FR2828265A1 - Procede de realisation d'un reservoir renfermant du gaz naturel comprime et reservoir ainsi obtenu - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé de fabrication d'un réservoir pour gaz naturel comprimé destiné à un véhicule automobile, du type comportant une enveloppe interne métallique 1 et une enveloppe extérieure 8 en matériau composite.On réalise l'enveloppe métallique 1 à partir d'acier inox comprenant un tronc cylindrique 2 et deux calottes hémisphériques 3 et 4 d'extrémité soudés entre eux et en ce qu'on réalise autour de ladite enveloppe interne une enveloppe externe 8 en matériau composite par un enroulement filamentaire. L'enveloppe interne 1 présente une épaisseur de l'ordre du mm. L'enroulement filamentaire est réalisé à partir d'un fil de carbone imprégné d'une résine du type époxy.Application aux réservoirs GNV pour véhicule.

Description

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Le secteur technique de la présente invention est celui des réservoirs destinés à contenir du gaz naturel comprimé pour équiper les véhicules automobiles.

Les véhicules fonctionnant au gaz se répandent de plus en plus dans le monde et on connaît des réservoirs renfermant du gaz de pétrole liquéfié (GPL) et des réservoirs contenant du gaz naturel comprimé (GNV). Le gaz de pétrole liquéfié est généralement à une pression de 30. 105 Pa et le gaz naturel est comprimé à une pression de l'ordre de 300. 105 Pa. Les technologies utilisées dans ces deux types de réservoirs ne sont pas les mêmes.

De nombreuses réalisations de réservoirs GNV ont été proposées. Ces réservoirs sont conçus pour résister à la pression très élevée et sont le plus souvent métalliques.

Ainsi, le brevet US-A-5443578 propose un réservoir métallique en acier. Il est bien connu que ces réservoirs bien que résistant à la pression sont très lourds, de l'ordre de 100 kg. Cette masse impose une étude d'implantation particulière sur le véhicule de grand tourisme car leur montage suppose un renforcement de la structure. Il réduit le nombre de passagers et la charge utile et il peut perturber le comportement routier du véhicule. Toutefois ce type de réservoir reste compétitif sur le plan du coût. Ce réservoir ne peut être utilisé que difficilement sur les véhicules de tourisme.

Le brevet W09851962 propose d'améliorer ce genre de réservoir en prévoyant un réservoir comprenant une enveloppe interne de résistance suffisante et une enveloppe externe en nid d'abeilles. Ce réservoir est pénalisant sur le plan de l'encombrement.

Le document DE-19935516 décrit un réservoir constitué d'une enveloppe interne métallique et d'une enveloppe externe en matériau renforcé par des fibres. La réalisation concrète de ce réservoir n'est pas précisée. On sait aussi que ce genre de réservoir peut être fabriqué à partir de liners en aluminium monoblocs obtenus par des procédés de fluotournage et/ou repoussage. C'est donc une technologie peu répandue et le réservoir fabriqué est d'un coût prohibitif.

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Le brevet W09412396 décrit un réservoir dont l'enveloppe interne est constituée d'un polymère et dont l'enveloppe externe est constituée par une matrice de fibres non métalliques imprégnées de résine thermodurcissable. Ce réservoir présente l'inconvénient de ne pas être complètement étanche et d'être d'un coût élevé mais l'avantage d'avoir une masse réduite.

Le but de la présente invention est de fournir un procédé permettant de réaliser un réservoir offrant un compromis entre la masse et le coût acceptable du point de vue économique sur un véhicule de grand tourisme.

L'invention a donc pour objet un procédé de fabrication d'un réservoir pour gaz naturel comprimé destiné à un véhicule automobile, du type comportant une enveloppe interne métallique et une enveloppe externe en matériau composite extérieur, caractérisé en ce qu'on réalise l'enveloppe métallique à partir de feuilles d'acier inox comprenant un tronc cylindrique et deux calottes hémisphériques d'extrémité soudés entre eux et en ce qu'on réalise l'enveloppe externe autour de ladite enveloppe interne en matériau composite par un enroulement filamentaire.

Selon une caractéristique de l'invention, l'enveloppe interne présente une épaisseur de l'ordre du mm.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'enroulement filamentaire est réalisé à partir d'un fil de carbone imprégné d'une résine du type époxy.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, on rapporte par soudage deux embouts filetés à la base des calottes hémisphériques.

Selon une autre caractéristique de l'invention, on utilise un fil de carbone de diamètre inférieur au mm.

L'invention concerne également un réservoir pour véhicule fonctionnant au gaz naturel comprimé, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon le procédé.

Avantageusement, le réservoir présente un diamètre interne de l'ordre de 350 mm et une longueur de 1400 mm.

Un tout premier avantage du procédé selon l'invention réside dans le fait que la fabrication du réservoir ne

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nécessite que la mise en oeuvre de technologies classiques de soudage et de pose de filament.

Un autre avantage réside dans le fait que le réservoir fabriqué peut être incorporé dans un véhicule sans modification particulière.

Autres avantages ?
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une coupe de l'enveloppe métallique, et - la figure 2 est une coupe du réservoir.

Sur la figure 1, on a représenté le liner 1 d'un réservoir, c'est-à-dire l'enveloppe métallique interne qui assure principalement l'étanchéité. Ce liner 1 comprend un tronc 2 de forme globalement cylindrique et deux calottes hémisphériques 3 et 4, ces trois éléments étant réalisés en acier inoxydable. Le tronc 2 est réalisé à partir d'une feuille d'acier inox d'une épaisseur de l'ordre du mm que l'on soude bord à bord longitudinalement. Les calottes 3 et 4 sont identiques et réalisées par emboutissage d'une feuille d'acier inox d'une épaisseur de l'ordre du mm. On soude ensuite les deux calottes 3 et 4 sur le tronc 2. Les calottes sont munies des embouts 5 et 6 qui peuvent être filetés. Ces embouts 5 et 6 permettent de fixer le liner 2 sur l'appareil de bobinage d'une part et d'intégrer le réservoir dans un véhicule. Un des embouts peut être creux pour communiquer avec l'intérieur du corps pour permettre le remplissage et l'alimentation du véhicule.

On voit donc tout l'intérêt d'un liner réalisé selon le procédé de l'invention. Il n'est fait appel qu'à des procédés de soudage et d'emboutissage classiques qui ne nécessitent aucune adaptation particulière de l'outil industriel. Ce liner procure un gain de masse et un volume utile plus important qu'un liner acier. Enfin, le coût de ce liner est très abordable.

Sur la figure 2, on a représenté un réservoir 7 constitué du liner 1 et d'une enveloppe externe 8. Cette enveloppe 8

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est réalisée comme expliqué antérieurement par bobinage d'un fil de carbone imprégné d'une résine, par exemple une résine époxy. L'opération de bobinage est en elle-même classique et il n'est pas nécessaire de la décrire en détail. Le réservoir 7 est fixé sur la machine de bobinage par l'intermédiaire des embouts et cette machine est programmée de manière classique pour réaliser un enroulement satisfaisant du fil sur le liner tant au niveau du corps 2 que des calottes 5 et 6. Le fil de carbone est un fil de type connu présentant des caractéristiques classiques dans'la réalisation d'enroulés filamentaires. Sur la figure, on voit que l'enveloppe 8 est intimement liée à l'enveloppe interne et prend appui sur les embouts. Une telle réalisation permet de garantir la tenue du réservoir à une pression interne de gaz comprimé à 200. 105 Pa. Le fil utilisé est préférentiellement en carbone mais on pourrait utiliser un fil d'une autre nature par exemple un fil métallique.

Le réservoir ainsi réalisé peut présenter un diamètre interne de l'ordre de 350 mm et une longueur de 1400 mm. Sa masse est de l'ordre de 40 Kg.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Procédé de fabrication d'un réservoir (7) pour gaz naturel comprimé destiné à un véhicule automobile, du type comportant une enveloppe interne (1) métallique et une enveloppe externe (8) en matériau composite, caractérisé en ce qu'on réalise l'enveloppe métallique (1) à partir de feuilles d'acier inox comprenant un tronc cylindrique (2) et deux calottes hémisphériques (3,4) d'extrémité soudés entre eux et en ce qu'on réalise l'enveloppe externe (8) autour de ladite enveloppe interne à d'aide d'un matériau composite par un enroulement filamentaire.

2. Procédé de fabrication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe interne présente une épaisseur de l'ordre du mm.

3. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enroulement filamentaire constituant l'enveloppe externe (8) est réalisée à partir d'un fil de carbone imprégné d'une résine du type époxy.

4. Procédé de fabrication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on rapporte par soudage deux embouts filetés (5,6) à la base des calottes hémisphériques.

5. Procédé de fabrication selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise un fil de carbone de diamètre inférieur au mm.

6. Réservoir pour véhicule fonctionnant au gaz naturel comprimé, caractérisé en ce qu'il est obtenu selon le procédé conforme à l'une des revendications précédentes.

7. Réservoir selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il présente un diamètre interne de l'ordre de 350 mm et une longueur de 1400 mm.