FR2877650A1 - Dispositif de ventilation de reservoir - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de ventilation de réservoir permettant de contrôler les échanges gazeux entre le réservoir et l'extérieur cle celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de ventilation (300) permettant de limiter la pression/dépression et un moyen (400), compris entre le réservoir (100) et ledit élément de ventilation (300), adapté pour laisser passer les gaz et arrêter le liquide contenu dans le réservoir (100).
Description
La présente invention concerne un dispositif de ventilation de réservoir.
La présente invention s'applique en particulier à un réservoir de fluide pouvant contenir un liquide de type carburant ou additif pour un objectif de stockage ou encore pour un véhicule automobile. En particulier, la présente invention s'applique à la fourniture, sur ure chaîne de montage de véhicule automobile, d'un réservoir de carburant ou d'additif rempli.
La présente invention n'est pas limitative et décrit donc un 10 dispositif applicable à d'autres domaines.
L'homme de l'art connaît de nombreux dispositifs de ventilation de réservoir.
Ces dispositifs comportent au moins un élément de ventilation, situé entre le réservoir et le milieu extérieur, permettant de limiter la pression/dépression au sein du réservoir. En particulier, cet élément de ventilation peut être soit un clapet de pression/dépression, soit un canister.
Dans le cas de l'utilisation d'un clapet de pression/dépression, ces dispositifs ont pour objectif de laisser passer vers l'extérieur les gaz émanant du réservoir pour éviter toute surpression au sein du réservoir, surpression pouvant s'avérer dangereuse. Le cas échéant, ces dispositifs peuvent également laisser passer des gaz vers l'intérieur du réservoir afin d'éviter une dépression trop importante au sein de celui-ci.
Dans le cas de l'utilisation d'un canister, un élément contenu dans le canister, par exemple du charbon actif, retient les gaz s'échappant du réservoir en cas de surpression. Les gaz ainsi retenus ne sont donc pas mis à l'extérieur. En cas de dépression, de l'air extérieur entre dans le réservoir et permet cle libérer les gaz retenus qui sort alors réinjectés dans le réservoir.
Ce type de dispositif présente cependant plusieurs inconvénients.
En effet, lorsque l'élément de ventilation s'ouvre pour laisser les gaz émanant du réservoir s'échapper vers le milieu extérieur, le liquide luimême contenu dans le réservoir peut également s'échapper.
De plus, la mise en contact direct du liquide contenu dans le réservoir avec l'élément de ventilation est néfaste.
Dans le cas où l'élément de ventilation est un clapet de pression/dépression et en raison d'une étanchéité imparfaite au niveau du clapet, le liquide mis en contact direct avec celui-ci peut sécher et coller au clapet pour finir par perturber le fonctionnement du clapet: le clapet ne peut alors plus jouer sa fonction de contrôle de la pression.
Ce problème est particulièrement rencontré dans le cas où le liquide contenu dans le réservoir est un additif. Cet additif est en effet dilué dans un solvant pour qu'il soit: sous forme liquide. Or, avec une mise en contact à l'air extérieur, le solvant qui imbibe le clapet peut s'évaporer et laisser l'additif proprement dit prendre une forme solidifiée au niveau de la prise d'air, c'est-à-dire au niveau du clapet. Ce problème se rencontre également lors du transport, de la manutention ou tout simplement du remplissage de réservoirs.
Dans le cas où l'élément de ventilation est un canister, celui-ci peut être imbibé de liquide, ce qui perturbe son fonctionnement.
Il apparaît donc que ce type de dispositif doit être amélioré.
Ce but est atteint dans le cadre de la présente invention grâce à un dispositif de ventilation de réservoir permettant de contrôler les échanges gazeux entre le réservoir et l'extérieur de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de ventilation permettant de limiter la pression/dépression et un moyen, compris entre le réservoir et ledit élément de ventilation, adapté pour laisser passer les gaz et arrêter le liquide contenu dans le réservoir.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture détaillée qui va suivre et où : Fig.1 présente un schéma d'un dispositif de ventilation selon l'art antérieur.
Fig.2 présente un schéma d'un dispositif de ventilation conforme à la présente invention.
Fig.3 présente un schéma en vue de coupe conforme à la présente invention selon un premier mode de réalisation.
Fig.4a présente un schéma en vue de coupe d'une pipette munie d'un dispositif conforme à la présente invention selon un deuxième mode de réalisation.
Fig.4b présente un schéma en vue de dessous d'une pipette munie d'un dispositif conforme à la présente invention selon ce 10 deuxième mode de réalisation.
Fig.5a présente un schéma d'implantation en perspective d'un système de ventilation conforme à la présente invention selon une variante préférée de réalisation.
Fig.5b présente un schéma en vue de coupe d'un corps de clapet 15 conforme au système de ventilation cle la Fig.5a.
Dans toute la description des figures 1 à 5b, l'élément de ventilation considéré correspond à un clapet de pression/dépression.
La figure 1 montre un dispositif de ventilation 200 d'un réservoir 100 de fluide selon l'art antérieur. Dans la variante présentée, le 2C) dispositif de ventilation est constitué d'un seul clapet de pression/dépression placé sur l'enveloppe 110 du réservoir. Les clapets ne sont pas le plus souvent en contact direct avec l'enveloppe 110 du réservoir 100. Ils peuvent être éloignés de celle-ci en étant placés, par exemple, sur un tuyau reliant les clapets au réservoir. On peut également rencontrer un réservoir 100 muni de plusieurs orifices de ventilation sur son enveloppe 110, lesdits orifices étant liés à autant de tuyaux se rejoignant en une jonction en aval de laquelle se trouve le clapet de pression/dépression 300.
La figure 2 montre un dispositif de ventilation 200 d'un réservoir 100 de fluide conforme à la présente invention. Dans la variante présentée, le dispositif de ventilation est constitué d'un seul clapet 300 de pression/dépression et d'un moyen 400 associé au clapet et intercalé entre ledit clapet 300 et le volume interne du réservoir 100. Selon une autre variante, et de manière analogue à l'art antérieur, il peut y avoir plusieurs orifices de ventilation du réservoir desquels partent autant de tuyaux se rejoignant en un point de jonction en aval duquel est placé un seul clapet de pression/dépression 300 associé à un moyen 400.
Le moyen 400 permet de laisser passer vers l'extérieur les gaz émanant du réservoir, ou inversement de laisser passer les gaz vers l'intérieur du réservoir, tout en arrêtant le liquide. Ainsi, le liquide contenu dans le réservoir ne peut plus s'échapper lors de l'ouverture du clapet 300. De plus, le clapet 300 qui laisse lui aussi passer les gaz vers l'extérieur ne peut pas être mouillé par le liquide contenu dans le réservoir 100. Tout problème de collage du clapet ou de colmatage de l'ouverture au niveau du clapet est ainsi évité. Le moyen 400, susceptible d'être en contact direct avec le liquide contenu dans le réservoir 100 ne rencontre quant à lui pas les problèmes de collage et de colmatage du clapet 300 du fait de la présence même du clapet 300. En effet, le clapet 300 maintient une atmosphère saturée de vapeur autour du moyen 400, tant entre le réservoir 100 et le moyen 400 qu'entre le moyen 400 et le clapet 300.
Le moyen 400 comporte préférentiellement une membrane semi-perméable. On entend ici par membrane semi-perméable une membrane permettant le passage de gaz en arrêtant tout liquide. Selon une variante, la membrane semiperméable est une membrane poreuse constituée d'une multitude de pores.
La figure 3, schéma en vue de coupe conforme à la présente 25 invention, présente plus précisémert le moyen 400 selon un premier mode de réalisation. Celui-ci comporte une membrane semi-perméable 410 globalement plane et un support 420 globalement plan, la membrane semi-perméable 410 étant collée ou soudée au support 420.
Ce support 420 comprend lui-même différentes parties assurant 3C) des fonctions distinctes.
Il comprend notamment des perçages 421, disposés en regard de la membrane 410, pour laisser passer les gaz issus du réservoir, ayant traversé la membrane et se dirigeant vers le clapet de pression/dépression (lequel n'est pas représenté). Ces perçages 42:1, multiples, permettent également d'éviter toute concentration de contraintes (du fait de la pression) en un endroit précis de la membrane: tout fléchissement, déchirure, décollage ou dessoudage de la membrane semi-perméable 410 est ainsi évité.
Ce support 420 permet également d'assurer un maintien en position de l'ensemble support 420 et membrane semi-perméable 410 vis-à-vis d'un élément d'appui 500, le support 420 étant soudé sur l'élément d'appui 500 par sa périphérie 422. Les protubérances 423, solidaires de la face interne du support 420, facilitent le calage de l'ensemble support 420 et membrane semi-perméable 410 vis-à-vis de l'élément d'appui 500.
L'élément d'appui 500 peut être soit directement lié au réservoir 100 soit relié au réservoir 100 par l'intermédiaire d'un élément de liaison qui est préférentiellement un tuyau. Le cas échéant, les protubérances 423 facilitent la mise en place de l'élément de liaison entre l'élément d'appui 500 et le réservoir 100.
Le schéma de la figure 3 est représenté avec un angle d'inclinaison I par rapport à l'horizontale. On entend ici par l'horizontale le plan défini par la surface libre du liquide contenu dans le réservoir 100 lorsque le réservoir, de stockage ou monté sur un véhicule automobile, se situe dans une position nominale. Cet angle I facilite l'égouttement du liquide présent sur la membrane semi-perméable 410 de sorte que le fonctionnement normal de la membrane semi-perméable soit assuré. La soudure du support 420 sur l'élément d'appui 500 ainsi que les protubérances 423 permettent un maintien assurant le bon fonctionnement du dispositif.
D'une manière avantageuse, on peut placer le clapet de pression/dépression 300 (non représenté sur la Fig. 3) au plus près du 30 support 420 et/ou de la membrane semi-perméable 413.
Les formes générales du support 420 et par suite de l'élément_ d'appui 500 sont adaptées à la forme de la membrane semi-perméable 410. Les perçages 421 effectués dans le support 420 définissent des orifices dont la forme peut être variée et dont la quantité n'est pas limitée. La forme des perçages peut notamment être sensiblement rectangulaire ou sensiblement circulaire.
Les figures 4a et 4b présentent plus précisément le moyen 400 selon un deuxième mode de réalisai:ion de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, le moyen 400, intégré à une pipette 600, est constitué d'une membrane semi-perméable 410 globalement plane et de nervures 640, 650, 660 et 670, la membrane semi-perméable 410 étant collée ou soudée aux nervures.
La pipette 600 ainsi constituée joue un rôle de support de la membrane 410 analogue au rôle joué par le support 420 décrit sur la figure 3.
Sur la figure 4a est représenté une pipette 600 comportant les nervures 640 et 660 (les seules visibles en vue de coupe), et munie d'une membrane semi-perméable 410. Selon le mode de réalisation présenté ici, la pipette 600 comprenant la membrane semi-perméable 410 vient s'appuyer directement sur l'enveloppe 110 du réservoir 100. Le clapet de pression/dépression, disposé au-delà de l'embout 610 de la pipette 600, n'est pas représenté sur cette figure 4a.
L'inclinaison I de la membrane semi-perméable 410 par rapport à l'horizontale (l'horizontale est définie plus haut) correspond à un mode de positionnement préféré qui a l'avantage de faciliter l'égouttement dj liquide se trouvant sur la membrane semi-perméable 410. L'évacuation rapide des projections liquides facilite en effet le bon fonctionnement du dispositif. Il n'est cependant pas exclu d'envisager une membrane semiperméable 410 disposée sans inclinaison, c'est-à-dire de façon sensiblement parallèle à l'horizontale (telle que définie plus haut).
La pipette 600 comporte des saillies 620 qui sont soudées soit sur une paroi 110 du réservoir 100 ou le cas échéant sur l'élément de 3() liaison reliant la pipette 600 au réservoir 100. Ces soudures assurent l'étanchéité entre le réservoir 100 et la pipette 600 ou le cas échéant entre le réservoir 100 et l'élément de liaison reliant la pipette 600 au réservoir 100.
Cette pipette 600 comporte également une zone d'appui 630 sur laquelle la membrane semi-perméable 410 est soudée sur sa périphérie. Cette zone d'appui 630 est de forme annulaire comme on peut le voir sur la figure 4b et assure une fonction d'étanchéité.
Sur la figure 4b, on visualise mieux l'existence de nervures (643, 650, 660, 670) sur la pipette 600. Ces nervures font saillie par rapport à l'orifice 680 et servent de support à la membrane semi-perméable 410 de sorte que celle-ci ne puisse pas être aspirée en son centre vers l'orifice 680 lors, par exemple, d'une ouverture du clapet cle pression/dépression (non représenté). La déformation de la membrane semi- perméable 410 qui en résulterait pourrait en effet conduire à sa dégradation, voire à sa destruction.
Les passages générés entre les nervures (640, 650, 660, 670) de la pipette 600, assurent la même fonction que les perçages 421 du 15 support 420 décrit sur la figure 3.
Sur cette figure 4b, quatre nervures (640, 650, 660, 670) sont représentées et sont disposées en forme de croix. On peut cependant envisager une quantité différente de nervures et/ou une disposition différente permettant d'assurer efficacement la fonction de support de la membrane semi-perméable 410.
Il est cependant tout à fait envisageable que la membrane semi-perméable 410 ne soit pas installée au sein même de la pipette 600, mais dans un élément de liaison, tuyau ou corps de clapet, reliant la pipette 600 au clapet de pression/dépression. La figure 5a et la figure 5b précisent dans ce cas le schéma d'implantation du dispositif de ventilation, qui représente un mode d'implantation préféré de l'invention.
La figure 5a représente un réservoir 100, son enveloppe 110 sur laquelle est disposée une pipette 600. La pipette est reliée à une extrémité d'un tuyau 700, l'autre extrémité du tuyau 700 est reliée à un corps de clapet 800.
Le corps de clapet 800 décrite sur la figure 5b comprend un clapet de pression/dépression 300 et un moyen 400 qui permet de laisser passer vers l'extérieur les gaz émanant du réservoir, ou inversement de laisser passer les gaz vers l'intérieur du réservoir, tout en arrêtant le liquide. Dans ce mode de réalisation, le moyen 400 est toujours situé entre le réservoir 100 et le clapet de pression/dépression 300. Le moyen 400 peut en particulier être mis en oeuvre selon le montage décrit sur la figure 3. Ce corps de clapet 800 permet également une fixation étanche du tuyau 700. Le tuyau 700 et le corps de clapet 800 forment des éléments de liaison entre le réservoir 100 et le clapet de pression/dépression 300.
Le descriptif ci-dessus s'appuie sur le cas particulier où l'élément de ventilation 300 est un clapet de pression/dépression, cependant pour certaines applications, notamment dans le cas d'un réservoir d'essence, l'élément de ventilation 300 du dispositif de ventilation de réservoir est un canister.
En particulier, pour un réservoir à essence, il existe le plus souvent plusieurs orifices de ventilation à la surface du réservoir. Le réservoir comprend des valves de retournement (plus connues sous l'abréviation ROV selon le terme anglo-saxon Roll Over Valve ) qui se ferment et obstruent les différents orifices en cas de retournement du réservoir mais aussi lors du passage d'une vague sur la surface libre du liquide. Ce dispositif de valves de retournement peut s'avérer défaillant et laisser passer de l'essence: le canister est alors imbibé d'essence et s'avère inopérant le temps que l'essence sous forme liquide, et contenue dans le canister, s'évapore. Pour cette application, il est donc intéressant d'intercaler un moyen 400 comprenant une membrane semi- perméable entre les orifices du réservoir et le canister, le moyen 400 est alors mis en place selon un mode de réalisation adapté. La suppression des valves de retournement peut également être envisagée, leur fonction est dans ce cas intégralement assurée par le moyen 400 comprenant une membrane semi-perméable. Dans tous les cas, le canister est protégé par la membrane semi-perméable.
Une autre application particulière concerne les réservoirs d'essence américains. Le dispositif de ventilation associé à ces réservoirs comprend un gros canister de façon à ce que tous les gaz émanant clu réservoir soient intégralement adsorbés par le canister, notamment lors d'un remplissage de réservoir qui génère une quantité importante cle gaz. Le dispositif de ventilation comprend également un clapet à flotteur (plus connu sous l'abréviation FLVV selon le terme anglo-saxon Fill Limit Vent Valve ) qui, lors d'un remplissage du réservoir, permet cle déclencher le pistolet et donc d'amorcer le remplissage du réservoir. Cependant, le déplacement du clapet à flotteur peut projeter de l'essence sur le canister et perturber son fonctionnement normal.
L'introduction d'un moyen 400 comprenant une membrane semi-perméable est en mesure d'éviter tout dysfonctionnement du canister. Le canister est donc protégé par la membrane semi-perméable.
Quel que soit le mode de réalisation, la membrane semi-perméable 410 peut être réalisée en matière chimiquement apolaire, dans le cas où le fluide contenu dans le réservoir 100 est de nature polaire ou inversement c'està-dire que la membrane semi-perméable 410 peut être réalisée en matière polaire si le fluide contenu dans le réservoir 100 est de nature apolaire. La membrane semi-perméable 410 peut en particulier être réalisée en matériau oléophobe. Ce type de membrane est connu et commercialisé, notamment sous les marques Temish et Goretex .
La forme de la membrane semi-perméable 410 est préférentiellement sensiblement circulaire mais tout autre forme peut être envisagée.
On a évoqué précédemment la possibilité d'incliner la membrane 410 par rapport à l'horizontale. Dans ce contexte l'inclinaison peut couvrir la gamme de 0 à 90 par rapport à l'horizontale, une inclinaison à la verticale, ou proche de celle-ci, lorsque les conditions d'implantation le permettent, étant considérée comme préférentielle, pour permettre un égouttement optimal de la membrane 410.
Claims (20)
1. Dispositif de ventilation de réservoir permettant cle contrôler les échanges gazeux entre le réservoir et l'extérieur de celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend un élément de ventilation (300) permettant de limiter la pression/dépression et un moyen (400), compris entre le réservoir (100) et ledit élément de ventilation (300), adapté pour laisser passer les gaz et arrêter le liquide contenu dans le réservoir (100).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen (400) situé entre le réservoir (100) et l'élément de ventilation (300) est disposé de façon inclinée par rapport à l'horizontale.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que e 1:5 moyen (400) situé entre le réservoir (100) et l'élément de ventilation (300) est orienté sensiblement verticalement pour permettre un bon égouttement.
4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (400) situé entre le réservoir (100) et l'élément de ventilation (300) comprend une membrane semi-perméable (410).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le moyen (400) situé entre le réservoir (100) et l'élément de ventilation (300) comprend un support (420, 600) sur lequel la membrane semi- perméable (410) est disposée.
6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (420) est muni de perçages (421) disposés en regard de la membrane semiperméable (410), lesdits perçages formant des orifices permettant de laisser passer les gaz à travers le moyen (400).
7. Dispositif selon la revendication 5, caract' risé en ce que le support (600) situé entre le réservoir (100) et le clapet de pression/dépression (300) comprend des nervures (640, 650, 660, 670) sur lesquelles la membrane semi-perméable (410) est disposée.
8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (400) comprend un matériau chimiquement apolaire et le liquide contenu dans le réservoir est de nature polaire.
9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (400) comprend un matériau chimiquement polaire et le liquide contenu dans le réservoir est de nature apolaire.
10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (400) comprend un matériau oléophobe.
11. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen (400) est de forme sensiblement circulaire.
12. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, 15 caractérisé en ce que le moyen (400) est placé sur l'enveloppe (110) du réservoir (100).
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le moyen (400) est placé sur un élément de liaison lié au réservoir (100).
14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'élément de liaison est un tuyau (700).
15. Dispositif selon l'une de:s revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'élément de ventilation (300) est un clapet de pression/dépression.
16. Dispositif selon l'une des revendications) à 14, caractérise en ce que l'élément de ventilation (300) est un canister.
17. Réservoir équipé d'un dispositif de ventilation conforme à l'une des revendications précédentes,
18. Réservoir selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il 30 contient du carburant.
19. Réservoir selon la revendication 16, caractérisé en ce qu'il contient un additif.
20. Utilisation du réservoir équipé d'un dispositif de ventilation conforme à l'une des revendications précédentes sur un véhicule automobile.
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