BR112020009784A2

BR112020009784A2 - um dispositivo de segurança interno, um sistema de gás combustível liquefeito, e um veículo

Info

Publication number: BR112020009784A2
Application number: BR112020009784-5A
Authority: BR
Inventors: Marcus Gralde; Mathias Jensen; Linda CLASSON
Original assignee: Scania Cv Ab
Priority date: 2017-12-07
Filing date: 2018-11-27
Publication date: 2020-11-03
Also published as: SE1751505A1; WO2019112506A1; EP3721131A1; BR112020009784B1; KR102351073B1; US20200369145A1; EP3721131A4; EP3721131B1; US11613175B2; CN111417818A; KR20200067208A; SE541351C2; CN111417818B

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo de segurança interno (100) para um sistema de gás combustível liquefeito (10), o sistema (10) compreendendo um dispositivo de armazenamento (12) armazenando gás combustível liquefeito; um elemento de ventilação (16) disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento (12); e uma válvula de segurança (14) disposta para evacuar o gás quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento (12) excede um primeiro valor predeterminado, o dispositivo de segurança (100) compreendendo: um acoplamento de ventilação (110); uma válvula de alívio de pressão (120) disposta à jusante do acoplamento de ventilação (110); e um duto (130) para transporte de gás, adaptado para ser conectado à válvula de alívio de pressão (120), o dispositivo de segurança (100) sendo conectado de forma removível ao sistema (10), conectando o acoplamento de ventilação (110) ao elemento de ventilação (16), onde a válvula de alívio de pressão (120) é configurada para liberar o gás quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento (12) excede um segundo valor predeterminado, menor do que o primeiro valor.

Description

“UM DISPOSITIVO DE SEGURANÇA INTERNO, UM SISTEMA DE GÁS COMBUSTÍVEL LIQUEFEITO, E UM VEÍCULO” Campo da Invenção

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de segurança interno para um sistema de gás combustível liquefeito, um sistema de gás combustível liquefeito compreendendo tal dispositivo de segurança, um veículo compreendendo tal sistema de gás combustível liquefeito. Fundamentos da Invenção

[0002] Atualmente, combustíveis alternativos, tal como gás natural e biogás, estão sendo introduzidos para propulsão de veículos. Um exemplo desse gás natural é o gás natural liquefeito, o GNL, que é um gás combustível bifásico comum armazenado em uma fase líquida e uma fase gasosa em um tanque de gás criogênico. Ao transformar o gás em sua fase líquida, é alcançado um aumento na densidade. No entanto, para transformar o gás em sua fase líquida, geralmente são necessárias temperaturas bastante baixas. As temperaturas necessárias para manter o gás em sua fase líquida costumam ficar abaixo de -110 graus Celsius. Com o tempo, a temperatura ambiente mais quente aumentará a temperatura no tanque de gás e o GNL na fase líquida evaporará para a fase gasosa. A pressão dentro do tanque de gás aumentará. O gás criado devido ao aumento da temperatura pode ser chamado de gás evaporado. Se a pressão ficar muito alta, o tanque de gás pode ser danificado. Pelo menos uma válvula de segurança é, portanto, tipicamente disposta no tanque de gás. Pelo menos uma válvula de segurança é disposta para abrir quando a pressão no tanque de gás excede um certo valor de pressão e, assim, liberar gás evaporado para a atmosfera. Devido às regulamentações atuais, a válvula de segurança normalmente é conectada a um arranjo de tubo que se estende até um ponto alto na cabine do veículo, onde o gás é descarregado.

[0003] Atualmente, não é recomendável liberar gás evaporado em ambientes internos. Assim, quando um veículo está dentro de um edifício, por exemplo, em uma garagem ou oficina, e existe o risco de que pelo menos uma válvula de segurança libere gás evaporado, é desejada uma solução para impedir que o gás evaporado seja liberado dentro do edifício. Atualmente, uma solução é conectar uma mangueira ao arranjo de tubo, através da qual o gás evaporado é transportado para o exterior. No entanto, o arranjo de tubo pode compreender orifícios para garantir que a água não congele e bloqueie o arranjo de tubo e, devido à queda de pressão na mangueira, é mais provável que uma quantidade significativa de gás evaporado seja liberada através dos orifícios no arranjo de tubo. Outra solução é mencionada no documento JP2016133194 A, onde o gás evaporado é coletado em um receptáculo de coleta, em vez de ser evacuado para a atmosfera. Sumário da Invenção

[0004] Apesar das soluções conhecidas no campo, seria desejável desenvolver uma maneira de liberar o gás evaporado a partir de um dispositivo de armazenamento que armazena gás combustível liquefeito, que supere ou pelo menos amenize as desvantagens mencionadas acima.

[0005] Portanto, um objetivo da presente invenção é conseguir um novo e vantajoso dispositivo de segurança interno, que evite que o gás evaporado seja liberado em um ambiente interno de uma maneira menos complexa, mais fácil e mais econômica.

[0006] Portanto, de acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um dispositivo de segurança interno para um sistema de gás combustível liquefeito. O sistema compreende pelo menos um dispositivo de armazenamento que armazena gás combustível liquefeito; pelo menos uma válvula de segurança disposta para evacuar o gás a partir do dispositivo de armazenamento quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento excede um primeiro valor predeterminado; e um elemento de ventilação disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento. O dispositivo de segurança interno compreende: um acoplamento de ventilação; uma válvula de alívio de pressão adaptada para ser disposta à jusante do acoplamento de ventilação; e um duto para transportar o gás, adaptado para ser conectado à válvula de alívio de pressão, em que o dispositivo de segurança interno é adaptado para ser conectado de maneira removível ao sistema de gás combustível liquefeito conectando o acoplamento de ventilação ao elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito, em que a válvula de alívio de pressão é configurada para abrir quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento excede um segundo valor predeterminado, onde o segundo valor é menor do que o primeiro valor.

[0007] O dispositivo de segurança interno é adequadamente adaptado para ser usado em um sistema de gás combustível liquefeito de um veículo. O gás combustível liquefeito pode assim ser adaptado para acionar um motor a gás. O dispositivo de segurança interno será, portanto, aqui descrito como associado a um veículo, mas entende-se que o dispositivo de segurança interno pode ser usado em um sistema estacionário de gás combustível liquefeito ou similar.

[0008] Sabe-se que um gás combustível liquefeito é armazenado em uma fase líquida e uma fase gasosa em um dispositivo de armazenamento. O gás combustível liquefeito é adequadamente armazenado sob pressão no dispositivo de armazenamento e a temperatura está adequadamente entre -160 e -110 graus Celsius. O gás combustível liquefeito, que é armazenado no dispositivo de armazenamento de gás, pode ser gás natural liquefeito, GNL. O GNL na fase líquida ocupa adequadamente uma parte inferior do dispositivo de armazenamento e o GNL na fase gasosa ocupa adequadamente uma parte superior do dispositivo de armazenamento. Ao longo do tempo, a temperatura ambiente mais quente aumentará a temperatura no dispositivo de armazenamento e a energia adicional vaporizará o GNL na fase líquida para a fase gasosa. O gás criado pela energia adicional pode ser chamado de gás evaporado. Pelo menos uma válvula de segurança é adaptada para evacuar o gás evaporado quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento excede um primeiro valor predeterminado. No entanto, como mencionado anteriormente, não é adequado evacuar o gás evaporado em ambientes internos devido ao GNL ser um gás inerte inflamável. Assim, quando um veículo que compreende o sistema de gás combustível liquefeito está em ambientes internos, por exemplo, em uma garagem, uma oficina, uma balsa ou similar, dever-se-ia garantir que nenhum gás evaporado seja evacuado internamente. Pelo dispositivo de segurança interno de acordo com a invenção, o gás evaporado será liberado através do elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito em vez de através de pelo menos uma válvula de segurança. Assim, configurando-se a válvula de alívio de pressão do dispositivo de segurança interno, de modo que ela abra e libere gás evaporado a um valor de pressão menor do que o valor da pressão quando abrindo pelo menos uma válvula de segurança, o gás evaporado pode ser transportado para o exterior por meio do duto e a segurança é garantida.

[0009] Os sistemas de gás combustível liquefeito compreendem tipicamente um elemento de ventilação para permitir a ventilação do dispositivo de armazenamento ao reabastecer o dispositivo de armazenamento. Os postos de combustível compreendem tipicamente um tipo de acoplamento de ventilação adaptado para conectar-se ao elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito. O elemento de ventilação e o acoplamento de ventilação serão descritos mais abaixo.

[0010] De acordo com uma modalidade da invenção, o duto é configurado para transportar o gás liberado para um ambiente externo. O duto pode ser adaptado para ser montado diretamente no dispositivo de alívio de pressão em uma extremidade e o duto é ainda adaptado para ser posicionado, de modo que a outra extremidade do duto descarregue o gás evaporado para o exterior. As soluções da técnica anterior nas quais uma mangueira de jardim é acoplada a um arranjo de tubo (também chamado de tubo de evaporação), são complicadas, pois a mangueira é montada no arranjo de tubo em um ponto alto da cabine do veículo. Além disso, uma quantidade significativa de gás evaporado pode muito provavelmente ser evacuada através dos orifícios de drenagem do sistema de tubos e, portanto, não ser liberada para o exterior. O dispositivo de segurança interno que está sendo conectado a um elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito supera essas desvantagens e facilita o processo, pois a montagem do duto não envolve mais nenhuma escalada para pontos altos de montagem.

[0011] O duto para transporte de gás pode compreender uma mangueira flexível. A mangueira flexível pode ser uma mangueira criogênica ou uma mangueira de jardim simples. Alternativamente ou adicionalmente, o duto compreende um cano ou tubo.

[0012] De acordo com uma modalidade da invenção, o segundo valor predeterminado está entre 14 e 15,5 bar. Durante a operação do motor a gás e, portanto, do sistema de gás combustível liquefeito, a pressão no interior do dispositivo de armazenamento está tipicamente em torno de 10 bar. Quando a temperatura do gás combustível liquefeito aumenta e a criação de gás evaporado resulta em aumento da pressão, pelo menos uma válvula de segurança é adaptada para evacuar o gás evaporado antes que a pressão danifique o dispositivo de armazenamento. A pressão máxima de trabalho em um sistema de gás combustível liquefeito pode ser de 16 bar. Normalmente, os sistemas de gás combustível liquefeito compreendem pelo menos uma válvula de segurança adaptada para liberar gás evaporado quando a pressão no interior do dispositivo de armazenamento está ligeiramente abaixo da pressão de trabalho. O primeiro valor predeterminado pode assim estar dentro da faixa de 15,8 a 16 bar. O sistema de gás combustível liquefeito pode assim compreender uma válvula de segurança primária adaptada para abrir a cerca de 16 bar e uma válvula de segurança secundária adaptada para abrir a cerca de 24 bar, no caso de a válvula de segurança primária estar com defeito. Ao configurar a válvula de alívio de pressão do dispositivo de segurança interno, de modo que ela abra e libere o gás a uma pressão entre 14 e 15,5 bar, é garantido que o gás evaporado seja liberado pelo dispositivo de segurança interno em vez de pela válvula(s) de segurança.

[0013] De acordo com uma modalidade da invenção, o acoplamento de ventilação compreende uma válvula de desconexão rápida fêmea, adaptada para ser conectada ao elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito. Adequadamente, o acoplamento de ventilação é configurado, de modo que o gás a partir do dispositivo de armazenamento possa ser liberado através do dispositivo de segurança interno quando o acoplamento de ventilação é conectado ao elemento de ventilação. O acoplamento de ventilação pode ser adaptado para formar um acoplamento de baioneta juntamente com o elemento de ventilação do sistema de gás combustível liquefeito.

[0014] De acordo com uma modalidade da invenção, o dispositivo de segurança interno compreende ainda um restritor adaptado para ser disposto à jusante do acoplamento de ventilação. Se um veículo que compreende o sistema de gás combustível liquefeito está entrando em uma oficina e a pressão dentro do dispositivo de armazenamento for maior do que o segundo valor predeterminado, conectar o dispositivo de segurança interno pode resultar em uma grande quantidade de gás evaporado frio (-110 ° C) sendo liberado através do dispositivo de liberação de pressão no duto. O gás frio pode, portanto, afetar o duto, de modo que ele rache. Uma maneira de resolver isso é usar um duto criogênico. Outra maneira de resolver isso é dispor um restritor à jusante do acoplamento de ventilação. O restritor é assim adaptado para restringir o fluxo de gás, de modo que o gás não cause problemas para o material do duto. Dessa forma, uma simples mangueira de jardim pode ser usada como um duto.

[0015] O restritor é adequadamente adaptado para ser disposto à jusante do acoplamento de ventilação e a montante da válvula de alívio de pressão. Alternativamente, o restritor é adaptado para ser disposto à jusante da válvula de liberação de pressão, onde o duto é fixado ao restritor. O duto pode assim ser conectado à válvula de alívio de pressão através do restritor. O restritor pode compreender um canal com um diâmetro muito pequeno, através do qual o gás evaporado está passando. O restritor compreende adequadamente um canal tendo um diâmetro consideravelmente menor do que o diâmetro do acoplamento de ventilação e consideravelmente menor do que o diâmetro do duto.

[0016] De acordo com uma modalidade da invenção, a válvula de alívio de pressão é configurada para permitir a abertura manual da válvula. As válvulas de alívio de pressão que permitem a abertura manual da válvula são comumente conhecidas e geralmente compreendem um elemento de manobra para abrir manualmente a válvula. Ao usar essa válvula de alívio de pressão no dispositivo de segurança interno, um operador pode abrir manualmente a válvula de alívio de pressão quando o dispositivo de segurança interno estiver conectado ao elemento de ventilação e, assim, determinar se o gás é liberado ou não a partir do dispositivo de armazenamento.

[0017] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um sistema de gás combustível liquefeito. O sistema compreende: pelo menos um dispositivo de armazenamento que armazena gás combustível liquefeito; pelo menos uma válvula de segurança disposta para evacuar o gás a partir do dispositivo de armazenamento quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento excede um primeiro valor predeterminado; e um elemento de ventilação disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento. O sistema compreende ainda um dispositivo de segurança interno como aqui descrito. O sistema compreende assim um dispositivo de segurança interno incluindo um acoplamento de ventilação; uma válvula de alívio de pressão adaptada para ser disposta à jusante do acoplamento de ventilação; e um duto para transportar o gás, adaptado para ser conectado à válvula de alívio de pressão, onde o dispositivo de segurança interno é adaptado para ser conectado de maneira removível ao sistema de gás combustível liquefeito, conectando o acoplamento de ventilação ao elemento de ventilação, em que a válvula de alívio de pressão é configurada para liberar o gás quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento excede um segundo valor predeterminado, onde o segundo valor é menor do que o primeiro valor. O sistema de gás combustível liquefeito é adequadamente adaptado para ser disposto em um veículo compreendendo um motor a gás.

[0018] O elemento de ventilação pode compreender uma válvula de desconexão rápida macho, que requer conexão a um acoplamento de ventilação para abrir a válvula. Como mencionado anteriormente, os sistemas de gás combustível liquefeito compreendem tipicamente um elemento de ventilação que permite a ventilação de pelo menos um dispositivo de armazenamento, por exemplo, durante o reabastecimento. O elemento de ventilação é disposto em comunicação de fluido com o gás combustível liquefeito na fase gasosa, mas normalmente está em uma posição fechada, de modo que nenhum gás é liberado através do elemento de ventilação. Uma válvula de desconexão rápida macho também pode ser chamada de ventilação de desconexão rápida macho. O elemento de ventilação pode assim compreender uma válvula acionada por mola. De modo a abrir o elemento de ventilação, um acoplamento de ventilação deve ser conectado ao elemento de ventilação, de modo que o elemento de ventilação se abre e o gás pode ser liberado a partir do dispositivo de armazenamento. O acoplamento de ventilação do dispositivo de segurança interno é adequadamente uma válvula / ventilação de desconexão rápida fêmea adaptada para ser conectada ao elemento de ventilação. O elemento de ventilação pode compreender pinos de guia e o acoplamento de ventilação pode compreender ranhuras adaptadas para interagir com os pinos do elemento de ventilação, de modo que o acoplamento de ventilação é facilmente posicionado com precisão. Assim, o elemento de ventilação e o acoplamento de ventilação podem, juntos, formar um acoplamento de baioneta. Quando o acoplamento de ventilação e, portanto, o dispositivo de segurança interno, é conectado ao elemento de ventilação, o gás evaporado pode ser liberado a partir do dispositivo de armazenamento através do elemento de ventilação para o acoplamento de ventilação e para a válvula de alívio de pressão. Se a pressão do gás excede o segundo valor predeterminado, a válvula de alívio de pressão se abre e o gás evaporado é liberado no duto e no ambiente externo.

[0019] O acoplamento de ventilação pode ser chamado de um bico de ventilação e o elemento de ventilação pode ser chamado de um receptáculo de ventilação.

[0020] O dispositivo de segurança interno pode ser conectado ao elemento de ventilação apenas quando o sistema de gás combustível liquefeito está em um ambiente interno por um período de tempo predeterminado. Assim, o dispositivo de segurança interno é adequadamente conectado apenas ao elemento de ventilação quando o sistema de gás combustível liquefeito está em ambientes internos e existe o risco de que a temperatura ambiente cause um aumento de pressão, de modo que o gás evaporado possa ser evacuado através de pelo menos uma válvula de segurança. Como pode ser difícil prever por quanto tempo um veículo ficará em ambiente externo e existe o risco de uma válvula de segurança com defeito abrir a uma pressão mais baixa, o dispositivo de segurança interno sempre estará adequadamente conectado ao elemento de ventilação quando o veículo estiver em ambientes internos.

[0021] O sistema pode ainda compreender uma válvula de ventilação disposta a montante do elemento de ventilação, em que a válvula de ventilação deve estar em uma posição aberta quando o dispositivo de segurança interno é usado. A válvula de ventilação é adequadamente uma válvula de rosca que normalmente está em uma posição fechada. Assim, quando o veículo está operando, a válvula de ventilação é fechada e nenhum gás dentro do dispositivo de armazenamento pode alcançar o elemento de ventilação. Dessa forma, nenhum gás será liberado através do elemento de ventilação, mesmo que o elemento de ventilação vaze. Assim, mesmo que o acoplamento de ventilação esteja conectado ao elemento de ventilação, nenhum gás será liberado através do elemento de ventilação enquanto a válvula de ventilação estiver fechada. Quando o veículo não está em operação e está em ambiente interno, o dispositivo de segurança interno é adequadamente conectado ao elemento de ventilação, o duto conectado à válvula de liberação de pressão é posicionado em comunicação de fluido com um ambiente externo e, subsequentemente, a válvula de ventilação é operada manualmente para uma abertura posição. Dessa forma, o gás pode alcançar o elemento de ventilação e ser liberado / evacuado através do dispositivo de segurança interno. Um marcador de algum tipo pode ser acoplado à válvula de ventilação de modo a mostrar que a válvula de ventilação está aberta. Dessa forma, um operador é lembrado para fechar a válvula de ventilação antes de desconectar o dispositivo de segurança interno. Como mencionado anteriormente, o dispositivo de segurança interno pode compreender uma válvula de alívio de pressão que permite a abertura manual. Ao abrir manualmente a válvula de alívio de pressão quando o dispositivo de segurança interno estiver conectado ao elemento de ventilação, pode ser determinado se a válvula de ventilação foi aberta ou não.

[0022] Os termos à jusante e a montante são aqui definidos como posições em relação ao fluxo de gás a partir do dispositivo de armazenamento. Assim, um primeiro objeto sendo disposto a montante de um segundo objeto é disposto mais próximo do dispositivo de armazenamento do que do segundo objeto.

[0023] Outros objetivos, vantagens e novos recursos da presente invenção serão evidentes para um versado na técnica a partir dos seguintes detalhes, e também colocando a invenção em prática. Enquanto as modalidades da invenção são descritas abaixo, dever-se-ia notar que ela não está restrita aos detalhes específicos descritos. Os especialistas que têm acesso aos ensinamentos deste documento reconhecerão outras aplicações, modificações e incorporações em outros campos, que estão dentro do escopo da invenção. Breve Descrição dos Desenhos

[0024] Para uma compreensão mais completa da presente invenção e outros objetivos e vantagens da mesma, a descrição detalhada estabelecida abaixo deve ser lida juntamente com os desenhos em anexo, nos quais as mesmas notações de referência denotam itens similares nos vários diagramas, e nos quais:

[0025] A Figura 1 ilustra esquematicamente um veículo de acordo com uma modalidade da invenção.

[0026] A Figura 2 ilustra esquematicamente um sistema de gás combustível liquefeito de acordo com uma modalidade da invenção.

[0027] A Figura 3 ilustra esquematicamente um dispositivo de segurança interno de acordo com uma modalidade da invenção. Descrição Detalhada da Invenção

[0028] A Figura 1 mostra esquematicamente uma vista lateral de um veículo 1 de acordo com uma modalidade da invenção. O veículo 1 compreende uma unidade de propulsão 2. A unidade de propulsão 2 é adequadamente um motor a gás. O veículo 1 pode ainda compreender um sistema de gás combustível liquefeito 10 para fornecer gás combustível liquefeito ao motor a gás 2. O sistema de gás combustível liquefeito 10 pode compreender um dispositivo de segurança interno 100. O sistema de gás combustível liquefeito 10 e o dispositivo de segurança interno 100 são descritos adicionalmente na Figura 2 e na Figura 3. O veículo 1 pode ser qualquer tipo de veículo compreendendo um motor a gás. Exemplos de veículos que compreendem um motor a gás são caminhões, ônibus, barcos, automóveis de passageiros, veículos de construção, e locomotivas. A presente invenção também pode ser usada em conjunto com qualquer outra plataforma além de veículos, desde que essa plataforma compreenda um motor a gás. Um exemplo é uma usina com motor a gás.

[0029] A seguir, o sistema de gás combustível liquefeito 10 será descrito como pode ser incorporado quando usando-o em um veículo 1. Como uma consequência,

nem todos os componentes na descrição são necessários. Eles são, no entanto, adicionados na descrição para mostrar uma modalidade preferencial da presente descrição.

[0030] A Figura 2 mostra esquematicamente um sistema de gás combustível liquefeito 10 de acordo com uma modalidade da invenção. O sistema 10 compreende: pelo menos um dispositivo de armazenamento 12 armazenando gás combustível liquefeito; pelo menos uma válvula de segurança 14 disposta para liberar gás a partir do dispositivo de armazenamento 12 quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento 12 excede um primeiro valor predeterminado; e um elemento de ventilação 16 disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento 12. O sistema 10 compreende ainda um dispositivo de segurança interno 100. O dispositivo de segurança interno 100 compreende um acoplamento de ventilação 110; uma válvula de alívio de pressão 120 adaptada para ser disposta à jusante do acoplamento de ventilação 110; e um duto 130 para transporte de gás, adaptado para ser conectado à válvula de alívio de pressão 120. O dispositivo de segurança interno 110 é adaptado para ser conectado de maneira removível ao sistema de gás combustível liquefeito 10, conectando o acoplamento de ventilação 110 ao elemento de ventilação 16, em que a válvula de alívio de pressão 120 é configurada para liberar gás quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento 12 excede um segundo valor predeterminado. O segundo valor predeterminado é menor do que o primeiro valor predeterminado.

[0031] O sistema de gás combustível liquefeito 10 é adequadamente adaptado para ser disposto em um veículo 1, como descrito na Figura 1. O sistema 10 é, portanto, adequadamente adaptado para fornecer gás combustível a um motor a gás, conforme descrito na Figura 1. O sistema de gás combustível liquefeito 10 compreende pelo menos uma passagem (não mostrada) para transportar o gás combustível do dispositivo de armazenamento 12 para o motor a gás.

[0032] O dispositivo de segurança interno 100 é adaptado para ser conectado ao elemento de ventilação 16 somente quando o sistema 10 / veículo 1 está em ambientes internos. O duto 130 do dispositivo de segurança interno 100 é configurado para transportar o gás liberado para um ambiente externo. Ao conectar o dispositivo de segurança interno 100 ao elemento de ventilação 16, o gás a partir do dispositivo de armazenamento 12 será liberado através do elemento de ventilação 16 e do dispositivo de segurança interno 100 para um ambiente externo em vez de através de pelo menos uma válvula de segurança 14.

[0033] O duto 130 pode ser adaptado para ser montado diretamente no dispositivo de alívio de pressão 120. O duto 130 pode compreender uma mangueira flexível. A mangueira flexível pode ser uma mangueira criogênica ou uma mangueira de jardim simples. Alternativamente ou adicionalmente, o duto 130 compreende um cano ou tubo.

[0034] Pelo menos uma válvula de segurança 14 do sistema 10 pode ser configurada para abrir quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento 12 excede 15,8 bar. O sistema 10 pode compreender uma válvula de segurança secundária (não mostrada) que é configurada para abrir quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento 12 excede 24 bar. Desta forma, é garantido que o gás seja liberado mesmo que pelo menos uma válvula de segurança 14 funcione mal. A válvula de alívio de pressão 120 do dispositivo de segurança interno 100 pode ser configurada para abrir quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento 12 excede 14 bar. O segundo valor predeterminado pode estar entre 14 e 15,5 bar.

[0035] O acoplamento de ventilação 110 do dispositivo de segurança interno 100 pode compreender uma válvula de desconexão rápida fêmea, adaptada para ser conectada ao elemento de ventilação 16 do sistema de gás combustível liquefeito 10. O elemento de ventilação 16 pode compreender uma válvula de desconexão rápida macho, que requer conexão ao acoplamento de ventilação 110 para abrir a válvula. O elemento de ventilação 16 é disposto para permitir a ventilação do dispositivo de armazenamento 12, por exemplo, durante o reabastecimento. O elemento de ventilação 16 está normalmente em uma posição fechada, de modo que nenhum gás possa ser liberado através do elemento de ventilação 16. Para abrir o elemento de ventilação 16, um acoplamento de ventilação, tal como o acoplamento de ventilação 110 do dispositivo de segurança interno 100, deve ser conectado ao elemento de ventilação 16, pelo qual o elemento de ventilação 16 se abre e o gás pode ser liberado a partir do dispositivo de armazenamento 12. O elemento de ventilação 16 pode compreender pinos de guia e o acoplamento de ventilação 110 pode compreender ranhuras adaptadas para interagir com os pinos do elemento de ventilação 16, de modo que o acoplamento de ventilação 110 seja facilmente posicionado com precisão. Assim, o elemento de ventilação 16 e o acoplamento de ventilação 110 podem formar juntos um acoplamento de baioneta. Quando o acoplamento de ventilação 110 e, portanto, o dispositivo de segurança interno 100, é conectado ao elemento de ventilação 16, o gás evaporado pode ser liberado a partir do dispositivo de armazenamento 12 através do elemento de ventilação 16 para o acoplamento de ventilação 110 e para a válvula de alívio de pressão 120. Se a pressão do gás excede o segundo valor predeterminado, a válvula de alívio de pressão 120 se abre e o gás evaporado é liberado para o duto 130 e para o ambiente externo.

[0036] O sistema 10 pode ainda compreender uma válvula de ventilação 18 disposta a montante do elemento de ventilação 16, em que a válvula de ventilação 18 deve estar em uma posição aberta quando o dispositivo de segurança interno 100 é usado. A válvula de ventilação 18 é adequadamente uma válvula de rosca que normalmente está em uma posição fechada. Assim, quando o veículo 1 está operando, a válvula de ventilação 18 é fechada e nenhum gás dentro do dispositivo de armazenamento 12 pode alcançar o elemento de ventilação 16. Quando o dispositivo de segurança interno 100 está conectado ao elemento de ventilação 16, a válvula de ventilação 18 é adequadamente operada manualmente para uma posição aberta. Desta forma, o gás pode alcançar o elemento de ventilação 16 e ser liberado através do dispositivo de segurança interno 100.

[0037] O sistema 10 também compreende um arranjo de tubo 20 disposto em comunicação de fluido com pelo menos uma válvula de segurança 14. O arranjo de tubo 20 também pode ser chamado de um “tubo de evaporação” e é adaptado para liberar gás evaporado a partir do dispositivo de armazenamento 12 quando a válvula de segurança 14 está aberta. A extremidade do arranjo de tubo 20 através da qual o gás evaporado é descarregado é tipicamente disposta em um ponto alto no veículo 1.

Nesta figura, o sistema de gás combustível liquefeito 10 compreende apenas um dispositivo de armazenamento 12. Dever-se-ia entender, no entanto, que o sistema 10 pode compreender uma pluralidade de dispositivos de armazenamento 12. Nesses casos, todos os dispositivos de armazenamento 12 são adequadamente conectados ao mesmo arranjo de tubo 20.

[0038] O gás combustível liquefeito que é armazenado no dispositivo de armazenamento 12 pode ser gás natural liquefeito, GNL. O GNL é um gás bifásico comum que pode ser usado para propulsão de veículos. O GNL é normalmente armazenado abaixo de -110 graus Celsius no dispositivo de armazenamento 12. O dispositivo de armazenamento 12 pode ser um tanque de gás criogênico.

[0039] O sistema 10 pode compreender um regulador de pressão (não mostrado) disposto à jusante do dispositivo de armazenamento 12. O sistema 10 pode ainda compreender um dispositivo trocador de calor (não mostrado) disposto à jusante do regulador de pressão. O dispositivo trocador de calor pode usar água de resfriamento do motor a gás para aquecer o gás combustível proveniente do regulador de pressão. Isso garante que o gás combustível extraído da fase líquida no dispositivo de armazenamento seja convertido em sua fase gasosa antes de atingir o motor a gás. O dispositivo trocador de calor também garante que o gás que chega ao motor a gás tenha uma temperatura que ele possa suportar.

[0040] O sistema 10 pode ainda compreender um sistema regulador de gás (não mostrado) disposto à jusante do dispositivo trocador de calor. O motor a gás tem uma pressão de gás de entrada preferencial. Essa pressão de gás de entrada preferencial pode ser fornecida pelo sistema regulador de gás. Em um exemplo, a pressão de gás de entrada preferencial é de cerca de 7 bar. Pelo menos uma passagem pode compreender uma seção disposta para transportar o gás combustível do sistema trocador de calor ou do sistema regulador de gás para o motor a gás.

[0041] O sistema 10 também pode compreender um dispositivo chamado de dispositivo de acúmulo de pressão (não mostrado), disposto para adicionar energia ao sistema 10, a fim de manter uma certa pressão. Um dispositivo de acúmulo de pressão pode ser disposto para transferir energia do gás combustível aquecido de saída na fase gasosa para o gás combustível na fase líquida no dispositivo de armazenamento 12, para aumentar a pressão no dispositivo de armazenamento 12.

[0042] A Figura 3 ilustra esquematicamente um dispositivo de segurança interno 100 para um sistema de gás combustível liquefeito 10 de acordo com uma modalidade da invenção. O dispositivo de segurança interno 100 é adequadamente configurado como descrito na Figura 2, com a diferença de que compreende ainda um restritor 140 adaptado para ser disposto à jusante do acoplamento de ventilação 110. O restritor 140 é adaptado para restringir o fluxo de gás do dispositivo de armazenamento 12, de modo que o gás frio não cause problemas para o material do duto 130. Dessa forma, uma simples mangueira de jardim pode ser usada como um duto 130. Durante curtos períodos de tempo em ambientes fechados, o restritor 140 também reduz a quantidade de gás combustível sendo liberado para a atmosfera. O dispositivo de segurança interno reduz assim o impacto no meio ambiente e a quantidade de combustível perdido.

[0043] O restritor 140 é adequadamente adaptado para ser disposto à jusante do acoplamento de ventilação 110 e a montante da válvula de alívio de pressão 120, como descrito nesta figura. Alternativamente, o restritor 140 é adaptado para ser disposto à jusante da válvula de liberação de pressão 130, caso em que o duto 130 é acoplado ao restritor 140. O restritor 140 pode compreender um canal com um diâmetro consideravelmente menor do que o diâmetro do acoplamento de ventilação

110.

[0044] A descrição anterior das modalidades preferenciais da presente invenção é fornecida para fins ilustrativos e descritivos. Ela não pretende ser completa ou restringir a invenção às variantes descritas. Muitas modificações e variações serão obviamente evidentes para um versado na técnica.

[0045] As modalidades foram escolhidas e descritas para explicar melhor os princípios da invenção e suas aplicações práticas e, portanto, possibilitar aos versados na técnica entender a invenção para várias modalidades e com as várias modificações apropriadas ao uso pretendido.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de segurança interno (100) para um sistema de gás combustível liquefeito (10), em que o sistema de gás combustível liquefeito (10) compreende pelo menos um dispositivo de armazenamento (12) armazenando gás combustível liquefeito; um elemento de ventilação (16) disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento (12); e pelo menos uma válvula de segurança (14) disposta para evacuar o gás a partir do dispositivo de armazenamento (12) quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento (12) excede um primeiro valor predeterminado, caracterizado pelo fato de que compreende: um acoplamento de ventilação (110); uma válvula de alívio de pressão (120) adaptada para ser disposta à jusante do acoplamento de ventilação; e um duto (130) para transportar gás, adaptado para ser conectado à válvula de alívio de pressão (120), em que o dispositivo de segurança interno (100) é adaptado para ser conectado de maneira removível ao sistema de gás combustível liquefeito (10) conectando o acoplamento de ventilação (110) ao elemento de ventilação (16), e em que a válvula de alívio de pressão (120) é configurada para abrir quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento (12) excede um segundo valor predeterminado, onde o segundo valor é menor do que o primeiro valor.

2. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o duto (130) é configurado para transportar o gás liberado para um ambiente externo.

3. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o duto (130) para transportar gás é uma mangueira flexível.

4. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o segundo valor predeterminado está entre 14 e 15,5 bar.

5. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o acoplamento de ventilação (110) compreende uma válvula de desconexão rápida fêmea, adaptada para ser conectada ao elemento de ventilação (16) do sistema de gás combustível liquefeito (10).

6. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: um restritor (140) adaptado para ser disposto à jusante do acoplamento de ventilação (110).

7. Dispositivo de segurança interno (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a válvula de alívio de pressão (120) é configurada para permitir a abertura manual da válvula.

8. Sistema de gás combustível liquefeito (10), compreendendo: pelo menos um dispositivo de armazenamento (12) armazenando gás combustível liquefeito; pelo menos uma válvula de segurança (14) disposta para liberar gás a partir do dispositivo de armazenamento (12) quando a pressão dentro do dispositivo de armazenamento (12) excede um primeiro valor predeterminado; e um elemento de ventilação (16) disposto em comunicação de fluido com o gás dentro do dispositivo de armazenamento (12), caracterizado pelo fato de que o sistema de gás combustível liquefeito (10) compreende adicionalmente um dispositivo de segurança interno (100) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.

9. Sistema de gás combustível liquefeito (10), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o elemento de ventilação (16) compreende uma válvula de desconexão rápida macho, que requer conexão ao acoplamento de ventilação (110) para abrir.

10. Sistema de gás combustível liquefeito (10), de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de segurança interno (100) é conectado ao dispositivo de armazenamento (12) quando o sistema (10) está em um ambiente interno.

11. Sistema de gás combustível liquefeito (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma válvula de ventilação (18) disposta a montante do elemento de ventilação (16), em que a válvula de ventilação (18) deve estar em uma posição aberta quando o dispositivo de segurança interno (100) é usado.

12. Veículo (1), caracterizado pelo fato de que compreende um sistema de gás combustível liquefeito (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 8 a 11.