Brevet FR2880404A1 — publié le 20060707

La présente invention concerne les ensembles de stockage de gaz sous pression, notamment des bouteilles ou recharges de gaz sous haute pression. Les ensembles de stockage de gaz sous pression posent des problèmes de connexion du réservoir sous pression à un circuit utilisateur. Pour y remédier, on prévoit habituellement d'équiper le réservoir d'un robinet détendeur, ce qui en obère toutefois considérablement les coûts, ainsi que la masse, et ne convient pas avec sécurité à des gaz fluides ou conditionnés sous haute pression, supérieure à 200 bars. De plus, les ensembles de stockage classiques posent des problèmes de manipulation et de pose, notamment lorsque les corps de réservoirs sont réalisés en matériaux composites avec des extrémités opposées arrondies en forme de dôme. La présente invention a pour objet de proposer un ensemble de stockage de gaz de sécurité et d'ergonomie accrues, de faible poids et convenant notamment pour des petites recharges de gaz sous très haute pression. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention, l'ensemble de stockage de gaz comprend un corps de réservoir oblong ayant, à une première extrémité, un clapet de distribution et comportant, au voisinage de la première extrémité, un premier collier monté sur le corps et comprenant des premiers moyens de connexion avec au moins une coiffe venant, en configuration montée sur le corps, du réservoir, recouvrir le clapet de distribution. Selon d'autres caractéristiques plus particulières de l'invention: L'ensemble de stockage comprend, au voisinage de sa deuxième extrémité, un deuxième collier monté sur le corps et comportant des deuxièmes moyens de connexion avec au moins la coiffe. - La coiffe comporte une jupe venant, en configuration de montage, coopérer en engagement avec le premier et/ou le deuxième collier, lesquels comportent typiquement des moyens de connexion rapides déverrouillables. - La première coiffe comporte un fond sensiblement plat. - La deuxième coiffe comporte une tête de soutirage de gaz coopérant, en configuration de montage sur la première extrémité, avec le clapet de distribution du corps de réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif, faite en relation avec les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue schématique partiellement en coupe longitudinale d'un mode de réalisation d'un ensemble de stockage de gaz selon l'invention, avant assemblage des coiffes; - la figure 2 est une vue de l'ensemble de stockage de la figure 1 en configuration de transport ou de stockage; - la figure 3 est une vue, partiellement en coupe longitudinale, à plus grande échelle, de la partie supérieure de la figure 1; et - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 montrant l'ensemble de stockage en configuration d'utilisation, en raccordement avec un circuit utilisateur. Dans le mode de réalisation de la figure 1, on reconnaît un corps de réservoir 1 oblong présentant une partie principale cylindrique et deux extrémités en forme de dôme. Une première 2 de ces extrémités arrondies comporte une tête de remplissage et de distribution 3 comportant, comme on le voit mieux sur la figure 3, dans un bloc cylindrique rapporté 4 partiellement fermé par un bouclier annulaire 5 comportant une ouverture d'accès centrale, un clapet 6 sollicité par la pression du gaz dans le réservoir 1 coopérant avec un siège de clapet 7 et muni d'une tige 8 s'étendant vers le haut et optionnellement protégée par un opercule de protection 9 obturant normalement le passage central du bouclier 5. Selon un aspect de l'invention, sur la partie cylindrique du corps de réservoir 1 sont montés, au voisinage des extrémités opposées, un premier collier 10 et un deuxième collier 11. Chaque collier comporte une embase annulaire fixée au corps de réservoir 1 d'où s'étendent axialement, dans la direction vers l'extrémité adjacente du corps de réservoir 1, des pattes en matériau élastique angulairement réparties 12. Selon un autre aspect de l'invention, l'ensemble de stockage comporte une première 20 et une deuxième 21 coiffes amovibles comportant chacune une partie de jupe cylindrique 23 ayant un bord avant biseauté et destinée à venir s'engager à coulissement, en configuration de montage, sur l'embase d'un desdits colliers 10 ou 11 et pourvue d'ouvertures d'accrochage angulairement réparties 24, destinées à coopérer en engagement élastique avec des zones d'extrémité en saillie des pattes 12 formant des épaulements 25 de blocage et de retenue dans les ouvertures 24. Dans le mode de réalisation représenté la première coiffe 20, ou coiffe d'entreposage et d'attente, comporte un fond sensiblement plat transversal 26 permettant de poser l'ensemble verticalement sur une surface plane 27, comme représenté sur la figure 4. Avantageusement, le fond 26 comporte une coupelle annulaire 28 faisant saillie axialement vers l'intérieur, coaxialement à la jupe 20. Dans la configuration de stockage ou de transport représentée sur la figure 2, la première coiffe 20 est montée par engagement élastique en position sur le premier collier 10 avec la cuvette 28 engagée sur le bouclier 5 pour abriter ce dernier. Dans cette configuration également le réservoir peut être posé, à l'envers, sur une surface plane. Dans la configuration de la figure 4, où la première coiffe 20, dégagée du premier collier 10, est montée sur le collier inférieur 11 et forme socle pour l'ensemble de stockage, la coupelle 28 s'étend au voisinage immédiat de l'extrémité du dôme inférieur du réservoir mais, normalement, sans contact avec ce dernier. Dans le mode de réalisation représenté, la deuxième coiffe 21 ne comporte pas de fond plat mais une tête de raccordement de fluide 30 incluant notamment un passage central 31 destiné à recevoir, en configuration de montage (représentée sur la figure 4), la tête 4 du réservoir 1 et dans laquelle s'étend coaxialement une tige creuse 32 abritant une tige poussoir 33 solidaire d'un diaphragme 34 sollicité d'un côté par un ressort 35 et délimitant de l'autre côté une chambre communiquant avec l'extérieur par un raccord de sortie 36. Comme on le comprendra, en configuration de montage, la tige creuse 32 perce la capsule de protection 9, reçoit la tige de clapet 8, laquelle vient en appui axial contre l'extrémité de la tige 33 pour ouvrir le clapet 6, la pression de sortie étant régulée par l'équilibre entre la force du ressort de membrane 35 et la pression sur l'autre face de cette dernière. Avantageusement, le raccord de sortie 36 comporte un clapet anti retour et est relié à un manomètre monté ou intégré dans la tête 30. Selon les applications, les dimensions et les niveaux de pression, les coiffes 20 et 21 sont réalisées au moins partiellement en matériau plastique technique, par exemple en polyéthylène haute densité chargé de fibres, ainsi que les colliers 10 et 11, avantageusement réalisés d'une seule pièce et qui peuvent toutefois être réalisés en métal. Le corps de réservoir 1 peut aussi être réalisé en métal, typiquement en acier inoxydable mais, en particulier pour les petits réservoirs haute pression aisément transportables, par exemple pour l'alimentation de pile à combustible, pour les laboratoires ou pour des gaz à usage médical, le corps de réservoir 1 est avantageusement réalisé en matériau composite, typiquement avec un chemisage ( liner ) en alliage d'aluminium renforcé par bobinage de fibres, par exemple de carbone, inséré dans une matrice polymère, par exemple époxyde. En variante, le chemisage peut être également un polymère, typiquement du type PERD, les fibres pouvant alors être en polyaramide ou en verre. Dans ce cas, les colliers 10 et 11, au lieu d'être collés sur le corps du réservoir, sont avantageusement partiellement emprisonnés par des fibres du bobinage du corps de réservoir 1. Ce type d'ensemble de stockage convient tout particulièrement pour le stockage, sous une pression supérieure à 200 bars, typiquement supérieure à 300 bars, d'hydrogène servant à l'alimentation de pile à combustible PEM embarquée ou semi-stationnaire. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Ensemble de stockage de gaz, comprenant un corps de réservoir oblong (1) ayant, à une première extrémité (2), un clapet de distribution (6) et comportant, au voisinage de la première extrémité, un premier collier (10) monté sur le corps (1) et comprenant des premiers moyens de connexion (12, 25) avec au moins une coiffe (20) venant, en configuration montée sur le corps, recouvrir le clapet de distribution (6). 2. Ensemble selon la revendication 1, comprenant, au voisinage de la deuxième extrémité du corps, un deuxième collier (11) monté sur le corps (1) et comportant des deuxièmes moyens de connexion (12) avec au moins la coiffe (20). 3. Ensemble selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la coiffe (20, 21) comporte une jupe (23) venant, en configuration de montage, coopérer en engagement avec le premier (10) ou le deuxième (11) collier. 4. Ensemble selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième moyens de connexion sont des moyens de connexion rapides déverrouillables. 5. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une première coiffe (20) ayant un fond sensiblement plat (26). 6. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une deuxième coiffe (21) comportant une tête de soutirage de gaz (30) coopérant, en configuration de montage sur la première extrémité (2) du corps de réservoir (1), avec le clapet (6). 7. Ensemble selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tête de soutirage (30) comprend un régulateur de pression (34). 8. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le corps de réservoir (1) est en matériau composite avec un chemisage. 9. Ensemble selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coiffe (20,21) est au moins partiellement en matériau plastique. 10. Ensemble selon l'une des revendications précédentes contenant de l'hydrogène sous pression.