FR3118655A1 - Dispositif de fixation d’un réservoir de gaz sous pression à un bâti - Google Patents

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Abstract

Dispositif de fixation d’un réservoir de gaz sous pression à un bâti L’invention concerne un dispositif (1) de fixation d’un réservoir (2) de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, à un bâti, le réservoir (2) comprenant une embase (3) comportant une portée cylindrique (4), le dispositif (1) comprenant un moyen de fixation (5, 6) apte à enserrer la portée cylindrique (4) de l’embase (3), où le dispositif (1) comprend encore au moins un fusible (9) mécanique, apte à rompre en cas de choc subi par le bâti, afin que le dispositif (1) libère l’embase (3) du bâti. Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Dispositif de fixation d’un réservoir de gaz sous pression à un bâti
L’invention concerne un dispositif de fixation d’un réservoir de gaz sous pression à un bâti.
Il est connu de réaliser un réservoir de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, au moyen d’un contenant, par exemple une structure composite doublée, par l’intérieur, par une enveloppe en élastomère. Un tel réservoir comprend encore une embase, traversant la structure et l’enveloppe. Cette embase comprend une canalisation traversante, de manière à réaliser une interface entre l’intérieur et l’extérieur du réservoir. L’embase accueille à l’extérieur, connectée à la canalisation, un assemblage vanne ou OTV (de l’anglais « On Tank Valve »), afin de permettre le remplissage et le puisage du gaz et assurer des fonctions de sécurité.
L’embase comprend une portée cylindrique entourant la canalisation et disposée voisine de l’assemblage vanne. Il est encore connu de réaliser un dispositif de fixation du réservoir à un bâti, typiquement disposé dans un véhicule automobile. Pour cela, le dispositif de fixation comprend un moyen de fixation apte à enserrer la portée cylindrique de l’embase de manière à maintenir le réservoir par son goulot.
En cas de choc important, tel un crash du véhicule automobile porteur, il est craint que le dispositif de fixation ne transmette le choc subi par le bâti, à l’embase ou à l’assemblage vanne, au risque de causer une rupture de l’embase, un arrachement de l’embase relativement à la structure du réservoir, une rupture de l’assemblage vanne ou un arrachement de l’assemblage vanne relativement à l’embase, causant une fuite de gaz, potentiellement très dangereuse.
Il est préféré, en cas de crash, libérer le réservoir.
Aussi, l’invention vise à proposer un dispositif de fixation d’un réservoir de gaz à un bâti, se rompant en cas de choc, afin de libérer le réservoir et ne pas transmettre le choc à l’embase.
Pour cela, l’invention a pour objet un dispositif de fixation d’un réservoir de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, à un bâti, le réservoir comprenant une embase comportant une portée cylindrique, le dispositif comprenant un moyen de fixation apte à enserrer la portée cylindrique de l’embase, où le dispositif comprend encore au moins un fusible mécanique, apte à rompre en cas de choc subi par le bâti, afin que le dispositif libère l’embase du bâti.
Des caractéristiques ou des modes de réalisation particuliers, utilisables seuls ou en combinaison, sont :
- le moyen de fixation comprend au moins deux mors et au moins deux vis assemblant les deux mors en les serrant l’un contre l’autre en enserrant entre eux la portée cylindrique, et un fusible est réalisé par une fragilisation desdites au moins deux vis, de manière à rompre en cas de choc, afin que les mors se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase,
- chacun des deux mors comprend un premier demi-mors et un deuxième demi-mors,
- le dispositif comprend encore une vis assemblant les deux demi-mors en les serrant l’un contre l’autre, et un fusible est réalisé par une fragilisation de ladite vis, de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase,
- un premier demi-mors 5a, 6a comprend une languette et un deuxième demi-mors comprend une rainure apte à accueillir la languette, et un fusible est réalisé par la languette et/ou la rainure, dimensionnée de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase,
- un fusible est réalisé par au moins un point de fixation entre un mors et le bâti, fragilisé de manière à rompre en cas de choc, afin que le mors se désolidarise du bâti.
Dans un deuxième aspect de l’invention, un ensemble réservoir comprend un réservoir de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, et un tel dispositif.
Dans un troisième aspect de l’invention, un véhicule automobile comprend un tel ensemble réservoir.
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 perspective éclatée, un premier mode de réalisation de l’invention,
montre, en vue perspective partiellement coupée, le mode de réalisation de la , assemblage vanne retiré,
montre, en vue perspective éclatée, un autre mode de réalisation,
montre, en vue perspective éclatée, un autre mode de réalisation,
montre, en vue perspective éclatée, un autre mode de réalisation,
montre, en vue perspective, le détail d’un point de fixation.
L’invention concerne un dispositif 1 de fixation d’un réservoir 2 de gaz sous pression à un bâti 10. Un tel réservoir 2 est prévu pour contenir un gaz, tel de l’hydrogène, sous de hautes pressions, typiquement de l’ordre de 700 bars.
Un tel réservoir 2 est typiquement construit autour d’une structure composite de forme cylindrique terminée à chaque extrémité par une coquille sensiblement hémisphérique. Le réservoir 2 est percé en au moins un point, classiquement au centre d’une coquille hémisphérique, d’une ouverture. Dans cette ouverture est disposée une embase 3, sensiblement de révolution. L’embase 3 est percée d’une canalisation traversante axiale, reliant l’intérieur du réservoir à l’extérieur, afin de permettre le remplissage et le puisage de gaz. Sur l’embase 3 et en relation avec la canalisation est disposé un assemblage vanne 14 ou OTV qui assure les fonctions de remplissage et de puisage.
Une tuyauterie 15 relie le réservoir 2, via l’assemblage vanne 14, à au moins un consommateur de gaz. L’assemblage vanne 14 assure encore des fonctions de sécurité. Ainsi, en cas d’une éventuelle rupture de la tuyauterie 15, l’assemblage vanne 14 est apte à détecter une fuite suite à telle rupture et à fermer une vanne de manière à stopper la fuite.
L’embase 3 comporte une portée cylindrique 4, externe, selon l’axe de révolution de l’embase 3. L’assemblage vanne 14 est classiquement disposé à l’extrémité distale de l’embase 3. Au contraire, la portée cylindrique 4 est plus proximale.
Le dispositif 1 de fixation est du type maintenant le réservoir 2 en enserrant l’embase 3 au niveau de la portée cylindrique 4. Pour cela le dispositif 1 comprend un moyen de fixation 5, 6 apte à enserrer la portée cylindrique 4 de l’embase 3. Le dispositif 1 est par ailleurs encore apte à être fixé au bâti 10.
Aussi, en cas de crash du véhicule emportant le bâti 10, le bâti 10 transmet des efforts au dispositif 1 de fixation, qui pourrait les transmettre à l’embase 3. Le risque est que ces efforts rompent l’embase 3, arrachent l’embase 3 de la structure du réservoir 2, rompent l’assemblage vanne 14, ou encore arrachent l’assemblage vanne 14 de l’embase 3, créant ainsi une fuite de gaz impossible à contenir, avec un risque important d’explosion.
L’idée de base de l’invention est qu’un cas de choc trop important, le dispositif 1 de fixation se rompe de manière à libérer le réservoir 2 et à ce que l’embase 3 reste intègre et solidaire de la structure du réservoir 2 et que l’assemblage vanne 14 reste intègre et solidaire de l’embase 3.
Le réservoir 2 une fois libéré, risque de se déplacer relativement au bâti 10. Ceci peut éventuellement conduire à une rupture de la tuyauterie 15 de gaz, qui reste alors la seule liaison entre le réservoir 2 et le bâti 10. Une telle rupture produit une fuite de gaz. Cependant, si l’assemblage vanne 14 et l’embase 3 sont intègres et solidaires, une telle fuite est un moindre mal. En effet, l’assemblage vanne 14 est équipé d’un moyen (Vanne de flot excessif ou « Excess Flow Valve » en anglais) qui bloque la sortie du gaz en cas de détection d’une dépression consécutive à une rupture de la tuyauterie 15, empêchant le gaz de se répandre hors du réservoir 2.
Le dispositif 1 est prévu selon l’invention, pour se rompre, au-delà d’une certaine valeur des efforts, de manière à libérer l’embase 3 et le réservoir 2, plutôt que de risquer que les efforts ne soient transmis à l’embase 3 ou à l’assemblage vanne 14.
Pour cela, le dispositif 1 comprend encore au moins un fusible 9 mécanique. Ledit au moins un fusible 9 est conçu pour se rompre en cas de choc subi par le bâti 10 et transmis au dispositif 1. La rupture dudit au moins un fusible 9 est telle que le dispositif 1 libère l’embase 3 du bâti 10, en leur permettant de se séparer.
Selon une caractéristique, le moyen de fixation comprend au moins deux mors 5, 6 et au moins deux vis 7, 8 assemblant les deux mors 5, 6 en les serrant l’un contre l’autre, de part et d’autre du goulot/embase 3, en enserrant entre eux la portée cylindrique 4. Tel qu’illustrés, les deux mors 5, 6 sont horizontaux, le mors 5 étant supérieur et le deuxième mors 6 étant inférieur, et les vis 7, 8 les assemblant sont verticales.
Selon un premier mode de réalisation d’un fusible 9, plus particulièrement illustré aux figures 1 et 2, un fusible 9 est réalisé par une fragilisation desdites au moins deux vis 7, 8, entraînant en cas de choc une rupture desdites vis 7, 8, afin que les mors 5, 6 se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase 3 qu’ils enserraient. La fragilisation est réalisée par tout moyen, tel un forgeage ou un usinage de chaque vis 7, 8 de façon à réduire son diamètre et créer ainsi une amorce de rupture.
Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée aux figures 3 et 4, l’un au moins des deux mors 5, 6 ou les deux, est divisé, sensiblement en deux. Ainsi, le premier mors 5 est divisé de manière à comprendre un premier demi-mors 5a gauche et un deuxième demi-mors 5b droit. Le deuxième mors 6 est divisé de manière à comprendre un premier demi-mors 6a gauche et un deuxième demi-mors 6b droit.
Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée à la , le dispositif 1 comprend encore une vis 7’, 8’ assemblant deux demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b en les serrant l’un contre l’autre. Tel qu’illustré, les demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b sont verticaux et les vis 7’, 8’ les assemblant sont horizontales.
Selon un autre mode de réalisation d’un fusible 9, un fusible 9 est réalisé par une fragilisation de ladite vis 7’, 8’, de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b associés se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase 3.
Selon une autre caractéristique, plus particulièrement illustrée à la , un premier demi-mors 5a, 6a comprend une languette 11 et un deuxième demi-mors 5b, 6b comprend une rainure 12 apte à accueillir la languette 11.
Selon un autre mode de réalisation d’un fusible 9, un fusible 9 est réalisé par une languette 11 et/ou une rainure 12, dimensionnée de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b associés se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase 3. La languette 11 peut être fragilisée pour rompre. Alternativement ou complémentairement, la rainure 12, ou plus précisément l’une au moins des deux, ou les deux parois formant la rainure 12, peut être fragilisée pour rompre.
Il va de soi que les trois modes de réalisation de fusible 9 précédentes peuvent être librement utilisés seuls ou en combinaison. Ainsi, si les vis 7’, 8’ sont fragilisées, les vis 7, 8 peuvent ne pas être fragilisées de manière alternative ou être fragilisées de manière complémentaire. De même, l’utilisation de languette 11 et de rainure 12, telle qu’illustrée à la , peut être combinée avec des vis 7’, 8’ fragilisées assemblant les demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b.
Selon un autre mode de réalisation d’un fusible 9, au moins un fusible 9 est réalisé par au moins un point de fixation 13. Un tel point de fixation 13 est disposé entre un mors 5, 6 et le bâti 10, soit le cas échéant entre un demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b et le bâti 10. Sur les figures, un point de fixation 13 est disposé entre le bâti 10 par son extrémité 13b et un support 16,17 respectivement solidaire d’un mors 5, 6 ou d’une paire de demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b. Un point de fixation 13 est fragilisé de manière à rompre en cas de choc, afin que le mors 5, 6, respectivement le demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b se désolidarise du bâti 10. Avantageusement, une réalisation comprenant autant de point de fixation 13 fragilisés que de zones de fixation du dispositif 1 au bâti 10, permet une séparation complète du dispositif 1 relativement au bâti 10. L’exemple illustré présente quatre zones de fixation du dispositif 1 au bâti 10 et donc quatre points de fixation 13 fragilisés.
Selon une autre caractéristique, chaque point de fixation 13 comprend une première partie 13a, solidaire du dispositif 1, et une deuxième partie 13b, solidaire du bâti 10, clipsables de manière à être assemblées l’une avec l’autre.
Ce dernier mode de réalisation, basé sur des points de fixation 13, peut, à l’évidence, être mis en œuvre seul, en ce qu’il suffit à libérer le réservoir 2, ou peut encore être combiné avec l’un quelconque des modes de réalisation précédents.
Chacun des points de fixation 13 présente une fragilisation selon une direction ou un plan de rupture privilégié. Cette direction ou plan peut être disposé selon toute orientation souhaitée, et ce indépendamment pour chacun des points de fixation 13. Ceci permet de configurer un dispositif 1 pour rompre selon un scénario donné de direction d’application des efforts, par exemple issu d’une simulation de crash.
De même le ou les différents fusibles 9, parmi les premières vis 7, 8, les deuxièmes vis 7’, 8’, ou les languettes 11/ rainures 12, peuvent être choisis et orientés en fonction d’un scénario donné d’application des efforts.
Il apparait à l’homme du métier, qu’une combinaison des différents modes de réalisation permet de combiner une ou plusieurs directions d’application des efforts et donc de ruptures possibles.
Le matériau de réalisation de chacun des composants du dispositif 1 : les mors 5, 6, les demi-mors 5a, 5b, 6a, 6b, les vis 7, 8, les vis 7’, 8’, les points de fixation 13, peut être indépendamment choisi parmi un matériau plastique, un matériau composite ou un matériau métallique. Le choix du matériau peut être déterminé en fonction de l’effort de rupture supportable par le composant, en fonction du scénario d’application des efforts retenu.
L’invention concerne encore un ensemble réservoir comprenant un réservoir 2 de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, et un tel dispositif 1.
L’invention concerne encore un véhicule automobile comprenant un tel ensemble réservoir.
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 : dispositif de fixation,
2 : réservoir,
3 : embase,
4 : portée cylindrique,
5 : mors supérieur,
5a : demi mors supérieur gauche,
5b : demi mors supérieur droit,
6 : mors inférieur,
6a : demi mors inférieur gauche,
6b : demi mors inférieur droit,
7 : vis gauche,
7’ : vis supérieure,
8 : vis droite,
8’ : vis inférieure,
9 : fusible,
10 : bâti,
11 : languette,
12 : rainure,
13 : point de fixation,
14 : assemblage vanne, OTV,
15 : tuyauterie,
16 : support supérieur,
17 : support inférieur.

Claims (8)

  1. < Dispositif (1) de fixation d’un réservoir (2) de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, à un bâti (10), le réservoir (2) comprenant une embase (3) comportant une portée cylindrique (4), le dispositif (1) comprenant un moyen de fixation (5, 6) apte à enserrer la portée cylindrique (4) de l’embase (3), caractérisé en ce que le dispositif (1) comprend encore au moins un fusible (9) mécanique, apte à rompre en cas de choc subi par le bâti (10), afin que le dispositif (1) libère l’embase (3) du bâti (10).
  2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, où le moyen de fixation (5, 6) comprend au moins deux mors (5, 6) et au moins deux vis (7, 8) assemblant les deux mors (5, 6) en les serrant l’un contre l’autre en enserrant entre eux la portée cylindrique (4), où un fusible (9) est réalisé par une fragilisation desdites au moins deux vis (7, 8), de manière à rompre en cas de choc, afin que les mors (5, 6) se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase (3).
  3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, où chacun des deux mors (5, 6) comprend un premier demi-mors (5a, 6a) et un deuxième demi-mors (5b, 6b).
  4. Dispositif (1) selon la revendication 3, comprenant encore une vis (7’, 8’) assemblant les deux demi-mors (5a, 5b, 6a, 6b) en les serrant l’un contre l’autre, et où un fusible (9) est réalisé par une fragilisation de ladite vis (7’, 8’), de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors (5a, 5b, 6a, 6b) se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase (3).
  5. Dispositif (1) selon la revendication 3, où un premier demi-mors (5a, 6a) comprend une languette (11) et un deuxième demi-mors (5b, 6b) comprend une rainure (12) apte à accueillir la languette (11), et où un fusible (9) est réalisé par la languette (11) et/ou la rainure (12), dimensionnée de manière à rompre en cas de choc, afin que les demi-mors (5a, 5b, 6a, 6b) se désolidarisent l’un de l’autre et libèrent l’embase (3).
  6. Dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant encore au moins un fusible (9) réalisé par au moins un point de fixation (13) entre un mors (5, 6) et le bâti (10), fragilisé de manière à rompre en cas de choc, afin que le mors (5, 6) se désolidarise du bâti (10).
  7. Ensemble réservoir caractérisé en ce qu’il comprend un réservoir (2) de gaz sous pression, tel de l’hydrogène, et un dispositif (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  8. Véhicule automobile caractérisé en ce qu’il comprend un ensemble réservoir selon la revendication précédente.
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