Brevet FR3035037A1 — publié le 20161021

La présente invention concerne un véhicule comprenant un réservoir de gaz carburant sous pression et une soupape de sécurité. L'invention concerne plus particulièrement un véhicule comprenant au mois deux roues et au moins un réservoir de gaz carburant inflammable sous pression muni d'un robinet comprenant un raccord de sortie, le robinet comprenant en outre une soupape de sécurité configurée pour libérer automatiquement le gaz contenu dans le réservoir au dessus d'un niveau de température ou de pression déterminé, dans lequel, l'orifice de sortie du gaz libéré par la soupape est orienté vers le bas sous le véhicule lorsque le véhicule a ses roues en contact avec le sol. L'invention concerne notamment les véhicules automobiles comprenant un ou plusieurs réservoirs de gaz sous pression inflammable tel que de l'hydrogène. L'invention s'applique aussi bien aux semi-remorques de transport de réservoirs de carburant qu'aux véhicules dont les réservoirs d'hydrogène alimentent classiquement un moteur électrique à pile à combustible. Pour des raisons de sécurité bien compréhensibles, ces réservoirs sous pression (par exemple jusqu'à 1000 bar) sont munis de soupapes de sécurité destinées à libérer le gaz en cas de surpression dans le réservoir ou de température excessive dans ou au niveau du réservoir. Le document US20100276024A1 décrit un véhicule dans lequel les soupapes des réservoirs de sécurités sont configurées pour libérer le gaz vers le sol de façon oblique. Ce dispositif peut cependant générer une libération d'un grand jet de gaz en cas d'accident créant une atmosphère potentiellement explosive. De plus, lorsque le gaz s'enflamme il peut provoquer une flamme très longue (plusieurs mètres lorsque le gaz est stocké à une pression de l'ordre de 700bar par exemple). Un but la présente invention est d'améliorer les conditions de sécurité d'un tel véhicule. Un but de la présente invention peut être de pallier tout ou partie des inconvénients de l'art antérieur relevés ci-dessus. A cette fin, le véhicule selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un organe d'allumage pour enflammer le gaz libéré par la soupape, ledit organe d'allumage étant disposé en amont de l'orifice de sortie. 3035037 2 Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'organe d'allumage comprend au moins l'un parmi : un bouchon inflammable en cas de rupture, un générateur d'étincelle par frottement activable 5 par la pression du gaz, - l'orifice de sortie du gaz libéré par la soupape est déporté par rapport à la soupape, c'est-à-dire que le véhicule comporte une conduite collectrice et de transfert du gaz comprenant une première extrémité amont reliée à la soupape et une seconde extrémité formant l'orifice de sortie, l'orifice de sortie étant éloigné de 10 la soupape d'une distance comprise entre 20cm et trois mètres, - la première extrémité amont de la conduite collectrice et de transfert englobe au moins une partie de la soupape, - la première extrémité amont de la conduite collectrice et de transfert englobe au moins une partie du robinet, 15 - la conduite collectrice et de transfert comprend une ouverture d'aspiration d'air extérieur située de façon adjacente à l'organe d'allumage, - la conduite collectrice et de transfert comprend au moins un déflecteur formant une chicane de modification du trajet du gaz, - le au moins un déflecteur est situé entre l'organe d'allumage et l'orifice de 20 sortie et/ou au niveau de l'orifice de sortie, - l'orifice de sortie est composé d'une multitude de trous discrets adjacents ayant des dimensions comprises entre 0,2 et 4mm, - le véhicule comporte un châssis et en ce que l'orifice de sortie débouche sous le châssis, 25 - lorsque les roues du véhicule reposent sur un sol horizontal, l'orifice de sortie est orienté de façon inclinée par rapport à un plan vertical, - le raccord de sortie du robinet est relié à un organe consommateur du gaz intégré au véhicule via un circuit d'alimentation. L'invention peut concerner également tout dispositif ou procédé alternatif 30 comprenant toute combinaison des caractéristiques ci-dessus ou ci-dessous. D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles : 3035037 3 - la figure 1 représente une vue de côté, schématique et partielle, illustrant un exemple de véhicule pouvant mettre en oeuvre l'invention, - la figure 2 représente une vue de côté, schématique et partielle, illustrant un détail du circuit de gaz du véhicule de la figure 1, 5 - la figure 3 représente une vue de côté, schématique et partielle, illustrant un détail d'un premier exemple de l'extrémité aval du circuit de gaz du véhicule de la figure 1, - les figures 4 et 5 représentent des vues de face, schématiques et partielles, du véhicule de la figure 1 illustrant respectivement deux exemples 10 d'orientation du gaz libéré par la soupape de sécurité, - les figures 6 et 7 représentent des vues de côté, schématiques et partielles, illustrant l'extrémité aval du circuit de gaz du véhicule de la figure 1 selon respectivement deux exemples de réalisation d'un dispositif d'allumage du gaz libéré par la soupape de sécurité. 15 Le véhicule 1 illustré schématiquement à la figure 1 est une automobile telle qu'une voiture munie de quatre roues 2. Le véhicule 1 comprend au moins un réservoir 3 de gaz carburant sous pression muni d'un robinet 4, par exemple de l'hydrogène stocké à une pression comprise entre 10 et 100bar. Le robinet 4 comprend classiquement un raccord de sortie. 20 Lorsque le véhicule 1 comprend un organe 6 consommateur du gaz (par exemple une pile à combustible), celle-ci est alimentée en gaz (hydrogène) provenant du réservoir 3 via un circuit 5 d'alimentation (cf. figure 2). Le robinet 4 comprend classiquement une soupape 7 de sécurité configurée pour libérer automatiquement le gaz contenu dans le réservoir 3 vers 25 l'extérieur lorsque la soupape 7 détecte un niveau de température déterminé et/ou un niveau de pression déterminé. Par soupape 7 de sécurité on désigne tout dispositif de décharge automatique ou commandé qui permet d'ouvrir une sortie d'évacuation de gaz stocké dans le réservoir lorsque la température dans, sur ou autour du réservoir 30 excède un seuil haut déterminée et/ou lorsque la pression dans le réservoir 3 excède un seuil déterminé. 3 0 3 5 0 3 7 4 Cette soupape 7 peut comporter par exemple au moins l'un parmi : un disque de rupture, un fusible thermique ou mécanique, vanne de décharge d'urgence ou tout autre dispositif approprié. L'orifice 9 de sortie du gaz libéré par la soupape 7 est orienté de préférence 5 vers le bas sous le châssis du véhicule lorsque le véhicule 1 a ses roues en contact avec le sol. Selon une particularité avantageuse, le véhicule 1 comprend, en amont de l'orifice 9 de sortie, un organe 8 d'allumage pour enflammer le gaz libéré par la soupape 7 (cf. figures 3, 6 et 7). 10 Ceci permet de brûler ces éventuels rejets de gaz sans générer une explosion. L'organe 8 d'allumage peut comprendre par exemple au moins l'un parmi : un bouchon inflammable en cas de rupture (cf. figure 8), un générateur d'étincelle par frottement activable par la pression du gaz (fonctionnant comme un allumeur 15 mécanique d'un briquet, cf. figure 7), ou tout autre dispositif approprié. Le dispositif d'allumage peut comprendre également les dispositifs décrits dans les documents FR2946122A, FR2951239A ou FR2963660A. Comme illustré aux figures 3, 6 et 7, la conduite 10 collectrice et de transfert peut comprend une ouverture 12 d'aspiration d'air extérieur située de 20 façon adjacente à l'organe 8 d'allumage, par exemple en aval de ce dernier (l'amont et l'aval sont désignés en référence au sens d'écoulement du gaz depuis le réservoir 3 vers l'orifice 9 de sortie). Cette ouverture permet d'apporter de l'air pour favoriser la l'inflammation du gaz carburant. Comme illustré aux figures, l'orifice 9 de sortie du gaz libéré par la soupape 25 7 est de préférence déporté par rapport à la soupape 7. C'est-à-dire que le véhicule 1 comporte une conduite 10 collectrice et de transfert du gaz comprenant une première extrémité amont reliée à la soupape 7 et une seconde extrémité formant l'orifice 9 de sortie. Par exemple, l'orifice de sortie 9 est éloigné de la soupape 7 d'une distance comprise entre 20cm et trois mètres. 30 La première extrémité amont de la conduite 10 collectrice et de transfert peut englober au moins une partie de la soupape 7 et éventuellement au moins une partie du robinet 4. C'est-à-dire que la première extrémité de la conduite 10 peut former un collecteur étanche qui récupère, en plus du gaz libéré en cas de 3035037 5 décharge de la soupape, les éventuelles fuites accidentelles observables en tête de bouteille au niveau de la soupape 7 et/ou au niveau du robinet 4. Selon une particularité avantageuse, la conduite 10 collectrice et de transfert peut comporter au moins un déflecteur 11 formant une chicane de 5 modification du trajet du gaz. Ce déflecteur 11 forme par exemple par des parois courbes permet ainsi de limiter les effets des flammes et peut orienter ces flammes selon une direction déterminée. Le déflecteur 11 est situé par exemple entre l'organe 8 d'allumage et l'orifice de sortie 9 et/ou au niveau de l'orifice 9 de sortie. 10 Comme illustré la figure 3, l'orifice de sortie 9 est peut être composé d'une multitude de trous discrets adjacents ayant des dimensions comprises par exemple entre 0,2 et 4mm. Chacun des trous de sortie peut être associé à une paroi déflectrice qui casse le flux de gaz en flamme (par exemple avec un angle, notamment un angle droit, pour le rabattre vers l'amont et/ou obliquement vers le 15 sol cf. figure 5). Ceci permet de diminuer les tailles de flammes et les risques en cas d'intervention, même lorsque le véhicule est retourné après un accident. Comme illustré également aux figures 3, 6 et 7, l'extrémité aval de la conduite 10 collectrice et de transfert peut être courbée, par exemple pour suivre 20 la courbure de l'extrémité supérieure d'un passage de roue (au dessus d'une roue 2). L'orifice 9 de sortie (unique ou multiple) peut déboucher sous le châssis 13 du véhicule, par exemple de façon inclinée par rapport à un plan vertical lorsque les roues 2 du véhicule reposent sur un sol horizontal. 25 REVENDICATIONS1. Véhicule (1) comprenant au mois deux roues (2) et au moins un réservoir de gaz carburant inflammable sous pression muni d'un robinet (4) comprenant un raccord de sortie, le robinet (4) comprenant en outre une soupape (7) de sécurité configurée pour libérer automatiquement le gaz contenu dans le réservoir (3) au dessus d'un niveau de température ou de pression déterminé, dans lequel, l'orifice (9) de sortie du gaz libéré par la soupape (7) est orienté vers le bas sous le véhicule lorsque le véhicule (1) a ses roues en contact avec le sol, caractérisé en ce qu'il comporte un organe (8) d'allumage pour enflammer le gaz libéré par la soupape (7), ledit organe d'allumage étant disposé en amont de l'orifice (9) de sortie. 2. Véhicule selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe (8) d'allumage comprend au moins l'un parmi : un bouchon inflammable en cas de rupture, un générateur d'étincelle par frottement activable par la pression du gaz. 3. Véhicule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'orifice (9) de sortie du gaz libéré par la soupape (7) est déporté par rapport à la soupape (7), c'est-à-dire que le véhicule (1) comporte une conduite (10) collectrice et de transfert du gaz comprenant une première extrémité amont reliée à la soupape (7) et une seconde extrémité formant l'orifice (9) de sortie, l'orifice de sortie (9) étant éloigné de la soupape d'une distance comprise entre 20cm et trois mètres. 4. Véhicule selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première extrémité amont de la conduite (10) collectrice et de transfert englobe au moins une partie de la soupape (7). 5. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la première extrémité amont de la conduite (10) collectrice et de transfert englobe au moins une partie du robinet (4). 6. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la conduite (10) collectrice et de transfert comprend une ouverture (12) d'aspiration d'air extérieur située de façon adjacente à l'organe (8) d'allumage. 3035037 7 7. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la conduite (10) collectrice et de transfert comprend au moins un déflecteur (11) formant une chicane de modification du trajet du gaz. 5 8. Véhicule selon la revendication 7, caractérisé en ce que le au moins un déflecteur (11) est situé entre l'organe (8) d'allumage et l'orifice de sortie (9) et/ou au niveau de l'orifice (9) de sortie. 9. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'orifice de sortie (9) est composé d'une multitude de 10 trous discrets adjacents ayant des dimensions comprises entre 0,2 et 4mm. 10. Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le véhicule comporte un châssis et en ce que l'orifice de sortie (9) débouche sous le châssis. 11.Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, 15 caractérisé en ce que, lorsque les roues (2) du véhicule reposent sur un sol horizontal, l'orifice de sortie (9) est orienté de façon inclinée par rapport à un plan vertical. 12.Véhicule selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le raccord de sortie du robinet est relié à un organe (6) 20 consommateur du gaz intégré au véhicule via un circuit (5) d'alimentation.