ES2225050T3 - Deposito para vehiculo que utiliza un carburante constituido por gas de petroleo licuado. - Google Patents
Deposito para vehiculo que utiliza un carburante constituido por gas de petroleo licuado.Info
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Abstract
Sistema de gestión y de control del estado de un depósito (1) destinado a contener un carburante líquido en forma de gas líquido a presión (GPL) para vehículo que comprende un recinto (2) provisto: - de un módulo interno de llenado (6) que integra un medio de llenado dotado de un medio de interrupción principal (21) y de llenado; - de un módulo interno de extracción de líquido (8) que integra un medio de bombeo (29), un medio que evita el desaforo (31), siendo el mencionado módulo interno de extracción de líquido (8) apto para mantener el nivel de presión requerido en el circuito de alimentación de carburante del motor del vehículo; - de al menos un módulo de seguridad (10) apto para eliminar una sobrepresión en el depósito (1); - de al menos un módulo (3) de interfaz y de conexión destinado a integrar los módulos anteriormente mencionados entre sí y de asegurar el interfaz entre el interior y el exterior del depósito (1) a presión; - y de un módulo electrónico (4) externo de control y de dirección de los diferentes módulos; caracterizado porque el medio de llenado está dotado de un medio secundario (20) de interrupción de llenado, siendo al menos el medio de interrupción principal (21) del tipo de chapeleta o de flotador de actuación mecánica directa, porque el módulo interno de extracción de líquido (8) comprende un primer medio (30) de filtrado, y porque el sistema comprende un módulo interno o externo de aforo (7) destinado a medir el nivel de líquido o la masa embarcada en el depósito (1) y a transmitir al conductor del vehículo las informaciones relativas a la autonomía de la que dispone.
Description
Depósito para vehículo que utiliza un carburante
constituido por gas de petróleo licuado.
El sector técnico del presente invento es el de
los depósitos de carburante para vehículo que funciona con un
carburante constituido por gas de petróleo licuado (GPL) o
cualquier otro tipo de carburante líquido actual o futuro.
Se sabe que los depósitos destinados a contener
este tipo de carburante contienen una fase líquida y una fase
gaseosa que necesitan medios de control del llenado, del
sobrellenado eventual, de la presión de gas y de la autonomía
conferida al vehículo. Se han realizado, por tanto, primeramente
depósitos de GPL suficientemente resistentes, jugando con el
espesor de las paredes, que se llenaban controlando someramente el
volumen introducido. Este tipo de depósito no ofrece ninguna
fiabilidad, tanto a nivel de la cantidad de carburante introducido
como de la seguridad en caso de sobrepresión.
A título documental, se pueden consultar las
patentes DE-OS-2165880 y
GB-A-2089014 que describen depósitos
realizados en forma de bombonas de gas domésticas.
Se ha intentado mejorar estos depósitos previendo
válvulas de seguridad que permitan liberar una cantidad de gas
cuando se ha alcanzado un nivel crítico de presión. Pero estos
sistemas de válvula no aseguran siempre su función de seguridad en
caso de sobrepresión brutal como consecuencia de un calentamiento
local del depósito o de un incendio del vehículo. En cuanto al
problema del aforo y, como consecuencia, el de la autonomía del
vehículo, no se ha podido nunca aportar una solución satisfactoria a
los usuarios a pesar de las ventajas innegables de este tipo de
carburante.
Igualmente se han propuesto en la patente
WO-97/27105 depósitos de GPL que presentan una forma
análoga a la de los depósitos clásicos de gasolina. El depósito
descrito es de material compuesto y necesita la incorporación de una
matriz interna constituida por placas entrelazadas para obtener una
resistencia mecánica conforme a las normas, estando la matriz unida
a las paredes del depósito.
Los trabajos emprendidos en el marco del invento
tienden a mejorar la resistencia mecánica de los depósitos ya sean
metálicos o de material compuesto. Ningún estudio práctico de
conjunto de la función ha sido realizado con el fin de considerar
este tipo de depósito con vistas a su integración en un vehículo.
Éste es pues el mérito del solicitante, el haber tenido en cuenta el
conjunto de la función que permite la alimentación del dispositivo
de transformación energética (motor) de un vehículo con la ayuda de
este tipo de carburante (GPL).
El sistema conocido por
WO-A-9820247 corresponde al
preámbulo de la reivindicación 1.
El objeto del presente invento tiende a
reconsiderar el conjunto de la función del almacenaje de carburante
cuando un vehículo está equipado con un depósito que contiene un
carburante líquido a baja presión (GPL) de forma que se mejore no
solamente la seguridad de funcionamiento de este depósito, sino que
además se facilite la detección de cualquier disfunción, los
controles periódicos y las puestas a punto necesarias.
Para ello el invento se refiere a un sistema de
gestión y de control del estado de un depósito destinado a contener
un carburante líquido en forma de gas líquido a presión (GPL) para
vehículo, según la reivindicación 1.
Ventajosamente, el medio de llenado principal
está equipado con un dispositivo de seguridad que emite vibraciones
específicas y diferenciadas en el curso de su funcionamiento.
El sistema según el invento puede comprender un
medio de interrupción o corte del dispositivo de llenado que actúa
en ausencia de detección de un umbral de la vibración específica
después de un cierto intervalo de llenado.
Según otra variante, el medio de interrupción
secundario del módulo de llenado es accionado por el fallo del
medio principal de llenado.
El módulo de seguridad comprende una válvula de
seguridad que incluye un medio de destarado que permite la
evacuación de gas en caso de sobrepresión brutal o de incendio.
Según además una variante de realización, el
módulo electrónico de control comprende:
- un medio de integración A del entorno del
vehículo, tal como la inclinación, la temperatura;
- un medio de tratamiento B de la señal del
módulo de aforo en relación con un medio de corrección de la
información;
- un medio de mando C de las electroválvulas;
- un medio de mando D del medio de bombeo;
- un medio de medida E de la presión en el
circuito de alimentación del vehículo; y
- un medio de regulación F de la presión en el
circuito de alimentación del vehículo;
- un medio de mando G del destarado de la válvula
del módulo de seguridad.
Ventajosamente, el medio de integración A
comprende mmedios de corrección unidos a módulo de aforo para
corregir el valor suministrado en función de la cartografía del
depósito.
El módulo electrónico de control está fijado,
bien al depósito, bien localizado en un lugar específico del
vehículo, lo que permite integrar al máximo los diferentes
captadores necesarios.
Una primera ventaja del sistema según el invento
reside en el hecho de que cualquier mal funcionamiento es detectado
y el usuario es informado de ello.
Otra ventaja del invento reside en la adopción de
un carácter modular de las funciones que hay que desempeñar para
asegurar la buena utilización del depósito, lo que facilita la
integración en estos mismos depósitos cualquiera que sea su
forma.
Otra ventaja del invento reside en el hecho de
que se facilita la sustitución de elementos deteriorados.
Otras características, detalles y ventajas del
invento irán apareciendo más claramente de la descripción dada a
continuación a título indicativo en relación con los dibujos, en
los que:
- la Figura 1 representa una vista general del
depósito equipado con sus principales elementos;
- las Figuras 2A y 2B representan ejemplos de
realización del módulo de llenado;
- las Figuras 3A y 3B representan un ejemplo de
realización del módulo de aforo;
- la Figura 4 representa un ejemplo de
realización del módulo de extracción de líquido;
- la Figura 5 representa un ejemplo de
realización de una válvula de seguridad, y la Figura 6 un esquema
de organización del módulo electrónico.
Como se deduce de lo que antecede, las diferentes
funciones del sistema de gestión y de control del almacenamiento de
carburante están organizadas en módulos individuales que pueden ser
aislados entre sí. Así, la Figura 1 es una representación
esquemática de un depósito 1 que delimita un recinto 2 provisto de
una placa 3 de interconexión, de un módulo electrónico 4, de un
conjunto 5 que agrupa un módulo de llenado 6, de aforo 7 y de
extracción de líquido 8, unidos por una funda 9 a la placa 3, y de
un módulo de seguridad 10. El módulo electrónico 4 está destinado a
recibir las informaciones que vienen de los módulos 6, 7 y 8 y,
después de tratamiento, dirigirlos bien hacia un indicador 11, bien
hacia otro módulo con el fin de mandar una función particular. Por
supuesto, la placa 3 está equipada para recibir un colector 12 unido
al conectador de llenado externo 13 del depósito. La funda 9
encierra un cierto número de cables de unión 14, 15 y 16 que unen
los módulos 6, 7 y 8 a la placa 3.
Si se considera el módulo de llenado 6
representado en las Figuras 2A y 2B en una configuración ventajosa,
una conducción C de llenado está dispuesta entre el colector 12 y
un sistema principal de interrupción 21. Este módulo está dotado
complementariamente de chapeletas clásicas antirretorno 17 y/o de un
dispositivo manual de aislamiento, por una parte con un dispositivo
de seguridad 18 que emite vibraciones específicas (por ejemplo
sonidos) durante su puesta en funcionamiento, permitiendo controlar
el funcionamiento mediante un captador 19 y, por otra parte, con un
sistema secundario 20 de interrupción de llenado acoplado al
sistema principal 21 de interrupción, aquí de tipo mecánico de
flotador (eventualmente de chapeleta...). El sistema secundario 20
está regulado de forma que no sea accionado más que en caso de
fallo del sistema de interrupción principal 21 unido a una
electroválvula 22 y que permite pues detectar e informar al usuario
del fallo del sistema primario de control de llenado que manda esta
electroválvula.
Con el módulo así concebido, el usuario detecta
una anomalía eventual:
- por la ausencia de detección por el captador 19
de la vibración específica simultáneamente (o con un desfase de
algunos segundos) con la señal de presencia del conectador de
llenado 13 procedente del detector 23, eliminándose así los riesgos
de fugas externas;
- por el mantenimiento de la presencia de la
vibración específica o del ruido o de una señalización mientras que
ha sido dada la señal de interrupción de la electroválvula 22,
eliminándose así los riesgos de un sobrellenado peligroso por la
puesta en funcionamiento de una alarma y del sistema secundario de
interrupción del llenado 20, eventualmente reversible o de cualquier
otro dispositivo de interrupción.
En la Figura 3A se ha representado el módulo de
aforo 7 constituido por un cierto número de captadores 24, 25
situados entre el depósito 2 y el bastidor del vehículo. Estos
captadores son, por ejemplo, calibres de esfuerzo que por
deformación liberan una señal eléctrica que es enviada al módulo
electrónico 4. En la Figura 3B se han representado los medios que
permiten transmitir al conductor el nivel de llenado constituidos
por un primer conjunto de fibras ópticas 26, denominado de
referencia, cuya parte sensible está constantemente sumergida en el
carburante, y de un segundo conjunto 27, denominado de medida, cuya
parte sensible está sumergida proporcionalmente al nivel del
carburante líquido. La comparación de los valores suministrados por
estos dos conjuntos permite conocer el nivel de llenado.
La función general de este módulo de aforo 7
es:
- medir el nivel de líquido o la masa de
carburante embarcado en todo momento (llenado si es necesario, en
utilización);
- dirigir, si es necesario y después de
tratamiento por el módulo electrónico 4, el dispositivo de
interrupción 20 integrado en el módulo de llenado 6 y presente en
la versión principal del sistema propuesto en la placa de
interconexión 3;
- transmitir, después de tratamiento por el
módulo electrónico 4 si se requiere, los datos necesarios para la
indicación al conductor del vehículo del nivel de llenado y, por
tanto, de su autonomía en carburante.
Este módulo según la complejidad de dicho
depósito puede ser:
- bien duplicado en diferentes puntos del
depósito 1, de forma que pueda deducirse un nivel medio o una masa
embarcada;
- bien ser unido a un calculador (no
representado) capaz, en función de una cartografía del depósito y
de su inclinación según al menos dos ejes, medida por un captador
específico, deducir el volumen o la masa de carburante
embarcado.
El módulo de extracción de líquido 8 representado
en la Figura 4, que puede ser agrupado en la versión principal con
el módulo de llenado 6 y de aforo 7, integra la tubería de
extracción de líquido 28 y, dado el caso, una bomba 29 que permite
mantener una presión mínima o una sobrepresión desde algunos bares
a unas decenas de bares en el sistema de distribución (o circuito
de carburante) en tanto que sea necesario. También comprende un
dispositivo de prefiltrado 30 que puede ser colocado, por su forma,
en el punto más bajo de dicho depósito 1 sin, por tanto, ser
susceptible de obstruirse fácilmente, y un dispositivo antidesaforo
31 que permite la utilización del depósito en autonomía mínima.
La placa de interconexión 3 lleva, en la versión
principal, todas las conexiones que permiten la continuidad de los
dispositivos de llenado, de extracción de líquido, de aforo, y,
dado el caso, de seguridad (presión/temperatura) entre la envoltura
a presión y el exterior.
Lleva, si esto se considera necesario o adaptado,
los dispositivos de control de estos dispositivos (válvulas
manuales o mandadas, chapeletas antirretorno, desvíos...) y puede
alojar también la caja electrónica de control. Si es necesario,
también lleva un dispositivo de filtrado que permite un cambio
regular del filtro.
La funda 9 es utilizada en el caso en el que los
módulos de llenado, de aforo y de extracción de líquido no puedan
ser directamente agrupados y/o unidos a la placa de
interconexión.
Contiene un dispositivo de unión 32 que permite
el control de aforo y de la bomba sumergida 29, así como los
conductos de llenado C y de extracción de líquido cuyo control de
buen funcionamiento es realizado respectivamente por el dispositivo
citado anteriormente (emisión de una vibración o de un sonido por la
boquilla final de llenado) y por el dispositivo de la caja
electrónica de control (dispositivo de medida de la presión de
alimentación).
El módulo 10, representado en sección en la
Figura 5, permite garantizar que en caso de sobrepresión interna un
dispositivo adaptado permitirá al gas escaparse cuando la presión
sobrepase un umbral dado (27.10^{5} Pa actualmente para el GPL)
según un caudal suficiente para evitar en caso de temperatura
exterior muy elevada (incendio del vehículo) la aceleración de esta
subida de presión.
Una versión evolucionada de estos módulos
comportará uno o varios dispositivos complementarios que permitan
destarar la puesta en funcionamiento del dispositivo en caso de
incendio brutal.
Este dispositivo complementario puede estar, por
ejemplo, constituido bien por un soporte de apoyo 40 de un muelle
principal 41 de una válvula realizada de un material fusible a la
temperatura deseada, bien, en otra versión (no representada), por
un muelle complementario que actúe en sentido opuesto al muelle
principal realizado de un material denominado con memoria de forma y
que no actúe más que cuando se alcance una temperatura deseada.
Esta válvula está integrada en un cuerpo 42 fijado al depósito y el
muelle 41 mantiene una chapeleta 44 en apoyo sobre una boquilla 45
por medio de una junta 46. El destarado del muelle 41 es provocado
por la fusión de la membrana 42 por el efecto de la elevación de la
temperatura en caso de incendio.
Este módulo está principalmente instalado en una
zona del depósito que permite la evacuación exclusiva de la nube
gaseosa (y no del líquido) y está eventualmente completado por un
dispositivo que permite cumplir esta condición incluso en caso de
vuelta de campana del vehículo.
Una variante de instalación consiste en instalar
un primer dispositivo en una posición tal como la descrita
anteriormente y un segundo dispositivo en una zona opuesta que
permite esta misma desgasificación en caso de vuelta de campana del
vehículo o de basculamiento lateral.
En todos estos casos, cada uno de estos
dispositivos está completado por un componente que permite obturar
el orificio de evacuación en caso de presencia de líquido.
Más generalmente, estos dispositivos están
dotados de una membrana cuya abertura está calibrada en el umbral
más bajo elegido para la válvula y cuya presencia está controlada
por un dispositivo integrado en el módulo electrónico o fácilmente
identificable durante los controles regulares de los vehículos.
Como se ha representado en la Figura 6, el módulo
electrónico 4 está dotado:
- de un submódulo A que permite, a partir de un
dispositivo integrado que mide la inclinación según dos ejes, con
respecto a un plano horizontal del vehículo, corregir en todo
momento el valor dado por el módulo de aforo en función de la
cartografía del depósito y, por tanto:
- indicar la autonomía real cualquiera que sea la posición del vehículo,
- interrumpir el llenado del depósito en el valor deseado cualquiera que sea la posición del vehículo,
- activar un sistema de alarma si el nivel máximo ha sido superado o si durante el llenado no ha sido captado el ruido emitido por el dispositivo de llenado.
- de un submódulo B que permite detectar el modo
de utilización del depósito y de ponerse en modo de llenado (señal
de presencia del conectador por captador 23), en modo alimentación
con bomba y regulación de presión o sin bomba o en parada;
- de un dispositivo electrónico C que permite
tratar la señal del sistema de aforo y alimentar los submódulos
anteriormente mencionados;
- de una electrónica de mando D que permite en
todos los casos accionar la electroválvula de alimentación y, si
fuera necesario, la electroválvula del circuito de llenado en
función de las informaciones suministradas por los submódulos A o
B;
- de un dispositivo de medida E de la presión de
alimentación;
- de una electrónica de mando F que conduce un
desvío en el circuito de alimentación, que permite en el caso de la
utilización de la bomba sumergida, regular con precisión la presión
del circuito de alimentación.
- de un dispositivo G que mide la temperatura
interna del líquido almacenado en el depósito y la temperatura
exterior que permite alimentar los submódulos A o B con el fin de
afinar las medidas de autonomía o de, dado el caso, activar el
destarado de la válvula de seguridad (incendio);
- de un dispositivo H que permite detectar las
vibraciones específicas emitidas por el módulo de llenado.
Claims (8)
1. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito (1) destinado a contener un carburante líquido en forma
de gas líquido a presión (GPL) para vehículo que comprende un
recinto (2) provisto:
- de un módulo interno de llenado (6) que integra
un medio de llenado dotado de un medio de interrupción principal
(21) y de llenado;
- de un módulo interno de extracción de líquido
(8) que integra un medio de bombeo (29), un medio que evita el
desaforo (31), siendo el mencionado módulo interno de extracción de
líquido (8) apto para mantener el nivel de presión requerido en el
circuito de alimentación de carburante del motor del vehículo;
- de al menos un módulo de seguridad (10) apto
para eliminar una sobrepresión en el depósito (1);
- de al menos un módulo (3) de interfaz y de
conexión destinado a integrar los módulos anteriormente mencionados
entre sí y de asegurar el interfaz entre el interior y el exterior
del depósito (1) a presión;
- y de un módulo electrónico (4) externo de
control y de dirección de los diferentes módulos;
caracterizado porque el
medio de llenado está dotado de un medio secundario (20) de
interrupción de llenado, siendo al menos el medio de interrupción
principal (21) del tipo de chapeleta o de flotador de actuación
mecánica directa, porque el módulo interno de extracción de líquido
(8) comprende un primer medio (30) de filtrado, y porque el sistema
comprende un módulo interno o externo de aforo (7) destinado a medir
el nivel de líquido o la masa embarcada en el depósito (1) y a
transmitir al conductor del vehículo las informaciones relativas a
la autonomía de la que
dispone.
2. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según la reivindicación 1, caracterizado porque
el módulo interno de llenado (6) está equipado con un dispositivo
de seguridad (18) que emite vibraciones específicas y diferenciadas
durante su funcionamiento.
3. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado
porque comprende un medio secundario de interrupción (22) de
llenado que actúa en ausencia de detección de un umbral de la
vibración específica después de un cierto intervalo de llenado.
4. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según una de las reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado porque el medio secundario (22) de
interrupción de llenado es accionado por el fallo del medio
principal (21) de interrupción de llenado.
5. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,
caracterizado porque el módulo de seguridad (10) comprende
una válvula de seguridad que incluye un medio de destarado (42) que
permite la evacuación de gas en caso de sobrepresión brutal o de
incendio.
6. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque el módulo electrónico de control (4)
comprende:
- un medio de integración A del entorno del
vehículo tal como la inclinación, la temperatura;
- un medio de tratamiento B de la señal del
módulo de aforo en relación con un medio de corrección de la
información;
- un medio C de mando de los medios de
interrupción de alimentación;
- un medio de mando D del medio de bombeo;
- un medio de medida E de la presión en el
circuito de alimentación del vehículo;
- un medio de mando G del destarado de la válvula
del módulo de seguridad.
7. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según la reivindicación 6, caracterizado porque
el medio de integración A comprende medios de corrección unidos al
módulo de aforo (7) para corregir el valor suministrado en función
de la cartografía del depósito.
8. Sistema de gestión y de control del estado de
un depósito según la reivindicación 6, caracterizado porque
el módulo electrónico (4) de control está ya sea fijado al depósito
(1), o trasladado a un lugar específico del vehículo, permitiendo
integrar al máximo los diferentes captadores necesarios.
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