FR3116323A1 - Réservoir pour gaz sous pression - Google Patents

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Réservoir pour gaz sous pression Réservoir (1) pour gaz sous pression, tel de l’hydrogène, comprenant une embase (2) et une enveloppe (8), l’embase étant sensiblement de révolution autour d’un axe (X), comprenant une canalisation (3) sensiblement cylindrique d’axe (X) traversant l’embase (1) afin de relier l’extérieur (5) du réservoir (1) à l’intérieur (6) du réservoir (1) et une encoche (4) sensiblement tubulaire creuse d’axe (X) entourant la canalisation (3) et disposée à l’intérieur (6) du réservoir (1), l’enveloppe (8) comprenant un goulot (9) sensiblement tubulaire plein d’axe (X), conformé pour être introduit dans l’encoche (4), l’embase (2) et l’enveloppe (8) définissant, à leur interface de contact, un espace (7) de révolution autour de l’axe (X), apte à accueillir de la colle, où le réservoir (1) comprend encore deux joints (10) de révolution autour de l’axe (X), aptes à limiter l’extension de la colle, délimitant entre eux deux dans l’espace (7) un sous-espace (7’) apte à accueillir la colle. Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Réservoir pour gaz sous pression
L’invention concerne un réservoir pour gaz sous pression, tel de l’hydrogène et plus particulièrement une interface entre une embase et une enveloppe pour un tel réservoir.
Il est connu de réaliser un tel réservoir au moyen d’une structure, délimitant un volume du réservoir, et d’une enveloppe d’étanchéité ou « liner » recouvrant toute la surface interne de la structure, de manière à assurer une étanchéité au gaz. La structure est percée d’un trou dans lequel est disposée une embase. Cette embase est percée d’une canalisation permettant de relier l’intérieur du réservoir avec l’extérieur du réservoir, afin de pouvoir réaliser les opérations de remplissage et de puisage. L’enveloppe d’étanchéité comporte une ouverture coïncidant avec le trou et la canalisation. Il convient d’assurer l’étanchéité entre l’enveloppe et l’embase au droit de l’ouverture et de la canalisation.
Ceci est d’autant plus délicat que les pressions sont importantes. Un réservoir est qualifié pour une pression de l’ordre de 1035 à 1050 bars, mais cette dernière peut atteindre 1700 bars. De plus, la molécule de gaz, particulièrement dans le cas de l’hydrogène, peut être très petite, et le gaz parvient, à traverser la moindre section de fuite.
Il est encore connu, pour réaliser cette étanchéité, de réaliser dans l’embase, côté intérieur, une encoche sensiblement tubulaire en creux. L’enveloppe d’étanchéité est typiquement réalisée en matériau élastomère et présente un goulot autour de l’ouverture conformé de manière à venir se loger dans l’encoche, et ce de manière ajustée.
Il est encore connu, pour assembler l’enveloppe et l’embase en assurant l’étanchéité, de coller l’enveloppe avec l’embase. Pour cela, de la colle est disposée entre l’enveloppe et l’embase, sur tout ou partie d’un espace délimité à l’interface de contact, entre enveloppe et embase.
Une telle solution ne permet pas de maintenir la colle en place et d’assurer que la colle reste présente et en épaisseur suffisante pour assurer un collage efficace. De plus cette solution ne permet pas de maîtriser la quantité de colle nécessaire et suffisante.
L’invention propose une solution ingénieuse afin de pallier ces inconvénients.
Pour cela, l’invention a pour objet un réservoir pour gaz sous pression, tel de l’hydrogène, comprenant une embase et une enveloppe, l’embase étant sensiblement de révolution autour d’un axe, comprenant une canalisation sensiblement cylindrique d’axe traversant l’embase afin de relier l’extérieur du réservoir à l’intérieur du réservoir et une encoche sensiblement tubulaire creuse selon l’axe, entourant la canalisation et disposée à l’intérieur du réservoir, l’enveloppe comprenant un goulot sensiblement tubulaire plein selon l’axe, conformé pour être introduit dans l’encoche, l’embase et l’enveloppe définissant, à leur interface de contact, un espace de révolution autour de l’axe, apte à accueillir de la colle, où le réservoir comprend encore deux joints de révolution autour de l’axe, aptes à limiter l’extension de la colle, délimitant entre eux deux dans l’espace un sous-espace apte à accueillir la colle.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- l’embase comprend encore au moins deux perçages, reliant le sous-espace à l’extérieur,
- un joint comprend un joint torique, préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe creusée dans l’embase,
- un joint comprend un joint à lèvre, préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe creusée dans l’embase,
- un joint comprend une chicane comprenant un premier profil réalisé dans l’embase et un deuxième profil complémentaire en négatif du premier profil, en regard du premier profil, réalisé dans l’enveloppe,
- un joint est disposé au fond de l’encoche,
- un joint est disposé à la lèvre intérieure de l’encoche et/ou à la lèvre extérieure de l’encoche.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, faite uniquement à titre d’exemple, et en référence aux figures en annexe dans lesquelles :
montre, en vue longitudinale coupée, un réservoir selon l’art antérieur,
montre, en vue longitudinale coupée, un réservoir selon un premier mode de réalisation de l’invention,
montre, en vue longitudinale coupée, un réservoir selon un autre mode de réalisation de l’invention,
montre, en vue longitudinale coupée, un réservoir selon un autre mode de réalisation de l’invention,
montre un détail de la ,
montre, en vue longitudinale coupée, un réservoir selon un autre mode de réalisation de l’invention,
montre un détail de la .
La montre un réservoir 1 selon l’art antérieur. Ce réservoir 1 est plus particulièrement destiné à accueillir un gaz sous pression, préférentiellement sous haute pression, jusqu’à 1700 bars, tel de l’hydrogène. Ce réservoir 1 comprend une embase 2, sensiblement de révolution autour d’un axe X, généralement réalisée en matériau métallique (inox ou aluminium) et une structure (non représentée) sensiblement de révolution autour de l’axe X, généralement réalisée en matériau composite. La structure délimite le volume utile du réservoir 1. L’étanchéité de la structure est assurée par une enveloppe 8 ou « liner », généralement réalisé en matériau souple, tel un élastomère, qui épouse sensiblement la surface intérieure de la structure. Afin de pouvoir remplir ou puiser le réservoir 1, l’embase 2 comprend une canalisation 3, sensiblement cylindrique d’axe X, traversant l’embase 1, afin de relier l’extérieur 5 du réservoir 1 à l’intérieur 6 du réservoir 1. Aussi, il convient d’assurer une continuité de l’étanchéité entre l’enveloppe 8 et l’embase 2 autour de la canalisation 3.
Pour cela, l’embase 2 comprend une encoche 4 sensiblement tubulaire creuse d’axe X entourant la canalisation 3 et disposée à l’intérieur 6 du réservoir 1. L’enveloppe 8 comprend, de manière complémentaire à l’encoche 4, un goulot 9 sensiblement tubulaire plein d’axe X. Ce goulot 9 est conformé pour être introduit dans l’encoche 4, et ce de manière à épouser intimement la forme en creux de l’encoche 4.
Ainsi, l’embase 2 et l’enveloppe 8 sont sensiblement en contact sur une zone de révolution autour de l’axe X comprenant au moins les surfaces de l’encoche 4. L’embase 2 et l’enveloppe 8 définissent ainsi, entre elles deux, à leur interface de contact, un espace 7. Cet espace 7 est de révolution autour de l’axe X et est apte à accueillir de la colle de manière à assembler l’enveloppe 8 et l’embase 2.
Un des inconvénients de l’art antérieur, illustré à la , est que, de la colle disposée dans l’espace 7 entre l’enveloppe 8 et l’embase 2, peut s’échapper aux deux extrémités E1, E2, de l’espace 7.
Aussi, selon une caractéristique de l’invention, illustrée aux figures 2-7, dans l’espace 7 est délimité un sous-espace 7’ au moyen de deux joints 10. Ces joints 10 sont de révolution autour de l’axe X. Ils ont pour fonction de former deux limites extrêmes dans l’espace 7, limitant l’extension de la colle, entre ces deux joints/limites 10. Les joints 10 délimitent un sous-espace 7’, inclus dans l’espace 7. Ainsi, le volume disponible dans le sous-espace 7’, délimité entre l’enveloppe 8 et l’embase 2 et par les deux joints 10, est constant et connu. Aussi, la colle est, d’une part, contenue dans ce volume délimité, ce qui garantit suffisamment de colle captive, et donc une épaisseur minimale assurée, assurant un collage efficace de l’enveloppe 8 sur l’embase 2. D’autre part, le volume de colle peut être prédéterminé, ce qui facilite son dosage et assure une répétabilité de l’opération de collage.
Selon une autre caractéristique, l’embase 2 comprend encore au moins deux perçages 11, reliant le sous-espace 7’ à l’extérieur 6. Ces perçages 11 débouchants forment des évents de communication du sous-espace 7’ avec l’extérieur 6. Au moins un premier évent 11 permet une introduction de la colle dans le sous-espace 7’, tandis qu’au moins un deuxième évent 11 permet de vider l’air contenu dans le sous-espace 7’, au fur et à mesure de son remplacement par la colle. L’introduction de la colle peut être réalisée en « poussant » la colle et l’air par une pression positive appliquée à au moins un premier évent 11, en « aspirant » l’air et la colle par une pression négative appliquée à au moins un deuxième évent 11 ou en combinant les deux opérations.
Selon une autre caractéristique, un joint 10 comprend un joint torique 12. Un tel joint torique 12 est préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe X. Une telle gorge est avantageusement creusée dans l’embase 2, plus rigide que l’enveloppe 8.
Selon une autre caractéristique, un joint 10 comprend un joint à lèvre 13. Un tel joint à lèvre 13 est préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe X. Une telle gorge est avantageusement creusée dans l’embase 2, plus rigide que l’enveloppe 8.
Selon une autre caractéristique, un autre moyen de réaliser un joint 10 apte à stopper ou au moins à sérieusement ralentir un écoulement de la colle est l’utilisation d’une chicane 14. Une telle chicane 14, plus particulièrement illustrée aux figures 6 et 7, comprend un premier profil 15 réalisé dans l’embase 2 et un deuxième profil 16 complémentaire en négatif du premier profil 15, réalisé dans l’enveloppe 8 et disposé en regard du premier profil 15. Les profils 15, 16, négatifs l’un de l’autre, s’emboîtent mutuellement. Les profils 15, 16 comprennent des rainures en creux et en plein alternées, de révolution autour de l’axe X, afin de radialement former une chicane s’opposant à un écoulement radial de la colle.
Chacun des deux joints 10 peut être de n’importe quel type, identiques ou non.
Les joints 10, quel que soit leur type, peuvent être disposés en tout point de l’espace 7. Le choix de leur position est tel qu’il ménage un sous-espace 7’ encollé de taille suffisante pour assurer un collage efficace de l’enveloppe 8 sur l’embase 2. Il est encore déterminé par la conformation de l’espace 7. Ainsi, tel qu’illustré comparativement entre la et la , le joint 10 le plus bas peut être disposé près de l’encoche 4 ( ) ou au contraire plus éloigné de l’encoche 4 ( ). Il va de soi que la configuration de la permet une plus grande surface d’encollage.
Certaines configurations de joint 10 sont plus particulièrement retenues. Selon une autre caractéristique, un joint 10 est disposé au fond de l’encoche 4. Ceci est plus particulièrement illustré aux figures 2-7, où le joint 10 le plus haut sur la figure est disposé au fond de l’encoche 4.
Selon une autre caractéristique, un joint 10 est disposé à la lèvre intérieure de l’encoche 4. Ceci correspond à un joint 10 disposé à l’extrémité E2. Lèvre intérieure et lèvre extérieure sont ici définies relativement à l’axe X.
Selon une autre caractéristique, un joint 10 est disposé à la lèvre extérieure de l’encoche 4. Ceci est plus particulièrement illustré aux figures 2, 4-5, où le joint 10 le plus bas sur la figure est disposé à la lèvre extérieure de l’encoche 4.
Il est encore possible de disposer un premier joint 10 à la lèvre intérieure de l’encoche 4 et un deuxième joint 10 à la lèvre extérieure de l’encoche 4.
Il est encore possible de disposer plus de deux joints dans l’espace 7. Ceci peut, par exemple, permettre de doubler un joint à l’une des limites du sous-espace 7’, afin d’améliorer l’étanchéité de ce dernier.
L’invention a été illustrée et décrite en détail dans les dessins et la description précédente. Celle-ci doit être considérée comme illustrative et donnée à titre d’exemple et non comme limitant l’invention à cette seule description. De nombreuses variantes de réalisation sont possibles.
1 : réservoir,
2 : embase,
3 : canalisation,
4 : encoche,
5 : extérieur,
6 : intérieur,
7 : espace,
7’ : sous-espace,
8 : enveloppe,
9 : goulot,
10 : joint,
11 : perçage,
12 : joint torique,
13 : joint à lèvre,
14 : chicane,
15 : profil de la chicane (embase),
16 : profil de la chicane (enveloppe).

Claims (7)

  1. Réservoir (1) pour gaz sous pression, tel de l’hydrogène, comprenant une embase (2) et une enveloppe (8), l’embase étant sensiblement de révolution autour d’un axe (X), comprenant une canalisation (3) sensiblement cylindrique d’axe (X) traversant l’embase (1) afin de relier l’extérieur (5) du réservoir (1) à l’intérieur (6) du réservoir (1) et une encoche (4) sensiblement tubulaire creuse selon l’axe (X), entourant la canalisation (3) et disposée à l’intérieur (6) du réservoir (1), l’enveloppe (8) comprenant un goulot (9) sensiblement tubulaire plein selon l’axe (X), conformé pour être introduit dans l’encoche (4), l’embase (2) et l’enveloppe (8) définissant, à leur interface de contact, un espace (7) de révolution autour de l’axe (X), apte à accueillir de la colle, caractérisé en ce que le réservoir (1) comprend encore deux joints (10), de révolution autour de l’axe (X), aptes à limiter l’extension de la colle, délimitant entre eux deux dans l’espace (7) un sous-espace (7’) apte à accueillir la colle.
  2. Réservoir (1) selon la revendication précédente, où l’embase (2) comprend encore au moins deux perçages (11), reliant le sous-espace (7’) à l’extérieur (6).
  3. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un joint (10) comprend un joint torique (12), préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe (X) creusée dans l’embase (2).
  4. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un joint (10) comprend un joint à lèvre (13), préférentiellement disposé dans une gorge de révolution autour de l’axe (X) creusée dans l’embase (2).
  5. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un joint (10) comprend une chicane (14) comprenant un premier profil (15) réalisé dans l’embase (2) et un deuxième profil (16) complémentaire en négatif du premier profil (15), en regard du premier profil (15), réalisé dans l’enveloppe (8).
  6. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un joint (10) est disposé au fond de l’encoche (4).
  7. Réservoir (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, où un joint (10) est disposé à la lèvre intérieure de l’encoche (4) et/ou à la lèvre extérieure de l’encoche (4).
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