BR112018015469B1 - Conjunto para dispensar gás liquefeito e estação de reabastecimento de gás liquefeito - Google Patents

Conjunto para dispensar gás liquefeito e estação de reabastecimento de gás liquefeito Download PDF

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Abstract

Um conjunto (10) para dispensar gás liquefeito a partir de um reservatório (100) compreende uma estrutura de suporte (1), uma bomba (2) e um sistema de condicionamento (4). A estrutura de suporte é projetada para manter tanto a bomba quanto o sistema de condicionamento dentro do reservatório quando o conjunto está em condição de operação para dispensar um fluxo de gás liquefeito. O conjun-to permite manipulação fácil, encaixe simples no reservatório e remoção fácil a partir do reservatório porque uma parte principal do conjunto pode ser manipulada como um elemento de um bloco.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um conjunto para dispensar um fluxo de gás liquefeito a partir de um reservatório contendo o gás em fase líquida.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] Conjuntos para dispensar gás liquefeito a partir de um reservatório de armazenagem compreendem, normalmente, uma bomba e um sistema de condicionamento de gás liquefeito. Em tais conjuntos conhecidos, a bomba pode ser projetada para ser submersa no gás liquefeito no reservatório e o sistema de condicionamento é disposto fora do reservatório, entre o reservatório e um dispensador do gás liquefeito. Desse modo, conjuntos conhecidos para dispensar um fluxo de gás liquefeito a partir de um reservatório que contém o gás em fase líquida compreendem, cada: - uma estrutura de suporte que conecta uma extremidade de sucção e uma extremidade de descarga, e que é adaptada para ser encaixada apertadamente no reservatório de modo que a extremidade de sucção seja submersa no gás liquefeito dentro do reservatório enquanto a extremidade de descarga está localizada em uma superfície externa do reservatório; - uma bomba a ser mantida pela estrutura de suporte de modo a ser submersa no gás liquefeito quando o conjunto está em condição de operação para dispensar o fluxo de gás liquefeito, e que é adaptada para acionar o fluxo de gás liquefeito a partir da extremidade de sucção em direção à extremidade de descarga; - uma montagem de vedação removível que é localizada na extremidade de descarga da estrutura de suporte e que é adaptada para vedar uma abertura através de uma parede do reservatório quando o conjunto está em condição de operação, e a montagem de vedação é dotada de uma saída de líquido disposta para descarregar o fluxo de gás liquefeito acionado pela bomba; e - um sistema de condicionamento adaptado para resfriar ou aquecer pelo menos uma quantidade do gás liquefeito.
[003] A estrutura de suporte e a montagem de vedação são projetadas de modo que a bomba possa ser movida por um operador dentro do reservatório por meio da estrutura de suporte, em particular quando a bomba deve ser extraída de ou introduzida no reservatório.
[004] O sistema de condicionamento é normalmente adaptado para resfriar ou aquecer o fluxo de gás liquefeito que é dispensado do reservatório para qualquer equipamento de usuário. Tal sistema de condicionamento está localizado fora do reservatório na condição de operação do conjunto de dispensar gás liquefeito. Então, tal conjunto tem as seguintes desvantagens: - a disposição do sistema de condicionamento requer que espaço suficiente seja disponível fora do reservatório; - percursos de vazamento de calor possivelmente existentes no sistema de condicionamento fora do reservatório podem produzir vaporização de parte do fluxo de gás atualmente dispensado, antes de ser transferido para o dispositivo de usuário; - extrair a bomba a partir do reservatório, em particular para reparo ou manutenção dessa bomba, requer separar a montagem de vedação a partir do sistema de condicionamento antes da montagem de vedação ser removida e a bomba ser extraída do reservatório, o que pode ser complicado ou perigoso dependendo do gás que é dispensado; e - a bomba e o sistema de condicionamento devem ser manipulados separadamente um do outro após desmontagem do conjunto, em particular para reparo ou manutenção desses elementos.
[005] Então, um objetivo da presente invenção é diminuir pelo menos uma dessas desvantagens.
[006] Em particular, um objetivo da invenção é facilitar o reparo ou manutenção do conjunto inteiro, por reduzir o número de etapas na sequência de desmontagem no local do reservatório.
[007] Outro objetivo da invenção é fornecer um conjunto completo para dispensar gás liquefeito a partir de um reservatório, que é fácil de instalação no reservatório pela primeira vez, e que permite posteriormente remoção fácil e rápida da bomba e do sistema de condicionamento a partir do reservatório de gás.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[008] Para atender pelo menos um desses objetivos ou outros, um primeiro aspecto da presente invenção propõe um conjunto de dispensar um fluxo de gás liquefeito a partir de um reservatório como descrito anteriormente, porém no qual o sistema de condicionamento e a estrutura de suporte são adaptadas de modo que o sistema de condicionamento seja mantido dentro do reservatório pela estrutura de suporte além da bomba, entre a extremidade de sucção e a extremidade de descarga quando o conjunto está em condição de operação. Além disso, a estrutura de suporte é adicionalmente adaptada de modo que o sistema de condicionamento possa também ser movido pelo operador dentro do reservatório por meio da estrutura de suporte quando o sistema de condicionamento deve ser extraído de ou introduzido no reservatório.
[009] Consequentemente, uma parte principal do conjunto, incluindo a bomba, o sistema de condicionamento e a estrutura de suporte, pode ser removida do reservatório para ser transferida para uma oficina de reparo e manutenção, sem a etapa de desmontagem implementada para separar quaisquer desses componentes um do outro. Desse modo, essa parte do conjunto pode ser fornecida como um bloco único para a localização do reservatório e sua montagem sobre o reservatório é fácil e rápida de se implementar. Em algumas implementações de invenção, a montagem de vedação e também componentes adicionais do conjunto podem também pertencer vantajosamente à parte de elemento de um bloco do conjunto.
[010] Adicionalmente, percursos de vazamento de calor que possivelmente existem no sistema de condicionamento têm menos ou nenhuma consequência uma vez que o sistema de condicionamento está localizado dentro do reservatório na condição de operação.
[011] Geralmente para a invenção, o sistema de condicionamento pode ser adequado para resfriar ou aquecer o fluxo de gás liquefeito que é acionado pela bomba, rapidamente durante deslocamento desse fluxo de gás liquefeito a partir da extremidade de sucção até a extremidade de descarga quando o conjunto está em condição de operação. Alternativamente, o sistema de condicionamento pode ser também adequado para resfriar ou aquecer o gás em fase líquida que está contido no reservatório. Tal função mencionada por último do sistema de condicionamento é chamada “aquecimento ou resfriamento de volume” pelo técnico versado na manipulação de gás liquefeito. Também possivelmente, o sistema de condicionamento pode ter as duas funções de ajustar rapidamente a temperatura do gás liquefeito a ser dispensado e produzir um aquecimento ou resfriamento de volume do gás liquefeito contido no reservatório.
[012] Em implementações possíveis da invenção, o conjunto pode ser disposto de modo que quando está em condição de operação, a extremidade de descarga da estrutura de suporte está localizada mais alta que a extremidade de sucção ao longo da direção vertical e a estrutura de suporte é adicionalmente adaptada para manter o sistema de condicionamento mais alto que a bomba ao longo da direção vertical.
[013] Em modalidades preferidas da invenção, o conjunto pode compreender ainda uma parede periférica que se estende a partir da extremidade de sucção até a extremidade de descarga, e circunda tanto a bomba como o sistema de condicionamento quando o conjunto está em condição de operação. Possivelmente, a estrutura de suporte pode ser projetada para ser inserida em um volume interno à parede periférica após introduzir a bomba e o sistema de condicionamento para dentro do reservatório para operação de dispensar gás ou removido do volume interno à parede periférica após extrair a bomba e o sistema de condicionamento a partir do reservatório. Alternativamente, a parede periférica pode fazer parte da estrutura de suporte que mantém tanto a bomba como o sistema de condicionamento.
[014] Para tais modalidades da presente invenção com parede periférica, o conjunto pode compreender ainda um tubo a ser disposto no volume interno em relação à parede periférica para conduzir o fluxo de gás liquefeito a partir da bomba para a saída de líquido. Então, uma altura da estrutura de suporte pode ser adequada de modo que um volume de gás existe abaixo da montagem de vedação, porém fora do tubo, e circundado pela parede periférica, quando o conjunto está em condição de operação. Tal volume de gás ajuda a reduzir gás evaporado que pode ser causado por defeitos de isolamento térmico que podem existir na montagem de vedação. Em várias modalidades, a altura da estrutura de suporte pode ser adequada de modo que o volume de gás estenda mais de 0,20 metro, e preferivelmente menos de 50 metros, em particular menos de 1 metro, ao longo da direção vertical e quando o conjunto está em condição de operação.
[015] Novamente quando uma parede periférica é implementada, o conjunto pode vantajosamente compreender ainda uma válvula de sucção que é encaixada apertadamente na parede periférica na extremidade de sucção da estrutura de suporte. Tal válvula de sucção pode ser adaptada para estar em estado aberto quando o conjunto está em condição de operação, de modo que o fluxo de gás liquefeito seja admitido para dentro do volume interno à parede periférica através da válvula de sucção e a válvula de sucção também pode ser adaptada para estar em estado fechado quando a bomba não está localizada com relação à parede periférica em uma posição que corresponde ao conjunto estando em condição de operação. Ainda mais vantajosamente, a válvula de sucção pode ser disposta de modo a ser acionada para seu estado aberto pela bomba sendo movida ao longo da parede periférica até a extremidade de sucção e para seu estado fechado pela bomba sendo movida ao longo da parede periférica na direção oposta à extremidade de sucção, em particular após a bomba ser introduzida em ou extraída do reservatório, respectivamente.
[016] Opcionalmente, as seguintes características adicionais podem ser também implementadas com a invenção e os aperfeiçoamentos acima opcionais, separadamente ou em combinação de várias das mesmas: - o conjunto pode ser adicionalmente adaptado para o reservatório tendo um formato com dimensão maior ao longo de uma direção horizontal, ou direção vertical, ou uma direção oblíqua que é inclinada entre uma direção horizontal e a direção vertical; - o conjunto pode ser adicionalmente adaptado para o reservatório estando subterrâneo; - o conjunto pode ser adicionalmente adaptado para o reservatório sendo um tanque de armazenagem de gás liquefeito, ou um recipiente de reservatório externo a um tanque de armazenagem de gás liquefeito e conectado para ser alimentado com gás liquefeito a partir desse mencionado por último; - o conjunto pode compreender ainda pelo menos um componente de manipulação de gás que é selecionado entre uma válvula de saída conectada à saída de líquido para permitir, limitar ou bloquear o fluxo de gás liquefeito a ser dispensado pelo conjunto, uma válvula de retenção conectada à saída de líquido, um medidor de fluxo para medir um débito do fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto, pelo menos um sensor de temperatura para medir uma temperatura de pelo menos um entre o gás em fase líquida contida no reservatório e o fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto, pelo menos um sensor de pressão para medir uma pressão de pelo menos um entre o gás em fase líquida contida no reservatório e o fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto, um permutador de calor, em particular incluído em um vaporizador ou um condensador, e uma válvula de liberação disposta para descarregar gás a partir do interior de pelo menos um entre o conjunto e o reservatório. Então, tal componente de manipulação de gás pode ser disposto na extremidade de descarga da estrutura de suporte ou afixado à montagem de vedação quando o conjunto está em condição de operação; - o conjunto pode compreender ainda meio de fornecimento de energia elétrica e meio de controle dispostos na extremidade de descarga da estrutura de suporte ou na montagem de vedação. Esses meios podem ser adaptados para fornecer energia elétrica para a bomba e sistema de condicionamento quando tanto a bomba como o sistema de condicionamento são mantidos pela estrutura de suporte e o conjunto está em condição de operação. Os mesmos também podem ser adaptados para controlar início e parada do fluxo de gás liquefeito e para ajustar uma temperatura e/ou uma pressão desse fluxo de gás liquefeito e/ou do gás em fase líquida contido no reservatório e possivelmente também para controlar um débito do fluxo de gás liquefeito. Tais meios de controle e meios de fornecimento elétrico podem compreender pelo menos um entre meio de entrada de controle um display de controle.
[017] Em geral, o conjunto da invenção pode ser adequado para dispensar gás liquefeito selecionado entre metano liquefeito, etano, propano, butano e misturas dos mesmos, incluindo gás natural e gás de petróleo, em particular gás compreendido de mais de 80% em peso de metano, ou selecionado entre hélio liquefeito, oxigênio, nitrogênio, amônia e combustível líquido para propulsão de espaçonave ou foguete espacial.
[018] Um segundo aspecto da invenção propõe uma estação de reabastecimento de gás liquefeito, que compreende um dispensador de gás liquefeito, um reservatório para conter o gás em fase líquida e um conjunto de acordo com o primeiro aspecto da invenção, onde o dispensador de gás liquefeito é conectado à saída de líquido do conjunto. Tal estação pode ser adaptada de modo que o gás liquefeito seja um gás combustível de motor. Em particular, a estação pode ser adaptada para reabastecer veículos rodoviários, em particular caminhões, com gás combustível de motor. Alternativamente, a estação pode ser destinada a alimentar um motor como um motor de propulsão de navio ou um motor de locomotiva com gás combustível liquefeito e pode ser disposta a bordo do navio ou locomotiva.
[019] Essas e outras características da invenção serão descritas agora com referência ás figuras apensas, que se referem a modalidades preferidas, porém não limitadoras da invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[020] As figuras 1a e 1b ilustram duas instalações possíveis para um conjunto de acordo com a invenção; e
[021] A figura 2 ilustra uma modalidade preferida da invenção.
[022] Alguns números de referência que são indicados em figuras diferentes dessas indicam elementos idênticos de elementos com função idêntica.
[023] Para fins de clareza, elementos representados nessas figuras não são reproduzidos com dimensões ou razões de dimensão que casam com modalidades efetivas.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[024] A invenção é descrita agora em detalhe para vários exemplos de modalidade e exemplo, porém sem induzir qualquer limitação com relação ao escopo da reivindicação. Em particular, a aplicação em uma estação de reabastecimento destinada a veículos rodoviários, por exemplo, caminhões, é descrita, porém outras aplicações são abrangidas também pelas reivindicações, com características de implementação idênticas ou características de implementação adaptadas a gás e/ou adaptadas à aplicação.
[025] Nas figuras 1a e 1b, os seguintes números de referência têm os significados agora listados: 100 reservatório contendo gás combustível de motor liquefeito 100a abertura em uma parede do reservatório 100 100’ tanque de armazenagem 101 dispensador de gás liquefeito 102 duto para fornecer ao dispensador 101 gás liquefeito 10 conjunto para dispensar o gás combustível de motor, liquefeito, instalado no reservatório 100 1 estrutura de suporte 1a extremidade de sucção da estrutura de suporte 1 1b extremidade de descarga da estrutura de suporte 1 2 bomba 3 montagem de vedação removível 4 sistema de condicionamento 5 tubo, opcional 6 saída de líquido do conjunto 10 fornecido na montagem de vedação removível 3
[026] O reservatório 100 pode ser um tanque de armazenagem que é projetado para conter uma grande quantidade de gás combustível de motor liquefeito como representado na figura 1a ou um recipiente de reservatório como representado na figura 1b. Quando é um recipiente de reservatório, é conectado ao tanque de armazenagem 100’ com dutos adequados para transferir gás combustível de motor liquefeito a partir do tanque de armazenagem 100’ para o recipiente de reservatório e também possivelmente para um pouco de gas liquefeito fluir de volta a partir do recipiente de reservatório para o tanque de armazenagem 100’, por exemplo, para operações de manutenção no recipiente de reservatório.
[027] O reservatório 100 é dotado de paredes termicamente isoladas apropriadas para manter o gás combustível de motor liquefeito contido em uma temperatura que é adequada para a fase líquida e para reduzir gás evaporado que pode ser causado por defeitos de isolamento térmico possivelmente existentes. O reservatório 100 pode ter qualquer formato e orientação geral e também pode ser subterrâneo ou enterrado, dependendo das limitações de instalação.
[028] O duto 102 é conectado à saída de líquido 6 do conjunto 10, para descarregar em direção ao dispensador 101 o fluxo de gás liquefeito que é acionado pela bomba 2. No conjunto 10, o tubo 5 pode conectar a saída da bomba 2 à saída de líquido 6. Entretanto, o tubo 5 pode ser desnecessário se a estrutura de suporte 1 for projetada de modo a encerrar hermeticamente um volume interno que é separado do volume restante do reservatório 100, entre a extremidade de sucção 1a e a extremidade de descarga 1b. Porém em outras modalidades da invenção, a estrutura de suporte 1 pode ser aberta, por exemplo, compreendida de vários postes que são dispostos a partir da extremidade de sucção 1a até a extremidade de descarga 1b e possivelmente distribuídos angularmente em torno de um eixo central do conjunto 10.
[029] A estrutura de suporte 1 é projetada para sustentar tanto a bomba 2 como o sistema de condicionamento 4 no interior do reservatório 100. Qualquer meio prático pode ser usado para afixar a bomba 2 à estrutura de suporte 1 e também para afixar o sistema de condicionamento 4 à estrutura de suporte 1. Em condição de operação para dispensar o fluxo de gás combustível de motor liquefeito, a extremidade de sucção 1a da estrutura de suporte 1 é submersa no gás liquefeito contido no reservatório 100, e a extremidade de descarga 1b está situada substancialmente na abertura de reservatório 100a. Como a estrutura de suporte 1 estende até a extremidade de descarga 1b, é possível para um operador pegar a mesma a partir do exterior do reservatório 100 e extrair a mesma para fora do reservatório 100 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 como um elemento de um bloco através da abertura 100a do reservatório 100.
[030] Preferivelmente, o sistema de condicionamento 4 é afixado à estrutura de suporte 1 entre a bomba 2 e a extremidade de descarga 1b, em condição de operação do conjunto 10. Em modalidades preferidas da invenção, a estrutura de suporte 1 é orientada verticalmente na condição de operação dentro do reservatório 100 de modo que a estrutura de suporte 1 mantenha o sistema de condicionamento 4 acima da bomba 2.
[031] A montagem de vedação removível 3 é projetada para hermeticamente vedar a abertura 100a do reservatório 100 na condição de operação do conjunto 10. É removida para extrair a estrutura de suporte 1 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 a partir do reservatório 100 para introduzir os mesmos no reservatório 100. A montagem de vedação removível 3 pode ser também dotada de meio termicamente isolante para evitar ou reduzir penetração de calor no reservatório 100 através da montagem de vedação removível 3, ou na interface entre a parede de reservatório e a montagem de vedação removível 3 em torno da abertura 100a.
[032] Em algumas modalidades, a estrutura de suporte 1 pode ser afixada sobre a montagem de vedação removível 3, por exemplo, sobre uma superfície voltada para baixo dessa mencionada por último em condição de operação. Em outras modalidades, a estrutura de suporte 1 pode ser separada da montagem de vedação removível 3 e sustentada pela parede de reservatório próxima à abertura 100a. Possivelmente, um anel dedicado da estrutura de suporte 1 na extremidade de descarga 1b pode ser projetado para ser apertado entre a montagem de vedação removível 3 e um assento anular que é fornecido no reservatório 100 em torno da abertura 100a.
[033] A bomba 2 pode ser de qualquer tipo adequado para acionar um fluxo do gás combustível de motor liquefeito a partir da extremidade de sucção 1a em direção à saída de líquido 6, dependendo da faixa desejada para o valor de débito desse fluxo. Preferivelmente, a bomba 2 pode ser do tipo imersão, de modo que seja totalmente penetrada pelo gás liquefeito quando em condição de bombeamento.
[034] O sistema de condicionamento 4 é adaptado para resfriar e/ou aquecer o gás liquefeito. Uma vantagem adicional de dispor o sistema de condicionamento 4 no interior do reservatório 100 de acordo com a invenção é simplificar o próprio sistema de condicionamento 4. Em particular, seus componentes que produzem a transferência térmica entre o gás liquefeito e as partes termicamente ativas do sistema de condicionamento 4, também reduzir drasticamente qualquer percurso termicamente condutor a partir do exterior do reservatório 100 até o sistema de condicionamento 4, desse modo participando na redução de vaporização indesejável do gás liquefeito antes de ser distribuído pelo dispensador 101.
[035] De acordo com uma primeira implementação do sistema de condicionamento 4, pode ser disposto para resfriar ou aquecer rapidamente o fluxo de gás combustível de motor liquefeito que é fornecido pelo conjunto 10 ao dispensador 101. Por exemplo, pode ser disposto em torno do tubo 5 quando tal tubo é usado ou pode ser submerso no fluxo de gás liquefeito dispensado antes desse fluxo atingir a saída de líquido 6.
[036] De acordo com uma segunda implementação do sistema de condicionamento 4, pode ser disposto para resfriar ou aquecer o gás liquefeito contido no reservatório 100 fora do conjunto 10. Tal operação é comumente chamada condicionamento de volume e implementada e particular para ajustar a pressão no interior do reservatório 100.
[037] Também possivelmente, o sistema de condicionamento 4 pode ter ambas as funções de condicionamento de volume e resfriamento ou aquecimento rapidamente do fluxo de gás liquefeito que é dispensado. Para essa finalidade, é preferivelmente disposto no conjunto 10 de modo a estar seletivamente em comunicação térmica com qualquer um ou ambos do fluxo de gás liquefeito a ser dispensado e o gás liquefeito fora do conjunto 10 no reservatório 100. As duas funções podem ser controladas alternativamente ou simultaneamente usando meios de seleção apropriados.
[038] A modalidade preferida da invenção mostrada na figura 2 implementa dois componentes adicionais que pertencem ao conjunto 10: uma parede periférica 7 e uma válvula de sucção 8. A parede periférica 7 pode possivelmente ser implementada sem a válvula de sucção 8. Separa um volume V interno ao conjunto 10 a partir do volume interno restante do reservatório 100, de modo que nenhum gás liquefeito possa entrar no volume V sem ser admitido através da válvula de sucção 8. Então a estrutura de suporte 1, a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 são dispostos na parede periférica 7, os dois componentes mencionados por último sendo mantidos pela estrutura de suporte 1. A estrutura de suporte 1 pode ser novamente compreendida de um ou vários postes aos quais tanto a bomba 2 como o sistema de condicionamento 4 são afixados. Uma vantagem de tal parede periférica 7 é permitir que uma quantidade de gás exista no volume V abaixo da montagem de vedação removível 3, para reduzir adicionalmente a transferência de calor a partir do exterior do reservatório 100 para o gás liquefeito contido no interior. A parede periférica 7 pode ser implementada juntamente com o tubo 5, para combinar um percurso para o fluxo de gás liquefeito a ser dispensado com a retenção permanente da quantidade de gás no volume V interno ao conjunto 10. Uma altura h do volume de gás desse modo retido abaixo da montagem de vedação removível 3 pode variar dependendo da aplicação da invenção. Para a aplicação em uma estação de reabastecimento para veículos rodoviários, a altura h pode ser compreendida entre 0,20 m (metro e 1 m ao longo da direção vertical, porém para outras aplicações como armazenagem de massa de gás liquefeito, por exemplo, em instalações de porto, a altura h pode ser até 50 m.
[039] Em geral, para um conjunto 10 de acordo com a invenção, ou em combinação com uma quantidade de gás retida abaixo da montagem de vedação removível 3 no volume V interno ao conjunto 10 como descrito a pouco, um elemento de isolamento térmico 10a pode ser fornecido adicionalmente próximo à superfície voltada para baixo da montagem de vedação removível 3.
[040] A válvula de sucção 8 pode ser encaixada na extremidade inferior da parede periférica 7, pode ser vantajosamente projetada de modo a comutar automaticamente para estado fechado quando a bomba 2 não é mantida pela estrutura de suporte 1 em uma posição que corresponde à condição de operação do conjunto 10. Desse modo, a válvula de sucção 8 veda a extremidade inferior da parede periférica 7 quando a bomba 2 é elevada na parede periférica 7 por meio da estrutura de suporte 1. Também a válvula de sucção 8 pode ser comutada para o estado aberto pelo abaixamento da bomba 2 até sua posição para operação do conjunto 10, enquanto controla o movimento da bomba 2 por meio da estrutura de suporte 1. Tal válvula de sucção 8 permite remover a estrutura de suporte 1 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 a partir do reservatório 100 sem uma grande quantidade de gás liquefeito ser vaporizada e escapar através da abertura 100a. outros tipos de válvula de sucção comutável podem ser usados alternativamente, por exemplo, válvulas de sucção que podem ser controladas para o estado aberto e estado fechado a partir do exterior do reservatório 100 independentemente da posição da bomba 2 na parede periférica 7. Antes de extrair a estrutura de suporte 1 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 a partir do reservatório 100, gás inerte pressurizado pode ser injetado a partir do exterior na parede periférica 7, por exemplo, por meio de uma linha de injeção de gás dedicada (não representada) disposta através da montagem de vedação removível 3. O gás liquefeito é desse modo empurrado para baixo na parede periférica 7, de volta para dentro do reservatório 100 fora da parede periférica 7 do conjunto 10. Então, a válvula de sucção 8 é fechada, a montagem de vedação removível 3 pode ser removida e a estrutura de suporte 1 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 podem ser extraídos a partir do interior da parede periférica 7 como um elemento de um bloco através da abertura 100a. A parede periférica 7 e a válvula de sucção fechada 8 permanecem apertadamente fixas no lugar dentro do reservatório 100 visto que a estrutura de suporte com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 estão distantes. A válvula de sucção 8 ainda está fechada após reintroduzir a estrutura de suporte 1 juntamente com a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4 como um elemento de um bloco novamente, no reservatório 100 através da abertura 100a. após a montagem da estrutura de suporte 1 com a bomba 2 e sistema de condicionamento 4 terem sido levados até a posição final para operação do conjunto 10, a montagem de vedação removível 3 é montada de modo a vedar a abertura 100a, ar é substituído com gás inerte no volume V interno à parede periférica 7, a válvula de sucção 8 é acionada para o estado aberto e o gás inerte é deixado escapar a partir do interior da parede periférica 7, possivelmente através de uma linha de gás dedicada (não representada) através da montagem de vedação removível 3. Após a remoção do ar, uma quantidade de gás originando do líquido ou gás evaporado, pode ser deixada permanentemente no interior da parede periférica 7 como explicado anteriormente, para aperfeiçoamento de isolamento térmico.
[041] Uma vantagem principal de um conjunto de acordo com a invenção resulta a partir da manipulação possível dos componentes principais do conjunto, incluindo a bomba 2 e o sistema de condicionamento 4, como um bloco. Desse modo, a entrega do conjunto no local do reservatório 100 é tornado mais fácil em um grande ponto, bem como o encaixe do conjunto sobre o reservatório 100, sua remoção do reservatório 100 e sua transferência para uma oficina para serviço de manutenção. Realmente, o conjunto inteiro é montado antes da entrega ou na oficina de serviço, na direção oposta à estação de reabastecimento. Consequentemente, o uso do conjunto 10 e também mais geralmente a operação da estação de reabastecimento são tornadas mais fáceis.
[042] Para aumentar adicionalmente essa vantagem de manipulação de um bloco, componentes adicionais podem ser afixados à estrutura de suporte 1, na extremidade de descarga 1b ou à montagem de vedação removível 3. Tais elementos adicionais podem se referir a componentes de manipulação de gás, e meios de controle e fornecimento elétrico.
[043] Tais componentes de manipulação de gás podem ser selecionados entre os seguintes, sem limitação: 1. uma válvula de saída 11a que é intermediária entre a saída de líquido 6 e o duto 102, para permitir, limitar ou bloquear o fluxo de gás liquefeito a ser dispensado pelo conjunto 10; 2. uma válvula de retenção 11b que também é intermediária entre a saída de líquido 6 e o duto 102 para evitar que gás liquefeito possa ser aspirado de volta para dentro do reservatório 100; 3. um medidor de fluxo 12 para medir o débito do fluxo de gás liquefeito que é dispensado pelo conjunto 10; 4. um ou vários sensores de temperatura 13 para medir a temperatura do fluxo de gás liquefeito que é dispensado pelo conjunto 10 e possivelmente também para medir adicionalmente a temperatura do gás liquefeito que está contido no reservatório 100 fora do conjunto 10; 5. um de vários sensores de pressão 14 para medir uma pressão do fluxo de gás liquefeito que é dispensado pelo conjunto 10, por exemplo, a pressão na saída de líquido 6, e possivelmente também para medir adicionalmente uma pressão do gás liquefeito que está contido no reservatório 100 fora do conjunto 10; 6. opcionalmente, um controlador (não representado) para controlar uma operação do sistema de condicionamento 4, para aquecimento de volume ou resfriamento de volume do gás liquefeito que está contido no reservatório 100 de modo a manter um valor de pressão desejado no interior do reservatório 100; 7. um permutador de calor 17 usado para o sistema de condicionamento 4 ou outras funcionalidades. Em algumas modalidades da invenção, tal permutador de calor pode ser parte de um vaporizador ou condensador disposto em um modo bem conhecido; 8. uma válvula de liberação 16 disposta para descarregar gás a partir do interior do conjunto 10 e/ou outra válvula de liberação 18 disposta para descarregar gás a partir do interior do reservatório 100, para evitar que valores de pressão excessiva ocorram no conjunto 10 ou reservatório 100, respectivamente ou ambos; e 9. opcionalmente, um circuito de fluido transportador de calor, com duto de fornecimento 19a e duto de retorno 19b, para fornecer um fluxo de fluido transportador de frio ou calor para o sistema de condicionamento 4.
[044] Também, os meios de controle e fornecimento elétrico podem ser selecionados entre os seguintes: 11. os meios de fornecimento de energia elétrica 20, para fornecer energia à bomba 2 e ao sistema de condicionamento 4. Esses meios de fornecimento de energia elétrica 20 podem ter várias estruturas, em particular com componentes que são compartilhados pela bomba 2 e o sistema de condicionamento 4, ou somente com componentes que são dedicados à bomba 2 ou ao sistema de condicionamento 4. Em particular, esses meios de fornecimento de energia elétrica 20 controlam o início e parada do fluxo de gás liquefeito a ser disperso, por controlar a ativação da bomba 2; 12. meios 21 para controlar um débito do fluxo do gás liquefeito que é dispensado. Tal meio de controle de débito pode compreender, em particular, um regulador de velocidade adaptado para variar uma velocidade de rotação da bomba 2; e 13. meio de entrada de controle (não representado) adaptado para um operador da estação de reabastecimento entrar comandos para determinar parâmetros do fornecimento de gás liquefeito. Possivelmente, um display de controle pode ser também fornecido para monitorar valores medidos para pelo menos alguns desses parâmetros, e/ou parâmetros de armazenagem de gás.
[045] Obviamente, deve-se entender que a descrição detalhada acima é fornecida somente como um exemplo de modalidade da invenção. Entretanto, aspectos de modalidade secundários podem ser adaptados dependendo da aplicação, enquanto mantém pelo menos algumas das vantagens citadas.

Claims (18)

1. Conjunto (10) para dispensar um fluxo de gás liquefeito a partir de um reservatório (100) contendo o gás em fase líquida, compreendendo: - uma estrutura de suporte (1) conectando uma extremidade de sucção (1a) e uma extremidade de descarga (1b), e adaptada para ser encaixada apertadamente no reservatório (100) de modo que, quando o conjunto (10) está em condição de operação, a extremidade de sucção seja submersa no gás liquefeito dentro do reservatório enquanto a extremidade de descarga é localizada em uma superfície externa do reservatório; - uma bomba (2) a ser mantida pela estrutura de suporte (1) de modo a ser submersa no gás liquefeito quando o conjunto (10) está em condição de operação para dispensar o fluxo de gás liquefeito, e adaptada para acionar o fluxo de gás liquefeito a partir da extremidade de sucção (1a) em direção à extremidade de descarga (1b); - uma montagem de vedação removível (3) localizada na extremidade de descarga (1b) da estrutura de suporte (1) e adaptada para vedar uma abertura (100a) através de uma parede do reservatório (100) quando o conjunto (10) está em condição de operação, e a montagem de vedação é dotada de uma saída de líquido (6) disposta na montagem de vedação (3) e conectada a um duto (102) para descarregar o fluxo de gás liquefeito acionado pela bomba (2) quando o conjunto (10) está em condição de operação; e - um sistema de condicionamento (4) adaptado para resfriar ou aquecer pelo menos uma quantidade do gás liquefeito, a estrutura de suporte (1) e a montagem de vedação (3) projetadas de modo que a bomba (2) seja móvel dentro do reservatório (100) por meio da estrutura de suporte quando a bomba deve ser extraída de ou introduzida no reservatório, o sistema de condicionamento (4) e a estrutura de suporte (1) sendo adaptados de modo que o sistema de condicionamento seja mantido dentro do reservatório (100) pela estrutura de suporte além da bomba (2), entre a extremidade de sucção (1a) e a extremidade de descarga (1b) quando o conjunto (10) está em condição de operação, a estrutura de suporte (1) sendo adaptada adicionalmente de modo que o sistema de condicionamento (4) seja também móvel dentro do reservatório (100) por meio da estrutura de suporte quando o sistema de condicionamento deve ser extraído de ou introduzido no reservatório, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de suporte é orientada verticalmente na condição de operação dentro do reservatório (100).
2. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de condicionamento (4) é adequado para resfriar ou aquecer o fluxo de gás liquefeito acionado pela bomba (2), automaticamente durante deslocamento do fluxo de gás liquefeito a partir da extremidade de sucção (1a) para a extremidade de descarga (1b) quando o conjunto está em condição de operação.
3. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o sistema de condicionamento (4) é adequado para aquecer ou resfriar o gás em fase líquida contida no reservatório (100).
4. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de ser disposto de modo que, quando o conjunto está em condição de operação, a extremidade de descarga (1b) da estrutura de suporte (1) é localizada mais alta que a extremidade de sucção (1a) ao longo da direção vertical, e a estrutura de suporte é adicionalmente adaptada para manter o sistema de condicionamento (4) mais alto que a bomba (2) ao longo da direção vertical.
5. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda uma parede periférica (7) se estendendo a partir da extremidade de sucção (1a) até a extremidade de descarga (1b), e circundando tanto a bomba (2) como o sistema de condicionamento (4) quando o conjunto está em condição de operação.
6. Conjunto (10), de acordo com as reivindicações 4 e 5, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um tubo (5) a ser disposto em um volume (V) interno à parede periférica (7) para conduzir o fluxo de gás liquefeito a partir da bomba (2) para a saída de líquido (6); e em que uma altura da estrutura de suporte (1) é adequada de modo que um volume de gás exista abaixo da montagem de vedação (3) porém no exterior do tubo (5), e circundado pela parede periférica (7) quando o conjunto (10) está em condição de operação.
7. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a altura da estrutura de suporte (1) é adequada de modo que o volume de gás se estenda sobre mais de 0,20 metro, e preferivelmente menos que 50 metros, em particular menos que 1 metro, ao longo da direção vertical e quando o conjunto está em condição de operação.
8. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 5 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente uma válvula de sucção (8) adaptada apertadamente na parede periférica (7) na extremidade de sucção (1a) da estrutura de suporte (1) e adaptada para estar no estado aberto quando o conjunto está em condição de operação, de modo que o fluxo de gás liquefeito é admitido no volume interno (V) para a parede periférica através da válvula de sucção, e a válvula de sucção é também adaptada para estar no estado fechado quando a bomba (2) não é localizada com relação à parede periférica em uma posição correspondendo ao conjunto (10) estando em condição de operação.
9. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a válvula de sucção (8) é disposta de modo a ser acionada para o estado aberto pela bomba (2) sendo movida ao longo da parede periférica (7) até a extremidade de sucção (1a), e para o estado fechado pela bomba sendo movida ao longo da parede periférica na direção oposta à extremidade de sucção, em particular após a bomba ser introduzida em ou extraída do reservatório, respectivamente.
10. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o reservatório é subterrâneo.
11. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de ser adaptado para o reservatório (100) ser um tanque de armazenagem de gás liquefeito, ou um recipiente de reservatório externo a um tanque de armazenagem de gás liquefeito (100’) e conectado para ser alimentado com gás liquefeito a partir do tanque de armazenagem.
12. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda pelo menos um componente de manipulação de gás selecionado entre uma válvula de saída (11a) conectada à saída de líquido (6) para permitir, limitar ou bloquear o fluxo de gás liquefeito a ser dispensado pelo conjunto, uma válvula de retenção (11b) conectada à saída de líquido, um medidor de fluxo (12) para medir um débito do fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto (10), pelo menos um sensor de temperatura (13) para medir uma temperatura de pelo menos um entre o gás em fase líquida contido no reservatório (100), e o fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto (10), pelo menos um sensor de pressão (14) para medir uma pressão de pelo menos um entre o gás em fase líquida contido no reservatório (100) e o fluxo de gás liquefeito dispensado pelo conjunto (10), um permutador de calor (17), em particular incluído em um vaporizador ou um condensador, e pelo menos uma válvula de liberação (16, 18) disposta para descarregar gás a partir do interior de pelo menos um entre o conjunto (10) e o reservatório (100), o componente de manipulação de gás sendo disposto na extremidade de descarga (1b) da estrutura de suporte (1) ou afixado à montagem de vedação (3) quando o conjunto (10) está em condição de operação.
13. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de compreender ainda um meio de fornecimento de energia elétrica (20) e um meio de controle (21) dispostos na extremidade de descarga (1b) da estrutura de suporte (1) ou na montagem de vedação (3), e adaptados para fornecer energia elétrica para a bomba (2) e o sistema de condicionamento (4) quando tanto a bomba como o sistema de condicionamento são mantidos pela estrutura de suporte e o conjunto (10) está em condição de operação, e também adaptados para controlar o início e a parada do fluxo de gás liquefeito, e para ajustar uma temperatura e/ou pressão do gás em fase líquida contido no reservatório (100) e/ou do fluxo de gás liquefeito, e possivelmente também para controlar um débito do fluxo de gás liquefeito.
14. Conjunto (10), de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o meio de fornecimento elétrico (20) e o meio de controle (21) compreendem pelo menos um entre um meio de entrada de controle e um display de controle.
15. Conjunto (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de ser adequado para dispensar gás liquefeito selecionado entre metano liquefeito, etano, propano, butano e misturas dos mesmos, incluindo gás natural e gás de petróleo, em particular gás compreendido de mais de 80% em peso de metano, ou selecionado entre hélio liquefeito, oxigênio, nitrogênio, amônia e combustível líquido para propulsão de espaçonave ou foguete espacial.
16. Estação de reabastecimento de gás liquefeito CARACTERIZADA pelo fato de compreender um dispensador de gás liquefeito (101), um reservatório (100) para conter o gás em fase líquida, e um conjunto (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, e o dispensador de gás liquefeito sendo conectado à saída de líquido (6) do conjunto.
17. Estação, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADA pelo fato de ser adaptada de modo que o gás liquefeito seja um gás combustível de motor.
18. Estação, de acordo com a reivindicação 17, CARACTERIZADA pelo fato de ser adaptada para reabastecer veículos rodoviários, em particular caminhões, com gás combustível de motor.
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