FR2580778A1 - Dispositif de stockage de carburant gazeux a base d'hydrocarbures et bloc d'alimentation pour vehicules automobiles et appareil de ravitaillement associe - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIF 210 DE STOCKAGE DE CARBURANT GAZEUX A BASE D'HYDROCARBURES ET BLOC D'ALIMENTATION COMPREND UN MOYEN 214 DE STOCKAGE A BORD D'UNE QUANTITE DE CARBURANT GAZEUX, UN GENERATEUR DE FORCE MOTRICE 234, UN MOYEN POUR ACHEMINER LE CARBURANT VERS LE MOYEN DE STOCKAGE ET UN MOYEN POUR COMMANDER LE DEBIT DU CARBURANT ENTRE LE MOYEN DE STOCKAGE ET LE GENERATEUR DE FORCE MOTRICE. LE MOYEN DE STOCKAGE DE BORD, CONSTITUE D'UNE OU PLUSIEURS BOUTEILLES 214, CONTIENT UN AGENT DE SORPTION POUR REDUIRE LA PRESSION DE STOCKAGE DU CARBURANT. LE GENERATEUR DE FORCE MOTRICE, PAR EXEMPLE UN MOTEUR, COMPREND UN MOYEN 236 POUR COMBINER LE CARBURANT A L'AIR AFIN DE PRODUIRE L'ENERGIE MECANIQUE NECESSAIRE A LA MARCHE DU VEHICULE. LE MOYEN DE CONVOYAGE ACHEMINE LE CARBURANT GAZEUX JUSQU'AU MOYEN DE STOCKAGE A BORD A PARTIR D'UNE SOURCE FIXE DE CARBURANT AINSI QUE LE CARBURANT GAZEUX ENTRE LE MOYEN DE STOCKAGE ET LE MOYEN DE COMBINAISON PENDANT LA MARCHE DU VEHICULE.

Description

1. La présente invention concerne un dispositif de stockage de carburant

gazeux à base d'hydrocarbures et un

bloc d'alimentation pour véhicules automobiles et un appa-

reil de ravitaillement associé. Elle concerne aussi les véhicules de transport en général ou autres dispositifs alimentés au gaz naturel ou avec d'autres carburants

gazeux stockés à basse température. Plus particulière-

ment, la présente invention concerne des véhicules ou dispositifs de ce type comportant un appareil de stockage de carburant qui emploie des matériaux adsorbants à grande surface ainsi qu'un appareil de ravitaillement pour de tels véhicules, cet appareil de ravitaillement comportant

de préférence un compresseur à gaz hermétique pour la pres-

surisation du carburant gazeux à une valeur désirée.

Au cours des années, on s'est préoccupé de la disponibilité des carburants gazeux (tels que l'essence

ou le gazole) pour les véhicules à moteur à combustion in-

terne, des coûts d'exploitation et du rendement énergétique de ces véhicules, et des effets éventuellement néfastes des émissions des véhicules sur l'environnement. A la suite 2.

de ces préoccupations, l'accent a été placé sur le déve-

loppement de variantes de ces carburants classiques pour

véhicule. Un domaine a consisté au développement de véhicu-

les alimentés au gaz naturel ou avec d'autres carburants gazeux du type méthane avec soit un système pour un seul car- burant soit un système pour carburant double. Il en est résulté que les véhicules utilisant des carburants de ce type sont maintenant fabriqués et utilisés couramment

tant sur le marché intérieur qu'à l'étranger.

Par exemple, on a estimé que 275 000 véhicules fonctionnant au gaz naturel sont couramment utilisés dans la seule Italie. De fait, le gaz naturel est utilisé en Italie comme carburant depuis au moins 40 ans. Le gaz naturel a également été utilisé comme carburant pour les véhicules

dans d'autres pays étrangers, dont la France, la Nouvelle-

Zélande, le Canada,l'Iran, l'Australie, la Hollande et le Royaume-Uni.

Aux Etats-Unis, on estime qu'environ 20 000 véhi-

cules utilisent actuellement du gaz naturel. L'une des premières interventions pour l'utilisation du gaz naturel en carburant pour véhicule est la transformation effectuée

par la société dite Southern California Gaz Company d'en-

viron 1000 véhicules en véhicules utilisant du gaz naturel comprimé pendant les années 1969 et 1970. Aujourd'hui, les

systèmes de conversion pour carburant double qui permet-

tent à un véhicule, par ailleurs classique, de fonctionner soit à l'essence soit au gaz naturel sont fabriqués par plusieurs constructeurs nationaux et étrangers. Alors qu'on ne connaît pas sur le marché des kits de conversion permettant de faire fonctionner un véhicule classique au gaz naturel seulement, la société dite Ford Motor Company a construit récemment un véhicule de démonstration de ce

type. Le véhicule est basé sur une automobile à deux pas-

sagers du modèle Ford LN7 et comporte des bouteilles de

stockage légères qui servent à stocker une fourniture auto-

nome de gaz naturel.

3. Une discussion plus détaillée du développement et de l'utilisation du gaz naturel comme carburant pour véhicule se trouve dans les publications suivantes qui sont incorporées ici à titre de référence: "Compressed Natural Gas (CNG): A Vehicle Fuel for Utility Company Fleets - the Pros and Cons", American Gas Association, rapport de février 1982; "Assessment of Methane-Related Fuels for Automotive Fleet Vehicles", préparé pour le Department of Energy (DOE/CE/50179-l) par The Aerospace

Corporation, février 1982.

De manière à conférer à ce type de véhicule une autonomie raisonnable entre ravitaillements, il s'est avéré nécessaire de stocker à bord du carburant gazeux à

des pressions très élevées, généralement comprises en-

tre environ 14 MPa et environ 21 MPa. Sans stockage à bord à des pressions aussi élevées, la capacité pratique de stockage de ces véhicules est limitée, à cause des

facteurs espace et poids pour l'énergie équivalente d'en-

viron 3,8 à 19 litres d'essence classique. Ainsi, en com-

primant le carburant gazeux à des pressions aussi élevées, on a pu augmenter la capacité de stockage à bord de ces véhicules. Un inconvénient des systèmes à carburant gazeux comprimé cités ci-dessus est qu'ils nécessitent un appareil

de ravitaillement complexe et relativement coûteux de ma-

nière à comprimer le carburant à de telles pressions. Un tel appareil a empêché le ravitaillement en carburant des véhicules avec un système de fourniture de gaz naturel installé au domicile de l'utilisateur. En outre, un tel

appareil à haute pression est fréquemment perçu par le pu-

blic comme plus dangereux qu'un appareil à basse pression.

C'est ainsi que le public est déjà accoutumé aux pressions des réfrigérants de l'ordre de 1,4 MPa qu'on rencontre

dans les appareils de réfrigération domestiques et ne trou-

ve aucune objection à l'emploi de pressions de cette va-

leur. 4. Un autre inconvénient des systèmes de stockage de gaz naturel à haute pression à bord des véhicules est qu'il nécessite l'emploi de conteneurs à parois épaisses, ce qui a pour effet d'augmenter le coût et le poids du système. De plus, comme les bouteilles sont déchargées pendant le fonctionnement du véhicule, une condensation importan peut se produire sur les bouteilles et la tuyauterie associée

à la suite de la diminution de la pression régnant à l'in-

térieur de la bouteille.

Une autre alternative aux problèmes de stockage

et d'autonomie des véhicules qu'on vient d'évoquer a consis-

té à stocker le carburant à bord sous forme liquide à une pression égale ou voisine de la pression atmosphérique de manière à permettre le transport à bord des véhicules de quantités suffisantes de carburant et obtenir une autonomie raisonnable entre réapprovisionnements. Un tel stockage de gaz liquéfié peut être désavantageux s'il implique un équipement cryogénique complexe et relativement coûteux à

la fois à bord du véhicule et dans une station de ravitail-

lement dans le but d'établir et de maintenir les températu-

res basses nécessaires du gaz.

Dans le stockage de carburant gazeux dans des

installations fixes, on a trouvé que l'utilisation de maté-

riaux adsorbants à grande surface permettait d'augmenter

sensiblement la capacité de stockage à des pressions relati-

vement basses. De tels matériaux adsorbants comportent ty-

piquement les zéolites, les charbons activés et les gels

de silice. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Améri-

que n 2 712 730 décrit un procédé et un appareil de sto-

ckage de divers types de gaz à base d'hydrocarbures

(liquéfié) qui utilisent un adsorbant de manière à augmen-

ter la capacité de stockage du système fixe.

Dans les véhicules, on a suggéré l'utilisation de matériaux à grande surface pour adsorber le gaz naturel comme moyen potentiel permettant d'augmenter la capacité de stockage à bord, au moins dès Août 1971, dans un rapport 5. intitulé "Natural Gas Storage With Zeolites". (Stockage du gaz naturel avec des zéolites). Ce rapport de Ronald A. Munson et Robert A. Clifton, Jr. a été publié par

l'U.S. Department of The Interior, Bureau of Mines (rap-

port technique 38), et est incorporé ici à titre de réfé- rence. Une analyse préliminaire de ce concept a également

été présentée dans le chapitre 2.2.3 du document "Asses-

sment of Methane-Related Fuels for Automotive Fleet Vehicles" (Estimation des carburants à base de méthane pour les flottes de véhicules automobiles). Les calculs utilisés dans cette analyse ont montré qu'un système de stockage de gaz rnaturel utilisant des matériaux adsorbants pèserait environ deux fois plus qu'un système classique de

stockage de gaz naturel à haute pression.

Un exemple des travaux de recherche portant sur le développement d'un système de stockage de carburant à adsorption pour véhicules est donné par les activités de

la société Ford Motor Company. Deux articles ont été présen-

tés à la quatrième conférence internationale sur les va-

riantes de sources d'énergie, Miami Beach, Floride, Décem-

bre 1981, à savoir: "Adsorption of Methane on Active Carbons and Zeolites" de K. Otto, et "Low Pressure Methane

Storage Systems For Vehicles - Preliminary Concept Evalua-

tion" de J. B3raslow et al., lesquels sont incorporés ici à titre de référence. Ces articles discutent des expériences faites en laboratoire pour déterminer l'effet de la chaleur d'adsorption du méthane sur la capacité du:carbone et les

limitations du stockage du méthane par adsorption. -

Il est significatif de noter que, dans l'arti-

cle le plus récent de Ford, on a conclu que pour le stocka-

ge à bord du méthane "l'option préférée consiste à stocker le carburant gazeux à haute pression, par exemple à 17 MPa ou plus, sans utilisation d'agents de sorption". De fait, il est également indiqué qu'il est difficile d'imager un stockage à bord du méthane au-dessous d'environ 17 MPa, sauf à employer un très bon agent de sorption". Cet article 6. intitulé "Sorbent-Containing Storage Systems for Natural Gas Powered Vehicles" d'Amos Golovy fut présenté à une réunion de la Society of Automotive Engineers, Detroit, Michigan Février 1983, et est incorporé ici à titre de référence.

Par conséquent, en dépit de recherches importan-

tes et poussées et d'études de mise au point dans le domaine des véhicules alimentés avec un carburant gazeux, aucun système de stockage ou de ravitaillement en carburant gazeux naturel n'est apparu qui applique la technologie du stockage avec agent de sorption au stockage à bord des véhicules et à leurs appareils de ravitaillement. De fait,

les systèmes au gaz naturel comprimé et au gaz naturel liqué-

fié discutés ci-dessus sont généralement considérés comme les deux seuls systèmes possibles pour véhicules alimentés

au gaz naturel.

Le besoin s'est donc fait sentir d'un véhicule alimenté avec un carburant gazeux à base d'hydrocarbures

qui permette de disposer de quantités raisonnables de car-

burant stocké à bord à des pressions relativement basses et d'un appareil de ravitaillement pratique et peu coûteux

permettant le ravitaillement d'un tel véhicule par l'utili-

sateur avec un système de fourniture de gaz naturel situé

à demeure.

L'un des objets principaux de la présente invention est de prévoir un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pression et un bloc d'alimentation pour véhicule dans lesquels l'agent de sorption est utilisé pour réduire la pression de stockage du carburant

gazeux, ainsi qu'un appareil de ravitaillement pour un véhi-

cule de ce type qui puisse être fabriqué d'une manière rela-

tivement peu conteuse sous forme compacte, modulaire, et qui soit destiné à être branché sur le système de fourniture

de gaz naturel ou autre carburant gazeux de l'utilisateur.

Un'autre objet principal de la présente invention est de prévoir un véhicule et un appareil de ravitaillement de ce 7.

type qui puissent fonctionner et être utilisés par le con-

sommateur en toute sécurité, et d'une manière relativement peu coûteuse. Un véhicule de ce type est également décrit dans

une demande de brevet ayant pour titre: "GASEOUS HYDRO-

CARBON FUEL STORAGE SYSTEM AND POWER PLANT FOR VEHICLES" et

un appareil de ravitaillement de ce genre est également dé-

crit dans une demande de brevet ayant pour titre: "GASEOUS FUEL REFUELING SYSTEM". Ces deux demandes de brevet, au nom de la demanderesse, sont incorporées ici à titre de

référence.

Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures & basse pression et un bloc d'alimentation dans lesquels le carburant gazeux est filtré par un agent

de sorption avant d'être acheminé jusqu'à un moyen de stocka-

ge à bord du véhicule. Un objet annexe est de prévoir un filtre comportant un agent de sorption à bord du véhicule

qui soit à auto-nettoyage pendant le fonctionnement du véhi-

cule. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de stockage et un bloc d'alimentation

en carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pres-

sion qui soient capables d'utiliser une pluralité de réci-

pients de stockage de manière à fournir une alimentation

autonome de carburant gazeux à bord du véhicule.

Un objet supplémentaire de la présente invention est de prévoir un système de stockage de carburant gazeux

à base d'hydrocarbures à basse pression et un bloc d'ali-

mentation qui soient capables d'être utilisés dans des

systèmes de fourniture de carburant simple et double.

Un autre objet de la présente invention est de prévoir un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbure à basse pression-et un bloc d'alimentation qui soient capables d'être ravitaillés à partir d'une source fixe de carburant gazeux à base d'hydrocarbures soit

à haute pression soit de préférence à basse pression.

8.

Un objet plus spécifique de la présente inven-

tion est de prévoir un système de stockage de gaz naturel pour véhicule avec un bloc d'alimentation et un appareil de ravitaillement associé, tous deux étant économiques fonctionnant à des pressions inférieures à 3, 5 MPa,et permet-

tant une autonomie raisonnable pour le véhicule.

Pour atteindre les objets précédents, la présen-

te invention prévoit un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pression pour véhicule et un bloc d'alimentation, qui comprennent généralement un moyen pour le stockage à bord d'une fourniture autonome de carburant gazeux à base d'hydrocarbures, un générateur de force motrice, un moyen pour acheminer le carburant gazeux vers et à partir du moyen de stockage à bord, et un moyen pour commander la pression du carburant gazeux se dirigeant du moyen de stockage à bord vers le générateur de force motrice. Le moyen de stockage à bord, qui peut comporter un ou plusieurs récipients ou bouteilles, contient un agent de sorption prédéterminé pour permettre le stockage d'une

quantité donnée de carburant gazeux à une faible pression.

Le générateur de force motrice, par exemple unmnDteur à com-

bustion interne, comporte un moyen permettant de combiner le carburant gazeux à l'air afin de produire l'énergie

mécanique permettant la marche du véhicule. Le moyen d'ache-

minement est destiné à acheminer le carburant gazeux vers le moyen de stockage à bord à partir d'un appareil fixe de fourniture, et aussi à acheminer le carburant gazeux entre le moyen de stockage à bord et le moyen de combinaison du générateur de force motrice pendant le fonctionnement du

véhicule. Dans le mode de réalisation préféré, la pres-

sion maximum à. laquelle le carburant gazeux est stocké dans le moyen de stockage à bord est comprise entre environ

0,7 MPa et environ 2,8 MPa.

L'un des avantages importants de la présente in-

vention est l'utilisation du filtre muni d'un agent de sorption monté à bord qui est interposé dans le moyen de 9. convoyage entre le moyen de stockage et le générateur de

force motrice. Lorsque le système de stockage de carbu-

rant du véhicule est en cours de remplissage, ce filtre extrait par sorption les constituants prédéterminés présents dans le carburant gazeux avant que celui-ci soit acheminé jusqu'au moyen de stockage. Ensuite, lorsque le générateur de force motrice est mis en marche et que le carburant gazeux est acheminé du moyen de stockage au générateur

de force motrice pour consommation dans ce dernier, le fil-

tre réintroduit dans le courant de carburant gazeux achemi-

né vers le générateur de force motrice les constituants

qui ont été précédemment enlevés. Par conséquent, le fil-

tre monté à bord non seulement évite que certains cons-

tituants indésirables ou contaminants du carburant ne soient introduits dans le moyen de stockage, mais il fonctionne

également en filtre à auto-nettoyage ou à régénération pen-

dant le fonctionnement du véhicule.

Un autre aspect important de la présente invention

est lié à l'utilisation d'une pluralité de récipients ou bou-

teilles pour le stockage du carburant gazeux. Plus spécifi-

quement, un moyen de collecteur est prévu pour répartir le carburant reçu provenant de la source fixe entre la pluralité de récipients et pour recueillir le carburant

gazeux stocké dans un récipient ou une pluralité de réci-

pients de manière à acheminer ce carburant jusqu'iau généra-

teur de force motrice ou moteur. Le moyen de collecteur fonctionne également pour égaliser la pression et à l'aide d'une valve de détente de pression assure que la pression

dans les récipients ne dépasse pas une valeur prédétermi-

née, filtre le courant gazeux allant vers les récipients, détecte la pression à l'intérieur des récipients, et est capable de commander sélectivement le débit de carburant

se dirigeant vers les récipients de stockage et en reve-

nant. Les récipients de stockage peuvent également être enfermés dans une ou plusieurs chambres qui sont séparées de l'habitacle du véhicule et débouchent dans l'air extérieur 10.

au véhicule.

De plus, selon la présente invention, un appa-

reil de fourniture de carburant au véhicule ou autre dis-

positif consommateur de carburant gazeux, tel qu'un véhicu-

le, une tondeuse, un chasse-neige, par exemple, est desti-

né à être relié pour communication de fluide avec une sour-

ce de carburant gazeux et comporte généralement un moyen pour comprimer le carburant de manière à augmenter sa pression jusqu'à une valeur prédéterminée, un moyen de refroidissement pour réduire la température du carburant gazeux comprimé, et un moyen de décharge destiné à être relié de manière amovible au dispositif consommateur de carburant gazeux. De préférence, l'appareil de fourniture de carburant gazeux comporte également un moyen de filtre

muni d'un agent de sorption pour enlever pratiquement tou-

tes les impuretés et les constituants prédéterminés présents dans le carburant et éliminer l'huile qui peut s'être trouvée à l'état de vapeur à la sortie du moyen de compresseur,un moyen en option de stockage muni d'un agent de sorption

pour stocker par sorption une certaine quantité du carbu-

rant gazeux préalablement comprimé, et un appareil automa-

tique de commande pour permettre la fourniture du carbu-

rant gazeux comprimé au dispositif consommateur de carbu-

rant par l'intermédiaire du moyen de décharge à partir soit du moyen de stockage muni d'un agent de sorption, soit du moyen de compresseur par contournement du moyen de stockage,

si un tel moyen de stockage est utilisé.

Dans le mode de réalisation préféré, la pression

du carburant gazeux comprimé fourni au véhicule ou autre dis-

positif consommateur de carburant se trouve généralement dans la plage comprise entre environ 0,7 MPa et environ

2,8 MPa.En outre, le moyen de compresseur est de préféren-

ce constitué d'un ou de plusieurs compresseurs à gaz hermé-

tiques pour la compression du carburant gazeux à de telles pressions, les compresseurs étant de préférence du type compresseur à gaz qu'on rencontre couramment dans les 11.

équipements de réfrigération.

La présente invention sera bien comprise lors

de la description suivante faite en liaison avec les des-

sins ci-joints dans lesquels: - La figure 1 est une vue en perspective d'ensem- ble d'un appareil de ravitaillement en carburant gazeux, donné à titre d'exemple, selon la présente invention; La figure 2 est une vue en perspective agrandie de l'appareil de ravitaillement de la figure 1, avec son bâti représenté en tirets de manière à faire ressortir ses composants internes; La figure 3 est un diagramme schématique de circulation de l'appareil de ravitaillement en carburant de la figure 1;

La figure 4 illustre l'un des récipients de sto-

ckage ou de filtrage de carburant de l'appareil de ravitail-

lement de la figure 1, avec une partie de la paroi du réci-

pient en crevé pour faire apparaître son intérieur; La figure 5A est une représentation schématique d'un système de réfrigération qui peut être, en option, incorporé dans l'appareil de manière à extraire l'humidité du carburant gazeux; La figure 5B est une représentation schématique d'un autre système d'extraction d'humidité, comportant un appareil de réfrigération du type à tourbillonnement; La figure 6 est une représentation schématique d'un système de commande électrique pour l'appareil de ravitaillement de la figure 1;

La figure 7 est une vue en perspective d'ensem-

ble d'un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pression, à titre d'exemple; et d'un bloc d'alimentation pour véhicule ou analogue selon la présente invention; La figure 8 est une vue schématique du système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à 12. basse pression et du bloc d'alimentation représentés en figure 7; La figure 9 est une vue éclatée de l'une des bouteilles de stockage de carburant gazeux représentées en figure 7;

La figure 10 est une vue en coupe de la bou-

teille représentée en figure 8, prise le long de la li-

gne 10-10; La figure 11 est une vue en perspective d'une partie du système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pression et du bloc d'alimentation représentés en figure 7, illustrant plus particulièrement le moyen de collecteur selon la présente invention; La figure 12 est une vue en perspective d'un premier berceau utilisé pour le montage des bouteilles stockées dans le véhicule; La figure 13 est une vue en perspective d'un second berceau utilisé pour le montage des bouteilles stockées dans le véhicule;

La figure 14 est une vue en crevé, en perspec-

tive,d'une chambre à double rangée selon la présente invention;

La figure 15 est une vue schématique d'un se-

cond système de stockage de carburant gazeux à base

d'hydrocarbures à basse pression et d'un bloc d'alimen-

tation selon la présente invention;

La figure 16 est une vue en coupe d'une par-

tie du système de stockage représentée en figure 15, illustrant plus particulièrement le filtre en ligne des réservoirs de stockage; La figure 17 est une vue en coupe du filtre représenté en figure 16, prise le long de la ligne 17-17; La figure 18 est une vue en perspective de l'un des disques de filtrage représentés en figure 16; La figure 19 est une vue en coupe du filtre 13.

adsorbant représenté en figure 15.

Les figures 1 à 19 décrivent des modes

de réalisation, donnés à titre d'exemple, d'un véhicu-

le alimenté au gaz naturel et d'un appareil de ravitail-

lement associé selon la présente invention. L'homme de

l'art remarquera facilement que les principes de la pré-

sente invention s'appliquent également à des modes de réalisation de véhicules alimentés en carburant gazeux et systèmes de ravitaillement autres que les modes de

réalisation particuliers représentés dans les dessins.

En liaison avec la figure 1, un module ou ap-

pareil 10 de ravitaillement est de préférence enfermé dans un bâti 12, qui comporte des parties à volets de ventilation 14 pour permettre la circulation d'air et un panneau de commande 16. Une conduite flexible de

sortie 20, avec un raccord approprié 22 à son extrémi-

té libre, est destinée à être branchée de manière amo-

vible à un véhicule ou autre dispositif consommateur

de carburant gazeux pour la décharge du carburant gazeux.

On notera tout d'abord que, bien que le panneau de com-

mande 16 soit situé sur le bâti 12 dans l'appareil de ravitaillement décrit à titre d'exemple, la présente invention envisage également l'utilisation d'un panneau

de commande situé à distance et monté en un endroit sé-

paré du module de ravitaillement, par exemple à l'inté-

rieur des locaux de l'utilisateur. Comme on le décrira ci-après en détail, le module de ravitaillement 10 est de préférence construit de manière à former un ensemble de petites dimensions, du type module non embarrassant, et est conçu pour fonctionner sur le réseau électrique 14. ordinaire (par exemple le réseau 110-230 volts) de

manière à former un système commode, de fonctionne-

ment facile, pour le ravitaillement à domicile d'un véhicule ou autre dispositif alimenté par un carburant gazeux. Cependant, l'homme de l'art remarquera facile-

ment que les principes de la présente invention s'ap-

pliquent également à des versions plus grandes d'un

module de ravitaillement, destinées à un emploi indus-

triel et capables de permettre le ravitaillement si-

multané de plusieurs véhicules.

En liaison avec les figures 2 et 3, le mo-

dule de ravitaillement 10 est représenté dans ses grandes lignes dans une vue en perspective ainsi que dans une vue schématique. Le module 10 comporte une entrée 28 destinée à être reliée à un système 30

de fourniture de carburant gazeux au moyen d'un con-

necteur classique d'un type connu de l'homme de l'art.

De préférence, le système 30 comprend un système de fourniture de gaz naturel tel que celui rencontré

couramment dans les résidences et installations indus-

trielles. Le module 10 comprend également de préfé-

rence une paire de valves manuelles de coupure 32

pour arrêter le module pendant des périodes prolon-

gées de non-utilisation ou pour isoler le module du

système de fourniture 30 lors d'opérations d'entre-

tien ou de réparation du module.

Le carburant gazeux provenant du système de fourniture 30 est typiquement à une pression de 18 kPa,par exemple,et traverse une valve 34 actionnée de préférence 15. par solénolde, un filtre 36 comportant un déshydratant,

et une soupape de retenue 38, pour entrer dans l'aspira-

tion 40 d'un compresseur à gaz 42 constituant un premier étage de compression. Bien que divers types de filtres munis d'un déshydratant puissent être employés pour extrai- re la vapeur d'eau ou autre humidité du carburant gazeux entrant, le filtre 36 emploie de préférence un agent de

sorption, tel que du charbon active, une zéolite, un maté-

riau du type gel de silice, ou diverses argiles, par exemple. Le compresseur 42 comprime le carburant gazeux et

augmente donc sa pression à une valeur prédéterminée, dési-

rée. Dans un prototype actuellement construit de la présen-

te invention, une telle pression prédéterminée au refoule-

ment 44 du compresseur 42 du premier étage est générale- ment de l'ordre de 40 kPa à 480 kPa. La pression exacte pour une

* application particulière de la présente invention dépendra, naturellement, de la pression dans la conduite de refoulement 44 et peut varier selon les conditions de fonctionnement et des facteurs de réalisation tels que la

présence ou non d'un compresseur supplémentaire dans le mo-

dule de ravitaillement afin de comprimer encore le carbu-

rant gazeux, ainsi que d'autres facteurs que l'homme de

l'art reconnaîtra facilement.

A partir du refoulement 44 du compresseur 42 du

premier étage, le carburant gazeux traverse un refroidis-

seur de gaz 50, qui est de préférence un serpentin de re-

froidissement sur lequel l'air ambiant est entraîné par un ventilateur de refroidissement 52. Dans un prototype actuellement construit du module de ravitaillement 10,la

température du carburant gazeux entrant dans le refroidis-

seur 50 est au maximum d'environ 115 C, et la température du carburant gazeux à la sortie du refroidisseur 50 est

pratiquement à la température ambiante. Bien que le refroi-

disseur de gaz 50 ait été décrit dans les dessins comme

étant un appareil comportant un serpentin de refroidisse-

ment, l'homme de l'art remarquera facilement qu'on peut 16. utiliser d'autres types d'échangeur de chaleur ou de

moyen de refroidissement dans le but de réduire la tempé-

rature du carburant gazeux comprimé provenant du refoule-

ment 44 du compresseur 42 du premier étage.

6 A partir du refroidisseur de gaz 50,1e carbu-

rant gazeux comprimé traverse, de préférence, un sépara-

teur-filtre de lubrifiant 56, un accumulateur intermédiai-

re ou chambre de pulsation 58,et une soupape de retenue 60, pour entrer dans l'aspiration 62 d'un compresseur à gaz 64 formant un second étage, o il est de nouveau comprimé pour

augmenter encore sa pression a une autre valeur prédétermi-

née. Le' séparateur-filtre de lubrifiant 56 peut être l'un

d'un certain nombre de dispositifs connus de filtrage qui -

sont destinés à extraire l'huile de lubrification ou des

liquides dans un courant gazeux les traversant. Le sépara-

teur-filtre 56 renvoie les lubrifiants du compresseur à l'as-

piration 40 du compresseur 42 du premier étage, d'une maniè-

re qui sera décrite ci-après en détail. La chambre à pulsa-

tion 58 est un récipient du type accumulateur, qui sert à amortir toutes les pointes ou pulsations de pression du gaz

provenant du compresseur 42 du premier étage.

D'une manière inattendue, on a trouvé que les compresseurs hermétiques à gaz du type couramment employé dans les appareils de réfrigération étaient l'idéal pour constituer les compresseurs des premier et second étages venant d'être décrits. De tels compresseurs sont peu coûteux, durables et sont des appareils qu'on trouve facilement en

stock. L'homme de l'art reconnaîtra facilement, naturelle-

ment, qu'on peut utiliser en variante d'autres compresseurs.

Le compresseur 64 du second étage comprime encore le carburant gazeux déjà comprimé pour le porter à une pression comprise entre environ 0,7 MPa et 2,8 MPa, une

telle pression de refoulement étant de préférence de l'or-

dre de 2,1 à 2,4 MPa. La pression exacte de refoulement du compresseur 64 dépendra naturellement de la pression régnant dans la conduite de refoulement 66. L'homme de 17. l'art remarquera naturellement qu'on peut remplacer les deux compresseurs 42 et 64 par un compresseur unique à deux étages,ou même par un seul compresseur à un étage, dans le but de comprimer le carburant gazeux aux pressions désirées.De préférence, dans un tel cas, le compresseur unique à deux étages comprendra des orifices d'entrée et des orifices de sortie pour la liaison inter-étage avec

le refroidisseur de gaz 50. En variante, si un seul com-

presseur à un étage est employé, le refroidisseur de gaz

50 sera branché au côté refoulement du compresseur.

A partir du refoulement 66 du compresseur 64 du second étage, le carburant gazeux comprimé est renvoyé, de préférence, en traversant le refroidisseur de gaz 50, o il est de nouveau refroidi à partir d'une température

maximum d'environ 115 C pour tomber pratiquement à la tem-

pérature ambiante régnant à la sortie du refroidisseur de gaz. Le carburant gazeux refroidi et comprimé traverse alors un second séparateurfiltre de lubrifiant 68, qui

est pratiquement identique au séparateur-filtre 56 men-

tionné précédemment, et qui procède aussi au renvoi des

lubrifiants du compresseur à l'aspiration 62 du compres-

seur 64 du second étage, comme on le décrira en détail ci-après. Comme la plupart des carburants gazeux peuvent à la température ambiante contenir des lubrifiants vaporisés

ou entraînés ou de l'humidité, un moyen facultatif d'extrac-

tion d'humidité peut être incorporé, en aval du séparateur-

filtre de lubrifiant 68. L'incorporation d'un tel moyen d'extraction d'humidité est naturellement facultative.Deux

des diverses variantes de réalisation du moyen d'extrac-

tion d'humidité sont représentées en figures 5A et 5B,

et seront décrits ultérieurement en détail.

Le carburant gazeux comprimé, préalablement refroidi, traverse de préférence une soupape de retenue 70 pour entrer dans un ou plusieurs filtres 72 comportant un 18.

adsorbant. Le filtre 72 comporte de préférence une cham-

bre renfermant un matériau de sorption tel qu'une zéoli-

te, un charbon activé,un gel de silice, ou diverses argi-

les, par exemple. Le filtre 72 fonctionne de préférence dans le but d'extraire les lubrifiants ou autres matériaux

restants du compresseur, et aussi les "fonds" du car-

burant gazeux. D'une façon générale, de tels fonds compor-

tent du propane et autres constituants qui sont plus

lourds que le méthane. Le but de l'extraction de ces cons-

tituants est de maximiser la capacité de stockage des ré-

servoirs du véhicule (ou autre dispositif consommateur de carburant gazeux) afin de stocker par sorption les constituan du carburant gazeux pour lequel sont conçus le moteur du véhi

cule ou autre dispositif consommateur de carburant.

A partir du filtre 72, le carburant gazeux compri-

mé traverse une soupape de retenue 76, puis entre dans un orifice 78 d'entrée d'un ou plusieurs récipients 82 de stockage comportant un agent de sorption, en option mais

ayant la préférence, ou entre dans un système 86 de re-

foulement du module de ravitaillement. Le trajet du carbu-

rant dépend de la fonction d'un système de commande (dé-

crit ci-après) qui ouvre ou ferme automatiquement diverses

valves actionnées par solénoïde en réponse aux diverses va-

leurs de la pression du gaz à l'intérieur du système. On notera que les récipients 82 sont facultatifs, mais ont la

préférence. Un appareil de ravitaillement encore moins coû-

teux selon la présente invention peut être prévu qui élimi-

ne les réservoirs de stockage comportant un agent de sorp-

tion (et leurs commandes et appareils associés) ou qui incorpore des réservoirs de stockage ne contenant aucun

agent de sorption.

Si la conduite de sortie 20 est débranchée du véhi-

cule ou autre dispositif consommateur de carburant gazeux,

et que la pression du gaz dans les récipients 82 de sto-

ckage est inférieure à une valeur prédéterminée, le carbu-

rant gazeux comprimé traversera l'orifice d'entrée 78 et 19. une valve 80, actionnée de préférence par solénoïde, afin de remplir les récipients 82. Un tel remplissage des récipients de stockage 82 se produira également même si la conduite de sortie 20 reste branchée au système 100 de stockage sur véhicule et la pression régnant dans les réci- pients ou réservoirs de stockage du véhicule se trouve généralement à une valeur égale ou supérieure désirée de

la pression, généralement de l'ordre de 2,1 MPa à 2,4 MPa.

En variante, si la pression régnant dans les réservoirs de stockage du véhicule est inférieure à ce niveau désiré de la pression, le système de commande (décrit ci-après) provoquera la traversée par le courant gazeux comprimé d'une valve 90 actionnée de préférence par solénoide pour qu'il entre dans une valve manuelle de décharge 96 qui peut soit

se trouver dans la conduite de sortie 20 soit être incorpo-

rée dans le connecteur 22. De préférence, une valve de re-

tenue 101 est incluse dans le système 100 de stockage du véhicule de manière à éviter le retour du carburant gazeux à

l'appareil de ravitaillement.

En aval de la valve 90, une conduite 88 est de préférence prévue pour évacuer le carburant gazeux comprimé à partir de la conduite de sortie 20 lorsque le raccord 22 est débranché du véhicule ou autre dispositif consommateur

de carburant gazeux à l'issue de l'opération de ravitaille-

ment. Comme on le décrira en détail ci-après, le système de commande préféré provoque automatiquement l'ouverture d'une

valve 94, actionnée de préférence par solénoïde, de maniè-

re à permettre l'évacuation du carburant gazeux comprimé

dans une chambre de maintien ourécipient 98. Dès que la pres-

sion dans la conduite de sortie 20 a été réduite à une valeur suffisamment faible, la valve 94 se ferme, de manière à isoler la chambre 98 entre la valve actionnée par solénoïde et une soupape de retenue 48. Lors de l'actionnement ultérieur des compresseurs de gaz, le carburant gazeux de la chambre 98 est amené à traverser la soupape de retenue 48 pour entrer dans l'aspiration 40 du compresseur 42 du-premier étage. Le 20. système automatique d'évacuation de la conduite de sortie est facultatif, mais il est de préférence incorporé dans le module de ravitaillement de manière à détendre la pression dans la conduite de sortie 20, ce qui facilite le débranchement du raccord 22. Cependant, on doit noter que

la valve manuelle de décharge 96 est de préférence une val-

ve trois voies actionnée manuellement qui permet également à l'opérateur de faire déboucher manuellement la conduite de sortie 20 directement vers l'atmosphère ou autre moyen de recueil ou de largage de gaz dans le but de faciliter le

débranchement du raccord 22.

Le module de ravitaillement 10 comporte également de préférence une valve 37 de détente, qui est en amont de

la soupape de retenue 38 et qui s'ouvre en réponse à une va-

leur anormalement élevée de la pression du gaz et libère cette pression en dégageant le gaz vers l'atmosphère par l'intermédiaire d'un évent atmosphérique 25. D'une manière

similaire, une valve de détente 53 est prévue sur le refoule-

ment 44 du compresseur 42 du premier étage, et une valve de détente 73 à la sortie du filtre 72 comportant un agent de sorption. Les valves 53 et 73 sont destinées à s'ouvrir en réponse à des pressions anormalement élevées du gaz et à libérer de telles pressions par évacuation du carburant gazeux par l'intermédiaire de leurs conduites respectives

55 et 75 et de l'évent atmosphérique 25.

Le séparateur-filtre de lubrifiant 56 du côté refoulement du compresseur 42 du premier étage est destiné à recueillir les lubrifiants du compresseur présents dans

le carburant gazeux comprimé pour les renvoyer à 1'aspira-

tion 40 du compresseur 42 par l'intermédiaire d'une condui-

te de retour 57 et d'une valve 61, de préférence actionnée par solénoïde. D'une fagon similaire, le séparateur-filtre de lubrifiant 68 est destiné à recueillir les lubrifiants

du compresseur et à les renvoyer à l'aspiration 62 du com-

presseur 64 du second étage par l'intermédiaire d'une condui-

te de retour 69 et d'une valve 71 actionnée de préférence 21. par un solénoïde. A cause de la difficulté bien connue du démarrage d'un compresseur à gaz, sans tout d'abord

équilibrer la pression entre l'aspiration et le refoule-

ment du compresseur, le système de commande (décrit ci-

dessous) est également destiné à faire en sorte que les valves 61 et 71 restent fermées chaque fois que les compresseurs 42 et 64 sont mis en marche, et en outre qu'elles s'ouvrent chaque fois que les compresseurs 42 et 64 sont arrêtés. Une telle ouverture des valves 61

et 71 assure une communication de fluide entre les aspi-

rations et les refoulements des compresseurs respectifs

de manière à équilibrer les pressions du gaz dans les com-

presseurs, ce qui permet de les redémarrer lors de leur

remise en marche. En outre, le débit de gaz entre les aspi-

rations et les refoulements des compresseurs respectifs,

par l'intermédiaire de leurs conduites respectives de re-

tour 57 et 69, fournit une force de motivation et une pres-

sion suffisantes pour entraîner les lubrifiants recueillis des séparateurs 56 et 68 aux aspirations respectives 40 et

62 des compresseurs 42 et 64.

En liaison avec la figure 4, un récipient 82 de stockage d'agent de sorption, donné à titre d'exemple, comporte un agent de sorption 83 qui est mis en contact

avec le carburant gazeux traversant l'orifice d'entrée 85.

De préférence, l'entrée 85 du récipient 82 comporte un fil-

tre 87, qui peut être du type à tamis du type en fibre, ou autre moyen de filtrage connu dans l'art pour éviter l'introduction de particules ou autres impuretés dans l'agent de sorption 83. L'agent de sorption 83 peut être constitué de l'un d'un grand nombre d'agents tels que le charbon activé, les composés de zéolite, les gels de silice, ou diverses argiles par exemple. De tels matériaux

peuvent se présenter sous la forme de pastilles, de sphè-

res, de granules ou autres formes appropriées dans laquel-

le la surface du matériau est optimisée de manière à 22.

maximiser la quantité de carburant gazeux adsorbée ou absor-

bée (ou les deux). La présente invention envisage également l'utilisation d'absorbants liquides, tels qu'un revêtement liquide sur un matériau adsorbant, par exemple. Le filtre 72 comporte un agent de sorption similaire et a une cons-

truction quelque peu semblable à celle d'un réservoir, com-

me représenté en figure 4 pour le récipient 82 de stockage

comportant un agent de sorption, sauf toutefois que le fil-

tre 72 comporte des ouvertures d'entrée et des ouvertures

de sortie séparées.

Bien qu'on ait utilisé du

charbon activé comme agent de sorp-

tion dans un prototype construit du module de ravitaillement , et qu'on préfère utiliser ce matériau pour le filtre 72 et les récipients 82, on peut employer d'autres agents de

sorption.Des exemples spécifiques de ces agents sont énumé-

rés ci-après:

MATERIAU ADSORBANT UONSTRUCTEUR DESIGNATION DU PRODUIT

Charbon activé Calgon Corp. BPL 4 X 10 Mesh Coal Base Charbon activé Calgon Corp. PCB 4 X 10 Mesh Coconut Base Charbon activé American Norit Sorbonorit B4 Pellets Company, Inc. Charbon activé Westvaco Che- Nuchar S4

mical Compa-

ny Charbon activé Westvaco Che- Nuchar WV-A 14 X 35 mical Compa- Wood Base Granular ny Charbon activé Witco Chemi- Columbia Grade 9LXC cal Division Powder Low Ash Coal Base Charbon activé Witco Chemi- Columbia Grade 9LXC cal Division Pellet Low Ash Coal Base Charbon activé American No- Norit RB-3 rit Company Zéolite (naturelle) Anaconda Mine- 2020A/D1 rals Company 23. Zéolite (synthétique) Union Carbide Metal Alumino Corp. Linde Silicate 13X Division 8 X 12 Beads Zéolite (synthétique) Union Carbide Metal Alumino Corp. Linde Silicate 4A Division 8 X 12 Beads Zéolite (synthétique) Union Carbide Metal Alumino Corp. Linde Silicate 5A Division 1/8" Pellets Zéolite (synthétique) Union Carbide Metal Alumino Corp. Linde Silicate 13X Division Powder Zéolite (naturelle) Anaconda 5050 L Minerals Company Zéolite (naturelle) Double Eagle Clinoptilolite Petroleum and

Mining Compa-

ny Gel de silice

Argile -

Comme mentionné ci-dessus, la plupart des carbu-

rants gazeux peuvent contenir des lubrifiants vaporisés

ou entraînés ou des matériaux liquides même à la tempéra-

ture ambiante. Par conséquent, en cas de nécessité ou si on le désire,un moyen facultatif d'extraction d'humidité

peut être incorporé en aval du séparateur-filtre 68 de lu-

brifiant.L'un des divers modes de réalisation d'un tel moyen

d'extraction d'humidité est illustré schématiquement en fi-

gure 5A.Le système 110 d'extraction d'humidité donné à titre d'exemple, comprend généralement un échangeur de chaleur 112 relié à un système classique de réfrigération 114 et destiné à refroidir le carburant gazeux de manière à 24. provoquer la précipitation des lubrifiants vaporisés ou entratnés ou autre liquide présents dans le courant gazeux

de carburant.L'échangeur de chaleur 112 comporte un orifi-

ce d'entrée de gaz 116 et un orifice de sortie de gaz 118, le réfrigérant provenant du système de réfrigération 114

étant acheminé entre eux. Le réfrigérant provenant du sys-

tème de réfrigération 114 et le carburant gazeux sont isolés l'un de l'autre dans l'échangeur de chaleur tubulaire 112

(ou autre dispositif approprié de transfert de chaleur).

Alors qu'il y a refroidissement du carburant gazeux, les lubrifiants ou autres liquides sont précipités et sortent de l'échangeur de chaleur 112 par une conduite de purge 120 et une soupape de retenue 122 et sont alors renvoyés soit au côté aspiration de l'un des compresseurs de gaz, soit

acheminés jusqu'à un moyen d'évacuation approprié.

Un autre mode de réalisation du moyen d'extrac-

tion d'humidité est représenté schématiquement en figure B. Ce système d'extraction d'humidité 130 comprend géné- ralement un appareil 132 à tourbillonnement qui comporte un orifice d'entrée de gaz 134 et un orifice de sortie de gaz 136. Des dispositifs tels que l'appareil 132 sont

bien connus dans l'art et servent à conférer un tourbil-

lonnement ou autre rotation au carburant gazeux comprimé

les traversant, ce qui a pour effet de refroidir le carbu-

rant, de sorte que les lubrifiants ou autres liquides en-

traTnés peuvent être séparés. Un exemple d'un tel sépara-

teur à tourbillonnement est l'appareil dit "Vortex Tube", fabriqué et vendu par la société dite Vortex Corporation

de Cincinnati, Ohio.

L'incorporation dans le module de ravitaille-

ment 10 de l'un des systèmes d'extraction d'humidité 110

ou 130 ou de tout autre type d'appareil d'extraction d'hu-

midité est facultative mais peut être considérée comme souhaitable ou nécessaire pour réduire la contamination du filtre 72, prolongeant la durée de vie utile de l'agent 25.

de sorption qu'il renferme.

Le fonctionnement du module de ravitaillement peut être le mieux décrit en liaison avec le diagramme de la figure 3. De manière à décharger le carburant gazeux du module 10 pour le faire entrer dans le système de

stockage 100 du véhicule, la conduite de sortie 20 est re-

liée au système de stockage du véhicule par le raccord 22; la valve manuelle de décharge 96 est ouverte, et le module

de ravitaillement mis sous tension (comme décrit ci-des-

sous). Lorsque le module de ravitaillement 10 est mis sous tension, les valves 80 et 90 actionnées par solénoide sont amenées à s'ouvrir et la valve 94 actionnée par solénoïde à se fermer.Le carburant gazeux pressurisé des récipients 82 de stockage à agent de sorption est alors déchargé par la conduite de sortie 20 vers le système 100 de stockage

du véhicule. Simultanément, une minuterie (décrite ci-

dessous) démarre et fonctionne pendant un laps de temps prédéterminé. A la fin de ce laps de temps, la pression dans les récipients de stockage 82 et le système 100 de stockage du véhicule sont approximativement égales et la valve 80 actionnée par solénoïde est amenée à se fermer; les compresseurs 42 et 64 sont démarrés; le ventilateur de refroidissement 52 est démarré; la valve 34 actionnée

par solénolde est ouverte; et les valves 61, 71 et 94 action-

nées par solénoïde sont fermées.

Les compresseurs 42 et 64, et le ventilateur de refroidissement 52, poursuivent leur fonctionnement jusqu'à ce que la pression dans le système de stockage 100 soit

établie à une valeur prédéterminée. Lorsque la valeur pré-

déterminée de la pression dans le système de stockage du véhicule est atteinte, le commutateur à pression 92 amène

la valve 90 à se fermer et la valve 80 à s'ouvrir, permet-

tant la recharge et la pressurisation des récipients de

stockage 82 à leur niveau prédéterminé.

On notera que le système de commande donne de préférence la priorité aux fonctions du module de 26.

ravitaillement, de sorte que si les récipients de stocka-

ge 82 sont charges à leurs valeurs prédéterminées, le système de stockage 100 du véhicule reçoit du carburant

gazeux en provenance des récipients de stockage en pre-

mier lieu, puis des compresseurs à gaz 42 et 64. Si les récipients 82 ne sont pas pressurisés lorsque le module de ravitaillement est branché sur le système de stockage du véhicule, le carburant gazeux contourne les récipients de stockage de manière à alimenter en premier lieu le système de stockage du véhicule avant de procéder à la recharge

des récipients de stockage.

Lorsque la pression désirée dans les récipients de stockage 82 est atteinte, le commutateur à pression 84 provoque la fermeture des valves 34 et 80 et l'arrêt des

compresseurs 42 et 64 et du ventilateur de refroidisse-

ment 52. Simultanément, le commutateur 84 provoque l'ouver-

ture des valves 61 et 71 de manière à équilibrer la pres-

sion du carburant gazeux aux côtés aspiration et refoule-

ment de leur compresseur respectif. Comme discuté précé-

demment, des courants de carburant gazeux comprimé circu-

lent entre le côté refoulement et le côté- aspiration du

compresseur 42 du premier étage et entraînent simultané-

ment les lubrifiants recueillis du compresseur dans le séparateur-filtre 156 par l'intermédiaire de la conduite de retour 57 pour qu'ils entrent dans l'aspiration 40 du

compresseur du premier étage. D'une façon similaire,lors-

que la valve 71 est ouverte, les lubrifiants recueillis du compresseur sont entraînés à partir du séparateur-filtre 68,

par l'intermédiaire de la conduite de retour 69, pour en-

trer dans l'aspiration 62 du compresseur 64 du second éta-

ge. Lorsque l'appareil de ravitaillement s'arrête, le com-

mutateur à pression 92 provoque l'ouverture de la valve 94

de manière à faire passer le carburant gazeux de la condui-

te de sortie 70 à la chambre de maintien 94, ce qui permet

de débrancher facilement la conduite de sortie.

Le commutateur 74 peut, en option, être incorporé 27. et réglé à une valeur de pression légèrement supérieure à celle des commmutateurs 92 et 84. Ainsi,le commutateur 74

peut fonctionner en élément d'un système de coupure de sé-

curité qui arrête automatiquement la totalité du système de module de ravitaillement en cas d'atteinte d'une valeur élevée inacceptable du gaz. Comme autre mesure de sécurité, les valves de détente 37, 53 et 73 peuvent êrre réglées à une pression légèrement supérieure à celle du commutateur

73 (commutateur facultatif) et servent à détendre automati-

quement la pression dans le système si celle-ci continue à

s'établir même en cas d'arrêt du système.

La figure 6 représente un système électrique de

commande, donné à titre d'exemple, qui. a pour but de permet-

tre le fonctionnement précédent du module de ravitaillement.

L'homme de l'art reconnaîtra facilement que d'autres sys-

tèmes de commande, soit électriques soit d'un autre type, peuvent être utilisés en variante. De manière à initialiser le fonctionnement du module 10 de ravitaillement, on ferme

un commutateur de mise en circuit-hors circuit 154. La fer-

meture du commutateur 154 provoque l'éclairage d'un voyant

indicateur R, de préférence rouge, indiquant que les compres-

seurs de gaz ne sont pas en marche et en outre provoquant

l'éclairage d'un voyant indicateur G,de préférence vert, in-

diquant que les récipients 82 de stockage à agent de sorption

sont chargés et pressurisés à leur valeur prédéterminée.

De manière à décharger le carburant gazeux entre le module de ravitaillement 10 et le système de stockage 100 du véhicule, la conduite de sortie 20 est branchée au système de stockage du véhicule au moyen du raccord 22; la valve manuelle de décharge 96 est ouverte; et le commutateur 156 de remplissage du véhicule est fermé et maintenu fermé par l'opérateur jusqu'à ce qu'il y ait extinction du voyant indicateur G. La fermeture du commutateur 156 complète un

circuit qui provoque la mise sous tension d'un relais Rl,le-

quel ferme ses contacts Rla et Rlb et ouvre ses contacts Rlc, ce qui a pour effet d'ouvrir les valves 90 et 80 28. actionnées par solénoïde, de fermer la valve 94 actionnée par solénolde et de démarrer la minuterie Tl. Le carburant gazeux comprimé des récipients de stockage 82 peut alors être déchargé par l'intermédiaire de la conduite de sortie 20 pour entrer dans le système de stockage 100 du véhicule. La diminution de la pression régnant dans les récipients

de stockage 82 provoque initialement la fermeture du commu-

tateur à pression 84, ce qui a pour effet d'éteindre le voyant indicateur G et d'exciter le relais R2 de manière à

fermer ses contacts R2a, R2b et R2c. A ce moment là, le com-

mutateur 156 de remplissage du véhicule peut être placé sur sa position ouverte car les deux contacts Rla et R2a sont fermés.

* Après un temps prédéterminé établi par la minute-

rie T1, les pressions dans les récipients de stockage 82 et

dans le système de stockage 100 du véhicule sont approxima-

tivement égales, et la minuterie T1 amène ses contacts Tla à se fermer et ses contacts Tlb à s'ouvrir, ce qui a pour effet de mettre sous tension le relais C des compresseurs et de fermer la valve 80 actionnée par solénoïde dans le but d'isoler les récipients de stockage 82. Le relais C ferme

ses contacts Ca et Cb, provoquant le démarrage des compres-

seurs 42 et 64, ainsi que du ventilateur de refroidissement 52. A ce moment là, le voyant indicateur ambre A est allumé

(pour indiquer que les compresseurs et le ventilateur fonc-

tionnent), et le relais R5 est excité. Le relais excité R5 ouvre ses contacts R5a et éteint le voyant indicateur R

(compresseurs hors-marche).

Les compresseurs 42 et 64 poursuivent leur fonc-

tionnement jusqu'à pressurisation du système de stockage du véhicule à une valeur prédéterminée, provoquant l'ouverture

du commutateur à pression 92 et donc la fermeture de la val-

ve 90. L'ouverture du commutateur 92 excite également le relais R4,ce qui provoque la fermeture de ses contacts R4a

et R4b et l'ouverture de ses contacts R4c.

29. Dès que le réservoir de stockage 82 a été rechar-

gé à sa valeur prédéterminée, le commutateur à pression 84 s'ouvre de nouveau pour désexciter le relais R2 et allumer

le voyant indicateur G. La désexcitation du relais R2 pro-

voque l'ouverture des contacts R2a et R2b, désexcitant le relais Ri, et ouvrant les contacts R2b. La désexcitation du relais R1 provoque à son tour l'ouverture des contacts Rla et R2b pour ramener le système à l'état

initial et désexciter la minuterie T1 et fermer la valve 80.

Il en résulte que les contacts Tla s'ouvrent simultanément pour désexciter le relais C (et donc mettre à l'arrêt les

compresseurs et le ventilateur de refroidissement) et ou-

vrir les valves normalement ouvertes 61 et 71 de manière à équilibrer les pressions dans les compresseurs et à renvoyer les lubrifiants des compresseurs à leur aspiration. De plus,

la valve 94 est amenée à s'ouvrir pour faire passer le car-

burant gazeux de la conduite de sortie 20 à la chambre de

maintien 98.

On notera que si pour une raison quelconque l'ali-

mentation est interrompue pendant l'opération de ravitaille-

ment, on peut de nouveau appuyer sur le commutateur 156 de remplissage du véhicule pour reprendre le ravitaillement. De plus, si pour une raison quelconque, le système devient surpressé, le commutateur facultatif à pression 73 arrête

automatiquement le système comme on l'a décrit précédem-

ment. Dans certains cas, l'opération de ravitaillement peut être interrompue ou achevée avant que la pression dans le système de stockage 100 du véhicule atteigne la valeur prédéterminée ouvrant le commutateur de pression 92, ce qui

a pour effet d'empêcher la recharge des réservoirs de stocka-

ge 82.Un exemple de ce cas est celui o l'utilisateur a

besoin de son véhicule avant la fin de l'opération de ravi-

taillement.Alors, le système de commande prévoit la recharge ou remplissage des réservoirs de stockage 82 d'une manière autre que celle décrite ci-dessus à la fin de l'opération 30.

de ravitaillement.

Pour recharger les récipients de stockage, on démarre le fonctionnement du module de ravitaillement en fermant l'interrupteur 154 comme décrit cidessus, ce qui a pour effet d'allumer le voyant indicateur R et d'exci-

ter le relais R2 par l'intermédiaire du commutateur à pres-

sion fermé 84. Il en résulte que les contacts R2a, R2b, R2c sont fermés. On appuie sur le commutateur en option 160

de remplissage du réservoir de stockage de mmanière A exci-

ter le relais R3, ce qui ferme les contacts R3a, R3c et R3d, et ouvre les contacts R3b. Cela permet au commutateur 160

de revenir à sa position ouverte, ce qui a pour effet d'ou-

vrir la valve 80, et de démarrer les compresseurs et le ventilateur de refroidissement par l'intermédiaire du relais C et de ses contacts Ca. Simultanément, comme les contacts Cb sont fermés et que le relais R5 est excité pour ouvrir les contacts R5a, le voyant A est éclairé et le voyant R

éteint. Les compresseurs et le ventilateur de refroidisse-

ment poursuivent alors leur fonctionnement jusqu'à ce que la pression dans les réservoirs de stockage 82 atteignent leur valeur prédéterminée, le système est automatiquement arrêté par l'ouverture du commutateur a pression 84 et le

reste de la séquence se poursuit comme on l'a décrit ci-

dessus. On notera que si l'alimentation en énergie est interrompue pendant la recharge des réservoirs de stockage 82, les compresseurs et le ventilateur seront arrêtés et par conséquent la valve 80 se fermera. Pour reprendre le fonctionnement, il y aura lieu d'appuyer de nouveau sur le commutateur 160. On notera que le commutateur 160 est en option et que s'il est incorporé, il fonctionne comme on vient de le décrire. Enfin, on notera également qu'un commutateur d'arrêt 170 est prévu de manière à permettre à l'opérateur d'arrêter manuellement le système en cas

de nécessité ou s'il veut qu'il en soit ainsi.

31.

En liaison avec la figure 7, une vue en pers-

pective d'ensemble d'un système de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures à basse pression et d'un bloc d'alimentation 210 selon la présente invention est représentée. Le bloc 210 représente un mode de réalisa- tion actuellement construit de la présente invention, et la figure 7 indique les emplacements physiques des

divers composants du bloc d'alimentation 210 en conjonc-

tion avec un véhicule 212 (représenté en trait mixte) qui a été réellement utilisé pour faire la démonstration des principes de la présente invention. Dans le mode de réalisation actuellement construit, le véhicule 212 est une automobile Ford du modèle "EXP" de 1983. Cependant, on remarquera que les principes de la présente invention ne sont pas limités au mode de réalisation représenté en figure 7, mais s'appliquent également à d'autres modes de réalisation de systèmes de stockage de carburant gazeux à base d'hydrocarbures et de blocs d'alimentation, comme cela

apparaîtra dans la description suivante.

En liaison avec la figure 8, un schéma de bloc

d'alimentation 210 est représenté. Comme certains compo-

sants du bloc d'alimentation 210 peuvent être mieux perçus en figure 8, on utilisera simultanément les figures 7 et 8 pour décrire la structure et le fonctionnement d'ensemble du bloc d'alimentation. Le bloc d'alimentation 210 comprend quatre jeux distincts de bouteilles 214 qui sont utilisées pour stocker une fourniture autonome du carburant gazeux à base d'hydrocarbures destinée au véhicule 212. Alors qu'on préfère utiliser du gaz naturel comme carburant à base d'hydrocarbures, d'autres carburants gazeux à base d'hydrocarbures peuvent également être utilisés tels que le propane,le méthane et le butane. Chacun des jeux de bouteille 214 est monté dans des chambres qui sont fermées et séparées de l'habitacle du véhicule 212. Ainsi, le bloc d'alimentation 210 prévoit une chambre 216 qui renferme 32.

neuf bouteilles, une chambre 218 qui renferme cinq bouteil-

les, une chambre 220 qui renferme six bouteilles et une chambre 222 qui renferme trois bouteilles. Ces chambres sont représentées en trait mixte en figure 8. On notera également que la chambre 222 comporte deux bouteilles 224 qui sont plus petites que les bouteilles 224 utilisées dans

tout le reste du système de stockage.

Par conséquent, la partie système de stockage du bloc d'alimentation 210 comporte un total de trente-trois bouteilles pour stocker le gaz naturel ou autre carburant gazeux à base d'hydrocarbures. Ces trente-trois bouteilles donnent une capacité totale de stockage de gaz d'environ 2,3 mètres-cubes. Dans le mode de réalisation particulier représenté en figures 7 et 8, les bouteilles 214 et 224 sont des bouteilles classiques du type extincteur. Le nombre et la configuration particulière des bouteilles 214 et

224 sont choisis de manière à correspondre à la place dispo-

nible dans le véhicule 212 et éviter les modifications

importantes à apporter à la structure du véhicule 212 au-

tres que l'enlèvement du réservoir d'essence qui équipait

le véhicule à l'origine.

On remarquera que les principes de la présente invention ne sont en aucune manière limités au nombre

et à la configuration particulière des bouteilles représen-

tées en figures 7 et 8. Au contraire, les trente-trois bou-

teilles peuvent être remplacées par un seul récipient de stockage. Par conséquent, on comprendra que divers types de récipients de stockage, formes et tailles peuvent être employés selon la présente invention. Le seul impératif essentiel de ces récipients de stockage est qu'ils soient

capables d'être pressurisés aux limites auxquelles le sys-

tème de stockage fonctionne.

Le bloc d'alimentation 210 comporte également un orifice 226 pour carburant qui est situé sur le véhicule à la place servant normalement à fournir de l'essence au véhicule.L'orifice 226 comporte un connecteur rapide 228, 33. une soupape de retenue 230, et un manomètre 232. Le connecteur rapide 228, qui peut être relié de manière

étanche au connecteur 22 décrit précédemment, sert à as-

surer une liaison pour la communication par fluide avec une source fixe de carburant gazeux à partir de laquelle

les bouteilles 214 et 224 peuvent être remplies avec ce car-

burant. L'appareil de ravitaillement décrit ci-dessus

est destiné à comprimer le carburant gazeux à une pres-

sion comprise entre environ 0,7 MPa et environ 2,8 MPa.

Par conséquent, cet appareil de ravitaillement représente une source de fourniture fixe à basse pression de carburant gazeux à base d'hydrocarbures. Un des avantages de la

présente invention est que le système de stockage du véhicu-

le peut être chargé soit à partir d'une source fixe à basse

pression de carburant, soit à partir d'une source de carbu-

rant à haute pression. Dans le mode de réalisation particu-

lier illustré en figures 7 et 8, le carburant peut être fourni au système de stockage du véhicule à des pressions atteignant 21 MPa, mais on préfère qu'il le soit à des pressions d'environ 2,1 à 2,4 MPa. Une telle source fixe à haute pression de carburant gazeux peut être également fournie, par exemple, par une station utilisée dans les

flottes de véhicule.

La soupape de retenue 230 est utilisée pour per-

mettre la circulation du carburant gazeux entre l'appareil de ravitaillement 10 et les bouteilles de stockage 214 et

224 par l'intermédiaire du connecteur rapide 228, et égale-

ment pour éviter la sortie du carburant gazeux à partir

des bouteilles de stockage et par l'intermédiaire du connec-

teur. Comme pour le connecteur rapide 228 la soupape de re-

tenue 230 peut être constituée de n'importe quel disposi-

tif classique qu'on rencontre dans l'industrie pour fonc-

tionner de la manière décrite ci-dessus. Par exemple, la soupape-de retenue 230 dans un mode de réalisation de la présente invention est constituée d'une soupape du modèle 34. dit B-8CPA2-350 fabriquée par la société dite Nupro

Company,Willoughby, Ohio.

Le manomètre 232 sert à donner une indication vi-

suelle de la pression régnant dans les bouteilles de stocka-

ge 214 et 224. Comme le remarquera l'homme de l'art, le

manomètre 232 sera particulièrement utile lorsque le sys-

tème de stockage est en cours de chargement avec du carbu-

rant gazeux, car la lecture de la pression indiquera la

quantité de gaz stocké.

L'orifice 226 décrit ci-dessus constitue une partie du moyen d'acheminement selon la présente invention, qu'on utilise pour acheminer le carburant gazeux vers les bouteilles de stockage 214 et 224 à partir de l'appareil de ravitaillement et pour acheminer le carburant stocké dans les bouteilles vers le générateur de force motrice du véhicule 212. Dans le mode de réalisation représenté

en figures 7 et 8, ce générateur de force motrice est géné-

ralement constitué d'un moteur à combustion interne 234.

Cependant, on remarquera que les principes de la présente invention ne sont pas limités à un type particulier de générateur de force motrice dans la mesure o ce générateur comporte un moyen permettant de combiner le carburant

gazeux à l'air afin de produire l'énergie mécanique néces-

saire à la marche du véhicule 212. Dans le mode de réalisa-

tion représenté en figures 7 et 8, ce moyen de combinaison

est constitué d'un carburateur 236 et d'un turbo-compres-

seur 238. Le carburateur 236 est spécialement conçu pour

fonctionner avec des carburants gazeux à base d'hydrocar-

bures tels que le gaz naturel. Dans un mode de réalisation

de la présente invention,le carburateur 236 est un carbu-

rateur du modèle CAlO0-8 qui est fabriqué par la société dite Impco Carburetion, Inc., Cerritos, Californie. De plus, dans ce mode de réalisation réellement construit de la présente invention, le turbocompresseur 238 est le modèle RHB5 fabriqué par la société dite WarnerIshi, 35. Decatur, Illinois. Comme le remarquera l'homme de l'art, le turbo-compresseur 238 sert à augmenter la pression de l'air d'admission du moteur, et fournit par conséquent

de la puissance supplémentaire.

Comme le bloc d'alimentation 210 est destiné à

fonctionner seulement avec du carburant gazeux à base d'hy-

drocarbures et non de l'essence, certaines modifications avantageuses doivent être apportées au moteur 234 dans le mode de réalisation de la figure 7. Ces modifications sont destinées à optimiser les performances du moteur 234 en conjonction avec l'utilisation de gaz naturel comme carburant pour ce moteur. Tout d'abord, le rapport de compression du moteur standard du véhicule 212 passe de 8: 1 à 13,6: 1 de manière à tirer profit de l'indice

d'octane relativement élevé du gaz naturel. Comme le remar-

quera l'homme de l'art, chaque augmentation du rapport de compression fournit généralement une amélioration de 3 %

du rendement thermodynamique pour chaque incrément d'aug-

mentation du rapport de compression. Cette augmentation

du rapport de compression est obtenue en montant des pis-

tons plus longs dans le moteur et en usinant la culasse

de manière appropriée afin de diminuer le volume disponi-

ble dans les cylindres du moteur. On notera également qu'on a conféré une certaine avance à la distribution du

moteur de manière à tenir compte de la différence des vi-

tesses de la flamme dans l'essence et le gaz naturel. On remarquera également que la conversion du véhicule 212 pour qu'il fonctionne au gaz naturel a permis d'enlever

du véhicule le convertisseur catalytique et autre équipe-

ment standard de contrôle de la pollution. L'élimination de cet équipement est permise compte tenu du fait que le

gaz naturel est un carburant brClant d'une manière beau-

coup plus propre (c'est-à-dire que ses émissions sont moins

nuisibles que celles de l'essence).

Revenant de nouveau au moyen permettant d'ache-

miner le carburant gazeux aux bouteilles de stockage 214 36. et 224 de ces bouteilles au carburateur 236 du moteur 234,

une conduite haute pression 240 est prévue de manière à re-

cevoir le carburant gazeux fourni à l'orifice 226. La conduite

240 est de préférence en acier inoxydable et capable de sup-

porter des pressions atteignant 21 MPa. Un régulateur haute pression 242 est monté dans la chambre 222 et relié à la conduite 240 pour définir la pression maximum à laquelle le carburant gazeux est stocké dans les bouteilles 214 et 224. Plus spécifiquement, le régulateur 242 fonctionne pour réduire des pressions entre une valeur aussi élevée que 21 MPa et une pression maximum de 2,1 MPa. Par conséquent, la pression maximum à laquelle on peut stocker le carburant

gazeux dans les bouteilles 214 et 224 est approximative-

ment de 2,1 MPa.

Dans le mode de réalisation de la présente in-

vention représenté en figures 7 et 8, le régulateur 242 est constitué d'un régulateur haute pression du modèle dit 1301G de la société dite Fischer Controls Company, Marshall Town, Iowa. Cependant, comme avec tous les divers composants du

bloc d'alimentation 210,1es principes de la présente inven-

tion ne sont pas limités au régulateur haute pression

particulier qui est utilisé dans le modèle réellement cons-

truit en conformité avec le mode de réalisation des figures 7 et 8. Ainsi, on remarquera que d'autres dispositifs régulateurs de pression peuvent être utilisés pour fournir des limites appropriées de la pression maximum dans des applications appropriées. Par exemple, alors qu'on préfère que la pression maximum à laquelle le carburant gazeux est stocké se trouve entre environ 0,7 MPa et environ 2,8 MPa, des limites de pression maximum plus élevées ou plus basses

peuvent également être employées. Cependant, on doit com-

prendre que l'un des avantages de la présente invention est que le bloc d'alimentation 210 est capable de stocker des quantités raisonnables de carburant gazeux à des pressions

relativement basses, c'est-à-dire à des pressions inférieu-

res à environ 3,5 MPa. De fait, avec une limite de pression 37.

de 2,1 MPa, l'autonomie du mode de réalisation réelle-

ment construit, de la présente invention s'est révélée être d'environ 160 à 175 kilomètres dans des tests o le véhicule 210 se déplaçait à une vitesse constante de 70 kilomètres/heure.

L'un des composants importants du système d'ache-

minement est un collecteur 244 qui sert à répartir le car-

burant gazeux provenant de la source fixe entre chacune

des bouteilles 214 et 224. Le collecteur 224 sert égale-

ment à recueillir le carburant gazeux stocké dans les bou-

teilles 214 et 224 de manière à acheminer ce carburant vers le carburant 236 du moteur 234. Le collecteur 244

est relié au régulateur haute pression 242 via une condui-

te basse pression 246. On notera que, par suite du fonc-

tionnement basse pression, on préfère que la conduite 246 ainsi que les autres conduites du bloc d'alimentation 210 soit en cuivre. Cependant, on peut, naturellement employer d'autres matériaux appropriés pour la construction de ces

conduites, par exemple des tuyaux souples en aluminium re-

vêtu et en acier tressé.

Le collecteur 244 comporte un bloc 248, qu'on voit le mieux en figure 11. Le bloc 248 est de préférence en aluminium et comporte un orifice d'entrée 250 destiné

à recevoir le carburant gazeux provenant de la source fi-

xe, et un orifice de sortie 252 servant à acheminer le carburant gazeux stocké dans les bouteilles 214 et 224 jusqu'au carburateur 236 du moteur 234. Plusieurs boulons 254 servent à monter le bloc 248 du collecteur sur le véhicule 212. Le bloc 248 comporte également un orifice bi-direction pour acheminer le carburant gazeux jusqu'aux

chambres 216-222 et l'en faire revenir. Ainsi, par exem-

ple, le bloc 248 comporte un orifice bi-direction 256 pour envoyer le carburant gazeux vers les bouteilles 214 que

contient la chambre 218 et l'en faire revenir.

Le collecteur 244 comporte également un élé-

ment filtrant 258 relié à chacun des orifices bi-direction 38. du bloc 248 pour le filtrage du carburant gazeux allant

vers chacune des chambres 216-222. Dans le mode de réali-

sation réellement construit de la figure 7,ces éléments filtrants 258 sont chacun constitués d'un filtre dit Nupro de la série TF. Cependant, on remarquera que tout autre moyen de filtrage connu dans l'art qui permet d'éviter

pratiquement l'introduction de particules ou autres impure-

tés dans les bouteilles 214 et 224 peut être utilisé. Ain-

si, par exemple on peut employer des filtres du type à fibres, des filtres du type à tamis et des filtres en construction frittée. Entre le bloc 248 du collecteur et les chambres

218-222 est également incorporée une valve trois-voies 260.

Ces valves trois-voies 260 servent à commander individuel-

lement le débit de carburant gazeux vers les chambres 216-

222. Ainsi, par exemple, la valve 260 interposée entre la chambre 218 et le bloc 248 peut être fermée manuellement pour que le courant de carburant gazeux n'entre pas dans les bouteilles 214 contenues dans cette chambre ou n'en sorte pas. Dans le mode de réalisation de la figure 7,ces

valves trois-voies 260 servent également à permettre l'ob-

tention d'échantillons gazeux dans chacune des chambres

216-222.

Le collecteur 244 comporte également une soupa-

pe de sûreté 262 qui sert à assurer que la pression dans les bouteilles de stockage 214 et 224 ne dépasse pas une limite

prédéterminée. De préférence, cette limite ne doit pas dépas-

ser la plage maximum de pression du système de stockage

d'une quantité prédéterminée, par exemple 0,2 à 1 MPa.

Dans le mode de réalisation dela figure 7, la soupape de

snreté 262 est réglée pour s'ouvrir & 3 MPa.

Le collecteur 244 comporte également un trans-

ducteur 264 qui permet de détecter la pression régnant à l'intérieur des bouteilles 214 et 224. Le transducteur 264 peut être n'importe quel transducteur de pression approprié,

par exemple le transducteur dit Kulite du type IPTE-1000.

39. Le transducteur 264 produit un signal électrique de sortie destiné à un dispositif d'affichage numérique 266 situé dans l'habitacle du véhicule 212, lequel sert à fournir une indication visuelle de la pression détectée par le transducteur. Par conséquent, on remarquera que le

dispositif de visualisation numérique 266 sert de manomè-

tre pour le conducteur du véhicule 212. On notera égale-

ment que le manomètre 232, décrit ci-dessus, est égale-

ment connecté au bloc 248 du collecteur via une conduite

268.

Enfin, le collecteur 244 comporte également une valve manuelle 270 pour la commande du débit de carburant gazeux entre l'orifice de sortie 252 du bloc 248 et le carburateur 236 du moteur 234. Ainsi, la valve 270 fournit un moyen permettant de couper manuellement le courant de carburant gazeux entre les bouteilles 214 et 224 et le

moteur 234, par exemple pour l'entretien du bloc d'alimen-

tation 210 et analogue. Dans le mode de réalisation de la figure 7,1a valve 270 est une valve dite Nupro de la

série B8P6T.

Le bloc moteur 210 comporte également un moyen

permettant de commander le débit du carburant gazeux en-

tre le système de stockage et le carburateur 236 du moteur 234. Ce moyen de commande est généralement constitué d'une paire de régulateurs 272-274 et d'un commutateur 276. Les régulateurs 272 et 274 servent à réduire la pression du carburant gazeux acheminé jusqu'au carburateur 236. Dans

le mode de réalisation réellement construit et correspon-

dant à la figure 7, le régulateur 272 est constitué d'un régulateur de la série dite 620 de la société Fisher qui réduit la pression de 2,1 MPa à 0, 7 MPa, et le régulateur

274 est constitué d'un régulateur dit Impco modèle PEV,le-

quel réduit la pression de 0,7 MPa à environ la pression

atmosphérique. Le commutateur 276 sert à permettre sélec-

tivement le débit de carburant gazeux entre le système de stockage et le carburateur 234, et est destiné à répondre à 40. la fermeture du commutateur d'allumage ou au démarrage du moteur 234. Dans le mode de réalisation construit de la figure 7, le commutateur 276 est constitué d'un filtre dit Imco de la série VFF-30. Là encore, s'agissant du commutateur 276, ainsi que des autres composants du bloc d'alimentation 210, les principes de la présente invention

ne sont pas limités à la construction spécifique correspon-

dant à la figure 7, et on comprendra qu'on peut utiliser

tout autre composant approprié.

En liaison avec les figures 9 et 10, la cons-

truction spécifique des bouteilles de stockage 214 et 224 sera

maintenant décrite. Chacune des bouteilles comporte un orifi-

ce d'entrée/sortie 278 pour acieminer le carburant gazeux

vers les bouteilles et à partir de celles-ci. Il est impor-

tant que chacune des bouteilles de stockage 214 et 224 con-

tienne un agent de sorption prédéterminé 280 de manière à réduire la pression à laquelle le carburant gazeux est stocké

l'intérieur des bouteilles. Tel qu'on l'entend ici, l'ex-

pression "agent de sorption" signifie "adsorbant" ou

"absorbant", ou les deux. L'agent de sorption décrit ci-

dessus en liaison avec l'appareil de ravitaillement peut être n'importe lequel des adsorbants ou tamis moléculaires, tels que le charbon activé, les composés de zéolite, les gels

de silice, ou diverses argiles, par exemple. De tels adsor-

bants peuvent se présenter sous forme de pastilles, sphères, granules, ou autres formes appropriées dans lesquelles la surface du matériau est optimisée de manière à maximiser la quantité de carburant gazeux adsorbée sur la surface. La

présente invention envisage également l'utilisation d'adsor-

bants liquides tels qu'un revêtement liquide sur un adsorbant.

Bien que la qualité dite 9LXC de Columbia de pastilles en charbon activé ait été utilisée comme agent de sorption 280 dans le mode réellement construit de la figure 7,et soit généralement considéré comme le matériau de sorption préféré, d'autres matériaux de sorption peuvent être utilisés en variante. Des exemples spécifiques de ces 41.

matériaux sont énumérés ci-dessus en liaison avec la discus-

sion concernant l'appareil de ravitaillement.

On notera qu'on a trouvé avantageux d'activer le matériau de sorption 280 en carbone avant de mettre le système de stockage du bloc d'alimentation 210 en utilisation. Plus spécifiquement, le matériau de sorption est d'abord tassé le plus possible dans les bouteilles 214 et 224 et

chaque bouteille est mise sous vide. Alors chaque bouteil-

le est placée dans un four ou chauffée d'une autre manière, puis chauffée de nouveau. L'agent de sorption préféré qui a été discuté en liaison avec le module de ravitaillement

est similairement activé.

Chaque bouteille 214 et 224 comprend deux fil-

tres 282 et 284 qui servent à éviter pratiquement l'intro-

duction de particules ou autres impuretés dans le matériau

de sorption 280, ainsi qu'à assurer que l'agent de sorp-

tion 280 est retenu à l'intérieur des bouteilles 214 et 224.

Dans le mode de réalisation de la figure 7, le filtre 282

est un disque en polyester fibreux, perméable, et le fil-

* tre 224 est un élàment de crépine à tamis en acier inoxyda-

ble provenant d'un filtre dit Nupro de la série TF. Chacun de ces éléments de crépine a été fixé à un chapeau en acier 282 des bouteilles suivant un ajustement serré. De plus, on notera que chacune des bouteilles 214 et 224 comporte également une valve 288 pour permettre sélectivement le débit de carburant gazeux vers chacune des bouteilles et à partir de chacune d'elles, et pour maintenir un vide tout en activant l'agent de sorption. De tels filtres sont également inclus, de préférence, dans le filtre 72 et les

récipients de stockage 82 décrits ci-dessus.

En liaison maintenant avec les figures 12, 13

et 14 on décrira la construction générale des chambres 216-

222 et la structure de montage des bouteilles 214 et 224 dans ces chambres. La figure 12 illustre un premier berceau 290 qui est utilisé dans toutes les chambres 216-222 pour 42.

fixer les bouteilles aux chambres. La figure 13 illus-

tre un second berceau 292 qui est utilisé pour fixer la rangée supérieure de bouteilles à la rangée inférieure

de bouteilles dans la chambre 216, comme représenté en figu-

re 14. Le berceau 290 est généralement constitué de deux éléments de râtelier 294 et 296 qui sont parallèles et reliés par une paire d'éléments de support 298 et 300. Chaque élément de râtelier 294 et 296 comporte une pluralité de rebords incurvés 302 qui épousent la forme des bouteilles et sont destinés à les recevoir. Un collier

classique 304 est alors utilisé pour fixer chaque extrémi- té des bouteilles aux éléments respectifs de râtelier 294 et 296 enserrant

les colliers 304 autour des bouteilles

et des rebords 302.

Le berceau 292 comprend une paire d'éléments in-

dépendants de râtelier 306 qui sont façonnés de manière à pouvoir être interposés entre les rangées supérieure et inférieure de bouteilles dans la chambre 216. Chacun des éléments de râtelier 306 comporte une pluralité de rebords 308 en forme d'arc, alternativement en regard. Les rebords 308 d'un côté de l'élément de râtelier 306 sont utilisés pour le montage de l'élément sur la rangée inférieure de bouteilles dans la chambre 316 via des colliers classiques, alors que les rebords 308 sur l'autre côté de l'élément de râtelier servent à fixer la rangée supérieure de bouteilles

sur la rangée inférieure de bouteilles dans la chambre.

En liaison avec la figure 14, une vue en perspec-

tive, en crevé de la chambre totalement assemblée 216 est représentée. Tout d'abord, on remarquera que le berceau 290 peut être fixé à la chambre 216 par tout moyen classique connu de l'homme de l'art. De plus, la chambre 216 peut être réalisée en n'importe quel matériau approprié pour le logement des bouteilles 214. Dans le mode de réalisation réellement construit et correspondant à la figure 7, la 43. chambre 216 est généralement en aluminium. Pour obtenir

un assemblage étanche au gaz, on a interposé un joint en-

tre la partie supérieure et les-parois latérales de la chambre 216.De manière à faciliter l'extraction de tout condensat pouvant se produire sur les bouteilles 214 pen-

dant le fonctionnement du véhicule 212, la chambre 216 com-

porte un tube d'évacuation 310 qui sert à faire déboucher la chambre dans l'atmosphère extérieure au véhicule. Un

tube d'évacuation similaire est également prévu sur cha-

cune des autres chambres 218-222.

En liaison plus générale avec les figures 15 à 19, un second mode de réalisation d'un système de stockage

de carburant gazeux et un bloc d'alimentation sont repré-

sentés. La figure 15 est une représentation schématique

de ce bloc d'alimentation. L'une des différences importan-

tes entre le bloc d'alimentation 312 et le bloc 210 est

que le bloc 312 ne comporte qu'un seul récipient de stocka-

ge 314 qui peut être, par exemple, un réservoir classique

de propane. Alors qu'il peut être avantageux dans de nom-

breuses applications d'avoir seulement un ou deux récipients

de stockage, on remarquera qu'un avantage d'avoir un cer-

tain nombre de récipients de stockage est que les caracté-

ristiques de transfert de chaleur du système de stockage seront généralement meilleures lorsqu'on emploie un certain nombre de récipients de stockage. Comme de la chaleur est produite pendant le processus de sorption, celle-ci sera, en général, plus facilement libérée à partir d'un certain nombre de récipients plus petits par comparaison avec un seul récipient plus grand. Cependant, le cas échéant, on peut naturellement ajouter un moyen d'échange de chaleur approprié à la construction d'un seul récipient, tel que

le récipient de stockage 314.

Comme dans le cas des bouteilles 214 et 224, le récipient de stockage 314 est rempli d'un agent de sorption approprié 315 afin de réduire la pression de stockage du carburant gazeux. Le récipient 314 comporte également un 44. filtre 316 qu'on voit le mieux en figure 10. Le filtre

316 comporte un bloc d'aluminium 318 qui est fixé au réci-

pient 314 via une pluralité de boulons 320. Un filtre classique 322 de 80 microns est fixé au bloc 318 via un boulon 324. Le bloc 318 comporte également huit canaux

326 espacés circonférentiellement qui assurent une liai-

son par fluide entre le filtre 322 et la conduite utili-

sée pour acheminer le carburant gazeux vers le récipient de stockage 314 et à partir de celui-ci. On verra le mieux en figure 17 ces trois canaux 326, figure qui est une vue en coupe du filtre 316 prise le long de la ligne 17-17

de la figure 16.

Le filtre 322 comporte une pluralité de plaques ou disques en cuivre 328 disposés côte à côte. Une vue en

perspective de l'une de ces plaques en cuivre 228 est repré-

sentée en figure 18. Chaque plaque 328 comporte un total de huit ouvertures 330 espacées circonférentiellement les unes des autres et une fente 332 s'étendant radialement vers l'extérieur de ces ouvertures pour former un orifice de sortie

du filtre ayant une amplitude de 80 microns. Comme le remar-

quera l'homme de l'art, les plaques en cuivre 328 sont ali-

gnées de façon que les ouvertures 330 forment des canaux verticaux suivant la longueur du filtre 322. Le filtre 316 comporte également un filtre en fibre,perméable au gaz, qui est de préférence, bien que cela ne soit pas nécessaire,en polyester approprié. L'élément filtrant en fibre 334 est

interposé entre le filtre 322 et l'agent de sorption 315.

Comme on le voit le mieux dans les figures 15 et 16, le récipient de stockage 314 comporte également une

valve de détente 336 et une valve manuelle de coupure 338.

La valve de détente 336 fonctionne pour assurer que la pres-

sion dans le récipient de stockage 314 ne dépasse pas la pression maximum à laquelle le bloc d'alimentation 312

doit fonctionner.

Le bloc d'alimentation 312 comporte également un dispositif 340 de fourniture de carburant qui est 45. généralement constitué d'un connecteur rapide 342,

d'une valve de retenue 344 et d'un manomètre 346. Inter-

posé entre le dispositif 340 et le récipient 314 se trou-

ve un filtre 348 muni d'un agent de sorption qui consti-

tue une partie importante de la présente invention. Une vue en coupe du filtre est représentée en figure 19. Le filtre 348 comprend un récipient 350 qui contient un agent de sorption prédéterminé 352 pour filtrer le courant de

carburant gazeux allant vers le récipient de stockage 314.

Le récipient 350 peut avoir n'importe quelle forme ou cons-

truction capable de supporter la pression maximum à laquel-

le le bloc d'alimentation 312 doit fonctionner. Cepen-

dant, on préfère généralement que les dimensions du réci-

pient 350 soient liées à celles du récipient de stockage

314. Plus spécifiquement, on a trouvé avantageux de pré-

voir au moins un volume de 0,0015 mètre-cube de capacité

du filtre pour chaque 0,03 mètre-cube de capacité de stocka-

ge. S'agissant du matériau 352, on préfère qu'il soit en charbon activé. A cet égard, le matériau 352 contenu dans le filtre 348 et le matériau 315 renfermé par le récipient

314 peuvent être tous deux constitués de charbon activé.

Le filtre 348 comporte un élément filtrant 354 et

un élément filtrant 356 en fibres, perméable au gaz, à cha-

cune de ses extrémités. Ces deux éléments filtrants peuvent avoir la mêne construction que celle des éléments filtrants correspondants des figures 9 ou 16 ou avoir une construction

différente mais appropriée.

On notera que le filtre 348 est associé au moyen de convoyage du bloc d'alimentation 312 de sorte que le carburant gazeux fourni par une source fixe doit d'abord traverser le filtre avant d'être stocké dans le récipient 314. D'une manière identique, avant que le carburant gazeux stocké soit acheminé jusqu'au carburateur 358 du bloc d'alimentation 312, ce carburant doit de nouveau traverser

le filtre 348. Pendant le chargement du récipient de sto-

ckage 314, le filtre 348 enlèvera par adsorption et/ou 46. absorption des constituants prédéterminés, y compris

toute matière odorante qui a été préalablement introdui-

te dans le carburant gazeux avant son acheminement jus-

qu'au récipient de stockage 14. Ces constituants prédé-

terminés comprennent, par exemple, de l'huile, de la va-

peur d'eau, et les constituants dits "de queue" du carbu-

rant. D'une manière générale,ces constituants compren-

nent du propane et autres constituants qui sont plus lourds que le méthane. L'objectif de l'extraction de ces queues est de maximiser la capacité du récipient de stockage 314

pour qu'il stocke par adsorption des hydrocarbures plus lé-

gers, tels que le méthane, par exemple. Il est également important de noter que le filtre 348 fonctionne pour éviter

l'accumulation dans le temps de tout constituant indésira-

ble du carburant dans le récipient de stockage 314. Le filtre 316 est simplement un filtre mécanique destiné à

extraire du carburant les matériaux indésirables.

Lorsque le moteur du bloc d'alimentation 312 est mis en marche et consomme le carburant gazeux stocké

dans le récipient 314, le filtre 348 fonctionne pour réin-

troduire par désorption les constituants extraits, dont le matériau odorant, dans le courant de carburant gazeux entre

le récipient de stockage 314 et le carburateur 358 du mo-

teur. Par conséquent, on remarquera que le filtre 348 est à autonettoyage pendant chaque cycle de charge et de décharge du système de stockage, et réintroduit en outre le matériau odorant, le cas échéant, dans le carburant gazeux

lorsqu'il se trouve dans le compartiment moteur.

De manière à faciliter la désorption des consti-

tuants indésirables pour les retirer du matériau de sorption 352 contenu dans le filtre 348, on peut également prévoir un moyen permettant d'augmenter la température du filtre 348 dans l'application appropriée. De préférence, ce moyen d'augmentation de la température est associé au moteur du bloc d'alimentation 312 de sorte que la chaleur dégagée par le fonctionnement du moteur est utilisée par le moyen 47.

d'augmentation de la température. Un type de moyen d'aug-

mentation de la température est représenté en figure 15 sous forme d'une conduite 360 qui est enroulée autour du

filtre 348. Cette conduite pourrait être reliée, par exem-

ple,soit au système de refroidissement du moteur soit au système d'échappement du moteur de manière à utiliser au moins une partie de la chaleur perdue qui est dégagée par le moteur. Deplus, il peut être avantageux dans certaines

applications de placer simplement le filtre à proximité rela-

tivement étroite avec le moteur de manière à utiliser la cha-

leur rayonnée par celui-ci.

Une autre différence importante entre le bloc 210 de la figure 7 et le bloc 312 de la figure 15 est que

le bloc 312 est destiné à fonctionner en système à carbu-

rant double. Ce fonctionnement est commandé par une paire de valves 362 et 364 actionnées par solénoïde. La valve 362

sert à commander le débit de carburant gazeux entre le réci-

pient de stockage 314 et un mélangeur d'air/carburant 366 associé au carburateur 358. Lavalve 364 sert à commander

le débit d'essence entre un réservoir d'essence (non représen-

té) et le carburateur 358 du moteur. On notera également qu'un régulateur à deux étages 368 est interposé entre la valve 362 et le mélangeur air/carburant 366. Ce régulateur 368 sert à réduire la pression du carburant gazeux pour la faire passer d'environ 2,1 MPa à une pression proche de la

pression atmosphérique. Les valves 362 et 364 peuvent fonc-

tionner en réponse à un ou plusieurs commutateurs que con-

tient l'habitacle du véhicule, lesquels servent à détermi-

ner la source d'alimentation en carburant qui alimentera

le moteur. Par conséquent, on remarquera que si le conduc-

teur du véhicule désire que le moteur soit alimenté en essen-

ce,la valve 364 sera ouverte et la valve 362 fermée. De manière similaire, si le conducteur souhaite que le moteur soit alimenté en carburant gazeux, la valve 362 sera ouverte

et la valve 364 fermée.

48.

On notera également que dans un tel bloc d'alimen-

tation à carburant double, il sera difficile d'avoir un mo-

teur dont les performances sont optimisées pour les deux types de carburant. Cependant, il existe dans le commerce des dispositifs qui sont capables de régler automatiquement la distribution du moteur en réponse à un commutateur pour

le type de carburant alimentant le moteur.

L'appréciation de certaines des valeurs de mesu-

res indiquées ci-dessus doit tenir compte du fait qu'elles

proviennent de la conversion d'unités anglo-saxonnes en uni-

tés métriques.

La présente invention n'est pas limitée aux exem-

ples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications

qui apparaîtront à l'homme de l'art.

49. 2580778

49.

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Ensemble comportantun dispositif consomma-

teur de carburant gazeux et un appareil (10) pour fournir du carburant gazeux au dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend:

- un moyen d'entrée (28) sur l'appareil de four-

niture destiné à être connecté pour communiquer du fluide avec une source de carburant gazeux; - un moyen de compression (42,64) sur l'appareil de fourniture pour comprimer le carburant gazeux afin d'augmenter sa pression;

- un moyen de refroidissement(50) sur l'appa-

reil de fourniture afin de diminuer la température du car-

burant gazeux comprimé; - un moyen de stockage (82) sur l'appareil de fourniture pour stocker une première quantité prédéterminée

de carburant gazeux comprimé, le moyen de stockage de l'ap-

pareil de fourniture comportant un agent de sorption pour

procéder à la sorption de la première quantité prédéter-

minée de carburant gazeux comprimé; - un moyen de décharge (86) sur l'appareil de

fourniture destiné à être relié de manière amovible au dis-

positif consommateur de carburant gazeux afin de lui four-

nir sélectivement le carburant gazeux comprimé, le moyen de

décharge étant destiné à fournir le carburant gazeux com-

primé au dispositif à partir soit du moyen de stockage de l'appareil de fourniture soit du moyen de compresseur en contournant le moyen de stockage; et - un moyen de stockage (100) sur le dispositif consommateur pour stocker une seconde quantité prédéterminée du carburant gazeux comprimé provenant du moyen de décharge

de l'appareil de fourniture, le moyen de stockage du dispo-

sitif consommateur comportant également un agent de sorption

pour procéder à la sorption de la seconde quantité prédéter-

minée du carburant gazeux comprimé.

So.

2 - Ensemble selon la revendication 1, caracté-

risé en ce que la pression du carburant gazeux comprimé four-

ni au dispositif est inférieure à environ 3,5 MPa.

3 - Ensemble selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que la pression maximum du carburant gazeux comprimé fourni au dispositif est comprise entre environ 0,7 MPa

et environ 2,8 MPa.

4 - Ensemble selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce que le moyen de copression 42,64) comprend au moins un

compresseur à gaz hermétique.

- Ensemble selon la revendication 1, o le moyen de copression (42,64) camprend au moins un campresseur

gaz hermétique du type réfrigérant.

6 - Ensemble selon la revendication 1, o le moyen de décharge, (86) carprend en outre un myen de caCmaride pour fournir le carburant gazeux comprimé au dispositif consommateur à partir du moyen de stockae (82) de l'appareil de fourniture seulement si la pression du carburant gazeux dans le moyen de stockage de l'appareil de fourniture est généralement égale ou supérieure à une valeur prédéterminée,

le moyen de stockage de l'appareil de fourniture étant con-

tourné de manière à fournir le carburant gazeux du disposi-

tif consommateur à partir du moyen de compression lorsque la pression du carburant gazeux dans le moyen de stockage de l'appareil de fourniture est inférieure à ladite valeur prédéterminée. 7 - Ensemble selon la revendication 6, o le moyen

de commande est destiné à provoquer la fourniture du carbu-

rant gazeux comprimé par le toyen -de caipressicn (42,64) au moyen de stockage,-482) de l'appareil de fourniture lorsque la pression du carburant gazeux dans le moyen de stockage est inférieure

à la valeur prédéterminée et le moyen de décharge (20) est débran-

ché du dispositif consommateur.

8 - Ensemble selon la revendication 7, o le moyen

de commande est destiné à provoquer la fourniture du carbu-

rant gazeux comprimé par le moyen de compression au moyen 51.

de stockage de l'appareil de fourniture lorsque la pres-

sion du carburant gazeux dans le moyen de stockage de l'ap-

pareil de fourniture est inférieure à la valeur prédétermi-

née et le moyen de décharge (86) est branché au dispositif consommateur et la pression du carburant gazeux dans celui-

ci-est généralement égale ou supérieure à une seconde va-

leur prédéterminée.

9. Ensemble selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre un moyen de filtre (32, 68, 72) renfermant un agent de sorption sur l'appareil de fourniture pour extraire par sorption pratiquement tous les matériaux présents dans le carburant gazeux à l'exception de certains constituants présélectionnés avant que le carburant gazeux soit fourni au dispositif consommateur ou stocké par

le moyen de stockage de l'appareil de fourniture.

10. Ensemble selon la revendication 1, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre un moyen (36) pour extraire

l'humidité du carburant gazeux avant sa fourniture au dispo-

sitif consommateur ou son stockage par le moyen de stockage

de l'appareil de fourniture.

11. Ensemble selon la revendication 10, caracté-

risé en ce que le moyen d'extraction d'humidité (36) comprend un filtre renfermant un déshydratant entre le moyen d'entrée

(28) et le moyen de compression (42;64).

12. Ensemble selon la revendication 11, caractéri-

sé en ce que le moyen d'extraction d'humidité comporte en ou-

tre un moyen séparateur d'humidité (68) entre le moyen de re-

froidissement (50) et le moyen de stockage (82) de l'appareil

de fourniture et le moyen de décharge (86).

13. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen de décharge (86) comprend une conduite de fluide (20) destinée à être branchée de manière amovible au dispositif consommateur pour lui fournir le carburant gazeux comprimé, un moyen de commande pour arrêter la fourniture lorsque la pression du carburant gazeux dans le dispositif consommateur est généralement égale ou supérieure à 52. une valeur prédéterminée et pour évacuer le carburant gazeux comprime de la conduite de fluide après arrêt de

la fourniture.

14 - Ensemble selon la revendication 1, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre un moyen pour mettre

iors service le moyen de compression (42,64) après que la pres-

sion du carburant gazeux dans le moyen de stockage de

l'appareil de fourniture se trouve généralement égale ou su-

périeure a une valeur prédéterminée, et un moyen pour égaliser la pression du carburant gazeux entre l'entrée et le refoulement du moyen de compression après la mise hors

service du moyen de compression.

- Ensemble selon la revendication 1, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre un moyen d'accumulateur (58) communiquant par fluide avec le refoulement du moyen de compression pour amortir toutes les pointes de pression

du carburant gazeux comprimé.

16 - Ensemble selon la revendication l,caractris& en - ce qu'Ll comprend en outre un moyen de filtre (87) muni d'un agent de sorption sur l'appareil d'alimentation pour filtrer par sorption le carburant gazeux comprime avant son

stockage par le moyen de stockage de l'appareil de fourni-

ture. 17 - Ensemble selon la revendication 1, caract&rii en ce qu'il comprend en outre un moyen de filtre muni d'un

agent de sorption sur le dispositif consommateur pour fil-

trer par sorption le carburant gazeux comprimé avant son

stockage par le moyen de stockage du dispositif consomma-

teur.

18 - Ensemble selon la revendication 17, caracté-

risé en ce que le moyen de filtre muni d'un agent de sorption du dispositif consommateur extrait par sorption,

au moins en partie,des constituants prédéterminés du car-

burant gazeux comprimé.

19 - Ensemble selon la revendication 18, carac-

térisé en ce que le dispositif consommateur comprend un -

53. générateur de force motrice (234), un moyen de combinaison (236,2Z38) pour

combiner le carburant gazeux à l'air dans le but de produi-

re de l'énergie mécanique a partir du générateur de force

motrice,et un moyen d'acheminement pour acheminer le carbu-

rant gazeux entre le moyende stockage (214,224) du dispositif conscman-

mateur et le moyen de combinaison du générateur de force motrice.

- Ensemble selon la revendication 19, caracté-

risé en ce que le moyen de filtre muni d'un agent de sorptiori (280) du dispositif consommateur est associé au moyen de convoyage de façon que le débit du carburant gazeux entre le moyen de stockage du dispositif consommateur et le moyen de combinaison du générateur de force motrice traverse également le moyen

de filtre muni d'un agent de sorption du dispositif consomma-

teur.

21 - Ensemble selon la revendication 20, caractéri-

sé en ce que le moyen de filtre muni d'un agent de sorption du dispositif conscmateur réintroduit par désorption darns le courant de carburant gazeux, au moins en partie, les constituants prédéterminés extraits entre le moyen de stockage du dispositif consommateur et le moyen de combinaison du

générateur de force motrice.

22 - Ensemble comportant un véhicule (212) alimenté en carburant gazeux à base d'hydrocarbures et un appareil

de ravitaillement en carburant (10) pour ce véhicule, carac-

térisé en ce qu'il comprend en combinaison: - un moyen d'entrée (28) pour l'appareil de ravitaillement destiné à être connecté pour communication par fluide à une source de carburant gazeux;

- un moyen de caresseur hermétique (42,64) sur l'appea-

reil de ravitaillement pour comprimer le carburant gazeux de manière à augmenter sa pression jusqu'à une valeur maximum prédéterminée;

- un moyen de refroidissement par air -(50) sur l'appa-

reil de ravitaillement pour diminuer la température du 54. carburant gazeux comprimé; - un moyen de filtre (32;68;72) muni d'un agent de sorption tion sur l'appareil de ravitaillement pour extraire par

sorption, au moins en partie, certains constituants pré-

déterminés du carburant gazeux;

- un moyen de décharge ({6) sur l'appareil de ravitail-

lement pour fournir le carburant gazeux comprimé au véhicu-

le, le moyen de décharge comportant une conduite de fluide

destinée à être connectée sélectivement et de manière amo-

vible à un moyen d'entrée de carburant du véhicule de ma-

nière & le ravitailler de manière sélective;

- un moyen de stockage (o100) sur le véhicule pour sto-

cker une quantité prédéterminée du carburant gazeux comprimé sur le véhicule, ce moyen de stockage comportant un agent de sorption pour provoquer la sorption de la quantité

prédéterminée du carburant gazeux comprimé;.

- un générateur de force motrice (234) sur le véhicule ayant un moyen pour combiner le carburant gazeux a l'air

afin de produire l'énergie mécanique nécessaire à la mar-

che du véhicule; - un moyen pour acheminer le carburant gazeux au moyen de stockage du véhicule à partir du moyen d'entrée de carburant et pour acheminer le carburant gazeux à partir moyen de stockage du véhicule jusqu'au moyen de combinaison du générateur de force motrice; et - un moyen de filtre (280) muni d'un agent de sorption sur le véhicule associé au moyen de convoyage pour filtrer par sorption le courant de carburant gazeux se dirigeant

vers le moyen de stockage du véhicule.

23 - Ensemble selon la revendication 22, caracté-

risé en ce que la pression maximum & laquelle le carburant gazeux est stocké dans le moyen de stockage du véhicule,

est inférieure à environ 3,5 MPa.

24 - Ensemble selon la revendication 23, caracté-

risé en ce que la pression maximum à laquelle le carburant gazeux est stocké dans le moyen de stockage du véhicule

est ouris entre environ 0,7 MPa et environ 2,8 MPa.

55.

- Ensemble selon la revendication 24,.carac-

térisé en ce que le moyen de filtre (280) muni d'un agent de sorp-

tion du véhicule enlève par sorption, au moins en partie, des constituants prédéterminés du carburant gazeux avant que ce carburant soit acheminé au moyen de stockage du véhicule.

26 - Ensemble selon la revendication 25, caracté-

risé en ce que le imoyen de filtre (280) mui d'un agent de sorp-

tion du véhicule est associé au moyen de convoyage de sorte que le courant de carburant gazebx entre le moyen de stockage de véhicule et le moyen de combinaison du générateur de force motrice traverse également le moyen de filtre muni

d'un agent de sorption du véhicule.

27 - Ensemble selon la revendication 26,caractéri-

sé en ce que le moyen de filtre (280) muni d'ur agent de sorption du véhicule réintroduit par désorption, au moins en partie les constituants prédéterminés extraits, dans le courant de

carburant gazeux circulant entre le moyen de stockage du véhicu-

le et le moyen de combinaison du générateur de force motrice.

28 - Ensemble selon la revendication 27, caracté-

O20 risé en ce que le véhicule coprend un moyen (112) pour augmenter

la température du moyen de filtre muni d'un agent de sorp-

tion du véhicule lorsque le carburant gazeux est acheminé du moyen de stockage du véhicule au moyen de combinaison

du générateur de force motrice.

29 - Ensemble selon la revendication 28,caractéri-

sé en ce que le moyen d'augmentation de la température est associé au générateur de force motrice de sorte que la chaleur dégagée par le fonctionnement du générateur de force motrice est utilisée au moins en partie par le moyen

d'augmentation de la température.

- Ensemble selon la revendication 24, caracté-

risé en ce que l'agent de sorption du moyen de stockage du véhicule et l'agent de sorption du moyen de filtre muni

d'un agent de sorption du véhicule sont tous deux consti-

tués de charbon activé.

31 - Ensemble selon la revendication 25, caractérisé 56. en ce que les constituants prédéterminés comprennent l'eau,

la vapeur, l'huile, le propane et le butane.

32 - Ensemble selon la revendication 22, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre au moins un récipient de stockage (82) sur l'appareil de ravitaillement, ce récipient de stockage contenant un agent de sorption et étant destiné à stocker par sorption une seconde quantité prédéterminée

du carburant gazeux comprimé.

33 - Ensemble selon la revendication 32, caracté-

risé en te que l'agent de sorption du récipient de stockage de l'appareil de ravitaillement est constitué de charbon active.

34 - Ensemble elon la revendication 32, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de commande de l'appareil de ravitaillement pour fournir le carburant gazeux comprimé au véhicule à partir soit du moyen de compresseur soit du récipient de stockage de l'appareil de ravitaillement, ce moyen de commande étant destiné à provoquer la fourniture initiale du carburant gazeux

au véhicule A partir du récipient de stockage de l'appa-

reil de ravitaillement lorsque la pression initiale à l'in-

térieur de ce récipient est généralement égale ou supérieu-

re à une seconde valeur prédéterminée, et étant en outre

destiné à provoquer le contournement du récipient de stocka-

ge de l'appareil de ravitaillement de manière à fournir le carburant gazeux comprimé au véhicule A partir du moyen de compresseur lorsque la pression régnant dans le récipient de stockage de l'appareil de ravitaillement tombe au-dessous

d'une troisième valeur prédéterminée.

35 - Ensemble selon la revendication 34, caracté-

risé en ce que le moyen de commande est destiné à fournir automatiquement le carburant gazeux comprimé au récipient de stockage de l'appareil de ravitaillement après que la condui te de fluide ait été débranchée du véhicule ou en variante après que la pression du carburant gazeux dans le véhicule ait augmenté généralement jusqu'à une quatrième valeur 57. prédéterminée, le moyen de commande étant en outre destiné

à mettre le compresseur hors service après que la pres-

sion du carburant gazeux dans le récipient de stockage de l'appareil de ravitaillement ait augmenté généralement

jusqu'à la seconde valeur prédéterminée.

36 - Ensemble selon la revendication 22, carac-

térisé en ce que le moyen de compresseur comprend un moyen

de compression d'un premier étage (49) pour augmenter initiale-

ment la pression du carburant gazeux et un moyen de com-

pression d'un second étage (64) pour augmenter encore la pression du carburant gazeux comprimé provenant du moyen

de compresseur du premie.r étage,le moyen de refroidisse-

ment par ai (50) comportar uj échangeur de chaleur intermé-

diaire destiné à diminuer la température du carburant ga-

zeux pressurisé provenant du moyen de compression du pre-

mier étage avant qu'il soit de nouveau pressurisé dans le

moyen de compression du second étage.

37 - Ensemble selon la revendication 36, carac-

térisé en ce que les moyens de compression du premier et se-

condétage'(42;64) sont constitués chacun d'un compresseur

à gaz hermétique du type réfrigérant.

38 - Ensemble selon la revendication 36,caracté-

risé en ce que ce moyen de ccrpresseur (42,64 -comprend un compresseur hermétique à deux étages, ce compresseur étant

destiné à communiquer par fluide avec l'échangeur de cha-

leur intermédiaire entre étages.

39 - Ensemble selon la revendication 22, carac-

térisé en ce qu'il comprend en outre un moyen de séparation d'humidité (bb) entre le moyen de refo ssement pai air(50) et le moyen de filtre muni d'un agent de sorption de l'appareil

de ravitaillement.(72).

- Ensemble selon la revendication 39, carac-

térisé en ce que le moyen d'extraction d'humidit6 (68)comprend

un moyen de réfrigératicn(n4) pour refroidir encore le carbu-

rant gazeux comprimé au-dessous de la température ambiante

dans le but d'en enlever l'humidité.

58.

41 - Ensemble selon la revendication 39, caracté-

risé en ce que le moyen d'extraction d'humidité (68). est consti-

tué d'un dispositif è tube & tourbillonnement.

42 - Ensemble selon la revendication 22, caracté-

risé en ce qu'il comprend -en outre un moyen de filtre de lu-

brifiant 156) sur le refoulea-ent it moyen de compresseur hermé-

tique pour emprisonner et recueillir pratiquement tous les

lubrifiants du moyen de compresseur présents dans le carbu-

rant gazeux comprimé, un moyen de conduite de fluide reliant le moyen de filtre du lubrifiant à l'aspiration du moyen de

compresseur, ce moyen de conduite comportant un moyen deval--

ve (60) et un moyen de commande pour maintenir le moyen de valve à l'état fermé lorsque le moyen de compresseur est mis en service et pour ouvrir le moyen de valve lorsque le

moyen de compresseur est mis hors service afin que le carbu-

rant gazeux comprimé aille du refoulement à l'aspiration du nyen r.de compresseur dans le but d'équilibrer pratiquement les pressions entre eux et que les lubrifiants recueillis

soient entrainés vers l'aspiration du moyen de compres-

seur.

43 - Combinaison d'un véhicule alimenté en gaz naturel ou autre dispositif utilisant du gaz naturel et d'un module de ravitaillement en gaz naturel (10) pour le ravitaille: ment du véhicule ou autre dispositif, caractérisée en ce qu'elle comprend: - une entrée (28) sur le module destinée à être reliée à un système de fourniture de gaz naturel; - au moins un compresseur à gaz herméticue (42,64) sur le

module ayant son aspiration reliée à l'entrée pour compri-

mer le gaz naturel et augmenter sa pression jusqu'à une va-

leur maximum prédéterminée inférieure à environ 2,8 MPa; - au ioins un sepentin (50) d'échangeur de chaleur sur le module ayant son intérieur communiquant par fluide avec lE refoulement du compresseur dans le but d'y faire passer le gaz naturel comprimé, un moyen d'ach/r'nement (52) associé à l'échangeur de chaleur pour diriger l'air ambiant sur

59. 2580778

l'échangeur de chaleur afin de refroidir le gaz naturel comprimé qu'il contient; - une chambre a filtre (72) comportant un adsorbant sur le module destiné à adsorberau moins en partie, les constituants de queue du gaz naturel comprimé;

- au moins un récipient,(82) surle module de stocka-

ge renfermant un adsorbant pour stocker par adsorption le gaz naturel comprimé provenant du filtre comportant un adsorbant généralement à une première valeur prédéterminée, le récipient de stockage contenant un adsorbant de manière à diminuer la pression de stockage du gaz naturel; un moyen de sortie (86) sur le-module poufournir sélectivement le gaz naturel comprimé au véhicule, ce moyen de sortie comprenant une conduite de sortie de fluide reliée

sélectivement et de manière amovible à l'entrée de carbu-

rant sur le véhicule; - un imoyen de commande sur le module pour amenër le véhicule à être initialement réapprovisionné à partir du

récipient de stockage si la pression du gaz naturel à l'in-

térieur de ce récipient est généralement égale ou supérieu-

re à une seconde valeur prédéterminée, et pour provoquer

le contournement du récipient de stockage de manière à réap-

provisionner le véhicule à partir du compresseur si la pression du gaz naturel dans le récipient de stockage est inférieure à la seconde valeur prédéterminée, ce moyen

de commande étant en outre destiné à provoquer le remplis-

sage du récipient de stockage avec le gaz naturel comprimé après que la conduite de sortie de fluide ait été débranchée de l'entrée de carburant du véhicule ou en variante après que la pression du gaz naturel dans le véhicule ait atteint une troisième valeur prédéterminée; - au moins un récipient de stockage (10o) muni a'un adsorbant sur le véhicule afin de stocker par adsorption une fourniture autonome de gaz naturel, le récipient de stockage du véhicule contenant un agent d'adsorption de

manière à réduire la pression de stockage du gaz naturel.

60. - un moteur à coembustion interne (234) sur le véhicule (212) comportant un moyen de carburation -(236) afin de combiner le

gaz naturel & l'air et produire l'énergie mécanique néces-

saire à la marche du véhicule; et - un moyen (240) sur le véhicu3 pour acheminer le gaz naturel jusqu'au récipient de stockage du véhicule à partir de l'entrée de carburant et pour acheminer le gaz naturel entre le récipient de stockage du véhicule et le moyen de

carburation du moteur.

44 - Combinaison selon la revendication 43, carac-

téris e en ce que le gaz n&turel est stocké dans le véhicule et les récipients de stockage (100; 214; 224) du module a une

pression inférieure à environ 2,8 MPa.

- Combinaison selon la revendication 44, carac-

* térisée en ce qu'elle comprend en outre un premier moyen

pour extraire l'humidité du gaz naturel provenant de l'en-

tree avant son admission dans le compresseur et un second moyen.(68) pour extraire l'humidité dugaz naturel comprimé avant son admission dans la chambre & filtre comportant

un adsorbant du véhicule.

46 - Combinaison selon la revendication 45, carac-

térisée en ce que le premier moyen d'extraction d'humidité comprend un filtre déshydratant renfermant un adsorbant poux

&dsorber l'humidité du gaz naturel.

47 - Combinaison selon la revendication 45, carac-

térisée en ce que le second moyen d'extraction d'humidité comprend un moyen de réfrigération pour refroidir le gaz naturel comprimé au-dessous de la température ambiante afin

d'en séparer l'humidité, et un moyen de vidange pour enle-

ver l'humidité séparée du moyen de réfrigération.

48 - Combinaison selon la revendication 45,carac-

térisée en ce que le second moyen d'extraction d'humidité

comprend un dispositif à tube à tourbillonnement.

49 - Combinaison selon la revendication 43, carac-

térisé en ce que le module (10) comprend en outre au moins 61. un moyen de filtre <56) de lubrifiant sur le refoulement du compresseur hermétiquepour pratiquement emprisonner et recueillir les lubrifiants du compresseur contenus dans le

gaz naturel comprimé, une conduite (57) de retour de fluide re-

liant le moyen de filtre de lubrifiant à l'aspiration du compresseur, la conduite de retour de fluide comportant une

valve (61) actionnée par solénoïde électrique, le moyen de com-

mande étant en outre destiné à fermer la valve lorsque le compresseur est mis en service et à ouvrir la valve lorsque le compresseur est mis hors service, la valve & l'état ouvert permettant la circulation de gaz naturel comprimé entre le

refoulement et l'aspiration du compresseur de manière & pra-

tiquement équilibrer la pression entre eux et entraîner les

lubrifiants recueillis du compresseur dans son aspiration.

50 - Combinaison selon la revendication 49, caractérisée en ce qu'au moins un moyen de filtre de lubrifiant est placé généralement en un endroit contigu au serpentin de l'échangeur de chaleur et au-dessous de son niveau le plus bas de manière à permettre la vidange du lubrifiant du compresseur et à le recueillir dans le

moyen de filtre de lubrifiant.

51 - Combinaison selon la revendication 43, carac-

térisée en ce que le véhicule comprend également une cham-

bre & filtre muni d'un agent d'adsorption destinée à adsor-

ber les constituants de queue que contient le gaz naturel

comprimé,cette chambre étant associée au moyen de convoya-

ge pour filtrer par adsorption le courant de gaz naturel

se dirigeant vers le récipient de stockage du véhicule.

52 - Combinaison selon la revendication 51, carac-

térisée en ce que la chambre à filtre du véhicule enlève par adsorption, au moins en partie, les constituants de

queue du gaz naturel.

53 - Combinaison selon la revendication 52, carac-

térisée en ce que la chambre à filtre du véhicule est égale-

ment associée au moyen de convoyage, de sorte que le cou-

rant de gaz naturel entre le récipient de stockage du 62. véhicule et le moyen de carburation traverse également la

chambre & filtre du véhicule.

54 - Combinaison selon la revendication 53, carac-

térisée en ce que la chambre A filtre du véhicule réintro-

duit par désorption, au moins en partie, les constituants de queue enlevés dans le courant de gaz naturel allant du

récipient de stockage du véhicule au moyen de carburation.

- Procédé de fonctionnement d'un bloc d'alimen-

tation au gaz naturel pour véhicuaeoeortant un moter (234) capan-

ble de consommer du gaz naturel, et de fonctionnement d'un appareil (10) de ravitaillement en carburant pour le véhicule, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes:

- l'extraction de gaz naturel à partir d'une sour-

ce de gaz naturel et son acheminement jusqu'à l'appareil de ravitaillement; - la compression du gaz naturel dans l'appareil de ravitaillement dans le but d'augmenter sa pression; - le refroidissement du gaz naturel comprimé dans

l'appareil de ravitaillement de manière à réduire sa tempé- rature; - le stockage d'une quantité prédéterminée du gaz naturel comprimé

dans l'appareil de ravitaillement; - la décharge du gaz naturel comprimé dans une entrée de carburant du véhicule pour qu'il y soit consommé;

- l'acheminement du gaz naturel a partir de l'en-

tree de carburant pour qu'il traverse un filtre afin d'enle-

ver par adsorption au moins une partie de certains consti-

tuants prédéterminés du gaz naturel; - le stockage d'une quantité prédéterminée du gaz naturel filtré dans le véhicule;

- le retour du gaz naturel stocké pour qu'il tra-

verse le filtre afin de réintroduire par désorption au moins une partie des constituants prédéterminés enlevés dans le courant de gaz naturel se dirigeant vers le moteur;

56 - Procédé selon la revendication 55, caracté-

risé en ce qu'il comprend en outre le filtrage du gaz naturel 63.

en le faisant traverser un agent d'adsorption avant se dé-

charge dans l'entrée de carburant du vhiécule.

57. Procédé selon la revendication 56, caractéri-

sé en ce que les deux étapes de stockage comprennent la sorption du gaz naturel sur un agent de sorption.

58. Procédé selon la revendication 57, caracté-

risé en ce que le gaz naturel est stocké dans le véhicule

à une pression inférieure à environ 2,8 MPa.

59. Procédé selon la revendication 58, caractéri-

sé en ce qu'il comprend l'étape de chauffage du filtre si-

multanément à l'étape d'acheminement du gaz naturel stocké

à travers le filtre.

60. Procédé selon la revendication 59, caractéri-

sé en ce qu'il comprend en outre l'étape d'utilisation, au

moins en partie, de la chaleur dégagée par le moteur de ma-

nière à chauffer le filtre. -

61. Procédé selon la revendication 60, caractéri-

sé en ce que le gaz naturel est stocké et filtré tant sur le véhicule que dans l'appareil de ravitaillement au moyen d'un stockage par sorption et d'un filtrage du gaz naturel sur du

charbon activé.