Brevet FR2698050A1 — publié le 19940520

SYSTEME DE SECURITE POUR VEHICULE ROUTIER FONCTIONNANT AU COMBUSTIBLE GAZEUX La présente invention se rapporte à un système de sécurité pour un véhicule routier équipé d'un moteur à combustion interne alimenté par un combustible gazeux L'invention concerne plus particulièrement un système de sécurité permettant une évacuation maîtrisée du combustible en cas de fuite accidentelle de ce dernier notamment grâce à une limitation du débit et du volume des gaz libérés et par une orientation systématique vers le dessus du véhicule de tout dégagement de gaz facilitant leur dilution dans l'atmosphère. L'utilisation de combustibles gazeux sous pression facilement détonant au contact de l'air, tel que du méthane ou du gaz naturel, pour faire fonctionner des véhicules routiers et notamment des véhicules de transport routier, impose certaines mesures de sécurité pour minimiser ou éviter les risques d'explosion Les moyens aujourd'hui mis en oeuvre, ont principalement trait à la qualification technique des composants du circuit des gaz et à la limitation des conséquences d'une éventuelle fuite par une ventilation de l'ensemble des parties du circuit de gaz présentes à l'intérieur du véhicule. Une telle approche ne prend toutefois pas en compte la limitation des quantités de gaz pouvant s'échapper ni leur dilution dans l'atmosphère, il existe donc aujourd'hui, en cas de défaillance du circuit d'alimentation sous pression un risque de formation de nappes inflammables au voisinage immédiat des véhicules routiers utilisant un combustible gazeux. Par ailleurs, les ensembles de stockage et de remplissage sur les véhicules en exploitation ne présentent pas de dispositions particulières de protection ou de sécurité en cas de collision. 1 S Le système de sécurité selon l'invention permet de pallier à ces inconvénients Il comporte en effet selon une caractéristique de l'invention, des moyens de remplissage avec raccord et vanne, situé en paroi latérale du véhicule de façon à faciliter les opérations de remplissage, ces moyens de remplissage étant automatiquement isolés du circuit de gaz sous pression dès la fin des opérations de remplissage, grâce à des moyens de déconnexion adaptés. Les réservoirs et le circuit d'alimentation des gaz sous pression quant à eux, sont positionnés de façon à être les plus protégés possible en cas de collision. Une autre caractéristique du système de sécurité consiste en ce que les différents réservoirs utilisés pour le stockage des gaz soient répartis en plusieurs circuits indépendants d'amenée du gaz au moteur, chaque circuit pouvant être isolé afin d'éviter la purge intempestive de toute la réserve de gaz stockée. De plus, chacun des réservoirs est muni au droit de ses ouvertures d'entrée et de sortie des gaz d'un ajutage intégré de section déterminée, fonction notamment de la capacité du réservoir, de la pression nominale de service et d'une durée prédéfinie, de façon à contrôler toute vidange accidentelle du réservoir et à éviter ainsi la formation d'une nappe inflammable. Selon une autre caractéristique de l'invention, un ou plusieurs conduits d'évent étanches s'étendent du compartiment moteur jusqu'au dessus du véhicule de façon à permettre l'évacuation de tous les gaz combustibles s'échappant du moteur et ainsi éviter une accumulation explosive de ces derniers Ce ou ces conduits d'évent peuvent être utilisés par ailleurs pour le passage de tout ou partie des conduites amenant le gaz des réservoirs au moteur. Selon une autre caractéristique de l'invention, dans le cas d'un véhicule avec stockage du gaz comburant en toiture, on prévoit des arceaux fixés au toit, indépendamment et en avant des réservoirs, dans une direction longitudinale Ces arceaux permettent d'absorber par déformation progressive l'énergie d'une collision contre un obstacle au niveau des réservoirs et de protéger ces derniers. On comprendra mieux les buts, aspects et avantages de la présente invention, d'après la description donnée ci-après de différents modes de réalisation de l'invention, présentés à titre d'exemples non limitatifs, en se référant au dessin annexé, dans lequel la figure 1 représente en coupe partielle un exemple d'application du système de sécurité selon l'invention à un véhicule pour le transport de personne; les figures 2 et 3 représentent en coupe partielle deux variantes du système de sécurité selon l'invention appliquées à un véhicule de transport de marchandises. Les différentes figures décrivent différents types de véhicules routiers propulsés par des moteurs à combustion interne alimentés par un combustible gazeux sous pression, tel que du méthane ou du gaz naturel Pour faciliter la compréhension des figures, les mêmes références renvoient aux mêmes organes. Conformément à la figure 1, le circuit du combustible gazeux comprend tout d'abord des moyens de remplissage 1 des réservoirs de stockage 9 du véhicule Ces moyens de remplissage comprennent une tubulure 12 munie d'un orifice amont équipé d'une vanne de raccordement il débouchant sur une paroi latérale du véhicule de façon parfaitement ergonomique pour rendre la manoeuvre de remplissage à la pompe aisée par le conducteur du véhicule ou tout autre personne préposée à cette opération. Cette tubulure 12 débouche à son extrémité aval dans les réservoirs de stockage 9 La tubulure 12 est munie d'une vanne 2 de déconnexion disposée au voisinage de son extrémité aval et permettant d'isoler automatiquement les réservoirs 9 de la tubulure de remplissage dès que les opérations de remplissage sont terminées Pour ce faire on peut par exemple utiliser un clapet anti-retour, ou encore utiliser une vanne pilotée asservie à l'ouverture de la vanne de raccordement 11, ou bien encore une vanne actionnée directement par le conducteur du véhicule Ainsi un choc ou une collision au droit de l'orifice de remplissage 11 n'affecte nullement le circuit de gaz sous pression. Les réservoirs de stockage 9 et le circuit de gaz sous pression reliant ces derniers au moteur 4 sont agencés dans le véhicule de façon à être le moins exposés possibles à une collision Ainsi dans le cas du véhicule de transport de personnes de la figure 1, les réservoirs 9 sont disposés sur le toit, des arceaux de sécurité 3 déformables sont alors disposés longitudinalement sur le toit du véhicule, en avant des réservoirs 9, de façon à absorber l'énergie d'une collision contre un obstacle au niveau des réservoirs 9, branches etc, et ainsi protéger ces derniers Dans le cas des véhicules de transport des figures 2 et 3, ces réservoirs, respectivement 29 et 39, peuvent être disposés sous le plancher du véhicule ou encore derrière la cabine de pilotage. Les différents réservoirs utilisés pour stocker le combustible gazeux sont reliés au moteur correspondant par une pluralité de conduites d'alimentation indépendantes 8 munies de vannes pilotées permettant l'obturation sélective des conduites, ces vanne étant par exemple commandées depuis le poste de pilotage du véhicule On peut ainsi utiliser une conduite d'alimentation distincte par réservoir de stockage Cet agencement permet d'éviter une purge de l'ensemble des réservoirs lorsque l'une des conduites est affectée par une fuite de gaz. De plus chacun des réservoirs de stockage du combustible gazeux est muni au droit de ses ouvertures d'entrée et de sortie des gaz d'un ajutage intégré de section prédéterminée, fonction du volume du réservoir concerné, de la pression nominale de service et de la durée souhaitée de la purge du réservoir, de façon à contrôler le temps de vidange accidentelle des gaz contenus par le réservoir à l'atmosphère à la suite d'une fuite ou d'une rupture d'une canalisation desservant le réservoir: tubulure de remplissage ou conduite d'alimentation reliant le réservoir au moteur On peut ainsi choisir les ajutages pour opérer la purge du réservoir en plus d'une demi-heure de façon à diluer parfaitement les gaz dans l'atmosphère et éviter ainsi la formation d'une nappe inflammable. Par ailleurs, le compartiment du moteur 4 est mis en communication avec le dessus du véhicule au moyen d'un ou plusieurs conduits d'évent étanches permettant le passage des gaz combustibles éventuellement échappés ainsi qu'éventuellement le passage des conduites de gaz sous pression reliant les réservoirs au moteur Dans le cas du véhicule de transport de personnes, autobus ou autocar, représenté à la figure 1 ce conduit d'évent 5 peut traverser l'habitacle des passagers Sur les véhicules de transport de marchandises, représentés aux figures 2 et 3, ces conduits d'évents, respectivement 25 et 35, sont disposés verticalement entre la cabine; ils assurent la ventilation du compartiment moteur 6, ce dernier étant avantageusement équipé d'un plafond et de côtés latéraux étanches forçant les gaz vers les conduites d'évent Ainsi étanché, le compartiment moteur évacue naturellement les gaz grâce aux conduites d'évent à l'atmosphère favorisant leur dilution En vue de favoriser une aspiration continue du compartiment moteur par les conduits d'évent il est possible de prévoir le raccordement à la bouche d'aspiration du circuit d'alimentation en air du moteur Une autre possibilité consiste à raccorder la ligne d'échappement des gaz brûlés sur les conduits d'évent et à profiter ainsi l'effet de trompe des gaz d'échappement pour activer l'ascension et la dilution sans oxygène du combustible gazeux. Le ou les conduits d'évent peuvent également servir à ventiler les réservoirs de stockage Ainsi dans l'exemple de réalisation donné à la figure 2, les réservoirs 29 disposés sous le plancher du camion sont recouverts par une hotte 7 correspondante qui est raccordée au conduit d'évent 25 Dans le cas particulier du véhicule routier représenté à la figure 3, les réservoirs 39 sont directement montés dans le fourreau vertical 35 faisant office de conduit d'évent. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et illustré qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. Au contraire, l'invention comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont effectuées suivant son esprit. REVENDICATIONS l 1 l Système de sécurité pour véhicule routier équipé d'un moteur à combustion interne ( 4) alimenté en gaz combustible sous pression, du type comportant des réservoirs de stockage du gaz sous pression ( 9, 29,39) connectés respectivement à des moyens de remplissage ( 11,12) et à des moyens d'amenée ( 8) du gaz audit moteur, caractérisé en ce que lesdits moyens de remplissage sont équipés de moyens de déconnexion ( 2) aptes à isoler lesdits réservoirs ( 9,29,39) desdits moyens de remplissage. l 2 l Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de remplissage comporte une tubulure ( 12) débouchant sur une paroi latérale du véhicule par un orifice muni d'une vanne de raccordement ( 11) et en ce que les moyens de déconnexion sont formés par une vanne ( 2) disposée au voisinage des réservoirs ( 9,29,39). l 3 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que chaque réservoir de gaz comprimé ( 9,29,39) comporte au droit de ses ouvertures d'entrée et de sortie des gaz un ajutage intégré apte à limiter le débit de fuite des gaz en cas de rupture d'une canalisation. l 4 l Système de sécurité selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit ajutage est dimensionné en rapport à la fois avec le volume du réservoir ( 9,29,39) concerné, avec la pression nominale de service quand le réservoir est plein et avec une durée prédéterminée de purge du réservoir, de façon que les gaz fuyant à l'atmosphère à travers l'ouverture correspondante puissent se diluer parfaitement. l 5 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'ensemble des réservoirs ( 9,29,39) est connecté au moteur ( 4) par une pluralité de conduites d'alimentation ( 8) indépendantes les unes des autres, chacune de ces conduites étant munie de moyens d'obturation pilotés. l 6 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le compartiment ( 6) o est disposé le moteur ( 4) est étanché et est muni d'au moins un conduit d'évent ( 5,25,35) sensiblement vertical débouchant au dessus du véhicule. l 7 l Système de sécurité selon la revendication 6, caractérisé en ce que les conduites d'alimentation ( 8) reliant lesdits réservoirs ( 9,29,39) au moteur ( 4) sont disposées pour tout ou partie à l'intérieur dudit conduit d'évent ( 5,25,35). l 8 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce qu'une hotte d'aspiration ( 7) est agencée au dessus des il réservoirs ( 29), ladite hotte étant reliée audit conduit d'évent ( 25). l 9 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que lesdits réservoirs ( 39) sont disposés à l'intérieur dudit conduit d'évent ( 35). l 10 l Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que l'air comburant du moteur ( 4) est prélevé dans le conduit d'évent ( 5,25,35). llll Système de sécurité selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la ligne d'échappement du moteur ( 4) débouche dans le conduit d'évent ( 5,25,35).