Dispositif de protection pour réservoir de fluide sous pression et réservoir pourvu d'un tel dispositif

La présente invention concerne un dispositif de protection pour réservoir de fluide sous pression ainsi qu'un réservoir pourvu d'un tel dispositif.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de protection pour réservoir de fluide sous pression comprenant une enveloppe destinée à être disposée sur au moins une partie de la surface extérieure d'un réservoir, des moyens d'absorption d'énergie comportant une pluralité de nervures souples formées sur la surface intérieure de l'enveloppe destinée à venir en contact avec la surface extérieure d'un réservoir.

L'alimentation de dispositifs consommant du gaz, par exemple une pile à combustible, pose de nombreux problèmes. Il est notamment important d'assurer une simplification et la sécurisation de l'alimentation en se plaçant notamment dans le cadre du principe d'échange d'un réservoir vide par un réservoir plein.

Ce problème est d'autant plus sensible que la tendance est à l'augmentation des pressions de service, ceci afin d'offrir un meilleur rapport entre la masse de gaz stockée et la masse totale du réservoir, conjointement à un faible encombrement.

De plus, la tendance est à une diffusion plus large de systèmes nécessitant l'utilisation de gaz à un public de non-spécialistes.

Un objectif des systèmes de stockage de fluide et de leurs dispositifs de remplissage et/ou de soutirage est de rendre faciles les manipulations nécessitées par l'action d'échanger un réservoir plein contre un réservoir vide. Les systèmes de stockage doivent de plus assurer implicitement un niveau de sécurité rendant possible ces manipulations par des non-spécialistes, tout en permettant d'améliorer la sécurité et la productivité dans des centres de conditionnement.

Par ailleurs, la plupart des réserves de gaz livrées chez des clients sont amenées à être mobiles. Dans un cas extrême, la source de gaz autonome pourrait être amenée à être déployée et suivre l'application consommatrice de gaz, par exemple pour alimenter une pile à combustible sur un site isolé ou pour suivre des pompiers en intervention d'urgence.

Chaque client ou famille de clients a ses besoins spécifiques auxquels il convient de répondre le mieux possible. Ceci a pour conséquence une complexification de l'organisation industrielle car il est nécessaire de gérer une grande diversité de produits.

Un problème à résoudre est d'une part d'offrir à l'utilisateur et/ou à l'exploitant des moyens lui facilitant le transport et la manutention d'une réserve de gaz et, d'autre part, d'offrir à l'utilisateur des moyens permettant de personnaliser l'architecture d'une réserve de gaz pour satisfaire les besoins de son application.

Un but de la présente invention est de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus.

A cette fin, le dispositif de protection selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce que les nervures sont longitudinales et sensiblement perpendiculaires à la surface de l'enveloppe.

Les moyens d'absorption d'énergie selon l'invention assurent également un parfait maintien du réservoir dans l'enveloppe et une circulation longitudinale du gaz entre le réservoir et l'enveloppe, c'est-à-dire entre les extrémités supérieure et inférieure du réservoir. En particulier, la géométrie des nervures ou lamelles permet une circulation de gaz en cas de fuite dans l'enveloppe. Les nervures permettent également une convection longitudinale entre les deux extrémités de l'enveloppe, pour une meilleure homogénéisation de la température sur la longueur du réservoir.

Par ailleurs, l'invention peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :

- les moyens d'absorption d'énergie comportent une pluralité de saillies formées sur la surface intérieure de l'enveloppe destinée à venir en contact avec la surface extérieure d'un réservoir,

- l'enveloppe a une section transversale sensiblement circulaire, les nervures étant réparties angulairement sur la section circulaire avec un espacement angulaire entre deux nervures adjacentes compris entre 5 degrés et 20 degrés environ,

- les moyens de préhension formés sur l'enveloppe comportent une sangle élastique et/ou apte à être enroulée et déroulée entre une première position d'affleurement à l'enveloppe et une seconde position déployée,

- les moyens de préhension comportent une première poignée de préhension manuelle,

- la sangle et la première poignée de préhension sont disposées de façon sensiblement superposée sur une même zone de l'enveloppe et en ce que les dimensions de la poignée de préhension et de la sangle sont conformées relativement de sorte que la poignée, respectivement la sangle, forme une saillie au-delà d'une position d'affleurement de la sangle, respectivement de la poignée,

- l'enveloppe comporte un couvercle de fond amovible,

- les moyens de préhension comportent une seconde poignée de préhension solidaire du couvercle de fond,

- les moyens de préhension comportent une troisième poignée de préhension,

- la surface extérieure de l'enveloppe comporte des zones en saillie et/ou en renfoncement, formant des zones d'appui aptes à maintenir l'enveloppe dans au moins une position stable lorsque celle-ci est posée sur une surface,

- l'enveloppe comporte au moins deux orifices distincts destinés à former un circuit de ventilation du gaz situé dans l'enveloppe,

- le dispositif comporte au moins un orifice situé à la base de l'enveloppe et prévu pour coopérer avec un axe de positionnement ou de fixation d'un bâti.

D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles,

- les figure 1 et 2 représentent des vues extérieures en perspective isométrique d'un exemple de réalisation d'un réservoir selon l'invention, respectivement sans et avec une enveloppe couvrant la surface extérieure du réservoir 1 ,

- la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un réservoir pourvu d'une enveloppe de protection et équipée d'une tête de délivrance de gaz selon l'invention,

- les figures 4 et 5 sont des vues extérieures en perspective d'un exemple de réalisation de l'enveloppe de protection du réservoir selon l'invention,

- la figure 6 représente une section de l'enveloppe de protection du réservoir.

La figure 1 représente un corps de réservoir 1 oblong présentant une partie principale cylindrique 10 et deux extrémités inférieure 11 et supérieure 12 en forme sensiblement de dôme. L'extrémité arrondie supérieure 12 dispose d'une tête 2 de remplissage et de distribution. Comme représenté, la tête 2 de remplissage et de distribution comprend notamment une interface de connexion 3, un témoin d'état de la contenance 4, un bouclier anti-chocs 5 et un orifice central 6 donnant accès à l'intérieur du réservoir 1.

La figure 2 présente en variante l'ensemble de stockage de gaz (réservoir) suivant le même mode de réalisation avec une enveloppe optionnelle 100 couvrant sensiblement entièrement la surface extérieure du réservoir 1. L'enveloppe 100 (ou fourreau) est prévue pour protéger le réservoir 1 contre les chocs et les chutes éventuelles.

L'enveloppe oblongue 100 de dimensions adaptées au réservoir 1 fait correspondre son extrémité arrondie inférieure 111 avec l'extrémité inférieure 11 du réservoir 1. La partie centrale cylindrique de l'enveloppe 100 épouse la partie cylindrique 10 du réservoir 1. L'extrémité supérieure arrondie 112 de l'enveloppe recoure quant à elle l'extrémité supérieure 12 du réservoir 1.

Des fentes 102 situées sur la périphérie de l'extrémité supérieure 112 de l'enveloppe permettent d'enfiler l'enveloppe 100 sur le réservoir 1.

A l'extrémité supérieure de l'enveloppe 100, un collier 103 équipé d'un fermoir 104 (de type ruban d'accrochage ou bouton pression ou tout autre moyen équivalent) peut être prévu pour immobiliser l'enveloppe 100 sur le réservoir 1.

L'enveloppe 100 comporte sur sa périphérie des empreintes ergonomiques 101 permettant une bonne préhension de l'ensemble. L'enveloppe 100 est de préférence réalisée en mousse haute densité thermo-formée mais tout autre matériau peut être envisagé tel que du Néoprène, une matière élastomère, etc..

La figure 3 représente un réservoir sur lequel est connectée une tête de délivrance de fluide 150. Le réservoir 1 est guidé et enfermé dans une autre forme de réalisation de dispositif de protection ou enveloppe 100. Le dispositif de protection 100 possède un fond rapporté 133.

L'enveloppe 100 forme un étui creux et comporte sur sa surface intérieure au moins une zone comportant des lamelles ou nervures souples longitudinales 328 (cf. figure 6). De préférence, les lamelles s'étendent longitudinalement sur sensiblement toute la longueur de l'enveloppe 100.

Les lamelles 328 solidaires de sa paroi interne permettent à la fois d'immobiliser un réservoir 1 dans l'enveloppe 100 et de compenser les variations géométriques du réservoir 1 résultant notamment de sa pression interne et de ses tolérances de fabrication. Par ailleurs, les lamelles 328 permettent d'absorber l'énergie générée par un choc ou une chute du réservoir ainsi habillé. Les lamelles 328 peuvent être supplées par tout autre structure équivalente telle que des lamelles circulaires suivant le diamètre du réservoir, des picots souples, etc..

De même, les nervures longitudinales peuvent être continues et/ou formées par une pluralité de picots ou nervures « discrètes » formant les lignes de contact « en pointillés » sur la surface extérieure du réservoir.

De même, les lignes de nervures longitudinales peuvent être légèrement décalées angulairement par rapport à la direction longitudinale du réservoir (c'est- à-dire que l'angle entre les nervures longitudinales et l'axe longitudinal du réservoir peut être non nul et par exemple compris entre 0 et 30 degrés.

En variante, les nervures peuvent former des lignes hélicoïdales sur la surface extérieure du réservoir.

Le fond rapporté 133 de l'enveloppe 100 comprend un filet hélicoïdal 331 destiné à être vissé dans une saignée hélicoïdale 321 de l'enveloppe 100.

Le fond 133 amovible permet ainsi de faciliter le montage et le serrage du réservoir 1 dans l'enveloppe 100. De plus le fond 133 amovible permet de ne pas entraver les opérations de maintenance usuelles du réservoir 1.

La partie supérieure de l'enveloppe 100 peut comporter une empreinte femelle 522 pour permettre de positionner et d'indexer en rotation le réservoir 1 par rapport à la dite enveloppe 100. De cette façon, il est par exemple possible de faire correspondre un témoin d'état de contenance et des organes de sécurité (soupape de décharge, fusible thermique, disque de rupture, etc. ...) dudit réservoir 1 avec des ouvertures correspondantes de l'enveloppe 100.

Les figures 4 et 5 décrivent des caractéristiques et des fonctions avantageuses de l'enveloppe 100 de réservoir.

L'enveloppe 100 comporte un orifice 323 permettant de visualiser, par exemple, un état du témoin de contenance du réservoir 1. Un autre orifice 324 de l'enveloppe (par exemple prédécoupé dans le corps de l'enveloppe) peut être prévu pour disposer optionnellement d'un canal d'évacuation pour un organe de sécurité du réservoir (par exemple une soupape de décharge, un fusible thermique, un disque de rupture ou tout autre système analogue).

L'enveloppe 100 comprend quatre organes de préhension :

- une poignée supérieure 325,

- une sangle d'épaule 326

- une poignée souple 327, et

- une poignée de fond 332.

Les organes de préhension sont prévus pour permettre de porter et/ou déplacer et/ou positionner et/ou orienter le réservoir dans différentes configurations, dont celles décrits ci-après.

Dans une première configuration, le réservoir équipé de l'enveloppe 100 peut être couché ou maintenu debout. Pour ce faire, le réservoir 1 peut être levé ou déplacée via la poignée supérieure 325 de l'enveloppe 100.

L'utilisation conjointe de la poignée supérieure 325 et la poignée de fond 332 peut permettre de transporter ou de positionner le réservoir pour le présenter, par exemple, dans un système receveur ou dans une cellule de stockage horizontal.

Le réservoir peut également être transportée via la sangle 326 d'épaule (qui est de préférence élastique ou enroulable/déroulable à partir d'un enrouleur du type de ceux utilisés par exemple pour les ceintures de sécurité de véhicules).

Le réservoir peut en outre être transporté via la poignée souple 327. Avantageusement, la poignée souple 327 a des dimensions choisies de façon à faire saillie par rapport à la sangle d'épaule 326. De cette façon, la poignée souple 327 et la sangle d'épaule 326 peuvent être placé dans une même zone et peuvent être attrapées l'une ou l'autre sans difficulté et sans risque de confusion ou de mauvaise manipulation.

De plus, l'enveloppe 100 (et donc le réservoir 1 ) peut être prise via la poignée de fond 332, par exemple pour son extraction hors d'un système receveur ou d'une cellule de stockage horizontale.

Par ailleurs, l'enveloppe 100 peut assurer au réservoir 1 qu'elle habille une grande stabilité. En effet, les formes extérieures de l'enveloppe 100 peuvent être prévues pour faciliter plusieurs positions stables de pose.

Par exemple, deux nervures 1328, 329 longitudinales peuvent coopérer avec une nervure transversale 330 pour former une zone stable de l'enveloppe 100 en position horizontale couchée. Dans cette position couchée allongée, les différents organes de préhension sont facilement accessibles et toute autre position assure la limitation de la possibilité de roulement de l'enveloppe 100.

La structure 333 du fond 33 de l'enveloppe 100 peut également former une zone d'appui stable pour la position verticale. En particulier, la forme 333 concave du fond 33 peut définir une zone d'appui circulaire qui facilite sa stabilité sur un sol irrégulier.

Ainsi, la forme de l'enveloppe 100 permet de sécuriser le réservoir en position de stockage, quelle soit horizontale ou verticale. Deux orifices 334 peuvent être prévus à la base de l'enveloppe 100 pour coopérer avec au moins un axe de positionnement ou de fixation solidaires d'un bâti (non représenté). De cette façon, le réservoir peut être parfaitement maintenu et/ou positionné verticalement.

La forme de l'enveloppe 100 permet, en outre, un stockage de plusieurs enveloppes de façon adjacente en rendant possible leur l'imbrication de leurs volumes.

De plus, la géométrie de l'enveloppe 100 offre à l'utilisateur des surfaces d'information 335 judicieusement orientées.

Selon les besoins de l'utilisation, la nature du fluide stocké dans le réservoir, l'enveloppe 100 peut avoir des propriétés isothermes, permettant de maintenir un réservoir à une température dont la plage de variation doit être réduite.

De préférence, l'enveloppe comporte au moins deux orifices distincts destinés à former un circuit de ventilation du gaz situé dans l'enveloppe. Ces orifices, par exemple situés respectivement en partie supérieure et inférieure de l'enveloppe 100, permettent une évacuation des fuites de gaz du réservoir et empêchent ainsi leur stagnation entre le réservoir et l'enveloppe 100.

L'invention peut s'appliquer à toutes les utilisations de fluide demandant une grande facilité d'emploi, un bon compromis légèreté, encombrement et capacité (autonomie). Par exemple : l'hydrogène gazeux pour pile à combustible portable ou mobile, les gaz médicaux, les gaz pour analyses et laboratoires.