ガス充填および分配装置、この装置を備えた容器、および作動回路

专利摘要:
この発明は、本体、ガスタッピング回路、および安全バルブを有するガス充填および分配装置に関する。本体は、加圧されたガス貯蔵タンクの開口部内に配置される。ガスタッピング回路は、タンクの内側に接続された第１の上流端とガスユーザーへ接続された第２の下流端との間を延び、第１の分離バルブを有する。安全バルブは、少なくとも１つの予め決められたしきい値と比較して、タンク内のガスの温度および／或いは圧力に基づいて、タンクから放出領域へ向かうガスの流通をブロック或いは選択的に開くためのタンク圧力に晒される。安全バルブの放出領域は、第１の分離バルブから上流に配置されていることを特徴とする。
公开号:JP2011512498A
申请号:JP2010546380
申请日:2009-02-09
公开日:2011-04-21
发明作者:ピソ、フィリップ；モレッティ、アレッサンドロ
申请人:レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード；
IPC主号:F17C13-12

专利说明:

[0024] 図１は、この発明によるガス充填および分配装置の１つの可能な実施例を示す概略斜視図である。
図２は、この発明によるガス充填および分配装置の１つの可能な限定されない実施例の構造および動作を示す概略図である。
図３は、この発明によるガス充填および分配装置の１つの可能な限定されない実施例の構造および動作を示す概略図である。
図４は、この発明によるガス充填および分配装置の１つの可能な限定されない実施例の構造および動作を示す概略図である。
図５は、図１のガス充填および分配装置を第１の面で切断した縦断面図である。
図６は、貯蔵器に搭載された第２の面で切断された（図５の線Ａ−Ａによって具体的に表現された）図１のガス充填および分配装置の縦断面図である。
図７は、図１および図５のガス充填および分配装置を第１の面で切断した（図５の線Ｂ−Ｂによって具体的に表現された）横断面図である。
図８は、図１および図５のガス充填および分配装置を第２の面で切断した（図５の線Ｃ−Ｃによって具体的に表現された）横断面図である。
図９は、ユーザー部品へ連結された図１、２、および５から９のガス充填および分配装置の部分縦断面図である。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８ 図９
[0025] この発明は、全く限定されない適用例を示す図１から図９を参照して、以下に説明される。特に、この発明は、他のいかなるタイプの装置やバルブにも適用されることができる。この発明は、国際特許２００７／０４８９５４Ａ１号公報、或いは国際特許２００７／０４８９５７号公報に開示された装置に対して特に適用される。] 図１ 図９
[0026] ガス充填および分配装置は、長方形の本体１を有し、その下端が、好ましくは部分的に、貯蔵器内に差し込まれる。この装置は、特に、ガス圧力解放部分（圧力調節器５０）、および貯蔵器の首部内へ固定する（図１、５、および６）ための結合領域１０１（ねじが切られた、或いは同様のもの）を備えている。この装置の上端は、ヘッド１１１を形成する。このヘッド１１１は、例えば、貯蔵器の外側で、特に、安全解放弁５５、ガス充填／回収オリフィス３０１、および接続部材２０１を有する。これら安全解放弁５５、ガス充填／回収オリフィス３０１、および接続部材２０１は、ユーザーシステム（図１では図示されていない）に属する補完的な接続部材と共同して働くように仕向けられる。] 図１
[0027] 図５に示すように、この装置は、下流から上流方向に（すなわち外部オリフィス３０１から貯蔵器に向けて）、第１バルブ１６０、第２分離バルブ６０、および圧力調節器５０を有する回収回路２０を有する。] 図５
[0028] もちろん、この装置は、他の部材を有するが、ここでは簡潔のため説明を省略する。特に、この装置１の内部の詳細な配置（調節器、フィルター、バルブ）ついては、一例として、全く限定されることなく、国際特許２００７０４８９５７号公報を参照される。]
[0029] 図２は、この発明による１つの可能な構造を概略的に示す。上述した回収回路２０は、上流から下流方向に、フィルター１２０、逆止弁２２０、調節器５０、第２分離バルブ６０、および第１分離バルブ１６０（第１分離バルブ１６０は、好ましくは、ユーザーシステム４０の充填／回収タッピングと共同で働くように仕向けられたぴったりした接続手段へ接続される）を有する。装置１は、好ましくは回収回路２０と別個の充填パイプ２４０を有する。この充填回路２４０は、バルブ１４０を有し、例えばフィルター１２０の上流に接続された一端、および第１バルブ１６０の上流に接続された他端を有する。] 図２
[0030] 装置１は、さらに、一方で貯蔵器３０の内側（フィルター１２０の上流）へ接続され、且つ他方で第１バルブ１６０の上流へ接続されたパイプ１５５内に配置された安全解放バルブ５５を有する。]
[0031] 従って、安全解放バルブ５５によって排出されたいかなるガスも、第１バルブ１６０によって外部から分離された低圧チャンバー内へ指向される。そして、これにより、危険で／燃え易いガスの外部への放出を避け、外部燃焼の危険性を減少する。安全解放バルブ５５によって放出されたガスは、むしろ、制御されたやり方で、出口オリフィス３０１（このオリフィスは、回収のため、および好ましくは充填のためにも使用される）を介して、外部へ放出される。例えば、この排出ガスは、この装置に接続されたユーザー部材が第１バルブ１６０を開いたとき（例えば、この目的のために設けられたシステムを介して）、このユーザー部材によって排出される。これは、特に水素ガスを含む燃料を使用する適用の場合（車など）、安全性の観点から、特に効果的である。]
[0032] 図５〜図９は、１つの限定されない実施例の詳細を図示している。] 図５ 図６ 図７ 図８ 図９
[0033] 貯蔵器３０内に収容されたガスＧは、ノズル３７を有するパイプ１５５（図７および８参照）を介して、装置の本体へ流入し、安全解放バルブ５５機構の部分を形成する移動ピストン６の領域内で放射状に広がる。] 図７
[0034] ピストン６は、エンドストップの方向のガスの圧力に晒される。エンドストップは、例えばスズおよび／或いはビスマスおよび／或いは鉛で形成された共融合金などの可融性の材料で形成された要素８、および多孔プラグ９を有する。]
[0035] 図示のように、ピストン６は、好ましくは差動タイプであり、すなわち、その表面領域の部分だけがガスの圧力に晒され、可融性の要素８へ伝達される力を制限する。もちろん、ピストン６および可融性要素８のいかなる他のタイプの配置および外形が想像される。]
[0036] ガスは、環状溝２５５（図８参照）内でピストン６の周りに現れる。通常の状況下で、ガスは、それぞれ非変形リング１１、１３に関連する一対のＯリングシール１０、１２によって、この溝２５５へ閉じ込められて残る。シール１０、１２、および非変形リング１１、１３は、ピストン６によって運ばれてピストン６の長手方向に離間される。可融性材料側に位置した第１シール１２は、好ましくは、第２シール１０より大きなサイズを有する。この第２シール１０は、ガスがそこから逃げることを防止することにより、外側へ向かう密閉を与える。第１シール１２は、装置の本体の内部回路に関する密閉を与える。より詳細には、第１シール１２は、回収回路２０の２つのバルブ６０、１６０の間にある低圧チャンバーに連結する第２溝８０にガスが届くことを防止する（図示された実施例において、ピストン６は、回収回路２０の長手方向と実質的に直交する方向にスライドする）。ピストン６は、可融性要素８側に、第３シール１４および非変形リングアッセンブリを有する。] 図８
[0037] それゆえに、第２バルブ６０の下流側にあるこの低圧チャンバーは、第２バルブ６０が開かれたとき、調節器５０によって拡張されたガスも受ける（例えば、ユーザーシステムの一部を形成するディップ部材を介して、図９参照）。] 図９
[0038] 図６に示すように、この低圧チャンバーは、第１バルブ１６０を介して、外部から分離される。第１バルブ１６０は、平行移動が可能で戻しバネ２２の作用を受けるシャッター３３から成り立っている。戻しバネ２２は、出口オリフィス３０１が閉塞される位置に向けてシャッター３３を戻す。このバルブ１６０のために必要とされる全てのシールは、それぞれ非変形リング２７、１２７、２８、および１２８と関連するＯリングシール２４、２５、２６、および１２６によって機能を与えられる。これらシール／リング対［２４；２７］、［２５；１２７］、［２６；２８］、および［１２６；１２８］のそれぞれは、カニューレ２３の溝内に配置される。上記カニューレ２３は、固定部材４０１（図１参照）によって装置１の本体へ接続されるカバー４を介して、装置１の本体の内部に収容配置される。上記シール／リング対［２６；２８］、および［１２６；１２８］は、カニューレ２３に形成された放射状の複数の孔２３１の両側で、カニューレ２３の外部円筒面上に配置され、装置１の本体とカニューレ２３との間の充填パイプ２４０のシールされた連続性を確保する。上記シール／リング対［２５；１２７］、および［２４；２７］は、カニューレ２３に形成された放射状の複数の孔２３１の両側で、カニューレ２３の内部円筒面上に配置され、貯蔵器充填ツール（接続された場合）とカニューレ２３との間の充填パイプ２４０のシールされた連続性を確保する。或いは、シール／リング対［２４；２７］の場合、シャッター３３（オリフィス３０１が閉塞される位置へバネ２２によって戻された場合）とカニューレ２３との間のガスのための第２バリアを形成する。] 図１ 図６
[0039] 安全解放バルブ５５が動くと（圧力および／或いは温度がしきい値を超えると）、可融性要素８は、ピストン６によって伝えられた力に耐えることができずにわきに移動する。この結果、ガスの圧力の作用に基づいて、ピストン６は、可融性要素８によって開かれた体積に向けて移動する。そして、ピストン６の第１シール１２が、第２溝８０に入り、内部回路に関するシールを取り去る。そして、パイプ１５５からのガスＧは、この溝８０への流入を許容され、第１バルブ１６０の上流の低圧チャンバ−へ流れる。]
[0040] このピストン６は、第２シール１０が第１溝２５５に入ることを防止するように寸法が決められており、ピストン６の他端における密閉状態を維持する。]
[0041] 装置１がユーザーシステムに接続されていない場合、シール２４および移動シャッター３３は、ガスが外部へ逃げることを防止する。これに対し、装置がユーザーシステムに接続されると、スピンドル４４が、装置のオリフィス３０１へ入る。このスピンドル４４は、例えば、低圧チャンバにその端部が連絡する放射状の複数のオリフィス１４４を有する。そして、ガスは、例えば、スピンドル４４内に形成された中央溝を介して通過する。シール２４は、スピンドル４４に接してシールする。]
[0042] 図９は、ユーザーシステム４０へ接続された装置１を示す。装置１のオリフィス３０１内にフィットされたスピンドル４４は、Ｏリング／非変形リング対［２４；２７］に接してシールされる。スピンドル４４の端部は、移動シャッター３３の端部に接触し、戻りバネ２２の力に打ち勝って、移動シャッター３３を第２バルブ６０の方向へ移動させるように付勢する。このスピンドル４４は、安定してはっきりした２つの位置を有する。第１の安定した位置において、スピンドル４４は、第２バルブ６０を開くことなく（調節器５０から拡散されたガスがユーザーシステムへ運ばれないで）、移動シャッター３３を移動させる。また、第２の位置において、スピンドル４４は、移動シャッター３３を動かして、第２バルブ６０を開く（調節器５０から拡散されたガスがユーザーシステムへ運ばれる）。装置１がユーザーシステム４０へ接続されると直ぐに、スピンドル４４が上述した２つの安定した位置のいずれを占めていても、パイプ１５５を通して安全解放バルブ５５から低圧チャンバ内へ到達するガスのいかなる流れも、放射状の複数のオリフィス１４４およびスピンドル４４の中央溝を介して外部へ排出される。] 図９
[0043] 図３は、貯蔵器３０／装置１アッセンブリと安全機構９５０を有するユーザー４０回路１００との間の接続を概略的に示す。] 図３
[0044] 貯蔵器から逃げた高圧ガス（過熱或いは異常の場合には低圧チャンバー内に収容される）は、ユーザー部材４０が第１バルブ１６０を開いたとき、ユーザー回路１００によって管理される。この高圧排出ガスは、安全解放バルブ９５０へ放出されることができる。この安全解放バルブ９５０は、放出シャフト或いは同様のもののおかげで、流体を知られた制御された領域（特に、回路１００が車両の一部を構成する場合）内の大気中に導く。]
[0045] ユーザー部材が第２バルブ６０を開くと、拡げられたガスが、ユーザー回路１０へ入ることが許容される。]
[0046] 従って、放出されたいかなるガス（高められた圧力或いは異常なほどの高温の場合には）も、充填のためおよび可能であれば回収のためにも使用されるオリフィス３０１（好ましくは単一のオリフィス）を介して出る。]
[0047] 従って、ガスは、過圧の場合には、充填／回収／放出のための１つのおよび同じオリフィス３０１を使用する。このことは、貯蔵器への単一の接続を許容し、それゆえ、ユーザーのための動作を簡単にする。従って、貯蔵器内の過圧の場合に放出されるガスは、このオリフィスを介して、ユーザー回路１００に向けて、すなわち安全領域に向けて、収集されることができる。この特徴は、ガスが水素のような危険なガスである場合に特に効果的である。]
[0048] もちろん、この発明は、図５から図９の例示的な実施例に限定されるものではなく、図２および図３の構造にも限定されない。従って、例えば、図４は、装置が１つの分離バルブ６０だけを有する変形例を示している。この場合、安全解放バルブ５５によって放出されたいかなるガスも、調節器５５とバルブ６０との間に指向されることができる。] 図２ 図３ 図４ 図５ 図９
[0049] もちろん、他のタイプの配置（安全解放バルブ５５の放出領域が図２の２つのバルブ６０、１６０の上流にある）を想像することが可能である。] 図２
[0050] 同様に、この発明は、圧力調節器５０を有していないガス充填および分配装置へ適用可能である。]

权利要求:

請求項1
加圧されたガス貯蔵容器（３０）のオリフィス内へ配置された本体と、上記容器（３０）の内側へ接続された上流第１端とガスのユーザー（４０）へ接続された下流第２端との間を走るガス回収回路（２０）と、を有し、上記回収回路（２０）が第１分離バルブ（１６０）を有し、装置の動作異常の場合にのみガスを放出ゾーンへ選択的に放出するように上記容器（３０）内の圧力に晒される安全解放バルブ（５５）をさらに有し（安全解放バルブ（５５）がしきい値を超える温度および／或いは圧力に晒される）、上記安全解放バルブが、少なくとも１つの決められたしきい値に関する上記容器内のガスの温度および／或いは圧力に従って、上記容器から放出ゾーンへのガスの流路を選択的に閉じ或いは開き、上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）の上記放出ゾーンが上記第１分離バルブ（１６０）の上流にあることを特徴とするガス充填および分配装置。
請求項2
上記回収回路（２０）は、上流から下流端へ並んで配置された、圧力調節器（５０）、低圧チャンバー（７０）、および上記第１分離バルブ（１６０）を有し、上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）の上記放出ゾーンが上記圧力調節器（５０）の下流に配置されていることを特徴とする請求項１に記載された充填装置。
請求項3
上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）は、上記第１分離バルブ（１６０）の上流に接続された下流端、および貯蔵器に搭載された位置にあるとき該貯蔵器（３０）の内側に接続された上流端を有するパイプ（１５５）内に配置されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
請求項4
上記ガス回収回路（２０）は、第２分離バルブ（６０）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の装置。
請求項5
上記第２分離バルブ（６０）は、上記圧力調節器（５０）と上記第１分離バルブ（１６０）との間に配置されていることを特徴とする請求項４および２に記載の装置。
請求項6
上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）の上記放出ゾーンは、第１（１６０）および第２（６０）分離バルブの間に配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
請求項7
上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）は、可融性要素（８）が動作されないとき上記放出ゾーンへの流路を閉塞する位置と上記可融性要素（８）が動作されたとき上記放出ゾーンへの流路を開く位置との間で選択的に移動することができる部材（６、１０、１２）に対して突き出す可融性要素（８）を有することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装置。
請求項8
上記安全解放バルブ（５５、８、６、１０、１２）の上記移動部材（６、１０、１２）は、当該装置の上記本体内で平行移動可能なピストン（６）および上記本体内に形成されたシートと共同して働くことができるシール（１０、１２）のシステムを有することを特徴とする請求項７に記載の装置。
請求項9
放出ゾーンへの上記ガスの上記流路は、溝（８０）を有し、上記放出ゾーンへの上記流路が閉じられおよび開かれた位置が、上記溝（８０）に関するシール（１０、１２）の上記システムの位置によって決められることを特徴とする請求項８に記載の装置。
請求項10
上記安全解放バルブ（５５）の上記移動部材（６、１０、１２）は、作動面領域の決められた小部分だけが上記貯蔵器（３０）内の圧力に晒される差動タイプのピストン（６）を有し、このピストンから上記可融性要素（８）へ伝えられる力を決められた値に制限することを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の装置。
請求項11
上記安全解放バルブ（５０）は、当該装置が通常の動作状況にあるとき（上記安全解放バルブが上記しきい値以下の温度および／或いは圧力に晒されたとき）、上記放出ゾーンへの上記ガスの上記流路を閉塞することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の装置。
請求項12
上記安全解放バルブ（５５）は、ＰＲＤ（圧力解放装置）タイプのバルブを有することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
請求項13
上記安全解放バルブ（５５）は、温度に対する感度が高く衝撃に対する感度が高い要素を有し、過度の温度或いは過度の衝撃が与えられた場合に上記流路を開くことを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の装置。
請求項14
請求項１から１３のいずれかに記載されたガス充填および分配装置（１）をその中に配置したオリフィスを有することを特徴とする加圧ガス容器。
請求項15
加圧されたガスおよび請求項１４に記載された加圧ガス容器を使用するための回路（１００）を有するアッセンブリであって、上記容器は、上記ガス充填および分配装置を介してユーザー回路へ選択的に接続可能であり、上記回路（１００）は、加圧された排出ガスを大気へ或いは決められた安全ゾーンへ排出可能な高圧安全解放バルブを形成する機構（９５０）を有する。