the second container 16 are mounted on the frame 26, preferably in a removable manner, that is to say that the first container 14 and the second container 16 can be detached from the frame 26 without substantially affecting the structure. of the frame 26 and again be secured to the frame 26 without also substantially affecting the structure of the frame 26.
  • the first container 14 and the second container 16 are mounted on the frame 26 using a fastening system (not shown) of “twist-lock” type in English or “rotating lock” in French, known from the state of the art.
  • the first container 14 and the second container 16 are preferably identical.
  • the first container 14 and the second container 16 are containers whose length is 20 feet, that is to say about 6,058 m. This type of container is standardized for the road, rail or maritime transport of goods.
  • the first container 14 and the second container 16 are preferably aligned one behind the other in the longitudinal direction.
  • the first tank 18 is intended to contain the fluid.
  • the fluid is stored in the first tank 18 in gaseous or liquid form at a storage pressure.
  • the first tank 18 is for example removably mounted in the first container 14, that is to say that the first tank 18 can be extracted from the first container 14 without separating the first container 14 from the chassis 26 of the railway car 12 .
  • the first reservoir 18 is fluidically connected to the conditioning unit 20 of the second container 16.
  • the system 10 comprises a valve intended to control the passage of fluid from the first reservoir 18 to the conditioning unit 20.
  • the conditioning unit 20 is configured to expand the fluid stored in the first reservoir 18 from the storage pressure to the distribution pressure.
  • the distribution pressure is lower than the storage pressure.
  • the dispensing pressure is between 5 bars and 10 bars.
  • the conditioning unit 20 comprises a ground connection 30 intended to be electrically connected to the ground.
  • the dispensing unit 22 is configured to dispense fluid at the dispensing pressure for the vehicle.
  • dispensing unit 22 includes a dispensing gun 32 for dispensing fluid.
  • Dispensing gun 32 comprises, in known manner, a gripping portion 34 able to be grasped by the hand of a user and a trigger 36 operable by the user to operate the dispensing of the fluid.
  • dispensing gun 32 is mounted on a transverse wall of second container 16 extending in a plane substantially perpendicular to the longitudinal direction. This makes it possible to protect the dispensing nozzle 32 from any uprooting, in particular when the rail car 12 is moving.
  • the system 10 comprises an access device (not shown) to the dispensing nozzle 32 comprising a step fixed to the second container and/or to the chassis of the car to facilitate access to the dispensing nozzle 32.
  • the running board is for example removable or retractable.
  • the running board comprises for example at least one step.
  • the distribution unit 22 also preferably comprises a control interface (not shown) for example fixed on the second container 16 and intended to control the distribution of the fluid.
  • the electrical power supply unit 24 is intended to supply the conditioning unit 20 and the distribution unit 22 and to be connected to a source of electrical energy preferably external to the system.
  • system 10 includes an electrical power source mounted on frame 26 and connected to distribution unit 22 and conditioning unit 20.
  • the distribution system 10 is for example connected to a locomotive and then moved on the rail network according to fluid requirements.
  • the distribution system 10 is moved on a rail parallel to the rail on which the railway vehicle to be replenished is located.
  • the picture 2 is a schematic representation of a fluid distribution system 10 for a vehicle according to a second embodiment of the invention.

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Abstract

L'invention concerne un système (10) de distribution de fluide comprenant :- une voiture ferroviaire (12) comprenant un châssis (26),- au moins un premier conteneur (14) monté sur le châssis (26), le premier conteneur (14) comprenant au moins un premier réservoir (18) destiné à contenir un fluide à une pression de stockage,- au moins un deuxième conteneur (16) monté sur le châssis (26), le deuxième conteneur (16) comprenant une unité de conditionnement (20) connectée fluidiquement au premier réservoir (18), et une unité de distribution (22) connectée fluidiquement à l'unité de conditionnement (20).L'unité de distribution (22) est configurée pour distribuer le fluide à une pression de distribution inférieure à la pression de stockage, l'unité de conditionnement (20) étant configurée pour détendre le fluide de la pression de stockage vers la pression de distribution.

Description

  • La présente invention concerne un système de distribution de fluide.
  • Ce système est par exemple encore appelé station de recharge en fluide. Le fluide, par exemple le dihydrogène, est typiquement utilisé comme carburant par le véhicule. Le véhicule est par exemple un véhicule automobile, un véhicule ferroviaire de fret ou de voyageurs, ou autre.
  • On connait de telles stations de recharge fixes. Elles sont généralement réparties sur un territoire de sorte à former un maillage pour faciliter la recharge des véhicules et permettre à ces derniers d'avoir une autonomie suffisante pour se déplacer sur l'ensemble du territoire.
  • Pour certaines applications, notamment pour le transport de marchandises par véhicule ferroviaire, les distances parcourues par les véhicules ferroviaires sont grandes. De plus, la nécessité de recharger les véhicules ferroviaires en fluide varie dans le temps en fonction des trajets effectués par les véhicules ferroviaires.
  • Ces contraintes rendent difficile et couteuse la mise en place d'un réseau de stations de recharges fixes sur l'ensemble du territoire.
  • Un objectif de l'invention est de pallier les inconvénients ci-dessus en facilitant la recharge en fluide des véhicules sur l'ensemble d'un territoire.
  • A cet effet, l'invention porte sur un système de distribution de fluide configuré pour distribuer ledit fluide à un véhicule ferroviaire, ledit système comprenant :
    • au moins une voiture ferroviaire s'étendant selon une direction longitudinale, ladite voiture comprenant un châssis,
    • au moins un premier conteneur monté sur le châssis, le premier conteneur comprenant au moins un premier réservoir destiné à contenir un fluide à une pression de stockage,
    • au moins un deuxième conteneur monté sur le châssis, le deuxième conteneur comprenant une unité de conditionnement connectée fluidiquement au premier réservoir, et une unité de distribution connectée fluidiquement à l'unité de conditionnement,
  • l'unité de distribution étant configurée pour distribuer le fluide à une pression de distribution inférieure à la pression de stockage, l'unité de conditionnement étant configurée pour détendre le fluide de la pression de stockage vers la pression de distribution.
  • Ainsi, le système selon l'invention peut facilement être déplacé sur les rails et déployé sur le territoire en fonction des besoins prévisionnels des véhicules ferroviaires de fret. La conception modulaire du système avec le premier conteneur et le deuxième conteneur facilite l'utilisation du système puisque le premier conteneur comprenant le premier réservoir de fluide peut facilement être remplacé lorsqu'il est vide.
  • Selon des modes de réalisation différents, le système de distribution de fluide comprend en outre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • le fluide est du dihydrogène ;
    • le premier réservoir est monté de manière amovible dans le premier conteneur ;
    • le premier réservoir est rechargeable en fluide ;
    • le deuxième conteneur comprend une unité d'alimentation électrique destinée à alimenter l'unité de conditionnement et l'unité de distribution et à être connectée à une source d'énergie électrique de préférence extérieure au système ;
    • l'unité de distribution comprend un pistolet de distribution pour distribuer le fluide à la pression de distribution ;
    • le pistolet de distribution est monté sur une paroi transversale du deuxième conteneur, ladite paroi s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale ;
    • l'unité de conditionnement comprend une prise de terre destinée à être connectée électriquement au sol ;
    • le premier conteneur et le deuxième conteneur sont alignés selon la direction longitudinale ; et
    • le système comprend un troisième conteneur comprenant au moins un deuxième réservoir destiné à contenir un fluide sous une pression de stockage, ledit deuxième réservoir étant fluidiquement connecté à l'unité de conditionnement.
  • D'autres aspects et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés parmi lesquels :
    • La figure 1 est une représentation schématique d'un système de distribution de fluide selon un premier mode de réalisation de l'invention, et
    • La figure 2 est une représentation schématique d'un système de distribution de fluide selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • La figure 1 est une représentation schématique d'un système 10 de distribution de fluide pour véhicule (non représenté) selon un premier mode de réalisation de l'invention.
  • Le véhicule est par exemple un véhicule ferroviaire de fret ou un véhicule ferroviaire de transport de passagers.
  • En variante, le véhicule est de tout type, comme par exemple un véhicule automobile ou autre.
  • Le fluide est de préférence du dihydrogène. En variante, le fluide est du méthane ou un mélange de propane et de butane comme du GPL, pour gaz de pétrole liquéfié.
  • Le système 10 selon l'invention comprend au moins une voiture ferroviaire 12, au moins un premier conteneur 14 et au moins un deuxième conteneur 16. Le premier conteneur 14 comprend au moins un premier réservoir 18. Le deuxième conteneur 16 comprend une unité de conditionnement 20, une unité de distribution 22 et, de préférence, une unité d'alimentation électrique 24.
  • Le système 10 de distribution est configuré pour distribuer ledit fluide à un véhicule ferroviaire par exemple disposé sur une voie parallèle à la voie sur laquelle se trouve la voiture ferroviaire 12 ou sur la même voie que celle sur laquelle se trouve la voiture ferroviaire 12.
  • La voiture ferroviaire 12 est typiquement destinée à être reliée à une locomotive pour être déplacée sur un réseau ferré.
  • En variante, la voiture ferroviaire 12 est automotrice, c'est-à-dire qu'elle est apte à se déplacer de manière autonome.
  • Dans la description, l'expression «voiture ferroviaire 12 » désigne invariablement une voiture destinée au transport de passagers ou au transport de marchandises.
  • La voiture ferroviaire 12 s'étend principalement selon une direction longitudinale qui correspond à la direction de déplacement de la voiture 12.
  • La voiture ferroviaire 12 comprend un châssis 26 par exemple monté sur des bogies 28.
  • Le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 sont montés sur le châssis 26, de préférence de manière amovible, c'est-à-dire que le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 peuvent être désolidarisés du châssis 26 sans affecter substantiellement la structure du châssis 26 et être à nouveau solidarisés au châssis 26 sans également affecter substantiellement la structure du châssis 26. Par exemple, le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 sont montés sur le châssis 26 en utilisant un système de fixation (non représenté) de type « twist-lock » en langue anglaise ou « verrou tournant » en langue française, connu de l'état de la technique.
  • Le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 sont de préférence identiques. De préférence, le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 sont des conteneurs dont la longueur est de 20 pieds, c'est-à-dire environ 6,058 m. Ce type de conteneur est standardisé pour le transport routier, ferroviaire ou maritime de marchandises.
  • Le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 sont de préférence alignés l'un derrière l'autre selon la direction longitudinale.
  • Le premier réservoir 18 est destiné à contenir le fluide. Le fluide est stocké dans le premier réservoir 18 sous forme gazeuse ou liquide à une pression de stockage.
  • Le premier réservoir 18 est par exemple monté de manière amovible dans le premier conteneur 14, c'est-à-dire que le premier réservoir 18 peut être extrait du premier conteneur 14 sans désolidariser le premier conteneur 14 du châssis 26 de la voiture ferroviaire 12.
  • En variante ou en complément, le premier réservoir 18 est rechargeable en fluide, c'est-à-dire que le premier réservoir vide peut être rempli de fluide. La recharge est par exemple effectuée sans désolidariser le premier réservoir 18 du premier conteneur 14 ou après désolidarisation du premier réservoir 18.
  • Le premier réservoir 18 est connecté fluidiquement à l'unité de conditionnement 20 du deuxième conteneur 16. Par exemple, le système 10 comprend une vanne destinée à commander le passage du fluide du premier réservoir 18 vers l'unité de conditionnement 20.
  • L'unité de conditionnement 20 est configurée pour détendre le fluide stocké dans le premier réservoir 18 de la pression de stockage vers la pression de distribution. La pression de distribution est inférieure à la pression de stockage. De préférence, la pression de distribution est comprise entre 5 bars et 10 bars.
  • De préférence, l'unité de conditionnement 20 comprend une prise de terre 30 destinée à être connecté électriquement au sol.
  • L'unité de distribution 22 est configurée pour distribuer le fluide à la pression de distribution pour le véhicule. De préférence, l'unité de distribution 22 comprend un pistolet de distribution 32 pour distribuer le fluide. Le pistolet de distribution 32 comprend de manière connue une portion de préhension 34 apte à être saisie par la main d'un utilisateur et une gâchette 36 actionnable par l'utilisateur pour opérer la distribution du fluide. Par exemple, le pistolet de distribution 32 est monté sur une paroi transversale du deuxième conteneur 16 s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale. Ceci permet de protéger le pistolet de distribution 32 de tout arrachage notamment lors du déplacement de la voiture ferroviaire 12.
  • De préférence, le système 10 comprend un dispositif d'accès (non représenté) au pistolet de distribution 32 comprenant un marchepied fixé sur le deuxième conteneur et/ou sur le châssis de la voiture pour faciliter l'accès au pistolet de distribution 32. Le marchepied est par exemple amovible ou rétractable. Le marchepied comprend par exemple au moins une marche.
  • L'unité de distribution 22 comprend aussi de préférence une interface de commande (non représentée) par exemple fixée sur le deuxième conteneur 16 et destinée à contrôler la distribution du fluide.
  • L'unité d'alimentation électrique 24 est destinée à alimenter l'unité de conditionnement 20 et l'unité de distribution 22 et à être connectée à une source d'énergie électrique de préférence extérieure au système. En variante, le système 10 comprend une source d'énergie électrique montée sur le châssis 26 et connectée à l'unité de distribution 22 et à l'unité de conditionnement 20.
  • Le fonctionnement du système 10 de distribution de fluide selon l'invention va maintenant être décrit.
  • Le système de distribution 10 est par exemple relié à une locomotive puis déplacé sur le réseau ferré en fonction des besoins en fluide. Par exemple, le système de distribution 10 est déplacé sur un rail parallèle au rail sur lequel se trouve le véhicule ferroviaire à réapprovisionner.
  • L'utilisateur saisit le pistolet 32 de l'unité de distribution du fluide 22 et actionne la gâchette 36. L'actionnement entraîne le prélèvement du fluide depuis le premier réservoir 18 vers l'unité de conditionnement 20. Le fluide passe de la pression de stockage à la pression de distribution. L'utilisateur peut remplir le premier réservoir d'un véhicule.
  • La figure 2 est une représentation schématique d'un système 10 de distribution de fluide pour véhicule selon un deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Ce mode de réalisation sera décrit par différences par rapport au premier mode de réalisation.
  • Le système 10 de distribution de fluide comprend un troisième conteneur 38 monté sur le châssis 26. Le troisième conteneur 38 comprend au moins un deuxième réservoir 40 de fluide destiné à contenir un fluide à la pression de stockage. Le deuxième réservoir 40 est similaire au premier réservoir 18 du premier conteneur 14. Le deuxième réservoir 40 est connecté fluidiquement à l'unité de conditionnement 20. Ainsi, dans ce mode de réalisation, la capacité du système 10 est plus grande que dans le premier mode de réalisation.
  • Ainsi, le système 10 de distribution de fluide pour véhicule selon l'invention est particulièrement avantageux car il peut facilement être déplacé sur les rails et déployé sur le territoire en fonction des besoins prévisionnels des véhicules ferroviaires de fret. La conception modulaire du système 10 avec le premier conteneur 14 et le deuxième conteneur 16 facilite l'utilisation du système 10 puisque le premier conteneur 14 comprenant le premier réservoir 18 de fluide peut facilement être remplacé lorsqu'il est vide.

Claims (9)

  1. Système (10) de distribution de fluide configuré pour distribuer ledit fluide à un véhicule ferroviaire, ledit système (10) comprenant :
    - au moins une voiture ferroviaire (12) s'étendant selon une direction longitudinale, ladite voiture (12) comprenant un châssis (26),
    - au moins un premier conteneur (14) monté sur le châssis (26), le premier conteneur (14) comprenant au moins un premier réservoir (18) destiné à contenir un fluide à une pression de stockage,
    - au moins un deuxième conteneur (16) monté sur le châssis (26), le deuxième conteneur (16) comprenant une unité de conditionnement (20) connectée fluidiquement au premier réservoir (18), et une unité de distribution (22) connectée fluidiquement à l'unité de conditionnement (20),
    l'unité de distribution (22) étant configurée pour distribuer le fluide à une pression de distribution inférieure à la pression de stockage, l'unité de conditionnement (20) étant configurée pour détendre le fluide de la pression de stockage vers la pression de distribution,
    l'unité de distribution (22) comprenant un pistolet de distribution (32) pour distribuer le fluide à la pression de distribution.
  2. Système (10) selon la revendication 1, dans lequel le fluide est du dihydrogène.
  3. Système (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier réservoir (18) est monté de manière amovible dans le premier conteneur (14).
  4. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le premier réservoir (18) est rechargeable en fluide.
  5. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le deuxième conteneur (16) comprend une unité d'alimentation électrique (24) destinée à alimenter l'unité de conditionnement (20) et l'unité de distribution (22) et à être connectée à une source d'énergie électrique de préférence extérieure au système (10).
  6. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le pistolet de distribution (32) est monté sur une paroi transversale du deuxième conteneur (16), ladite paroi s'étendant dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction longitudinale.
  7. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel l'unité de conditionnement (20) comprend une prise de terre (30) destinée à être connectée électriquement au sol.
  8. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le premier conteneur (14) et le deuxième conteneur (16) sont alignés selon la direction longitudinale.
  9. Système (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprend un troisième conteneur (38) comprenant au moins un deuxième réservoir (40) destiné à contenir un fluide sous une pression de stockage, ledit deuxième réservoir (40) étant fluidiquement connecté à l'unité de conditionnement (20).
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