La présente invention a pour objet un dispositif et un procédé de
distribution de bouteilles de gaz en libre service.
Le secteur technique de l'invention est celui de la fabrication de
distributeurs de bouteilles de gaz liquéfié, en particulier de propane ou
butane.
La demande de brevet FR 2423190 décrit un procédé pour obtenir le
remplacement d'un récipient vide récupérable par un récipient analogue
rempli d'un produit consommable, ce remplacement ayant lieu par
l'intermédiaire d'un appareil distributeur contenant des récipients pleins et
manoeuvrable par le consommateur lui-même, dans lequel on ménage dans
l'appareil distributeur un emplacement librement accessible destiné à
recevoir le récipient vide en même temps qu'on rend inaccessible le ou les
récipients pleins ; on ne rend accessible au consommateur un récipient
plein que lorsque, d'une part, le récipient vide à échanger a été placé dans
l'emplacement librement accessible réservé à cet usage et que, d'autre part,
le prix du produit contenu dans un récipient plein a été acquitté par le
consommateur, par l'introduction d'un jeton dans le distributeur ; en outre,
on interdit l'acquittement du prix tant que le récipient vide n'a pas été
placé dans l'emplacement réservé à cet effet. L'acquittement du prix rend
libre l'accès à un récipient plein que l'on peut extraire du distributeur ainsi
que l'accès à un autre emplacement destiné à recevoir un nouveau récipient
vide à échanger ; en même temps que l'on permet l'acquittement du prix, on
interdit le retrait du récipient vide à échanger placé préalablement dans
l'emplacement réservé à cet effet.
Ce document décrit également un appareil distributeur comprenant
une série d'emplacements destinés à recevoir des récipients vides à
échanger, une série d'emplacements contenant chacun un récipient plein,
des moyens rendant inaccessibles les emplacements contenant les récipients
pleins ainsi que des moyens rendant inaccessibles les emplacements réservés
aux récipients vides, sauf l'un d'eux, des moyens détecteurs de la présence
du récipient vide à échanger lorsqu'on l'introduit dans l'emplacement dont
l'accès est libre, les moyens détecteurs contrôlant l'accès à des moyens de
libération d'un des emplacements contenant un récipient plein, et des
moyens de mise en oeuvre des moyens de libération d'un des emplacements
contenant un récipient plein.
Les emplacements sont prévus sur des supports mobiles à l'intérieur
d'une enveloppe fixe présentant une ouverture devant laquelle défilent les
supports mobiles de telle manière que jamais plus d'un emplacement entier
de chacun des supports n'apparaisse devant l'ouverture ; de plus, l'appareil
comporte :
- un premier système de verrouillage des supports bloquant les
supports lorsqu'un emplacement vide du premier support se trouve en face
de l'ouverture, ce système de verrouillage étant débloqué par les moyens
détecteurs de la présence d'un récipient vide ;
- un second système de verrouillage verrouillant les moyens de
libération d'un des emplacements contenant un récipient plein, ce système
de verrouillage étant débloqué par un dispositif de contrôle de
l'acquittement du prix ;
- et un troisième système de verrouillage bloquant le dispositif de
contrôle d'acquittement du prix et débloqué par le déplacement du support
garni du récipient vide à échanger depuis sa position en regard de
l'ouverture à une position décalée par rapport à l'ouverture et dans laquelle
le récipient vide est inaccessible.
Le distributeur se présente sous la forme d'une cage entourant deux
plateaux horizontaux superposés solidaires d'un tube monté pivotant selon
un axe vertical ; chaque plateau est cloisonné par des tiges ménageant dix
emplacements destinés à supporter des bouteilles vides - pour le plateau
supérieur - et des bouteilles pleines - pour le plateau inférieur ; un système
mécanique d'entraínement (par l'utilisateur) en rotation des plateaux dans
un sens unique, associé à un barreau magnétique de détection de présence
d'une bouteille vide restituée, et des mécanismes de verrouillages sont
décrits dans ce document.
Bien que ce procédé et ce dispositif présentent certains avantages,
l'expérience a montré qu'il n'est pas pleinement satisfaisant.
Un objectif de l'invention est de proposer un procédé et un appareil
de distribution en libre service de bouteilles de gaz liquéfié, qui soient
améliorés.
La demande de brevet EP-A-860648 décrit un dispositif de gestion de
bouteilles de gaz industriels qui comporte une enceinte délimitant une
alvéole recevant une bouteille équipée d'un collier comportant un circuit
électronique, ainsi qu'une pince portative de lecture par contact avec le
collier ; la demande de brevet FR-A-2685519 définit un concept consistant
à utiliser des ondes électromagnétiques pour lire des données enregistrées
dans une étiquette apposée sur une bouteille, sans toutefois décrire de
façon claire et complète un mode de réalisation.
Selon un premier aspect, l'invention consiste à proposer un appareil
selon la revendication 1.
De préférence le moyen permettant la détection et l'identification
d'une bouteille vide introduite dans une alvéole (ainsi que la détection et
l'identification d'une bouteille pleine extraite d'une alvéole) comporte au
moins un moyen de lecture sans contact de données enregistrées dans un
micro-circuit électronique intégré à chaque bouteille, qui est associé à
chacune des ouvertures d accès.
Selon une variante de réalisation, qui peut le cas échéant être
combinée avec lesdits moyens de lecture dans un micro-circuit, et dans
laquelle la bouteille forme elle-même un support de données, le moyen
d'identification comporte une caméra associée à des moyens de
reconnaissance de la forme et/ou de la couleur des bouteilles.
L'invention permet de détecter la présence et d'identifier les
caractéristiques d'une bouteille introduite par un utilisateur dans une
alvéole au travers d'une ouverture d'accès, de façon précise, fiable et très
rapide.
L'invention permet, notamment par une lecture répétée à plusieurs
reprises tant qu'un signal représentatif de l'ouverture de la trappe est
transmis à l'UETD par un capteur sensible à cette ouverture, d'éviter une
utilisation frauduleuse consistant à introduire une bouteille (pour échange)
puis à la retirer ; ceci permet en outre de vérifier que la bouteille vide
introduire dans l'alvéole par l'utilisateur correspond à un type prédéterminé
de bouteille, en particulier correspond à une bouteille destinée à contenir
du butane ou bien au contraire une bouteille destinée à contenir du
propane ; ceci permet également de vérifier que la bouteille introduite fait
partie du parc de bouteilles d'une société de distribution prédéterminée.
En prévoyant un moyen de lecture par ouverture d'accès, on peut
utiliser pour cette lecture des moyens d'émission et de réception de signaux
radiofréquence (RF) de faible portée (de l'ordre de 10 à 30 cm par
exemple), et on réduit les risques d'interférences entre deux émetteurs-récepteurs
voisins intégrés à l'appareil qui pourraient conduire à des erreurs
de détection et d'identification ; on diminue ainsi en outre la sensibilité du
système aux interférences électromagnétiques susceptibles de résulter de
l'émission de parasites radio électriques par des appareils situés au
voisinage des moyens de lecture, ou bien de mouvements de masses non
amagnétiques au voisinage des lecteurs, par exemple le mouvement
d'ouverture ou de fermeture de la trappe d'accès.
En outre, afin de limiter l'émission de parasites électromagnétiques
par des actionneurs intégrés au distributeur (pour assurer notamment
ouverture et/ou fermeture des portes et/ou déplacement des alvéoles dans
le cas d'utilisation d'un plateau tournant), on utilise de préférence à cet
effet un ou plusieurs actionneurs pneumatiques.
De préférence on utilise une ou deux antennes d'émission et de
réception de signaux RF, qui (est) sont disposé(s) en partie supérieure ou
inférieure de l'ouverture d'accès, et on utilise des signaux RF de fréquence
de préférence située dans une plage allant de 1 à 100 mégahertz, par
exemple voisine de 10 à 15 mégahertz pour à la fois fournir au micro circuit
intégré à la bouteille de l'énergie et pour recevoir des signaux
d'identification RF renvoyés par ce micro circuit associé à une antenne
également intégrée à la bouteille.
On prévoit de préférence en outre un organe mécanique de guidage
et de positionnement de bouteille qui est solidaire de chaque alvéole ; ceci
facilite encore l'identification automatique et sans contact de la bouteille en
favorisant un positionnement optimal de la bouteille sous l'antenne de
lecture et/ou dans le champ de visée de la caméra.
Selon un autre aspect, l'invention consiste à proposer un distributeur
comprenant au moins deux ouvertures d'accès respectivement obturables
par une trappe (ou volet ou porte) ; les au moins deux trappes étant de
préférence disposées superposées et de forme rectangulaire identique, et
étant montées - de préférence articulées - sur un cadre commun faisant
partie d'une porte de service, de préférence rectangulaire, pour l'accès
simultané à plusieurs desdites ouvertures ; cette configuration particulière
facilite le remplissage du distributeur tout en permettant de proposer une
enveloppe fixe (en métal, plastique, béton) et des portes d'accès résistantes
aux intempéries et au vandalisme, grâce à une structure mécanique simple et
rigide ; selon un mode préféré de réalisation, une partie au moins de ladite
porte de service et/ou de ladite trappe est réalisée dans un matériau
amagnétique, en particulier en matériau plastique, afin de limiter les
perturbations électromagnétiques (du système de lecture RF) provoquées
par son ouverture et sa fermeture.
Selon un autre aspect, l'invention consiste à remplir le distributeur
comportant une pluralité d'alvéoles prévues pour recevoir un type de
bouteille prédéterminée, en laissant une - et une seule - alvéole vide, qui
peut être choisie arbitrairement par la personne effectuant le remplissage
parmi ladite pluralité d'alvéoles ; ceci permet d'utiliser de façon optimale la
capacité de chargement du distributeur.
Selon un autre aspect, l'invention consiste à prévoir, intégrés au
distributeur de bouteilles, un distributeur de dérendeurs, un moyen (tel
qu'un clavier) d'introduction d'une donnée de choix par le consommateur
d'une opération d'achat d'une bouteille (sans dépôt préalable d'une
bouteille vide), et un moyen d'actionnement du distributeur de détendeurs
en fonction de ladite donnée de choix.
Les avantages procurés par l'invention seront mieux compris au
travers de la description suivante qui se réfère aux dessins annexés, qui
illustrent sans aucun caractère limitatif des modes préférentiels de
réalisation de l'invention.
Dans les dessins, les éléments identiques ou similaires portent, sauf
indication contraire, les mêmes références d'une figure à l'autre.
La figure 1 illustre schématiquement les principaux composants d'une
application selon l'invention. Les figures 2 à 4 illustrent la structure mécanique d'ensemble d'un
mode particulier de réalisation d'un distributeur :
- la figure 3 est une vue de dessus de l'appareil et une vue selon III
de la figure 2 ;
- la figure 2 est une vue latérale et une vue selon II de la figure 3 ;
- la figure 4 est une vue en coupe selon IV-IV de la figure 3.
La figure 5 illustre un barillet d'un distributeur détendeur intégré à
l'appareil selon l'invention.
Le distributeur 1 comporte, à l'intérieur d'une enveloppe 20, un
barillet 22 monté rotatif selon l'axe 21 vertical ; le barillet est entraíné en
rotation par un moteur 10 par l'intermédiaire d'un pignon 23 d'axe 24
engrenant avec une chaíne encerclant la base du barillet ; le barillet
comporte trois plateaux 25 superposés qui sont chacun surmontés
d'armatures 26 délimitant six alvéoles (de forme identique) 27 de réception
d'une bouteille 28 ; un gabarit 26a est prévu au fond de chaque alvéole pour
favoriser un positionnement correct d'une bouteille en coopérant avec le
corps et/ou la collerette ou poignée prévue en partie supérieure de la
bouteille.
Sur une face 20a de l'enveloppe sont regroupées une porte 16 de
service portant trois trappes superposées 16a, 16b, 16c permettant la
fermeture respective de trois ouvertures 2a, 2b, 2c prévues dans la porte 16,
ainsi qu'un clavier 5, une unité 6 d'affichage et un terminal 8 de paiement
par carte bancaire qui sont disposés dans une niche 3, et enfin une trappe
29 d'accès à un logement de délivrance d'un détendeur distribué par un
distributeur 4 logé dans l'enveloppe.
La porte 16 est montée pivotante selon l'axe 31 par rapport à
l'enveloppe 20 et les portes 16a à 16c sont montées pivotantes selon l'axe
32 par rapport à la porte 16.
En partie supérieure de chaque ouverture occultée par sa trappe
respective 16a à 16c, est prévue une antenne 3 permettant l'alimentation
(par induction) d'un circuit intégré à chaque bouteille ainsi que la lecture de
données d'identification contenues dans des signaux émis par une antenne
associée à ce circuit intégré à la structure de chaque bouteille ;
alternativement, une caméra 3 permet la reconnaissance de la bouteille par
comparaison de sa forme et/ou de sa couleur avec des données
correspondantes enregistrées dans une mémoire associée à l'UETD.
Comme illustré figure 1, le distributeur comporte une UETD associée
à une mémoire M et reliée (par des moyens 37 de liaison) aux différents
capteurs, actionneurs et organes d'interface, à savoir :
- un clavier 5, un afficheur 6 et un transducteur sonore 7 pour le
〈〈 dialogue 〉〉 entre l'utilisateur et l'UETD ;
- un terminal 8 de paiement par carte bancaire 8a ;
- les trois antennes 3 respectivement associées aux ouvertures 2a - 2c
et pilotées par une interface 17 ;
- un modem 9 pour la communication à distance ;
- deux interfaces 11, 12 de contrôle et de commande respective d'un
moteur 10 d'entraínement du barillet 22 et d'un distributeur 4 de
détendeurs ;
- un actionneur de verrouillage 13, 13a à 13c, un capteur de
fermeture 14, 14a à 14c, qui sont respectivement associés à chacune des
quatre portes 16, 16a à 16c ;
- un indicateur visuel 15a à 15c associé à chacune des trois trappes
pour faciliter l'indication à l'utilisateur de la trappe à ouvrir.
Le distributeur 4 de détendeurs 40a, 40b illustré figure 5 comporte :
- une enveloppe 41 cylindrique fixe d'axe 42 horizontal à l'intérieur
de laquelle un tambour 43 est monté rotatif selon cet axe ; ce tambour
comporte six logements séparés par six cloisons épaisses 44, chaque
logement 45 recevant un détendeur 40 ;
- un actionneur 46 d'entraínement du tambour 43 en rotation, et trois
capteurs 47 de position du tambour et de détection de présence d'un
détendeur dans chacune des deux alvéoles situées de part et d'autre d'une
ouverture d'échappement 48 prévue dans l'enveloppe 41 et permettant la
chute d'un détendeur jusqu'à la trappe 29 figure 2.
Ce distributeur peut être rempli de deux types différents de
détendeurs : trois détendeurs 40a adaptés à un premier type de bouteille
(par exemple butane) présente dans le distributeur 1, et trois détendeurs
40b adaptés à un deuxième type de bouteille (par exemple propane)
simultanément présente dans le distributeur.
Pour l'achat d'une bouteille par un client, le fonctionnement est le
suivant : le client introduit sa carte bancaire, que le distributeur bloque ;
l'UETD diffuse un message 〈〈 Accueil 〉〉 et propose le choix 〈〈 Echange 〉〉 ou
〈〈 Achat 〉〉 (consignation) ; après que le client ait sélectionné 〈〈 Achat 〉〉,
l'UETD diffuse le message 〈〈 Achat Produit 〉〉 et propose le choix :
〈〈 Butane 〉〉 ou 〈〈 Propane 〉〉, que le client sélectionne au clavier 5 ; l'UETD
contrôle dans la mémoire M la présence d'une bouteille et d'un détendeur
correspondant au produit sélectionné, et si le produit n'est pas disponible,
l'UETD affiche le message 〈〈 Produit non disponible 〉〉 et termine la
procédure.
Dans le cas contraire, l'UETD diffuse le message 〈〈 Achat Butane ou
Achat Propane 〉〉 confirmant le choix du client et attend que le client
saisisse son code secret et valide ou annule l'opération ; si l'autorisation
échoue, le distributeur affiche un message 〈〈 Abandon 〉〉 et termine la
procédure.
(a) Le moteur 10 contrôlé par l'UETD positionne le cylindre 22 sur
une position correspondant à une bouteille pleine du produit à distribuer ;
l'UETD allume le voyant (15a ou 15b ou 15c) de la porte correspondante et
donne l'autorisation d'ouverture en désactivant le verrouillage ; l'UETD
affiche un message et attend de l'interface 17 correspondant à l'ouverture
concernée, un signal signifiant l'absence de la bouteille dans l'emplacement
(avec répétition du message). Le client ouvre la porte et prend la bouteille
pleine de l'emplacement ; l'UETD éteint le voyant, supprime l'autorisation
d'ouverture, diffuse un message et attend la fermeture de la porte (avec
répétition du message) ; après que le client ait fermé la porte, l'UETD
provoque la distribution du détendeur correspondant au produit. l'UETD
confirme la transaction bancaire, imprime un reçu client, met à jour la
mémoire et archive l'événement, puis termine la procédure d'achat et
provoque le déverrouillage de la carte bancaire.
Pour l'échange d'une bouteille par un client, le fonctionnement
s'effectue selon une séquence d'étapes similaire mais sans distribution de
détendeur et comporte en outre les étapes suivantes, avant la distribution
(étape (a) ci-dessus) de la bouteille pleine : (b) La machine diffuse le message 〈〈 Range Bouteille 〉〉 et attend la
présence d'une bouteille vide dans l'emplacement (avec répétition du
message) ; si le client appuie sur une touche 〈〈 Annulation 〉〉, la machine
diffuse le message 〈〈 Fermer Porte 〉〉 et attend la fermeture de la porte (avec
répétition du message) ; après que le client ait fermé la porte, la machine
termine la procédure d'échange ; après que le client ait placé une bouteille
vide dans l'alvéole, la machine éteint le voyant correspondant et envoie une
commande de fermeture porte, diffuse un message 〈〈 Fermer Porte 〉〉 et
attend la fermeture de la porte (avec répétition du message) ; après que le
client ait fermé la porte, l'UETD contrôle la présence et l'identité de la
bouteille vide : si la bouteille est absente ou si son identité ne correspond
pas au type de bouteille prédéterminé ; la machine ouvre à nouveau la porte
et retourne à l'étape (b) ; dans le cas contraire, l'UETD commande les
opérations décrites ci-dessus pour le retrait d'une bouteille pleine.
Pour le remplissage du distributeur par un livreur, le fonctionnement
est le suivant : le livreur introduit une carte et tape un code
d'identification ; l'UETD affiche un message 〈〈 Livraison en cours 〉〉, archive
l'événement, et diffuse un message d'ouverture de la porte de service 16 ;
après que le livreur ait ouvert la porte, le distributeur allume les voyants
des alvéoles contenant des bouteilles vides à remplacer. (c) Le livreur
enlève les bouteilles vides des emplacements et dès qu'une bouteille est
enlevée, le distributeur enregistre le retrait de la bouteille dans la mémoire ;
(d) le livreur place les bouteilles pleines une par une et dès qu'une nouvelle
bouteille est reconnue, le distributeur éteint le voyant correspondant, et
enregistre la nouvelle bouteille en mettant à jour la mémoire ; (e) le livreur
appuie sur deux boutons de commande de rotation forcée du barillet qui
avance d'une position en tournant de 60 degrés ; les opérations ( c) à (e) ci-dessus
sont répétées jusqu'à remplissage du barillet à l'exception d'une
alvéole laissée vide pour chaque type de bouteille contenue dans le
distributeur ; après que le livreur ait fermé la porte de service, l'UETD
imprime le compte-rendu de la livraison.