FR3136458A1 - Machine de manutention comportant un châssis rotatif et une pile à combustible - Google Patents

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FR3136458A1
FR3136458A1 FR2205752A FR2205752A FR3136458A1 FR 3136458 A1 FR3136458 A1 FR 3136458A1 FR 2205752 A FR2205752 A FR 2205752A FR 2205752 A FR2205752 A FR 2205752A FR 3136458 A1 FR3136458 A1 FR 3136458A1
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Valentin BREHIER
Maurice BESSEAU
Xavier SCHELL
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Manitou BF SA
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Abstract

L’invention concerne une machine de manutention (1) comportant : - un châssis rotatif ; - un bras de levage (7) ; - un premier ensemble comportant un dispositif de stockage d’énergie électrique (9) ; - un deuxième ensemble comportant une pile à combustible (10) raccordée au dispositif de stockage d’énergie électrique (9) par un circuit de raccordement (35) ; et - un troisième ensemble comportant au moins un réservoir (11) ; l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à l’une des structures inférieure et supérieure (2, 3) et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à l’autre des structures inférieure et supérieure (2, 3). Figure à publier : 1

Description

Machine de manutention comportant un châssis rotatif et une pile à combustible
L’invention se rapporte au domaine des machines de manutention comportant un châssis rotatif en deux parties, c’est-à-dire comportant une structure inférieure et une structure supérieure montée en rotation sur la structure inférieure autour d’un axe vertical, un bras de levage qui est monté mobile sur la structure supérieure ainsi qu’un système de production et de stockage d’énergie électrique à partir d’hydrogène.
 Arrière-plan technologique
Le document US6688481 divulgue une grue qui comporte un châssis rotatif en deux parties avec une structure inférieure et une structure supérieure montée en rotation sur la structure inférieure. La grue comporte en outre un bras télescopique qui est monté articulé sur la structure supérieure du châssis et un moteur électrique qui est configuré pour assurer la propulsion de la grue. Dans un mode de réalisation, la grue comporte un système de pile à combustible qui est relié au moteur électrique afin de l’alimenter en énergie électrique. Le système de pile à combustible est disposé sur une partie arrière de la structure supérieure du châssis afin de former un contrepoids.
Une telle machine de manutention n’est pas pleinement satisfaisante. En effet, dans le mode de réalisation précité, la pile à combustible constitue une alternative à l’utilisation d’une batterie. Or, dans une telle architecture, en l’absence d’un dispositif de stockage tampon pour stocker le surplus d’énergie produite par la pile à combustible et le restituer lors d’une augmentation de la demande en puissance du véhicule, la pile à combustible doit être pilotée de sorte que la puissance produite s’adapte en temps réel à la demande puissance du moteur électrique, ce qui peut détériorer prématurément la pile à combustible et s’avère en outre difficile à mettre en œuvre en pratique, compte-tenu notamment de la faible réactivité aux demandes de changement de puissance des piles à combustible. De plus, le document précité ne comporte aucun enseignement quant à la disposition du réservoir d’hydrogène destiné à alimenter en hydrogène la pile à combustible ni quant aux mesures permettant d’assurer la sécurité d’une telle machine de manutention.
Résumé
Une idée à la base de l’invention est de proposer une machine de manutention comportant un châssis rotatif, équipé d’un système de production et de stockage d’énergie électrique à partir d’hydrogène offrant une souplesse d’utilisation accrue et dans laquelle la disposition des composants dudit système de production et de stockage d’énergie électrique soit adaptée aux caractéristiques structurelles d’une telle machine de sorte à garantir une sécurité renforcée.
Selon un premier objet, l’invention concerne une machine de manutention comportant :
- un châssis comportant une structure inférieure et une structure supérieure montée rotative sur la structure inférieure autour d’un axe vertical ;
- un bras de levage qui est monté mobile sur la structure supérieure ;
- un premier ensemble comportant un dispositif de stockage d’énergie électrique,
- un deuxième ensemble comportant une pile à combustible qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à être stockée dans le dispositif de stockage d’énergie électrique, ladite pile à combustible étant électriquement raccordée au dispositif de stockage d’énergie électrique par un circuit de raccordement ; et
- un troisième ensemble comportant au moins un réservoir destiné à contenir de l'hydrogène et raccordé à la pile à combustible par une ligne d’alimentation afin de l'alimenter en hydrogène ;
ladite ligne d’alimentation comportant un régulateur de pression, une portion amont reliant le réservoir et le régulateur de pression et une portion aval reliant le régulateur de pression et la pile à combustible ;
dans laquelle l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à l’une des structures inférieure et supérieure et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à l’autre des structures inférieure et supérieure ;
dans laquelle le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d’alimentation sont fixés à celle des structures inférieure et supérieure sur laquelle le troisième ensemble est fixé ; et
dans laquelle la machine de manutention comporte un joint tournant reliant la structure inférieure et la structure supérieure et au travers duquel passe la portion aval de la ligne d’alimentation et/ou le circuit de raccordement.
Grâce aux caractéristiques précitées, les trois ensembles précités sont répartis sur les deux structures inférieure et supérieure, ce qui permet notamment d'optimiser les capacités du ou des réservoirs et du dispositif de stockage d'énergie électrique. De plus, le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d'alimentation étant fixés à la même structure inférieure ou supérieure que le réservoir, la portion amont de la ligne d'alimentation, c'est-à-dire sa portion "haute pression" la plus critique au regard des risques d'incendie, n'est localisée que sur l'une des structures inférieure et supérieure. Ceci évite de faire passer cette portion haute pression entre les structures inférieure et supérieure et offre ainsi une sécurité renforcée.
Selon des modes de réalisation, une telle machine de manutention peut présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes.
Selon un mode de réalisation, l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à la structure supérieure et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à la structure inférieure et logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de ladite structure inférieure. Une telle disposition permet de séparer le dispositif de stockage d’énergie électrique du réservoir et de la pile à combustible, ce qui l’éloigne des fuites d’hydrogènes susceptibles de se produire et limite encore davantage les risques d’incendie. Ceci isole également le dispositif de stockage d’énergie électrique de la chaleur générée par la pile à combustible et limite ainsi les risques de surchauffe dudit dispositif de stockage d’énergie électrique.
Selon un mode de réalisation, le premier caisson et le deuxième caisson sont ménagés dans la structure inférieure de part et d’autre d’un plan longitudinal médian de la machine de manutention. Ceci contribue à l’équilibrage latéral de la machine de manutention.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte une cabine de conduite montée sur la structure supérieure et celui des premier, deuxième et troisième ensembles qui est fixé à la structure supérieure et ladite cabine de conduite sont positionnés de part et d’autre du bras de levage. Ceci contribue également à l’équilibrage latéral de la machine de manutention.
Selon un mode de réalisation, le premier ensemble, le deuxième ensemble et le circuit de raccordement sont fixés à la structure inférieure, le troisième ensemble, le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d’alimentation étant fixés à la structure supérieure et la portion aval de la ligne d’alimentation passant par le joint tournant. Un tel agencement autorise l’utilisation d’un ou plusieurs réservoirs ayant une plus grande capacité que lorsqu’ils doivent être logés à l’intérieur de la structure inférieure, ce qui améliore en conséquence l’autonomie de la machine de manutention.
Selon un autre mode de réalisation, le premier ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d’alimentation sont fixés à la structure inférieure, le deuxième ensemble étant fixé à la structure supérieure et la portion aval de la ligne d’alimentation et le circuit de raccordement passant par le joint tournant. Ainsi, le réservoir peut être logé dans un caisson, ce qui offre une excellente protection contre les chutes d’objets.
Selon un autre mode de réalisation, le deuxième ensemble, le troisième ensemble et la ligne d’alimentation sont fixés à la structure inférieure, le premier ensemble étant fixé à la structure supérieure et le circuit de raccordement passant par le joint tournant. Ainsi, le réservoir peut être logé dans un caisson, ce qui offre une excellente protection contre les chutes d’objets.
Selon d’autres modes de réalisation, l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à la structure inférieure et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à la structure supérieure et logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de ladite structure supérieure. Une telle disposition permet également de séparer le dispositif de stockage d’énergie électrique du réservoir et de la pile à combustible.
Selon un mode de réalisation, le premier caisson et le deuxième caisson sont ménagés dans la structure supérieure de part et d’autre du bras de levage. Ceci contribue à l’équilibrage latéral de la machine de manutention.
Selon un mode de réalisation, le premier ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d’alimentation sont fixés à la structure supérieure, le deuxième ensemble étant fixé à la structure inférieure et la portion aval de la ligne d’alimentation et le circuit de raccordement passant par le joint tournant.
Selon un mode de réalisation, le premier ensemble, le deuxième ensemble et le circuit de raccordement sont fixés à la structure supérieure, le troisième ensemble, le régulateur de pression et la portion amont de la ligne d’alimentation étant fixés à la structure inférieure, la portion aval de la ligne d’alimentation passant par le joint tournant.
Selon un mode de réalisation, le deuxième ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression et la ligne d’alimentation sont fixés à la structure supérieure, le premier ensemble étant fixé à la structure inférieure et le circuit de raccordement passant par le joint tournant.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comprend un essieu avant et un essieu arrière qui sont montés sur la structure inférieure et comportant chacun deux roues.
Selon un mode de réalisation, le premier caisson et le deuxième caisson sont situés entre l’essieu avant et l’essieu arrière.
Selon un mode de réalisation, le dispositif de stockage d'énergie électrique comporte une ou plusieurs batteries et/ou un ou plusieurs supercondensateurs.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte plusieurs réservoirs.
Selon un mode de réalisation, le ou chaque réservoir est un réservoir d’hydrogène sous pression adapté au stockage de l’hydrogène à une pression maximale comprise entre 300 et 700 bars.
Selon un mode de réalisation, le deuxième ensemble comporte un compresseur permettant de compresser l’air comburant à l’entrée de la pile à combustible ainsi qu’un dispositif de refroidissement permettant de refroidir la pile à combustible.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte au moins deux moteurs électriques respectivement configurés pour déplacer le bras de levage et déplacer la machine de manutention, lesdits moteurs électriques étant fixés à la structure inférieure et étant raccordés à la pile à combustible et au dispositif de stockage d’énergie électrique par un dispositif de distribution d’énergie.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte deux moteurs électriques qui sont respectivement accouplés à l’essieu avant et à l’essieu arrière par un dispositif de transmission, lesdits moteurs électriques étant raccordés à la pile à combustible et au dispositif de stockage d’énergie électrique par un dispositif de distribution d’énergie.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention comporte un moteur électrique qui est accouplé à l’essieu avant et à l’essieu arrière par un dispositif de transmission, ledit moteur électrique étant fixé à la structure inférieure et raccordé à la pile à combustible et au dispositif de stockage d’énergie électrique par un dispositif de distribution d’énergie.
Selon un mode de réalisation, le moteur pour actionner le bras de levage est un moteur entraînant une pompe hydraulique, la pompe hydraulique étant raccordée à un ou plusieurs vérins hydrauliques agencés pour déplacer le bras de levage.
 Breve description des figures
L’invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés.
La est une vue schématique latérale d’une machine de manutention selon un premier mode de réalisation.
La est une vue schématique dessus de la machine de manutention selon le premier mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit électrique du premier mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit d’hydrogène du premier mode de réalisation.
La est une vue schématique latérale d’une machine de manutention selon un deuxième mode de réalisation.
La est une vue schématique dessus de la machine de manutention selon le deuxième mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit d’hydrogène du deuxième mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit électrique du deuxième mode de réalisation.
La est une vue schématique latérale d’une machine de manutention selon un troisième mode de réalisation.
La est une vue schématique dessus de la machine de manutention selon le troisième mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit d’hydrogène du troisième mode de réalisation.
La est une vue schématique du circuit électrique du troisième mode de réalisation.
La est une vue schématique latérale d’une machine de manutention selon un quatrième mode de réalisation.
La est une vue schématique derrière de la machine de manutention selon le quatrième mode de réalisation.
La est une vue schématique derrière d’une machine de manutention selon un cinquième mode de réalisation.
La est une vue schématique derrière d’une machine de manutention selon un sixième mode de réalisation.
La est une illustration schématique d’un joint tournant par lequel passe le circuit d’hydrogène.
Par convention, la direction « longitudinale » de la machine de manutention 1 correspond à l’orientation avant-arrière de la machine. Aussi, la direction « longitudinale » de la structure supérieure 3 du châssis correspond à ladite orientation avant-arrière de la machine de manutention 1 lorsque la structure supérieure 3 est dans une configuration dans laquelle son angle de rotation par rapport à la structure inférieure 2 est nul. Par ailleurs, la direction « transversale » est orientée perpendiculairement à la direction longitudinale.
En référence aux figures 1 à 4, on décrit une machine de manutention 1 selon un premier mode de réalisation. La machine de manutention 1 comporte un châssis mobile. Plus particulièrement, comme représenté sur les figures 1 et 2, le châssis comporte une structure inférieure 2 et une structure supérieure 3 qui est montée rotative sur la structure inférieure 2 autour d’un axe vertical R. La machine de manutention 1 comporte deux essieux, un essieu avant 4 et un essieu arrière 5, qui sont chacun fixés à la structure inférieure 2 selon un axe transversal et sont chacun équipés de deux roues, l’une à gauche et l’autre à droite. Au moins un des deux essieux avant 4 et arrière 5 est monté en rotation autour de son axe afin d’assurer le déplacement du châssis. Les essieux avant 4 et arrière 5 peuvent également être fixés à la structure inférieure 2 avec une possibilité de débattement autour de l’axe longitudinal de manière à compenser le dévers de la machine de manutention 1.
Par ailleurs, la machine de manutention 1 comporte une cabine de conduite 6 dans laquelle un conducteur peut prendre place et qui est notamment équipée d’un siège, non représenté, et d’équipements de pilotage de la machine de manutention 1. La cabine de conduite 6 est fixée à la structure supérieure 3. La machine de manutention 1 comporte également un bras de levage 7 qui est, par exemple, un bras télescopique. Dans ce cas, la machine de manutention 1 peut notamment être un chariot télescopique. Le bras de levage 7 est monté articulé sur la structure supérieure 3 du châssis de manière à être mobile en pivotement autour d’un axe de pivotement P transversal. Le bras de levage 7 s’étend dans un plan longitudinal médian de la structure supérieure 3. Le bras de levage 7 peut être réalisé de différentes manières, notamment sous la forme de plusieurs sections télescopiques ou en variante sous la forme d’un bras de longueur fixe. Une extrémité du bras de levage 7 opposée à l’axe de pivotement P peut porter un outil de travail 8 ou un porte-outil modulaire susceptible de recevoir des outils de travail 8 de plusieurs types. Par outil de travail 8, on désigne, par exemple, une paire de fourches, un godet, un treuil, une pince ou autres.
La machine de manutention 1 comporte un ou plusieurs actionneurs linéaires, non représentés, tels que des vérins hydrauliques, qui sont chacun montés articulés, d’une part, sur le bras de levage 7 et, d‘autre part, sur la structure supérieure 3, ce qui permet de faire pivoter le bras de levage 7, par rapport à la structure supérieure 3, autour de l’axe de pivotement P. Les vérins hydrauliques sont raccordés à un circuit hydraulique équipé d’une pompe hydraulique qui est entraîné par un moteur, tel qu’un moteur électrique, également non représenté sur les figures 1 et 2. La pompe hydraulique ainsi que le moteur électrique sont, par exemple, fixés à la structure supérieure 3. Ils peuvent notamment être logés dans un espace ménagé sous la cabine de conduite 6.
Par ailleurs, la machine de manutention 1 comporte au moins un moteur électrique, également non représenté sur les figures 1 et 2, qui est configuré pour assurer le déplacement de la machine de manutention 1. Le ou les moteurs électriques sont, par exemple, logés entre deux longerons longitudinaux de la structure inférieure 2 qui s’étendent parallèlement à l’axe longitudinal médian, respectivement de part et d’autre dudit axe longitudinal médian.
Selon un mode de réalisation, la machine de manutention 1 comporte deux moteurs électriques qui assurent son déplacement et qui sont chacun montés dans un espace positionné à l’intérieur de la structure inférieure 2. Dans ce cas, chaque moteur électrique est accouplé à l’un des essieux avant 4 ou arrière 5 par l’intermédiaire d’un dispositif de transmission comportant par exemple un réducteur et un différentiel. Ainsi, la machine de manutention 1 présente quatre roues motrices. De manière alternative, le dispositif de transmission est un dispositif de transmission hydraulique. Dans un tel cas, le ou les moteurs électriques peuvent être montés à l’intérieure de la structure inférieure 2 du châssis ou bien encore à l’intérieur de la structure supérieure 3. Dans cette dernière hypothèse, la machine de manutention comporte un joint tournant qui est configuré pour assurer la transmission de fluide hydraulique de la structure supérieure 3 vers la structure inférieure 2.
La machine de manutention 1 comporte par ailleurs, un système de production et de stockage d’énergie électrique à partir d’hydrogène pour alimenter en énergie électrique au moins l’un et de préférence la totalité des moteurs électriques précités. Le système de production et de stockage d’énergie électrique comporte les trois ensemble suivants :
- un premier ensemble comportant un dispositif de stockage d’énergie électrique 9,
- un deuxième ensemble comportant une pile à combustible 10 qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à être stockée dans le dispositif de stockage d’énergie électrique 9, et
- un troisième ensemble comportant au moins un réservoir 11 destiné à contenir de l'hydrogène et qui est raccordé à la pile à combustible 10.
Le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 comprend une ou plusieurs batteries et/ou un ou plusieurs supercondensateurs.
De manière connue en soi, la pile à combustible 10 est le siège d’une réaction d’oxydo-réduction qui transforme l’hydrogène provenant du réservoir 11 et l’oxygène de l’air en électricité, en eau et en chaleur. De manière avantageuse, le deuxième ensemble comporte également un compresseur, non représenté, permettant de compresser l’air comburant à l’entrée des cellules de la pile à combustible 10 ainsi qu’un dispositif de refroidissement, également non représenté, permettant de refroidir la pile à combustible 10.
Le ou chaque réservoir 11 est, par exemple, adapté pour stocker l’hydrogène à l’état gazeux à une pression maximale comprise entre 300 et 700 bars, par exemple de l’ordre de 350 bars.
La illustre schématiquement les équipements électriques de la machine de manutention 1 ainsi que le circuit correspondant. La pile à combustible 10 est raccordée au dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et à un ou plusieurs équipements consommateur d’énergie électrique 12, 13 par un circuit de raccordement 35 équipé d’un dispositif de distribution d’énergie 14. Le dispositif de distribution d’énergie 14 comporte notamment un convertisseur de tension DC/DC qui permet de convertir le niveau de tension délivré par la pile à combustible 10 au niveau de tension requis par le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et par les équipement consommateurs d’énergie électrique 12, 13. Le dispositif de distribution d’énergie 14 est en outre configuré pour conduire l’énergie électrique produite par la pile à combustible 10 vers le dispositif de stockage d’énergie électrique 9, vers un ou plusieurs des équipements consommateurs d’énergie 12, 13 ou répartir la puissance entre le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et le ou les équipements consommateurs d’énergie électrique 12, 13. Les équipements consommateurs d’énergie électrique peuvent notamment comprendre un ou plusieurs moteurs électriques 12 configurés pour assurer le déplacement de la machine de manutention 1 et/ou un moteur électrique 13 entraînant une pompe hydraulique pour alimenter les vérins hydrauliques permettant de déplacer le bras de levage 7.
La illustre un circuit d’hydrogène selon un mode de réalisation. Le circuit d’hydrogène comporte une ligne de remplissage 15 qui est équipée d’une goulotte 16 destinée à recevoir un pistolet de remplissage d’une station de ravitaillement en hydrogène et qui conduit jusqu’à une valve d’entrée 17 menant vers ou un ou plusieurs réservoirs 11. Le circuit d’hydrogène comporte également une ligne d’alimentation 18 destinée à conduire l’hydrogène du réservoir 11 vers la pile à combustible 10. La ligne d’alimentation 18 comporte un régulateur de pression 19 qui permet de diminuer la pression afin d’alimenter la pile à combustible 10 avec de l’hydrogène présentant une pression compatible avec son fonctionnement, c’est-à-dire inférieure à celle à laquelle il est stocké dans le réservoir 11. Par convention, la portion de la ligne d’alimentation 18 qui est disposée en amont du régulateur de pression 19 est désignée portion haute pression 20 tandis que la portion disposée en aval de celui-ci est désignée portion basse pression 21. Par ailleurs, le circuit d’hydrogène comporte un circuit de vidange 22 qui permet de vider le contenu du ou des réservoirs 11, notamment en cas d’urgence. En outre, dans le mode de réalisation représenté, le circuit d’hydrogène comporte un circuit limiteur de pression 23 qui est raccordé à la portion basse pression 21 et qui est équipé d’une soupape de limitation de pression 24. La soupape de limitation de pression 24 est configurée pour évacuer l’hydrogène circulant dans la portion basse pression 21 lorsque sa pression est supérieure à sa pression de tarage, ce qui permet de protéger la pile à combustible 10.
En revenant aux figures 1 et 2, on observe que le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et la pile à combustible 10 sont fixés à la structure inférieure 2 tandis que les réservoirs 11 sont fixés à la structure supérieure 3. Plus particulièrement, le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et la pile à combustible 10 sont respectivement logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de la structure inférieure 2. Le premier caisson et le deuxième caisson sont respectivement ménagés de part et d’autre du plan longitudinal médian de la machine de manutention 1. Par ailleurs, le ou les réservoirs 11 sont fixés sur la structure supérieure 3, du côté opposé à la cabine de conduite 6, c’est-à-dire du côté droit dans le mode de réalisation représenté. En d’autres termes, le ou les réservoirs 11 et la cabine de conduite 6 sont positionnés de part et d’autre du bras de levage 7. De manière avantageuse, selon un mode de réalisation non représenté, la machine de manutention 1 est équipée d’une structure métallique de protection qui est fixée à la structure supérieure 3 et positionnée au-dessus du ou des réservoirs 11 de sorte à les protéger contre les chutes d’objet.
Sur les figures 3 et 4, la structure inférieure 2 et la structure supérieure 3 du châssis sont représentés par des polygones en traits pointillés. Comme représenté sur la , le régulateur de pression 19 est, comme le(s) réservoir(s) 11, fixé à la structure supérieure 3. Ainsi, la portion haute pression 20 de la ligne d’alimentation 18, qui est la plus critique au regard de la sécurité et notamment des risques d'incendie, n'est localisée que sur la structure supérieure 3. Ceci évite de faire passer la portion haute pression 20 entre les structures inférieure 2 et supérieure 3 et offre ainsi une sécurité renforcée. Aussi, comme représenté sur la , la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18 passe par un joint tournant 25 qui est configuré pour autoriser la transmission d’hydrogène de la structure supérieure 3 vers la structure inférieure 2.
A titre d’exemple, un joint tournant 25 selon une réalisation envisageable est représenté sur la . Le joint tournant 25 comporte un bâti 26 qui présente un évidement dans lequel est emmanché un arbre 27. L’arbre 27 est monté en rotation selon l’axe de rotation R, ici au moyen d’une paire de paliers à roulements 28, 29. Dans le mode de réalisation représenté, l’arbre 27 est solidaire en rotation de la structure supérieure 3 tandis que le bâti 26 est solidaire en rotation de la structure inférieure 2. Selon une autre variante, la structure est inversée, c’est-à-dire que l’arbre 27 et le bâti 26 sont respectivement solidaires en rotation de la structure inférieure 2 et de la structure supérieure 3. L’arbre 27 comporte un canal 30 dont une extrémité est destinée à être raccordée à une partie amont de la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18, c’est-à-dire celle qui est disposée sur la structure supérieure 3 du châssis. Le canal débouche dans une gorge annulaire 31 ménagée sur une surface externe de l’arbre 27. Par ailleurs, le bâti 26 comporte également un canal 32 qui débouche en regard de la gorge annulaire 31 et qui est destinée à être raccordée à une partie aval de la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18, c’est-à-dire celle qui est disposée sur la structure inférieure 2 du châssis. Par ailleurs, le joint tournant 25 comporte deux joints d’étanchéité annulaires 33, 34 qui sont logés dans des gorges ménagées dans le bâti 26 de part et d’autre de la gorge annulaire 31.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, le ou les réservoirs 11 ne sont pas logés dans une enceinte fermée, ce qui évite la création de poches de gaz en cas de fuite d’un réservoir 11. Enfin, cet agencement évite la transmission de l’énergie produite par la pile combustible 10 au travers du joint tournant 25, ce qui permet de simplifier sa conception et évite de faire passer à la fois de l’hydrogène et l’énergie électrique produite par la pile à combustible 10 au travers du joint tournant 25, ce qui renforce la sécurité.
En référence aux figures 5 à 8, on décrit une machine de manutention 1 selon un deuxième mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère de celui décrit ci-dessus en relation avec les figures 1 à 4 par la disposition du dispositif de stockage d’énergie électrique 9, de la pile à combustible 10 et du ou des réservoirs 11. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et les réservoirs 11 sont fixés à la structure inférieure 2 tandis que la pile à combustible 10 est fixée à la structure supérieure 3. Plus particulièrement, le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et le(s) réservoir(s) 11 sont respectivement logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de la structure inférieure 2. Comme dans le premier mode de réalisation, le premier caisson et le deuxième caisson sont respectivement ménagés de part et d’autre du plan longitudinal médian de la machine de manutention 1. Par ailleurs, la pile à combustible 10 est fixée au châssis supérieur 3, du côté opposé à la cabine de conduite 6, c’est-à-dire du côté droit dans le mode de réalisation représenté. De manière avantageuse, selon un mode de réalisation non représenté, la machine de manutention 1 est équipée d’une structure métallique de protection qui est positionnée au-dessus de la pile à combustible 10 et qui permet de la protéger contre les chutes d’objet.
Comme représenté sur la , le régulateur de pression 19 est monté avec le(s) réservoir(s) 11 sur la structure inférieure 2. Ainsi, la portion haute pression 20 de la ligne d’alimentation 18, qui est la plus critique au regard de la sécurité et notamment des risques d'incendie, n'est localisée que sur la structure inférieure 2, ce qui évite également faire passer cette portion haute pression 20 entre les structures inférieure 2 et supérieure 3 et offre ainsi une sécurité renforcée. Aussi, la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18 passe par un joint tournant 25 configuré pour autoriser la transmission d’hydrogène de la structure inférieure 2 vers la structure supérieure 3.
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, comme représenté sur la , le circuit de raccordement 35 qui raccorde la pile à combustible 10 au dispositif de distribution d’énergie 14 passe également par le joint tournant 25. Le joint tournant 25 est alors en outre configuré pour autoriser la transmission d’électricité entre la structure inférieure 2 et la structure supérieure 3. Pour ce faire, à titre d’exemple, l’arbre 27 du joint tournant 25 comporte deux bagues conductrices qui chacune raccordée électriquement à une borne de la pile à combustible 10 tandis que le bâti 26 comporte deux balais coopérant respectivement avec l’un et l’autre des deux bagues conductrices et raccordés au dispositif de distribution d’énergie 14.
Le mode de réalisation des figures 5 à 8 est notamment avantageux en ce que le ou les réservoirs 11 sont logés dans un caisson, ce qui offre notamment une excellente protection contre les chutes d’objets.
En référence aux figures 9 à 12, on décrit une machine de manutention 1 selon un troisième mode de réalisation. Ce mode de réalisation diffère de ceux décrits ci-dessus par la disposition du dispositif de stockage d’énergie électrique, de la pile à combustible 10 et du ou des réservoirs 11. Dans ce mode de réalisation, la pile à combustible 10 et le(s) réservoir(s) 11 sont fixés à la structure inférieure 2 tandis que le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 est fixé à la structure supérieure 3. La pile à combustible 10 et le(s) réservoir(s) 11 sont respectivement logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de la structure inférieure 2. De manière avantageuse, selon un mode de réalisation non représenté, la machine de manutention 1 est équipée d’une structure métallique de protection qui est fixée à la structure supérieure 3 et positionnée au-dessus du dispositif de stockage d’énergie électrique 9 ce qui permet de le protéger contre les chutes d’objet.
Comme représenté sur la , tout le circuit hydrogène et notamment la portion haute pression 20 de la ligne d’alimentation 18 sont localisées sur la structure inférieure 2, ce qui évite également faire passer cette portion haute pression 20 entre les structures inférieure 2 et supérieure 3 et offre ainsi une sécurité renforcée.
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation, comme représenté sur la , le circuit de raccordement 35 qui raccorde la pile à combustible 10 au dispositif de distribution d’énergie 14 passe alors par le joint tournant 25. Le joint tournant 25 est alors configuré pour autoriser la transmission d’électricité entre la structure inférieure 2 et la structure supérieure 3, comme dans le mode de réalisation précédent des figures 5 à 8.
Dans le mode de réalisation des figures 9 à 12, le ou les réservoirs 11 sont logés dans un caisson, ce qui offre notamment une excellente protection contre les chutes d’objets.
Les figures 13 à 16 illustrent une machine de manutention 1 selon d’autres modes de réalisation. Dans ces modes de réalisation, la machine de manutention 1 est une plateforme pour le levage de personnes. Une telle machine de manutention 1 diffère notamment de celle décrite précédemment en ce qu’une nacelle destinée à recevoir une ou plusieurs personnes est fixée à l’extrémité du bras de levage 7. En outre, une telle machine de manutention 1 est dépourvue de cabine de conduite. Il résulte de la structure précitée que la structure supérieure 3 présente davantage d’espace disponible pour recevoir des équipements du système de production et de stockage d’énergie électrique que la structure inférieure 2. Aussi, alors que dans les modes de réalisations précédents, deux des trois ensembles du système de production et de stockage d’énergie électrique étaient fixés à la structure inférieure 2, dans les modes de réalisations qui sont représentées sur les figures 13 à 16, deux des trois ensembles du système de production et de stockage d’énergie électrique sont fixés à la structure supérieure 3.
Dans le mode de réalisation représenté sur les figures 13 et 14, le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et le(s) réservoirs 11 sont fixés à la structure supérieure 3 tandis que la pile à combustible 10 est montée à l’intérieure de la structure inférieure 2. Plus particulièrement, le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et le(s) réservoir(s) 11 sont respectivement logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de la structure supérieure 3. Le premier caisson et le deuxième caisson sont dans ce cas ménagés de part et d’autre du bras de levage 7. Le régulateur de pression 19 est monté avec le(s) réservoir(s) 11 sur le châssis supérieur. Comme dans le mode de réalisation des figures 5 à 8, la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18 ainsi que le circuit de raccordement 35 qui raccorde la pile à combustible 10 au dispositif de distribution d’énergie 14 passent par le joint tournant 25.
Dans le mode de réalisation de la , le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 et la pile à combustible 10 sont fixés à la structure supérieure 3 et respectivement logés dans un premier et un deuxième caisson ménagé de part et d’autre du bras de levage 7 tandis que le(s) réservoir(s) 11 est monté à l’intérieur de la structure inférieure 2. Le régulateur de pression 19 est monté avec le(s) réservoir(s) 11 sur la structure inférieure 2. Aussi, comme dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, la portion basse pression 21 de la ligne d’alimentation 18 passe par le joint tournant 25.
Dans le mode de réalisation de la , la pile à combustible 10 et le(s) réservoir(s) 11 sont fixés à la structure supérieure 3 tandis que le dispositif de stockage d’énergie électrique 9 est fixé à la structure inférieure 2. Le régulateur de pression 19 est également monté avec le(s) réservoir(s) 11 sur le châssis supérieur. Comme dans le mode de réalisation des figures 9 à 12, le circuit de raccordement 35 qui raccorde la pile à combustible 10 au dispositif de distribution d’énergie 14 passe alors par le joint tournant 25 et il n’y a pas d’hydrogène à passer par ledit joint tournant 25.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
L’usage du verbe « comporter », « comprendre » ou « inclure » et de ses formes conjuguées n’exclut pas la présence d’autres éléments ou d’autres étapes que ceux énoncés dans une revendication.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.

Claims (12)

  1. Machine de manutention (1) comportant :
    - un châssis comportant une structure inférieure (2) et une structure supérieure (3) montée rotative sur la structure inférieure (2) autour d’un axe vertical ;
    - un bras de levage (7) qui est monté mobile sur la structure supérieure (3) ;
    - un premier ensemble comportant un dispositif de stockage d’énergie électrique (9) ,
    - un deuxième ensemble comportant une pile à combustible (10) qui est configurée pour générer de l'énergie électrique destinée à être stockée dans le dispositif de stockage d’énergie électrique (9), ladite pile à combustible (10) étant électriquement raccordée au dispositif de stockage d’énergie électrique (9) par un circuit de raccordement (35) ; et
    - un troisième ensemble comportant au moins un réservoir (11) destiné à contenir de l'hydrogène et raccordé à la pile à combustible (10) par une ligne d’alimentation (18) afin de l'alimenter en hydrogène ;
    ladite ligne d’alimentation (18) comportant un régulateur de pression (19), une portion amont (20) reliant le réservoir (11) et le régulateur de pression (19) et une portion aval (21) reliant le régulateur de pression (19) et la pile à combustible (10) ;
    dans laquelle l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à l’une des structures inférieure et supérieure (2, 3) et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à l’autre des structures inférieure et supérieure (2, 3) ;
    dans laquelle le régulateur de pression(19) et la portion amont (20) de la ligne d’alimentation (18) sont fixés à celle des structures inférieure (2) et supérieure (3) sur laquelle le troisième ensemble est fixé ; et
    dans laquelle la machine de manutention (1) comporte un joint tournant (25) reliant la structure inférieure (2) et la structure supérieure (3) et au travers duquel passe la portion aval (21) de la ligne d’alimentation (18) et/ou le circuit de raccordement (35).
  2. Machine de manutention (1) selon la revendication 1, dans lequel l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à la structure supérieure (3) et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à la structure inférieure (2) et logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de ladite structure inférieure (2).
  3. Machine de manutention (1) selon la revendication 2, dans laquelle le premier caisson et le deuxième caisson sont ménagés dans la structure inférieure (2) de part et d’autre d’un plan longitudinal médian de la machine de manutention (1).
  4. Machine de manutention (1) selon la revendication 2 ou 3, comportant une cabine de conduite (6) montée sur la structure supérieure (3) et dans laquelle celui des premier, deuxième et troisième ensembles qui est fixé à la structure supérieure (3) et ladite cabine de conduite (6) sont positionnés de part et d’autre du bras de levage (7).
  5. Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le premier ensemble, le deuxième ensemble et le circuit de raccordement (35) sont fixés à la structure inférieure (2), le troisième ensemble, le régulateur de pression (19) et la portion amont (20) de la ligne d’alimentation (18) étant fixés à la structure supérieure (3) et la portion aval (21) de la ligne d’alimentation (18) passant par le joint tournant (25).
  6. Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le premier ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression (19) et la portion amont (20) de la ligne d’alimentation (18) sont fixés à la structure inférieure (2), le deuxième ensemble étant fixé à la structure supérieure (3) et dans laquelle la portion aval (21) de la ligne d’alimentation (18) et le circuit de raccordement (35) passent par le joint tournant (25).
  7. Machine de manutention (1) selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans laquelle le deuxième ensemble, le troisième ensemble, et la ligne d’alimentation (18) sont fixés à la structure inférieure (2), le premier ensemble étant fixé à la structure supérieure (3) et le circuit de raccordement (35) passant par le joint tournant (25).
  8. Machine de manutention (1) selon la revendication 1, dans lequel l’un parmi le premier, le deuxième et le troisième ensembles est fixé à la structure inférieure (2) et les deux autres des premier, deuxième et troisième ensembles sont fixés à la structure supérieure (3) et logés dans un premier caisson et un deuxième caisson de ladite structure supérieure (3).
  9. Machine de manutention (1) selon la revendication 8, dans laquelle le premier caisson et le deuxième caisson sont ménagés dans la structure supérieure (2) de part et d’autre du bras de levage (7).
  10. Machine de manutention (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle le premier ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression (19) et la portion amont (20) de la ligne d’alimentation (18) sont fixés à la structure supérieure (3), le deuxième ensemble étant fixé à la structure inférieure (2) et dans laquelle la portion aval (21) de la ligne d’alimentation (18) et le circuit de raccordement (35) passent par le joint tournant (25).
  11. Machine de manutention (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle le premier ensemble, le deuxième ensemble et le circuit de raccordement (35) sont fixés à la structure supérieure (3), dans laquelle le troisième ensemble, le régulateur de pression (19) et la portion amont (20) de la ligne d’alimentation (18) sont fixés à la structure inférieure (2), la portion aval (21) de la ligne d’alimentation (18) passant par le joint tournant (25).
  12. Machine de manutention (1) selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle le deuxième ensemble, le troisième ensemble, le régulateur de pression (19) et la ligne d’alimentation (18) sont fixés à la structure supérieure (3), le premier ensemble étant fixé à la structure inférieure (2) et dans laquelle le circuit de raccordement (35) passe par le joint tournant (25).
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