FR3061262B1 - Dispositif amovible d'avitaillement en gaz liquefie pour un vehicule, vehicule et procede de mise en place et de remplacement dudit dispositif - Google Patents

Dispositif amovible d'avitaillement en gaz liquefie pour un vehicule, vehicule et procede de mise en place et de remplacement dudit dispositif Download PDF

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Abstract

Le dispositif (600) amovible d'avitaillement en gaz liquéfié pour un véhicule (400) utilisant du gaz en tant que carburant, comporte : - au moins un réservoir (605) cryogénique de gaz liquéfié muni d'une vanne (610) de sortie reliée à un organe de conditionnement (625, 626) du gaz liquéfié, - un embout (630, 631) de raccordement du gaz conditionné, configuré pour être inséré dans une entrée (405) auxiliaire d'alimentation de gaz du véhicule et - une fixation (635) amovible, configurée pour être fixée au véhicule.

Description

DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention vise un dispositif amovible d’avitaillement en gaz liquéfié pour un véhicule utilisant du gaz en tant que carburant, un véhicule utilisant du gaz en tant que carburant, un procédé de mise en place dudit dispositif et un procédé de remplacement dudit dispositif. Elle s’applique, notamment, au domaine de ravitaillement en gaz liquéfié de véhicules préférentiellement terrestres.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Certains véhicules modernes fonctionnent à partir d’un carburant de type gaz (hydrogène, hytane, gaz naturel ou tout autre gaz) comprimé ou liquéfié.
Les conditions d’exploitation d’un carburant formé de gaz sont plus spécifiques et contraignantes que celles de l’essence. Dans le cas du gaz comprimé, le stockage et transfert de celui-ci met en œuvre des pressions nécessitant l’utilisation de réservoirs et d’équipements de transfert particuliers. Dans le cas du gaz liquéfié, celui-ci doit être stocké à des conditions de températures nécessitant l’utilisation de réservoirs particuliers. Ainsi, ravitaillement d’un véhicule tombé en panne de carburant n’est aujourd’hui pas possible. Ainsi, dans ces cas de panne, le véhicule doit être remorqué ou tracté jusqu’à une infrastructure d’avitaillement en gaz. L’impact logistique, en termes de coût financier et de temps d’opérateur, de cette nécessité de remorquage ou de tractage rend les systèmes actuels insatisfaisants.
OBJET DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif amovible d’avitaillement en gaz liquéfié pour un véhicule utilisant du gaz en tant que carburant, qui comporte : - au moins un réservoir cryogénique de gaz liquéfié muni d’une vanne de sortie reliée à un organe de conditionnement du gaz liquéfié, - un embout de raccordement du gaz conditionné, configuré pour être inséré dans une entrée auxiliaire d’alimentation de gaz du véhicule et - une fixation amovible, configurée pour être fixée au véhicule.
Ces dispositions permettent de rendre autonome les déplacements du véhicule, sur un site industriel de fabrication de véhicules ou en dépannage sur la voie publique d’un véhicule fonctionnant au gaz ou au gaz liquéfié lorsque son ou ses réservoirs destinés à contenir du gaz sous différentes formes sont vides. L’invention permet également de réaliser les essais moteurs sur site en s’affranchissant des problématiques logistiques liées au premier remplissage des réservoirs de gaz telles ravitaillement initial et la gestion du boil-off gas (gaz d’évaporation en français). Par exemple : - en usine, le déplacement autonome du véhicule sur la chaîne de montage, les essais en usine (étanchéité du système d’alimentation moteur et fonctionnement du moteur notamment), le déplacement sur le parking et sur le véhicule de livraison, - le déplacement chez le concessionnaire avant livraison et pour la mise à disposition auprès du client, - le déplacement du véhicule jusqu’à une station-service de carburant gaz pour le premier remplissage ou en cas de dépannage et/ou - le déplacement jusqu’à un atelier de réparation.
Dans des modes de réalisation, l’organe de conditionnement est une vanne d’isolement du gaz liquéfié.
Ces modes de réalisation permettent un avitaillement des véhicules fonctionnant au gaz liquéfié.
Dans des modes de réalisation, l’organe de conditionnement est un vaporiseur du gaz.
Ces modes de réalisation permettent un avitaillement des véhicules fonctionnant au gaz.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte une vanne d’isolement d’une part et un vaporiseur et un détendeur d’autre part, chaque organe étant relié à un embout différent.
Ces modes de réalisation permettent un avitaillement des véhicules fonctionnant au gaz liquéfié et des véhicules fonctionnant au gaz.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, en aval du vaporisateur, un détendeur du gaz vaporisé.
Dans des modes de réalisation, la fixation amovible comporte au moins une emprise mobile pour entourer une partie du châssis du véhicule.
Ces modes de réalisation permettent de monter et de démonter le dispositif avec un minimum d’outillage.
Dans des modes de réalisation, la fixation amovible comporte des plaques mobiles munies de cames et de piètements.
Ces modes de réalisation permettent de monter et de démonter le dispositif avec un minimum d’outillage.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de verrouillage en position de la fixation amovible.
Ces modes de réalisation permettent d’éviter un décrochage involontaire du dispositif du véhicule.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un véhicule utilisant du gaz en tant que carburant, qui comporte : - une entrée principale d’alimentation en gaz, - un vaporisateur du gaz situé en aval de l’entrée principale, - un détendeur du gaz situé en aval du vaporisateur et en amont d’un moyen d’injection du gaz détendu dans un moteur, - une entrée auxiliaire d’alimentation en gaz positionnée en aval de l’entrée principale et en amont du moyen d’injection et - un dispositif amovible d’avitaillement en gaz liquéfié comportant : - au moins un réservoir cryogénique de gaz liquéfié muni d’une vanne de sortie reliée à un organe de conditionnement du gaz liquéfié, - une conduite de raccordement du gaz conditionné, configurée pour être insérée dans une entrée d’alimentation de gaz du véhicule et - une fixation amovible, configurée pour être fixée au véhicule.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières du véhicule objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
Selon un troisième aspect, la présente invention vise un procédé de mise en place d’un dispositif amovible objet de la présente invention, qui comporte : - une étape de positionnement du dispositif contre un véhicule, - une étape d’attache de la fixation amovible du dispositif, - une étape d’insertion de la conduite de raccordement du deuxième dispositif dans une entrée auxiliaire pour gaz du véhicule et - une étape d’ouverture de la vanne de sortie du dispositif.
Selon un quatrième aspect, la présente invention vise un procédé de remplacement du dispositif amovible objet de la présente invention, qui comporte : - une étape de fermeture de la vanne de sortie d’un premier dispositif fixé à un véhicule, - une étape de retrait de la conduite de raccordement du premier dispositif d’une entrée auxiliaire pour gaz, - une étape de détachement de la fixation amovible du premier dispositif, - une étape de retrait du dispositif amovible du premier dispositif du véhicule et - un procédé de mise en place d’un deuxième dispositif objet de la présente invention.
Les buts, avantages et caractéristiques particulières des procédés objets de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif, du véhicule et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : - la figure 1 représente, schématiquement, un mode de réalisation particulier du véhicule objet de la présente invention, - la figure 2 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 3 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 4 représente, schématiquement, un troisième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, - la figure 5 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé objet de la présente invention et - la figure 6 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du procédé objet de la présente invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE RÉALISATION DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.
Par « gaz >>, on entend de l’hydrogène, de l’hytane, du gaz naturel ou tout autre gaz. Le gaz utilisé en tant que carburant par le véhicule et le gaz stocké dans le dispositif sont identiques.
Par « véhicule >>, on entend tout véhicule terrestre, aérien ou maritime utilisant du gaz en tant que carburant.
On observe, sur la figure 1, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du véhicule 400 objet de la présente invention. Ce véhicule 400 utilisant du gaz en tant que carburant comporte : - une entrée 403 principale d’alimentation en gaz, - un vaporisateur 407 du gaz situé en aval de l’entrée principale, - un détendeur 404 du gaz situé en aval du vaporisateur et en amont d’un moyen 406 d’injection du gaz détendu dans un moteur, - une entrée, 405 et/ou 408, auxiliaire d’alimentation en gaz positionnée en aval de l’entrée 403 principale et en amont du moyen 406 d’injection et - un dispositif 600 amovible d’avitaillement en gaz liquéfié comportant : - au moins un réservoir 605 cryogénique de gaz liquéfié muni d’une vanne 610 de sortie reliée à un organe de conditionnement, 625 ou 626, du gaz liquéfié, - un embout, 630 ou 631, de raccordement du gaz conditionné, configuré pour être inséré dans l’entrée, 405 et/ou 408, auxiliaire d’alimentation de gaz du véhicule et - une fixation 635 amovible, configurée pour être fixée au véhicule.
On observe, en figure 2, un mode de réalisation particulier du dispositif 600 objet de la présente invention, ce dispositif 600 étant indépendant du véhicule 400 auquel ce dispositif 600 est fixé.
Chaque réservoir 605 cryogénique est, par exemple, un volume de stockage de gaz liquéfié, ce gaz étant présent à l’état liquide et à l’état gazeux à l’intérieur de chaque dit réservoir 605.
Dans des variantes, le dispositif 600 comporte un capteur de la pression à l’intérieur de chaque dit réservoir 605.
Chaque réservoir 605 comporte un orifice d’entrée et/ou de sortie de gaz.
Dans des variantes, le dispositif 600 comporte un moyen (non représenté) de refroidissement du gaz configuré pour maintenir le gaz à une pression inférieure à une pression prédéterminée dans au moins un réservoir 605 et/ou à une température inférieure à au moins une température prédéterminée, chaque température correspondant à la température de la phase liquide ou de la phase gazeuse du gaz liquéfié.
Préférentiellement, au moins un réservoir 605 comporte un capteur 607 de la pression de gaz à l’intérieur dudit réservoir 605. La valeur de pression ainsi captée peut-être transmise à un dispositif tiers, embarqué à bord du véhicule 400 par exemple ou à un système de commande (non représenté) de la sortie pour gaz du réservoir 605.
Dans des variantes, le dispositif 600 comporte au moins deux réservoirs 605. Dans ces variantes, chaque réservoir 605 est relié à une vanne 610 distincte, chaque vanne 610 étant reliée au détendeur 125.
La vanne 610 est, par exemple, une vanne d’isolement du réservoir 105 commandée manuellement ou automatiquement.
Préférentiellement, le réservoir 605 comporte un fusible de sécurité, un disque de rupture et/ou une soupape 606. L’organe de conditionnement, 625 ou 626, peut-être de deux types : - vanne 625 d’isolement ou - vaporisateur 626 du gaz liquéfié suivi ou non d’un détendeur 627.
Le détendeur 627 de gaz est, par exemple, un détendeur à simple ou double détente. Ce détendeur 627 a pour fonction la réduction de la pression du gaz entre un conduit amont et un conduit aval à ce détendeur 627. La pression de sortie du détendeur 627 est choisie pour correspondre à une pression de gaz de fonctionnement du véhicule 400.
Le détendeur 627 est, par exemple, un détendeur à double étage, ce type de détendeur étant compatible avec la pression d’entrée, de l’ordre de 10 bar, habituellement constatée pour un véhicule.
Préférentiellement, le dispositif 600 comporte une vanne en amont du vaporisateur 626. L’embout de raccordement 630 est, par exemple, un tuyau flexible de transport du gaz depuis la vanne 625 jusqu’à une entrée 408 auxiliaire d’alimentation, positionnée en amont d’un vaporisateur 407 et en aval de l’entrée 403 principale, du véhicule 400 muni d’une pièce de fixation mécanique du tuyau à l’entrée 405 auxiliaire du véhicule.
Dans des modes de réalisation préférentiels, le dispositif 600 comporte une vanne 625 du gaz d’une part et un vaporiseur 626 et un détendeur 627 d’autre part, chaque organe étant relié à un embout, 630 ou 631, différent. L’embout de raccordement 631 est, par exemple, un tuyau flexible de transport du gaz depuis le détendeur 627 jusqu’à une entrée 405 auxiliaire d’alimentation, positionnée en aval du détendeur 404 et en amont du moyen d’injection 406, du véhicule 400 muni d’une pièce de fixation mécanique du tuyau à l’entrée 405 auxiliaire du véhicule.
Chaque conduite reliée à un embout, 630 ou 631, est préférentiellement munie d’un manomètre et d’un robinet de purge.
Chaque embout, 630 ou 631, est préférentiellement muni d’un clapet antiretour.
La fixation amovible 635 a pour fonction de permettre la fixation temporaire du dispositif 600 au véhicule 400. Cette fixation amovible 635 comporte des éléments mobiles apte à être engagés contre des éléments fixes du véhicule 400 de manière à solidariser le dispositif 600 du véhicule. Les éléments mobiles peuvent être déplacés manuellement ou automatiquement par l’utilisation d’un moteur. Dans des variantes, le véhicule 400 comporte les éléments mobiles et le dispositif 600 comporte les éléments fixes.
Le déplacement des éléments mobiles peut mettre en œuvre un mouvement en translation et/ou en rotation desdits éléments.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représentés en figure 3, la fixation amovible 635 comporte au moins une emprise 615 mobile pour entourer une partie du châssis 200 du véhicule 400.
Dans ces modes de réalisation, la fixation 635 comporte également une emprise 675 non mobile pour être positionnée autour du châssis 200. Lors du positionnement du dispositif 600, l’emprise 615 mobile est déplacée, par le biais d’une contraction du ressort par exemple, de sorte à ce que l’ouverture entre l’emprise 615 mobile et l’emprise 675 non mobile soit agrandie et permettent le passage du châssis 200. Une fois en position, l’emprise mobile 615 est repositionnée dans une configuration initiale, réduisant ainsi l’ouverture et en serrant le châssis 200.
Dans ces modes de réalisation, la fixation 635 est posée sur le châssis 200 et est ensuite verrouillée en position à l’aide de cames amovibles, de chaque côté du châssis, chaque came étant actionnée par un ressort.
Dans des modes de réalisation, tel que celui représentés en figure 4, la fixation 635 amovible comporte des plaques 611 mobiles munies de cames 660 et de piètements 665.
Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 4, le dispositif 600 objet de la présente invention comporte un moyen 680 de verrouillage en position de la fixation 635 amovible.
Ce moyen de verrouillage 680 est, par exemple une vis 680 de blocage peut être utilisée pour renforcer la solidarisation du dispositif 600 et du véhicule 400. Cette vis 180 de blocage traverse, par exemple, une paroi du dispositif 600 et un élément fixe du véhicule 400, tel le châssis 200 ou une sellette 300 montée sur le châssis 200.
Alternativement, ce moyen de verrouillage 680 est une bride de serrage.
Dans des modes de réalisation préférentiels, tel que celui représenté en figure 2, le dispositif 600 comporte une vanne 645 de purge raccordée à la vanne 610 de sortie.
Cette vanne 645 de purge est, par exemple, une vanne à activation manuelle dont l’ouverture provoque la sortie du gaz à l’intérieur du dispositif 600 entre chaque embout, 630 et/ou 631, et la vanne 645 de purge.
Préférentiellement, le dispositif 600 comporte, en amont de chaque embout, 630 et/ou 631, un manomètre, 658 et/ou 656, et une vanne de purge, 659 et/ou 657. Chaque manomètre, 658 et 656, mesure la pression à l’intérieur d’une conduite reliant l’organe de conditionnement, 625 ou 626, à l’embout, 630 ou 631.
Dans des variantes, le dispositif 600 comporte, de plus, un émetteur 655 d’un signal d’alarme lorsque la pression mesurée par le manomètre 656 en amont de vaporisateur 626 et du détendeur 627 est en dehors d’une plage de valeurs de pressions prédéterminée. L’émetteur 655 est un émetteur de signaux sonores, visuels et/ou de télécommunication. Un tel signal de télécommunication peut être émis via une liaison filaire ou non-filaire, grâce à une antenne. Ce signal de télécommunication est, par exemple, un signal de commande du détendeur 627 configuré pour commander l’augmentation ou la réduction de la pression de sortie du détendeur 627. Dans des variantes, ce signal de télécommunication est configuré pour commander l’ouverture de la vanne de purge 645 et la fermeture de la vanne 610 de sortie. Ce signal de télécommunication est, alternativement, émis à destination d’un terminal local, ou d’une centrale d’alarme distante, configuré pour notifier un utilisateur du dépassement de la plage de valeurs de pression prédéterminée.
On observe, en figure 5, sous forme d’un logigramme d’étapes particulières, un mode de réalisation du procédé 900 objet de la présente invention. Ce procédé 900 de mise en place d’un dispositif 100 amovible tel que décrit en regard de la figure 2, comporte : - une étape 725 de positionnement du dispositif contre un véhicule, - une étape 730 d’attache de la fixation amovible du dispositif, - une étape 735 d’insertion de la conduite de raccordement du deuxième dispositif dans une entrée auxiliaire pour gaz du véhicule et - une étape 740 d’ouverture de la vanne de sortie du dispositif. L’étape de positionnement 725 est réalisée manuellement ou automatiquement, par l’utilisation d’un bras robotique par exemple. Ce positionnement est choisi de manière à pouvoir solidariser le dispositif contre le véhicule au cours de l’étape d’attache 730 et dépend du type d’attache mis en œuvre par le dispositif. L’étape d’attache 730 est réalisée de telle manière à solidariser le dispositif contre le véhicule et dépend du type d’attache mis en œuvre par le dispositif. L’étape d’insertion 735 est réalisée, par exemple, par déplacement manuel de la conduite de raccordement du dispositif dans l’entrée auxiliaire. L’étape d’ouverture 740 est réalisée, par exemple, par actionnement manuel de la vanne de sortie du dispositif.
On observe, également en figure 6, sous forme d’un logigramme d’étapes particulières, un mode de réalisation du procédé 700 objet de la présente invention. Ce procédé 700 de remplacement du dispositif 100 amovible tel que décrit en regard de la figure 2, comporte : - une étape 705 de fermeture de la vanne de sortie d’un premier dispositif fixé à un véhicule, - une étape 710 de retrait de la conduite de raccordement du premier dispositif d’une entrée auxiliaire pour gaz, - une étape 715 de détachement de la fixation amovible du premier dispositif, - une étape 720 de retrait du dispositif amovible du premier dispositif du véhicule et - un procédé 900 de mise en place d’un deuxième dispositif tel que décrit en regard de la figure 5. L’étape de retrait 710 est réalisée, par exemple, par déplacement manuel de la conduite de raccordement hors de l’entrée auxiliaire. L’étape de détachement 715 est réalisée de telle manière à désolidariser le dispositif du véhicule et dépend du type d’attache mis en œuvre par le dispositif. L’étape de retrait 720 est réalisée, par exemple, manuellement ou automatiquement par l’utilisation d’un bras robotique.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS
    1. Dispositif (600) amovible (Ravitaillement en gaz liquéfié pour un véhicule (400) utilisant du gaz en tant que carburant, caractérisé en ce qu’il comporte : - au moins un réservoir (605) cryogénique de gaz liquéfié muni d’une vanne (610) de sortie reliée à un vaporisateur (626) du gaz liquéfié, - un embout (630, 631) de raccordement du gaz conditionné, configuré pour être insérée dans une entrée (405) auxiliaire d’alimentation de gaz du véhicule et - une fixation (635) amovible, configurée pour être fixée au véhicule.
  2. 2. Dispositif (600) selon la revendication 3, qui comporte, en aval du vaporisateur (626), un détendeur (627) du gaz vaporisé.
  3. 3. Dispositif (600) selon les revendications 2 et 4, qui comporte une vanne (625) d’isolement d’une part et un vaporiseur (626) et un détendeur (627) d’autre part, chaque organe étant relié à un embout (630, 631 ) différent.
  4. 4. Dispositif (600) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la fixation (635) amovible comporte au moins une emprise (615) mobile pour entourer une partie du châssis du véhicule.
  5. 5. Dispositif (600) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel la fixation (635) amovible comporte des plaques (611) mobiles munies de cames (660) et de piètements (665).
  6. 6. Dispositif (600) selon l’une des revendications 1 à 5, qui comporte un moyen (675) de verrouillage en position de la fixation (635) amovible.
  7. 7. Véhicule (400) utilisant du gaz en tant que carburant, caractérisé en ce qu’il comporte : - une entrée (403) principale d’alimentation en gaz, - un vaporisateur (407) du gaz situé en aval de l’entrée principale, - un détendeur (404) du gaz situé en aval du vaporisateur et en amont d’un moyen (406) d’injection du gaz détendu dans un moteur, - une entrée (405, 408) auxiliaire d’alimentation en gaz positionnée en aval de l’entrée (403) principale et en amont du moyen (406) d’injection et - un dispositif (600) amovible d’avitaillement en gaz liquéfié comportant : - au moins un réservoir (605) cryogénique de gaz liquéfié muni d’une vanne (610) de sortie reliée à un organe de conditionnement (625, 626) du gaz liquéfié, - un embout (630, 631 ) de raccordement du gaz conditionné, configuré pour être inséré dans l’entrée (405, 408) d’alimentation de gaz du véhicule et - une fixation (635) amovible, configurée pour être fixée au véhicule.
  8. 8. Procédé (900) de mise en place d’un dispositif (100) amovible selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte : - une étape (725) de positionnement du dispositif contre un véhicule, - une étape (730) d’attache de la fixation amovible du dispositif, - une étape (735) d’insertion de la conduite de raccordement du deuxième dispositif dans une entrée auxiliaire pour gaz du véhicule et - une étape (740) d’ouverture de la vanne de sortie du dispositif.
  9. 9. Procédé (700) de remplacement du dispositif (100) amovible selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comporte : - une étape (705) de fermeture de la vanne de sortie d’un premier dispositif fixé à un véhicule, - une étape (710) de retrait de la conduite de raccordement du premier dispositif d’une entrée auxiliaire pour gaz, - une étape (715) de détachement de la fixation amovible du premier dispositif, - une étape (720) de retrait du dispositif amovible du premier dispositif du véhicule et - un procédé (900) de mise en place d’un deuxième dispositif selon la revendication 8.
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