FR3120681A1 - STORAGE AND/OR TRANSPORT FRAME FOR PRESSURIZED FLUID CYLINDERS - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne un cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, comprenant une structure primaire (100) et au moins une cassette de stockage d'au moins une bouteille de fluide (10, 20) sous pression ladite au moins une cassette de stockage étant montée dans la structure primaire (100), la cassette de stockage comprenant au moins un premier organe de retenue (31) configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité (11, 21) d'une bouteille (10, 20), et au moins un deuxième organe de retenue (32) configuré pour coopérer avec une seconde extrémité (12, 22) de la bouteille (10, 20), caractérisé en ce que le deuxième organe de retenue (32) est configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité (12, 22) d'une bouteille (10, 20), ladite structure primaire (100) présentant à son extrémité supérieure au moins une première tôle (110, 120) horizontale présentant au moins un orifice de passage pour l’engagement de ladite cassette de stockage, ladite structure primaire (100) présentant à son extrémité inférieure des moyens de guidage verticaux (130, 140) permettant un déplacement vertical dudit deuxième organe de retenue (32) de ladite cassette. Figure 2The present invention relates to a storage and/or transport frame for bottles of fluid under pressure, comprising a primary structure (100) and at least one storage cassette for at least one bottle of fluid (10, 20) under pressure, said at least one storage cassette being mounted in the primary structure (100), the storage cassette comprising at least a first retaining member (31) configured to cooperate fixedly with a first end (11, 21) of a bottle (10 , 20), and at least one second retaining member (32) configured to cooperate with a second end (12, 22) of the bottle (10, 20), characterized in that the second retaining member (32) is configured to co-operate fixedly with a first end (12, 22) of a bottle (10, 20), said primary structure (100) having at its upper end at least one first horizontal plate (110, 120) having at least one passage for the engagement of said cassette of storage, said primary structure (100) having at its lower end vertical guide means (130, 140) allowing vertical displacement of said second retaining member (32) of said cassette. Figure 2

Description

CADRE DE STOCKAGE ET/OU DE TRANSPORT POUR BOUTEILLES DE FLUIDE SOUS PRESSIONSTORAGE AND/OR TRANSPORT FRAME FOR PRESSURIZED FLUID CYLINDERS

Domaine de l’inventionField of invention

La présente invention concerne une structure de montage pour une pluralité de récipients de gaz haute pression et un procédé de montage et, plus particulièrement, une structure de montage pour une pluralité de récipients de gaz haute pression rempli de gaz combustible à haute pression pour être utilisé comme combustible dans un véhicule à pile à combustible, pour la production de calories par combustion avec flamme ou pour des applications similaires et son procédé de montage associé.The present invention relates to a mounting structure for a plurality of high pressure gas containers and a mounting method, and more particularly, to a mounting structure for a plurality of high pressure gas containers filled with high pressure fuel gas to be used as fuel in a fuel cell vehicle, for the production of calories by combustion with flame or for similar applications and its associated mounting method.

Elle concerne plus particulièrement le domaine du stockage d’hydrogène à haute pression dans des réservoirs de structure composite. A 700 bars, l’hydrogène possède une masse volumique de 42 kg/m3 contre 0.090 kg/m3 à pression et température normales. À cette pression, on peut stocker 5 kg d’hydrogène dans un réservoir de 125 litres. Un réservoir de fluide sous pression, par exemple d’hydrogène, comporte successivement, de l’intérieur vers l’extérieur une enveloppe interne étanche (ou liner), une structure composite de renfort et une couche de protection, et présente à l’une des extrémités une soupape de sécurité qui décharge le réservoir en cas de surpression (incendie) ainsi qu'une embase qui permet le raccordement au circuit d’utilisation.It relates more particularly to the field of high-pressure hydrogen storage in composite structure tanks. At 700 bars, hydrogen has a density of 42 kg/m3 against 0.090 kg/m3 at normal pressure and temperature. At this pressure, 5 kg of hydrogen can be stored in a 125 liter tank. A pressurized fluid tank, for example hydrogen, comprises successively, from the inside outwards, a sealed internal envelope (or liner), a composite reinforcement structure and a protective layer, and has at one at the ends a safety valve which discharges the tank in the event of overpressure (fire) as well as a base which allows connection to the user circuit.

Il est connu de ranger et transporter un ensemble de bouteilles par route, rail, fluvial et maritime. Chaque mode de transport a une réglementation spécifique. Le cadre peut rester à demeure sur un site comme élément de stockage fixe, et ne pas répondre à une réglementation de transport et cela même si le cadre peut être mobile sur un site privéIt is known to store and transport a set of bottles by road, rail, river and sea. Each mode of transport has specific regulations. The frame can remain permanently on a site as a fixed storage element, and not comply with transport regulations, even if the frame can be mobile on a private site

Pour stocker et transporter des bouteilles de fluide sous pression et notamment de gaz sous pression, on utilise, de manière connue, des cadres dans lesquels les bouteilles sont montées horizontalement ou verticalement. Les bouteilles sont souvent disposées de manière jointive soit côte à côte soit en quinconce dans lesdits cadres et sont maintenues transversalement les unes aux autres généralement par des sangles, des barres ou des colliers métalliques.To store and transport bottles of fluid under pressure and in particular of gas under pressure, frames are used, in a known manner, in which the bottles are mounted horizontally or vertically. The bottles are often arranged in a contiguous manner either side by side or staggered in said frames and are held transversely to each other generally by straps, bars or metal collars.

Plus particulièrement, les bouteilles sont fixées à une première extrémité par liaison mécanique fixe à une partie du cadre au moyen d'une première pluralité d'organes de retenue par exemple vis/écrou et sont fixées à une seconde extrémité par liaison mécanique fixe au moyen d'une deuxième pluralité d'organes de retenue par exemple vis/écrou.More particularly, the bottles are fixed at a first end by a fixed mechanical connection to a part of the frame by means of a first plurality of retaining members, for example screws/nuts, and are fixed at a second end by a fixed mechanical connection by means a second plurality of retaining members, for example screw/nut.

Ce type de configuration de stockage connue présente notamment l'inconvénient de ne s'adapter ni à l'expansion éventuelle des bouteilles lors de leur remplissage, ni à la géométrie de la seconde extrémité des bouteilles et à ses dimensions qui varient selon les fabricants. En outre, certaines configurations proposant un stockage de bouteilles de manière jointive détériorent la surface des bouteilles par abrasion, en particulier les fibres des bouteilles lorsque celles-ci sont de construction composite.This type of known storage configuration has the particular drawback of adapting neither to the possible expansion of the bottles during their filling, nor to the geometry of the second end of the bottles and to its dimensions, which vary according to the manufacturers. In addition, certain configurations proposing storage of bottles in a contiguous manner deteriorate the surface of the bottles by abrasion, in particular the fibers of the bottles when these are of composite construction.

Etat de la techniqueState of the art

On connaît dans l’état de la technique la demande de brevet EP1387980 décrivant une structure de montage pour une pluralité de récipients à gaz haute pression, dont chacun a une extrémité formée avec une première partie de col, ladite structure de montage comprenant des moyens de montage de récipient pour permettre de recevoir une pluralité récipients de gaz à haute pression. Des moyens de réception assurent la liaison avec une première partie de col d'un récipient présentant une soupape.Patent application EP1387980 is known in the state of the art describing a mounting structure for a plurality of high-pressure gas containers, each of which has an end formed with a first neck part, said mounting structure comprising means for container assembly to accommodate a plurality of high pressure gas containers. Receiving means ensure the connection with a first neck part of a container having a valve.

On connaît aussi le brevet FR3040757 décrivant une cassette de stockage pour au moins une bouteille de fluide sous pression, ladite cassette de stockage étant destinée à être montée dans une structure primaire d'un cadre de stockage et/ou de transport, et comprenant au moins un premier organe de retenue configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité d'une bouteille, et au moins un deuxième organe de retenue configuré pour coopérer avec une seconde extrémité de la bouteille, caractérisé en ce que le deuxième organe de retenue est configuré pour maintenir la position de la seconde extrémité de la bouteille tout en présentant au moins un degré de liberté déterminé.Patent FR3040757 is also known describing a storage cassette for at least one pressurized fluid bottle, said storage cassette being intended to be mounted in a primary structure of a storage and/or transport frame, and comprising at least a first retaining member configured to cooperate fixedly with a first end of a bottle, and at least one second retaining member configured to cooperate with a second end of the bottle, characterized in that the second retaining member is configured to maintain the position of the second end of the bottle while having at least one determined degree of freedom.

La cassette de stockage selon l'invention présente l'avantage de pouvoir absorber l'expansion du volume des bouteilles notamment lors de leur remplissage, tout en bloquant lesdites bouteilles en rotation de par la fixation ferme prévue au niveau de la première extrémité de chaque bouteille. Ainsi, la cassette selon l'invention forme un ensemble solidaire de bouteilles fixées fermement à une extrémité et de manière flottante à l'autre extrémité. Autrement dit, il n'existe aucune liaison mécanique ferme au niveau de la deuxième extrémité de chaque bouteille, ce qui permet un mouvement longitudinal des bouteilles dans leur zone de retenue.
Inconvénients de l’art antérieur The storage cassette according to the invention has the advantage of being able to absorb the expansion of the volume of the bottles in particular during their filling, while blocking said bottles in rotation by the firm fixing provided at the level of the first end of each bottle. . Thus, the cassette according to the invention forms an integral assembly of bottles fixed firmly at one end and in a floating manner at the other end. In other words, there is no firm mechanical connection at the second end of each bottle, which allows longitudinal movement of the bottles in their retaining zone.
Disadvantages of the prior art

Les solutions de l’art antérieur ne sont pas totalement satisfaisantes car les cadres comportent de nombreuses pièces articulées entre elles, ce qui est source de fragilités, de blocages et de surcoûts.
Solution apportée par l’invention The solutions of the prior art are not totally satisfactory because the frames comprise many parts articulated together, which is a source of fragility, blockages and additional costs.
Solution provided by the invention

L'invention a pour but de remédier à tout ou partie des inconvénients précités. A cet effet, la présente invention concerne selon son acception la plus générale un cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, comprenant une structure primaire et au moins une cassette de stockage d'au moins une bouteille de fluide sous pression ladite au moins une cassette de stockage étant montée dans la structure primaire, la cassette de stockage comprenant au moins un premier organe de retenue configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité d'une bouteille, et au moins un deuxième organe de retenue configuré pour coopérer avec une seconde extrémité de la bouteille, caractérisé en ce que le deuxième organe de retenue est configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité d'une bouteille, ladite structure primaire présentant à son extrémité supérieure au moins une première tôle horizontale présentant au moins un orifice de passage pour l’engagement de ladite cassette de stockage, ladite structure primaire présentant à son extrémité inférieure des moyens de guidage verticaux permettant un déplacement vertical dudit deuxième organe de retenue de ladite cassette.The object of the invention is to remedy all or part of the aforementioned drawbacks. To this end, the present invention relates, in its most general sense, to a storage and/or transport frame for pressurized fluid cylinders, comprising a primary structure and at least one storage cassette for at least one pressurized fluid cylinder. said at least one storage cassette being mounted in the primary structure, the storage cassette comprising at least one first retaining member configured to cooperate fixedly with a first end of a bottle, and at least one second retaining member configured to cooperate with a second end of the bottle, characterized in that the second retaining member is configured to cooperate fixedly with a first end of a bottle, said primary structure having at its upper end at least a first horizontal plate having at least one passage orifice for the engagement of said storage cassette, said primary structure having on its outside lower part of the vertical guide means allowing vertical movement of said second retaining member of said cassette.

Avantageusement, lesdites tôles de la structure primaire forment des épaulements pour recevoir en appui ledit premier organe de retenue de ladite cassette.Advantageously, said sheets of the primary structure form shoulders to receive said first retainer of said cassette in abutment.

Les bouteilles (10, 20) sont stockées verticalement, ou horizontalement.
Description détaillée d’un exemple non limitatif de réalisation The bottles (10, 20) are stored vertically or horizontally.
Detailed description of a non-limiting embodiment

La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit, concernant un exemple non limitatif de réalisation illustré par les dessins annexés où :
la représente une vue de la cassette porte-bouteilles
la représente une vue du cadre selon l’invention.
Principe général The present invention will be better understood on reading the following description, concerning a non-limiting example of embodiment illustrated by the appended drawings where:
there shows a view of the bottle holder cassette
there represents a view of the frame according to the invention.
General principle

L’exemple de réalisation décrit à titre d’exemple non limitatif d’un cadre de stockage et/ou de transport de bouteilles d’hydrogène sous haute pression, en position verticale, est constitué par une structure primaire définissant une enveloppe extérieure rigide dans laquelle est engagée une cassette assurant la liaison entre les bouteilles.The embodiment described by way of non-limiting example of a frame for storing and/or transporting hydrogen cylinders under high pressure, in a vertical position, consists of a primary structure defining a rigid outer casing in which is engaged a cassette ensuring the connection between the bottles.

La cassette est constituée par une plaque supérieure (31) et une plaque inférieure (32). Les cols supérieurs (11, 21) des bouteilles (10, 20) sont engagé dans la plaque supérieure (31) qui les maintient fermement. Les extrémités inférieures (11, 21) des bouteilles (10, 20) sont engagé dans la plaque inférieure (32) qui les maintient fermement. Les bouteilles (10, 20) sont reliées par un conduit (30).The cassette is constituted by an upper plate (31) and a lower plate (32). The upper necks (11, 21) of the bottles (10, 20) are engaged in the upper plate (31) which holds them firmly. The lower ends (11, 21) of the bottles (10, 20) are engaged in the lower plate (32) which holds them firmly. The bottles (10, 20) are connected by a conduit (30).

Les deux plaques (31, 32) et les bouteilles (10, 20) forment ainsi un ensemble monolithique, avec une distance entre les deux plaques (31, 32) qui peut néanmoins varier du fait de la dilatation des bouteilles (10, 20). Comme toutes les bouteilles rassemblées sont soumises aux mêmes conditions, les modifications dimensionnelles sont identiques pour toutes les bouteilles. Une vanne (33) permet le remplissage ou le vidage des deux bouteilles (10, 20).The two plates (31, 32) and the bottles (10, 20) thus form a monolithic assembly, with a distance between the two plates (31, 32) which can nevertheless vary due to the expansion of the bottles (10, 20) . As all bottles collected are subject to the same conditions, the dimensional changes are identical for all bottles. A valve (33) allows the filling or the emptying of the two bottles (10, 20).

La cassette de stockage est engagée dans la structure primaire (100) formé par un cadre rigide. La partie inférieure présente des guidages verticaux (130, 140) permettant un déplacement vertical dudit deuxième organe de retenue (32) de ladite cassette. Il s’agit par exemple de tiges verticales s’engageant dans des lumières complémentaires de la plaque inférieure (32).The storage cassette is engaged in the primary structure (100) formed by a rigid frame. The lower part has vertical guides (130, 140) allowing vertical movement of said second retaining member (32) of said cassette. These are for example vertical rods engaging in complementary slots of the lower plate (32).

La partie supérieure de la structure primaire (100) présente des butées (110,120) sur lesquelles vient reposer la place de retenue (31). Lorsque la cassette est engagée dans la structure primaire (100), la dilatation des bouteilles est possible du fait de la liberté de mouvement de la plaque inférieure(32) par rapport au fond de la structure primaire (100).The upper part of the primary structure (100) has abutments (110,120) on which rests the retaining seat (31). When the cassette is engaged in the primary structure (100), the expansion of the bottles is possible due to the freedom of movement of the lower plate (32) relative to the bottom of the primary structure (100).

La cassette est suspendue à sa partie supérieure grâce aux épaulements (110, 120) sur lesquels s’appuie la plaque supérieure (31), et guidée transversalement par les guidages verticaux (130, 140) permettant un déplacement vertical dudit deuxième organe de retenue (32) de ladite cassette.The cassette is suspended at its upper part thanks to the shoulders (110, 120) on which the upper plate (31) rests, and guided transversely by the vertical guides (130, 140) allowing vertical displacement of said second retaining member ( 32) of said cassette.

Claims (4)

- Cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, comprenant une structure primaire (100) et au moins une cassette de stockage d'au moins une bouteille de fluide (10, 20) sous pression ladite au moins une cassette de stockage étant montée dans la structure primaire (100), la cassette de stockage comprenant au moins un premier organe de retenue (31) configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité (11, 21) d'une bouteille (10, 20), et au moins un deuxième organe de retenue (32) configuré pour coopérer avec une seconde extrémité (12, 22) de la bouteille (10, 20), caractérisé en ce que le deuxième organe de retenue (32) est configuré pour coopérer fixement avec une première extrémité (12, 22) d'une bouteille (10, 20), ladite structure primaire (100) présentant à son extrémité supérieure au moins une première tôle (110, 120) horizontale présentant au moins un orifice de passage pour l’engagement de ladite cassette de stockage, ladite structure primaire (100) présentant à son extrémité inférieure des moyens de guidage verticaux (130, 140) permettant un déplacement vertical dudit deuxième organe de retenue (32) de ladite cassette.- Storage and/or transport frame for bottles of pressurized fluid, comprising a primary structure (100) and at least one cassette for storing at least one bottle of fluid (10, 20) under pressure, said at least one cassette storage being mounted in the primary structure (100), the storage cassette comprising at least one first retaining member (31) configured to cooperate fixedly with a first end (11, 21) of a bottle (10, 20), and at least one second retaining member (32) configured to cooperate with a second end (12, 22) of the bottle (10, 20), characterized in that the second retaining member (32) is configured to cooperate fixedly with a first end (12, 22) of a bottle (10, 20), said primary structure (100) having at its upper end at least one first horizontal plate (110, 120) having at least one passage orifice for the engagement of said storage cassette, said prim structure area (100) having at its lower end vertical guide means (130, 140) allowing vertical displacement of said second retaining member (32) of said cassette. - Cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites tôles (110, 120) de la structure primaire (100) forment des épaulements pour recevoir en appui ledit premier organe de retenue (31) de ladite cassette.- Storage and/or transport frame for pressurized fluid bottles, according to claim 1, characterized in that said plates (110, 120) of the primary structure (100) form shoulders to receive said first retaining member (31) of said cassette. - Cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites bouteilles (10, 20) sont stockées verticalement.- Storage frame and / or transport for pressurized fluid bottles, according to claim 1 characterized in that said bottles (10, 20) are stored vertically. - Cadre de stockage et/ou de transport pour bouteilles de fluide sous pression, selon la revendication 1 caractérisé en ce que lesdites bouteilles (10, 20) sont stockées horizontalement.- Storage frame and / or transport for pressurized fluid bottles, according to claim 1 characterized in that said bottles (10, 20) are stored horizontally.
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EP1387980A1 (en) 2001-05-16 2004-02-11 Nissan Motor Company, Limited Mounting structure for high pressure gas vessels and mounting method
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