WO2006021725A1 - Systeme de reservoirs embarques a bord d'un vehicule automobile - Google Patents

Systeme de reservoirs embarques a bord d'un vehicule automobile Download PDF

Info

Publication number
WO2006021725A1
WO2006021725A1 PCT/FR2005/050643 FR2005050643W WO2006021725A1 WO 2006021725 A1 WO2006021725 A1 WO 2006021725A1 FR 2005050643 W FR2005050643 W FR 2005050643W WO 2006021725 A1 WO2006021725 A1 WO 2006021725A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
tank
pair
reservoir
tanks
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/FR2005/050643
Other languages
English (en)
Inventor
Fabien Heurtaux
Jean-Marc Dorneau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renault SA
Original Assignee
Renault SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renault SA filed Critical Renault SA
Publication of WO2006021725A1 publication Critical patent/WO2006021725A1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/03006—Gas tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K15/063—Arrangement of tanks
    • B60K15/067—Mounting of tanks
    • B60K15/07—Mounting of tanks of gas tanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen; Reversible storage of hydrogen
    • C01B3/0005—Reversible storage of hydrogen, e.g. by hydrogen getters or electrodes
    • C01B3/001—Reversible storage of hydrogen, e.g. by hydrogen getters or electrodes characterised by the uptaking media; Treatment thereof
    • C01B3/0015—Organic compounds, e.g. liquid organic hydrogen carriers [LOHC] or metalorganic compounds; Solutions thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K15/00—Arrangement in connection with fuel supply of combustion engines or other fuel consuming energy converters, e.g. fuel cells; Mounting or construction of fuel tanks
    • B60K15/03—Fuel tanks
    • B60K2015/03118—Multiple tanks, i.e. two or more separate tanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/066—Integration with other chemical processes with fuel cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2250/00—Fuel cells for particular applications; Specific features of fuel cell system
    • H01M2250/20—Fuel cells in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/40—Application of hydrogen technology to transportation, e.g. using fuel cells

Definitions

  • the present invention relates to a tank system embedded in a motor vehicle.
  • This system comprises at least one pair of reservoirs consisting of a first reservoir for receiving a first fluid consumed by said vehicle, and a second reservoir for receiving a second fluid produced by the consumption and / or degradation of said first fluid, the second tank filling as the first empties.
  • It is more particularly but not exclusively adapted to a vehicle for the production of hydrogen to supply a heat engine or a fuel cell.
  • the dehydrogenation of cycloalkane-type organic liquids produces hydrogen and an aromatic compound.
  • the hydrogen thus produced can be used by a fuel cell or an internal combustion engine, on a motor vehicle, for traction purposes or for the supply of electricity and heat.
  • the cycloalkane may be cyclohexane or methylcyclohexane, which leads to the production of benzene or toluene, respectively.
  • the vehicle is equipped with a first tank 1 of conventional type, consisting for example of a rigid shell 10 of metal or plastic (including thermoplastic). It is provided, in a manner known per se, with venting tubing.
  • a first tank 1 of conventional type, consisting for example of a rigid shell 10 of metal or plastic (including thermoplastic). It is provided, in a manner known per se, with venting tubing.
  • This reservoir contains a first fluid V 1 , for example consisting of methylcyclohexane in liquid form.
  • a submerged pump 3 equipped with a filter 30 and a venturi 31, for discharging the fluid V 1 out of the tank.
  • the evacuation pipe is referenced 32. It feeds fluid Vj dehydrogenation means 5, for example catalytic reactor, as described in the aforementioned Canadian patent.
  • This by-product is toluene, when the fluid Vi is methylcyclohexane.
  • This fluid is discharged through line 51 into a second reservoir 2 which has substantially the same characteristics as the first.
  • the rigid shell 20 of this tank is provided with a tubing
  • this second tank comprises a pump 4 of the same type as the pump 3, equipped if necessary with a filter 40. This pump allows the emptying of the tank from above, via a conduit 42.
  • the present invention aims to solve this problem by proposing a double tank system of reduced size and volume, which makes it compatible with the architecture of the largest number of vehicles.
  • the invention therefore relates to a tank system on board a motor vehicle, which comprises at least one pair of tanks consisting of a first reservoir for receiving a first fluid consumed by said vehicle, and a second reservoir receiving a second fluid produced by the consumption and / or degradation of said first fluid, the second reservoir filling as the first empties.
  • This system is characterized essentially by the fact that said second reservoir is contained in the first, or vice versa.
  • the size and volume of this double tank are those of the external tank, in this case the first tank, when the second is contained in the first.
  • second fluid produced by the consumption and / or the degradation of said first fluid is meant throughout the present application, including the claims, that this second fluid is generated by the chemical transformation of the first fluid. and / or consists of the starting fluid, but with a modification of its physical, chemical, electrical or other characteristics. By way of examples, it may be deionized water that becomes conductive or oil that is gradually loaded with impurities.
  • the reservoir "inside” consists of a flexible envelope, so that it is able to deform in such a way that its volume increases as it fills, and vice versa.
  • inner tank means that which is contained in the other tank.
  • each tank is equipped with means for discharging the fluid to the outside, such as a pump.
  • the system comprises unique means for evacuating the fluids on the outside, such as a pump, these means being in communication with the interior of each of the reservoirs and comprising fluid selection members. clear out.
  • each pair of tanks of rank (n) is advantageously connected to the pair of tanks of rank (n-1) by a communication channel, fluid transfer means of the row pair (n) to the rank pair (n-1) are also provided.
  • Said transfer means preferably consist of at least one siphoning pipe and n is advantageously equal to two.
  • the first fluid consists of at least one cycloalkane and the second of at least one aromatic compound resulting from the dehydrogenation of said cycloalkane (s).
  • This first fluid is preferably methylcyclohexane, while the second is toluene.
  • this first fluid may also consist of a highly hydrogenated species, rich in naphthenes or cycloalkanes, and the second fluid is a species rich in aromatics resulting from the dehydrogenation of the first fluid.
  • said means for discharging said first fluid outside the tank are connected to dehydrogenation means.
  • Such a device can make it possible to supply to an internal combustion engine, a gasoline rich in aromatics (having a high octane number), from a gasoline without or with few aromatics (the first fluid) supplied for a long time. gas pump.
  • the first fluid is clean oil, while the second is dirty oil.
  • the first fluid is demineralised water, while the second is conductive water.
  • FIG. 2 is a schematic view of a first embodiment of the two pump pump system
  • FIG. 3 is also a schematic view of a variant of the embodiment of FIG. 2, using a single pump
  • FIG. 4 is a schematic view of another embodiment of the system, wherein each tank is formed of several compartments.
  • the tank 1 of FIG. 2 consists of a shell 10 relatively rigid and sealed, for example metal or thermoplastic material.
  • This tank 1 contains a second tank 2 of smaller capacity.
  • this reservoir consists of a waterproof envelope 20 of a flexible material, such as PVC fabric (polyvinyl chloride) or nylon coated for example with rubber.
  • PVC fabric polyvinyl chloride
  • nylon coated for example with rubber a flexible material
  • this reservoir is able to deform in such a way that its volume increases as it fills, and vice versa.
  • this second reservoir has been shown in its maximum deployment position, but it is understood that, in the empty state, it occupies a small part of the interior space of the first reservoir and at intermediate filling levels, also intermediate volumes. It is also provided with an intake pipe 21 which opens in the upper part of the tank 1. A leak from one to the other is not detrimental, except on the consumption of the vehicle. In the lower part, a pipe 22 equipped with a valve 23 allows its emptying by gravity.
  • the first tank is equipped with a pump 3 with filter 30 and venturi 31.
  • dehydrogenation means 5 for example catalytic reactor. These means are coupled to a separator / condenser, so as to recover on the one hand hydrogen via a conduit 50 and a by-product V 2 resulting from the dehydrogenation, via a conduit 51.
  • the second tank 2 is provided with a pump 4, whose outlet pipe 42 opens out of the first tank via its filling duct 12.
  • Such a pump can in particular be used when the emptying of the second tank is coupled with the filling of the first.
  • the tank 1 can have a capacity of 21.1 liters and the space occupied in the vehicle is limited to the bulk of this tank.
  • the system illustrated in FIG. 3 has a structure that is practically identical to that of the system of FIG.
  • a supply pipe 24 which opens into the second tank 2.
  • a three-way valve 25 On this pipe is provided a three-way valve 25, so as to selectively feed the pump or Vi fluid present in the tank 1, or V 2 fluid present in the tank 2.
  • a three-way valve 35 On the downstream discharge pipe 32 is also mounted a three-way valve 35, connected on the one hand to a pipe 33 connected to the dehydrogenation means 5 and, on the other hand, to a drain pipe 34 which passes through the filling duct and spring at its upper end.
  • valve 25 When it is desired to supply the means 5 with fluid Vi, the valve 25 is piloted so as to prevent the flow of the fluid V 2 towards the pump 3 and feed it with fluid Vi.
  • the valve 35 is in turn controlled to connect the pipe 32 to the pipe 33.
  • the first pair is for example arranged under the rear seats, while the second pair is placed under the floor of the trunk.
  • the second pair of tanks and 2 ' is connected to the first pair 1 and 2 by a communication channel 14 and fluid transfer means of the second pair to the first pair are provided.
  • each pair of rank tanks (n) is connected to the pair of rank tanks (n-1) by a communication channel and the system comprises fluid transfer means of the rank pair (n) to the rank pair (n-1).
  • the channel 14 communicates, in a sealed manner, the interior of the tank with the interior of the tank 1 by passing over the element C.
  • a pump 3 which has the same characteristics as those already given with reference to Figure 3.
  • a pipe 7, shown in phantom, is engaged in the channel 14 and its two opposite ends plunge respectively to the inside the tanks 2 and 2 'of fluid V 2 .
  • a pipe 8 shown in phantom, is engaged in the channel 14 and its two opposite ends respectively dive inside the reservoirs 1 and 1 'of fluid Vj.
  • a pipe 6 for siphoning the fluid V 1 contained in the tank V is connected on the pump 3 . Its free end is engaged in the channel 14 and opens near the tank inlet.
  • dehydrogenation means 5 are connected on the one hand to an upstream pipe 33 connected to the three-way valve 35 of the pump 3 and, on the other hand, to a downstream pipe 51 which plunges into the tank 2 ' .
  • valves 25 and 35 are controlled to suck, via the pump 3, said fluid contained in the tank 1 and distribute it to the means 5 via the pipe 33.
  • the siphoning pipe 6 is initiated, so that as the fluid V 1 is extracted from the tank 1, a transfer is made via the pipe 8, until reaching the equilibrium position of the levels.
  • the fluid V 2 is released into the tank 2 'via the pipe 51. It is progressively transferred into the tank 2, via the pipe 7.
  • the emptying of the tanks 2 and 2 ' is carried out for example in concomitance with a new filling of the tanks 1 and.
  • the fluid contained in the tank 2 is fed to the pipe 34, via the pipe 24 and the pump 3.
  • the fluid present in the second tank 2 ' is in turn gradually discharged, by siphoning, into the tank 2, in crossing the pipeline 7.
  • the pump (s) used (s) is (are) dimensioned (s) to supply the system under a pressure of the order of 4-5 bars, with a flow rate of 80 to 120 liters / hour.
  • the emptying rate is approximately 300 liters / hour under a low pressure (approximately 0.2 to 0.5 bar), which depends on the pressure losses of the emptying station and the emptying time.
  • the use of an external pump makes it possible to drain the tank with a flow rate of 2500-1500 liters / hour.
  • first and second fluids may for example be clean oil and dirty oil, or demineralised water and water charged with conductive impurities.
  • the second reservoir is contained in the first. In non-represented embodiments, this could be the opposite.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)

Abstract

La présente invention se rapporte à un système de réservoirs embarqués à bord d'un véhicule automobile, qui comprend au moins une paire de réservoirs (1, 2) constituée d'un premier réservoir (1) de réception d'un premier fluide (V<sub

Description

SYSTEME DE RESERVOIRS EMBARQUES A BORD D'UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention est relative à un système de réservoirs embarqués à bord d'un véhicule automobile.
Ce système comprend au moins une paire de réservoirs constituée d'un premier réservoir de réception d'un premier fluide consommé par ledit véhicule, et d'un second réservoir de réception d'un second fluide produit par la consommation et/ou la dégradation dudit premier fluide, le second réservoir se remplissant au fur et à mesure que le premier se vide.
Elle est plus particulièrement mais non exclusivement adaptée à un véhicule en vue de la production d'hydrogène pour alimenter un moteur thermique ou une pile à combustible.
La déshydrogénation de liquides organiques de type cycloalcanes permet de produire de l'hydrogène et un composé aromatique. L'hydrogène ainsi produit peut être utilisé par une pile à combustible ou un moteur à combustion interne, sur un véhicule automobile, pour des besoins de traction ou pour la fourniture d'électricité et de chaleur.
Cette technique est notamment décrite dans le brevet canadien
I 146 725 (Guy Bélanger).
Le cycloalcane peut être du cyclohexane ou du méthylcyclohexane, ce qui conduit à la production de benzène, respectivement de toluène. On se reportera maintenant à la figure 1 annexée pour expliquer plus précisément le phénomène mis en oeuvre et les moyens utilisés.
Le véhicule est équipé d'un premier réservoir 1 de type classique, constitué par exemple d'une coque rigide 10 en métal ou en matière plastique (thermoplastique notamment). II est pourvu, de manière connue en soi, d'une tubulure de mise à l'air
II et d'une canalisation de remplissage 12, associée à un conduit anti-refoulement 13.
Ce réservoir contient un premier fluide V1, par exemple constitué de méthylcyclohexane sous forme liquide. Dans le réservoir 1 est placée une pompe immergée 3 équipée d'un filtre 30 et d'un venturi 31, pour l'évacuation du fluide V1 hors du réservoir.
La conduite d'évacuation est référencée 32. Elle alimente en fluide Vj des moyens de déshydrogénation 5, par exemple à réacteur catalytique, tels que décrits dans le brevet canadien précité.
Ces moyens sont couplés à un séparateur/condenseur, de manière à récupérer d'une part de l'hydrogène via un conduit 50 et un sous-produit V2 issu de la déshydrogénation, via un conduit 51.
Ce sous-produit est constitué de toluène, quand le fluide Vi est du méthylcyclohexane.
Ce fluide est refoulé, via le conduit 51, dans un second réservoir 2 qui présente sensiblement les mêmes caractéristiques que le premier. Ainsi, la coque rigide 20 de ce réservoir est pourvue d'une tubulure
21 de mise à l'air. Elle comporte également, en partie basse, une canalisation 22 de vidange par gravité, équipée d'une vanne 23. Cependant, cette solution peut présenter des difficultés au niveau ergonomique et la vanne 23 peut être sujette à des fuites potentielles. C'est pourquoi, le cas échéant, ce second réservoir comporte une pompe 4 du même type que la pompe 3, équipée si nécessaire d'un filtre 40. Cette pompe autorise la vidange du réservoir par le haut, via un conduit 42.
On comprend qu'en période d'utilisation, le second réservoir se remplit au fur et à mesure que le premier se vide. Des estimations montrent qu'un véhicule à pile à combustible consomme environ 21,1 litres de méthylcyclohexane pour parcourir 100 km (sur cycle NEDC ("New European Driving Cycle")). Le système de production d'hydrogène par déshydrogénation restitue environ 16,5 litres de toluène aux 100 kms. Le volume cumulé des réservoirs 1 et 2 est donc, pour une autonomie de 100 km, d'au moins 37,6 litres.
L'encombrement résultant de la mise en place de ces réservoirs et le volume important qu'ils occupent sont difficilement compatibles avec la place disponible au sein d'un véhicule. C'est pourquoi la présente invention vise à résoudre ce problème en proposant un système à double réservoir d'encombrement et de volume réduits, qui permet de le rendre compatible avec l'architecture du plus grand nombre de véhicules.
Elle vise aussi à atteindre l'objectif précité sans interférer sur le fonctionnement habituel du véhicule. L'invention concerne donc un système de réservoirs embarqués à bord d'un véhicule automobile, qui comprend au moins une paire de réservoirs constituée d'un premier réservoir de réception d'un premier fluide consommé par ledit véhicule, et d'un second réservoir de réception d'un second fluide produit par la consommation et/ou la dégradation dudit premier fluide, le second réservoir se remplissant au fur et à mesure que le premier se vide.
Ce système se caractérise essentiellement par le fait que ledit second réservoir est contenu dans le premier, ou inversement.
Dans ces conditions, l'encombrement et le volume de ce double réservoir sont ceux du réservoir externe, en l'occurrence du premier réservoir, quand le second est contenu dans le premier.
Son implantation au sein du véhicule est par conséquent plus facile à mettre en œuvre que dans le cas des réservoirs doubles selon l'état de la technique.
Par l'expression "second fluide produit par la consommation et/ou la dégradation dudit premier fluide", on entend dans l'ensemble de la présente demande, y compris les revendications, que ce second fluide est généré par la transformation chimique du premier fluide et/ou est constitué du fluide de départ, mais avec une modification de ses caractéristiques physiques, chimiques, électriques ou autres. A titre d'exemples, il peut s'agir d'eau déminéralisée qui devient conductrice ou d'huile qui se charge progressivement en impuretés.
De préférence, le réservoir "intérieur" est constitué d'une enveloppe souple, de sorte qu'il est apte à se déformer de telle manière que son volume augmente au fur et à mesure qu'il se remplit, et inversement. On entend par "réservoir intérieur" celui qui est contenu dans l'autre réservoir. Ainsi, lorsque l'on remplit le premier réservoir, son volume utile est seulement diminué de l'espace occupé par le second réservoir interne, qui est vide et qui, par conséquent, occupe très peu de place.
Selon un premier mode de réalisation, chaque réservoir est équipé de moyens d'évacuation du fluide à l'extérieur, tels qu'une pompe. Mais de manière particulièrement préférée, le système comprend des moyens uniques d'évacuation des fluides à l'extérieur, tels qu'une pompe, ces moyens étant en communication avec l'intérieur de chacun des réservoirs et comportant des organes de sélection du fluide à évacuer.
Quand le système comprend n paires de réservoirs, alors chaque paire de réservoirs de rang (n) est avantageusement reliée à la paire de réservoirs de rang (n-1) par un canal de communication, des moyens de transfert des fluides de la paire de rang (n) vers la paire de rang (n-1) étant également prévus.
Lesdits moyens de transfert consistent préférentiellement en au moins une canalisation de siphonnage et n est avantageusement égal à deux. Dans un premier mode de réalisation de l'invention, le premier fluide est constitué d'au moins un cycloalcane et le second d'au moins un composé aromatique résultant de la déshydrogénation dudit ou desdits cycloalcane(s).
Ce premier fluide est préférentiellement du méthylcyclohexane, tandis que le second est du toluène. Selon une variante, ce premier fluide peut également être constitué d'une essence fortement hydrogénée, riche en naphtènes ou en cycloalcanes et le second fluide est une essence riche en aromatiques résultant de la deshydrogénation du premier fluide.
Dans les cas précités, lesdits moyens d'évacuation dudit premier fluide à l'extérieur du réservoir sont reliés à des moyens de déshydrogénation.
Un tel dispositif peut permettre de fournir à un moteur à combustion interne, une essence riche en aromatiques (possédant un indice d'octane élevé), à partir d'une essence sans ou avec peu d'aromatiques (le premier fluide) fournie depuis une pompe à essence. Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le premier fluide est de l'huile propre, tandis que le second est de l'huile sale.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, le premier fluide est de l'eau déminéralisée, tandis que le second est de l'eau conductrice.
D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre de certains modes de réalisation préférentiels.
Cette description sera faite en référence aux figures annexées dans lesquelles :
- la figure 2 est une vue schématique d'un premier mode de réalisation du système de réservoirs à deux pompes ; - la figure 3 est également une vue schématique d'une variante du mode de réalisation de la figure 2, utilisant une pompe unique ;
- la figure 4 est encore une vue schématique d'un autre mode de réalisation du système, dans lequel chaque réservoir est formé de plusieurs compartiments. Comme dans le système conforme à l'état de la technique décrit en référence à 1 figure 1, le réservoir 1 de la figure 2 est constitué d'une coque 10 relativement rigide et étanche, par exemple en métal ou en matériau thermoplastique.
Il est équipé d'une tubulure de prise d'air 11, d'une canalisation de remplissage 12 et d'un conduit anti-refoulement 13. Ce réservoir 1 renferme un second réservoir 2 de plus faible contenance.
Il est constitué d'une enveloppe étanche 20 en un matériau souple, tel que du tissu PVC (chlorure de polyvinyle) ou Nylon enduit par exemple de caoutchouc. Ainsi, ce réservoir est apte à se déformer de telle manière que son volume augmente au fur et à mesure qu'il se remplit, et inversement.
Afin de faciliter la lecture de la figure 2, ce second réservoir a été représenté dans sa position de déploiement maximale, mais il est bien entendu qu'à l'état vide, il occupe une infime partie de l'espace intérieur du premier réservoir et, à des taux de remplissage intermédiaires, des volumes également intermédiaires. II est également pourvu d'une tubulure de prise d'air 21 qui débouche en partie supérieure du réservoir 1. Une fuite de l'un vers l'autre n'est pas préjudiciable, sauf sur la consommation du véhicule. En partie basse, une canalisation 22 équipée d'une vanne 23 autorise sa vidange par gravité.
Le premier réservoir est équipé d'une pompe 3 à filtre 30 et venturi 31.
Sa conduite d'évacuation est référencée 32.
Elle alimente en fluide V1, comme dans le système décrit en référence à la figure 1, des moyens de déshydrogénation 5, par exemple à réacteur catalytique. Ces moyens sont couplés à un séparateur/condenseur, de manière à récupérer d'une part de l'hydrogène via un conduit 50 et un sous-produit V2 issu de la déshydrogénation, via un conduit 51.
D'une manière similaire, le second réservoir 2 est pourvu d'une pompe 4, dont le conduit d'évacuation 42 débouche à l'extérieur du premier réservoir, via son conduit de remplissage 12.
Une telle pompe peut notamment être utilisée lorsque le vidage du second réservoir est couplé avec le remplissage du premier.
En prenant les mêmes paramètres de consommation qu'en référence à la figure 1, le réservoir 1 peut être d'une contenance de 21,1 litres et l'espace occupé dans le véhicule se limite à l'encombrement de ce réservoir. l'
Le système illustré à la figure 3 présente une structure pratiquement identique à celle du système de la figure 2.
Les éléments communs portent des références identiques et ne seront pas décrits une nouvelle fois. Le système auquel on a affaire ici se distingue du précédent essentiellement par le fait qu'il fait usage d'une seule et unique pompe 3 placée au voisinage du fond du réservoir 1.
En amont de la pompe est montée une canalisation d'alimentation 24 qui débouche à l'intérieur du second réservoir 2. Sur cette canalisation est prévue une vanne à trois voies 25, de manière à pouvoir alimenter sélectivement la pompe soit en fluide Vi présent dans le réservoir 1, soit en fluide V2 présent dans le réservoir 2.
Sur la conduite d'évacuation 32 placée en aval est également montée une vanne à trois voies 35, connectée d'une part à une canalisation 33 reliée aux moyens de déshydrogénation 5 et, d'autre part, à une conduite de vidange 34 qui traverse le conduit de remplissage et ressort à son extrémité supérieure.
Lorsque l'on souhaite alimenter les moyens 5 en fluide Vi, on pilote la vanne 25 de manière à interdire l'écoulement du fluide V2 vers la pompe 3 et l'alimenter en fluide Vi. La vanne 35 est quant à elle pilotée de manière à connecter la conduite 32 à la canalisation 33.
Pour réaliser la vidange du réservoir 2, on procède de manière contraire. Cela signifie que l'on met en relation le réservoir 2 et la pompe 3 via la canalisation 24, en pilotant la vanne 25. On pilote également la vanne 35, de manière à faire communiquer les conduites 32 et 34.
En référence à la figure 4, on se trouve dans une situation dans laquelle la structure du véhicule sur lequel le système de réservoirs doit être monté nécessite de prévoir ceux-ci sous la forme de plusieurs compartiments communiquant les uns avec les autres.
On a donc affaire dans l'exemple présenté ici à une première paire de réservoirs 1 et 2 et à une seconde paire de réservoirs et 2', séparé par un élément C consistant notamment en une cloison, un train arrière ou le dispositif d'échappement du véhicule. La première paire est par exemple disposée sous les sièges arrière, tandis que la seconde paire est placée sous le plancher du coffre arrière. l'l'l'l'
Conformément à l'invention, la seconde paire de réservoirs et 2' est reliée à la première paire 1 et 2 par un canal de communication 14 et des moyens de transfert des fluides de la seconde paire vers la première paire sont prévus.
Le cas illustré ici est celui dans lequel on affaire à deux paires de réservoirs.
Bien entendu, ce nombre peut être plus élevé et par exemple égal à trois. Plus généralement, chaque paire de réservoirs de rang (n) est reliée à la paire de réservoirs de rang (n-1) par un canal de communication et le système comprend des moyens de transfert des fluides de la paire de rang (n) vers la paire de rang (n- 1).
Le canal 14 fait communiquer, de manière étanche, l'intérieur du réservoir avec l'intérieur du réservoir 1 en passant par-dessus l'élément C.
Dans le réservoir 1 est prévue une pompe 3 qui présente les mêmes caractéristiques que celles déjà données en référence à la figure 3. Une conduite 7, représentée en traits interrompus, est engagée dans le canal 14 et ses deux extrémités opposées plongent respectivement à l'intérieur des réservoirs 2 et 2' de fluide V2.
D'une manière similaire, une conduite 8, représentée en traits mixtes, est engagée dans le canal 14 et ses deux extrémités opposées plongent respectivement à l'intérieur des réservoirs 1 et l' de fluide Vj.
Par ailleurs, sur la pompe 3 est branchée une canalisation 6 de siphonnage du fluide V1 contenu dans le réservoir V. Son extrémité libre est engagée dans le canal 14 et débouche à proximité de l'entrée du réservoir .
On notera que les moyens de déshydrogénation 5 sont connectés d'une part à une canalisation amont 33 reliée à la vanne à trois voies 35 de la pompe 3 et, d'autre part, à une canalisation aval 51 qui plonge dans le réservoir 2'.
Lors du remplissage du réservoir 1 en fluide V1 et en mettant en route la pompe 3 de manière à alimenter en fluide la canalisation 6, on provoque l'amorçage du siphonnage du fluide vers le réservoir . Celui s'écoule alors naturellement par la conduite 8, jusqu'à atteindre le niveau d'équilibre entre les deux réservoirs.
Lorsque le véhicule se déplace et consomme le fluide V1, les vannes 25 et 35 sont pilotées pour aspirer, via la pompe 3, ledit fluide contenu dans le réservoir 1 et le distribuer aux moyens 5, via la canalisation 33. l'
Ce faisant, la canalisation de siphonnage 6 est amorcée, de sorte qu'au fur et à mesure que le fluide V1 est extrait du réservoir 1, un transfert se fait par la conduite 8, jusqu'à atteindre la position d'équilibre des niveaux.
Le fluide V2 est rejeté dans le réservoir 2' via la canalisation 51. Celui-ci est progressivement transféré dans le réservoir 2, via la canalisation 7.
La vidange des réservoirs 2 et 2' est réalisée par exemple en concomitance avec un nouveau remplissage des réservoirs 1 et .
Le fluide contenu dans le réservoir 2 est amené jusqu'à la canalisation 34, via la conduite 24 et la pompe 3. Le fluide présent dans le second réservoir 2' est quant à lui progressivement déversé, par siphonnage, dans le réservoir 2, en traversant la canalisation 7.
La (ou les) pompe(s) utilisée(s) est (sont) dimensionnée(s) pour alimenter le système sous une pression de l'ordre de 4-5 bars, avec un débit de 80 à 120 litres/heure. Le débit de vidange est d'environ 300 litres/heure sous une faible pression (environ 0,2 à 0,5 bar), qui dépend des pertes de charge de la station de vidange et du temps de vidange. L'utilisation d'une pompe externe permet de vidanger le réservoir avec un débit de 2500-1500 litres/heure.
La présente description a été faite dans le cadre d'un véhicule utilisant de l'hydrogène. Toutefois, comme expliqué dans l'introduction de la présente description, elle peut s'appliquer à tout système de réservoirs de réception d'un premier fluide consommé par le véhicule et d'un second réservoir de réception d'un second fluide produit par la consommation et/ou la dégradation du premier fluide.
Ces premier et second fluides peuvent par exemple être de l'huile propre et de l'huile sale, ou de l'eau déminéralisée et de l'eau chargée d'impuretés conductrices.
Enfin, dans l'ensemble de la présente description, le second réservoir est contenu dans le premier. Dans des formes de réalisation non représentées, cela pourrait être l'inverse.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de réservoirs embarqués à bord d'un véhicule automobile, qui comprend au moins une paire de réservoirs (1,2 ; l',2') constituée d'un premier réservoir (1;1') de réception d'un premier fluide (V1) consommé par ledit véhicule, et d'un second réservoir de réception (2;2') d'un second fluide (V2) produit par la consommation et/ou la dégradation dudit premier fluide (Vi), le second réservoir (2;2') se remplissant au fur et à mesure que le premier (1;1') se vide, caractérisé par le fait que ledit second réservoir (2;2') est contenu dans le premier (1;1'), ou inversement.
2. Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le réservoir "intérieur" (2;2') est constitué d'une enveloppe souple, de sorte qu'il est apte à se déformer de telle manière que son volume augmente au fur et à mesure qu'il se remplit, et inversement.
3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que chaque réservoir (1,2 ; l',2') est équipé de moyens (3,4) d'évacuation des fluides (Vi ,V2) à l'extérieur, tels qu'une pompe.
4. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens uniques (3) d'évacuation des fluides (V15V2) à l'extérieur, tels qu'une pompe, ces moyens étant en communication avec l'intérieur de chacun des réservoirs (1,2 ; l',2') et comportant des organes de sélection (35) du fluide (Vi,V2) à évacuer.
5. Système selon l'une des revendications 1 à 4 qui comprend n paires de réservoirs, caractérisé par le fait que chaque paire de réservoirs (l',2') de rang (n) est reliée à la paire de réservoirs (1,2) de rang (n-1) par un canal de communication (14) et qu'il comprend des moyens (6,7,8) de transfert des fluides (V1 ?V2) de la paire de rang (n) vers la paire de rang (n-1).
6. Système selon la revendication 5, caractérisé par le fait lesdits moyens de transfert (6,7,8) consistent en au moins une canalisation de siphonnage.
7. Système selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que n est égal à deux.
8. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le premier fluide (Vi) est constitué d'au moins un cycloalcane et le second (V2) d'au moins un composé aromatique résultant de la déshydrogénation dudit ou desdits cycloalcane(s).
9. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le premier fluide (V1) est du méthylcyclohexane, tandis que le second (V2) est du toluène.
10. Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le premier fluide (V1) est constitué d'une essence fortement hydrogénée, riche en naphtènes ou en cycloalcanes et le second fluide (V2) est une essence riche en aromatiques résultant de la déshydrogénation du premier fluide (V1).
11. Système selon l'une des revendications 1 à 7, en combinaison avec l'une des revendications 8 à 10, caractérisé par le fait que lesdits moyens d'évacuation (3) dudit premier fluide (V1) à l'extérieur du réservoir sont reliés à des moyens de déshydrogénation (5).
12. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le premier fluide (Vi) est de l'huile propre, tandis que le second (V2) est de l'huile sale.
13. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le premier fluide (Vi) est de l'eau déminéralisée, tandis que le second (V2) est de l'eau conductrice.
PCT/FR2005/050643 2004-08-06 2005-08-03 Systeme de reservoirs embarques a bord d'un vehicule automobile Ceased WO2006021725A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0408702 2004-08-06
FR0408702A FR2873959B1 (fr) 2004-08-06 2004-08-06 Systeme de reservoirs embarques a bord d'un vehicule automobile

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2006021725A1 true WO2006021725A1 (fr) 2006-03-02

Family

ID=34947748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2005/050643 Ceased WO2006021725A1 (fr) 2004-08-06 2005-08-03 Systeme de reservoirs embarques a bord d'un vehicule automobile

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR2873959B1 (fr)
WO (1) WO2006021725A1 (fr)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1146725A (fr) * 1981-05-27 1983-05-24 Hydro-Quebec Hydrure liquide pour le stockage de l'hydrogene
JPS62191220A (ja) * 1986-02-18 1987-08-21 Nippon Denso Co Ltd 燃料タンク
GB2264272A (en) * 1992-02-12 1993-08-25 Alec Sharples Vehicle fuel tank system switchable between different fuels.
EP1081780A2 (fr) * 1999-08-30 2001-03-07 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Système d'alimentation en hydrogène pour piles à combustible

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1146725A (fr) * 1981-05-27 1983-05-24 Hydro-Quebec Hydrure liquide pour le stockage de l'hydrogene
JPS62191220A (ja) * 1986-02-18 1987-08-21 Nippon Denso Co Ltd 燃料タンク
GB2264272A (en) * 1992-02-12 1993-08-25 Alec Sharples Vehicle fuel tank system switchable between different fuels.
EP1081780A2 (fr) * 1999-08-30 2001-03-07 Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho Système d'alimentation en hydrogène pour piles à combustible

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 012, no. 039 (M - 665) 5 February 1988 (1988-02-05) *

Also Published As

Publication number Publication date
FR2873959A1 (fr) 2006-02-10
FR2873959B1 (fr) 2008-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2713715A1 (fr) Module de circulation de carburant pour réservoir de carburant d&#39;un véhicule.
WO2016162626A1 (fr) Station et procédé de remplissage d&#39;un réservoir avec un gaz carburant
EP0242377B1 (fr) Dispositif de production d&#39;eau douce a partir d&#39;eau de mer par osmose inverse
FR2750457A1 (fr) Circuit de distribution de carburant pour moteur a combustion interne
US6390073B1 (en) Evaporative emission storage canister with integral filter and vent solenoid
US20100154727A1 (en) Fluid storage device and associated systems and methods
EP3079791B1 (fr) Filtre à carburant et cartouche pour un tel filtre avec réservoir d&#39;additif embarqué.
EP1104742B1 (fr) Réservoir sur un circuit de liquide
FR2616772A1 (fr) Procede et appareil de production d&#39;eau potable
FR2873959A1 (fr) Systeme de reservoirs embarques a bord d&#39;un vehicule automobile
FR2951775A1 (fr) Dispositif d&#39;injection d&#39;un produit additif dans une ligne de traitement
EP0798458B1 (fr) Dispositif de pompage immergé dans un réservoir pour véhicule automobile
FR2973212A3 (fr) Dispositif pour l&#39;elimination des eaux residuaires pour wc chimiques de camping-cars ou de caravanes
EP2090546B1 (fr) Dispositif de traitement d&#39;eau pour piscine par l&#39;ozone
CN108045488B (zh) 一种共享单车
FR2473223A1 (fr) Dispositif de recharge de liquide pour elements d&#39;accumulateur
FR2643943A1 (fr) Systeme d&#39;emprisonnement d&#39;air pour cylindre, equipe d&#39;un ressort pneumatique
WO2013038096A1 (fr) Filtre a charbon actif a volume de stockage pour reservoir a carburant
EP3661793B1 (fr) Dispositif de régulation de pression et son procédé d&#39;assemblage, pour un absorbeur de vapeurs de carburant
FR2798865A1 (fr) Perfectionnements apportes aux filtres a lit de materiau granulaire, notamment pour le traitement des eaux
EP1615823A1 (fr) Dispositif de remplissage d&#39;un liquide dans un contenant
WO2007006929A1 (fr) Dispositif d&#39;injection d&#39;additif liquide dans le circuit d&#39;alimentation en carburant d&#39;un moteur a combustion interne de vehicule automobile.
WO2015145248A1 (fr) Dispositif et procede de production d&#39;un gaz inflammable pour moteur a explosion
FR2701931A1 (fr) Mélangeur pneumatique pour citernes.
WO2020115629A1 (fr) Système de cuvette de toilette pressurisée à faible consommation d&#39;eau

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KM KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NG NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SM SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase