EP3649075A1 - Distributeur de carburant avec moteur à deux vitesses et son procédé de fonctionnement - Google Patents

Distributeur de carburant avec moteur à deux vitesses et son procédé de fonctionnement

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EP3649075A1
EP3649075A1 EP18734264.7A EP18734264A EP3649075A1 EP 3649075 A1 EP3649075 A1 EP 3649075A1 EP 18734264 A EP18734264 A EP 18734264A EP 3649075 A1 EP3649075 A1 EP 3649075A1
Authority
EP
European Patent Office
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fuel
speed
pump
motor
poles
Prior art date
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EP18734264.7A
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German (de)
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EP3649075B1 (fr
Inventor
Laurent BORDIER
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Dover Fueling Solutions UK Ltd
Original Assignee
Tokheim UK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokheim UK Ltd filed Critical Tokheim UK Ltd
Publication of EP3649075A1 publication Critical patent/EP3649075A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3649075B1 publication Critical patent/EP3649075B1/fr
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/04—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes for transferring fuels, lubricants or mixed fuels and lubricants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B67—OPENING, CLOSING OR CLEANING BOTTLES, JARS OR SIMILAR CONTAINERS; LIQUID HANDLING
    • B67D—DISPENSING, DELIVERING OR TRANSFERRING LIQUIDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B67D7/00—Apparatus or devices for transferring liquids from bulk storage containers or reservoirs into vehicles or into portable containers, e.g. for retail sale purposes
    • B67D7/06—Details or accessories
    • B67D7/58—Arrangements of pumps
    • B67D7/62—Arrangements of pumps power operated
    • B67D7/66—Arrangements of pumps power operated of rotary type

Definitions

  • the present invention relates to a fuel dispenser comprising a two-speed motor and its method of operation.
  • fuel dispensers encountered at service stations include a pump unit for drawing fuel into a storage tank.
  • the pumping unit comprises a pump driven by an electric motor and is in most cases connected to two distribution lines.
  • Each distribution line includes a fuel flow meter measuring the volume of fuel delivered and a flexible hose equipped with a dispensing nozzle operated by the user to fill the tank of his vehicle.
  • the pump is a gear or paddle type suction pump and usually operates at a constant speed.
  • the distribution line must continue to deliver a maximum flow of 40 l / min to comply with the standards in force.
  • the pumping unit comprises a bypass circuit called bypass circuit comprising a bypass valve in which the unused excess flow is rolled in a closed circuit to off the pumping unit of this excessively large flow rate.
  • bypass circuit comprising a bypass valve in which the unused excess flow is rolled in a closed circuit to off the pumping unit of this excessively large flow rate.
  • the primary function of this bypass circuit is to protect the pump from an overpressure that can destroy the pump.
  • the electric power consumption of the motor is maximum during the entire operation of the pump whereas the actual flow rate needed is often much less when only one gun is activated. 50% of the flow is then only useful. This lower requirement represents more than 80% of the pump's operating time.
  • a control system transmits a frequency instruction to the frequency converter for the latter to rotate the electric motor at a frequency to obtain a flow rate of about 40 l / min.
  • control system transmits a frequency setpoint to the frequency converter for the latter to rotate the electric motor at a higher frequency to obtain a flow rate of about 80 l / min.
  • the present invention aims to overcome this disadvantage by providing a fuel dispenser consuming less electrical energy than those of the prior art.
  • the invention relates to a fuel dispenser comprising a pumping unit comprising an electric motor driving a pump for sucking fuel from a fuel tank.
  • the pumping unit is connected to two fuel distribution lines each having a flow meter connected to a hose equipped with a gun for delivering fuel into a vehicle tank.
  • the electric motor is a two-speed motor predetermined supplying the pump two rotational speeds including a small speed V1 intended to provide a small flow of fuel D1 output of the pump unit when a single gun delivers fuel and high speed V2 intended to provide a large flow of fuel D2 at the outlet of the pumping unit when two guns deliver fuel.
  • the two speeds V1 t V2 are therefore fixed and predetermined.
  • the two-speed motor is electrically connected to a controller controlling the speed of the electric motor according to the number of guns activated.
  • the two-speed motor is an asynchronous motor operating with a variable number of poles.
  • the fuel dispenser comprises a switching means controlled by the controller and for switching from a number of X poles to a number of Y poles.
  • the two-speed motor operates in 4 poles or 8 poles so as to obtain the fixed speeds V 2 or V 1, respectively.
  • the invention thus provides a fuel dispenser that consumes 30% less electrical energy per electric motor than conventional fuel dispensers for approximately more than 80% of the fuel dispenser operating time.
  • the noise level of the service station is also controlled by reducing the speed of the pump and therefore the maximum fuel flow during critical periods (night or high heat).
  • the frequency converters take up space because of the radiators on the thyristors.
  • the use of double-coil motors reduces the space requirement inside the hydraulic compartment, produces fewer calories and less electrical interference.
  • the fuel distributor comprises a state detector of the pump connected to the controller.
  • the pump status sensor transmits a signal to the controller informing it whether a cavitation state or a non-priming state of the pump is detected.
  • the controller transmits by means of switching a set signal to switch the two-speed motor in high speed V2 if its initial speed was V1.
  • the state detector of the pump is an ammeter measuring the intensity consumed by the two-speed motor.
  • the controller transmits to the switching means a setpoint signal to switch the speed to V2.
  • an increase in the speed of the two-speed motor optimizes suction operation under high pressure and temperature conditions. This makes it possible to maintain the highest possible fuel flow when a fuel distribution line is used.
  • the invention also relates to a method of operating a fuel dispenser as described above and comprising a step of stalling a first pistol for delivering fuel into a first vehicle.
  • the method comprises the following steps:
  • the operating method comprises the following steps:
  • the switching means providing a rotation speed V2, greater than V1, if a single gun is off the hook, if the speed of rotation of the two-speed motor is initially at V1 and if the intensity of the current consumed by the two-speed motor is less than a threshold value,
  • switching of the two-speed motor to a number of X poles by the switching means providing the rotational speed V1 if a single gun is unhooked and if the intensity of the current consumed by the two-speed motor is greater than or equal to threshold value.
  • the operating method of the fuel dispenser comprises a silent mode in which the speed of rotation of the two-speed motor is limited to the speed V1 for a predetermined duration T irrespective of the intensity of the current consumed by the motor. at two speeds.
  • FIG. 1 The characteristics of the invention will be described in more detail with reference to the appended nonlimiting FIG. 1:
  • FIG. 1 shows schematically a fuel dispenser according to the invention.
  • Figure 1 shows a fuel dispenser 1 comprising a pump unit 2 comprising an electric motor 3 driving a pump 4 for sucking fuel from a fuel tank.
  • the electric motor 3 drives the pump 4 via two pulleys 12 and a transmission belt 13.
  • the transmission between the electric motor 3 and the pump 4 can be direct also.
  • the pump 4 may be a paddle or gear pump.
  • the pumping unit 2 is connected to two fuel distribution lines 5 each having a flow meter 6 connected to a hose 7 equipped with a gun 8 for delivering fuel into a vehicle tank.
  • the electric motor 3 is a two-speed motor 3 supplying the pump with two rotational speeds including a small speed V1 intended to provide a small fuel flow D1 at the outlet of the pumping unit 2 when only gun 8 delivers fuel and a high speed V2 intended to provide a large flow of fuel D2 at the output of the pump unit 2 when two guns 8 deliver fuel.
  • the two-speed motor 3 is electrically connected to a controller 9 controlling the speed of the electric motor 3 according to the number of guns 8 activated.
  • the controller 9 is preferably arranged in the electronic head 14 of the fuel distributor 1.
  • the two-speed motor 3 is an asynchronous motor operating with a variable number of poles.
  • the fuel distributor 1 comprises a switching means 10 controlled by the controller 9 and making it possible to switch from a number of X poles to a number of Y poles, X being less than Y.
  • the switching means 10 is a contactor, for example example.
  • the two-speed motor 3 operates in 4 poles or 8 poles so as to obtain respectively the fixed speeds V2 and V1, the speed V2 being greater than the speed V1.
  • X is therefore equal to 4 and Y is equal to 8.
  • the two-speed motor 3 may be a 4/6 pole motor, X being equal to 4 and Y being equal to 6.
  • the electric motor 3 drives the pump 4 of the pump unit 2 which is configured to deliver a fuel flow of about 40 l / min.
  • the sound volume is then about 65 dB.
  • the two-speed motor 3 having switched in 4 poles, its rotational speed is about 1500 revolutions / min.
  • the electric motor 3 drives the pump 4 of the pump unit 2 which is configured to deliver a fuel flow of about 80 l / min, ie a flow rate of 40 l / min for each of the two fuel distribution lines 5 .
  • the sound volume is then about 75 dB.
  • the power consumption of the two-speed motor 3 is reduced by about 30% for more than 80% of the time for which a single gun 8 is activated.
  • the noise level of the service station is also controlled by a reduction in the speed of rotation of the two-speed motor 3.
  • the two-speed motor 3 can be a 4/8 pole motor.
  • This engine comprises a ratio 1 to 2. When switched to 4 poles, it provides a rotation speed of 1500 rpm. When switched to 8 poles, it provides a rotation speed of 750 rpm.
  • It can be powered under a single voltage of 230V or 400V. It includes two windings per phase that can be coupled in parallel to obtain the maximum speed with 4 poles or in series to obtain a speed divided by two with 8 poles.
  • the two-speed motor 3 When a first pistol 8 is unhooked and actuated, the two-speed motor 3 operates with 8 poles. The speed of rotation of the two-speed motor 3 is of the order of 750 revolutions / min, corresponding to the speed V1. The pumping unit 2 can then deliver a maximum fuel flow D1 of about 40 l / min in the tank of a first vehicle. When a second gun 8 is unhooked and actuated, the two-speed motor 3 operates with 4 poles. The speed of rotation of the two-speed motor 3 is of the order of 15,000 revolutions / min, corresponding to the speed V2.
  • the pumping unit 2 can then deliver a maximum fuel flow D2 of about 80 l / min resulting in a flow rate of 40 l / min for each fuel distribution line 5.
  • Each tank of the two vehicles arranged on both sides Other fuel dispenser 1 can be filled with a maximum fuel flow of 40 l / min.
  • the detection of the number of off-guns is carried out by known means such as a magnetic detector placed in the gun rest (bag) which is fixed on the fuel distributor, for example.
  • a magnet positioned on the gun allows the magnetic detector to detect the presence or absence of the gun in the gun rest. This information is transmitted to the controller 9.
  • the power consumption of the two-speed motor 3 is reduced by about 50% for more than 80% of the time for which a single gun 8 is activated.
  • the two rotational speeds of the two-speed motor 3 V1 and V2 are fixed and predetermined in advance.
  • fuel evaporation may occur in the suction line connecting the fuel storage tank and the pump unit 2, generating a vapor / liquid fuel mixture. rich in fuel vapors.
  • an increase in the speed of the two-speed motor 3 makes it possible to optimize the suction operation under the conditions of high pressure and high temperature. This makes it possible to maintain the highest fuel flow possible when a fuel distribution line 5 is used.
  • the increase in the rotational speed of the pump 4 has the effect of reducing the cavitation phenomenon.
  • the gas-rich phase is sucked up more quickly.
  • the fuel distributor 1 comprises a state detector of the pump 1 1 connected to the controller 9.
  • the state detector of the pump 1 1 detects whether the pump has a cavitation problem or if it is not primed during its startup.
  • the state detector of the pump 1 1 transmits a signal to the controller 9 informing it if a state of cavitation or a state of non-priming of the pump 4 is detected.
  • the cavitation state also includes the presence of gas pockets.
  • the controller 9 transmits to the switching means 10 a setpoint signal to switch the two speed motor 3 in high speed V2 if its initial speed was V1.
  • the state detector of the pump 1 1 measures the intensity consumed by the two-speed motor 3.
  • the controller 9 transmits by means of switching a set signal to switch the speed to V2.
  • the state detector of the pump 1 1 may be an ammeter.
  • the state detector of the pump 1 1 may include an ammeter associated with a voltmeter so as to measure a consumed electrical power.
  • the threshold value of the intensity may correspond to an average of the intensity measured when the pumping unit 2 is operating normally, without cavitation and with a primed pump 4.
  • the pump 4 When the pump 4 is operating normally, it consumes more electrical energy than in the case where it is cavity or is not primed. The intensity consumed is therefore higher in normal operation.
  • the state detector of the pump 1 1 may alternatively be a spectral analyzer analyzing the spectrum of the power or intensity consumed by the two-speed motor 3. The measured spectrum is compared with a reference spectrum corresponding to a normal operation, without cavitation and with a pump 4 primed.
  • the state detector of the pump 1 1 may alternatively be a pressure sensor or a sound sensor detecting vibration frequencies specific to cavitation. The phenomenon of cavitation causes additional vibrations.
  • the speed V2 is maintained as long as the measured intensity does not rise above the threshold value.
  • the controller 9 transmits to the switching means 10 a setpoint signal to switch the two-speed motor 3 to 8 poles providing the speed V1, if a single gun 8 is activated.
  • a method of operation of the fuel dispenser 1 is described below.
  • the two-speed motor 3 starts at low speed V1. It therefore works with 8 poles or 6 poles depending on the choice of the two-speed motor 3.
  • the measurement of the current by the state detector of the pump 1 1 makes it possible to control whether the pump 4 is primed or not.
  • the controller 9 transmits to the switching means 10 a setpoint signal to switch the motor in 4 poles (speed V2) until the boot. This speeds up the priming operation and maintains the highest possible dry vacuum.
  • the operating method comprises a silence mode in which the speed of rotation of the two-speed motor 3 is limited to the speed V1 for a predetermined duration T irrespective of the intensity of the current consumed by the two-speed motor 3.
  • This duration may correspond to a time slot corresponding to the night in the city center during which the noise of the fuel dispenser 1 must be minimized.
  • the duration T may alternatively be programmed during the summer during periods of high heat during the day, limiting the risk of cavitation.
  • the duration T can be programmed directly in the fuel dispenser 1 or in the central control station of the service station.
  • Silence mode is maintained even if the two guns 8 are unhooked.
  • the speed V2 is maintained after ignition when the two guns 8 are activated.
  • the invention makes it possible to reduce the electrical energy consumption of the motor by about 30% if a 4/6 pole motor is used or by 50% for a 4/8 pole motor for more than 80% of the time. operating the fuel dispenser 1.
  • the noise level of the service station is also controlled by reducing the speed of the pump and therefore the maximum fuel flow during critical periods (night in the city center or high heat).
  • the priming time of the pump 4 is also optimized.
  • the maximum fuel flow of the service station remains optimal under the conditions that allow it (day or normal temperature).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

L'invention concerne un distributeur de carburant (1) comprenant une unité de pompage (2) comportant un moteur électrique (3) entraînant une pompe (4) destinée à aspirer du carburant depuis un réservoir de carburant, l'unité de pompage (2) étant connectée à deux lignes de distribution de carburant (5) comportant chacune un mesureur de débit (6) connecté à un tuyau flexible (7) équipé d'un pistolet (8) destiné à délivrer du carburant dans un réservoir de véhicule. Selon l'invention, le moteur électrique (3) est un moteur à deux vitesses prédéfinies (3) fournissant à la pompe (4) deux vitesses de rotation dont une petite vitesse V1 destinée à fournir un petit débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage (2) lorsqu'un seul pistolet (8) délivre du carburant,et une grande vitesse V2 destinée à fournir un grand débit de carburant D2 en sortie de l'unité de pompage (2) lorsque deux pistolets (8) délivrent du carburant, le moteur à deux vitesses (3) étant relié électriquement à un contrôleur (9) commandant la vitesse du moteur électrique (3) en fonction du nombre de pistolets (8) activé.

Description

DISTRIBUTEUR DE CARBURANT AVEC MOTEUR A DEUX VITESSES ET SON PROCEDE DE FONCTIONNEMENT Domaine technique
La présente invention a pour objet un distributeur de carburant comprenant un moteur à deux vitesses et son procédé de fonctionnement.
Technique antérieure
D'une manière générale, les distributeurs de carburant que l'on rencontre dans les stations-service comprennent une unité de pompage destinée à aspirer le carburant dans une cuve de stockage.
L'unité de pompage comprend une pompe entraînée par un moteur électrique et est reliée dans la plupart des cas à deux lignes de distribution. Chaque ligne de distribution comprend un mesureur de débit de carburant mesurant le volume de carburant délivré et un tuyau flexible équipé d'un pistolet de distribution actionné par l'utilisateur pour remplir le réservoir de son véhicule.
La pompe est une pompe à succion de type à engrenage ou à palette et fonctionne habituellement à vitesse constante.
Elle fournit en moyenne un débit de 80 l/min qui est nécessaire pour fournir un débit de 40 l/min dans chacune des deux lignes de distribution lorsque deux pistolets sont décrochés et actionnés à plein débit pour remplir deux réservoirs respectifs de véhicule disposés de part et d'autre du distributeur de carburant.
Néanmoins, lorsqu'un seul pistolet d'une unité de pompage est activé, la ligne de distribution doit continuer à délivrer un débit maximum de 40 l/min pour respecter les normes en vigueur.
Pour cela, l'unité de pompage comprend un circuit de contournement appelé circuit bypass comportant une valve bypass dans lequel l'excès de débit non utilisé est laminé en circuit fermé pour délester l'unité de pompage de ce débit trop important. La fonction première de ce circuit de contournement est de protéger la pompe d'une surpression pouvant détruire la pompe.
De ce fait, la consommation d'énergie électrique du moteur est maximale durant tout le fonctionnement de la pompe alors que le débit réellement nécessaire est souvent bien moindre lorsqu'un seul pistolet est activé. 50% du débit est alors seulement utile. Ce besoin moindre représente plus de 80% du temps de fonctionnement de la pompe.
Il existe des solutions consistant à utiliser un variateur de fréquence pour contrôler la vitesse de rotation du moteur électrique en fonction du débit de carburant nécessaire. Il est possible d'ajuster le débit du carburant en ajustant la fréquence moteur.
Lorsqu'un seul pistolet est décroché, un système de contrôle transmet une consigne de fréquence au variateur de fréquence pour que ce dernier fasse tourner le moteur électrique à une fréquence permettant d'obtenir un débit d'environ 40 l/min.
Lorsque deux pistolets sont décrochés, le système de contrôle transmet une consigne de fréquence au variateur de fréquence pour que ce dernier fasse tourner le moteur électrique à une fréquence plus élevée permettant d'obtenir un débit d'environ 80 l/min.
Cependant, cette solution ne permet de réaliser qu'une économie d'énergie partielle (environ 10%). Ceci est dû à une perte de rendement du variateur de fréquence. De plus, les variateurs de fréquence sont très coûteux.
La présente invention a pour objet de remédier à cet inconvénient en proposant un distributeur de carburant consommant moins d'énergie électrique que ceux de l'art antérieur.
Exposé de l'invention
A cet effet, l'invention concerne un distributeur de carburant comprenant une unité de pompage comportant un moteur électrique entraînant une pompe destinée à aspirer du carburant depuis un réservoir de carburant.
L'unité de pompage est connectée à deux lignes de distribution de carburant comportant chacune un mesureur de débit connecté à un tuyau flexible équipé d'un pistolet destiné à délivrer du carburant dans un réservoir de véhicule.
Selon l'invention, le moteur électrique est un moteur à deux vitesses prédéterminées fournissant à la pompe deux vitesses de rotation dont une petite vitesse V1 destinée à fournir un petit débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage lorsqu'un seul pistolet délivre du carburant et une grande vitesse V2 destinée à fournir un grand débit de carburant D2 en sortie de l'unité de pompage lorsque deux pistolets délivrent du carburant.
Les deux vitesses V1 t V2 sont donc fixes et prédéterminées.
Le moteur à deux vitesses est relié électriquement à un contrôleur commandant la vitesse du moteur électrique en fonction du nombre de pistolets activé.
Selon un mode de réalisation possible, le moteur à deux vitesses est un moteur asynchrone fonctionnant avec un nombre de pôles variable. Le distributeur de carburant comprend un moyen de commutation commandé par le contrôleur et permettant de commuter d'un nombre de X pôles à un nombre de Y pôles.
Selon un mode de réalisation possible, le moteur à deux vitesses fonctionne en 4 pôles ou 8 pôles de façon à obtenir respectivement les vitesses fixes V2 ou V1 .
L'invention fournit ainsi un distributeur de carburant consommant 30% d'énergie électrique en moins par moteur électrique que les distributeurs de carburant classiques durant environ plus de 80% du temps de fonctionnement du distributeur de carburant.
Par comparaison, l'utilisation d'un contrôleur de fréquence permet de réduire la consommation d'énergie électrique au mieux de 10%. De plus, cette solution est plus chère que celle de l'invention.
Il est également possible de moins solliciter le circuit bypass, réduisant échauffement du carburant.
Le niveau sonore de la station-service est également maîtrisé par une réduction de la vitesse de la pompe et donc du débit de carburant maximal durant les périodes critiques (nuit ou forte chaleur).
De plus, les variateurs de fréquences prennent de la place à cause des radiateurs sur les thyristors. L'utilisation de moteurs à double bobinage permet de réduire l'encombrement à l'intérieur du compartiment hydraulique, de produire moins de calories et moins de parasitage électrique.
Selon une autre variante, le distributeur de carburant comprend un détecteur d'état de la pompe relié au contrôleur. Le détecteur d'état de la pompe transmet un signal au contrôleur l'informant si un état de cavitation ou un état de non-amorçage de la pompe est détecté. Le contrôleur transmet au moyen de commutation un signal de consigne pour commuter le moteur à deux vitesses en grande vitesse V2 si sa vitesse initiale était de V1 .
Selon une autre variante, le détecteur d'état de la pompe est un ampèremètre mesurant l'intensité consommée par le moteur à deux vitesses.
Lorsque la vitesse initiale du moteur est V1 et que l'intensité mesurée est inférieure à une valeur seuil, le contrôleur transmet au moyen de commutation un signal de consigne pour commuter la vitesse à V2.
Une augmentation de la vitesse du moteur à deux vitesses à un régime supérieur permet de limiter le phénomène de cavitation.
D'une manière plus générale, une augmentation de la vitesse du moteur à deux vitesses permet d'optimiser le fonctionnement en succion dans les conditions de pression et température élevées. Ceci permet de maintenir un débit de carburant le plus élevé possible lorsqu'une ligne de distribution de carburant est utilisée.
Lorsque la pompe n'est pas amorcée, une vitesse de rotation plus élevée permet d'accélérer l'amorçage de la pompe. Le temps d'amorçage de la pompe est donc également optimisé.
En effet, lorsqu'il y a une poche de gaz dans la canalisation, le fait d'augmenter la vitesse de rotation de la pompe permet d'aspirer plus rapidement cette poche de gaz jusqu'à ce que le carburant atteigne la pompe.
L'invention concerne également un procédé de fonctionnement d'un distributeur de carburant tel que décrit précédemment et comprenant une étape de décrochage d'un premier pistolet pour délivrer du carburant dans un premier véhicule.
Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes:
- commutation du moteur à deux vitesses à un nombre de Y pôles par le moyen de commutation pour démarrer le moteur à deux vitesses à une petite vitesse de rotation V1 afin de fournir un premier débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage,
- commutation du moteur à deux vitesses à un nombre de X pôles par le moyen de commutation pour fournir une vitesse de rotation V2, plus grande que V1 , lorsqu'un deuxième pistolet est décroché pour délivrer du carburant dans un deuxième véhicule de façon à obtenir un deuxième débit de carburant D2, supérieur à D1 , en sortie de l'unité de pompage. Les vitesses de rotations V1 et V2 sont fixes et prédéterminées.
Selon une variante, le procédé de fonctionnement comprend les étapes suivantes:
- mesure de l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses,
- commutation du moteur à deux vitesses à un nombre de X pôles par le moyen de commutation fournissant une vitesse de rotation V2, plus grande que V1 , si un seul pistolet est décroché, si la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses est initialement à V1 et si l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses est inférieure à une valeur seuil,
- commutation du moteur à deux vitesses à un nombre de X pôles par le moyen de commutation fournissant la vitesse de rotation V1 si un seul pistolet est décroché et si l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses est supérieure ou égale à la valeur seuil.
Selon une variante, le procédé de fonctionnement du distributeur de carburant comprend un mode silence dans lequel la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses est limitée à la vitesse V1 pendant une durée T prédéterminée quelle que soit l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses. Description sommaire du dessin
Les caractéristiques de l'invention seront décrites plus en détail en se référant à la figure 1 non limitative annexée :
- la figure 1 représente schématiquement un distributeur de carburant selon l'invention.
Manières de réaliser l'invention
La figure 1 représente un distributeur de carburant 1 comprenant une unité de pompage 2 comportant un moteur électrique 3 entraînant une pompe 4 destinée à aspirer du carburant depuis un réservoir de carburant.
Dans cet exemple, le moteur électrique 3 entraîne la pompe 4 par l'intermédiaire de deux poulies 12 et d'une courroie de transmission 13. La transmission entre le moteur électrique 3 et la pompe 4 peut être directe également.
La pompe 4 peut être une pompe à palette ou à engrenage. L'unité de pompage 2 est connectée à deux lignes de distribution de carburant 5 comportant chacune un mesureur de débit 6 connecté à un tuyau flexible 7 équipé d'un pistolet 8 destiné à délivrer du carburant dans un réservoir de véhicule.
Selon l'invention, le moteur électrique 3 est un moteur à deux vitesses 3 fournissant à la pompe deux vitesses de rotation dont une petite vitesse V1 destinée à fournir un petit débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage 2 lorsqu'un seul pistolet 8 délivre du carburant et une grande vitesse V2 destinée à fournir un grand débit de carburant D2 en sortie de l'unité de pompage 2 lorsque deux pistolets 8 délivrent du carburant.
Le moteur à deux vitesses 3 est relié électriquement à un contrôleur 9 commandant la vitesse du moteur électrique 3 en fonction du nombre de pistolets 8 activé.
Le contrôleur 9 est de préférence disposé dans la tête électronique 14 du distributeur de carburant 1 .
Le moteur à deux vitesses 3 est un moteur asynchrone fonctionnant avec un nombre de pôles variable.
Le distributeur de carburant 1 comprend un moyen de commutation 10 commandé par le contrôleur 9 et permettant de commuter d'un nombre de X pôles à un nombre de Y pôles, X étant inférieur à Y. Le moyen de commutation 10 est un contacteur, par exemple.
D'autres types de moteurs électriques à deux vitesses fixes et prédéterminées sont également possibles.
De préférence, le moteur à deux vitesses 3 fonctionne en 4 pôles ou 8 pôles de façon à obtenir respectivement les vitesses fixes V2 et V1 , la vitesse V2 étant supérieure à la vitesse V1 . X est donc égale à 4 et Y est égale à 8.
En variante, le moteur à deux vitesses 3 peut être un moteur 4/6 pôle, X étant égale à 4 et Y étant égale à 6.
Par exemple, il est possible d'utiliser un moteur à deux vitesses 3 asynchrone alimenté en 250 Volts.
Lorsqu'un seul pistolet 8 est décroché, cette information est transmise au contrôleur 9 qui transmet à son tour au moyen de commutation 10 la consigne de fonctionnement en 6 pôles. Le moteur à deux vitesses 3 ayant commuté en 6 pôles, sa vitesse de rotation est d'environ 900 tours/min.
Le moteur électrique 3 entraîne la pompe 4 de l'unité de pompage 2 qui est configurée pour délivrer un débit de carburant d'environ 40 l/min.
Le volume sonore est alors d'environ 65 dB.
Lorsqu'un deuxième pistolet 8 est décroché, cette information est transmise au contrôleur 9 qui transmet au moyen de commutation 10 la consigne de fonctionnement en 4 pôles.
Le moteur à deux vitesses 3 ayant commuté en 4 pôles, sa vitesse de rotation est d'environ 1500 tours/min.
Le moteur électrique 3 entraîne la pompe 4 de l'unité de pompage 2 qui est configurée pour délivrer un débit de carburant d'environ 80 l/min, soit un débit de 40 l/min pour chacune des deux lignes de distribution de carburant 5.
Le volume sonore est alors d'environ 75 dB.
La consommation d'énergie électrique du moteur à deux vitesses 3 est réduite d'environ 30% durant plus de 80% du temps pour lequel un seul pistolet 8 est activé.
Le niveau sonore de la station-service est également maîtrisé par une réduction de la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses 3.
Comme dit précédemment, le moteur à deux vitesses 3 peut être un moteur 4/8 pôles.
Le plus connu est le moteur asynchrone triphasé à couplage Dahlander du nom de son inventeur. Ce moteur comprend un rapport 1 à 2. Lorsqu'il est commuté à 4 pôles, il fournit une vitesse de rotation de 1500 tours/min. Lorsqu'il est commuté à 8 pôles, il fournit une vitesse de rotation de 750 tours/min.
Il peut être alimenté sous une tension unique de 230V ou de 400V. Il comprend deux bobinages par phase que l'on peut coupler en parallèle pour obtenir la vitesse maximale avec 4 pôles ou en série pour obtenir une vitesse divisée par deux avec 8 pôles.
Lorsqu'un premier pistolet 8 est décroché et actionné, le moteur à deux vitesses 3 fonctionne avec 8 pôles. La vitesse de rotation du moteur à deux vitesses 3 est de l'ordre de 750 tours/min, correspondant à la vitesse V1 . L'unité de pompage 2 peut alors délivrer un débit de carburant D1 maximal d'environ 40 l/min dans le réservoir d'un premier véhicule. Lorsqu'un deuxième pistolet 8 est décroché et actionné, le moteur à deux vitesses 3 fonctionne avec 4 pôles. La vitesse de rotation du moteur à deux vitesses 3 est de l'ordre de 15000 tours/min, correspondant à la vitesse V2. L'unité de pompage 2 peut alors délivrer un débit de carburant D2 maximal d'environ 80 l/min entraînant un débit de 40 l/min pour chaque ligne de distribution de carburant 5. Chaque réservoir des deux véhicules disposés de part et d'autre du distributeur de carburant 1 peut être rempli avec un débit de carburant maximal de 40 l/min.
La détection du nombre de pistolets décrochés est réalisée par des moyens connues tels un détecteur magnétique placé dans le repose pistolet (sacoche) qui est fixé sur le distributeur du carburant, par exemple. Un aimant positionné sur le pistolet permet au détecteur magnétique de détecter la présence ou non du pistolet dans le repose pistolet. Cette information est transmise au contrôleur 9.
La consommation d'énergie électrique du moteur à deux vitesses 3 est réduite d'environ 50% durant plus de 80% du temps pour lequel un seul pistolet 8 est activé.
Les deux vitesses de rotation du moteur à deux vitesses 3 V1 et V2 sont fixes et prédéterminées à l'avance.
Dans des conditions de température élevée et/ou d'altitude élevée, une évaporation du carburant peut se produire dans le conduit d'aspiration reliant la cuve de stockage de carburant et l'unité de pompage 2, générant un mélange de carburant vapeur/liquide riche en vapeurs de carburant.
Ce mélange vapeur/liquide riche en vapeurs de carburant entraîne une perte de débit, une augmentation du volume sonore de la pompe 4 ainsi que des vibrations. Ces phénomènes sont amplifiés à cause de échauffement de la pompe 4 dû au circuit bypass. En effet, lorsqu'un seul pistolet est activé, le carburant circule en boucle dans l'unité de pompage 2, provocant son échauffement.
Lorsque la pression de vapeur est trop élevée dans le mélange vapeur/liquide, il se forme des poches de gaz dans le conduit d'aspiration provoquant un désamorçage de la pompe 4.
Pour résoudre ces problèmes, il est proposé d'augmenter la vitesse du moteur à deux vitesses 3 à la vitesse V2 lorsque la vitesse initiale est de V1 . Une augmentation de la vitesse du moteur à deux vitesses 3 à un régime supérieur permet de limiter ces effets.
D'une manière plus générale, une augmentation de la vitesse du moteur à deux vitesses 3 permet d'optimiser le fonctionnement en succion dans les conditions de pression et de température élevées. Ceci permet de maintenir un débit de carburant le plus élevé possible lorsqu'une ligne de distribution de carburant 5 est utilisée.
L'augmentation de la vitesse de rotation de la pompe 4 a pour effet de réduire le phénomène de cavitation. La phase riche en gaz est aspirée plus rapidement.
Lorsque la pompe 4 n'est pas amorcée, une vitesse de rotation plus élevée permet aussi un meilleur amorçage de la pompe 4.
Lorsqu'une poche de gaz est présente dans la canalisation, une vitesse de rotation plus élevée permet d'augmenter la vitesse d'aspiration pour évacuer la poche de gaz.
Le distributeur de carburant 1 comprend un détecteur d'état de la pompe 1 1 relié au contrôleur 9. Le détecteur d'état de la pompe 1 1 détecte si la pompe rencontre un problème de cavitation ou si elle n'est pas amorcée lors de son démarrage.
Le détecteur d'état de la pompe 1 1 transmet un signal au contrôleur 9 l'informant si un état de cavitation ou un état de non-amorçage de la pompe 4 est détecté. De manière générale, l'état de cavitation englobe aussi la présence de poches de gaz.
Lorsqu'un de ces états est détecté, le contrôleur 9 transmet au moyen de commutation 10 un signal de consigne pour commuter le moteur à deux vitesses 3 en grande vitesse V2 si sa vitesse initiale était de V1 .
Le détecteur d'état de la pompe 1 1 mesure l'intensité consommée par le moteur à deux vitesses 3. Lorsque la vitesse initiale du moteur est V1 et que l'intensité mesurée est inférieure à une valeur seuil, le contrôleur 9 transmet au moyen de commutation 10 un signal de consigne pour commuter la vitesse à V2.
Le détecteur d'état de la pompe 1 1 peut être un ampèremètre. Le détecteur d'état de la pompe 1 1 peut comprendre un ampèremètre associé à un voltmètre de façon à mesurer une puissance électrique consommée. La valeur seuil de l'intensité peut correspondre à une moyenne de l'intensité mesurée lorsque l'unité de pompage 2 fonctionne normalement, sans cavitation et avec une pompe 4 amorcée.
Lorsque la pompe 4 fonctionne normalement, elle consomme davantage d'énergie électrique que dans le cas où elle cavité ou qu'elle est non amorcée. L'intensité consommée est donc plus élevée en fonctionnement normal.
En effet, lorsque la pompe 4 cavité, la teneur en gaz contenue dans le carburant est plus élevée, entraînant une pression plus faible. La pompe 4 fournit moins d'effort pour aspirer du gaz au lieu d'un liquide,
De même, lorsque la pompe 4 n'est pas amorcée, elle aspire du gaz et fournit moins d'effort pour tourner.
Le détecteur d'état de la pompe 1 1 peut être en variante un analyseur spectral analysant le spectre de la puissance ou de l'intensité consommée par le moteur à deux vitesses 3. Le spectre mesuré est comparé à un spectre de référence correspondant à un fonctionnement normal, sans cavitation et avec une pompe 4 amorcée.
Le détecteur d'état de la pompe 1 1 peut en variante être un capteur de pression ou un capteur sonore détectant des fréquences de vibration propres à la cavitation. Le phénomène de cavitation entraîne en effet des vibrations supplémentaires.
La vitesse V2 est maintenue tant que l'intensité mesurée ne remonte pas au-dessus de la valeur seuil. Lorsqu'elle remonte au-dessus de cette valeur, le contrôleur 9 transmet au moyen de commutation 10 un signal de consigne pour commuter le moteur à deux vitesses 3 à 8 pôles fournissant la vitesse V1 , si un seul pistolet 8 est activé.
Pendant environ 80% du temps de fonctionnement d'un distributeur de carburant 1 , un seul pistolet 8 est activé. Le fait de limiter la vitesse de la pompe à V1 durant tout ce temps permet de limiter fortement le phénomène de cavitation et de limiter le bruit, tout en réduisant la consommation électrique du moteur.
Un procédé de fonctionnement du distributeur de carburant 1 est décrit ci-dessous.
Lorsqu'un pistolet 8 est décroché, le moteur à deux vitesses 3 démarre à faible vitesse V1 . Il fonctionne donc avec 8 pôles ou 6 pôles en fonction du choix du moteur à deux vitesses 3. La mesure du courant par le détecteur d'état de la pompe 1 1 permet de contrôler si la pompe 4 est amorcée ou pas.
Si la pompe 4 n'est pas amorcée, le contrôleur 9 transmet au moyen de commutation 10 un signal de consigne pour commuter le moteur en 4 pôles (vitesse V2) jusqu'à l'amorçage. Cela permet d'accélérer l'opération d'amorçage et de conserver une dépression à sec la plus élevée possible.
Le procédé de fonctionnement comprend un mode silence dans lequel la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses 3 est limitée à la vitesse V1 pendant une durée T prédéterminée quelle que soit l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses 3.
Cette durée peut correspondre à une plage horaire correspondant à la nuit en centre-ville durant laquelle le bruit du distributeur de carburant 1 doit être minimisé.
La durée T peut en variante être programmée durant l'été pendant les périodes de fortes chaleurs en journée, limitant le risque de cavitation.
La durée T peut être programmée directement dans le distributeur de carburant 1 ou dans le poste de contrôle central de la station-service.
Le mode silence est maintenu même si les deux pistolets 8 sont décrochés.
Si le mode silence n'est pas activé, la vitesse V2 est maintenue après amorçage lorsque les 2 pistolets 8 sont activés.
Si la pompe 4 est amorcée au démarrage et si un seul pistolet est activé, la vitesse est maintenue à V1 .
Quelques soit le nombre de pistolet 8 décroché, si la détection du mode cavitation se déclenche (faible intensité mesurée durant la phase de fonctionnement du moteur), le passage en 4 pôles (vitesse V2) est automatique.
Ainsi, l'invention permet de réduire la consommation d'énergie électrique du moteur de l'ordre de 30% si un moteur 4/6 pôle est utilisé ou de 50% pour un moteur 4/8 pôles durant plus de 80% du temps de fonctionnement du distributeur de carburant 1 .
Par comparaison, l'utilisation d'un contrôleur de fréquence permet de réduire la consommation d'énergie électrique au mieux de 10% tout en étant plus chers. Il est également possible de moins solliciter le circuit bypass, réduisant échauffement du carburant.
Le niveau sonore de la station-service est également maîtrisé par une réduction de la vitesse de la pompe et donc du débit de carburant maximal durant les périodes critiques (nuit en centre-ville ou forte chaleur).
Le temps d'amorçage de la pompe 4 est également optimisé.
Le débit de carburant maximal de la station-service reste optimal dans les conditions qui le permettent (jour ou température normale).

Claims

Revendications
1 . Distributeur de carburant (1 ) comprenant une unité de pompage (2) comportant un moteur électrique (3) entraînant une pompe (4), destinée à aspirer du carburant depuis un réservoir de carburant, l'unité de pompage (2) étant connectée à deux lignes de distribution de carburant (5) comportant chacune un mesureur de débit (6) connecté à un tuyau flexible (7) équipé d'un pistolet (8), destiné à délivrer du carburant dans un réservoir de véhicule, caractérisé en ce que le moteur électrique (3) est un moteur à deux vitesses prédéterminées (3), fournissant à la pompe (4) deux vitesses de rotation dont une petite vitesse V1 destinée à fournir un petit débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage (2) lorsqu'un seul pistolet (8) délivre du carburant, et une grande vitesse V2 destinée à fournir un grand débit de carburant D2 en sortie de l'unité de pompage (2) lorsque deux pistolets (8) délivrent du carburant, le moteur à deux vitesses (3) étant relié électriquement à un contrôleur (9) commandant la vitesse du moteur électrique (3) en fonction du nombre de pistolets (8) activé, et en ce que le moteur à deux vitesses (3) est un moteur asynchrone fonctionnant avec un nombre de pôles variable, le distributeur de carburant (1 ) comprenant un moyen de commutation (10) commandé par le contrôleur (9) et permettant de commuter d'un nombre de X pôles à un nombre de Y pôles.
2. Distributeur de carburant (1 ) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le moteur à deux vitesses (3) fonctionne en 4 pôles ou 8 pôles de façon à obtenir respectivement les vitesses fixes V2 ou V1 .
3. Distributeur de carburant (1 ) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un détecteur d'état de la pompe (1 1 ) relié au contrôleur (9), ledit détecteur d'état de la pompe (1 1 ) transmettant un signal au contrôleur (9) l'informant si un état de cavitation ou un état de non-amorçage de la pompe (4) est détecté, ledit contrôleur (9) transmettant au moyen de commutation (10) un signal de consigne pour commuter le moteur à deux vitesses (3) en grande vitesse V2 si sa vitesse initiale était de V1 .
4. Distributeur de carburant selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur d'état de la pompe (1 1 ) est un ampèremètre mesurant l'intensité consommée par le moteur à deux vitesses (3), lorsque la vitesse initiale du moteur est V1 et que l'intensité mesurée est inférieure à une valeur seuil, le contrôleur (9) transmet au moyen de commutation (10) un signal de consigne pour commuter la vitesse à V2.
5. Procédé de fonctionnement d'un distributeur de carburant (1 ) tel que défini par l'une quelconques des revendications 1 à 4, ledit distributeur de carburant (1 ) comprenant une unité de pompage (2) comportant un moteur à deux vitesses (3) entraînant une pompe (4) destinée à aspirer du carburant depuis un réservoir de carburant, l'unité de pompage (2) étant connectée à deux lignes de distribution de carburant (5) comportant chacune un mesureur de débit (6) connecté à un tuyau flexible (7) équipé d'un pistolet (8) destiné à délivrer du carburant dans un réservoir de véhicule, ledit moteur à deux vitesses (3) étant un moteur asynchrone fonctionnant avec un nombre de pôles variable, le distributeur de carburant (1 ) comprenant un moyen de commutation (10) commandé par le contrôleur (9) et permettant de commuter d'un nombre de X pôles à un nombre de Y pôles, X étant inférieur à Y, ledit procédé comprenant une étape de décrochage d'un premier pistolet (8) pour délivrer du carburant dans un premier véhicule caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- commutation du moteur à deux vitesses (3) à un nombre de Y pôles par le moyen de commutation (10) pour démarrer le moteur à deux vitesses (3) à une petite vitesse de rotation V1 afin de fournir un premier débit de carburant D1 en sortie de l'unité de pompage (2),
- commutation du moteur à deux vitesses (3) à un nombre de X pôles par le moyen de commutation (10) pour fournir une vitesse de rotation V2, plus grande que V1 , lorsqu'un deuxième pistolet (8) est décroché pour délivrer du carburant dans un deuxième véhicule de façon à obtenir un deuxième débit de carburant D2, supérieur à D1 , en sortie de l'unité de pompage (2).
6. Procédé de fonctionnement d'un distributeur de carburant (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les vitesses de rotations V1 et V2 sont fixes et prédéterminées.
7. Procédé de fonctionnement d'un distributeur de carburant (1 ) selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- mesure de l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses (3),
- commutation du moteur à deux vitesses (3) à un nombre de X pôles par le moyen de commutation (10) fournissant une vitesse de rotation V2, plus grande que V1 , si un seul pistolet (8) est décroché, si la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses (3) est initialement à V1 et si l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses (3) est inférieure à une valeur seuil,
- commutation du moteur à deux vitesses (3) à un nombre de X pôles par le moyen de commutation (10) fournissant la vitesse de rotation V1 si un seul pistolet (8) est décroché et si l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses (3) est supérieure ou égale à la valeur seuil.
8. Procédé de fonctionnement d'un distributeur de carburant (1 ) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un mode silence dans lequel la vitesse de rotation du moteur à deux vitesses (3) est limitée à la vitesse V1 pendant une durée T prédéterminée quelle que soit l'intensité du courant consommé par le moteur à deux vitesses (3).
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