FR3109980A3 - Dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression - Google Patents

Dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression Download PDF

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Dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression, en particulier de réservoirs d’hydrogène de véhicules, comprenant un circuit de transfert de fluide comprenant une extrémité amont munie d’une pluralité de réservoirs sources (2 à 7) de fluide sous pression et une extrémité aval comprenant au moins une terminaison (11) de distribution destinée à être raccordée à un réservoir (200) remplir, les réservoirs sources (2 à 7) étant mobiles, munis de vannes (12, 13, 14, 15, 16, 17) de sortie respectives et étant raccordés de façon amovible à l’extrémité aval du dispositif (1), le dispositif comportant un système (8, 9) de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources (2 à 7) incluant un ensemble de capteur(s) (8) de pression, caractérisé en ce que le système (8, 9) de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources (2 à 7) est situé uniquement au niveau de la portion aval du circuit de transfert. Figure de l’abrégé : Fig. 1

Description

Dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression
L’invention concerne un dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression.
L’invention concerne plus particulièrement un dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression, en particulier de réservoirs d’hydrogène de véhicules, comprenant un circuit de transfert de fluide comprenant une extrémité amont munie d’une pluralité de réservoirs sources de fluide sous pression et une extrémité aval comprenant au moins une terminaison de distribution destinée à être raccordée à un réservoir remplir, les réservoirs sources étant mobiles, munis de vannes de sortie respectives et étant raccordés de façon amovible à l’extrémité aval du dispositif, le dispositif comportant un système de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources incluant un ensemble de capteur(s) de pression.
Les stations-service d’hydrogène peuvent être alimentées à partir de gaz sous pression contenu dans des semi-remorques ou conteneurs sur plateau mobiles (dits “Conteneur à Gaz à Éléments Multiples”, ou CGEM). Le gaz peut être comprimé dans la station via un compresseur, stocké dans des réservoirs tampon à haute pression. Le remplissage de véhicules peut être effectué à partir de ces réservoirs tampon à haute pression par équilibrages successifs avec le réservoir du véhicule.
Une mise en œuvre de ce système consiste à supprimer le compresseur et le stockage tampon haute pression et à effectuer les remplissages par équilibrages successifs de réservoirs (ou groupes de réservoirs) directement depuis le semi-remorque vers le véhicule. Cette solution est particulièrement avantageuse lorsque le semi-remorque est à haute pression (typiquement supérieur à 600 bar) et le véhicule doit être rempli à une pression par exemple de 350 bar.
Cette solution implique de séparer le volume sous pression du semi-remorque en plusieurs éléments distincts, typiquement avec des vannes automatiques pilotées depuis la station et à contrôler la pression de ces éléments avec un transmetteur de pression pour chaque sous-élément.
Dans une solution connue, un ou plusieurs semi-remorques sont raccordés en parallèle à une terminaison de distribution. Le processus de remplissage est contrôlé par un automate intégré dans la partie aval de la station (au niveau de la terminaison de distribution). L’automate envoie un signal pneumatique ou électrique d’ouverture successifs des vannes isolants les réservoirs unitaires du ou des semi-remorques pour remplir le réservoir de destination. Typiquement, les équilibrages successifs sont réalisés par niveau de pression croissante dans les réservoirs des semi-remorques afin d’optimiser le processus. Il est donc important de connaître les pressions dans ces réservoirs a priori, ce qui est réalisé à l’heure actuelle à l’aide de transmetteurs de pression qui sont installés sur chaque groupe de réservoir et reliés électriquement avec l’automate de la station. Ces transmetteurs sont aussi utilisés afin de détecter une fuite de gaz en position de repos.
Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l’art antérieur relevés ci-dessus.
A cette fin, le dispositif selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu’en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que le système de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources est situé uniquement au niveau de la portion aval du circuit de transfert.
Par ailleurs, des modes de réalisation de l’invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
L’invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous dans le cadre des revendications.
D’autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
représente une vue schématique et partielle illustrant la structure générale d’un exemple de dispositif selon l’invention.
Le dispositif 1 de remplissage de réservoirs de gaz sous pression, en particulier de réservoirs d’hydrogène de véhicules, comprend un circuit de transfert de fluide comprenant une extrémité amont munie d’une pluralité de sources 2 à 7 de fluide sous pression mobiles (à gauche sur les représentations) et une extrémité aval fixe (à droite sur les représentations) comprenant au une terminaison 11 de distribution destinée à être raccordée à des réservoirs à remplir.
De préférence chaque réservoir source 2 à 7 est muni d’une vanne 12, 13, 14, 15, 16, 17 d’entrée/sortie respective. Les réservoirs source 2 à 7 sont raccordés en parallèle à chacune des terminaisons 11 de distribution via au moins une conduite 35, 36 de transfert comprenant par exemple au moins une vanne 22, 23 de contrôle.
Par exemple, les vannes 12, 13, 14, 15, 16, 17 d’entrée/sortie peuvent être raccordées en plusieurs groupes à des conduite 35, 36 de transfert respectives. Les réservoirs sources 2 à 7 et leur vanne 12, 13, 14, 15, 16, 17 d’entrée/sortie respective sont raccordés de préférence de façon amovible aux conduites 35, 36 de transfert, par exemple via une portion 20 flexible. C’est-à-dire que les sources mobiles sont raccordées de façon interchangeable à la partie aval fixe du dispositif.
Les conduite 35, 36 de transfert sont raccordées en parallèle aux terminaisons 11 de distribution.
Le dispositif 1 comporte un système 8, 9 de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources 2 à 7 incluant un ensemble de capteur(s) 8 de pression. Selon une particularité avantageuse, le système 8, 9 de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources 2 à 7 est situé de préférence uniquement (ou très majoritairement) au niveau de la portion aval du circuit de transfert. Les capteurs 8 de pression peuvent être reliées à un contrôleur 9 électronique (comprenant un microprocesseur ou ordinateur par exemple) qui également commander l’ouverture/fermeture des vannes.
Cette architecture permet de supprimer les capteurs de pression individuels au niveau des sources 2 à 7 mobiles.
L’information de pression dans ces réservoirs 2 à 7 est mesurée en aval par au moins un capteur 8 de pression lorsque ce dernier est mis en relation fluidique avec le réservoir 2 à 7 concerné.
Les mesures de pression dans les sources 2 à 7 peuvent être réalisées en phase de non utilisation (entre 2 remplissages), pour connaître la pression dans une ou des sources 2 à 7.
Pour cela la vanne 2 à 7 de sortie de la source est ouverte pendant une durée déterminée, par exemple deux secondes puis immédiatement refermée. La ou les vannes 22, 23 aval étant fermées, la portion de circuit mise sous pression en amont est nettement inférieure au volume de la source. La pression mesurée par le capteur 8 de pression est alors exactement la pression de la source ouverte. Cette séquence est alors répétée pour toutes les sources 2 à 7.
La mesure de pression peut également être réalisée lors d’un remplissage (les remplissages s’effectuant par équilibrages successifs, le débit de remplissage se réduisant lorsque la pression dans la source atteint la pression dans le véhicule 200). La pression de la source est alors très proche de la pression mesurée par le capteur 8. La mesure de pression peut être enregistrée dans le contrôleur 9 en effectuant la séquence suivante lors du passage d’un réservoir source au réservoir source suivant (dans le cas où ces deux réservoirs source doivent se succéder dans la séquence de remplissage):
  • fermeture de la vanne en aval (dans la terminaison de distribution par exemple),
  • la valeur de pression mesurée est enregistrée comme étant la pression dans le source ouverte,
  • ouverture de la vanne de sortie de la source suivante, la valeur de pression mesurée est enregistrée comme étant la pression dans cette source suivante ouverte;
  • ouverture de la vanne en aval.
De préférence, chaque étape est réalisée durant une durée déterminée, par exemple deux secondes.
En variante, la mesure 8 de pression est réalisée plus en aval dans une conduite à laquelle sont raccordées toutes les sources 2 à 7.
L’invention propose de supprimer les transmetteurs de pression sur les réservoirs sources des semi-remorques et de déterminer la pression dans ces réservoirs entre deux remplissages par interrogation de pression à partir de la station. Ces interrogations de pression permettent alors de connaître les pressions a priori dans les semi-remorques à un instant T0 et soit de les comparer à un instant T0 + t pour déterminer une possibilité de fuite ou de classer par ordre croissant de pression les réservoirs afin d’effectuer toujours les remplissages par équilibrages successifs en commençant par le réservoir de plus basse pression.

Claims (1)

  1. Dispositif de remplissage de réservoirs de gaz sous pression, en particulier de réservoirs d’hydrogène de véhicules, comprenant un circuit de transfert de fluide comprenant une extrémité amont munie d’une pluralité de réservoirs sources (2 à 7) de fluide sous pression et une extrémité aval comprenant au moins une terminaison (11) de distribution destinée à être raccordée à un réservoir (200) remplir, les réservoirs sources (2 à 7) étant mobiles, munis de vannes (12, 13, 14, 15, 16, 17) de sortie respectives et étant raccordés de façon amovible à l’extrémité aval du dispositif (1), le dispositif comportant un système (8, 9) de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources (2 à 7) incluant un ensemble de capteur(s) (8) de pression, caractérisé en ce que le système (8, 9) de mesure de la pression dans lesdits réservoirs sources (2 à 7) est situé uniquement au niveau de la portion aval du circuit de transfert.
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