FR2852113A1 - Regulateur de pression - Google Patents

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Abstract

Il comprend une valve principale de réduction de la pression régulée d'un gaz à pression élevée introduit par un orifice d'entrée dans le régulateur.Un piston plongeur (160) interconnecte un diaphragme (120) de réaction à la valve principale (131) et à une valve auxiliaire (140) de régulation de pression dont un clapet (141) est monté sur le piston plongeur et coopère avec un siège (142) sur des moyens de réglage (170) qui permettent de régler la valeur de la chute de pression dans la valve auxiliaire de régulation de pression et la pression de sortie de la valve.Application à la régulation de pression et de débit avec précision en cas de fluctuation importante de la pression d'entrée.

Description

REGULATEUR DE PRESSION
La présente invention se rapporte à un régulateur de pression pour réduire la pression régulée d'un gaz à pression élevée introduit et obtenir une pression régulée prédéterminée, lequel régulateur de pression est approprié pour être utilisé dans les appareils utilisant du gaz liquéfié, les installations d'alimentation en gaz et similaires, et en particulier pour stabiliser l'alimentation en carburant de cellules de carburant 10 du type à oxyde solide (SOFC) et de cellules de carburant du type à polymère solide (PEFC).
Les gaz liquéfiés et les gaz usuels à pression élevée qui sont stockés par exemple dans des réservoirs cylindriques de gaz, présentent souvent des pressions non régulées très élevées et ne peuvent pas être utilisés directement. Les pressions 15 non régulées des gaz à haute pression et des gaz usuels à pression élevée fluctuent de façon notable en fonction de facteurs tels que la température ambiante et la quantité de gaz restante. En conséquence, les régulateurs (ou contrôleurs) de pression pour réduire la pression des gaz à pression élevée ont été précédemment utilisés largement dans les appareils utilisant du gaz liquéfié, les installations d'alimentation en gaz, et 20 similaires. Les régulateurs de pression comportent des structures dans lesquelles la pression régulée est détectée par un diaphragme, et une valve de régulation capable de se déplacer en correspondance au déplacement du diaphragme, est actionnée de sorte que la pression régulée devienne égale à une pression prédéterminée dans le cas o la pression non régulée varie ou fluctue, et on obtient ainsi une pression régulée 25 prédéterminée. Un régulateur de pression présentant la structure décrite ci-dessus est par exemple décrit dans la Demande de Brevet Japonais non examinée JP-8(1996)303773.
On a utilisé en pratique des régulateurs de pression présentant diverses structures conçues en correspondance avec la gamme de fonctionnement de pressions 30 régulées requises, les caractéristiques de réponse et la stabilité requises. En correspondance avec la qualité nécessaire de la pression régulée, on a utilisé jusqu'à maintenant un type de régulateur de pression ou une combinaison de plusieurs types de régulateurs de pression, et on a ainsi obtenu une pression régulée prédéterminée.
On va décrire en référence aux figures 15A, 15B et 15C des structures de 35 régulation de pression classiques. Les figures 1 5A, 1 5B et 1 5C sont des représentations schématiques des structures fondamentales des régulateurs de pression classiques. La figure 15A est une représentation schématique d'un régulateur de pression du type à valve unique. En référence à la figure 15A, un \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 1OO\22 1 59 doc - 1er nas 2004 - 1172 régulateur de pression 500 comprend un diaphragme 504, qui sépare une région dans un boîtier 501 en une chambre 502 de régulation de pression et en une chambre atmosphérique 503. Le régulateur de pression 500 comprend également un orifice 505 d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée avant réglage est 5 introduit dans le régulateur de pression 500. Ce régulateur de pression 500 comprend en outre une valve de régulation 506, qui est interconnecté avec le diaphragme 504.
La valve de régulation 506 ou réfère une ouverture 506c, à travers laquelle l'orifice 505 d'introduction de gaz et la chambre 502 de régulation de pression communiquent mutuellement. La valve 506 de régulation de pression réalise les opérations 10 d'ouverture et de fermeture de l'ouverture 506c du côté de la pression non régulée et réduit et régule ainsi la pression non régulée pour l'amener à la pression régulée. Le régulateur de pression 500 comprend en outre un orifice 508 de décharge de gaz, à travers lequel est déchargé le gaz présentant la pression régulée et ayant traversé la chambre de régulation de pression 502. Le régulateur de pression 500 comprend 15 également un poids 509, qui sollicite le diaphragme 504 vers la direction d'ouverture de la valve de régulation de pression 506 et fixe ainsi la pression régulée.
Le régulateur de pression 500 est basé sur la détection d'une différence de pression entre la pression atmosphérique et la pression régulée. De façon spécifique, la force due à l'action sur la surface du diaphragme 504 de la différence de pression 20 entre la pression atmosphérique et la pression régulée, agit dans la direction de fermeture de la valve de régulation 506 et l'action de la gravité sur le poids 509 agit dans la direction d'ouverture de la valve de régulation 506. Dans un état dans lequel la force due à l'action sur la surface du diaphragme 504 de la différence de pression entre la pression atmosphérique et la pression régulée et l'action de la gravité sur le 25 poids 509, sont mutuellement équilibrées, la pression régulée est maintenue à la pression fixée. Dans le cas o la pression du côté de décharge du gaz, c'est-à-dire la pression régulée dans la chambre 502 de réglage de pression, est supérieure à la pression fixée, le diaphragme 504 est déplacé vers le côté de la chambre atmosphérique 503, et la valve de régulation 506 est actionnée dans la direction qui 30 ferme l'ouverture 506c. Dans le cas o la pression régulée dans la chambre 502 de régulation de pression est inférieure à la pression fixée, le diaphragme 504 est déplacé vers le côté de la chambre 502 de régulation de pression, et la valve de régulation 506 est actionnée dans la direction qui ouvre l'ouverture 506c. De façon plus spécifique, le déplacement du diaphragme 504 se produisant à la suite de la 35 détection de la différence de pression mentionnée ci- dessus entre la pression atmosphérique et la pression régulée, est transmise à la valve 506 de réglage, qui est située du côté d'introduction du gaz, et la pression régulée est maintenue à la \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159 doc - 1er mri 2004 - 2172 pression prédéterminée, du fait de la pression régulée par les opérations d'ouverture et de fermeture de la valve de régulation 506.
Cependant, dans le cas du régulateur de pression 500 du type à valve unique décrit ci-dessus, il se produit une perte de pression due au courant de gaz s'écoulant à 5 travers la valve de régulation 506, et la force qui déplace le diaphragme 504 vers le côté de la chambre atmosphérique 503, c'est-à-dire la force qui agit dans la direction qui ferme la valve de régulation 506, est augmentée de façon excessive de la valeur de la chute de pression décrite ci-dessus agissant sur la surface de la valve de réglage 506. Comme décrit ci-dessus, la valve de réglage 506 réalise une opération 10 d'ouverture et de fermeture de l'ouverture 506c depuis le côté à pression non régulée. En conséquence, dans le cas o la pression non régulée devient élevée, la force excessive mentionnée ci-dessus et agissant dans la direction qui ferme la valve de régulation 506 devient importante. En conséquence, il se pose un problème du fait que lorsque la pression non régulée devient élevée, la tension régulée devient 15 progressivement faible et le courant de gaz cesse avec l'écoulement du temps.
La figure 15B est une représentation schématique montrant un régulateur de pression du type de valve duplex. En référence à la figure 15B, un régulateur de pression 600 comprend un diaphragme 604, qui sépare une région dans un boîtier 601 en une chambre 602 de régulation de pression et en une chambre atmosphérique 20 603. Le régulateur de pression 600 comprend également un orifice 605 d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée et dont la pression n'a pas encore été régulée, est introduit dans le régulateur de pression 600. Ce régulateur de pression 600 comprend en outre deux valves de régulation 606 et 607, qui sont interconnectées avec le diaphragme 604. Les valves de régulation 606 et 607 ouvrent 25 et ferment respectivement deux ouvertures 606c et 607c, à travers lesquels l'orifice 605 d'introduction de gaz et la chambre 602 de régulation de pression communiquent l'une avec l'autre. Les valves de régulation 606 et 607 réduisent et régulent ainsi la pression non régulée jusqu'à la pression régulée. Le régulateur de pression 600 comprend encore en outre un orifice 608 de décharge de gaz, à travers lequel le gaz à 30 la pression régulée et ayant traversé la chambre 602 de régulation de pression, est déchargé. Le régulateur de pression 600 comprend également un poids 609, qui sollicite le diaphragme 604 vers la direction d'ouverture de la valve de régulation 606 et fixe par conséquent la pression régulée.
Les deux valves de régulation 606 et 607 décrites ci-dessus sont situées de 35 sorte que la valve de régulation 606 réalise les opérations d'ouverture et de fermeture de l'ouverture 606c, qui communique avec la chambre 602 de régulation de pression, à partir du côté à pression non régulée, et de sorte que la valve de régulation 607 réalise les opérations d'ouverture et de fermeture du passage 607c du côté à pression \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\2210O\22159.doc - ler mars 2004 - 3/72 régulée. En conséquence, avec le régulateur de pression 600 du type de valve duplex, la force due à la chute de pression se produisant dans la valve de régulation 606 et la force due à la chute de pression se produisant dans la valve de régulation 607 agissent dans des directions opposées et s'annulent mutuellement. Ainsi, la chute de 5 la pression régulée accompagnant l'augmentation de la pression non régulée peut être compensée, et la pression régulée peut être maintenue à une pression prédéterminée.
Comme décrit ci-dessus, le régulateur de pression 600 du type de valve duplex présente de bonnes performances. Cependant, le régulateur de pression 600 de valve duplex présente un problème en ce que les deux valves de régulation 606 et 607 ne 10 peuvent pas toujours être disposées de façon appropriée. Même si les deux valves de régulation 606 et 607 peuvent être disposées de sorte qu'elles viennent simultanément en contact avec leurs sièges de valve, la chute de pression de l'écoulement de gaz traversant la valve de régulation 606 et la chute de pression de l'écoulement de gaz traversant la valve de régulation 607 ne peuvent pas toujours 15 être égales l'une à l'autre. En conséquence, il n'est pas toujours possible de constituer le régulateur de pression 600 du type de valve duplex de sorte que la force exercée par la pression non régulée sur la valve de régulation 606 et la force exercée par la pression non régulée sur la valve de régulation 607 s'annulant parfaitement l'une avec l'autre.
La figure 15C est une représentation schématique montrant un régulateur de pression modifié du type de valve duplex. En référence à la figure 15C, un régulateur de pression 700 comprend un diaphragme 704 qui sépare une région dans un boîtier 701 en une chambre 702 de régulation de pression et en une chambre atmosphérique 703. Le régulateur de pression 700 comprend également un orifice 705 25 d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée et dont la pression n'a pas encore été régulée, est introduit dans le régulateur de pression 700. Ce régulateur de pression 700 comprend en outre une valve de régulation 706 qui est interconnectée avec le diaphragme 704. La valve de régulation 706 ouvre et ferme une ouverture 706c, à travers laquelle l'orifice 705 d'introduction de gaz et la 30 chambre 702 de régulation de pression communiquent mutuellement. La valve de régulation 706 réduit et régule ainsi la pression non régulée jusqu'à la pression régulée. Le régulateur de pression 700 comprend en outre un élément de régulation 707 qui est constitué d'une bague torique et subit un déplacement coulissant avec la valve de régulation 706. Le régulateur de pression 700 comprend également un 35 orifice 708 de décharge de pression, à travers lequel le gaz à la pression régulée et ayant traversé la chambre 702 de régulation de pression, est déchargé. Le régulateur de pression 700 comprend en outre un poids 709, qui sollicite le diaphragme 704 vers la direction d'ouverture de la valve de régulation 706 et fixe ainsi la pression régulée.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - I " mars 2004 - 4/72 La valve de régulation 706 réalise les opérations d'ouverture et de fermeture de l'ouverture 706c, qui communique avec la chambre 702 de régulation de pression, à partir du côté à pression non régulée. La pression non régulée venant de l'orifice 705 d'introduction des gaz agit sur une surface de l'élément de régulation 707, qui est 5 constitué par la bague torique. La pression régulée qui vient de la chambre 702 de régulation de pression via un passage 710 d'écoulement de gaz à travers un piston plongeur, agit sur l'autre surface de l'élément de régulation 707. La force due à la différence de pression entre la pression non régulée qui agit sur la surface de l'élément 707 de régulation, et la pression régulée qui agit sur l'autre surface de 1o l'élément de régulation 707, est exercée sur l'élément de régulation 707. La force qui est ainsi exercée sur l'élément de régulation 707 annule la force due à la valeur de la chute de pression qui agit sur la valve de régulation 706 et donc sur la surface de la valve de régulation 706. En conséquence, même si la pression non régulée devient élevée, la pression régulée est susceptible d'être maintenue à la valeur de pression 15 prédéterminée. Avec le régulateur de pression modifié 700 du type de valve duplex, l'élément de régulation 707 (correspondant à la valve de régulation 607 du régulateur de pression 600 du type de valve duplex représenté sur la figure 15B) est constitué par la bague torique capable de subir le déplacement de coulissement et les problèmes concernant l'emplacement des deux valves de régulation 606 et 607 du 20 régulateur de pression 600 du type de valve duplex représenté sur la figure 15B, sont ainsi résolus.
Comme décrit ci-dessus, le régulateur de pression du type à valve unique présente une structure simple mais se heurte à un problème en ce que la pression régulée ne peut pas toujours être obtenue avec précision du fait d'une gamme de 25 pressions non régulées relativement large. Pour obtenir la pression régulée à partir d'une gamme de pressions non régulées relativement large en utilisant un régulateur de pression du type à valve unique, il est nécessaire d'utiliser plusieurs régulateurs de pression du type à valve unique afin de réduire progressivement la pression non régulée à partir de la pression élevée jusqu'à une pression intermédiaire et depuis la 30 pression intermédiaire jusqu'à une pression faible. Cependant, dans ce cas, les avantages du régulateur de pression du type à valve unique concernant la structure simple sont perdus. Egalement, dans le cas o plusieurs régulateurs de pression du type à valve unique sont reliés les uns aux autres, il est nécessaire que la charge pour la régulation de pression dans le régulateur de pression situé du côté amont, c'est-à35 dire le régulateur de pression agissant sur la pression élevée, soit fixée à une valeur importante. Cependant, dans un tel cas, les caractéristiques de suivi par rapport à des fluctuations marquées de la pression ne peuvent pas être maintenues à des valeurs favorables.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ier mars 2004 - 5/72 Le régulateur de pression du type de valve duplex décrit ci-dessus présente théoriquement de bonnes performances. Cependant, le régulateur de pression du type de valve duplex présente des problèmes en ce que deux valves de régulation ne peuvent pas toujours être disposées de façon appropriée, et en conséquence, le 5 régulateur de pression du type de valve duplex ne peut pas toujours être utilisé en pratique. Le régulateur de pression modifié du type de valve duplex décrit ci-dessus est pratique et économique mais rencontre les problèmes décrits ci-dessous. De façon spécifique, comme la valeur de la chute de pression se produisant dans la valve de régulation varie en correspondance avec le débit d'écoulement de gaz, il est 10 sensiblement impossible d'annuler la force exercée sur la valve de réglage, avec la force exercée sur l'élément de régulation constitué par la bague torique. En conséquence, une erreur de réglage de la pression régulée se produit en correspondance à la variation de la pression non régulée.
Par ailleurs, comme l'organe de régulation (c'est-à-dire la bague torique) subit 15 le déplacement de coulissement en correspondance à la variation de la pression non régulée, la résistance de friction sur la partie de l'élément de régulation est élevée. En conséquence, on rencontre le problème que la caractéristique de réponse du contrôle de la pression régulée ne peut pas être maintenue à des valeurs favorables du fait de la variation de la pression non régulée. Il en résulte que la régulation de pression en 20 cas de variation importante de la pression non régulée ne peut pas être obtenue rapidement et que la fluctuation de la pression régulée devient importante. Afin de faire face aux problèmes décrits cidessus, un lubrifiant est habituellement appliqué sur la partie coulissante de la bague torique. Cependant, dans le cas o un gaz présentant les propriétés dissolvantes élevées est introduit dans le régulateur de 25 pression modifié du type de valve duplex, le lubrifiant est attaqué chimiquement par le gaz, et les caractéristiques de réponse du contrôle de la pression régulée en cas de variation de la pression non régulée deviennent rapidement mauvaises. En conséquence, on peut utiliser le lubrifiant uniquement dans le cas o un gaz inerte est introduit dans le régulateur de pression modifié du type de valve duplex.
Par ailleurs, dans le cas o la pression du gaz à pression élevée est réduite et régulée avec le régulateur de pression prévu avec le diaphragme, on souhaite que la pression qui a été régulée à la pression de régulation fixée soit capable d'être réalisée avec précision dans une large gamme de pressions non régulées. Cependant, dans les cas o la pression régulée est fixée par modification de la charge de régulation de la 35 pression appliquée au diaphragme, si la différence entre la pression la plus élevée de la pression non régulée et la pression fixée pour la pression régulée, est importante, il apparaît le problème que la précision de régulation de la pression devient faible.
\\WHRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc- lermars 2004 - 6/72 De façon spécifique, dans le cas o le degré de réduction de la pression avec une valve de régulation est élevé, la fluctuation de pression par rapport à la fluctuation du degré d'ouverture de la valve de régulation devient importante. En conséquence, la précision de fonctionnement de la valve de régulation et la précision 5 de fabrication de la structure de la valve affectent largement la précision avec laquelle la pression est régulée. Cependant, il n'est pas toujours possible d'obtenir une précision de fonctionnement élevée de la valve de régulation et une précision de fabrication élevée de la structure de la valve.
Compte tenu des circonstances exposées ci-dessus, selon un aspect de la 10 présente invention, comme on le décrira plus tard, on utilise deux étages de moyens de régulation ou de contrôleur, c'est-à-dire des moyens de contrôleur de premier étage comprenant un diaphragme et une valve de régulation et des moyens de contrôleur de deuxième étage comprenant un diaphragme et une valve de régulation, et la pression de régulation est réalisée en deux étapes afin d'améliorer la précision 15 de la régulation de pression. Cependant, si on utilise simplement deux étapes de moyens de régulation en parallèle, le problème apparaît en ce que la taille du régulateur de pression ne peut pas être maintenue à une valeur limitée.
En outre, actuellement la valve de régulation réalise la réduction de la pression avec une valve à très faible encombrement. En conséquence, habituellement au 20 moins l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la valve de régulation est réalisé en un matériau élastique tel qu'un matériau élastomère. Cependant, dans de tels cas, des problèmes se présentent en ce que divers types de gaz autres que les gaz inertes provoquent un gonflement du corps élastique jusqu'à un certain niveau et une variation de volume. Cette variation de volume du corps élastique apparaît 25 principalement dans les directions d'ouverture et de fermeture de la valve de régulation. En conséquence, l'espace de valve entre le clapet de valve et le siège de clapet devient faible au cours de la durée d'utilisation, et la pression régulée devient faible. En particulier, dans le cas o un gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, telles que le diméthyléther gazeux est introduit dans le régulateur de 30 pression, il arrive souvent que l'écoulement de gaz s'arrête en quelques dizaines de minute.
En outre, dans les cas o on utilise une résine synthétique d'application générale comme matériau pour un élément constituant le régulateur de pression, il apparaît les problèmes décrits ci-dessous. En particulier, lorsque l'élément constitué 35 d'un certain type de résine synthétique d'application générale est mis en contact avec le gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, tel que du diméthyléther gazeux, pendant une longue période de temps, l'élément rencontre des problèmes de perméabilité au gaz, de fissures et similaires et il devient inutilisable.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc - 1 er mars 2004 - 7/72 On espère que l'on pourra utiliser le diméthyléther comme substitut à un gaz de pétrole liquéfié, comme carburant pour des cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC), et comme carburant pour des cellules à carburant du type à polymère solide (PEFC). Cependant, le diméthyléther présente une grande variation de la 5 pression de vapeur en fonction de la température. Par exemple, dans le cas o la température de l'environnement d'utilisation d'au plus 80 0C est prise en considération, la pression de vapeur du diméthyléther monte à des valeurs aussi élevées que 2000 kPa. Dans le cas o la régulation de pression doit être réalisée pour du diméthyléther gazeux, il est nécessaire que la réduction de pression et la 10 régulation de pression puissent être réalisées de façon suffisante par rapport à la gamme de pressions large décrite ci-dessus, et que le régulateur de pression comporte une structure résistante aux propriétés dissolvantes du diméthyléther gazeux.
L'objet principal de la présente invention est de proposer un régulateur de pression, dans lequel un mécanisme pour réaliser la régulation de pression afin 15 d'obtenir une pression régulée prédéterminée, indépendamment de la fluctuation de la pression non régulée d'un gaz à pression élevée, en particulier dans le cas o la pression non régulée tombe dans une large gamme de pressions non régulées depuis une pression basse jusqu'à une pression élevée, puisse être régulé avec précision jusqu'à la pression régulée prédéterminée, présente une structure simple et soit de 20 taille réduite.
Un autre objet de la présente invention est de proposer un régulateur de pression, dans lequel un mécanisme pour réaliser la régulation de pression afin d'obtenir une pression régulée prédéterminée, indépendamment des fluctuations non régulées d'un gaz à pression élevée, en particulier de sorte que la pression non 25 régulée tombant dans une large gamme de pressions non régulées depuis une pression basse jusqu'à une pression élevée puisse être régulée avec précision jusqu'à la pression régulée prédéterminée, et tel que l'on puisse obtenir une vitesse de suivi suffisamment élevée en cas de fluctuation marquée de la pression non régulée du gaz à pression élevée, présente une structure simple et une taille réduite.
L'objet spécifique de la présente invention est de proposer un régulateur de pression qui soit capable d'être utilisé pendant une longue période de temps pour réguler la pression d'un gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, tel que du diméthyléther gazeux.
La présente invention propose un premier régulateur de pression, comprenant: 35 i) un orifice d'entrée de gaz à travers lequel un gaz à pression élevée non régulée est introduit dans le régulateur de pression, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ier niais 2004 - gf72 ii) une valve principale de régulation qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée en une pression régulée, une chute de pression se produisant dans la valve principale de réglage, iii) une chambre de régulation de pression pour amortir la vibration de pression du gaz, qui a traversé la valve principale de régulation, iv) un diaphragme qui sépare l'une de l'autre une chambre de régulation de pression et une chambre atmosphérique, et qui reçoit la pression régulée dans la chambre de régulation de pression et qui est ainsi déplacé, v) un piston plongeur qui interconnecte le diaphragme et la valve principale de régulation l'un avec l'autre, vi) une partie de fixation de pression pour régler la quantité de déplacement du diaphragme, vii) un orifice de décharge de gaz, à travers lequel le gaz à pression régulée est déchargé du régulateur de pression, 1 5 viii) une valve auxiliaire de régulation, qui fonctionne en étant interconnectée avec la valve principale de régulation par le piston plongeur et qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à la pression régulée, une chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation, la valve auxiliaire de régulation étant disposée de sorte que la force, provoquée par la chute 20 de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation et agissant sur la valve auxiliaire de régulation, annule la force provoquée par la chute de pression se produisant dans la valve principale de régulation et agissant sur le piston plongeur, et ix) des moyens de réglage qui sont capables de régler la valeur de la chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation, les moyens de réglage étant réglés de sorte que la valeur de la chute de pression, qui agit sur la valve principale de régulation, et la valeur de la chute de pression qui agit sur la valve auxiliaire de régulation, deviennent égales l'une à l'autre.
Le premier régulateur de pression selon la présente invention peut de 30 préférence être modifié de sorte qu'un clapet de valve de la valve principale de régulation et un clapet de valve de la valve auxiliaire de régulation soient situés sur le piston plongeur, que l'un des deux clapets de valve soit situé du côté à pression non régulée, et l'autre clapet de valve soit situé du côté à pression régulée.
Egalement, le premier régulateur de pression selon la présente invention peut être modifié de préférence de sorte que les moyens de réglage soient capables d'ajuster la valeur de la chute de pression qui se produit dans la valve auxiliaire de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - lermars 2004 - 9/72 régulation, par une action pour modifier la position du siège de clapet de la valve auxiliaire de régulation par rapport au déplacement du piston plongeur.
En outre, le premier régulateur de pression selon la présente invention peut être modifié de préférence de sorte que les moyens de réglage soientconstitués par un régleur de valve duplex comprenant: une zone d'ouverture qui est montée pour permettre un déplacement de coulissement sur une partie du piston plongeur, cette partie étant située entre un clapet de valve de la valve principale de régulation et un clapet de valve de valve auxiliaire de régulation, et un siège de clapet de la valve auxiliaire de régulation.
Dans de tels cas, le premier régulateur de pression selon la présente invention devrait être modifié de préférence de sorte que l'orifice de décharge de gaz soit formé à travers le régleur de valve duplex. Ainsi, le premier régulateur de pression selon la présente invention pourrait de préférence être modifié de sorte que le gaz à 15 pression régulée dans la chambre de régulation de pression traverse un passage secondaire d'écoulement de gaz s'étendant à travers une zone centrale du piston plongeur et communique ainsi avec l'orifice de décharge de gaz.
En outre, le premier régulateur de pression selon la présente invention peut de préférence être modifié de sorte que le régulateur de pression comprenne en outre un 20 ressort de fermeture de valve qui sollicite le piston plongeur vers une direction de fermeture de la valve principale de réglage.
Ainsi, le premier régulateur de pression selon la présente invention pourrait de préférence être modifié de sorte que l'un parmi un clapet de valve et un siège de clapet de la valve principale de régulation comporte un corps élastique, que l'un 25 parmi un clapet de valve et un siège de clapet de la valve auxiliaire de régulation comporte un corps élastique, et que chacun parmi le corps élastique de la valve principale et le corps élastique de la valve auxiliaire de régulation soit disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de sorte qu'il soit empêché de se déformer par rapport aux directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de 30 valve.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, chacun parmi le corps élastique de la valve principale de régulation et le corps élastique de la valve auxiliaire de régulation est constitué par une bague torique.
Le gaz à pression élevée peut être du diméthyléther gazeux. Le régulateur de 35 pression peut être utilisé pour la stabilisation de l'alimentation en carburant de cellules de carburant du type à oxyde solide et de cellules de carburant du type à polymère solide.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004- 10172 il La présente invention propose également un deuxième régulateur de pression, comprenant: i) un orifice d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée non régulée est introduit dans le régulateur de pression, ii) une valve principale de régulation, qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à une pression régulée, une chute de pression se produisant dans la valve principale de réglage, iii) une chambre de régulation de pression pour amortir la vibration de pression du gaz, qui a traversé la valve principale de régulation, iv) un diaphragme qui sépare l'une de l'autre une chambre de régulation de pression et une chambre atmosphérique, et qui reçoit la pression régulée dans la chambre de régulation de pression et qui est ainsi déplacé, v) un piston plongeur qui interconnecte le diaphragme et la valve principale de régulation l'un avec l'autre, vi) une partie de fixation de pression pour régler la quantité de déplacement du diaphragme, vii) un orifice de décharge de gaz, à travers lequel le gaz à pression régulée est déchargé du régulateur de pression, viii) une valve de régulation préliminaire, qui fonctionne en étant 20 interconnectée avec la valve principale de régulation par l'intermédiaire du piston plongeur et qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à partir de l'orifice d'introduction de gaz en amont par rapport à la valve principale de régulation, une chute de pression se produisant dans la valve préliminaire de régulation, et le gaz dont la pression a été ainsi réduite par la valve préliminaire de 25 régulation pouvant s'écouler vers la valve principale de régulation.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un clapet de valve de la valve principale de régulation et un clapet de valve de la valve préliminaire de régulation sont disposés sur le piston plongeur, et le clapet de valve de la valve préliminaire de régulation est situé du côté de l'orifice d'introduction de gaz.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le régulateur de pression comprend en outre des moyens de réglage qui sont capables de régler la valeur de la chute de pression se produisant dans la valve préliminaire de régulation. Les moyens de réglage sont capables de régler la valeur de la chute de pression qui se produit dans la valve préliminaire de régulation en faisant varier la position d'un siège de 35 clapet de la valve préliminaire de régulation par rapport au déplacement du piston plongeur.
Les moyens de réglage peuvent être constitués par un régleur comprenant: \\HIRSCHG\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ierars 2004 - 11n2 une zone d'ouverture qui est montée pour réaliser un déplacement de coulissement sur une partie du piston plongeur, cette partie étant située entre un clapet de valve de la valve principale de régulation et un clapet de valve de la valve préliminaire de régulation, et un siège de clapet de la valve préliminaire de régulation.
L'orifice d'introduction de gaz peut être formé à travers le régleur et, selon un autre mode de réalisation, l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la valve principale de régulation comprend un corps élastique, tandis que l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la valve préliminaire de régulation comprend 10 un corps élastique et chacun parmi le corps élastique de la valve principale de régulation et le corps élastique de la valve préliminaire de régulation est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de sorte que la direction de la déformation de gonflement du corps élastique soit différente des directions de déplacement d'ouverture et de 15 fermeture de valve. Chacun parmi le corps élastique de la valve principale de régulation et le corps élastique de la valve préliminaire de régulation est constitué d'une bague torique.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chacun parmi le piston plongeur qui relie la valve principale de régulation et la valve préliminaire de 20 régulation avec le diaphragme, et un support qui reçoit une charge de fixation de pression agissant sur le diaphragme, est constitué d'un matériau choisi dans le groupe se composant d'un métal léger ou d'un alliage de métal léger, tel que l'aluminium ou le duralumin; d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou de polypropylène, qui est une résine cristalline; et d'un acétal, d'un polycarbonate, ou 25 d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide.
La résine époxy contient de préférence un polyphénol et de l'époxy-urée comme constituants principaux.
Le boîtier dans lequel le diaphragme est situé est constitué de polyamide, de 30 polyacétal, de polybutylène téréphtalate ou de polypropylène, qui est une résine cristalline, et le boîtier est formé par liaison par fusion aux ultrasons. Le gaz à pression élevée est de préférence le diméthyléther gazeux.
La présente invention propose en outre un troisième régulateur de pression, comprenant: (i) un système de contrôleur de premier étage qui est muni d'une première valve de régulation pour réduire une pression non régulée, d'un gaz introduit, à une pression intermédiaire, et \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc- Iermars 2004- 12/72 (ii) un système de contrôleur de deuxième étage qui est muni d'une deuxième valve de régulation pour réduire la pression intermédiaire à une pression régulée, (iii) le système de contrôleur de premier étage et le système de contrôleur de 5 deuxième étage étant disposés de sorte que la direction de déplacement d'un premier diaphragme du système de contrôleur de premier étage, lequel premier diaphragme actionne la première valve de régulation du système de contrôleur de premier étage, et la direction de déplacement d'un second diaphragme du système de contrôleur de deuxième étage, 10 lequel deuxième diaphragme actionne la deuxième valve de régulation du système de contrôleur de deuxième étage, se coupent mutuellement. Le système de contrôleur de premier étage comprend: a) un orifice d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée à la pression non régulée est introduit dans le régulateur de pression, b) la première valve de régulation qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à l'orifice d'introduction de gaz à la pression intermédiaire, c) une première chambre de régulation de pression pour amortir la vibration de pression du gaz, qui a traversé la première valve de régulation, d) le premier diaphragme qui sépare la première chambre de régulation de pression et une chambre atmosphérique l'une de l'autre, et qui est soumis à la pression intermédiaire dans la première chambre de régulation de pression et est ainsi déplacé, e) un premier piston plongeur dont une extrémité est fixée au premier diaphragme, un clapet de valve de la première valve de régulation étant monté dans 25 une zone du premier piston plongeur, laquelle zone est située à proximité de l'autre extrémité du premier piston plongeur, et f) une première partie de fixation de pression pour régler la quantité de déplacement du premier diaphragme, et le système de contrôleur de deuxième étage comprend: a) la deuxième valve de régulation pour réduire la pression intermédiaire du gaz qui a été introduite depuis la première chambre de régulation de pression à la pression régulée, b) une deuxième chambre de régulation pour amortir la vibration de pression du gaz, qui a traversé la deuxième valve de régulation, c) un deuxième diaphragme qui sépare la deuxième chambre de régulation de pression et une chambre atmosphérique l'une de l'autre, et qui est soumis à la pression régulée dans la deuxième chambre de régulation de pression et est ainsi déplacé, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc - ler mrus 2004 - 13/72 d) un deuxième piston plongeur dont une extrémité est fixée au deuxième diaphragme, un clapet de valve de deuxième valve de régulation étant monté dans une zone du deuxième piston plongeur, laquelle zone est située à proximité de l'autre extrémité du deuxième piston plongeur, e) une deuxième partie de fixation de pression pour régler la quantité de déplacement du deuxième diaphragme, et f) un orifice de décharge de gaz, à travers lequel le gaz à la pression régulée est déchargé du régulateur de pression, le premier piston plongeur et le deuxième piston plongeur étant situés de sorte 10 que le premier piston plongeur et le deuxième piston plongeur s'étendent dans des directions qui se coupent mutuellement à angle droit, une partie du deuxième piston plongeur étant insérée pour effectuer un déplacement de coulissement dans un passage de gaz s'étendant de la première chambre de régulation de pression à la deuxième chambre de régulation de pression, 15 la deuxième valve de régulation étant située dans la première chambre de régulation de pression.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, la surface soumise à la pression, du premier diaphragme du système de contrôleur de premier étage est inférieure à la surface soumise à la pression du deuxième diaphragme du système de 20 contrôleur de deuxième étage. L'un parmi le clapet de valve et un siège de clapet de la première valve de régulation comprend un corps élastique, tandis que l'un parmi un clapet de valve et un siège de clapet de la deuxième valve de régulation comprend un corps élastique et chacun parmi le corps élastique de la première valve de régulation et le corps élastique de la deuxième valve de régulation est disposé dans 25 un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de sorte que la direction de la déformation de gonflement du corps élastique est différente des directions d'actionnement de la valve à l'ouverture et à la fermeture. Chacun parmi le corps élastique de la première valve de régulation et le corps élastique de la deuxième valve de régulation peut être réalisé en un matériau élastomère du type uréthane. 30 Chacun parmi le corps élastique de la première valve de régulation et le corps élastique de la deuxième valve de régulation peut être constitué d'une bague torique.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chacun parmi un premier piston plongeur qui relie la première valve de régulation avec le premier diaphragme dans le système de contrôleur de premier étage, un deuxième piston plongeur qui 35 relie la deuxième valve de régulation au deuxième diaphragme dans le système de contrôleur de deuxième étage, un premier support qui est soumis à une charge qui fixe la pression et qui agit sur le premier diaphragme et un deuxième support qui est soumis à une charge qui fixe la pression et qui agit sur le deuxième diaphragme, est \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 14/72 constitué d'un matériau choisi dans le groupe se composant: d'un métal léger ou d'un alliage de métal léger, tel que l'aluminium ou le duralumin; d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou d'un polypropylène, qui est une résine cristalline; et d'un acétal, d'un polycarbonate ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, 5 qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide. La résine époxy peut contenir un polyphénol et de l'époxy-urée comme constituants principaux.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, un boîtier dans lequel le système de contrôleur de premier étage et le système de contrôleur de deuxième 10 étage sont disposés, est constitué d'un matériau sélectionné dans le groupe se composant: d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou d'un polypropylène, qui est une résine cristalline; et d'un acétal, d'un polycarbonate, ou d'un acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine 15 polyamide. La résine époxy peut contenir un polyphénol et de l'époxy-urée comme constituants principaux.
Selon encore un autre mode de réalisation de l'invention, le boîtier dans lequel sont logés le système de contrôleur de premier étage et le système de contrôleur de deuxième étage est constitué de polyamide, de polyacétal, de polybutylène 20 téréphtalate ou de polypropylène qui est une résine cristalline, et le boîtier est formé par liaison par fusion aux ultrasons. Le gaz à pression élevée peut être du diméthyléther gazeux. Le régulateur de pression peut être utilisé pour la stabilisation de l'alimentation en carburant de cellules de carburant du type à oxyde solide et de cellules de carburant du type à polymère solide.
Le premier régulateur de pression selon la présente invention comprend la valve principale de régulation qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à la pression régulée, la chute de pression se produisant dans la valve principale de régulation. Le premier régulateur de pression selon la présente invention comprend également le piston plongeur qui interconnecte la valve de 30 régulation et le diaphragme l'un avec l'autre. Le premier régulateur de pression selon la présente invention comprend en outre la valve auxiliaire de régulation, qui fonctionne en étant interconnectée avec la valve principale de régulation par l'intermédiaire du piston plongeur, et qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à la pression régulée, la perte de pression se produisant dans la valve 35 auxiliaire de régulation.
La valve auxiliaire de régulation est disposée de sorte que la force qui est provoquée par la chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation et à laquelle est soumise la valve auxiliaire de régulation, annule la force \\HMRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc 1er mazs 2004 - 15/72 qui est provoquée par la chute de pression se produisant dans la valve principale de régulation et qui agit sur le piston plongeur. La valeur de la chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation est réglée par des moyens de réglage, de sorte que la valeur de la chute de pression à laquelle est soumise la valve 5 principale de régulation et la valeur de la chute de pression à laquelle est soumise la valve auxiliaire de régulation deviennent égales l'une à l'autre. En conséquence, avec le régulateur de pression selon la présente invention, la pression régulée peut être obtenue avec précision pour une gamme large de pressions non régulées, en utilisant le régulateur de pression.
Ainsi, avec le premier régulateur de pression selon la présente invention, le positionnement des deux valves de régulation est facile à réaliser, et la structure du régulateur de pression peut être maintenue simple. En outre, dans le cas o la valeur de la chute de pression se produisant à partir de la valve principale de régulation varie en correspondance au débit d'écoulement de gaz, la force agissant sur la valve 15 principale de régulation peut être éliminée avec précision par la valve auxiliaire de régulation, et la pression régulée peut être maintenue à la pression prédéterminée indépendamment des variations de la pression non régulée. En outre, dans le cas o le piston plongeur se déplace en correspondance à la variation de pression, la résistance au déplacement de coulissement du piston plongeur est faible. Ainsi, les 20 caractéristiques de réponse du contrôle de la pression régulée en correspondance à la variation de la pression non régulée peuvent être maintenues à des valeurs favorables, et la précision avec laquelle la pression de régulation est réalisée peut être maintenue à un niveau élevé.
Avec le régulateur de pression selon la présente invention, et qui comprend en 25 outre le ressort de fermeture de valve, qui sollicite le piston plongeur vers la direction de fermeture de la valve principale de régulation, dans le cas o la pression fixée de la pression régulée est faible, le fonctionnement précis de la valve principale de régulation en correspondance au déplacement du diaphragme peut être obtenu, et la régulation fiable de la pression peut être réalisée. On peut ainsi obtenir un état de 30 blocage, dans lequel la valve principale de régulation et la valve auxiliaire de régulation sont fermées, de façon fiable.
Le premier régulateur de pression selon la présente invention peut être modifié de sorte que soit le clapet de valve, soit le siège de clapet de la valve principale de régulation comporte un corps mobile et soit le clapet de valve soit le siège de clapet 35 de la valve auxiliaire de régulation comporte un corps mobile, et que chacun de ces corps mobiles soit disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de façon à être empêché de se déformer par rapport aux directions de déplacement dans les directions d'ouverture et de fermeture de la valve. Grâce à la modification décrite \'HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221S9.doc - 1er arns 2004 - 16/72 ci- dessus, dans le cas o le corps élastique gonfle et subit une variation de volume, il ne se produit que peu de variation de l'espacement entre le clapet de valve et le siège de clapet au cours de l'écoulement du temps en service. En conséquence, dans le cas o le régulateur de pression est utilisé pour réguler la pression d'un gaz présentant 5 des propriétés dissolvantes élevées, tel que le diméthyléther gazeux, la variation du débit d'écoulement de gaz due au gonflement du corps élastique ne se produit pas, et on obtient un bon niveau de performance pour le régulateur de pression.
Le deuxième régulateur de pression selon la présente invention comprend la valve principale de régulation, qui réalise la réduction de pression de gaz jusqu'à la 10 pression régulée, la chute de pression se produisant dans la valve principale de régulation. Le deuxième régulateur de pression selon la présente invention comprend également le piston plongeur qui interconnecte la valve principale de régulation et le diaphragme l'un avec l'autre. Le deuxième régulateur de pression selon la présente invention comprend en outre une valve préliminaire de régulation, qui est disposée 15 du côté amont de la valve principale de régulation. La valve préliminaire de régulation fonctionne en étant interconnectée avec la valve principale de régulation par l'intermédiaire du piston plongeur et réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée venant de l'orifice d'introduction de gaz, la chute de pression se produisant dans la valve préliminaire de régulation. Ainsi, avec le deuxième 20 régulateur de pression selon la présente invention, dans le cas o le gaz à pression élevée s'écoule à travers l'orifice d'introduction de gaz dans le régulateur de pression, la pression non régulée peut être réduite par la valve préliminaire de régulation, et la réduction de pression ainsi que la régulation à la pression régulée peuvent être réalisées avec précision par la valve principale de régulation. Ainsi, les 25 caractéristiques de suivi par rapport à la fluctuation de la pression non régulée peuvent être maintenues à des valeurs favorables. Lorsque la pression non régulée est élevée, la chute de pression se produisant dans la valve préliminaire de régulation devient importante. En conséquence, la charge que supporte la valve principale de régulation peut être maintenue à une valeur faible. Dans le cas o la pression non 30 régulée est faible, la charge de pression se produisant dans la valve préliminaire est faible, et en conséquence, le deuxième régulateur de pression selon la présente invention peut fonctionner de la même manière que le régulateur de pression usuel du type à valve unique.
Grâce au deuxième régulateur de pression selon la présente invention, dans 35 lequel le degré de chute de pression se produisant dans la valve préliminaire de régulation peut être réglé, la charge de la valve principale de régulation peut être modifiée, et la précision avec laquelle la régulation de pression est réalisée peut être améliorée.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 100\22159 doc - ler ars 2004 - 17/72 Grâce au deuxième régulateur de pression selon la présente invention, dans lequel le clapet de valve de la valve principale de régulation et le clapet de valve de la valve préliminaire de régulation sont disposés sur le piston plongeur, la charge pour la régulation de pression agissant sur les deux valves de régulation peut être 5 obtenue avec le même ressort. En conséquence, la vitesse de réponse du régulateur de pression en cas de fluctuation marquée de la pression régulée peut être maintenue à un niveau suffisant, plus élevé que, par exemple, le cas dans lequel un régulateur de pression du type à valve unique pour des pressions élevées et un régulateur de pression du type à valve unique pour des pressions faibles sont connectés et 10 actionnés en série. Ainsi, avec le deuxième régulateur selon la présente invention, dans lequel le clapet de valve de la valve principale de régulation et le clapet de valve de la valve préliminaire de régulation sont disposés sur le piston plongeur, du fait qu'un seul jeu de ressorts et de diaphragme est utilisé, la structure du régulateur de pression peut être maintenue aussi simple que la structure de l'unité de régulateur 15 de pression du type à valve unique.
Le deuxième régulateur de pression selon la présente invention peut être modifié de sorte que l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la valve principale de régulation comporte un corps élastique, l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la valve préliminaire de régulation comporte un corps élastique, 20 et que chacun de ces corps élastiques soit disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de manière que la direction de la déformation de gonflement du corps élastique devient différente des directions de déplacement de la valve à l'ouverture et à la fermeture. Avec la modification décrite ci-dessus, dans le cas o le corps élastique gonfle et subit une variation de volume, il ne se produit que peu de 25 variation d'espacement entre le clapet de valve et le siège de clapet au cours de l'écoulement du temps en service. Dans le cas o le régulateur de pression est utilisé pour réguler la pression d'un gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, telles que le diméthyléther gazeux, la variation du débit d'écoulement de gaz due au gonflement du corps élastique ne se produit pas, et on peut maintenir la performance 30 du régulateur de pression.
Comme décrit ci-dessus, chacun parmi le piston plongeur, qui relie la valve principale de régulation et la valve préliminaire de régulation au diaphragme, et le support qui reçoit la charge de fixation de la pression et agissant sur le diaphragme, peut de préférence être constitué d'un métal léger ou d'un alliage de métal léger, tel 35 que l'aluminium ou le duralumin. En variante, chacun parmi le piston plongeur et le support peut de préférence être constitué d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou de polypropylène, qui est une résine cristalline. Dans une autre variante, chacun parmi le piston plongeur et le support peut de préférence \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc ler rms 2004 -18/72 être constitué d'un acétal, d'un polycarbonate, ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide. Dans le cas o chacun des éléments décrits ci-dessus est constitué de l'un des matériaux énumérés ci-dessus, les éléments 5 fonctionnant ensemble avec le diaphragme, auquel les éléments décrits ci- dessus sont fixés, peuvent être maintenus à un poids faible. Ainsi, les caractéristiques de réponse des valves de régulation au déplacement du diaphragme peuvent être améliorées.
Grâce aux forces d'inertie faibles ainsi obtenues, on peut empêcher le phénomène de pompage de se produire. En outre, les éléments ne sont pas affectés par les propriétés 10 dissolvantes ou de dissolution du diméthyléther gazeux, ou similaires, et ne subissent pas la corrosion ou la fissuration.
Comme décrit ci-dessus, le boîtier dans lequel est disposé le diaphragme peut avantageusement être constitué d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou d'un polypropylène, qui est une résine cristalline. En variante, le 15 boîtier dans lequel est disposé le diaphragme peut de préférence être constitué d'un acétal, d'un polycarbonate ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide. Dans le cas o le boîtier est constitué de l'un des matériaux énumérés ci-dessus, du fait de l'utilisation de la résine synthétique, le 20 boîtier peut être maintenu àun poids faible et fabriqué à faible coût. Egalement, du fait que le boîtier peut être formé par soudure aux ultrasons, l'opération d'assemblage du boîtier peut être réalisée facilement. En outre, le boîtier n'est pas affecté par les propriétés dissolvantes du diméthyléther gazeux, ou similaires, et ne subit pas la corrosion ou la fissuration.
En particulier, dans le cas des régulateurs de pression pour la stabilisation de l'alimentation en carburant de cellules de carburant du type à oxyde solide (SOFC) et de cellules de carburant du type à polymère solide (PEFC), il faut éviter nettement que des ions métalliques soient présents dans le diméthyléther gazeux fourni comme carburant. Cependant, avec le deuxième régulateur de pression selon la présente 30 invention, lorsque les éléments décrits ci-dessus sont constitués de résine (matière plastique), ces problèmes peuvent être évités du fait que les ions métalliques sont éliminés de ces éléments et ne risquent pas de se dissoudre dans le diméthyléther gazeux fourni comme carburant.
Avec le troisième régulateur de pression qui comprend deux systèmes de 35 contrôleur, la pression non régulée du gaz à pression élevée peut être réduite à la pression régulée en deux étages. Ainsi, à l'aide de l'un des contrôleurs de pression, la pression régulée qui a été réduite à la pression fixée peut être obtenue avec précision par rapport à une gamme large de pressions non régulées, et la précision avec \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 100\221 59.doc - 1er mars 2004 - 19/72 laquelle la régulation de pression est réalisée peut être améliorée. Du fait que deux systèmes de contrôleur sont disposés de sorte que les directions de déplacement des deux diaphragmes se coupent mutuellement, la taille du régulateur de pression peut être maintenue à une valeur faible.
Le troisième régulateur de pression selon la présente invention peut être modifié de sorte que le premier piston plongeur et le deuxième piston plongeur soient disposés de manière que le premier piston plongeur et le deuxième piston plongeur s'étendent dans des directions qui se coupent à angle droit l'une par rapport à l'autre, qu'une partie du deuxième piston plongeur soit insérée pour un déplacement de 10 coulissement dans la trajectoire d'écoulement de gaz s'étendant depuis la première chambre de régulation de pression jusqu'à la deuxième chambre de régulation de pression, et que la deuxième valve de régulation soit disposée dans la première chambre de régulation. Grâce à la modification décrite ci-dessus, la structure interne du régulateur de pression peut être maintenue simple. Ainsi, la modification décrite 15 ci-dessus est avantageuse du point de vue de la fabrication et des coûts.
Avec le troisième régulateur de pression selon la présente invention, dans lequel la surface soumise à la pression du premier diaphragme du système de contrôleur de premier étage est inférieure à la surface soumise à la pression du deuxième diaphragme du système de contrôleur de deuxième étage, la précision de 20 régulation de la pression régulée peut être obtenue de façon fiable avec le deuxième diaphragme présentant la plus grande surface soumise à la pression, et la taille de la totalité du régulateur de pression peut être maintenue à une valeur faible grâce à la réduction de la taille du premier diaphragme.
Le troisième régulateur de pression selon la présente invention peut être 25 modifié de sorte que soit l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la première valve de régulation comporte le corps élastique, soit l'un parmi le clapet de valve et le siège de clapet de la deuxième valve de régulation comporte le corps élastique, et que chacun de ces corps élastiques soit disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de manière que la direction de déformation de 30 gonflement du corps élastique soit différente de la direction de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve. Grâce à la modification décrite ci-dessus, dans le cas o le corps élastique gonfle et subit une variation de volume, une faible variation d'espacement entre le clapet de valve et le siège de clapet se produit au cours de l'écoulement du temps en service. Ainsi, dans le cas o le régulateur de 35 pression est utilisé pour réguler la pression d'un gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, tel que le diméthyléther gazeux, la variation du débit de gaz due au gonflement du corps élastique ne se produit pas, et les performances du régulateur de pression peuvent être obtenues. En particulier, dans le cas o chacun parmi le \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 100\22159.doc - Ier mars 2004 - 20/72 corps élastique de la première valve de régulation et le corps élastique de la deuxième valve de régulation est réalisé en matériau élastomère du type uréthane, le corps élastique peut être maintenu plus résistant aux effets nocifs du gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées.
Comme décrit ci-dessus, chacun parmi le premier piston plongeur, qui relie la première valve de régulation au premier diaphragme dans le système de contrôleur de premier étage, le deuxième piston plongeur qui relie la deuxième valve de régulation au deuxième diaphragme dans le système de contrôleur de deuxième étage, le premier support qui est soumis à la charge de fixation de pression agissant 10 sur le premier diaphragme, et le deuxième support, qui est soumis à la charge de fixation de pression agissant sur le deuxième diaphragme, peut de préférence être constitué d'un métal léger ou d'un alliage de métal léger tel que l'aluminium ou le duralumin. En variante, chacun parmi le premier piston plongeur, le deuxième piston plongeur, le premier support et le deuxième support peut de préférence être constitué 15 d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou de polypropylène, qui est une résine cristalline. Selon une autre variante, chacun parmi le premier piston plongeur, le deuxième piston plongeur, le premier support, et le deuxième support peut de préférence entre constitué d'un acétal, d'un polycarbonate, ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non 20 cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide.
Dans le cas o chacun des éléments décrits ci-dessus est constitué de l'un des matériaux énumérés ci-dessus, les éléments fonctionnant ensemble avec chacun des diaphragmes, auxquels les éléments décrits ci-dessus sont fixés, peuvent être maintenus à un poids faible. On peut ainsi améliorer les caractéristiques de réponse 25 des valves de régulation par rapport au déplacement des diaphragmes. Grâce aux forces d'inertie faibles ainsi obtenues, un phénomène de pompage peut être empêché de se produire. En outre, les éléments ne sont pas affectés par les propriétés de dissolution du diméthyléther gazeux, ou similaires, et ne subissent pas la corrosion ou la fissuration.
Comme décrit ci-dessus, le boîtier, dans lequel sont disposés le système de contrôleur de premier étage et le système de contrôleur de deuxième étage, peut de préférence être constitué d'un polyamide, d'un polyacétal, d'un polybutylène téréphtalate, ou de polypropylène, qui est une résine cristalline. En variante, le boîtier dans lequel sont disposés le système de contrôleur de premier étage et le système de 35 contrôleur de deuxième étage peut de préférence être constitué d'un acétal, d'un polycarbonate, ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, la résine non cristalline ayant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide. Dans le cas o le boîtier est constitué de l'un des matériaux énumérés ci- \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ier mars 2004 - 21/72 dessus, grâce à l'utilisation de résines synthétiques, le boîtier peut être maintenu à un poids faible et à un coût réduit. Comme le boîtier peut être formé par soudure aux ultrasons, l'opération d'assemblage du boîtier peut être réalisée aisément. En outre, le boîtier n'est pas affecté par les propriétés de dissolution du diméthyléther gazeux, ou similaires, et ne subit pas la corrosion ou la fissuration.
En particulier, dans le cas o les régulateurs de pression sont utilisés pour la stabilisation de l'alimentation en carburant de cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC) et de cellules à carburant du type à polymère solide (PEFC), il faut impérativement éviter que des ions métalliques soient présents dans le diméthyléther 10 gazeux fourni comme carburant. Cependant, avec le troisième régulateur de pression selon la présente invention, dans lequel les éléments décrits ci-dessus sont constitués par des résines synthétiques, on peut empêcher ces problèmes de se manifester, du fait que les ions métalliques sont éliminés de ces éléments et ne risquent pas de se dissoudre dans le diméthyléther gazeux fourni comme carburant.
D'autres buts, avantages et caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description de divers modes de réalisation de l'invention, faite à titre non limitatif et en regard du dessin annexé dans lequel: - la figure 1 est une vue en coupe représentant un premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, - la figure 2 est une vue en coupe représentant une modification du premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, - la figure 3 est un graphique illustrant les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, ces résultats étant obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 1 dans le cas o la pression non régulée d'un gaz à pression 25 élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 1, est modifiée, et les résultats de mesure dans le cas de la variation d'une pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec un régulateur de pression d'un exemple comparatif, dans le cas o la pression non régulée du gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression de l'exemple comparatif a été modifiée, - la figure 4 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de gaz en fonction de l'écoulement du temps, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 1, dans le cas o du diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 1, et les résultats de mesure 35 de la variation du débit de gaz en fonction de l'écoulement du temps, ces résultats étant obtenus avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif dans le cas o le diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression de l'exemple comparatif, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159 doc- I m ars 2004 -22/72 - la figure 5 est une vue en coupe représentant un deuxième mode de régulation du régulateur de pression selon la présente invention, - la figure 6 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, ces résultats étant obtenus avec le régulateur de pression 5 représenté sur la figure 5, dans le cas o la pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 5 était modifiée, et les résultats de mesure de variation de la pression régulée, lesquels résultats étaient obtenus avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif dans le cas o la pression non régulée du gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression de 10 l'exemple comparatif était modifiée, - la figure 7 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de gaz en fonction de l'écoulement du temps, lesquels résultats étaient obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 5 dans le cas o du diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au 15 régulateur de pression représenté sur la figure 5, et les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de gaz en fonction de l'écoulement du temps, lesquels résultats étant obtenus avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif dans le cas o le diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression de l'exemple comparatif, - la figure 8 est un graphique montrant les résultats de mesure d'un temps de montée apparaissant entre le début d'introduction d'un gaz à pression élevée présentant une pression non régulée dans le régulateur de pression représenté à la figure 5, et le moment o une pression régulée obtenue avec le régulateur de pression représenté à la figure 5 devient stable, lesquels résultats étaient obtenus dans le cas 25 o la pression non régulée était modifiée, - la figure 9 est un graphique montrant les résultats de mesure d'un temps de montée apparaissant entre le début de l'introduction du gaz à pression élevée présentant la pression non régulée dans un régulateur de pression d'un exemple comparatif et le moment o la pression régulée obtenue avec le régulateur de 30 pression de l'exemple comparatif différent devient stable, lesquels résultats étaient obtenus dans le cas o la pression non régulée était modifiée, - la figure 10 est une vue en coupe représentant un troisième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, - la figure 11 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation 35 de la pression régulée, lesquels résultats étaient obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans le cas o une pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 10 était modifiée, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ier mars2004 - 23172 - la figure 12 est un graphique représentant les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de sortie, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans le cas o la pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 10 était modifiée, - la figure 13 est un graphique représentant les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, lesquels résultats étaient obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans le cas o le débit d'écoulement de sortie dans le régulateur de pression représenté sur la figure 10 était modifié, - la figure 14 est une vue en coupe représentant le régulateur de pression de l'exemple comparatif, - la figure 15A est une vue schématique représentant la structure fondamentale d'un régulateur de pression classique du type à valve unique, - la figure 1 5B est une vue schématique représentant la structure fondamentale 15 d'un régulateur de pression classique du type à valve duplex ou double, et - la figure 15C est une vue schématique représentant la structure fondamentale d'un régulateur de pression classique modifié du type de valve duplex.
La présente invention va être décrite ci-dessous plus en détail en référence au dessin annexé.
La figure 1 est une vue en coupe représentant un premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention. En référence à la figure 1, un régulateur de pression 100, qui constitue le premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention comprend un diaphragme 120 qui sépare une zone dans un boîtier 110 en une chambre 111 de régulation de pression et en une 25 chambre atmosphérique 112. Le régulateur de pression 100 comprend également un orifice 113 d'introduction de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée dont la pression n'est pas régulée est introduit dans le régulateur de pression 100. Le régulateur de pression 100 comprend en outre une valve principale de régulation 130 qui fonctionne en étant interconnectée avec le diaphragme 120. La valve principale 30 de régulation 130 exécute des opérations d'ouverture et de fermeture d'une ouverture ou passage 133 à travers laquelle l'orifice 113 d'introduction de gaz et la chambre 111 de régulation de pression communiquent l'un avec l'autre. Les actionnements de la valve principale de régulation 130 pour ouvrir et fermer l'ouverture 133 sont réalisés à partir du côté de la pression non régulée. La valve principale de régulation 35 130 réduit ainsi la pression non régulée du gaz à pression élevée jusqu'à une pression régulée. Le régulateur de pression 100 comprend encore une valve auxiliaire de régulation 140 qui fonctionne en étant interconnecté avec le diaphragme 120. La valve auxiliaire de régulation 140 réalise les opérations d'ouverture et de fermeture \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ierînars 2004 24172 d'une ouverture 143 à travers laquelle l'orifice 113 d'introduction de gaz et la chambre 111 de régulation de pression communiquent mutuellement. Les actionnements de la valve auxiliaire de régulation 140 pour ouvrir et fermer l'ouverture 143 sont réalisés depuis le côté à pression régulée. Le régulateur de 5 pression 100 comprend également un orifice 114 de décharge de gaz, à travers lequel le gaz dont la pression a été régulée via la chambre 111 de régulation de pression et qui est à la pression régulée, est déchargé du régulateur de pression 100. Le régulateur de pression 100 comprend en outre une partie 150 de fixation ou de détermination de pression pour régler la quantité de déplacement du diaphragme 120, 10 qui est soumis à la pression régulée dans la chambre 111 de régulation de pression et est ainsi déplacé. Le diaphragme 120, la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 sont reliés et interconnectés mutuellement par un piston plongeur 160. Le régulateur de pression 100 comprend en outre encore un régleur 170 de valve duplex ou double, qui agit comme un moyen de réglage pour 15 régler la position d'un siège de clapet de la valve auxiliaire de régulation 140 et régler ainsi la valeur de la chute de pression, qui se produit dans la valve auxiliaire de régulation 140.
Chacune parmi la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à la pression 20 régulée, une chute de pression se produisant dans chacune parmi la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140. La valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 sont disposées de sorte que la force, qui agit sur la valve principale de régulation 130 et qui est due à la chute de pression se produisant à la valve principale de régulation 130, et respectivement la 25 force qui agit sur la valve auxiliaire de régulation 140 et qui est due à la chute de pression, se produisant dans la valve auxiliaire de régulation, s'annulent mutuellement. Grâce au régleur de valve duplex (moyen de réglage) 170, la valeur de la chute de pression, à laquelle est soumise la valve auxiliaire de régulation 140, peut être réglée de sorte que la valeur de la chute de pression devienne égale à la valeur de 30 la chute de pression à laquelle est soumise la valve principale de régulation 130.
Chacun parmi le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation 130 et le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation 140 est constitué d'un corps élastique, qui est formé comme une bague torique. Chacun parmi le corps élastique de la valve principale de régulation 130 et le corps élastique de la valve 35 auxiliaire de régulation 140 est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé par une partie 163 de gorge périphérique, de sorte que le corps élastique soit empêché de se déformer par rapport aux directions de déplacement d'ouverture et de fermeture. En conséquence, du diméthyléther gazeux, ou similaire, qui aurait des \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc- Ier mar 2004 -25/72 effets négatifs, tels que des effets de gonflement, sur le corps élastique, peut être utilisé comme gaz à pression élevée.
On va décrire ci-dessous plus en détail la structure du régulateur de pression 100.
Le boîtier 110 comprend une partie 115 de corps principal de boîtier et une partie 116 de couvercle. La partie 115 de corps principal de boîtier et la partie 116 de couvercle sont reliées l'une à l'autre avec le diaphragme 120 interposé entre elles. De cette façon, l'espace à l'intérieur du boîtier 110 est séparé par le diaphragme 120 en une chambre 111 de régulation de pression qui est située du côté de la partie 115 du 10 corps principal de boîtier et en une chambre atmosphérique 112, qui est située du côté de la partie 116 de couvercle. La chambre 111 de régulation de pression présente un certain volume et est capable d'amortir les vibrations de pression du gaz, qui a traversé la valve principale de régulation 130.
Le diaphragme 120 reçoit la pression régulée dans la chambre 111 de 15 régulation de pression et est ainsi capable d'effectuer un déplacement élastique en correspondance à la différence de pression entre la chambre 111 de régulation de pression et la chambre atmosphérique 112. Du côté de la partie 115 de corps principal de boîtier, un piston plongeur 160 est fixé à une zone centrale du diaphragme 120. Egalement, du côté de la partie 115 de couvercle, un support 180 20 est fixé à la zone centrale du diaphragme 120. Le piston plongeur 160 et le support sont capables de se déplacer ensemble dans la direction axiale du piston plongeur 160 et du support 180, en correspondance au déplacement du diaphragme 120.
Le piston plongeur 160 comprend une partie de tronc ou de jonction 161, qui 25 est fixée au diaphragme 120 et est situé à l'intérieur de la chambre 111 de régulation de pression, et une partie de tige 162 qui s'étend dans la direction axiale du piston plongeur 160 à partir d'une extrémité de la partie de tronc 161. La partie de tige 162 est munie de deux parties 163 de gorge périphérique, qui sont disposées à une distance d'espacement prédéterminée l'une de l'autre. Le clapet de valve 131 de la 30 valve principale de régulation 130, lequel clapet de valve est constitué d'une bague torique (c'est-à-dire le corps élastique), est monté dans l'une des parties de gorges périphériques 163, 163. Le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation 140, lequel clapet de valve est constitué d'une bague torique (c'est-à-dire du corps élastique), est également monté dans l'autre partie de gorge périphériques 163. Un 35 passage secondaire 164 d'écoulement de gaz est formé à travers les zones centrales de la partie de tronc 161 et de la partie de tige 162 du piston plongeur 160, de sorte que ce passage secondaire 164 d'écoulement de gaz s'étende d'une extrémité du piston plongeur 160 à l'autre extrémité du piston plongeur 160. Une paroi latérale de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler rnis 2004 - 26n2 la partie de tronc 161 présente une ouverture de communication 165, à travers laquelle la chambre 111 de régulation de pression et le passage secondaire 164 d'écoulement de gaz communiquent mutuellement.
Le support 180 est muni d'une partie de broche 182 qui prolonge une partie 5 centrale de la partie de flasque 181 disposée en contact étroit avec le diaphragme 120. La partie de broche 182 du support 180 traverse la partie centrale du diaphragme 120 et est vissée dans une partie d'extrémité filetée du passage secondaire 164 d'écoulement de gaz du piston plongeur 160, qui est disposée du côté opposé à la partie de flasque 181 du support 180. Le support 180 est ainsi relié 10 mécaniquement au piston plongeur 160.
Une partie d'extrémité d'un ressort 151 de régulation de pression de la partie de fixation de pression, qui est située dans la partie tubulaire 1 16a de la partie de couvercle 116 vient en butée avec la partie de flasque 181 du support 180. L'autre partie d'extrémité du ressort 151 de régulation de pression vient en butée avec une 15 vis (régleur) 152 de régulation de pression, qui est vissée dans un filetage ou taraudage de la paroi intérieure de la partie tubulaire 16a, de sorte que la position de la vis 152 de régulation de pression soit capable d'être réglée. La force de sollicitation du ressort 151 de régulation de pression agissant sur le diaphragme 120 est réglée en correspondance au réglage de la position de la vis 152 de régulation de 20 pression dans la direction axiale de la partie tubulaire 116a. Une zone centrale de la vis 152 de régulation de pression comporte un trou traversant de communication 153, qui traverse la zone centrale de la vis 152 de régulation de pression dans la direction axiale de la vis 152 de régulation de pression. Grâce au trou traversant 153 de communication de la vis 152 de régulation de pression, la chambre atmosphérique 25 112 est ouverte sur l'atmosphère ambiante.
Une paroi latérale de la partie 115 de corps principal de boîtier est munie de l'orifice 113 d'introduction de gaz, à travers lequel le gaz à pression élevée est introduit dans le régulateur de pression 100. Un premier connecteur 118 pour introduire le gaz à pression élevée, tel que du diméthyléther gazeux, dont la pression 30 n'est pas régulée, et qui est alimenté depuis un réservoir de gaz, ou similaire, est relié à l'orifice 113 d'introduction de gaz.
L'orifice 113 d'introduction de gaz se prolonge par un trou d'introduction de gaz 121, qui traverse la paroi de la partie 115 de corps principal de boîtier vers la zone centrale de la partie 115 de corps principal de boîtier et communique avec un 35 passage primaire 122 d'écoulement de gaz formé à l'intérieur de la partie 115 de corps principal de boîtier. Cette partie 115 de corps principal de boîtier est également munie d'une paroi de séparation l 5a, qui sépare mutuellement le passage primaire 122 d'écoulement de gaz et la chambre 111 de régulation de pression. L'ouverture \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159 doc - ler,nars 2004 27/72 133 qui est ouverte et fermée par la valve principale 130 de régulation, est formée dans la zone centrale qui est définie par la paroi de séparation i1 5a. La partie de tige 162 du piston plongeur 160 est insérée pour réaliser un déplacement de coulissement dans l'ouverture 133. Une zone d'une surface latérale de la paroi de séparation 115a, 5 laquelle zone est disposée en face du passage primaire 122 d'écoulement de gaz et est disposée à proximité de l'ouverture 133, fonctionne comme un siège de clapet 122 de la valve principale de régulation 130.
En correspondance avec le déplacement du piston plongeur 160, le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation 130 vient en contact étroit avec le 10 siège de clapet 132 et obture l'ouverture 133. Dans le cas o le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation 130 s'éloigne du siège de clapet 132 et ouvre l'ouverture 133 en correspondance avec le déplacement du piston plongeur 160, un débit de gaz en correspondance avec la quantité d'ouverture de l'ouverture 133, traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure de la paroi de séparation 15 115a définissant l'ouverture 133 et la surface périphérique extérieure du piston plongeur 160, et s'écoule du passage primaire 122 d'écoulement de gaz, dans la chambre 111 de régulation de pression.
Le régleur 170 de valve duplex présentant une forme tubulaire est monté depuis une extrémité de la partie 115 de corps principal de boîtier, cetteextrémité 20 étant située du côté de l'orifice 114 de décharge de gaz, dans le passage primaire 122 d'écoulement de gaz. Le régleur 170 de valve duplex comporte un trou du côté de l'extrémité de queue, ce trou constituant l'orifice 114 de décharge de gaz pour décharger le gaz présentant la pression régulée. L'orifice 114 de décharge de gaz est relié à un deuxième connecteur 119 pour recevoir le gaz à la pression régulée.
Le régleur 170 de valve duplex comporte un filetage périphérique extérieur qui est vissé dans le filetage d'extrémité de la partie 115 du corps principal du boîtier, et la position du régleur 170 de valve duplex est ainsi réglée. Le régleur 170 de valve duplex est fixé à la position réglée par un écrou de blocage 117.
Le régleur 170 de valve duplex comporte également une partie tubulaire 30 d'extrémité 171 de tête, qui est insérée pour se déplacer de façon coulissante dans le passage primaire 122 d'écoulement de gaz. Un joint d'étanchéité 172 est monté sur la périphérique extérieure de la partie 171 de tube d'extrémité de tête. Le joint d'étanchéité 172 est mis en contact étroit avec une zone de la surface périphérique intérieure du passage 122 d'écoulement de gaz, laquelle zone est située plus vers 35 l'extérieur que le trou 121 d'introduction de gaz. De cette façon, le joint d'étanchéité 172 assure une étanchéité en déplacement coulissant à la périphérie extérieure de la partie 171 de tube d'extrémité de tête. En outre, une partie de la portion de tige 162 du piston plongeur 160, laquelle partie est disposée entre le clapet de valve 131 de la \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 28/72 valve principale de régulation 130 et le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation 140, est insérée pour le déplacement coulissant dans l'ouverture ou passage étroit 143 de la partie 171 de tube d'extrémité de tête. Une zone de la surface latérale de la partie 171 de tube d'extrémité de tête, laquelle zone est disposée en 5 face de l'orifice 114 de décharge de gaz et est située à proximité de l'ouverture 143, remplit la fonction de siège de clapet 142 de la valve auxiliaire de régulation 140.
En correspondance au déplacement du piston plongeur 160, le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation 140 est en contact étroit avec le siège de clapet 142 et obture l'ouverture 143 de la partie 171 de tube d'extrémité de tête. 10 Dans le cas o le clapet de valve 161 de la valve auxiliaire de régulation 140 se déplace en s'éloignant du siège de clapet 142 et ouvre l'ouverture 143 en correspondance au déplacement du piston plongeur 160, un débit de gaz correspondant à la quantité d'ouverture de l'ouverture 143 traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure de l'ouverture 143 et la surface périphérique 15 extérieure du piston plongeur 160 et s'écoule du passage 122 d'écoulement de gaz primaire dans l'orifice 114 de décharge de gaz, qui est disposé du côté à pression régulée.
La position dans la partie 115 de corps principal de boîtier, dans laquelle le régleur 170 de valve duplex agissant comme moyen de réglage est inséré, est réglée 20 de sorte que à l'instant o le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation vient en contact étroit avec le siège de clapet 132 de la valve principale de régulation 130 et obture l'ouverture 133, le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation 140 vient également en contact étroit avec le siège de clapet 142 de la valve auxiliaire de régulation 140 et obture l'ouverture 143, de sorte que la valeur de 25 la chute de pression se produisant dans la valve principale de régulation 130 et la valeur de chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation 140 soient égales l'une à l'autre.
En correspondance au déplacement du diaphragme 120, la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 coopèrent l'une avec l'autre 30 afin de réduire et de réguler la pression non régulée en une pression régulée prédéterminée, indépendamment de la fluctuation de la pression non régulée. On va décrire ci-dessous comment fonctionne la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140.
Tout d'abord, le gaz qui s'est écoulé depuis l'orifice 113 d'introduction de gaz 35 dans le passage primaire 122 d'écoulement de gaz traverse la valve principale de régulation 130, et la pression non régulée du gaz est réduite au niveau de la pression régulée. Le gaz à la pression régulée traverse le passage secondaire 164 d'écoulement de gaz dans le piston plongeur 160 pour atteindre l'orifice 114 de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - 1er mars 2004 - 29/72 décharge de gaz. Une force d'amplitude égale au produit de la valeur de la chute de pression se produisant à ce moment dans la valve principale de régulation 130 par la surface projetée du corps de valve de la valve principale de régulation 130, est dirigée dans la direction qui ferme la valve principale de régulation 130 et fait reculer le piston plongeur 160 (c'est-à-dire dans la direction de la gauche sur la figure 1).
Le gaz à la pression non régulée dans le passage primaire 122 d'écoulement de gaz traverse l'ouverture 143, c'est-à-dire l'espace entre la surface périphérique intérieure de la partie 171 de tube d'extrémité de tête du régleur 170 de valve duplex et la surface périphérique extérieure du piston plongeur 160, vers la valve auxiliaire 10 de régulation 140. Le gaz traverse ensuite la valve auxiliaire de régulation 140, et la pression non régulée du gaz est réduite à la pression régulée. Le gaz à la pression régulée s'écoule vers l'orifice 114 de décharge de gaz. Cet orifice 114 de décharge de gaz communique avec la chambre 111 de régulation de pression via le passage secondaire 164 d'écoulement de gaz. A ce moment, une force qui est d'amplitude 15 égale au produit de la valeur de la chute de pression se produisant à la valve auxiliaire de régulation 140 par la surface projetée de clapet de valve de la valve auxiliaire de régulation 140, agit dans la direction qui ouvre la valve auxiliaire de régulation 140 et fait avancer le piston plongeur 160 (c'est-à-dire dans la direction de la droite sur la figure 1). De façon spécifique, la force agissant sur la valve principale 20 de régulation 130 et la force agissant sur la valve auxiliaire de régulation 140 agissent dans des directions opposées.
Habituellement, la valeur de la chute de pression qui se produit dans le passage d'écoulement de la valve principale de régulation 130 et la valeur de la chute de pression qui se produit dans le passage d'écoulement de la valve auxiliaire de 25 régulation 140 seront différentes l'une de l'autre. Cependant, dans ce mode de régulation, comme le régleur 170 de valve duplex est disposé de sorte que le régleur 170 puisse être déplacé pour le réglage de position dans la direction axiale, la valeur de la chute de pression, qui se produit dans la valve auxiliaire de régulation 140, est capable d'être modifiée. En conséquence, la valeur de la chute de pression, qui se 30 produit dans la valve principale de réglage 130 est capable d'être annulée ou équilibrée de façon précise par la valeur de la chute de pression, qui se produit dans la valve auxiliaire de régulation 140.
En outre, le diaphragme 120 est supporté par le piston plongeur 160 et le support 180. Le diaphragme 120 est maintenu dans la position, pour laquelle la force 35 due à l'action de la différence de pression entre la pression régulée et la pression atmosphérique et la force de sollicitation du ressort 151 de régulation de pression s'équilibrent mutuellement. Dans le cas o la pression régulée varie en correspondance à la variation de la quantité de gaz déchargé depuis l'orifice 114 de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 30/72 décharge de gaz, la variation de la pression non régulée, et similaires, la quantité de déplacement du diaphragme 120 varie en correspondance à la variation de la pression régulée, et la position du piston plongeur 160 varie. La valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 se déplacent également en 5 correspondance à la variation de la position du piston plongeur 160 et maintiennent la pression régulée à la pression prédéterminée. La force de sollicitation du ressort 151 de régulation de pression est capable d'être modifiée par le réglage de la position de la vis 152 de réglage de pression de la partie 150 de fixation de pression, et la pression régulée est ainsi capable d'être fixée à une valeur de pression choisie.
En outre, chacun parmi le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation et le clapet de valve 141 de la valve auxiliaire de régulation est constitué d'un corps élastique qui est formé comme une bague torique. En conséquence, dans le cas o un gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, telles que le diméthyléther gazeux, est introduit dans le régulateur de pression 100, et o chacune 15 des bagues toriques est mise en contact avec le gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées et subit un gonflement et une dilatation de volume, la variation de volume de chacune des bagues toriques est limitée, de sorte qu'elle se produise uniquement dans la direction qui est normale aux directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la bague. En conséquence, la variation de la chute de 20 pression et la variation du débit de gaz dues à la dilatation en volume de chacune des bagues toriques peuvent être supprimées.
La réduction de pression de la pression non régulée jusqu'à la pression régulée est réalisée par la combinaison des deux valves de régulation, c'est-à-dire la combinaison de la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de 25 régulation 140. En conséquence, la valeur de la chute de pression se produisant dans chacune des deux valves de régulation peut être maintenue à la moitié de la valeur de la chute de pression qui se produit dans le cas o la réduction de pression est réalisée avec seulement une valve de régulation de pression. De façon correspondante, l'espacement entre le clapet de valve et le siège de clapet de chacune des deux valves 30 de régulation peut être fixé à une valeur comparativement importante. Il en résulte que l'on peut obtenir une performance fiable dans le cas o la pression non régulée est considérablement élevée. De façon spécifique, on peut obtenir une performance fiable dans le cas o le degré de réduction à la pression demandée est élevé, l'espacement de valve entre le clapet de valve et le siège de clapet est fixé pour être 35 remarquablement réduit, et en conséquence une légère variation de l'espacement de valve affecte la pression régulée.
Dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus, chacun parmi le clapet de valve 131 de la valve principale de régulation 130 et le clapet de valve 141 de la \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ermars 2004 - 31/72 valve auxiliaire de régulation 140 est constitué par un corps élastique, qui est formé comme un joint d'étanchéité à bague torique. En variante, chacun parmi le siège de clapet 132 de la valve principale de régulation et le siège de clapet 142 de la valve auxiliaire de régulation peut être constitué du corps élastique qui est formé comme 5 une bague torique. Dans de tels cas, chacun parmi le corps élastique agissant comme le siège de clapet 132 et le corps élastique agissant comme le siège de clapet 142 est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé par une structure de gorge périphérique ou similaires, de sorte que le corps élastique sera empêché de se déformer dans les directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de valve. 10 Selon d'autres variantes, on peut utiliser un corps élastique autre qu'une bague torique.
La figure 2 est une vue en coupe représentant une modification du premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention. Le régulateur de pression qui est la modification du premier mode de réalisation du 15 régulateur de pression selon la présente invention, présente une structure fondamentalement identique à la structure du régulateur de pression 100 représenté à la figure 1, à l'exception du fait que le régulateur de pression 200 comprend en outre un ressort 290 de fermeture de valve, qui est disposé dans une chambre 211 de régulation de pression. Sur la figure 2, les éléments similaires sont affectés de 20 numéros de référence en 200 similaires des numéros de référence en 100 de la figure 1.
Le ressort 290 de fermeture de valve sollicite un piston plongeur 260 vers la direction qui recule le piston plongeur 260 (la direction vers la gauche sur la figure 2), c'est-à-dire vers la direction de fermeture d'une valve principale de régulation 25 230. De façon spécifique, le ressort 290 de fermeture de valve est constitué d'un ressort hélicoïdal. Le ressort 290 de fermeture de valve est situé à proximité de la périphérie extérieure d'une partie de tronc 261 et dans un état contracté de sorte qu'une extrémité du ressort 290 de fermeture soit en butée sur une surface latérale d'une paroi de séparation 215a d'une partie 215 de corps principal de boîtier, et de 30 sorte que l'autre extrémité du ressort 290 de fermeture de valve soit en butée sur une surface latérale du piston plongeur 260 de façon à pousser un diaphragme 220 vers le côté de la chambre atmosphérique 212.
Le réglage de pression avec une vis 252 de régulation de pression d'une partie 250 de fixation de pression est réalisé de sorte que la force de sollicitation d'un 35 ressort 251 de régulation de pression soit supérieure à la force de sollicitation du ressort 290 de fermeture de valve et donc supérieure à la force de sollicitation du ressort 151 de régulation de pression dans le mode de régulation de pression.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - lernrms2004 - 32/72 Avec la modification du premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, laquelle modification est prévue avec le ressort 290 de fermeture de valve décrit ci-dessus, dans le cas o la force de sollicitation du ressort 251 de régulation de pression est fixée à une valeur faible, et que la pression fixée 5 pour la pression régulée est également faible, le diaphragme 220 est capable d'être déplacé en correspondance à la différence de pression entre la chambre 211 de régulation de pression et la chambre atmosphérique 212, et des fonctionnements précis de la valve principale de régulation 230 et de la valeur auxiliaire de régulation 240 peuvent être obtenus en correspondance au déplacement du piston plongeur 260. 10 En conséquence, une régulation de pression fiable peut être réalisée. Egalement dans le cas o la force de sollicitation du ressort 251 de régulation de pression est réglée pour être inférieure à la force de sollicitation du ressort 290 de fermeture de valve, le piston plongeur 260 est capable d'être reculé par la force de sollicitation du ressort 290 de fermeture de valve, et un état de blocage dans lequel la valve principale de 15 régulation 230 et la valve auxiliaire de régulation 240 sont fermées peuvent être obtenus. De ce fait, la décharge du gaz à partir d'un orifice 214 de décharge de gaz est susceptible de s'arrêter.
Le premier mode de réalisation de la figure 1 décrit ci-dessus, qui n'est pas muni du ressort 290 de fermeture de valve décrit ci-dessus, est basé sur la 20 supposition que la pression régulée est ordinairement fixée à une pression comparativement élevée. Avec le premier mode de réalisation de la figure 1 décrit cidessus, dans le cas o la pression fixée pour la pression régulée est suffisamment supérieure à la pression atmosphérique, une force comparativement importante en correspondance à la différence de pression entre la pression régulée et la pression 25 atmosphérique agit sur le diaphragme 120, et on peut obtenir, avec la valve principale de régulation 130 et la valve auxiliaire de régulation 140 se déplaçant ensemble avec le piston plongeur 160. Cependant, avec le premier mode de réalisation de la figure 1 décrit ci-dessus, dans le cas o la pression régulée est fixée à une pression faible proche de la pression atmosphérique, la force pour déplacer le 30 diaphragme 120 en correspondance entre la pression régulée et la pression atmosphérique devient faible. Ainsi, une force capable de déplacer le diaphragme 120 dans la direction de recul du piston plongeur 160 ne se produit pas en dehors de la force due à la différence de pression entre la pression régulée et la pression atmosphérique. En conséquence, les caractéristiques de réponse deviennent 35 comparativement mauvaises, et les effets de régulation de la pression deviennent instables. Cependant, avec la modification indiquée ci-dessus du premier mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, la force pour déplacer le diaphragme 220 dans la direction de recul du piston plongeur 260 est \\MIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 1 00\221 59.doc - 1 er mars 2004 - 33/72 obtenue en prévoyant le ressort 290 de fermeture de valve. Ainsi, grâce à la modification mentionnée ci-dessus, dans le cas o la pression régulée est fixée à une valeur faible, les caractéristiques de réponse du diaphragme 220 sont capables d'être améliorées, et des effets fiables de régulation de pression peuvent être obtenus.
Les résultats des essais conduits pour évaluer les effets de la régulation de pression selon le premier mode de réalisation du présent régulateur de pression de la présente invention (c'est-à-dire le régulateur de pression 100 présentant la structure illustrée sur la figure 1) et les résultats des essais effectués pour évaluer les effets de la régulation de pression d'un régulateur de pression d'un exemple comparatif (par 10 exemple un régulateur de pression 500 du type à valve unique illustré sur la figure 14) seront décrits ci-dessous en référence à la figure 3 et à la figure 4.
La figure 3 est un graphique représentant les résultats de mesure en cas de variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 100 représenté sur la figure 1, dans le cas o une pression régulée d'un 15 gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 100 représenté à la figure 1 a été modifiée, et les résultats de mesure en cas de variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de l'exemple comparatif dans le cas o la pression non régulée du gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 500 du type à valve unique de 20 l'exemple comparatif a été modifiée. La figure 4 est un graphique montrant les résultats de mesure en cas de variation du débit d'écoulement de gaz en fonction du temps, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 100 représenté sur la figure 1, dans le cas o du diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 100 représenté sur la figure 1, et les 25 résultats de mesure de la variation de débit d'écoulement de gaz en fonction du temps, lesquels résultats étaient obtenus avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de l'exemple comparatif dans le cas o le diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 500 du type à valve unique de l'exemple comparatif.
Le régulateur de pression 500 du type à valve unique illustré sur la figure 14 présente une structure fondamentale qui est identique à la base à la structure représentée sur la figure 15A. Dans le régulateur de pression 500 du type à valve unique illustré sur la figure 14, le gaz à pression élevée présentant la pression non régulée est introduit à travers l'orifice 505 de production de gaz et passe à travers la 35 valve de régulation 506 qui réalise une opération d'ouverture et de fermeture de valve en correspondance au déplacement du diaphragme 504. (Un clapet de valve 506a de la valve de régulation 506 est constitué par un corps rigide, et un siège de clapet 506b de la valve de régulation 506 est constitué par un corps élastique). Le gaz \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 34172 s'écoule ensuite dans la chambre 502 de régulation de pression qui est séparée par le diaphragme 504 de la chambre atmosphérique 503. Le gaz présentant la pression régulée à l'intérieur de la chambre 502 de régulation de pression, est déchargé via l'orifice 508 de décharge de gaz. La force de sollicitation agissant sur le diaphragme 5 504 est réglée par une partie de fixation de pression 509, qui est muni d'un ressort 509a de régulation de pression et d'une vis 509b de régulation de pression. On fixe et on définit ainsi la pression régulée.
Exemple 1 de mesure
Dans l'exemple 1 de mesure, une mesure a été réalisée pour déterminer la variation de la pression régulée dans le cas o la pression non régulée d'un gaz à pression élevée (un gaz inerte) fourni à chacun des régulateurs de pression a été modifiée. Les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 100 de la figure 1 dans l'exemple selon la présente invention sont indiqués par la ligne en traits 15 pleins sur la figure 3. Les résultats de mesure obtenue avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif sont indiqués par la ligne en tirets à la figure 3.
Dans l'exemple selon la présente invention et dans l'exemple comparatif, la pression régulée était définie par le réglage de la vis 152 de régulation de pression de 20 la partie 150 de définition de pression ou par la vis 509b de régulation de pression de la partie 509 de définition de pression, de sorte que lorsque la pression non régulée était égale à 400 kPa, la pression régulée devienne égale à 50 kPa. A ce moment, le débit d'écoulement de gaz était égal à 40 ml/min.
Comme indiqué par la ligne en traits pleins sur le graphique de la figure 3, avec 25 le régulateur de pression 100 de la figure 1 selon la présente invention, dans le cas o la pression non régulée était modifiée sur la gamme de 50 kPa à 2000 kPa, la pression régulée ne varie pas et a été maintenue à la valeur fixée ou définie (50 kPa), et la pression régulée prédéterminée était maintenue. On a pu confirmer que, pour les fonctions de la valve principale de régulation 130 et de la valve auxiliaire de 30 régulation 140 du régulateur de pression 100 de la figure 1 selon la présente invention, l'effet nocif de la force, qui accompagne la chute de pression, pouvait être annulé, et les effets de régulation de pression ont pu être obtenus dans toute la gamme large de variations de la pression non régulée.
Cependant, comme indiqué par la ligne en tirets sur le graphique de la figure 3, 35 avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif, dans le cas o la pression non régulée tombe dans la zone inférieure à 400 kPa, la pression régulée était supérieure à la valeur définie (50 kPa).
Egalement, dans le cas o la pression non régulée tombe dans la zone supérieure à \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - leT mrms 2004 35/72 400 kPa, la pression régulée varie de sorte que cette pression régulée devienne inférieure à la valeur définie (50 kPa), et de sorte que, lorsque la pression non régulée devient élevée, la pression régulée devienne faible dans son ensemble. De cette manière, avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 5 dans l'exemple comparatif, la pression régulée n'a pas pu être maintenue à la pression prédéterminée.
Exemple 2 de mesure
Dans l'exemple de mesure 2, on a réalisé des mesures pour déterminer la 10 variation du débit d'écoulement de gaz en fonction du temps dans le cas o du diméthyléther gazeux, qui constitue le gaz typique provoquant le gonflement du matériau élastique (un matériau élastomère), était utilisé comme le gaz à pression élevée fourni à chacun des régulateurs de pression. Les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 100 de la figure 1 dans l'exemple selon la 15 présente invention sont indiqués par la ligne en traits pleins sur la figure 4.
Egalement, les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif sont indiqués par la ligne en tirets sur la figure 4. Le débit d'écoulement initial du diméthyléther gazeux était égal à 80 mllmin. L'essai a été conduit à une température pour laquelle la 20 pression de vapeur était égale à 400 kPa.
Comme indiqué par la ligne en traits pleins sur le graphique de la figure 4, avec le régulateur de pression 100 de la figure 1 selon la présente invention, dans le cas o une période de temps aussi longue que 120 minutes s'est écoulée, le débit du gaz déchargé n'a pas varié et a été maintenu au débit initial. On a pu confirmer que, avec 25 le régulateur de pression 100 de la figure 1 selon la présente invention, même si les bagues toriques ont été soumises à un gonflement dû au contact avec le gaz, il ne se produit pas d'effets nocifs sur le débit d'écoulement de gaz.
Cependant, comme indiqué par la ligne en tirets sur le graphique de la figure 4, avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans 30 l'exemple comparatif, du fait de la variation de l'espacement des clapets accompagnant le gonflement du siège de clapet 506b constitué par le corps élastique, le débit d'écoulement du gaz commence à devenir faible à l'instant o une période de temps d'environ 15 minutes s'est écoulée après le début de la mesure. Ensuite, le débit d'écoulement de gaz devient remarquablement faible avec l'écoulement du 35 temps. Au moment o une période de temps approximativement de 60 minutes s'est écoulée après le début de la mesure, le débit d'écoulement de gaz est devenu nul (zéro), et le gaz ne peut plus du tout être déchargé.
\\HIRSCH6\BREVETS\Breyets\22100\221 59.doc - Ier mars 2004 - 36/72 Un deuxième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention va être décrit ci-dessous. La figure 5 est une vue en coupe représentant un deuxième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention.
En référence à la figure 5, un régulateur de pression 300 constitue le deuxième 5 mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention, est utilisé pour la stabilisation du débit de carburant vers des cellules de carburant du type à oxyde solide (SOFC) et des cellules de carburant du type à polymère solide (PEFC).
Du diméthyléther gazeux est utilisé comme gaz à pression élevée à fournir au régulateur de pression 300. Ce régulateur de pression 300 comprend un diaphragme 10 320, qui sépare une zone dans un boîtier 310 en une chambre 311 de régulation de pression et en une chambre atmosphérique 312. Le régulateur de pression 300 comprend également un orifice 313 d'introduction de gaz, à travers lequel le gaz à pression élevée présentant une pression non régulée est introduit dans le régulateur de pression 300. Le régulateur de pression 300 comprend en outre une valve 15 principale de régulation 330, qui fonctionne en étant interconnectée avec le diaphragme 320. La valve principale de régulation 330 exécute desopérations pour ouvrir et fermer une ouverture 333, à travers laquelle une chambre préliminaire 322 et la chambre de régulation de pression 311 communique l'une avec l'autre. Les opérations de la valve principale de régulation 330 pour ouvrir et fermer l'ouverture 20 333 sont réalisées du côté opposé à la chambre 311 de régulation de pression. La valve principale de régulation 330 réduit ainsi la pression de gaz dans la chambre préliminaire 322 à une pression régulée. Le régulateur de pression 300 comprend en outre encore une valve préliminaire de régulation 340, qui fonctionne en étant interconnectée avec le diaphragme 320. La valve préliminaire de régulation 340 25 exécute des opérations pour ouvrir et fermer une ouverture 343, à travers laquelle l'orifice 313 d'introduction de gaz et la chambre préliminaire communiquent mutuellement. Les opérations de la valve préliminaire de régulation 340 pour ouvrir et fermer l'ouverture 343 sont réalisées du côté à pression non régulée. Le régulateur de pression 303 comprend également un orifice 314 de décharge de gaz, à travers 30 lequel le gaz dont la pression est régulée à travers la chambre 311 de régulation de pression et qui est à la pression régulée, est déchargé du régulateur de pression 300.
Ce régulateur de pression 300 comprend en outre une partie 350 de définition de pression pour régler la quantité de déplacement du diaphragme 320, qui reçoit ou est soumis à la pression régulée dans la chambre 311 de régulation de pression et est 35 ainsi déplacée. Le diaphragme 320, la valve principale de régulation 330, et la valve préliminaire de régulation 340 sont reliés et interconnectés l'un à l'autre par un piston plongeur 360. Le régulateur de pression 300 comprend en outre un régleur 370 qui agit comme le moyen de réglage pour régler la position d'un siège de clapet de la \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 37/72 valve préliminaire de régulation 340 et régler ainsi la valeur d'une chute de pression, qui se produit dans la valve préliminaire de régulation 340.
La valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340 coopèrent pour réaliser la réduction de pression de la pression non régulée du gaz à 5 pression élevée à la pression régulée, une chute de pression se produisant dans chacune parmi la valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340. Avec le régleur (moyen de réglage) 370, le rapport de la valeur de la chute de pression qui se produit dans la valve préliminaire de régulation 340 à la valeur de la chute de pression qui se produit dans la valve principale de régulation 10 330, peut être réglé.
Chacun parmi un clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330 et un clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 est constitué d'un corps élastique, qui est formé comme une bague torique. Chacun du corps élastique de la valve principale de régulation 330 et du corps élastique de la valve préliminaire 15 de régulation 340 est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé par une partie de gorge périphérique 363, de sorte que le corps élastique soit empêché de se déformer dans des directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve. En conséquence, du diméthyléther gazeux, ou similaire, qui a des effets nocifs, tels que des effets de gonflement sur le corps élastique, peut être 20 utilisé pour le gaz à pression élevée.
La structure du boîtier 310, la structure du diaphragme 320 et la structure du support 380 sont fondamentalement identiques à la structure du boîtier 110, à la structure du diaphragme 120 et à la structure du support 180, respectivement, dans le premier mode de réalisation décrit ci-dessus.
Le piston plongeur 360 comprend une partie de tronc ou de liaison 361, qui est fixée au diaphragme 320 et disposée dans la chambre 311 de régulation de pression, et une partie de tige 362 qui s'étend dans la direction axiale du piston plongeur 360 à partir d'une extrémité de la partie de liaison 361. La partie de tige 362 est munie de deux parties 363, 363 de gorges périphériques, qui sont situées à un espacement 30 prédéterminé l'une de l'autre. Le clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330, lequel clapet de valve est constitué de la bague torique (c'est-à-dire le corps élastique), est monté dans l'une des parties de gorges périphériques 363, le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340, lequel clapet de valve est constitué de la bague torique, (c'est-à-dire le corps élastique), est monté dans 35 l'autre partie de gorges périphériques 363.
La partie 315 de corps principal de boîtier est muni d'une paroi de séparation 315a, qui sépare la chambre préliminaire 322 et la chambre de régulation de pression 311 l'une de l'autre. L'ouverture 333 est ouverte et fermée par la valve principale de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ter nrus 2004 - 38172 régulation 330 est formée dans la zone centrale qui est définie par la paroi de séparation 315a. La partie de tige 362 du piston plongeur 360 est insérée pour un déplacement de coulissement dans l'ouverture 333. Une zone d'une surface latérale de la paroi de séparation 315a, laquelle zone fait face à la chambre préliminaire 322 5 et est située à proximité de l'ouverture 333, fonctionne comme un siège de clapet 332 de la valve principale de régulation 330.
En correspondance au déplacement du piston plongeur 360, le clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330 vient en contact étroit avec le siège de clapet 332 et obture l'ouverture 333. Dans le cas o le clapet de valve 331 de la valve 10 principale de régulation 330 se déplace en s'éloignant du siège de clapet 332 et ouvre l'ouverture 333 en correspondance avec le déplacement du piston plongeur 330, une quantité de gaz en correspondance à la quantité d'ouverture ou passage 333 traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure de la paroi de séparation 315a définissant l'ouverture ou passage 333 et la surface périphérique extérieure du piston 15 330 et s'écoule de la chambre préliminaire 322 dans la chambre de régulation de pression 311.
Le régleur 370 présentant une forme tubulaire est monté depuis une extrémité de la partie 315 de corps principal de boîtier, laquelle extrémité est située du côté de l'orifice 313 d'introduction de gaz, dans la chambre préliminaire 322. Le régleur 370 20 comporte un filetage périphérique extérieur qui est vissé sur le filetage d'extrémité de la partie 315 de corps principal de boîtier, et la position du régleur 370 est ainsi ajustée ou réglée. Le régleur 370 est fixé à la position réglée par un écrou de blocage 317. Le régleur 370 comporte un trou du côté de l'extrémité arrière, lequel trou remplit la fonction de l'orifice 313 d'introduction de gaz pour introduire le gaz à 25 pression élevée dans le régulateur de pression 300. Un premier connecteur 318 pour introduire le gaz à pression élevée, tel que du diméthyléther gazeux, qui présente la pression non régulée et qui est fourni depuis un réservoir cylindrique de gaz, ou similaire, est relié à l'orifice 313 d'introduction de gaz.
Une partie latérale de la chambre 311 de régulation de pression est munie de 30 l'orifice 314 de décharge de gaz, qui communique avec la chambre 311 de régulation de pression et qui est ouvert vers l'extérieur. Le gaz à la pression régulée obtenu par la régulation de pression, est déchargé à travers l'orifice 314 de décharge de gaz. Cet orifice 314 de décharge de gaz est connecté à un deuxième connecteur ou raccord (non représenté) pour recevoir le gaz à la pression régulée.
Le régleur 370 comporte également une partie de tube d'extrémité de tête 371, qui est inséré pour un déplacement de coulissement dans la chambre préliminaire 322. Une garniture d'étanchéité 372 est montée sur la périphérie extérieure de la partie de tube d'extrémité de tête 371. La garniture d'étanchéité 372 est placée en \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 39172 contact étroit avec la surface périphérique intérieure de la chambre préliminaire 322.
De cette façon, le matériau de garniture 372 réalise une étanchéité au déplacement de coulissement à la périphérie extérieure d'une partie 371 de tube d'extrémité de tête.
En outre, une portion de la partie de tige 362 du piston plongeur 360, laquelle portion 5 est située entre le clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330 et le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340, est insérée pour un déplacement de coulissement dans l'ouverture 343 de la partie 371 de tube d'extrémité de tête. Une zone de la surface latérale de la partie 371 de tube d'extrémité de tête, laquelle zone est disposée en face de l'orifice 313 d'introduction 10 de gaz et est située à proximité de l'ouverture ou passage 343, remplit la fonction d'un siège de clapet 342 de la valve préliminaire de régulation 340.
En correspondance au déplacement du piston plongeur 360, le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 vient en contact étroit avec le siège de clapet 342 et obture l'ouverture ou le passage 343 de la partie 371 de tube 15 d'extrémité de tête. Dans le cas o le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 se déplace en s'éloignant du siège de clapet 342 et ouvre le passage 343 en correspondance au déplacement du piston plongeur 360, une quantité de gaz en correspondance avec la quantité d'ouverture du passage 343 traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure du passage 343 et la surface périphérique 20 extérieure du piston plongeur 360 et s'écoule de l'orifice 313 d'introduction de gaz dans la chambre préliminaire 322.
La position dans la partie 315 de corps principal de boîtier, partie dans laquelle le régleur 370 agissant comme moyen de réglage est insérée, est ajustée de sorte qu'au moment o le corps de valve 331 de la valve principale de régulation 330 vient 25 en contact étroit avec le siège de clapet 332 de la valve principale de régulation 330 et obture le passage 333, le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 vient également en contact étroit avec le siège de clapet 342 de la valve préliminaire de régulation 340 et obture le passage 343. Le régleur 370 règle ainsi la valeur de la chute de pression qui se produit dans la valve préliminaire de régulation 30 340.
Chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 peut être constitué en un métal léger ou en un alliage de métal léger, tel que l'aluminium ou le duralumin. En variante, chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 peut être constitué d'un polyamide (PA), d'un polyacétal (POM) , de polybutylène téréphtalate (PBT) ou 35 de polypropylène (PP), qui est une résine cristalline. Selon une autre variante, chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 peut être constitué d'un acétal, d'un polycarbonate ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, cette résine non cristalline présentant une surface revêtue d'une résine époxy ou \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - Ier mars 2004 - 40172 d'une résine polyamide. Dans le cas o chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 est constitué de l'un des matériaux énumérés ci-dessus, chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 est capable d'être maintenu à un poids réduit et de présenter de la résistance au diméthyléther gazeux.
Le boîtier 310 peut également être constitué d'un polyamide (PA), d'un polyacétal (POM), de polybutylène téréphtalate (PBT), ou de polypropylène (PP), qui est une résine cristalline. En variante, le boîtier 310 peut être constitué d'un acétal, d'un polycarbonate ou d'acrylonitrile butadiène-styrène, qui est une résine non cristalline, cette résine non cristalline présentant une surface revêtue d'une résine 10 époxy, ou d'une résine polyamide. Dans le cas o le boîtier 310 est constitué de l'un des matériaux énumérés ci-dessus, le boîtier 310 est capable d'être maintenu à un poids réduit et de présenter de la résistance au diméthyléther gazeux.
La résine époxy mentionnée ci-dessus, avec laquelle la surface de la résine non cristalline décrite ci-dessus peut être revêtue, contient de préférence un polyphénol et 15 de l'époxy-urée comme constituants principaux.
Le boîtier 310 (c'est-à-dire la partie 315 de corps principal de boîtier et une partie 316 de couvercle) peut être constitué d'un polyamide (PA), d'un polyacétal (POM), de polybutylène téréphtalate (PBT) ou de polypropylène (PP), qui est une résine cristalline, et le boîtier peut être formé par liaison par fusion aux ultrasons.
Dans le cas o chacun parmi le piston plongeur 360 et le support 380 est maintenu à un poids faible, les caractéristiques de réponse de la valve principale de régulation 330 et de la valve préliminaire de régulation 340 en correspondance au déplacement du diaphragme 320 peuvent être améliorées, et le phénomène de pompage ou de vibration peut être empêché de se produire. De façon spécifique, 25 comme le piston plongeur 360 sur lequel sont montés la valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340, et le support 380 sont fixés au diaphragme 320, si le poids de chacun des éléments parmi le piston plongeur 360 et le support 380 est important, les caractéristiques de réponse de la valve principale de régulation et de la valve préliminaire de régulation 340 en correspondance au 30 déplacement du diaphragme 320 deviennent mauvaises. Ainsi, du fait des forces d'inertie excessives, la quantité de déplacement du diaphragme 320 deviendra plus importante que la quantité de déplacement en correspondance à la différence de pression, et un déplacement excessif du diaphragme 320 se produira alors dans la direction inverse. Le déplacement excessif du diaphragme 320 sera ainsi répété, et la 35 vibration (le phénomène de pompage) sera entraîné à se produire. En conséquence, le poids de chacune des parties constituantes doit être maintenu aussi faible que possible. Actuellement, dans le cas o chacun parmi le piston plongeur 360 et le \\HfRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - lerriars 2004 - 41/72 support 380 est constitué en aluminium, en duralumin, ou en résine, le phénomène de pompage ne se produit pas.
Egalement dans le cas o le boîtier 310 est constitué de résine, le boîtier 310 peut être maintenu à un poids faible et à un coût de production réduit. En particulier, 5 dans le cas o le boîtier 310 est constitué de la résine qui est capable d'être soumise à la liaison aux ultrasons, l'opération d'assemblage peut être facilitée. De façon spécifique, si la totalité du boîtier 310 est constituée d'un métal ou d'un métal moulé en coquille, le poids de la totalité du boîtier 310 devient important et le coût du boîtier 310 augmente. Ainsi, comme il est nécessaire pour le fonctionnement 10 d'assurer la fixation avec des vis, l'opération d'assemblage ne peut pas être réalisée facilement. Dans le cas o le boîtier 310 est constitué de la résine telle que décrite cidessus, le boîtier 310 peut être maintenu à un poids faible et obtenu à un coût réduit.
Ainsi comme le boîtier 310 peut être formé par liaison aux ultrasons, l'opération d'assemblage du boîtier 310 peut être réalisée facilement.
Si les éléments, tels que le boîtier 310, le piston plongeur 360 et le support 380 qui viennent en contact direct avec le gaz sont constitués d'un métal, dans le cas o le gaz à pression élevée est principalement le diméthyléther gazeux ou similaire, qui présente des caractéristiques dissolvantes élevées, une faible quantité d'ions métalliques sera dissoute dans le gaz et affectera de façon néfaste les équipements 20 auxquels le gaz soumis à la régulation de pression est fourni. De ce point de vue, chacun parmi le boîtier 310, le piston plongeur 360 et le support 380 doit de préférence être constitué de résine ou matière plastique.
De façon spécifique, on espère que le diméthyléther gazeux pourra être utilisé comme carburant pour les cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC) et les 25 cellules à carburant du type à polymère solide (PEFC). Dans les deux cas des cellules à carburant du type à oxyde solide et des cellules à carburant du type à polymère solide, il n'est absolument pas souhaitable que les ions métalliques soient présents dans le diméthyléther gazeux fourni comme carburant. En conséquence, la structure indiquée ci-dessus constituée en résine ou en matière plastique sera utilisée de 30 préférence.
En correspondance au déplacement du diaphragme 320, la valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340 coopèrent l'une avec l'autre afin de réduire et de réguler la pression non régulée en la pression régulée prédéterminée, indépendamment de la fluctuation de la pression non régulée. On va 35 décrire ci-dessous comment la valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340 fonctionnent.
Tout d'abord, le gaz qui s'est écoulé depuis l'orifice 313 d'introduction de gaz traverse la valve de régulation préliminaire 340 qui est située à l'étage situé en amont \\H]RSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 42172 de la valve principale de régulation 330, et le gaz est soumis à la réduction préliminaire de pression. Le gaz qui a été soumis à la réduction préliminaire de pression traverse l'ouverture ou passage 343, c'est-à- dire l'espace entre la surface périphérique intérieure de la partie de tube d'extrémité de tête 171 du régleur 370 et 5 la surface périphérique extérieure du piston plongeur 360, dans la chambre préliminaire 322. Le gaz dans cette chambre préliminaire 322 passe ensuite à travers la valve principale de régulation 330, et la pression du gaz est réduite avec précision au niveau de la pression régulée. Le gaz à la pression régulée traverse l'ouverture 333 et la chambre 311 de régulation de pression et est ensuite déchargé à travers 10 l'orifice'314 de décharge de gaz.
Le diaphragme 320 est supporté par le piston plongeur 360 et le support 380.
Le diaphragme 320 est maintenu à la position pour laquelle la force due à la différence de pression entre la pression régulée et la pression atmosphérique et la force de sollicitation du ressort de régulation 351 sont réciproquement équilibrées. 15 Dans le cas o la pression régulée varie en correspondance à la variation de la quantité de gaz déchargée de l'orifice 314 de décharge de gaz, la variation de la pression non régulée et similaire, la quantité de déplacement du diaphragme 320 varie en correspondance à la variation de la pression régulée, et la position du piston plongeur 360 varie. La valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de 20 régulation 340 se déplacent en correspondance à la variation de la position du piston plongeur 360 et maintiennent la pression régulée à la pression prédéterminée. La force de sollicitation du ressort 351 de régulation de pression peut être modifiée par le réglage de la position de la vis 352 de régulation de pression de la partie 350 de détermination de pression, et la pression régulée peut ainsi être fixée à une pression 25 choisie.
La réduction de pression de la pression non régulée à la pression régulée est réalisée par la combinaison des deux valves de régulation, c'est-àdire la combinaison de la valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340. En conséquence, la valeur de la chute de pression se produisant dans 30 chacune des deux valves de régulation 330 et 340 peut être maintenue pour être plus faible que la valeur de la chute de pression qui se produit dans le cas o la réduction de pression est réalisée avec uniquement une valve de régulation. En conséquence, chacun parmi l'espacement entre le clapet de valve 331 et le siège de clapet 332 de la valve principale de régulation 330 et l'espacement entre le clapet de valve 341 et le 35 siège de clapet 342 de la valve préliminaire de régulation 340 peut être déterminé pour être comparativement important. Il en résulte que des performances fiables peuvent être obtenues dans le cas o la pression non régulée est nettement élevée. De façon spécifique, la performance fiable peut être obtenue dans le cas o le degré de la WHIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler nia, 2004 - 43172 réduction de pression demandée est élevé, l'espacement de valve entre le clapet de valve et le siège de clapet est déterminé pour être remarquablement réduit, et en conséquence une légère variation de l'espacement de valve affecte la pression régulée.
En outre, le clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330 et le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 sont montés sur le piston plongeur 360. La valve principale de régulation 330 et la valve préliminaire de régulation 340 réalisent toutes les deux les opérations d'ouverture et de fermeture en correspondance à la déformation d'un diaphragme 320 et d'un ressort 351 de 10 régulation de pression. En conséquence, les caractéristiques de réponse de la valve principale de régulation 330 et de la valve préliminaire de régulation 340 par rapport à la variation de la pression non régulée peuvent être maintenues à des valeurs favorables. En cas de fluctuation marquée de la pression non régulée, la vitesse de suivi peut être maintenue à un niveau élevé et les caractéristiques de réponse peuvent 15 être maintenues à un niveau favorable. En conséquence, une régulation de pression fiable peut être obtenue.
En outre, le clapet de valve 331 de la valve principale de régulation 330 et le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 sont constitués du corps élastique formé avec une bague torique. En conséquence, dans le cas o un gaz 20 présentant des propriétés dissolvantes élevées, tel que le diméthyléther gazeux, est introduit dans le régulateur de pression 300 et que chacune des bagues toriques est mise en contact avec le gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées et subie un gonflement et une dilatation en volume, la variation de volume de chacune des bagues toriques est restreinte, de façon à ne se produire uniquement dans une 25 direction qui est normale aux directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve. En conséquence, la variation de la chute de pression et la variation du débit d'écoulement de gaz due à la dilatation en volume de chacune des bagues toriques peuvent être supprimées.
Dans le deuxième mode de réalisation décrit ci-dessus, le clapet de valve 331 30 de la valve principale de régulation 330 et le clapet de valve 341 de la valve préliminaire de régulation 340 sont constitués du corps élastique qui est formé comme une bague torique. En variante, chacun parmi le siège de clapet 332 de la valve principale de régulation 330 et le siège de clapet 342 de la valve préliminaire de régulation 340 peut être constitué du corps élastique qui est formé comme une 35 bague torique. Dans un tel cas, chacun des corps élastiques remplissant la fonction de siège de clapet 332 et de siège de clapet 342 est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé par une structure de gorges périphériques, ou similaire, de sorte que le corps élastique est empêché de se déformer dans les directions de \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\221 00\22159 doc - 1 er nwa 2004 - 44/72 déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve. En variante, on peut utiliser un corps élastique autre qu'une bague torique.
Les résultats des essais réalisés pour évaluer des effets de régulation de pression du deuxième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente 5 invention (c'est-à-dire le régulateur de pression 300 présentant la structure illustrée sur la figure 5) et les résultats des essais réalisés pour évaluer les effets de régulation de pression des régulateurs de pression des exemples comparatifs (c'est-à-dire le régulateur de pression 500 du type à valve unique illustré sur la figure 14 dans les exemples comparatifs de mesure des exemples 3 et 4 décrits cidessous, et un 10 régulateur de pression comprenant des régulateurs de pression du type à deux valves simples reliées en série dans un exemple comparatif différent dans l'exemple de mesure 5 décrit ci-dessous) seront décrits ci-après en référence aux figures 6, 7, 8 et 9. La figure 6 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 300 15 représenté sur la figure 5 dans le cas o une pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 300 représenté sur la figure 5 a été modifiée, et les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de l'exemple comparatif dans le cas o la pression non régulée du gaz à pression élevée fourni au 20 régulateur de pression 500 de l'exemple comparatif a été modifiée. La figure 7 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de gaz en fonction du temps, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 300 représenté sur la figure 5 dans le cas o du diméthyléther gazeux a été utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 300 représenté 25 sur la figure 5, et les résultats de mesure de la variation du débit d'écoulement de gaz en fonction du temps, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression 500 de l'exemple comparatif dans le cas o le diméthyléther gazeux était utilisé comme gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression 500 de l'exemple comparatif. La figure 8 est un graphique montrant les résultats de mesure d'un temps 30 de montée s'écoulant entre le début de l'introduction d'un gaz à pression élevée dont la pression est non régulée dans le régulateur de pression 300 représenté sur la figure 5 et l'instant o la pression régulée obtenue avec le régulateur de pression 300 représenté à la figure 5 devient stable, lesquels résultats ont été obtenus dans le cas o la pression non régulée ont été modifiés. La figure 9 est un graphique montrant les 35 résultats de mesure d'un temps de montée s'écoulant entre le début de l'introduction du gaz à pression élevée dont la pression est non régulée dans un régulateur de pression d'un exemple comparatif différent et l'instant o la pression régulée obtenue avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent devient stable, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22 100\22159 doc - ler mars 2004 - 45/72 lesquels résultats ont été obtenus dans le cas o la pression non régulée a été modifiée.
Exemple 3 de mesure
Dans l'exemple de mesure 3, une mesure a été réalisée pour trouver la variation 5 de la pression régulée dans le cas o une pression non régulée d'un gaz à pression élevée (un gaz inerte) fourni à chacun des régulateurs de pression a été modifiée. Les résultats de mesure obtenus avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 dans l'exemple selon la présente invention sont indiqués par la ligne en traits pleins à la figure 6. Les résultats de mesure obtenus avec le régulateur de pression 500 du type à10 valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif sont indiqués par la ligne en tirets sur la figure 6.
Dans l'exemple selon la présente invention et dans l'exemple comparatif, la pression régulée était définie par le réglage de la vis 352 de régulation de pression de la partie 350 de fixation ou de définition de pression ou par la vis 509b de régulation 15 de pression de la partie 509 de définition de pression, de sorte que lorsque la pression non régulée était égale à 400 kPa (correspondant à la pression de vapeur du diméthyléther gazeux à une température d'approximativement 23 'C), la pression régulée devenait égale à 50 kPa. A ce moment, le débit d'écoulement de gaz était égal à 80 ml/min.
Comme indiqué par la ligne en traits pleins sur le graphique de la figure 6, avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention, dans le cas o la pression non régulée était modifiée sur la gamme de 50 kPa à 2000 kPa (correspondant à la gamine de variation de la pression de vapeur du diméthyléther gazeux à des températures allant approximativement de 0 0C à approximativement 25 80 'C), les caractéristiques de régulation de pression se rapportant à une pression non régulée faible étaient identiques aux caractéristiques de régulation de pression du régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif. Cependant, avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention, lorsque la pression non régulée devient élevée, la pression 30 régulée ne varie pas et est maintenue à approximativement la valeur fixée ou définie (50 kPa), et la pression régulée prédéterminée est maintenue.
Cependant, comme indiqué par la ligne en tirets sur le graphique de la figure 6, avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique dans l'exemple comparatif, dans le cas o la pression non régulée tombe dans une zone inférieure à 400 kPa, la 35 pression régulée est supérieure à la valeur prédéterminée ou fixée (50 kPa).
Egalement dans le cas o la pression non régulée tombe dans la zone supérieure à 400 kPa, la pression régulée varie de sorte que la pression régulée devient inférieure à la valeur fixée (50 kPa), et de sorte que lorsque la pression non régulée devient \'JRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc - lcr mars 2004 - 46/72 élevée, la pression régulée devient faible dans sa totalité. De cette façon, avec le régulateur 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif, la pression régulée n'a pas pu être maintenue à la pression prédéterminée.
*Exemple 4 de mesure
Dans l'exemple de mesure 4, on a réalisé la mesure pour trouver la variation du débit de gaz en fonction du temps dans le cas o du diméthyléther gazeux, qui est un gaz typique provoquant un gonflement du matériau élastique (un matériau élastomère) a été utilisé comme gaz à pression élevée fourni à chacun des régulateurs 10 de pression. Les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 dans l'exemple selon la présente invention sont indiqués par la ligne en traits pleins sur la figure 7. Les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif sont indiqués par la ligne en tirets sur la figure 7. Le débit initial du diméthyléther gazeux 15 était égal à 80 ml/min. L'essai était réalisé à une température pour laquelle la pression de vapeur était égale à 400 kPa.
Comme indiqué par la ligne en traits pleins sur le graphique de la figure 7, avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention, dans le cas o une période de temps aussi longue que 120 minutes s'est écoulée, le débit du gaz 20 déchargé ne varie pas et est maintenu au débit initial. On a pu confirmer que, avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention, même si les bagues toriques ont été soumises à un gonflement dû au contact avec le gaz, aucun effet négatif sur le débit d'écoulement de gaz ne se manifeste.
Cependant, comme indiqué par la ligne en tirets sur le graphique de la figure 7, 25 avec le régulateur de pression 500 du type à valve unique de la figure 14 dans l'exemple comparatif, du fait de la variation d'espacement des clapets accompagnant le gonflement du siège de clapet 506b constitué par le corps élastique, le débit d'écoulement de gaz commence à devenir faible au moment o une période de temps approximativement de 15 minutes s'est écoulée au début de la mesure. Ensuite, le 30 débit d'écoulement de gaz devient nettement faible avec l'écoulement du temps. Au moment o une période de temps d'approximativement 60 minutes s'est écoulée après le début de la mesure, le débit d'écoulement de gaz devient nul (zéro), et le gaz ne peut plus du tout être déchargé.
Exemple 5 de mesure
Dans l'exemple de mesure 5, un robinet est installé à un étage situé avant l'orifice 313 d'introduction de gaz du régulateur de pression 300 de la figure 5 ou l'orifice d'introduction de gaz du régulateur de pression dans les différents exemples \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - le, mars 2004 - 47/72 comparatifs. Le robinet est actionné rapidement pour passer d'un état fermé à un état ouvert, et l'introduction du gaz est ainsi déclenchée. A ce moment, on a réalisé une mesure pour trouver le temps de montée s'écoulant entre le début de l'introduction du gaz à pression élevée présentant une pression non régulée dans le régulateur de 5 pression 300 représenté sur la figure 5 ou le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent et l'instant o une pression régulée obtenue avec le régulateur de pression devient stable, alors que la pression non régulée est fixée à diverses valeurs.
Les résultats de mesure obtenue avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 dans l'exemple selon la présente invention sont représentés sur la figure 8. Les 10 résultats de mesure obtenue avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent sont représentés sur la figure 9. Le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent comprend une combinaison d'un régulateur de pression du type à valve unique pour des pressions élevées et d'un régulateur de pression du type à valve unique pour des pressions faibles, lesquels régulateurs de pression sont reliés 15 en série. Le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent est considéré comme capable de maintenir avec précision la pression régulée sur une gamme large de pressions non régulées.
Comme cela apparaît clairement du graphique de la figure 8, avec le régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention, dans le cas o la pression 20 non régulée tombe dans la gamme de pression élevée d'au moins 400 kPa, le temps de montée était aussi court que 0,4 seconde, la pression régulée devenait rapidement stable et des caractéristiques élevées de réponse étaient obtenues. Lorsque la pression non régulée devenait élevée, le temps de montée devenait plus court, et la pression régulée devenait stable plus rapidement. Il s'est ainsi confirmé, avec le régulateur de 25 pression 300 de la figure 5 selon la présente invention que l'on pouvait obtenir une vitesse de suivi élevée en cas de fluctuation marquée de la pression non régulée.
Cependant, comme représenté sur la figure 9, avec le régulateur de pression de l'exemple comparatif différent décrit ci-dessus, une période de temps de plusieurs secondes s'écoulait avant que la pression régulée devienne stable au cours du 30 fonctionnement de chacun des deux régulateurs de pression du type à valve unique.
Les caractéristiques de réponse étaient ainsi moins favorables que les caractéristiques de réponse du régulateur de pression 300 de la figure 5 selon la présente invention.
Ainsi, lorsque la pression non régulée devient élevée, le temps de montée est susceptible de devenir relativement long.
Un troisième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention va être décrit ci-dessous. La figure 10 est une vue en coupe représentant un troisième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mars 2004 - 48n2 En référence à la figure 10, un régulateur de pression 400 qui constitue le troisième mode de réalisation du régulateur de pression de la présente invention, est utilisé pour la stabilisation de l'alimentation en carburant de cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC) et de cellules à carburant du type à polymère solide 5 (PEFC). On peut également utiliser du diméthyléther gazeux comme gaz à pression élevée à fournir au régulateur de pression 400. Le régulateur de pression 400 comprend un système de contrôleur 420 de premier étage qui est muni d'une première valve 421 pour réduire la pression non régulée du gaz introduit à une pression intermédiaire. Le régulateur de pression 400 comprend également un 10 système de contrôleur 430 de deuxième étage, qui est muni d'une deuxième valve de régulation 423 pour réduire la pression intermédiaire à une pression régulée. Le système de contrôleur 420 de premier étage et le système de contrôleur 430 de deuxième étage sont disposés de sorte que la direction de déplacement d'un premier diaphragme 422 pour actionner la première valve de régulation 421 du système de 15 contrôleur 420 de premier étage (c'est-à-dire les directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la première valve de régulation 421) et la direction de déplacement d'un deuxième diaphragme 432 pour actionner la deuxième valve de régulation 431 du système de contrôleur 430 de deuxième étage (c'est-à-dire la direction d'actionnement d'ouverture et de fermeture de valve de la deuxième valve 20 de régulation 431) se coupent mutuellement.
De façon spécifique, le système de contrôleur 420 de premier étage comprend le premier diaphragme 422 qui sépare une partie d'une zone dans un boîtier 410 en une première chambre de régulation de pression 424 et en une première chambre atmosphérique 425. Le système de contrôleur 420 de premier étage comprend 25 également un orifice 411 d'introduction de gaz, à travers lequel le gaz à pression élevée à pression non régulée est introduit dans le système de contrôleur 420 de premier étage. Le système de contrôleur 420 de premier étage comprend en outre la première valve de régulation 421 qui fonctionne en étant interconnectée avec le premier diaphragme 422. La première valve de régulation 421 réalise des opérations 30 d'ouverture et de fermeture d'un passage 426 d'écoulement de gaz, à travers lequel l'orifice 411 d'introduction de gaz et la chambre de régulation 424 de première pression communiquent mutuellement. La première valve de régulation 421 réalise ainsi la réduction de pression de premier étage et la régulation pour réduire la pression non régulée du gaz à pression élevée dans l'orifice 411 d'introduction de 35 gaz à la pression intermédiaire. Le système de contrôleur 420 de premier étage comprend en outre un premier piston plongeur 423, par l'intermédiaire duquel le premier diaphragme 422 et la première valve de régulation 421 sont reliés et interconnectés mutuellement. Le système de contrôleur 420 de premier étage \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159doc - ler nars 2004 - 49172 comprend également une première partie 427 de fixation de détermination de pression pour régler la quantité de déplacement du premier diaphragme 422.
La première chambre 424 de régulation de pression est capable d'amortir les vibrations de pression du gaz, qui a traversé la première valve de régulation 421. Le 5 premier diaphragme 422 reçoit la pression intermédiaire dans la première chambre 424 de régulation de pression et est ainsi déplacé. Le premier diaphragme 422 actionne la première valve de régulation 421 via le premier piston plongeur 423.
Le système de contrôleur 430 de deuxième étage comprend le deuxième diaphragme 432 qui sépare une partie de la zone à l'intérieur du boîtier 410 en une 10 deuxième chambre 434 de régulation de pression et en une deuxième chambre atmosphérique 435. Le système de contrôleur 430 de deuxième étage comprend également la deuxième valve de régulation 431 qui fonctionne en étant interconnectée avec le deuxième diaphragme 432. La deuxième valve de régulation 431 réalise les opérations d'ouverture et de fermeture d'une ouverture d'un passage 15 436 d'écoulement de gaz, à travers lequel la première chambre 424 de régulation de pression et la deuxième chambre 434 de régulation de pression communique mutuellement. La deuxième valve de régulation 431 réalise ainsi la réduction de pression de deuxième étage et la régulation pour réduire la pression intermédiaire dans la première chambre 424 de régulation de pression à la pression régulée. Le 20 système de contrôleur 430 de deuxième étage comprend en outre un deuxième piston plongeur 433, par l'intermédiaire duquel le deuxième diaphragme 432 et la deuxième valve de régulation 431 sont reliés et interconnectés mutuellement. Le système de contrôleur 430 de deuxième étage comprend en outre une deuxième partie 437 de fixation ou de détermination de pression pour régler la quantité de déplacement du 25 deuxième diaphragme 432. Le système de contrôleur 430 de deuxième étage comprend également un orifice 412 de décharge de gaz, à travers lequel le gaz soumis à la régulation de pression dans la deuxième chambre 434 de régulation de pression et présentant la pression régulée, est déchargée.
La deuxième chambre 434 de régulation de pression est capable d'amortir la 30 vibration de pression du gaz, qui a traversé la deuxième valve de régulation 431. Le deuxième diaphragme 432 est soumis à la pression régulée dans la deuxième chambre 434 de régulation de pression et est ainsi déplacée. Le deuxième diaphragme 432 actionne la deuxième valve de régulation 431 par l'intermédiaire du deuxième piston plongeur 433.
Le premier piston plongeur 423 et le deuxième piston plongeur 433 sont disposés de sorte que le premier piston plongeur 423 et le deuxième piston plongeur 433 s'étendent dans des directions qui se coupent mutuellement à angle droit. Une partie du premier piston plongeur 423 est insérée pour un déplacement de \\-RSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler mrs 2004 50/72 coulissement dans le passage d'écoulement de gaz 426 s'étendant de l'orifice 411 d'introduction de gaz à la première chambre 424 de régulation de pression. Un clapet de valve 421a de la première valve de régulation 421, qui est monté sur une zone à proximité de l'extrémité du premier piston plongeur 423, est disposé dans l'orifice 5 411 d'introduction de gaz. Une partie du deuxième piston plongeur 433 est insérée pour un déplacement de coulissement dans le passage 436 d'écoulement de gaz s'étendant depuis la première chambre 424 de régulation de pression jusqu'à la deuxième chambre 434 de régulation de pression. Un clapet de valve 431a de la deuxième valve de régulation 431, qui est monté sur une zone à proximité d'une 10 extrémité du deuxième piston plongeur 433, est disposé dans la première chambre 424 de régulation de pression.
En outre, chacun parmi le clapet de valve 421a de la première valve de régulation 421 et le clapet de valve 431a de la deuxième valve de régulation 431 est constitué d'un corps élastique formé d'un matériau élastomère du type uréthane, 15 lequel corps élastique prend la forme d'une bague torique. Le clapet de valve 421a constitué du corps élastique est supporté dans une partie de gorge périphérique du premier piston plongeur 423, de sorte que le clapet de valve 421a ne subisse pas de déformation de gonflement dans les directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve, c'est-à-dire de sorte que la direction de la déformation de 20 gonflement du clapet de valve 421a de vienne différente des directions de déplacement d'ouverture et de fermeture (dans ce mode de réalisation, de sorte que la direction de déformation de gonflement du clapet de valve 421 soit normale à la direction des actionnements d'ouverture et de fermeture). Le clapet de valve 431a constitué du corps élastique est supporté dans une partie de gorge périphérique du 25 deuxième piston plongeur 433, de sorte que le clapet de valve 431a ne subisse pas de déformation de gonflement dans les directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve, c'est-à-dire de sorte que la direction de la déformation de gonflement du clapet de valve 431 a devienne différente des directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de la valve (dans ce mode de réalisation, de 30 sorte que la direction de la déformation de gonflement du clapet de valve soit normale à la direction de déplacement d'ouverture et de fermeture de valve). En conséquence, le diméthyléther gazeux, ou similaire, qui ont des effets négatifs, tels que des effets de gonflement sur le corps élastique, peut être utilisé comme gaz à pression élevée.
Le premier diaphragme 422 du système de contrôleur 420 de premier étage présente un diamètre extérieur inférieur au diamètre extérieur du deuxième diaphragme 432 du système de contrôleur 430 de deuxième étage. La surface soumise à la pression du premier diaphragme 422 du système de contrôleur 420 de \\IHRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159 doc - Ier mars 2004 - 51/72 premier étage est ainsi fixée pour être inférieure à la surface soumise à la pression du deuxième diaphragme 432 du système de contrôleur 430 de deuxième étage.
La structure du régulateur de pression 400 va être décrite ci-dessous plus en détail. Le boîtier 410 décrit ci-dessus comprend une partie 410a de corps principal de 5 boîtier, une première partie 410b de couvercle du système de contrôleur 420 de premier étage, et une deuxième partie 410c de couvercle du système de contrôleur 430 de deuxième étage.
Une subdivision de la première partie 410a de corps principal de boîtier, sur laquelle subdivision est disposé le système de contrôleur 420 de premier étage, est 10 prévue avec une zone en creux, qui remplit la fonction d'orifice 411 d'introduction de gaz, et avec une partie en creux, qui est formée du côté opposé à l'orifice 411 d'introduction de gaz et qui remplit la fonction de première chambre 424 de régulation de pression. Le passage 426 d'écoulement de gaz, à travers lequel l'orifice 411 d'introduction de gaz et la première chambre 424 de régulation de pression 15 communiquent mutuellement, est formé à travers les zones centrales des deux régions en creux. La première partie de couvercle 410b présente une zone intérieure en creux, qui remplit la fonction de première, chambre atmosphérique 125. La première partie de couvercle 410b est reliée à la partie 410a de corps principal de boîtier, le premier diaphragme 422 étant disposé entre la première partie de couvercle 20 410b et la partie 410a de corps principal de boîtier. De cette façon, la première chambre 424 de régulation de pression et la première chambre atmosphérique 425 sont séparées l'une de l'autre par le premier diaphragme 422.
Une subdivision de la partie 410a de corps principal de boîtier, sur laquelle une subdivision est disposé le système de contrôleur 430 de deuxième étage, est munie 25 d'une zone en creux, qui remplit la fonction de deuxième chambre 434 de régulation de pression. L'orifice 412 de décharge de gaz, qui est ouvert vers l'extérieur, est formé sur un côté de la zone en creux. En outre, le passage 436 d'écoulement de gaz, à travers lequel la deuxième chambre 434 de régulation de pression et la première chambre 424 de régulation de pression communiquent mutuellement est formé à 30 travers la zone centrale de la partie de fond définissant la zone en creux. La deuxième partie 41 Oc de couvercle présente une zone intérieure en creux qui remplit la fonction de deuxième chambre atmosphérique 435. La deuxième partie de couvercle 410c est reliée à la partie 410a de corps principal de boîtier avec le deuxième diaphragme 432 interposé entre la deuxième partie de couvercle 410c et la 35 partie 410a de corps principal de boîtier. De cette façon, la deuxième chambre 434 de régulation de pression et la deuxième chambre atmosphérique 435 sont séparées l'une de l'autre par le deuxième diaphragme 432. La première chambre 424 de régulation de pression présente un certain niveau de volume et réalise \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22 159.doc - ler mars 2004. 52172 l'amortissement de la vibration de pression du gaz qui a traversé la première valve de régulation 421. La deuxième chambre 434 de régulation de pression présente un certain niveau de volume et réalise l'amortissement de la vibration du gaz qui a traversé la deuxième valve de régulation 431.
Comme décrit ci-dessus, le premier diaphragme 422 et le deuxième diaphragme 432 présentent des diamètres extérieurs différents. Cependant, le premier diaphragme 422 reçoit la pression intermédiaire dans la première chambre 424 de régulation de pression et est ainsi capable de subir le déplacement élastique en correspondance à la différence de pression entre la première chambre 424 de 10 régulation de pression et la première chambre atmosphérique 425. Le deuxième diaphragme 432 reçoit la pression régulée dans la deuxième chambre 434 de régulation de pression et est ainsi capable de subir le déplacement élastique en correspondance à la différence de pression entre la deuxième chambre 434 de régulation de pression et la deuxième chambre atmosphérique 435. La zone centrale 1 5 du premier diaphragme 432 est reliée et fixée au premier piston plongeur 423 qui est situé du côté de la partie 410a du corps principal de boîtier et à un premier support 428 qui est situé du côté de la première partie de couvercle 410b. Le premier piston plongeur 423 et le premier support 428 peuvent se déplacer ensemble dans la direction axiale en correspondance au déplacement du premier diaphragme 422. La 20 zone centrale du deuxième diaphragme 432 est reliée et fixée au deuxième piston plongeur 433 qui est situé du côté de la partie 410a du corps principal de boîtier et à un deuxième support 438 qui est situé du côté de la deuxième partie de couvercle 410c. Le deuxième piston plongeur 433 et le deuxième support 438 sont capables de se déplacer ensemble dans la direction axiale en correspondance au déplacement du 25 deuxième diaphragme 432.
Le premier piston plongeur 423 est muni d'une partie de tige 423a, qui s'étend dans la zone d'extrémité du premier piston plongeur 423. La partie de tige 423a est munie d'une partie de gorge périphérique, qui est formée dans une position à proximité de l'extrémité de la partie de tige 423a. Le clapet de valve 421a de la 30 première valve de régulation 421, lequel clapet de valve est constitué d'une bague torique (c'est-à-dire le corps élastique) est monté dans la partie de gorge périphérique de la partie de tige 423a. Le deuxième piston plongeur 433 est muni d'une partie de tige 433a, qui s'étend en forme de tige, dans la zone d'extrémité du deuxième piston plongeur 433. La partie de tige 433a est munie d'une partie de gorge périphérique, 35 qui est formée dans une position à proximité de l'extrémité de la partie de tige 433a.
Le clapet de valve 431a de la deuxième valve de régulation 431, lequel clapet de valve est constitué d'une bague torique (c'est-à-dire le corps élastique) est monté dans la partie de gorge périphérique de la partie de tige 433a.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc - ler mars 2004 - 53/72 Une partie d'extrémité d'un ressort 427a de régulation de pression de la première partie 427 de détermination de pression, qui est disposée dans une partie tubulaire de la première partie de couvercle 410b est mise en butée avec une partie de flasque du premier support 428. Le premier support 428 reçoit ainsi la charge de 5 fixation et de détermination de pression. L'autre partie d'extrémité du ressort 427a de régulation de pression est mise en butée sur une première vis de régulation de pression (régleur) 427b, qui est vissée par un filetage dans une paroi intérieure de la partie tubulaire de la première partie de couverture 410b de sorte que la position de la première vis 427b de régulation de pression puisse être réglée. La force de 10 sollicitation du ressort 427a de régulation de pression agissant sur le premier diaphragme 422 est réglée en correspondance au réglage de la position de la première vis 427b de régulation de pression dans la direction axiale de la partie tubulaire de la première partie de couvercle 410b. Une zone centrale de la première vis 427 de régulation de pression comporte un trou traversant de communication 427c, qui 15 traverse la zone centrale de la première vis 427b de régulation de pression dans la direction axiale de la première vis 427b de régulation de pression. Par le trou traversant de communication 427c de la première vis de régulation de pression 427b, la première chambre atmosphérique 427 est ouverte à l'atmosphère ambiante.
Une partie d'extrémité d'un ressort 437a de régulation de pression de la 20 deuxième partie 437 de régulation de pression, qui est disposée dans une partie tubulaire de la deuxième partie de couvercle 410c est mise en butée sur une partie de flasque du deuxième support 438. Le deuxième support 438 reçoit ainsi la charge de fixation de détermination de pression. L'autre partie d'extrémité du ressort 437a de régulation de pression est mise en butée sur une deuxième vis 437b de régulation de 25 pression (régleur), qui est vissé par un filetage dans une paroi intérieure de la partie tubulaire de la deuxième partie de couverture 410c, de sorte que la position de la deuxième vis 437b de régulation de pression puisse être réglée. La force de sollicitation du ressort 437a de régulation de pression agissant sur le deuxième diaphragme 432 est réglée en correspondance au réglage de la position de la 30 deuxième vis 437b de régulation de pression dans la direction axiale de la partie tubulaire de la deuxième partie de couvercle 41 Oc. Une zone centrale de la deuxième vis 437b de régulation de pression comporte un trou traversant de communication 437c, qui traverse la zone centrale de la deuxième vis 437b de régulation de pression dans la direction axiale de la deuxième vis 437b de régulation de pression. Par le trou 35 traversant de communication 437c de la deuxième vis 437b de régulation de pression, la deuxième chambre atmosphérique 435 est ouverte à l'atmosphère ambiante. L'orifice 411 d'introduction de gaz de la partie 410a de corps principal de boîtier est relié à un connecteur ou raccord (non représenté) pour introduire le gaz à \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc- ler mars 2004 - 54172 pression élevée, tel que le diméthyléther gazeux, qui est fourni à partir d'un réservoir cylindrique de gaz, ou similaire. Le passage 426 d'écoulement de gaz à travers lequel l'orifice 411 d'introduction de gaz et la première chambre 424 de régulation de pression communiquent mutuellement est ouverte et fermée par la première valve de 5 régulation 421. La partie de tige 423a du premier piston plongeur 423 est insérée pour un déplacement de coulissement dans le passage 426 d'écoulement de gaz. Le clapet de valve 421a de la première valve de régulation 421 est disposé en face de l'orifice 411 d'introduction de gaz. Une surface d'une paroi de la partie410a de corps principal de boîtier, laquelle surface est disposée en face de l'orifice 411 10 d'introduction de gaz et à proximité et autour du passage 426 d'écoulement de gaz, remplit la fonction de siège de clapet 421b de la première valve de régulation 421.
En correspondance au déplacement du premier piston plongeur 423, le clapet de valve 421 a de la première valve de régulation 421 vient en contact étroit avec le siège de clapet 421b et obture le passage 426 d'écoulement de gaz. Dans le cas o le 15 clapet de valve 421 de la première valve de régulation 421 se déplace en s'éloignant du siège de clapet 421b et ouvre le passage 426 d'écoulement de gaz en correspondance au déplacement du premier piston plongeur 423, une quantité de gaz correspondant à la quantité d'ouverture du passage 426 d'écoulement de gaz traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure de la paroi définissant le passage 426 20 d'écoulement de gaz et la surface périphérique extérieure du premier piston plongeur 423 et s'écoule de l'orifice 411 d'introduction de gaz dans la première chambre 424 de régulation de pression.
Le passage 436 d'écoulement de gaz qui s'étend à travers la zone centrale de la partie de fond de la deuxième chambre 434 de régulation de pression de la partie 25 410a du corps principal de boîtier est ouverte et fermée par la deuxième valve de régulation 431. La partie de tige 433a du deuxième piston plongeur 433 est insérée pour un déplacement coulissant dans le passage 436 d'écoulement de gaz. Le clapet de valve 431a de la deuxième valve de régulation 431 est disposé en face de la première chambre 424 de régulation de pression. Une surface d'une paroi de la partie 30 410a de corps principal de boîtier, laquelle surface est disposée en face de la première chambre 424 de régulation de pression et à proximité et autour du passage 436 d'écoulement de gaz, remplit la fonction de siège de clapet 43 1b de la deuxième valve de régulation 431.
En correspondance au déplacement du deuxième piston plongeur 433, le clapet 35 de valve 431 a de la deuxième valve de régulation 431 vient en contact étroit avec le siège de clapet 43 lb et obture le passage 436 d'écoulement de gaz. Dans le cas o le clapet de valve 431a de la deuxième valve de régulation 431 se déplace en s'éloignant du siège de clapet 431b et ouvre le passage 436 d'écoulement de gaz en \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ter mars 2004 - 55172 correspondance au déplacement du deuxième piston plongeur 433, une quantité de gaz correspondant à la quantité d'ouverture du passage 436 d'écoulement de gaz traverse l'espace entre la surface périphérique intérieure de la paroi définissant le passage 436 d'écoulement de gaz et la surface périphérique extérieure du deuxième s piston plongeur 433 et s'écoule de la première chambre 424 de régulation de pression dans la deuxième chambre 434 de régulation de pression.
Chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 438 et le deuxième support 438 peut être réalisé en métal léger ou en alliage de métal léger tel que l'aluminium ou le duralumin. En variante, 10 chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 peuvent être réalisés en polyamide (PA), en polyacétal (POM), en polybutylène téréphtalate (PBT) ou en polypropylène (PP), qui est une résine cristalline. Comme autre variante, chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le 15 deuxième support 438 peut être réalisé en acétal, en polycarbonate ou en acrylonitrile butadiène styrène, qui est une résine non cristalline, cette résine non cristalline comportant une surface revêtue d'une résine époxy ou d'une résine polyamide.
Dans le cas o chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428, et le deuxième support 438 est réalisé 20 en un matériau énuméré ci-dessus, chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 peut être maintenu à un poids réduit, et peut présenter de la résistance au diméthyléther gazeux.
Le boîtier 410 (c'est-à-dire la partie 410a de corps principal de boîtier, la 25 première partie de couvercle 41 Ob, et la deuxième partie de couvercle 41 Oc) peuvent être constitués d'une résine ou matière plastique. Des exemples de résines préférées comportent ceux décrits ci-dessus pour le boîtier 410 dans le deuxième mode de réalisation.
Dans le cas o chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième 30 piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 est maintenu à un poids réduit, les caractéristiques de réponse de la première valve de régulation 421 par rapport au déplacement du premier diaphragme 422 et les caractéristiques de réponse de la deuxième valve de régulation 431 par rapport au déplacement du deuxième diaphragme 432 peuvent être améliorées, et le phénomène de battement 35 peut être empêché de se produire. De façon spécifique, le premier piston plongeur 423, sur lequel la première valve de régulation est montée, et le premier support 428 sont fixés au premier diaphragme 422. Le deuxième piston plongeur 433 sur lequel la deuxième valve de régulation 431 est montée, et le deuxième support 438 sont fixés \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler iars 2004 - 56/72 au deuxième diaphragme 432. En conséquence, le poids de chacun parmi le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 est réduit, les caractéristiques de réponse de la première valve de régulation 421 par rapport au déplacement du premier diaphragme 422 et les 5 caractéristiques de réponse de la deuxième valve de régulation 431 par rapport au déplacement du deuxième diaphragme 432 deviendront mauvaises. Ainsi, du fait de la force d'inertie excessive rencontrée, la quantité de déplacement de chacun parmi le premier diaphragme 422 et le deuxième diaphragme 432 deviendra plus importante que la quantité de déplacement en correspondance à la différence de pression et un 10 déplacement excessif de chacun parmi le premier diaphragme 422 et le deuxième diaphragme 432 se produira alors dans la direction inverse. Le déplacement excessif de chacun parmi le premier diaphragme 422 et le deuxième diaphragme 432 sera ainsi répété et la vibration (le phénomène de battement) tendra à se produire. En conséquence, le poids de chacune des parties constituantes devra être maintenu aussi 15 faible que possible. En fait, dans le cas o chacun parmi le premier piston plongeur 422, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 est constitué d'aluminium ou de duralumin ou de résine ou matière plastique, le phénomène de battement ne se produit pas.
Egalement dans le cas o le boîtier 410 est constitué de résine, le boîtier 410 20 peut être maintenu à un poids faible et fabriqué pour un coût réduit. En particulier, o le boîtier 410 est constitué de résine ou d'une matière plastique, qui est capable d'être soumise à une soudure par ultrasons, l'opération d'assemblage peut être facilitée. De façon spécifique, si la totalité du boîtier 410 est constituée de métal ou de métal obtenu par fonderie en coquille, le poids de la totalité du boîtier 410 25 deviendra important et les coûts de fabrication du boîtier 410 seront augmentés.
Egalement, du fait qu'il est nécessaire d'assurer la fixation avec des vis d'assemblage, l'opération d'assemblage ne peut pas être réalisée facilement. Dans le cas o le boîtier 410 est constitué de résine synthétique tel que décrit ci-dessus, le boîtier 410 peut être maintenu à un poids réduit et être fabriqué à faible coût. Ainsi, 30 du fait que le boîtier 410 est capable d'être formé par une liaison par soudure aux ultrasons, l'opération d'assemblage du boîtier 410 peut être réalisée facilement.
Si les éléments, tels que le boîtier 410, le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428, et le deuxième support 438 qui viennent en contact direct avec le gaz, sont constitués d'un métal, dans le cas o 35 le gaz à pression élevée est principalement le diméthyléther gazeux ou similaire, qui présente des propriétés dissolvantes élevées, une faible quantité d'ions métalliques sera dissoute dans le gaz et exercera une influence nocive sur les appareils auxquels est fourni le gaz qui a été soumis à la régulation de pression. De ce point de vue, \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - ler maus 2004 57/72 chacun parmi le boîtier 410, le premier piston plongeur 423, le deuxième piston plongeur 433, le premier support 428 et le deuxième support 438 sera de préférence réalisé en résine ou en matière plastique.
De façon spécifique, on souhaite pouvoir utiliser le diméthyléther gazeux 5 comme carburant pour les cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC) et les cellules à carburant du type à polymère solide (PEFC). Dans les deux cas des cellules à carburant du type à oxyde solide (SOFC) et les cellules à carburant du type à polymère solide (PEFC), il est fortement déconseillé que des ions métalliques soient présents dans le diméthyléther gazeux fourni comme carburant. En conséquence, la 10 structure ci-dessus constituée de résine sera préférablement utilisée.
Avec le système de contrôleur 420 de premier étage, en correspondance au déplacement du premier diaphragme 422, la première valve de régulation 421 fonctionne afin de réduire et de réguler la pression non régulée en une pression intermédiaire indépendamment de la fluctuation de la pression non régulée. Avec le 15 système de contrôleur 430 de deuxième étage, en correspondance au déplacement du deuxième diaphragme 432, la deuxième valve de régulation 431 fonctionne afin de réduire et de réguler la pression intermédiaire en la pression régulée prédéterminée.
La pression non régulée est ainsi réduite et régulée en la pression régulée prédéterminée via la pression intermédiaire indépendamment de la fluctuation de la 20 pression non régulée. On va décrire ci-dessus comment le système de contrôleur 420 de premier étage et le système de contrôleur 430 de deuxième étage fonctionnent.
Tout d'abord, le gaz qui s'est écoulé de l'orifice 411 d'introduction de gaz traverse la valve de régulation 421 et s'écoule à travers le passage 426 d'écoulement de gaz dans la première chambre 424 de régulation de pression et la pression non 25 régulée du gaz est ainsi réduite à la pression intermédiaire. Le gaz à la pression intermédiaire dans la première chambre 424 de régulation de pression traverse la deuxième valve de régulation 431 et s'écoule à travers le passage 436 d'écoulement de gaz dans la deuxième chambre de régulation de pression 434, et la pression intermédiaire est ainsi réduite à la pression régulée. Le gaz à la pression régulée est 30 déchargé à travers l'orifice 412 de décharge de gaz.
Le premier diaphragme 422 est supporté par le premier piston plongeur 423 et le premier support 428. Le premier diaphragme 422 est maintenu dans la position à laquelle la force due à la différence de pression entre la pression intermédiaire et la pression atmosphérique et la force de sollicitation du ressort 427a de régulation de 35 pression sont équilibrées mutuellement. Le deuxième diaphragme 432 est supporté par le deuxième piston plongeur 433 et le second support 438. Le deuxième diaphragme 432 est maintenu dans la position pour laquelle la force due à la différence de pression entre la pression régulée et la pression atmosphérique et la \\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\221 59.doc - Ier mars 2004 - 58/72 force de sollicitation du ressort 437a de régulation de pression sont équilibrées mutuellement. Dans le cas o la pression intermédiaire ou bien la pression régulée varie en correspondance à la variation de la pression non régulée, une variation de la quantité de gaz déchargé de l'orifice 412 de décharge de gaz, et similaire, de la 5 quantité de déplacement du premier diaphragme 422 ou de la quantité de déplacement du deuxième diaphragme 432 varie en correspondance à la variation de la pression intermédiaire ou de la pression régulée. Le premier piston plongeur 423 et le deuxième piston plongeur 433 se déplacent en correspondance à la variation de la quantité de déplacement. La première valve de régulation 421 et la deuxième valve 10 de régulation 431 réalisent des opérations d'ouverture et de fermeture de valve en correspondance au déplacement du premier piston plongeur 423 et du deuxième piston plongeur 433 et maintiennent la pression intermédiaire et la pression régulée aux valeurs prédéterminées. La force de sollicitation du ressort 427a de régulation de pression est capable d'être modifiée par le réglage de la position de la première vis 15 427b de régulation de pression de la première partie 427 de réglage de pression et la pression intermédiaire peut ainsi être fixée à une pression choisie. La force de sollicitation du ressort 437a de régulation de pression peut être modifiée par le réglage de la position de la deuxième vis 437b de régulation de pression de la deuxième partie 437 de régulation de pression, et la pression régulée peut ainsi être 20 fixée à une valeur choisie.
Chacun parmi le clapet de valve 421 a de la première valve de régulation 421 et le clapet de valve 421a de la deuxième valve de régulation 431 est constitué d'un corps élastique, qui est réalisé sous la forme d'une bague torique. En conséquence, dans le cas o du gaz présentant des propriétés dissolvantes élevées, tel que le 25 diméthyléther gazeux est introduit dans le régulateur de pression 400, et o chacun des joints toriques est mis en contact avec le gaz présentant les propriétés dissolvantes élevées, et subit un gonflement ou une dilatation en volume, la variation de volume de chacune des bagues toriques est restreinte de façon à se produire uniquement dans la direction qui est normale aux directions de déplacement 30 d'ouverture et de fermeture de valve. En conséquence, la variation de la régulation de pression et la variation du débit d'écoulement de gaz due à la dilatation de volume de chacune des bagues toriques peuvent être supprimées. En outre, du fait que le système de contrôleur 420 de premier étage et le système de contrôleur 430 de deuxième étage sont disposés selon des orientations qui se coupent réciproquement à 35 angle droit, les passages d'écoulement de gaz peuvent être maintenus de forme simple et de taille réduite. Le premier diaphragme 422 présentant un diamètre extérieur réduit permet de réduire encore plus la taille de la totalité du régulateur de pression 400. En outre, la précision avec laquelle la régulation de pression vers la R'\Brevets\221 00\221 59.doc - 2 mars 2004 - 59t72 pression régulée est réalisée de façon ultime, peut être obtenue avec le fonctionnement du deuxième diaphragme 432. De façon spécifique, la réduction de pression à partir de la pression non régulée jusqu'à la pression régulée est réalisée en deux étages par la première valve de régulation et la deuxième valve de régulation 5 431. En conséquence, l'ampleur de la réduction de pression se produisant sur chacune des deux valves de régulation 421 et 431 peut être maintenue à un niveau plus faible que l'ampleur de la réduction de pression qui se produit dans le cas o la réduction de pression est réalisée avec une seule valve de régulation. On peut ainsi empêcher qu'apparaissent des problèmes qui sont dus au degré élevé de la réduction 10 de pression nécessaire, du fait que l'espacement de valve entre le clapet de valve et le siège de clapet est réglé pour être remarquablement réduit. Il en résulte que l'on peut obtenir une performance fiable.
Dans le troisième mode de réalisation décrit ci-dessus, chacun parmi le clapet de valve 421 a de la première valve de régulation 421 et le clapet de valve 431 a de la 15 deuxième valve de régulation 431 est constitué d'un corps élastique qui est réalisé sous la forme d'une bague torique. En variante, chacun parmi le siège de clapet 421b de la première valve de régulation 421 et le siège de clapet 431b de la deuxième valve de régulation 431 peut être constitué par un corps élastique réalisé sous la forme d'une bague torique. Dans un tel cas, chacun parmi le corps élastique 20 constituant le siège de clapet 421b et le corps élastique constituant le siège de clapet 43 lb est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé par une structure de gorge périphérique ou similaire, de sorte que le corps élastique soit empêché de se déformer dans les directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de valve. Selon une autre alternative, on peut utiliser un corps élastique 25 autre qu'une bague torique.
Les résultats des essais effectués pour évaluer les effets de régulation du troisième mode de réalisation du régulateur de pression selon la présente invention (c'est-à-dire le régulateur de pression 400 présentant la structure illustrée sur la figure 10), va être décrit ci-dessous en référence aux figures 11, 12 et 13. La figure 30 11 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans la cas o une pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 10, était modifiée. La figure 12 est un graphique montrant les résultats de mesure de la variation du débit 35 d'écoulement de sortie, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans le cas o une pression non régulée d'un gaz à pression élevée fourni au régulateur de pression représenté sur la figure 10, a été modifiée. La figure 13 est un graphique représentant les résultats de mesure de la \'URSCH6\BREVETS\Breyets\22100\22159.doc - Ier mars 2004 - 60/72 variation de la pression régulée, lesquels résultats ont été obtenus avec le régulateur de pression représenté sur la figure 10 dans le cas o un débit d'écoulement de sortie dans le régulateur de pression représenté sur la figure 10, était modifié.
Comme réglage de base, on règle le régulateur de pression 400, de sorte que, 5 dans le cas o la pression non régulée est égale à 400 kPa, la pression intermédiaire devienne égale à 110 kPa, la pression régulée devienne égale à 50 kPa, et le débit devienne égale à 80 ml/min. Pour les essais, on a utilisé du gaz N2 (de l'azote qui était l'un des gaz inertes utilisés).
Exemp2le 6 de mesure Dans l'exemple de mesure 6, on a effectué des mesures pour trouver la variation de la pression régulée dans le cas o la pression régulée était modifiée sur la gamme de 200 kPa à 2000 kPa. Les résultats de la mesure obtenue avec le régulateur de pression 400 de la figure 10 dans l'exemple selon la présente invention 15 sont représentés sur le graphique de la figure 11. Comme cela apparaît de la figure 11, la pression régulée ne varie pas en cas de variation de la pression non régulée, et la pression régulée est égale à la pression fixée prédéterminée de 50 kPa a pu être obtenue de façon fiable.
La gamme mentionnée ci-dessus de la pression non régulée correspond à la 20 gamme de variation de la pression de vapeur du diméthyléther gazeux à des températures allant approximativement de 0 0C à 80 OC.
Exemple 7 de mesure
Dans l'exemple de mesure 7, on a effectué des mesures pour trouver la 25 variation du débit d'écoulement de sortie dans le cas o la pression non régulée était modifiée sur la gamme de 200 kPa à 2000 kPa. Les résultats de mesure obtenue avec le régulateur de pression 400 de la figure 10 de l'exemple selon la présente invention sont représentés sur le graphique de la figure 12. Comme cela apparaît de la figure 12, le débit d'écoulement de sortie ne varie pas dans le cas de variation de la pression 30 non régulée et le débit de décharge de gaz égal au débit d'écoulement fixé ou prédéterminé de 80 ml/min. a pu être obtenu de façon fiable.
Exemple 8 de mesure
Dans l'exemple de mesure 8, on a effectué des mesures pour trouver la 35 variation de la pression régulée dans le cas o la pression non régulée était fixée à 400 kPa (correspondant à la pression de vapeur du diméthyléther gazeux à une température d'approximativement 23 'C), et le débit d'écoulement de sortie (c'est-àdire le débit de décharge de gaz) est modifié sur la gamme de 10 ml/min. à \\IORSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159 doc - ]er mars 2004 - 61/72 ml/min. Les résultats de mesure obtenue avec le régulateur de pression 400 de la figure 10 dans l'exemple selon la présente invention sont représentés sur le graphique de la figure 13. Comme cela apparaît clairement sur la figure 13, la pression régulée ne varie pas en cas de variation du débit d'écoulement de sortie, et 5 la pression régulée égale à la pression fixée ou prédéterminée de 50 kPa a pu être maintenue de façon fiable.
Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais elle s'étend à tous les modes de réalisation aisément accessibles à l'homme de l'art.
\\HIRSCH6\BREVETS\Brevets\22100\22159.doc - lerimars 2004 - 62/72

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Régulateur de pression comprenant: i) un orifice (113) d'entrée de gaz, à travers lequel un gaz à pression élevée non s régulée est introduit dans le régulateur de pression, ii) une valve principale (90) de régulation qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée en une pression régulée, une chute de pression se produisant dans la valve principale de réglage, iii) une chambre (111) de régulation de pression pour amortir la vibration de 10 pression du gaz, qui a traversé la valve principale de régulation, iv) un diaphragme (120) qui sépare l'une de l'autre une chambre (111) de régulation de pression et une chambre atmosphérique (112), et qui est soumis à la pression régulée dans la chambre de régulation de pression et est ainsi déplacé, v) un piston plongeur (160) qui interconnecte mutuellement le diaphragme 15 (120) et la valve principale (130), vi) une partie (150) de fixation et de détermination de pression pour régler la quantité de déplacement du diaphragme, vii) un orifice (114) de décharge de gaz, à travers lequel le gaz à la pression régulée est déchargé du régulateur de pression, viii) une valve auxiliaire (140) de régulation, qui fonctionne en étant interconnectée avec la valve principale (130) de régulation par le piston plongeur (160) et qui réduit la pression non régulée du gaz à pression élevée à la pression régulée, une chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire de régulation, la valve auxiliaire de régulation (140) étant disposée de sorte que la force, provoquée 25 par la chute de pression et se produisant dans la valve auxiliaire de régulation et agissant sur la valve auxiliaire de régulation, annule la force provoquée par la chute de pression se produisant dans la valve principale (130) de régulation et agissant sur le piston plongeur (160), et ix) des moyens de réglage (170) qui sont capables de régler la valeur de la 30 chute de pression se produisant dans la valve auxiliaire (140) de régulation, les moyens de réglage étant réglés de sorte que la valeur de la chute de pression, qui agit sur la valve principale de régulation, et la valeur de la chute de pression qui agit sur la valve auxiliaire de régulation, deviennent égales l'une à l'autre.
2. Régulateur de pression selon la revendication 1, dans lequel un clapet de valve (131) de la valve principale de régulation (130) et un clapet de valve (141) de la valve auxiliaire de régulation (140) sont disposés sur le piston plongeur, l'un des deux clapets de valve est situé du côté à pression non régulée, et l'autre (141) du clapet de valve est situé du côté à pression régulée.
3. Régulateur de pression selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les moyens de réglage sont capables de régler la valeur de la chute de pression, qui se produit dans la valve auxiliaire de régulation (140), par une action pour modifier la position du siège de clapet (142) de la valve auxiliaire (140) de régulation par rapport au déplacement du piston plongeur (160).
4. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel que les moyens de réglage sont constitués par un régleur de valve duplex comprenant: une zone d'ouverture (143) qui est montée pour permettre le déplacement de coulissement sur une partie du piston plongeur (160), cette partie étant située entre le 15 clapet de valve (131) de la valve principale (130) de régulation et un clapet de valve (141) de la valve auxiliaire de régulation (140), et un siège de clapet (142) de la valve auxiliaire de régulation.
5. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel l'orifice (114) de décharge de gaz est formé à travers le régleur (170) de valve duplex.
6. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le régulateur de pression comprend en outre un ressort (290) de 25 fermeture de valve, qui sollicite le piston plongeur (160) vers une direction de fermeture de la valve principale de réglage.
7. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le gaz à pression régulée dans la chambre (111) de régulation de 30 pression traverse un passage secondaire (164) d'écoulement de gaz s'étendant à travers une zone centrale du piston plongeur (160) et communiquant ainsi avec l'orifice (114) de décharge de gaz.
8. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'un parmi un clapet de valve et un siège de clapet de la valve principale (130) de régulation comporte un corps élastique, l'un parmi un clapet de valve et un siège de clapet de la valve auxiliaire (140) de régulation comporte un corps élastique, et chacun parmi le corps élastique de la valve principale de régulation et le corps élastique de la valve auxiliaire de régulation est disposé dans un état dans lequel le corps élastique est contrôlé de sorte que le corps élastique soit empêché de se déformer par rapport aux directions de déplacement d'ouverture et de fermeture de valve.
9. Régulateur de pression selon la revendication 8, dans lequel chacun parmi le corps élastique de la valve principale (130) de régulation et le corps élastique de la valve auxiliaire (140) de régulation est constitué par une bague torique 10 (131, 131).
10. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel le gaz à pression élevée peut être du diméthyléther gazeux.
11. Régulateur de pression selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel le régulateur de pression est utilisé pour stabiliser l'alimentation en carburant de cellules de carburant du type à oxyde solide et de cellules de carburant du type à polymère solide.
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