Brevet FR3087245A1 — publié le 20200417

DISPOSITIF ANTI-COLLAPSE POUR RESERVOIR DE STOCKAGE DE GAZ SOUS PRESSION Domaine de l'invention La présente invention se rapporte au domaine des réservoirs de stockage de gaz sous pression. La présente invention se rapporte plus particulièrement au domaine des ) 0 réservoirs de stockage de gaz sous pression comportant une enveloppe définissant un volume de stockage de gaz ouverte à au moins une de ses extrémités, comprenant une ou plusieurs embase(s) ainsi qu'une paroi d'étanchéité interne souple, ci-après désignée par le terme anglais , On connaît également dans l'état de la technique le brevet français N° FR 3 015 629 Bi (STELIA AEROSPACE COMPOSITES), qui se rapporte à un réservoir destiné au stockage de milieux liquides ou gazeux sous pression. L'invention décrite dans ce brevet français de l'état de la technique concerne plus particulièrement un réservoir destiné au stockage de milieux liquides ou gazeux sous pression, comprenant une enveloppe intérieure définissant une chambre de stockage, ladite enveloppe intérieure comprenant une ouverture, une embase placée au niveau de ladite ouverture pour assurer la connexion intérieur/extérieur dudit réservoir et une enveloppe de renforcement mécanique entourant au moins ladite enveloppe intérieure. Selon cette invention de l'état de la technique, - ladite embase comprend une première portion d'embase solidaire uniquement de ladite enveloppe intérieure et une deuxième portion d'embase solidaire uniquement de ladite enveloppe de renforcement mécanique, lesdites première et deuxième portions d'embase étant distinctes et non liées entre elles, - l'espace séparant lesdites portions d'embase formant un évent assurant l'évacuation des gaz ayant traversé la paroi de l'enveloppe intérieure. 5 Exposé de l'invention La présente invention entend remédier aux inconvénients del'art antérieur en proposant un dispositif anti-collapse pour réservoir de stockage de gaz sous pression, ledit réservoir étant constitué d'un enroulement filamentaire de 10 renforcement et d'une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses extrémités comportant une embase ouverte, une embase fermée et un liner polymère, permettant le remplissage, le stockage et la vidange rapide d'un gaz sous pression sans déformation permanente du liner et bénéficiant des avantages des liners polymères précédemment cités de l'état de la technique. 15 On entend par vidange rapide une vidange pouvant aller jusqu'à 2 kg ils de gaz. La présente invention constitue une variante parti fièrement simple à mettre en oeuvre. 20 A cet effet, la présente invention concerne, dans son acception la plus générale, un dispositif anti-collapse pour réservoir de stockage de gaz sous pression, ledit réservoir étant défini par une partie supérieure et une partie inférieure, ledit réservoir comportant un enroulement filamentaire de renforcement et une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses 25 extrémités, définissant un volume de stockage de gaz sous pression, constituée d'une embase ouverte en partie supérieure du réservoir, un liner, ledit réservoir comportant en outre une structure résistante en matériau composite, ledit dispositif anti-collapse comportant au moins un évent permettant l'évacuation du gaz piégé entre l'enveloppe et la structure résistante en matériau composite, ledit 30 évent étant distinct de l'embase ouverte. 5 Selon un mode de réalisation, l'évent se situe en partie inférieure du réservoir. Selon un mode de réalisation, l'évent se situe dans une embase fermée ou bien est une embase fermée. 5 Le chemin privilégié d'évacuation du gaz piégé est obtenu lors du déplacement du liner sous l'effet de la pression externe localement appliquée par ce gaz (communément appelé « blistering » en anglais). Ce déplacement a pour effet de générer un passage entre l'enveloppe étanche et la structure résistante jusqu'à 10 l'évent ou au réseau d'évents aménagé sur l'embase fermée permettant l'évacuation du gaz piégé. Ainsi, le dispositif selon la présente invention permet d'obtenir un réservoir présentant un enroulement filamentaire de renforcement et une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses extrémités comprenant deux embases et un liner 15 polymère, permettant le remplissage, le stockage et la vidange rapide d'un gaz sous pression sans déformation permanente du liner et bénéficiant des avantages des liners polymères soit une masse réduite et une tenue à la fatigue améliorée. Selon un mode de réalisation, ledit liner est constitué de matériaux polymères. 20 Selon un mode de réalisation, l'interface entre la surface externe du liner et la structure résistante en matériau composite n'est pas collée. Selon un mode de réalisation, l'interface entre la surface externe du liner et la 25 structure résistante en matériau composite permet la circulation des gaz piégés entre la surface externe du liner et la structure résistante en matériau composite. Selon une variante, ladite structure résistante en matériau composite est liée cinématiquement avec l'embase ouverte et avec l'embase fermée. 30 6 Avantageusement, la zone des embases en contact avec ladite structure résistante en matériau composite possède des fonctions de blocage en rotation et en translation. 5 Selon un mode de réalisation, l'enveloppe est formée du liner et de l'embase ouverte, ces deux constituants pouvant être assemblés par collage, par soudage, par liaison mécanique ou toute autre liaison permettant l'étanchéité au gaz stocké. 10 Selon un mode de réalisation, l'embase fermée est positionnée saris liaison mécanique, uniquement par contact avec le liner. La présente invention se rapporte également à un réservoir comportant un dispositif conforme au dispositif évoqué ci-dessus. 1 C. La présente invention se rapporte également à un véhicule, terrestre ou maritime, comportant un tel réservoir, à un équipement stationnaire comportant un tel réservoir, et à un aéronef comportant un tel réservoir. Brève description des dessins On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ci-après à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux Figures dans lesquelles 25 - Les Figures 1A et 16 représentent des vues d'ensemble d'un réservoir selon l'état de la technique ; - Les Figures 2A et 26 illustrent un détail sur la liaison collée entre l'enveloppe et la structure résistante pour un réservoir selon l'état de la technique ; 30 - La Figure 3 représente un réservoir avec système d'évacuation du gaz piégé, dans un mode de réalisation de la présente invention ; et - Les Figures 4A et 4B illustrent un réservoir avec système d'évacuation du gaz piégé, dans un mode de réalisation de la présente invention. 5 Description détaillée de modes de réalisation de l'invention La présente invention concerne un dispositif 100 anti-collapse pour réservoir 110 de stockage de gaz sous pression. 10 La présente invention se rapporte plus particulièrement à. un dispositif 100 anti-collapse pour réservoir 110 de stockage de gaz sous pression, ledit réservoir étant défini par une partie supérieure et une partie inférieure, ledit réservoir 110 comportant un enroulement filarnentaire de renforcement et une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses extrémités, définissant un volume de 15 stockage de gaz sous pression, constituée d'une embase 111 ouverte en partie supérieure du réservoir, un liner 113, ledit réservoir 110 comportant en outre une structure résistante 114 en matériau composite, ledit dispositif 100 anti-collapse comportant au moins un évent 116 permettant l'évacuation du gaz piégé entre l'enveloppe et la structure 114 résistante en matériau composite, ledit évent 116 20 étant distinct de l'ernba.se 111 ouverte. Dans le cadre de la présente invention, le réservoir 110 comporte un enroulement filamentaire de renforcement et une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses extrémités, définissant un volume de stockage de gaz sous 25 pression, constituée d'une embase 111 ouverte ainsi que d'un liner 113 qui, dans un mode de réalisation, est en polymère, et est conçu de manière à ce qu'il existe un espace entre tout ou une partie de la surface externe de l'enveloppe et tout ou une partie de la surface interne de la structure résistante 114, et qu'il existe un chemin privilégié d'évacuation du gaz piégé dans l'espace entre l'enveloppe 30 et la structure résistante 114. Dans un mode de réalisation, l'évent 116 se situe en partie inférieure du réseivoir. Il peut se situer par exemple à un niveau correspondant à 30 0/ du réservoir. Ledit évent 116 est de préférence situé à l'opposé de l'embase 111 ouverte. Dans un mode de réalisation, lèvent 116 se situe dans une embase 112 5 fermée ou bien est une embase 112 fermée. Le chemin privilégié d'évacuation du gaz est intégré dans la conception de l'embase 112 fermée. 10 Le dispositif selon la présente invention s'applique plus particulièrement des réservoirs ayant une pression de service comprise entre 300 et 1500 bars. La Figure 3 représente un réservoir 110 avec système d'évacuation du gaz piégé, dans un mode de réalisation de la présente invention. On observe sur la Figure 3 un réservoir 110 comportant une embase 112 fermée, un liner 113, une structure résistante 114 et un évent 116 pour l'évacuation du gaz piégé. 20 Dans un mode de réalisation, l'enveloppe étanche est formée du liner 113 polymère et de l'embase 111 ouverte, ces deux constituants pouvant être assemblés par collage, par soudage, par liaison mécanique ou toute autre liaison permettant l'étanchéité au gaz stocké. L'embase 112 fermée est positionnée sans liaison mécanique, uniquement par contact avec le liner 113 polymère. 25 L'embase fermée intègre un ou plusieurs évents 116 permettant l'évacuation du gaz piégé entre l'enveloppe et la structure composite. La structure résistante est réalisée de telle sorte qu'elle soit liée cinématiquernent avec les deux embases, 111 ouverte et 112 fermée. Pour cela 30 la zone des embases 111 et 112 en contact avec la structure résistante 114 intègre les fonctions de blocage en rotation et en translation. L'interface entre la surface externe du liner 113 polymère et la structure résistante 114 n'est pas collée. Le chemin privilégié d'évacuation du gaz piégé est obtenu lors du déplacement du liner 113 sous l'effet de la pression externe localement appliquée par ce gaz (blistering). Ce déplacement a pour effet de 5 générer un passage entre l'enveloppe étanche et la structure résistante 114 jusqu'à l'évent 116 ou au réseau d'évents 116 aménagé sur l'embase 112 fermée permettant l'évacuation du gaz piégé. Les Figures 4A et 4B illustrent un réservoir 110 avec système d'évacuation -LCJ du gaz piégé, dans un mode de réalisation de la présente invention. On observe sur la Figure 4A un réservoir 110 en phase de stockage et de remplissage, dans lequel le chemin d'évacuation 120 est fermé sous l'effet de la pression interne. On observe sur la Figure 4B un réservoir 110 en phase de vidange, dans 15 lequel le chemin d'évacuation 121 est ouvert par l'effet du gaz piégé à l'extérieur de l'enveloppe d'étanchéité. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention REVENDICATIONS1. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression, ledit réservoir étant défini par une partie supérieure et une partie inférieure, ledit réservoir (110) comportant un enroulement filarnentaire de renforcement et une enveloppe étanche ouverte à au moins une de ses extrémités, définissant un volume de stockage de gaz sous pression, constituée d'une embase (111) ouverte en partie supérieure du réservoir, un liner (113), ledit réservoir (110) comportant en outre une structure résistante (114) en matériau composite, ledit dispositif (100) anti-collapse étant caractérisé ce qu'il comporte 10 au moins un évent (116) permettant l'évacuation du gaz piégé entre l'enveloppe et la structure (114) résistante en matériau composite, ledit évent (116) étant distinct de l'embase (111) ouverte. 2. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'évent (116) 15 se situe en partie inférieure du réservoir. 3. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'évent (116) se situe dans une embase (112) fermée ou bien est une embase (112) fermée. 20 4. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit liner (113) est constitué de polymère. 5. Dispositif (100) anti-collapse, pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'interface 25 entre la surface externe du liner (113) et la structure (114) résistante en matériau composite permet la circulation des gaz piégés entre la surface externe du liner (113) et la structure (114) résistante en matériau composite. 6. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite structure 11 structure (114) résistante en matériau composite est liée cinématiquement avec l'embase (111) ouverte et avec l'embase (112) fermée. 7. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la zone des embases (111, 112) en contact avec ladite structure (114) résistante en matériau composite possède des fonctions de blocage en rotation et en translation. 8. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est formée du liner (113) et de l'embase (111) ouverte, ces deux constituants pouvant être assemblés par collage, par soudage, par liaison mécanique ou toute autre liaison permettant l'étanchéité au gaz stocké. 9. Dispositif (100) anti-collapse pour réservoir (110) de stockage de gaz sous pression selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'embase (112) fermée est positionnée sans liaison mécanique, uniquement par contact avec le liner (113). 10. Réservoir comportant un dispositif selon l'une des revendications précédentes. 11. Véhicule, terrestre ou maritime, comportant un réservoir selon la revendication 8. 12. Equipement stationnaire comportant un réservoir selon la revendication 8. 13. Aéronef comportant un réservoir selon la revendication 8.