Brevet FR2672882A1 — publié le 19920821

Système de remplissage de réservoir pour un véhicule à moteur fonctionnant à l'hydrogène cryogénique L'invention concerne un système de remplissage de réservoir pour un véhicule à moteur fonctionnant à l'hydrogène cryogénique avec un réservoir d'hydrogène et deux canalisations qui y sont raccordées pour de l'hydrogène liquide et de l'hydrogène à l'état gazeux, qui peuvent être accouplés à un réservoir de stockage du côté de la10 station de distribution. Dans le cas de tels véhicules à moteurs, le remplissage à nouveau du réservoir d'hydrogène avec de l'hydrogène liquide, à l'aide de ce qu'on appelle des "accouplements Johnston" s'avère difficile et coûteux en temps, ce qui constitue un sérieux empêchement à l'introduction et au développement de la technologie de l'hydrogène liquide dans les véhicules Après l'accouplement de deux canalisations, il est nécessaire du fait de la construction d'un20 "accouplement Johnston" tout d'abord d'écarter l'air ambiant qui se trouve encore dans les canalisations du système de remplissage, ce qui est obtenu en faisant le vide dans les canalisations et en les rinçant ensuite avec un agent approprié, par exemple avec de25 l'hélium, ceci devant être répété plusieurs fois. Aussitôt après les canalisations qui sont reliées ensemble sont réfrigérées, c'est-à-dire parcourues par de l'hydrogène, cet hydrogène utilisé pour le refroidissement des canalisations et des autres parties de l'installation n'étant pas prévu pour l'application envisagée à proprement dit, c'est-à-dire le réservoir d'hydrogène situé du côté du véhicule reste d'abord encore fermé, et que l'hydrogène est renvoyé par un deuxième "accouplement Johnston" et par des canalisations correspondantes vers le côté de la station distributrice et est utilisé à autre chose ou évacué par soufflage C'est seulement quand les canalisations ont atteint une température déterminée que l'hydrogène liquide est introduit dans le réservoir d'hydrogène De cette manière, la formation de gaz lors du remplissage du réservoir d'hydrogène est largement exclue En sens inverse, donc lors de la séparation du réservoir d'hydrogène du véhicule et du réservoir de stockage, il faut réchauffer les canalisations après avoir purgé par soufflage l'hydrogène se trouvant encore dans les canalisations, pour éviter la formation de mélanges dangereux et des perturbations dans le fonctionnement par des portions d'air et d'humidité givrantes. On peut facilement se rendre compte que le maniement de systèmes de remplissage de ce type laisse à désirer et prend beaucoup de temps En outre, il est nécessaire de consentir un considérable investissement en procédé technique, pour rendre possibles les déroulements décrits Pour cela, il est jusqu'ici habituel de prévoir une boîte de soupapes isolée sous vide disposée sur le réservoir d'hydrogène, boîte dans laquelle, en règle générale, sont contenues quatre soupapes d'obturation pouvant être actionnées électromagnétiquement et trois clapets de non retour, avec lesquels sont enclenchés les différentes positions de fonctionnement marche avec de l'hydrogène liquide, marche avec de l'hydrogène à l'état gazeux, remplissage, rinçage, réchauffement La boîte de soupapes occupe une place considérable, ce qui restreint la place mise à la disposition du réservoir d'hydrogène ou de la charge utile résiduelle du véhicule à moteur Les soupapes d'obturation peuvent être actionnées électromagnétiquement et l'isolation sous vide de la boîte de soupapes est en outre très coûteuse. La présente invention a pour objet de fournir un système de remplissage du type mentionné au début, qui est construit plus simplement et simplifie le déroulement du processus lors du remplissage. Ce problème est résolu selon l'invention grâce au fait qu'un accouplement commun consistant en une prise d'accouplement et une fiche d'accouplement, la prise d'accouplement est pourvue d'un premier organe d'obturation disposé immédiatement au voisinage du plan de joint et d'un deuxième organe d'obturation reliant les deux canalisations l'une à l'autre en position de fermeture, les deux canalisations conduisant en outre avec interposition d'une soupape d'obturation directement du réservoir d'hydrogène à la prise d'accouplement et une conduite d'alimentation en carburant partant en dérivation depuis la canalisation pour l'hydrogène liquide et conduisant au moteur à combustion interne L'idée fondamentale de l'invention consiste alors à constituer le système de remplissage de telle façon qu'il soit relié dans les conditions de fonctionnement (transport d'hydrogène sous une pression de 3 bars et une température de 250 Kelvin) au réservoir de stockage du côté de la station de distribution et puisse être séparé et qu'il n'y ait pas besoin de la mise sous vide, et du rinçage, ainsi que de la réfrigération ou du réchauffement des parties du système de remplissage qui se trouvent entre la prise d'accouplement et le réservoir d'hydrogène et simplifie ainsi la construction du système Grâce au système de remplissage selon l'invention, on peut réduire en outre le nombre des soupapes d'obturation actionnées électromagnétiquement à deux unités On n'a pas besoin des clapets de non retour En outre, la prise d'accouplement peut encore être réfrigérée avec de l'hydrogène à l'état gazeux pendant la marche du véhicule à moteur, donc avant la mise en marche de la station de distribution. Selon un autre développement de l'invention, il est proposé que les deux soupapes d'obturation restantes soient disposées dans l'espace d'isolation sous vide du réservoir d'hydrogène, de telle façon que l'on puisse se passer de la boîte de soupapes Ceci diminue le besoin de place de l'installation d'hydrogène dans le véhicule à moteur et réduit en outre les coûts. La fiche d'accouplement d'un accouplement classique "Johnston" présente un tube terminal de canalisation qui s'étend quand le système est en position accouplée au-delà du plan de joint dans la prise d'accouplement Grâce au tube terminal de canalisation, qui est réalisé avec une double paroi aux fins d'isolation sous vide, on crée un plus grand écartement, désigné aussi comme "longueur de conductibilité thermique" entre l'endroit o a lieu la liaison mécanique des deux parties de l'accouplement et l'endroit o a lieu le passage de l'hydrogène d'une canalisation dans l'autre De cette façon, on se prémunit contre le givrage et on diminue les pertes en hydrogène par vaporisation dans la canalisation Une fiche d'accouplement réalisée de cette façon est désignée aussi comme "partie mâle" La désignation correspondante pour la prise d'accouplement est la "partie femelle" Selon une configuration avantageuse du système de remplissage selon l'invention, la fiche d'accouplement est pourvue immédiatement au voisinage du plan de joint d'un organe d'obturation et le tube terminal de canalisation est mobile dans le sens axial en direction de la fiche d'accouplement et peut être tiré en arrière jusque derrière l'organe d'obturation situé du côté de la fiche, le tube terminal de canalisation, en position d'accouplement, peut être mis en liaison opérationnelle avec le deuxième organe d'obturation de la prise d'accouplement De cette façon, on peut maintenir aussi la partie située du côté de la fiche (du côté de la station de distribution) du système de remplissage dans les conditions de fonctionnement En outre lors de la séparation de l'accouplement, l'organe d'obturation intérieur (éloigné du plan de joint) de la prise d'accouplement est automatiquement fermé par le retrait du tube terminal de canalisation du côté de la fiche C'est seulement ensuite qu'a lieu la fermeture du premier organe d'obturation (proche du plan de joint) du côté de la prise L'espace obturé entre le deuxième organe d'obturation et le premier organe d'obturation agit en outre comme isolant Le montage en série des deux organes d'obturation de la prise d'accouplement augmente, en raison de la double obturation, la sécurité contre la sortie de l'agent cryogénique dans l'atmosphère. La canalisation du côté de la fiche est entourée concentriquement grâce à la formation d'un espace annulaire par une paroi extérieure disposée entre le point de sortie de la canalisation, à savoir le réservoir de stockage du côté de la station de distribution, et la paroi extérieure associée à la fiche d'accouplement, un vide permanent régnant entre la paroi extérieure et la canalisation Pour permettre l'entrée et la sortie du tube terminal de canalisation d'une manière simple, on propose de former la paroi extérieure dans la zone proche de la fiche d'une manière flexible sous forme d'un soufflet à membrane. L'espace compris entre la fiche d'accouplement et la prise d'accouplement est minimisé, quand les deux pièces présentent chacune une bride de liaison, de telle sorte que l'accouplement puisse être réalisé comme une liaison bridée Les organes d'obturation sont, dans une forme de réalisation avantageuse du système de remplissage selon l'invention constitués par des robinets à boisseaux sphériques, dont les alésages de passage sont prévus pour recevoir le tube terminal de canalisation Des robinets à boisseaux sphériques sont simples à fabriquer et garantissent une bonne étanchéité En outre, l'espace subsistant entre les brides de liaison est alors construit de façon géométrique simple et est en conséquence facile à rincer Dans les accouplements connus "'Johnston", l'espace entre les accouplements est par contre anguleux si bien qu'en pratique il reste toujours un peu d'air résiduel, ce qui conduit à une pollution d'hydrogène et à des perturbations dans le fonctionnement, ainsi qu'à la possibilité de formation de mélanges dangereux au regard de la technique de sécurité dans le système de remplissage. Le processus de rinçage après la mise en liaison de la fiche d'accouplement et de la prise d'accouplement et le processus de décompression avant la séparation peuvent selon un autre développement de l'invention être très facilement réalisés grâce au fait que l'organe d'obturation du côté de la fiche est pourvu au moins d'un dispositif de rinçage, qui, quand l'organe d'obturation est légèrement ouvert relie l'espace dans lequel se trouve le plan de joint avec la canalisation située du côté de la fiche et un orifice d'évacuation et présente au moins un dispositif de décompression qui, quand l'organe d'obturation est fermé et est actionné légèrement au- delà de la position de fermeture, relie l'espace dans lequel se trouve le plan de joint avec une ouverture d'évacuation L'espace compris entre la fiche d'accouplement et la prise d'accouplement est en conséquence automatiquement rincé ou décomprimé en actionnant le robinet à boisseau sphérique du côté de la fiche On peut en conséquence se passer de soupapes spéciales de rinçage et de décompression dans le système de remplissage ou le système de canalisations situé du côté de la station de distribution. On peut réaliser cela d'une manière particulièrement simple et économique quand le dispositif de rinçage et le dispositif de décompression sont formés par des canaux dans les boisseaux sphériques et de cette façon par des canaux pouvant être mis en liaison opérationnelle dans les parties qui reçoivent les boisseaux sphériques. Il est prévu dans la pratique des canalisations séparées pour l'hydrogène liquide et l'hydrogène à l'état gazeux, la canalisation pour l'hydrogène liquide étant prévue comme canalisation d'alimentation et la canalisation pour l'hydrogène à l'état gazeux comme canalisation d'évacuation De cette façon, il est normalement nécessaire d'avoir deux accouplements "Johnston" pour le système de remplissage, ce qui double les coûts et augmente la maintenance En conséquence, on obtient un avantage très considérable, selon un autre développement du système de remplissage selon l'invention, quand la canalisation située du côté de la fiche et le tube terminal de canalisation qui s'y raccorde consiste en deux canalisations ou tubes concentriques, l'une des canalisations étant prévue pour le passage d'hydrogène liquide et l'autre canalisation étant prévue pour le passage d'hydrogène à l'état gazeux et la canalisation extérieure et le tube terminal de canalisation extérieur étant constitués de façon à être isolés sous vide Dans ce cas, il est judicieux que le deuxième organe d'obturation situé du côté de la prise (éloigné du plan de joint) consiste en deux fermetures terminales disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre, et comprimées par ressort,, qui correspondent aux tubes terminaux de canalisation et sont disposées respectivement à l'embouchure des canalisations reliées à la prise d'accouplement. On propose en outre que la fermeture terminale extérieure présente une bille disposée dans une rainure annulaire d'un canal longitudinal de la prise d'accouplement, l'une des deux canalisations étant raccordée à la rainure annulaire et la bille étant disposée dans la direction du plan de joint et comprimée par ressort contre un rétrécissement dans le canal longitudinal et pouvant être sollicitée par le tube terminal de canalisation extérieur, et en ce que la fermeture terminale intérieure est formée par une tête de soupape disposée sur le côté, éloignée du plan de joint, de la bille, tête de soupape qui est disposée en direction du plan de joint, comprimée par ressort contre un alésage de passage de la bille disposé dans le sens longitudinal de la prise d'accouplement, la tête de soupape étant pourvue d'un prolongement axial passant dans l'alésage de passage, prolongement qui peut être sollicité par le tube terminal intérieur de canalisation et est pourvu de passages axiaux et l'autre étant raccordé à l'espace éloigné du plan de joint de fermetures terminales formées construction peut aussi (soupape sphérique, soupape sont faciles à fabriquer. Quand, lorsque les trouvent en position de canalisations, raccordées à sont reliées l'une à l'autre, des deux canalisations correspondant au côté la tête de soupape Des de cette façon, dont la se présenter autrement conique, ou analogues) fermetures terminales se fermeture, les deux la prise d'accouplement, on a l'assurance que cette extrémité de la prise d'accouplement demeure froide, tant que l'agent cryogénique circule dans les canalisations. Selon un autre développement du système de remplissage selon l'invention, on propose que la canalisation intérieure et le tube terminal intérieur de canalisation soient prévus pour faire passer l'hydrogène liquide et que la canalisation extérieure et le tube terminal extérieur de canalisation serve au passage d'hydrogène à l'état gazeux, grâce à quoi les pertes par vaporisation diminuent davantage. Il est avantageux que, de façon analogue à l'organe d'obturation intérieur décrit ci-dessus de la prise d'accouplement, la fiche d'accouplement ou la canalisation qui y est reliée, soit aussi pourvue d'un autre organe d'obturation, le tube terminal de canalisation étant alors en liaison opérationnelle avec l'autre organe d'obturation situé du côté de la fiche par rapport à la canalisation située du côté de la fiche selon un mouvement longitudinal De cette façon, on arrive à ce qu'aussi bien la fiche d'accouplement que la prise d'accouplement aussi soient rendues étanches automatiquement après le désaccouplement Entre les organes d'obturation intérieurs et les organes d'obturation extérieurs (robinets à boisseaux sphériques), il y a alors chaque fois un espace isolant. Pour éviter un élargissement transversal de l'accouplement dans la zone des robinets à boisseaux sphériques, on propose que l'autre organe d'obturation situé du côté de la fiche soit disposé dans la section de canalisation située avant le soufflet à membrane. De façon appropriée, l'autre organe d'obturation situé du côté de la fiche est constitué comme une fermeture terminale comprimée par ressort, fermeture qui est montée entre la canalisation intérieure et le tube terminal intérieur de canalisation Il est évidemment aussi possible de prévoir une fermeture terminale du côté de la fiche qui soit construite exactement comme la fermeture terminale située du côté de la prise De cette manière, on peut rendre automatiquement étanche aussi bien la canalisation intérieure que la canalisation extérieure aussi de la fiche d'accouplement et les deux canalisations de la prise d'accouplement lors de la séparation de l'accouplement. Avec le système de remplissage selon l'invention, on peut réduire le temps de remplissage, par exemple dans le cas d'un réservoir d'hydrogène type 1251, environ de 60 minutes à environ 10 minutes. En outre, le déroulement du processus est simplifié tout en augmentant en même temps la sécurité La forte simplification du déroulement du processus permet d'automatiser le remplissage, par exemple en utilisant un robot. D'autres avantages et détails de l'invention il vont être expliqués à partir de l'exemple de réalisation représenté schématiquement aux figures la figure 1 montre la construction de principe du système de remplissage selon l'invention (du côté de la station de distribution avec pièce d'accouplement). la figure 2 montre la construction de principe du système de remplissage selon l'invention (réservoir d'hydrogène et tuyauteries). la figure 3 montre un accouplement "Johnston". la figure 4 montre une construction de principe pour un système de remplissage auquel sont raccordés des accouplements "Johnston". la figure 5 montre un accouplement accouplé selon la figure 1 avant le retrait du tube terminal de canalisation. la figure 6 montre un accouplement selon la figure 1 lors du rinçage du bridage avant le remplissage. les figures 7 a à 7 d représentent un schéma de principe pour l'organe d'obturation de la fiche d'accouplement. la figure 8 montre un accouplement selon la figure 1 lors du remplissage. la figure 9 montre un accouplement selon la figure 1 lors du vidage du tube terminal de canalisation. la figure 10 montre le schéma de principe d'une fermeture terminale situé du côté de la fiche. les figures lia à lld montrent un accouplement selon la figure 1 sous une forme détaillée. les figures 12 a à 12 d montrent la fermeture terminale située du côté de la prise sous une forme détaillée. les figures 13 a à 13 c montrent la fermeture terminale selon la figure 12 en prise avec le tube terminal de canalisation. Les figures 1 et 2 montrent la construction de principe d'un système de remplissage selon l'invention Du côté de la station de distribution, il est prévu un réservoir de stockage 1 avec de l'hydrogène liquide LH 2, auquel est raccordée une canalisation 2, sur laquelle est branchée une pompe 3 et une soupape d'obturation 4 actionnée de façon électromagnétique Une canalisation 5 est raccordée à la canalisation 2 et est en liaison avec l'extrémité supérieure du réservoir de stockage 1 et une soupape d'obturation 6 pouvant être actionnée de façon électromagnétique est disposée dans cette canalisation La canalisation 2 est raccordée par une dérivation à la canalisation 5 en formant un espace intermédiaire et est entourée concentriquement par une canalisation 7, d'o part en dérivation une canalisation 8, dans laquelle se trouve une soupape de limitation de la pression Les canalisations 2 et 7 sont de préférence formées de manière élastique et mènent à une fiche d'accouplement 10 On a renoncé à la figure 1 à représenter l'isolation sous vide des canalisations 2 et 7 Les canalisations 2 et 7 débouchent dans un tube terminal de canalisation consistant en un tube extérieur 7 a et un tube intérieur 2 a Le tube terminal de canalisation est mobile dans le sens longitudinal par rapport à la fiche d'accouplement 10, ce qui est obtenu au moyen d'un soufflet à membrane Il La fiche d'accouplement 10 est pourvue d'un organe d'obturation constitué sous la forme d'un robinet à boisseau sphérique 12, l'alésage de passage 12 a du robinet à boisseau sphérique, quand il est en position ouverte permettant de retirer le tube terminal de canalisation de la fiche d'accouplement, ce que l'on a représenté à la figure 1. La fiche d'accouplement 10 est reliée par une bride de liaison 13 à la bride de liaison 14 d'une prise d'accouplement 15 de façon détachable La prise d'accouplement 15 est aussi pourvue d'un robinet à boisseau sphérique 16, dont l'alésage de passage 16 a sert à recevoir le tube terminal de canalisation Dans le plan de contact des brides de liaison 13 et 14, ce que l'on appelle le plan de joint T, est disposé un joint d'étanchéité 17 Dans la zone, éloignée du plan de joint, de la prise d'accouplement 15 est disposé un autre organe d'obturation 18, un espace intermédiaire isolant 19 étant prévu entre l'organe d'obturation 18 et le robinet à boisseau sphérique 16 L'organe d'obturation 18 est comprimé par ressort dans le sens de la position de fermeture et relie, en position de fermeture, deux canalisations 20 et 21 raccordées à la prise d'accouplement 15 L'organe d'obturation 18 est ouvert par le tube terminal de canalisation pénétrant dans la prise d'accouplement 15, le tube terminal de canalisation intérieur 2 a, en position ouverte, étant relié à la canalisation 20 et le tube terminal de canalisation extérieur 7 a étant relié à la canalisation 21 De cette façon, la canalisation 20 constitue la canalisation dans laquelle de l'hydrogène liquide LH 2 est amené à un réservoir d'hydrogène 22 représenté à la figure 2 et la canalisation 21 constitue la canalisation, à travers laquelle lors du remplissage à partir du réservoir d'hydrogène 22 de l'hydrogène à l'état gazeux refoulé GH 2 est renvoyé du côté de la station de distribution et est par exemple évacué par soufflage dans une cheminée via la canalisation 8 et la soupape de limitation de pression 9 (qui doit être tarée à un niveau inférieur à celui de la soupape de limitation de pression située du côté du réservoir d'hydrogène). Le réservoir d'hydrogène 22, situé du côté du véhicule, représenté à la figure 2 est isolé sous vide et contient de l'hydrogène liquide et à l'état gazeux La canalisation 20 mène à la zone proche du fond du réservoir d'hydrogène 22 La canalisation 21 mène à la zone supérieure du réservoir d'hydrogène 22. Dans l'espace isolé sous vide 23, qui entoure le réservoir d'hydrogène 22 est disposé dans la canalisation 20 une soupape d'obturation 24 actionnée de façon électromagnétique et dans la canalisation 21 une soupape d'obturation 25 actionnée de façon électromagnétique En amont de la soupape d'obturation part en dérivation une canalisation 26 avec diverses tuyauteries et soupapes (soupapes de sécurité, manomètres) De la canalisation 20 part en dérivation en amont de la soupape d'obturation 24 une conduite d'alimentation en carburant 27 qui mène à un appui de chauffage 28 représenté de façon symbolique avec une soupape d'obturation 29 actionnée de façon électromagnétique montée en aval et au-delà à un moteur à combustion interne d'un véhicule à moteur. Il y a trois possibilités de fonctionnement un fonctionnement à l'hydrogène à l'état gazeux; un fonctionnement à l'hydrogène liquide; le remplissage. Dans le cas du fonctionnement à l'hydrogène à l'état gazeux, les soupapes d'obturation 25 et 29 sont ouvertes et la soupape d'obturation 24 est fermée L'hydrogène à l'état gazeux coule à partir de la partie supérieure du réservoir d'hydrogène 23 à travers la canalisation 21 via la prise d'accouplement 15 (plus précisément via la "partie froide" contenant l'organe d'obturation 18) et via la canalisation 20 dans la conduite d'alimentation en carburant 27 Dans le cas du fonctionnement avec de l'hydrogène liquide, la soupape d'obturation 25 est fermée et les soupapes d'obturation 24 et 29 sont ouvertes Du fait de la pression régnant dans le réservoir d'hydrogène 22, par exemple de 3 bars, de l'hydrogène liquide est comprimé dans la canalisation 20 et de là dans la canalisation 27 et ensuite dans l'appareil de chauffage 28, o a lieu une vaporisation Si la pression dans le réservoir d'hydrogène 22 n'est plus suffisante, on chauffe alors le réservoir d'hydrogène pour obtenir une vaporisation de l'hydrogène liquide et de cette façon monter la pression dans le réservoir Avant le remplissage, le véhicule à moteur doit fonctionner pendant quelque temps à l'hydrogène à l'état gazeux pour réfrigérer la prise d'accouplement 15 Une fois que la fiche d'accouplement 10 et la prise d'accouplement 15 sont reliées l'une à l'autre et que les organes d'obturation sont ouverts et que le tube terminal de canalisation est enfoncé dans la prise d'accouplement, de l'hydrogène liquide s'écoule par la canalisation 20 dans le réservoir d'hydrogène 22 quand la soupape d'obturation 29 est fermée et la soupape d'obturation 24 est ouverte et de l'hydrogène à l'état gazeux comprimé s'écoule par la canalisation 21 quand la soupape d'obturation 25 est ouverte. A la figure 3, on a représenté un accouplement "Johnston" par un système de remplissage selon l'état de la technique Au contraire de l'accouplement, dont on fait application pour le système de remplissage selon l'invention, l'accouplement "Johnston" n'est pourvu d'aucun organe d'obturation La partie mâle 30 de l'accouplement est reliée de façon fixe à un tube terminal de canalisation 31, dans lequel est disposée coaxialement une canalisation 32 prévue pour le passage d'hydrogène liquide Dans l'espace 33 entre la paroi extérieure de la canalisation 32 et la paroi intérieure du tube terminal de canalisation 31 règne un vide permanent. La partie femelle 34 de l'accouplement est reliée au moyen d'un manchon fileté 35 à la partie mâle 30 et présente des joints toriques 36 qui assurent l'étanchéité contre le tube terminal de canalisation 31 de la partie mâle 30 Une autre surface d'étanchéité est en outre formée sur un élément d'écoulement 37 du tube terminal de canalisation 31, qui repose contre "l'extrémité froide" 38 de la partie femelle 34 Cette "extrémité froide" 38 est reliée par un tube 39 à "l'extrémité chaude" de la partie femelle 34 Avant la mise en fonctionnement de l'accouplement "Johnston", il faut désaérer, rincer et réfrigérer celui-ci ainsi que les canalisations qui le prolongent Comme cela résulte visiblement de la représentation, le désaérage et le rinçage d'un accouplement "Johnston" sont des opérations difficiles, car l'espace entre la partie mâle 30 et la partie femelle 34 présente beaucoup d'angles En outre, il y a de tampons borgnes Bl et B 2 (figure 4) à ouvrir, de l'hydrogène sous pression s'échappant à l'atmosphère et il faut ouvrir des canalisations froides 20, 21 remplies d'hydrogène ainsi que des soupapes froides d'obturation 40, 41 à l'atmosphère. A la figure 4, on a représenté un système de remplissage selon l'état de la technique, toutefois avec un équipement de soupapes, tel qu'il est nécessaire pour le fonctionnement avec un accouplement "Johnston" selon la figure 3 Les mêmes pièces sont pourvues des mêmes références Dans la canalisation 21 est disposée (montée en aval) en addition à la soupape d'obturation 25 une autre soupape d'obturation 40 pouvant être actionnée de façon électromagnétique. Dans la canalisation 20 est disposé en amont de la soupape d'obturation 24 un clapet de non retour 41. Entre le clapet de non retour 41 et l'organe d'obturation 29 part en dérivation une canalisation 42, dans laquelle est disposé un autre organe d'obturation 43 pouvant être actionné de façon électromagnétique avec un clapet de non retour 44 monté en aval et qui mène à la conduite d'alimentation en carburant 27, un raccordement à la canalisation 21 étant prévu entre les soupapes d'obturation 25 et 40. Une canalisation 46 pourvue d'un clapet de non retour mène également à la conduite d'alimentation en carburant 27, qui part en dérivation en amont de la soupape d'obturation 25 Les quatre soupapes d'obturation mentionnées et les trois clapets de non retour sont tous disposés dans une boîte de soupape 47 isolée sous vide, qui est pourvue d'une soupape de sécurité 48 La conduite d'alimentation en carburant 27 est entourée en section de la boîte de soupapes 47 jusqu'à l'appareil de chauffage 28 par un boîtier 49 isolé sous vide Le remplissage d'un système de remplissage selon l'état de la technique fonctionne comme suit: Après avoir enlevé les fermetures situées du côté de l'accouplement et les tampons borgnes Bil, B 2 des parties femelles B 3 et B 4 des accouplements "Johnston", ce qui doit être fait très vite, pour éviter l'introduction d'air dans les canalisations froides, on relie l'un à l'autre les accouplements "Johnston" Il est tout d'abord nécessaire de rincer et faire le vide Dans ce but, les soupapes d'obturation 24 et 25 sont fermées et les soupapes d'obturation 40 et 43 sont ouvertes Ensuite les canalisations 20,, 42 et 21 sont mises sous vide et rincées à partir du côté de la station de distribution et réfrigérées avec de l'hydrogène liquide LH 2. Ensuite, la soupape d'obturation 43 est fermée et les soupapes d'obturation 24 et 25 sont ouvertes, ce après quoi s'effectue le remplissage du réservoir d'hydrogène 22 Quand le processus de remplissage est terminé, les soupapes d'obturation 24 et 25 sont de nouveau fermées et la soupape d'obturation 43 est ouverte, pour pouvoir réchauffer les canalisations, par exemple avec de l'hélium à l'état gazeux Ensuite, les deux accouplements "Johnston" sont séparés et on monte à nouveau les bouchons et tampons borgnes Bl et B 2. Quand on fonctionne à l'hydrogène liquide les soupapes d'obturation 24 et 43 sont ouvertes et les soupapes d'obturation 25 et 40 sont fermées En fonctionnement à l'hydrogène à l'état gazeux, les soupapes d'obturation 24, 43 et 40 sont fermées et la soupape d'obturation 25 est ouverte. Il est facile de s'apercevoir que le système de remplissage décrit selon l'état de la technique est de construction coûteuse, est difficile à employer et laisse à désirer quant à la technique de sécurité. Dans ce qui va suivre, on va entrer en détail dans le déroulement du processus lors du remplissage effectué en utilisant le système de remplissage selon l'invention Pour cela, on va se reporter aux figures 5 et 9, sur la représentation de l'accouplement aux figures 5, 6, et 9 correspondant à la représentation selon la figure 1 La figure 5 représente le début du processus de remplissage A cet instant, la fiche d'accouplement 10 et la prise d'accouplement 15 sont déjà bridées l'une sur l'autre, toutefois les robinets à boisseaux sphériques 12 et 16 ne sont pas encore fermés et le tube terminal de canalisation avec le tube intérieur 2 a et le tube extérieur 7 a est en conséquence engagé dans la fiche d'accouplement 10 et l'organe d'obturation 18 est fermé "L'extrémité froide" de la prise d'accouple- ment 15 est de façon appropriée réfrigérée par le fonctionnement du gaz avant l'arrêt du véhicule à moteur, ce qui est symbolisé par des tirets. La fiche d'accouplement 10 est en outre reliée à une canalisation 50 de désaération, dans laquelle est disposé un clapet de non retour 51 et qui conduit à la canalisation 8 Aux fins de désaération, comme on l'a représenté à la figure 6, le robinet à boisseau sphérique 12 est un peu ouvert Quand la soupape d'obturation 6 est ouverte de l'hydrogène à l'état gazeux peut alors refouler dans les canalisations 50 et 8 l'air qui se trouve dans l'espace compris entre la fiche d'accouplement 10 et la prise d'accouplement 15, ce qu'on a symbolisé par des flèches et une ligne de tirets parallèles à la canalisation. On a représenté aux figures 7 a à 7 d ce qui se passe d'une manière fortement simplifiée La figure 7 a montre le robinet à boisseau sphérique 12 de la fiche d'accouplement 10 en position de fermeture en vue par-dessus, c'est-à-dire que l'alésage de passage 12 a du boisseau sphérique 70 est disposé verticalement par rapport au canal correspondant 71 du robinet à boisseau sphérique 12 Dans la partie sphérique creuse servant à recevoir les boisseaux sphériques, on a ménagé deux alésages 72 et 73 qui sont en liaison avec la canalisation 50 Le boisseau sphérique 70 est pourvu dans la ligne comprise entre les alésages, situés du côté de la réception, 72 et 73, d'une fente 74 En outre, il est prévu deux chanfreins 75 et 76 sur les côtés opposés en diagonale de l'alésage de passage 12 a Sur le côté gauche, à la figure 7 a, du boisseau sphérique 70 se trouve l'hydrogène Sur le côté droit se trouve le plan de joint Si l'on tourne alors le boisseau sphérique 70 légèrement dans le sens de l'ouverture, c'est-à-dire dans cet exemple en sens contraire des aiguilles d'une montre, comme on l'a représenté à la figure 7 b, la fente 74 vient alors en recouvrement avec l'alésage 72, tandis qu'en même temps le chanfrein 75 établit une liaison entre le canal 71 et l'alésage de passage 12 a et le chanfrein 76 établit une liaison entre l'alésage de passage 12 a et l'espace 77 dans lequel se trouve le plan de joint T. En conséquence de l'hydrogène s'écoule du canal 71 via le chanfrein 75, l'alésage de passage 12 a et le chanfrein 76 dans l'espace 77, o l'air qui s'y trouve est refoulé et via la fente 74 et l'alésage 72 fonctionnant en alésage de rinçage est comprimé dans la canalisation 50 Ceci se passe tant qu'il y a encore de l'hydrogène dans l'espace 77 Ensuite, le boisseau sphérique 70 est tourné davantage, si bien que l'alésage de passage 12 a se raccorde complètement au canal 71, comme on l'a représenté à la figure 7 c. En sens inverse, c'est-à-dire pour la décompression, on procède à une courte rotation en excès après avoir tourné le boisseau sphérique dans le sens des aiguilles d'une montre dans le sens de la fermeture et atteint ce sens de fermeture, de telle sorte que la fente 74 vient en recouvrement avec l'alésage 73, qui fonctionne de cette façon comme alésage de décompression (figure 7 d). Le processus de remplissage à proprement dit est visible à partir des figures 2 et 8 Sur celles- ci, le robinet à boisseau sphérique 16 de la prise d'accouplement 15 est alors aussi complètement ouvert et le tube terminal de canalisation est complètement ressorti quand le soufflet à membrane 11 est comprimé, grâce à quoi l'organe d'obturation 18 est ouvert et de cette façon la canalisation 2 a est raccordée à la canalisation 20 et la canalisation 7 a est raccordée à la canalisation 21 Quand la soupape d'obturation 4 est ouverte et quand la pompe 3 tourne, de l'hydrogène liquide s'écoule du réservoir de stockage 1 dans la canalisation 20 et du gaz est refoulé à partir du réservoir d'hydrogène via la canalisation 21 dans la canalisation 8 qui va à la cheminée En tout cas, on peut se passer d'insérer la pompe 3, tant que la pression gazeuse est assez grande dans le réservoir de stockage, pour permettre un refoulement de l'hydrogène pendant un temps acceptable. Une fois que le réservoir d'hydrogène 22 a été suffisamment rempli, on arrête la pompe 3, on ferme la soupape d'obturation 4, on ouvre la soupape d'obturation 6 et l'on vide la canalisation 2 a de son hydrogène liquide LH 2, comme on l'a représenté à la figure 9 Pour cela, le tube terminal de canalisation est entré jusqu'à ce que l'organe d'obturation 18 soit fermé, de telle sorte que l'hydrogène se trouvant encore dans la canalisation 2 a s'écoule en arrière via la canalisation 7 a dans la canalisation 5 et de cette façon dans le réservoir de stockage 1 Il est toutefois possible aussi de vider l'hydrogène qui se trouve encore dans la canalisation 2 a quand la soupape d'obturation 4 est fermée, la soupape d'obturation 6 est ouverte et le tube terminal de canalisation est complètement, c'est-àdire quand la liaison avec le réservoir du véhicule 22 subsiste encore, dans ce réservoir d'hydrogène 22 quand il existe une pression suffisamment élevée dans le réservoir de stockage 1. De façon analogue à l'organe d'obturation 18 dans la prise d'accouplement 15, il est également possible de prévoir sur le côté de la fiche d'accouplement 12 un autre organe d'obturation A, quand ceci paraît nécessaire pour des raisons de technique de sécurité Un tel organe d'obturation A est représenté à la figure 10 et est alors construit conformément à la représentation d'accouplement selon la figure 1 dans la zone qui se trouve directement à gauche du soufflet à membrane, pour éviter un élargissement transversal de l'accouplement dans la zone des robinets à boisseaux sphériques et du véhicule à moteur Le tube intérieur 2 a du tube terminal de canalisation est dans ce cas pourvu d'une soupape à boisseau sphérique 101 sollicitée par un ressort 100, qui est disposé axialement entre la canalisation 2 et le tube intérieur 2 a L'étanchéité par rapport au tube extérieur 7 a est obtenue au moyen d'un soufflet 102 De cette façon, on arrive à ce que la fiche d'accouplement 10, au plus exactement la canalisation 2, soit aussi automatiquement rendue étanche dès que la fiche d'accouplement est séparée de la prise d'accouplement Un organe d'obturation A est en même temps que l'organe d'obturation 18 ouvert et fermé, car le tube intérieur 2 a s'appuie sur les organes d'obturation. La figure lla montre une représentation en coupe de l'accouplement du système de remplissage selon l'invention en position accouplée Ici l'accouplement est représenté au-dessus de la ligne médiane avec les robinets à boisseaux sphériques ouverts et avec le tube terminal de canalisation complètement sorti et en-dessous de la ligne médiane avec des robinets à boisseaux sphériques fermés et le tube terminal de canalisation complètement entré On utilise les mêmes références qu'à la figure 1 La prise d'accouplement 15 est fixée au moyen d'une bride 111 sur la carrosserie 112 du véhicule L'actionnement des robinets à boisseaux sphériques 12 et 16 s'effectue de préférence automatiquement à l'aide d'une timonerie appropriée Ici, il est prévu qu'après l'accouplement, on actionne d'abord le robinet à boisseau sphérique 12 aux fins de désaération et de rinçage de l'espace compris entre la prise d'accouplement 15 et la fiche d'accouplement 10 Le robinet à boisseau sphérique 12 est dans cet exemple pourvu d'un chauffage électrique 113, qui empêche le givrage de façon sûre Le soufflet à membrane réalisé par exemple en acier spécial est enfilé dans une douille métallique 114 Le tube extérieur 7 a du tube terminal de canalisation est réalisé à double paroi et isolé sous vide A son extrémité est fixé axialement de façon élastique un embout avec un joint d'étanchéité 115 par un soufflet 116. A la figure 11 b, on a représenté l'extrémité postérieure de la fiche d'accouplement 10 et le mécanisme d'actionnement pour sortir le tube terminal de canalisation Le soufflet à membrane 11 est relié par son extrémité voisine du plan de joint à une bride 117 de la fiche d'accouplement 10, qui sert de contre- appui pour les boulons de fixation (figure lia) A l'extrémité éloignée du plan de joint du soufflet à membrane 11, celui-ci est fixé à un couvercle 118 Sur le couvercle 118 est fixé un prolongement latéral 118 a, qui est pourvu d'un trou fileté et passe sans pouvoir tourner dans une rainure longitudinale 114 a de la douille métallique 114, qui s'étend sur toute la longueur du soufflet métallique 11 Dans le trou fileté du prolongement latéral 118 a est monté de façon à pouvoir tourner une vis sans tête 119, qui s'appuie dans une butée 114 b à l'extrémité droite, à la figure, de la douille métallique 114 et dans un guide 114 c disposé à l'extrémité gauche, à la figure, de la douille métallique 114 En faisant tourner la vis sans tête 119, on peut bouger le couvercle en direction du plan de joint ou dans la direction opposée et de cette façon comprimer ou étirer le soufflet métallique 11. Comme on a fixé sur le couvercle 118 une paroi extérieure 270 entourant les deux canalisations 2 et 7 en formant concentriquement un espace intermédiaire prévu pour l'isolation sous vide, qui est de nouveau relié aux canalisations 2 et 7 d'une manière qui n'est pas représenté aux figures, on peut déplacer le tube terminal de canalisation formé à partir du tube intérieur 2 a et du tube extérieur 7 a vers la fiche d'accouplement 10 dans le sens axial et de cette façon le faire entrer et sortir Dans la zone de la rainure longitudinale 114 a, la douille métallique 114 a une forme semi- cylindrique pour permettre l'entrée et la sortie de la canalisation 2, 7, 270 pourvue d'un coude à angle droit (à gauche à la figure). Aux figures 12 a à 12 d, l'organe d'obturation 18 de la prise d'accouplement 15 est représenté à l'état monté et en détails L'organe d'obturation 18 consiste en deux fermetures terminales sollicitées en direction du plan de joint par un ressort commun de compression 120 Ce faisant une fermeture terminale extérieure correspondant à la canalisation 21 est constituée par une bille 121 présentant un alésage de passage 121 a, qui est disposé dans une rainure longitudinale 122 d'un canal longitudinal 123 et repose contre un rétrécissement 124 de ce canal longitudinal 123 La fermeture terminale intérieure correspondant à la canalisation 20 est formée par une tête de soupape 125, qui est pourvue d'un prolongement axial 125 a passant dans l'alésage de passage 121 a revêtu de matière plastique Aux figures 12 b à 12 d, les deux fermetures terminales sont représentées comme des pièces détachées Le prolongement axial de la tête de soupape 125 consiste en deux bandes de tôle disposées en croix l'une par rapport à l'autre. Le mode de fonctionnement de l'organe d'obturation 118, c'est-à- dire des deux fermetures terminales est visible aux figures 13 a à 13 c Quand le tube terminal de canalisation est sorti, l'embout fixe sur le soufflet 116 du tube extérieur 7 a repose de façon étanche contre le côté gauche à la figure 13 a du rétrécissement 124 du canal 123 Le tube intérieur 2 a, dont le diamètre intérieur est légèrement plus grand que le diamètre intérieur de l'alésage de passage 121 a, repose sur le revêtement en matière plastique de l'alésage de passage 121 a de la bille 121 et presse celle-ci vers la droite à la figure, de telle sorte que s'établit une liaison entre la canalisation et l'espace annulaire entre les tuyaux 2 a et 7 a La bille 121 est alors pressée vers la droite à la figure jusqu'à ce qu'elle repose contre un rétrécissement 126 et de cette façon la liaison entre les canalisations 21 et 20 est interrompue Au moyen d'une tôle transversale 127 à l'intérieur du tube 2 a (figures 13 b et 13 c), le prolongement 125 a et avec celui-ci la tête de soupape 125 se déplace également vers la droite aà la figure, de telle sorte que de l'hydrogène liquide peut s'écouler à partir du tuyau 2 a à travers les canaux formés entre l'alésage de passage 12 la et le prolongement axial 125 a vers la canalisation 20 Le soufflet 116 a, dans cette construction, pour rôle de compenser les tolérances de jeu. REVENDICATIONS ) Système de remplissage de réservoir pour un véhicule à moteur fonctionnant à l'hydrogène cryogénique avec un réservoir d'hydrogène et deux canalisations qui y sont raccordées pour de l'hydrogène liquide et à l'état gazeux, qui peuvent être accouplées au réservoir de stockage du côté de la station de distribution, système caractérisé en ce qu'il est prévu un accouplement commun aux deux canalisations ( 20,21) consistant en une prise d'accouplement ( 15) et une fiche d'accouplement ( 10), la prise d'accouplement ( 15) est pourvue d'un premier organe d'obturation disposé immédiatement au voisinage du plan de joint (T) et d'un deuxième organe d'obturation ( 18) reliant les deux canalisations ( 20, 21) l'une à l'autre en position de fermeture, et se trouvant à une certaine distance du premier organe, les deux canalisations ( 20, 21) conduisant en outre avec interposition d'une soupape d'obturation ( 24, 25) directement du réservoir d'hydrogène ( 22) à la prise d'accouplement ( 15) et une conduite d'alimentation en carburant ( 27) partant en dérivation depuis la canalisation ( 20) pour l'hydrogène liquide et conduisant au moteur à combustion interne. 20) Système de remplissage selon la revendication 1, le réservoir d'hydrogène étant isolé sous vide, caractérisé en ce que les soupapes d'obturation ( 24, 25) sont disposées dans l'espace isolé sous vide ( 23) du réservoir d'hydrogène ( 22). 30) Système de remplissage selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la fiche d'accouplement présente un tube terminal de canalisation, qui s'étend en position accouplée au- delà du plan de joint dans la prise d'accouplement, système caractérisé en ce que la prise d'accouplement ( 10)est pourvue d'un organe d'obturation ( 12) directement au voisinage du plan de joint (T) et le tube terminal de canalisation peut être retiré de façon mobile dans le sens axial en direction de la fiche d'accouplement ( 10) et jusqu'en arrière de l'organe d'obturation se trouvant du côté de la fiche, le tube terminal de canalisation pouvant être mis en liaison opérationnelle avec le deuxième organe d'obturation ( 18) de la prise d'accouplement ( 15). 40) Système de remplissage selon la revendication 3, dans lequel la canalisation située du côté de la fiche est entourée concentriquement, en formant un espace annulaire, d'une paroi extérieure ( 270)disposée entre le point de sortie de la canalisation et la fiche d'accouplement, système caractérisé en ce que la paroi extérieure ( 270) est constituée dans la zone proche de la fiche de façon flexible sous forme d'un soufflet à membrane ( 11). ) Système de remplissage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la prise d'accouplement ( 15) et la fiche d'accouplement ( 10) présentent respectivement une bride de liaison ( 13, 14). ) Système de remplissage selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les organes d'obturation proches du plan de joint sont constitués sous la forme de robinets ( 12, 16) à boisseaux sphériques, dont les alésages de passage ( 12 a, 16 a) sont prévus pour recevoir le tube terminal de canalisation. ) Système de remplissage selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que l'organe d'obturation situé du côté de la fiche est pourvu d'au moins un dispositif de rinçage, qui, quand l'organe d'obturation est légèrement ouvert, relie l'espace, dans lequel se trouve le plan de joint (T), avec la canalisation située du côté de la fiche et une ouverture d'évacuation et présente au moins un dispositif de décompression, qui quand l'organe d'obturation est fermé et est légèrement au-delà de la position de fermeture, relie l'espace, dans lequel se trouve le plan de joint (T), avec une ouverture d'évacuation. 8 ) Système de remplissage selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que le dispositif de rinçage et le dispositif de décompression sont formés par des canaux ( 74, 75, 76) dans les boisseaux sphériques ( 70) et par des canaux ( 72, 73) servant à recevoir les boisseaux sphériques pouvant être mis en liaison opérationnelle avec ceux- ci. 9 *) Système de remplissage selon l'une des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la canalisation située du côté de la fiche et le tube terminal de canalisation qui y est raccordé consiste en deux canalisations concentriques ( 2, 7) ou tuyaux ( 2 a, 7 a), l'une des canalisations étant prévue pour le passage de l'hydrogène liquide et l'autre canalisation pour le passage d'hydrogène à l'état gazeux et l'autre conduite ( 7) et l'autre tube terminal de canalisation ( 7 a) sont constitués de façon à être isolés sous vide. ) Système de remplissage de réservoir selon la revendication 9, caractérisé en ce que le deuxième organe d'obturation du côté de la prise ( 18) consiste en deux fermetures terminales pressées par ressort, disposées concentriquement l'une par rapport à l'autre, fermetures qui correspondent aux tubes terminaux de canalisation ( 2 a, 7 a) et sont respectivement disposés à l'embouchure des canalisations ( 20, 21) raccordées à la prise d'accouplement. 11) Système de remplissage selon la revendication 10, caractérisé en ce que la fermeture terminale extérieure présente une bille ( 121) disposée dans une rainure annulaire ( 122) d'un canal longitudinal ( 123) de la prise d'accouplement ( 15), dans lequel l'une des deux canalisations ( 21) est raccordée à la rainure annulaire ( 122) et dans lequel la bille ( 121) est placée en direction du plan de joint (T) en étant pressée par ressort contre un rétrécissement ( 124) dans le canal longitudinal ( 123) et est sollicité par le tube terminal de canalisation ( 7 a), et en ce que la fermeture terminale intérieure est formée par une tête de soupape ( 125) disposée sur le côté éloigné du plan de joint de la bille ( 121), tête qui est placée en direction du plan de joint (T) en étant pressée par ressort contre un alésage de passage ( 121 a) de la bille ( 121) disposé dans le sens longitudinal de la prise d'accouplement ( 15), tandis que la tête de soupape ( 125) est pourvue d'un prolongement axial ( 125 a) passant dans l'alésage de passage ( 121 a), prolongement qui peut être sollicité par le tube terminal intérieur de canalisation ( 2 a) et est pourvu de passages axiaux et l'autre des deux canalisations ( 20) étant raccordée à l'espace correspondant au côté éloigné du plan de joint de la tête de soupape ( 125). ) Système de remplissage selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que la canalisation intérieure ( 2) et le tube terminal intérieur de canalisation ( 2 a) sont prévus pour le passage d'hydrogène liquide et la canalisation extérieure ( 7) et le tube terminal de canalisation ( 7 a) sont prévus pour le passage d'hydrogène à l'état gazeux. ) Système de remplissage selon l'une des revendications 3 à 12, caractérisé en ce qu'un autre organe d'obturation (A) monté en amont du tube terminal de canalisation, situé du côté de la fiche, est prévu, dans lequel le tube terminal de canalisation est mobile dans le sens longitudinal par rapport à la canalisation située du côté de la fiche et est en liaison opérationnelle avec l'autre organe d'obturation (A) situé du côté de la fiche. 140) Système de remplissage selon les revendications 4 et 13, caractérisé en ce que l'autre organe (A) d'obturation situé du côté de la fiche est disposé dans la section de canalisation avant le soufflet à membrane ( 11). 150) Système de remplissage selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'autre organe d'obturation (A) situé du côté de la fiche est constitué comme une fermeture terminale comprimée par ressort, qui est montée entre la canalisation intérieure ( 2) et le tube terminal de canalisation ( 2 a) intérieur.