FR2905773A1 - Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter - Google Patents

Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter Download PDF

Info

Publication number
FR2905773A1
FR2905773A1 FR0653637A FR0653637A FR2905773A1 FR 2905773 A1 FR2905773 A1 FR 2905773A1 FR 0653637 A FR0653637 A FR 0653637A FR 0653637 A FR0653637 A FR 0653637A FR 2905773 A1 FR2905773 A1 FR 2905773A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
orifice
membrane
open
gas
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
FR0653637A
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean Yves Thonnelier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Original Assignee
Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Liquide SA, LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude filed Critical Air Liquide SA
Priority to FR0653637A priority Critical patent/FR2905773A1/en
Publication of FR2905773A1 publication Critical patent/FR2905773A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00Control of fluid pressure
    • G05D16/20Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
    • G05D16/2006Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
    • G05D16/2013Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means
    • G05D16/2026Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means
    • G05D16/204Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using throttling means as controlling means with a plurality of throttling means the plurality of throttling means being arranged in parallel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The regulator has a high pressure part (11) receiving high pressure gas, which is introduced in a low pressure part (12) where gas spreads, through an orifice (14). The orifice has a surface lesser or equal to a specific millimeter. A membrane (16) has a pusher (22) to open or hide the orifice in a manner that the orifice is totally closed or totally open. The membrane is retained by a part which serves as a stop to the pusher. An independent claim is also included for a method for regulating gas.

Description

REGULATEUR DE PRESSION ET PROCEDE DE REGULATION DE PRESSION DE GAZ LaPRESSURE REGULATOR AND GAS PRESSURE REGULATION METHOD The

présente invention concerne un régulateur de pression et un procédé de régulation de pression de gaz. Elle concerne également l'utilisation d'un tel régulateur et/ou la mise en oeuvre dudit procédé. Ce type de régulateur ou de procédé sont notamment adaptés à alimenter une installation en gaz à pression déterminée, notamment à basse pression, à partir d'un réservoir, par exemple une bouteille, où du gaz est stocké à plus haute pression, notamment à haute pression. Dans le cadre de l'invention, on considère qu'un gaz est à haute pression quand sa pression est comprise, typiquement, entre 10 et 1000 bar et à basse pression quand sa pression est inférieure à 5 bars. Des régulateurs de pression sont très couramment utilisés tant dans le domaine médical qu'industriel. Des régulateurs de pression connus sont notamment appelés "détendeurs" et permettent d'abaisser la pression d'un gaz à une pression stabilisée. On note que la pression de détente doit être maintenue constante pour une gamme de débits donnés, même si la pression de la source de gaz varie, comme c'est le cas pour une bouteille. The present invention relates to a pressure regulator and a method for regulating gas pressure. It also relates to the use of such a regulator and / or the implementation of said method. This type of regulator or process is in particular suitable for supplying an installation with gas at determined pressure, in particular at low pressure, from a reservoir, for example a bottle, where gas is stored at higher pressure, in particular at high pressure. pressure. In the context of the invention, it is considered that a gas is at high pressure when its pressure is typically between 10 and 1000 bar and at low pressure when its pressure is less than 5 bars. Pressure regulators are very commonly used in both the medical and industrial fields. Known pressure regulators are in particular called “pressure reducing valves” and make it possible to lower the pressure of a gas to a stabilized pressure. It should be noted that the expansion pressure must be kept constant for a range of given flow rates, even if the pressure of the gas source varies, as is the case for a cylinder.

Les détendeurs usuels sont constitués d'une partie haute pression et d'une partie basse pression en communication par un orifice dont l'ouverture est plus ou moins grande en fonction du positionnement d'un clapet, généralement actionné par une vis de réglage de la pression de sortie. La vis de pression de sortie est par exemple reliée au clapet par l'intermédiaire d'un ressort de détente qui agit sur une membrane solidaire du clapet, ledit clapet étant équipé d'un ressort de rappel. The usual regulators consist of a high pressure part and a low pressure part in communication by an orifice whose opening is more or less large depending on the positioning of a valve, generally actuated by an adjustment screw of the valve. outlet pressure. The outlet pressure screw is for example connected to the valve via an expansion spring which acts on a diaphragm integral with the valve, said valve being equipped with a return spring.

2905773 2 De tels détendeurs sont également mis en oeuvre avec un principe de double détente afin de limiter les variations de la pression de sortie en fonction de la pression d'entrée et du débit désiré. De tels détendeurs sont par 5 exemple commercialisés par la société Air Liquide sous la référence HBS. Ces détendeurs, bien que très largement utilisés présentent les inconvénients suivants : - pour obtenir une stabilité du débit de gaz souhaité 10 il est nécessaire de réaliser de tels détendeurs pneumatiques avec des usinages très précis, notamment les usinages de sièges et des clapets ; il convient également de dimensionner et de choisir les matériaux des membranes et des ressorts avec beaucoup de précaution afin de limiter 15 la dérive de leurs propriétés dans le temps. Il en résulte que les installations susceptibles de fournir un débit de gaz avec une excellente stabilité sont volumineuses et onéreuses. En outre, quand de forts débits et des hautes pressions de gaz sont souhaités, il convient d'augmenter 20 encore le dimensionnement de tels dispositifs afin de résister aux efforts de pression mis en jeu, ce qui conduit à augmenter encore le volume et le poids de ces dispositifs. - des vérifications et révisions de ces dispositifs 25 sont régulièrement nécessaires pour s'assurer que la stabilité requise du débit de gaz peut être atteinte, entraînant ainsi des interruptions de service non désirées. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients ci-dessus.Such regulators are also implemented with a principle of double expansion in order to limit the variations in the outlet pressure as a function of the inlet pressure and the desired flow rate. Such regulators are for example marketed by the company Air Liquide under the reference HBS. These regulators, although very widely used, have the following drawbacks: to obtain stability of the desired gas flow rate, it is necessary to produce such pneumatic regulators with very precise machining, in particular the machining of seats and valves; it is also advisable to dimension and to choose the materials of the membranes and the springs with great care in order to limit the drift of their properties over time. As a result, the installations capable of supplying a gas flow rate with excellent stability are bulky and expensive. In addition, when high flow rates and high gas pressures are desired, the dimensioning of such devices should be further increased in order to withstand the pressure forces involved, which leads to further increase in volume and weight. of these devices. - Regular checks and revisions of these devices are required to ensure that the required stability of gas flow can be achieved, thus causing unwanted service interruptions. The aim of the present invention is to remedy the above drawbacks.

30 Par conséquent, l'invention a pour but de proposer un régulateur de pression permettant une stabilité améliorée de débit de gaz basse pression. Le but est atteint grâce à un régulateur de pression 2905773 3 de gaz comprenant une partie haute pression et une partie basse pression en communication par un orifice où ledit orifice a une surface inférieure ou égale au millimètre carré, soit 10-6 m2 et où une partie de membrane dotée de 5 moyens d'actionnement permet d'occulter ou d'ouvrir ledit orifice de manière à ce que l'orifice est, soit totalement fermé, soit totalement ouvert. L'utilisation d'un orifice de petite taille et l'ouverture ou l'occultation complète de l'orifice par 10 l'intermédiaire d'une membrane permettent de contrôler très précisément la quantité de gaz qui traverse l'orifice quand la membrane l'ouvre. On peut ainsi définir des impulsions maîtrisées de quantité de gaz qui, quand elles sont répétées, permettent d'alimenter une installation en gaz.Therefore, it is the object of the invention to provide a pressure regulator allowing improved stability of low pressure gas flow rate. The goal is achieved thanks to a gas pressure regulator 2905773 3 comprising a high pressure part and a low pressure part in communication by an orifice where said orifice has an area less than or equal to a square millimeter, i.e. 10-6 m2 and where a membrane part provided with 5 actuating means makes it possible to hide or open said orifice so that the orifice is either totally closed or totally open. The use of a small orifice and the complete opening or concealment of the orifice by means of a membrane allows very precise control of the quantity of gas which passes through the orifice when the membrane l 'opens. It is thus possible to define controlled pulses of a quantity of gas which, when they are repeated, make it possible to supply a gas installation.

15 Selon un mode de réalisation, ledit régulateur comprend une pluralité d'orifices dont la surface est inférieure au millimètre carré, où chaque orifice est occulté ou ouvert grâce à au moins une partie de membrane actionnée de manière individuelle, soit à l'état totalement 20 fermé, soit à l'état totalement ouvert. Le nombre d'orifices peut être de l'ordre de la dizaine, voire de la centaine et plus. La section de chacun des orifices peut être identique ou différente. Chaque partie de membrane en regard d'un orifice agit comme un élément 25 obturateur indépendant. Il est ainsi possible de démultiplier les impulsions maîtrisées de quantité de gaz et d'obtenir une vaste plage de débit de gaz qui peut être stabilisé de manière remarquable. En outre, la faible taille des orifices permet de 30 limiter les efforts nécessaires à l'obturation. On peut ainsi utiliser des moyens d'actionnement de faible puissance. Selon un mode de réalisation, un dispositif de 2905773 4 commande générant un signal de commande est associé audit régulateur pour actionner de manière individuelle chaque partie de membrane en regard d'un orifice. On peut ainsi réguler de manière très précise le débit 5 de gaz sortant. Le signal de commande peut être calculé par une unité de calcul intégrée ou extérieure en fonction de paramètres donnés. Avantageusement le signal de commande relatif à l'actionnement de chaque partie de membrane est calculé et appliqué sensiblement simultanément.According to one embodiment, said regulator comprises a plurality of orifices the area of which is less than one square millimeter, where each orifice is concealed or open by virtue of at least one part of the membrane actuated individually, or in the fully-fledged state. 20 closed, or in the fully open state. The number of orifices can be of the order of ten, or even of a hundred or more. The section of each of the orifices may be identical or different. Each diaphragm part facing an orifice acts as an independent shutter element. It is thus possible to multiply the controlled pulses of quantity of gas and to obtain a wide range of gas flow which can be stabilized in a remarkable manner. In addition, the small size of the orifices makes it possible to limit the forces required for sealing. It is thus possible to use low power actuation means. According to one embodiment, a control device generating a control signal is associated with said regulator to individually actuate each part of the membrane facing an orifice. It is thus possible to regulate very precisely the flow rate of the outgoing gas. The control signal can be calculated by an integrated or external calculation unit according to given parameters. Advantageously, the control signal relating to the actuation of each part of the membrane is calculated and applied substantially simultaneously.

10 Selon un mode de réalisation, les orifices ont une surface inférieure ou égale à 10-8 m2, voire de l'ordre de 10-9 m2. Selon un mode de réalisation, au moins une partie de membrane peut être mise en contact direct avec les bords 15 d'un orifice. Selon un mode de réalisation, au moins une partie de membrane agit sur une pièce, notamment un poussoir, qui peut être mise en contact direct avec les bords d'un orifice.According to one embodiment, the orifices have a surface area less than or equal to 10-8 m2, or even of the order of 10-9 m2. According to one embodiment, at least a part of the membrane can be brought into direct contact with the edges 15 of an orifice. According to one embodiment, at least a part of the membrane acts on a part, in particular a pusher, which can be brought into direct contact with the edges of an orifice.

20 Il est donc possible soit d'occulter un ou des orifices par application directe d'une partie d'une membrane, soit par l'intermédiaire d'une pièce que déplace une partie d'une membrane. Selon un mode de réalisation, au moins une partie de 25 membrane est métallique. Ladite membrane métallique peut être ondulée. Selon un mode de réalisation, au moins une partie de membrane est actionnée par l'intermédiaire d'un poussoir à l'aide d'un micromoteur, notamment un microsystème 30 électromécanique ou piézoélectrique. Il est également possible d'envisager des orifices de taille d'ordre nanométrique et d'utiliser des nanomoteurs pour actionner les membranes associées à chaque orifice.It is therefore possible either to conceal one or more orifices by direct application of a part of a membrane, or by means of a part which a part of a membrane moves. According to one embodiment, at least part of the membrane is metallic. Said metallic membrane may be corrugated. According to one embodiment, at least part of the membrane is actuated by means of a pusher using a micromotor, in particular an electromechanical or piezoelectric microsystem. It is also possible to envision orifices of nanometric order and to use nanomotors to actuate the membranes associated with each orifice.

2905773 5 L'invention concerne également un procédé de régulation d'un gaz comprenant les étapes suivantes : a) Alimentation en gaz haute pression d'une partie haute pression comprenant un orifice dont la surface est 5 inférieure ou égale au millimètre carré et mettant la partie haute pression en communication avec une partie basse pression, b) Actionnement par des moyens d'actionnement d'une partie de membrane pour occulter totalement ou ouvrir 10 totalement ledit orifice, c) Détente du gaz dans la partie basse pression après que la membrane ait permis l'ouverture dudit orifice. Selon un mode de réalisation dudit procédé, les étapes a), b), c), sont mises en oeuvre en relation avec une 15 pluralité d'orifices dont la surface est inférieure ou égale au millimètre carré et une pluralité de moyens d'actionnement d'une pluralité de parties de membrane. Selon ce dernier mode de réalisation, chaque moyen d'actionnement peut recevoir une information binaire 20 permettant soit d'occulter totalement un orifice soit de l'ouvrir totalement, par l'intermédiaire d'une partie de membrane. L'invention vise également l'utilisation d'un des modes de réalisation du régulateur de pression de gaz ou de 25 la mise en oeuvre d'un des modes de réalisation du procédé dans une chaîne de distribution de gaz où le débit de gaz issu de la partie basse pression est régulé par un dispositif PID en fonction de paramètres choisis seuls ou en combinaison dans la liste comprenant la consigne de 30 pression basse, un débit mesuré, une température ou, d'une façon générale, tout autre signal d'appel d'une quantité de gaz, comme par exemple un appel de courant sur une pile à combustible, qui déclenchera à son tour l'appel du débit 2905773 6 nécessaire d'hydrogène. L'invention vise également l'utilisation d'un des modes de réalisation du régulateur de pression de gaz ou de la mise en oeuvre d'un des modes de réalisation du procédé 5 pour alimenter en hydrogène une pile à combustible. L'application à l'alimentation d'une pile à combustible en hydrogène est particulièrement avantageuse car la pression aval de gaz souhaitée est connue, stable et peu différente de la pression atmosphérique. Le débit 10 maximum souhaité est en relation avec la puissance de la pile, et par exemple de l'ordre de 1 Nm3/h pour une puissance électrique de 1,3 kW.h, suivant les performances de pile à combustible actuellement en service. L'invention sera détaillée ci-après à l'aide 15 d'exemples non limitatifs illustrés par les figures suivantes . - Figure 1 coupe schématique d'un régulateur de pression selon l'invention ; - Figure 2 coupe schématique d'un moyen 20 d'actionnement de la membrane ; - Figure 3 : coupe schématique d'un autre mode de réalisation d'un régulateur de pression selon l'invention ; - Figure 4 coupe schématique d'un mode de réalisation de la membrane ; 25 - Figure 5 coupe schématique d'un régulateur de pression comprenant une pluralité d'orifices ; - Figure 6 représentation schématique de la variation du débit d'hydrogène en fonction de la pression pour un mode de réalisation selon l'invention.The invention also relates to a method for regulating a gas comprising the following steps: a) Supplying high pressure gas to a high pressure part comprising an orifice the area of which is less than or equal to one square millimeter and placing the high pressure part in communication with a low pressure part, b) Actuation by means of actuation of a part of the membrane to completely conceal or completely open said orifice, c) Expansion of the gas in the low pressure part after the membrane allowed the opening of said orifice. According to one embodiment of said method, steps a), b), c) are carried out in relation to a plurality of orifices the area of which is less than or equal to one square millimeter and a plurality of actuating means. of a plurality of membrane parts. According to this last embodiment, each actuating means can receive binary information 20 making it possible either to completely conceal an orifice or to open it completely, via a part of the membrane. The invention also relates to the use of one of the embodiments of the gas pressure regulator or of the implementation of one of the embodiments of the method in a gas distribution chain where the gas flow from of the low pressure part is regulated by a PID device as a function of parameters chosen alone or in combination from the list comprising the low pressure setpoint, a measured flow rate, a temperature or, in general, any other signal. call for a quantity of gas, such as for example a current call on a fuel cell, which will in turn trigger the call for the required flow of hydrogen. The invention also relates to the use of one of the embodiments of the gas pressure regulator or of the implementation of one of the embodiments of the method 5 for supplying a fuel cell with hydrogen. The application to the supply of a fuel cell with hydrogen is particularly advantageous because the desired downstream gas pressure is known, stable and little different from atmospheric pressure. The desired maximum flow rate is related to the power of the cell, and for example of the order of 1 Nm3 / h for an electric power of 1.3 kW.h, depending on the performance of the fuel cell currently in service. The invention will be detailed below with the aid of non-limiting examples illustrated by the following figures. - Figure 1 schematic section of a pressure regulator according to the invention; - Figure 2 schematic section of a means 20 for actuating the membrane; - Figure 3: schematic section of another embodiment of a pressure regulator according to the invention; - Figure 4 schematic section of an embodiment of the membrane; Figure 5 schematic section of a pressure regulator comprising a plurality of orifices; - Figure 6 schematic representation of the variation of the hydrogen flow rate as a function of the pressure for an embodiment according to the invention.

30 On représente en figure 1 le principe d'un régulateur de pression selon l'invention, où une partie haute pression 1 reçoit du gaz à haute pression qui est introduit dans une partie basse pression 2, où le gaz se détend, par 2905773 7 l'intermédiaire d'un orifice 4. L'orifice 4 est de petite dimension, de surface inférieure ou égale au millimètre carré, par exemple de 1,25.10-9 m2. Une membrane 6 permet d'ouvrir ou d'occulter cet orifice 4. Grâce au poussoir 8 5 représenté en figure 2, l'orifice 4 est soit totalement fermé, soit totalement ouvert. Suivant ce mode de réalisation, l'axe du poussoir 8 est confondu avec l'axe de l'orifice 4 et la surface d'appui du poussoir en contact avec la membrane 6 est supérieure à la surface de 10 l'orifice 4. La membrane est retenue par une pièce 7 qui sert également de butée au poussoir 8. On représente en figure 3 un autre mode de réalisation du régulateur de pression selon l'invention, où une partie haute pression 11 communique avec une partie basse 15 pression 12 par l'intermédiaire d'un orifice 14. La partie haute pression 11 comprend par exemple un canal cylindrique d'un millimètre de diamètre dont une extrémité se resserre pour former l'orifice 14 de 0,04 mm de diamètre. Un poussoir 19 permet d'occulter ou d'ouvrir 20 l'orifice 14. Ce poussoir 19 est constitué par exemple par un cylindre de 0,8 millimètre de diamètre ; il est actionné par une membrane 16 de manière à ce que l'orifice 14 est, soit totalement fermé, soit totalement ouvert. La membrane 16 est actionnée par un poussoir 22 mis en 25 mouvement par un micromoteur 23. Le corps du régulateur de pression est composé de trois pièces 13, 20, 21 où la pièce 13 comprend la partie haute pression 11 et un volume constituant partiellement la partie basse pression 12 ; la pièce 20, en contact étanche avec la pièce 13, comprend une 30 ouverture cylindrique pour recevoir le poussoir 19 et une cavité permettant le déplacement de la membrane 16 ; la pièce 21 comprend une ouverture cylindrique pour recevoir le poussoir 22 et le contact étanche entre la pièce 20 et 2905773 8 la pièce 21 est assuré par serrage de la membrane 16. Une ouverture 18 est ménagée à partir de la partie basse pression pour permettre au gaz de s'échapper. Un exemple de membrane est illustré en figure 4 où la 5 membrane 16, maintenue de manière étanche entre les pièces 20 et 21, est métallique et comprend une zone ondulée. Dans l'exemple représenté, la membrane 16 comprend une zone circulaire plate en regard avec le poussoir 22, suivie radialement de trois ondulations en anneaux formant 10 soufflet. On obtient ainsi une zone de membrane très déformable qui permet de transmettre l'effort de poussée du poussoir 22 avec très peu de résistance. De manière connue en soi, le métal de la membrane est choisi pour être compatible avec les gaz à détendre.FIG. 1 shows the principle of a pressure regulator according to the invention, where a high pressure part 1 receives high pressure gas which is introduced into a low pressure part 2, where the gas expands, by 2905773 7 through an orifice 4. The orifice 4 is of small size, with an area less than or equal to a square millimeter, for example 1.25.10-9 m2. A membrane 6 makes it possible to open or conceal this orifice 4. Thanks to the pusher 8 shown in FIG. 2, the orifice 4 is either totally closed or totally open. According to this embodiment, the axis of the pusher 8 coincides with the axis of the orifice 4 and the bearing surface of the pusher in contact with the membrane 6 is greater than the surface of the orifice 4. membrane is retained by a part 7 which also serves as a stop for the pusher 8. FIG. 3 shows another embodiment of the pressure regulator according to the invention, where a high pressure part 11 communicates with a low pressure part 12 through through an orifice 14. The high pressure part 11 comprises, for example, a cylindrical channel with a diameter of one millimeter, one end of which is tightened to form the orifice 14 with a diameter of 0.04 mm. A pusher 19 makes it possible to hide or open the orifice 14. This pusher 19 is constituted, for example, by a cylinder 0.8 mm in diameter; it is actuated by a membrane 16 so that the orifice 14 is either totally closed or totally open. The membrane 16 is actuated by a pusher 22 set in motion by a micromotor 23. The body of the pressure regulator is composed of three parts 13, 20, 21 where the part 13 comprises the high pressure part 11 and a volume partially constituting the pressure regulator. low pressure part 12; the part 20, in sealed contact with the part 13, comprises a cylindrical opening to receive the pusher 19 and a cavity allowing the displacement of the membrane 16; the part 21 comprises a cylindrical opening to receive the pusher 22 and the sealed contact between the part 20 and 2905773 8 the part 21 is provided by clamping the membrane 16. An opening 18 is made from the low pressure part to allow the gas to escape. An exemplary membrane is illustrated in Figure 4 where the membrane 16, held in a sealed manner between the parts 20 and 21, is metallic and includes a corrugated area. In the example shown, the membrane 16 comprises a flat circular zone facing the pusher 22, followed radially by three corrugations in rings forming a bellows. A highly deformable membrane zone is thus obtained which makes it possible to transmit the thrust force of the pusher 22 with very little resistance. In a manner known per se, the metal of the membrane is chosen to be compatible with the gases to be expanded.

15 On représente en figure 5 un régulateur de pression comprenant une pluralité d'orifices, constitué d'une succession de régulateurs de pression élémentaires du type de ceux représentés en figure 3. Ces détendeurs élémentaires sont alimentés par une même entrée de gaz 20 haute pression 24 et le gaz basse pression est distribué par une sortie commune 18. On représente en figure 6, pour un dispositif selon l'invention, la variation du débit en hydrogène QH2 à travers un orifice de 0,04 mm de diamètre, en fonction de 25 la pression dans la partie haute pression, P, exprimée en bar. Un tel orifice peut être fermé par application d'une force de 9 grammes force sur une membrane. On obtient alors des impulsions de débit d'hydrogène correspondant à un débit de 1,4 Nm3/h. Un tel débit convient à l'alimentation 30 d'une pile à combustible d'une puissance de 1,8 kW.h. L'invention ne se limite pas à ces types de réalisation et doit être interprétée de façon non limitative, et englobant tout mode de réalisation équivalent.FIG. 5 shows a pressure regulator comprising a plurality of orifices, consisting of a succession of elementary pressure regulators of the type shown in FIG. 3. These elementary regulators are supplied by the same high pressure gas inlet. 24 and the low pressure gas is distributed by a common outlet 18. FIG. 6 shows, for a device according to the invention, the variation in the flow rate of hydrogen QH2 through an orifice of 0.04 mm in diameter, as a function of 25 the pressure in the high pressure part, P, expressed in bar. Such an orifice can be closed by applying a force of 9 grams force on a membrane. Hydrogen flow pulses are then obtained corresponding to a flow rate of 1.4 Nm3 / h. Such a flow rate is suitable for supplying a fuel cell with a power of 1.8 kW.h. The invention is not limited to these types of embodiments and must be interpreted in a nonlimiting manner, and encompassing any equivalent embodiment.

Claims (14)

REVENDICATIONS 1. Régulateur de pression de gaz comprenant une partie haute pression (1) et une partie basse pression (2) en communication par un orifice (4, 14) caractérisé en ce que ledit orifice a une surface inférieure ou égale au millimètre carré, soit 10-6 m2 et qu'une partie de membrane (6, 16) dotée de moyens d'actionnement (8, 22) permet d'occulter ou d'ouvrir ledit orifice (4, 14), de manière à ce que l'orifice (4, 14) est, soit totalement fermé, soit totalement ouvert. 1. Gas pressure regulator comprising a high pressure part (1) and a low pressure part (2) in communication by an orifice (4, 14) characterized in that said orifice has an area less than or equal to a square millimeter, ie 10-6 m2 and that a part of the membrane (6, 16) provided with actuating means (8, 22) makes it possible to hide or open said orifice (4, 14), so that the orifice (4, 14) is either totally closed or totally open. 2. Régulateur selon la revendication précédente comprenant une pluralité d'orifices (4, 14) dont la surface est inférieure au millimètre carré, où chaque orifice est occulté ou ouvert grâce à au moins une partie de membrane (6, 16), actionnée de manière individuelle, soit à l'état totalement fermé, soit à l'état totalement ouvert. 2. Regulator according to the preceding claim comprising a plurality of orifices (4, 14) whose surface is less than a square millimeter, where each orifice is obscured or open thanks to at least a portion of the membrane (6, 16), actuated by individually, either in the fully closed state or in the fully open state. 3. Régulateur selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est associé à un dispositif de commande générant un signal de commande pour actionner de manière individuelle chaque partie de membrane (6, 16) en regard d'un orifice (4, 14). 3. Regulator according to claim 2 characterized in that it is associated with a control device generating a control signal for individually actuating each diaphragm part (6, 16) facing an orifice (4, 14) . 4. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le ou les orifices (4, 14) ont une surface inférieure ou égale à 10-8 m2, voire de l'ordre de 10-9 m2. 4. Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the orifice (s) (4, 14) have a surface area less than or equal to 10-8 m2, or even of the order of 10-9 m2. 5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins une partie de membrane (6, 16) peut être mise en contact direct avec les bords d'un orifice (4, 14). 5. Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the membrane (6, 16) can be brought into direct contact with the edges of an orifice (4, 14). 6. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins 2905773 10 une partie de membrane (6, 16) agit sur une pièce, notamment un poussoir (19), qui peut être mise en contact direct avec les bords d'un orifice (4, 14). 6. Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one part of the membrane (6, 16) acts on a part, in particular a pusher (19), which can be brought into direct contact with the edges. an orifice (4, 14). 7. Régulateur selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes caractérisé en ce que au moins une partie de membrane (6, 16) est métallique. 7. Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the membrane (6, 16) is metallic. 8. Régulateur selon la revendication 7 caractérisé en ce que la partie de la membrane métallique (16) est ondulée. 10 8. Regulator according to claim 7 characterized in that the part of the metal membrane (16) is corrugated. 10 9. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que au moins une partie de membrane (6, 16) est actionnée par l'intermédiaire d'un poussoir à l'aide d'un micromoteur. 9. Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the membrane (6, 16) is actuated by means of a pusher using a micromotor. 10. Procédé de régulation d'un gaz comprenant les 15 étapes suivantes . a) Alimentation en gaz haute pression d'une partie haute pression (1) comprenant un orifice (4, 14) dont la surface est inférieure ou égale au millimètre carré et mettant la partie haute pression (1) en communication avec 20 une partie basse pression (2), b) Actionnement par des moyens d'actionnement (6, 16) d'une partie de membrane pour occulter totalement ou ouvrir totalement ledit orifice (4, 14), c) Détente du gaz dans la partie basse pression (2) 25 après que la membrane ait permis l'ouverture dudit orifice (4, 14). 10. A method of regulating a gas comprising the following steps. a) High pressure gas supply to a high pressure part (1) comprising an orifice (4, 14) the area of which is less than or equal to a square millimeter and putting the high pressure part (1) in communication with a lower part pressure (2), b) Actuation by actuating means (6, 16) of a part of the membrane to completely conceal or completely open said orifice (4, 14), c) Expansion of the gas in the low pressure part ( 2) 25 after the membrane has allowed the opening of said orifice (4, 14). 11. Procédé selon la revendication 10 caractérisé en ce que les étapes a), b), c), sont mises en oeuvre en relation avec une pluralité d'orifices (4, 14) dont la 30 surface est inférieure ou égale au millimètre carré et une pluralité de moyens d'actionnement (23) d'une pluralité de parties de membrane (6, 16). 11. Method according to claim 10, characterized in that steps a), b), c) are carried out in relation to a plurality of orifices (4, 14) whose surface area is less than or equal to one square millimeter. and a plurality of actuating means (23) of a plurality of membrane parts (6, 16). 12. Procédé selon la revendication 11 caractérisé en 2905773 11 ce que chaque moyen d'actionnement (23) reçoit une information binaire permettant soit d'occulter totalement un orifice (4, 14) soit de l'ouvrir totalement, par l'intermédiaire d'une partie de membrane (6, 16). 5 12. The method of claim 11 characterized in 2905773 11 that each actuating means (23) receives binary information allowing either to completely conceal an orifice (4, 14) or to open it completely, by means of 'part of the membrane (6, 16). 5 13. Utilisation du régulateur de pression de gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 ou mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 dans une chaîne de distribution de gaz où le débit de gaz issu de la partie basse pression (2) est régulé par un 10 dispositif PID en fonction de paramètres choisis seuls ou en combinaison dans la liste comprenant une consigne de pression, de débit mesuré, de température, un signal d'appel d'une quantité déterminée de gaz. 13. Use of the gas pressure regulator according to any one of claims 1 to 9 or implementation of the method according to any one of claims 10 to 12 in a gas distribution chain where the gas flow from the the low pressure part (2) is regulated by a PID device as a function of parameters chosen alone or in combination from the list comprising a pressure setpoint, measured flow rate, temperature, a call signal for a determined quantity of gas . 14. Utilisation du dispositif selon l'une quelconque 15 des revendications 1 à 9 ou mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12 pour alimenter en hydrogène une pile à combustible. 14. Use of the device according to any one of claims 1 to 9 or implementation of the method according to any one of claims 10 to 12 for supplying a fuel cell with hydrogen.
FR0653637A 2006-09-08 2006-09-08 Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter Pending FR2905773A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653637A FR2905773A1 (en) 2006-09-08 2006-09-08 Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0653637A FR2905773A1 (en) 2006-09-08 2006-09-08 Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
FR2905773A1 true FR2905773A1 (en) 2008-03-14

Family

ID=38089193

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0653637A Pending FR2905773A1 (en) 2006-09-08 2006-09-08 Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2905773A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011113922A3 (en) * 2010-03-18 2013-03-07 Hyptec Gmbh Pressure regulators for feeding fuel, and fuel-supplying system comprising a regulating unit that has said pressure regulator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662779A (en) * 1971-01-13 1972-05-16 Johnson Service Co Bleed type fluid pressure control apparatus and diaphragm unit therefor
US5282489A (en) * 1992-05-01 1994-02-01 Valtek, Inc. Fluid pressure modulator
US20030143122A1 (en) * 2002-01-26 2003-07-31 Dietmar Sander Piezoelectrically controllable microfluid actor system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3662779A (en) * 1971-01-13 1972-05-16 Johnson Service Co Bleed type fluid pressure control apparatus and diaphragm unit therefor
US5282489A (en) * 1992-05-01 1994-02-01 Valtek, Inc. Fluid pressure modulator
US20030143122A1 (en) * 2002-01-26 2003-07-31 Dietmar Sander Piezoelectrically controllable microfluid actor system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011113922A3 (en) * 2010-03-18 2013-03-07 Hyptec Gmbh Pressure regulators for feeding fuel, and fuel-supplying system comprising a regulating unit that has said pressure regulator
JP2013522528A (en) * 2010-03-18 2013-06-13 ヒプテック ゲーエムベーハー FUEL SUPPLEMENT SYSTEM HAVING PRESSURE CONTROL UNIT FOR SUPPLYING FUEL AND CONTROL UNIT HAVING THE PRESSURE CONTROL
RU2559865C2 (en) * 2010-03-18 2015-08-20 Гиптек Гмбх Pressure control for fuel feeding, and fuel feeding system containing control unit consisting of such pressure controls
US9880568B2 (en) 2010-03-18 2018-01-30 Hyptec Gmbh Pressure regulators for feeding fuel, and fuel-supplying system comprising a regulating unit that consists of said pressure regulators

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2150867B1 (en) Gas mixing pump with variable injection section
FR2674307A1 (en) PNEUMATIC CIRCUIT CONTROL DISTRIBUTOR.
CA2621728C (en) Tank pressure control process and apparatus
FR2855622A1 (en) VARIABLE FLOW ADJUSTMENT APPARATUS FOR AN ACTUATOR OF HEAVY CONSTRUCTION EQUIPMENT
FR2905773A1 (en) Gas pressure regulator for supplying fuel cell with hydrogen, has membrane with pusher to open or hide orifice so that orifice is totally closed or totally open, where orifice has surface lesser or equal to specific millimeter
EP0010200B1 (en) Pressure control and relief valve and use of the same to supply a hydrokinetic torque converter
FR2769954A1 (en) INJECTION SYSTEM, IN PARTICULAR FOR AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
EP2048337B1 (en) Fuel supply circuit for an aircraft engine
FR3058461A1 (en) HYDRAULIC CIRCUIT WITH PILOT RECIRCULATION CIRCUIT
EP3308235B1 (en) Compact and pressure-balanced fluid regulator
FR2474194A1 (en) PRESSURE REGULATOR FOR AN OPEN HYDRAULIC CIRCUIT
EP2979145B1 (en) Compact inverted pressure regulator for dispensing a gas
CH622111A5 (en) Fluid outflow regulator
EP0915292A1 (en) Universal device for mixing two gaseous fluids
FR2578918A1 (en) Control device for a pneumatic jack
FR2941745A3 (en) Liquid i.e. fuel, injecting device, has electroactive material actuator triggering movement of head of needle, needle piston carried by end of needle, and hydraulic chamber connected to duct to maintain chamber supplied with liquid
EP0664500B1 (en) Pressure regulating servo-valve
FR2752901A1 (en) Electro=control valve for water distribution systems
EP1496332B1 (en) Pyrotechnic gas generator with adjustable pressure
EP1156276A1 (en) Controllable valve in particular for delivering a pulsating fluid flow
EP3775645B1 (en) Improved regulating valve with integrated purge function
WO2022145124A1 (en) Relief valve with check function
FR2933161A1 (en) Two-way and proportional control hydraulic valve for power lift truck, has calibrated channels communicating chamber with axial conduit of flap while freeing channels one-by-one, where conduit is permanently connected to opening ofvalvebody
CH290123A (en) Installation for the constant pressure supply of torches and other devices using gas.
WO2021110636A1 (en) Fluid plant comprising an expansion system, in particular for a gas installation comprising an electricity generating system