ES2268546T3 - Procedimiento y dispositivo para el suministro de carburante de un vehiculo automovil que funciona con hidrogeno. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para el control del flujo de material en chapas, preferiblemente de aceros de alta resistencia y/o aceros polifásicos o de aluminio, en donde la chapa (1) se perfila en una prensa entre un punzón (4) de embutición y una matriz (5) dispuesta en una placa (2) de ca- beza, el punzón (4) de embutición y la matriz (5) poseen perfi- les (12, 14) ajustados para la formación de acanaladuras de em- butición en los bordes de la chapa (1), y los bordes de la chapa (1) se comprimen entre al menos un soporte superior (13) de chapa y al menos un soporte inferior (6, 7) de chapa, durante el proceso de embutición profunda con fuerza elástica (8, 9) controlable, caracterizado porque a) en primer lugar, con el cierre de los soportes superior e inferior (13, 6, 7), se estampa un escalón (11) de forma de Z en el borde 1a de chapa, b) después, con la conservación del escalón (11) de cierre y un cierre completo entre los soportes, se termina de embutir la forma de base, extendiéndose la chapa (1)de dentro hacia fuera, y c) por último, el escalón (11) de cierre se reduce en su altura y de esta forma se facilita el arrastre de la chapa por fuera.
Description
Procedimiento y dispositivo para el suministro
de carburante de un vehículo automóvil que funciona con
hidrógeno.
Cuando se suministra carburante a un vehículo
automóvil con una pila de combustible de hidrógeno, el hidrógeno
necesario para la pila de combustible puede ser llevado y
almacenado en forma pura en el vehículo. Como modo de proceder
alternativo con respecto a esto, es conocido generar el hidrógeno
por medio de una reacción química o catalítica durante el
funcionamiento del vehículo automóvil. Resultan de esto ventajas
relevantes para la seguridad. Es conocida a este respecto, por
ejemplo, la llamada reacción de borohidruro de sodio. Como
carburante se ofrece borohidruro de sodio (NaBH_{4}) en solución
acuosa. El borohidruro de sodio se alimenta a un catalizador que
libera hidrógeno puro y borato de sodio (NaBO_{2}) en solución
acuosa. El hidrógeno técnicamente puro puede ser alimentado
directamente a una pila de combustible pospuesta al catalizador.
Allí se hace reaccionar hidrógeno junto con oxígeno del aire para
formar agua, concretamente con liberación de energía eléctrica para
un motor de accionamiento del vehículo automóvil. El borato de
sodio que se produce durante la reacción catalítica del borohidruro
de sodio puede reciclarse de nuevo por técnicas de proceso para
obtener borohidruro de sodio. Por tanto, es conveniente recoger el
carburante convertido por la reacción en borato de sodio en un
recipiente colector previsto para ello en el vehículo automóvil.
Cuando se aplica para el almacenamiento del
carburante el volumen del depósito usual de un vehículo automóvil,
la autonomía del vehículo automóvil medida sobre la base de la
reserva de carburante es relativamente pequeña en comparación con
un vehículo equipado con un motor de combustión de además,
habilitar un volumen de acumulación correspondiente para el
carburante hidrocarburos. Empleando el catalizador de borohidruro
de sodio, es necesario, que ha reaccionado. Este volumen de
acumulación se obtiene a costa del volumen útil del vehículo
automóvil.
Para poder aprovechar lo más eficazmente posible
el volumen disponible para el almacenamiento de carburante, es
deseable proporcionar el carburante no reaccionado, es decir, el
borohidruro de sodio, en la forma más concentrada posible. El
borato de sodio precipita en concentraciones de más de 20% en peso
en solución acuosa, de modo que es conveniente alimentar al
catalizador borohidruro de sodio en una concentración de 20% en
peso en solución acuosa. Por tanto, cuando deba almacenarse
borohidruro de sodio en solución acuosa en mayor concentración, se
deberá añadir agua a la solución antes de su entrada en el
catalizador. A este fin, delante del catalizador está montado un
mezclador por medio del cual se proporciona la solución de
borohidruro de sodio en la dilución deseada para el catalizador. El
agua alimentada al mezclador es tomada entonces de la corriente de
gas de escape de la pila de combustible. El vapor de agua contenido
en el gas de escape es condensado en un refrigerador y alimentado al
mezclador. En esta forma de preparación de carburante se producen,
por ejemplo utilizando 100 l de una solución de borohidruro de
sodio al 30% como carburante no reaccionado, aproximadamente 115 l
de solución de borato de sodio al 20% como carburante reaccionado.
Para la recogida y acumulación del carburante reaccionado se
necesita en este caso especialmente mucho volumen. Esto se logra a
costa de la autonomía del vehículo automóvil o a costa del volumen
útil del mismo.
Se conoce por el documento EP 1 375 419 A2 un
dispositivo para generar hidrógeno que comprende dos recipientes
que se comunican uno con otro, a saber, una cámara de reacción y un
volumen de acumulación, en donde se alimenta a la cámara de
reacción un carburante aún no reaccionado proveniente del volumen
de acumulación.
Se conoce por el documento GB 794125 un
recipiente de carburante que está subdividido en dos volúmenes por
medio de un tabique flexible, siendo solicitado uno de los
volúmenes con aire comprimido cuando se vacía el otro volumen del
recipiente. El objetivo de esta disposición es impedir que el
carburante líquido contenido en el volumen primeramente citado entre
en contacto con oxígeno al vaciar dicho volumen, con lo que se
suprime la formación de una mezcla explosiva de
oxígeno/carburante.
Se conoce por el documento DE 344965 C una
disposición de recipientes de combustible para vehículos
automóviles que comprende varios recipientes conectados en paralelo
que se vacían sucesivamente.
Por tanto, la invención se basa en el problema
de proporcionar un procedimiento y un dispositivo de suministro de
carburante a un vehículo automóvil de esta clase con los cuales se
pueda conseguir, con una reducción mínima del volumen útil, un
almacenamiento suficiente de carburante para lograr una autonomía
suficiente.
El problema se resuelve primero con un
procedimiento de suministro de carburante a un vehículo automóvil
con al menos un consumidor de hidrógeno, por ejemplo una pila de
combustible, en la cual se convierte hidrógeno en energía
eléctrica, liberándose el hidrógeno por reacción catalítica de un
donador de hidrógeno previsto como carburante y produciéndose
entonces carburante reaccionado reciclable, comprendiendo el
procedimiento la extracción de carburante no reaccionado de un
primer volumen de acumulación, el llenado de al menos un segundo
volumen de acumulación separado del primer volumen de acumulación
con carburante reaccionado y la utilización adicional al menos
parcial del primer volumen de acumulación que queda libre por la
extracción para la acumulación del carburante reaccionado.
La invención se basa en la idea de emplear al
menos un volumen parcial del volumen de acumulación previsto
originalmente para carburante no reaccionado, después de la
extracción del carburante, para la acumulación del carburante
reaccionado. En esta forma de proceder se puede reducir a un óptimo
el volumen necesario en conjunto para la acumulación de carburante
no reaccionado y para la acumulación de carburante reaccionado.
Para el aprovechamiento óptimo del espacio de
montaje disponible en un vehículo automóvil puede ser ventajoso,
por ejemplo, emplear como volúmenes de acumulación para el
almacenamiento del carburante varios recipientes espacialmente
separados uno de otro.
Una variante especialmente preferida del
procedimiento según la invención se caracteriza por el empleo de al
menos tres recipientes conectados en serie en calidad de volúmenes
de acumulación, efectuándose la extracción del carburante no
reaccionado desde un recipiente de extracción, alimentándose el
recipiente de extracción con carburante no reaccionado procedente
de al menos un recipiente de reserva, llenándose un recipiente
colector con carburante reaccionado y derivándose el carburante
reaccionado procedente del recipiente colector hacia el o los
recipientes de reserva cuando se ha extraído completamente de éste
el carburante no reaccionado.
Es fácilmente imaginable que el recipiente de
extracción no esté disponible para el llenado con carburante
reaccionado, ya que tiene que quedar garantizado el funcionamiento
del vehículo automóvil hasta su repostaje. Además, el volumen del
recipiente colector no puede ser repostado o llenado con carburante
no reaccionado, puesto que inmediatamente después de la puesta en
servicio del vehículo automóvil se produce ya carburante
reaccionado que tiene que ser recogido.
Como se explica más adelante, es conveniente
optimizar el número y el tamaño de los recipientes a prever en
vista de la cantidad de carburante reaccionado producido, referido a
la cantidad de carburante utilizado no reaccionado. Cuando se
produce sobre carburante no reaccionado al 100% aproximadamente
115% de carburante reaccionado, ha manifestado ser especialmente
ventajoso el empleo de un total de cinco recipientes de carburante
para la puesta en práctica del procedimiento.
El problema que sirve de base a la invención se
resuelve también por medio de una disposición de recipientes de
carburante para el suministro de carburante a un vehículo automóvil
con al menos un consumidor de hidrógeno, por ejemplo una pila de
combustible, en la que se convierte hidrógeno en energía eléctrica,
liberándose el hidrógeno por reacción catalítica de un donador de
hidrógeno previsto como carburante y produciéndose entonces
carburante reaccionado reciclable, cuya disposición comprende al
menos un recipiente de extracción que está provisto de medios para
transportar el carburante, al menos un recipiente de reserva que se
comunica con el recipiente de extracción y que está provisto de
medios para transportar el carburante al recipiente de extracción,
y un recipiente colector que está unido con un recipiente de reserva
a través de un rebosadero.
Preferiblemente, el recipiente de reserva está
conectado al recipiente de extracción y al recipiente colector a
través de una válvula conmutable de varias vías, de modo que se
asegura que el recipiente colector pueda ser empleado para recoger
carburante reaccionado o para recoger y descargar carburante no
reaccionado.
Convenientemente, están previstos al menos dos
recipientes de reserva adicionales que se comunican cada uno de
ellos con el recipiente de extracción y el recipiente colector a
través de válvulas conmutables. Como ya se ha mencionado al
principio, es óptima una disposición de recipientes constituida por
un total de cinco recipientes en lo que respecta al aprovechamiento
del volumen necesario en conjunto.
Preferiblemente, los recipientes de reserva
alimentan el recipiente de extracción a través de respectivas
bombas eyectoras de aspiración que son accionadas cada una de ellas
por un retorno de carburante procedente del recipiente de
extracción.
El retorno puede derivarse, por ejemplo, de una
tubería de extracción del recipiente de extracción.
Convenientemente, los recipientes de reserva
están conectados cada uno de ellos a una tubería de retorno común
procedente del recipiente de extracción y a una tubería de
alimentación común al recipiente de extracción.
La tubería de retorno puede estar conectada a la
tubería de extracción, por ejemplo, a través de una válvula
reguladora de presión. A través de la válvula reguladora de presión
se alimenta entonces a la tubería de retorno el caudal volumétrico
de carburante transportado por la bomba, el cual no tiene que ser
alimentado al catalizador.
Es especialmente ventajoso que el tamaño del
recipiente colector y de los recipientes de reserva esté
dimensionado en cada caso de modo que el recipiente colocado cada
vez aguas arriba en la dirección de transporte del carburante pueda
recoger el volumen de carburante reaccionado que se produce al
vaciar el recipiente pospuesto aguas abajo con carburante no
reaccionado y al procesar este último.
El recipiente de extracción y los recipientes de
reserva pueden estar conectados cada uno de ellos a una tubería de
llenado común, y los recipientes colectores y los recipientes de
reserva pueden estar conectados cada uno de ellos a una tubería de
vaciado común.
Como alternativa, el llenado y el vaciado de la
disposición de recipientes de carburante puede realizarse a través
de una tubería común. Por vaciado en el sentido anteriormente
descrito ha de entenderse el vaciado con miras a la evacuación del
carburante reaccionado.
Se explicará seguidamente la invención haciendo
referencia a varios ejemplos de ejecución representados en los
dibujos.
Muestran:
La figura 1, una vista esquemática de un
recipiente de carburante según una primera forma de realización del
procedimiento conforme a la invención,
La figura 2, una vista esquemática del
recipiente de carburante representado en la figura 1 en estado
llenado,
La figura 3, una vista esquemática de este
recipiente de carburante durante el funcionamiento del vehículo
automóvil,
La figura 4, una vista esquemática de un
recipiente de carburante según un ejemplo de realización de la
invención,
La figura 5, una vista esquemática de una
disposición de recipientes de carburante según la invención, en
donde, en aras de una mayor sencillez, se han representado
solamente tuberías de llenado, de vaciado y de purga de aire,
La figura 6, una vista esquemática de la
disposición de recipientes de carburante según la invención, en la
que está prevista solamente una única tubería para el llenado y el
vaciado, y
Las figuras 7 a 10, vistas esquemáticas de la
disposición de recipientes de carburante según la invención, que
representa las respectivas vías de flujo de carburante en
diferentes situaciones de funcionamiento.
El recipiente de carburante 1 representado en la
figura 1 está construido como un recipiente de plástico formado por
dos semicascos 2 que presenta un primer volumen de acumulación
inferior 3 y un segundo volumen de acumulación superior 4. El
primer volumen de acumulación 3 sirve para recoger carburante no
reaccionado para un vehículo automóvil provisto de una pila de
combustible de hidrógeno. Como carburante está prevista en el
ejemplo de realización descrito una solución acuosa con una
concentración del 30% de borohidruro de sodio (NaBH_{4}). Como ya
se ha explicado al principio, la solución de borohidruro de sodio
es alimentada como carburante no reaccionado a un catalizador a
través de un mezclador. En el catalizador se hace reaccionar
borohidruro de sodio con liberación de hidrógeno para obtener
borato de sodio (NaBO_{2}). El borato de sodio se recoge y
acumula como carburante reaccionado en el segundo volumen de
acumulación 4 del recipiente de carburante 1. El primer volumen de
acumulación 3 está conectado a una tubería de llenado 5, mientras
que el segundo volumen de acumulación 4 está conectado a una
tubería de vaciado 6. El extremo de la tubería de vaciado que
penetra en el volumen de acumulación 4 es de construcción flexible,
de modo que es posible un vaciado completo del volumen de
acumulación 4 antes del repostaje del volumen de acumulación 3. Con
7 se ha designado una tubería de extracción a través de la cual el
carburante no reaccionado proveniente del primer volumen de
acumulación 3 puede ser hecho circular a través de un catalizador
por medio de una bomba no representada. El carburante reaccionado
es realimentado al segundo volumen de acumulación 4 a través de la
tubería 8. Los volúmenes de acumulación 3 y 4 están sellados uno
respecto de otro por medio de un tabique flexible 9.
La figura 1 muestra la situación de repostaje en
la que se llena el primer volumen de acumulación 3 con carburante
no reaccionado. Como puede deducirse del dibujo, la superficie del
tabique está dimensionada de modo que éste forme comba en la
dirección de la fuerza del peso cuando no esté llenado el
recipiente de carburante 1; en otras palabras, la superficie de
dicho tabique es mayor que la superficie que corresponde al plano de
separación de los semicascos 2. Cabe hacer notar en este punto que
el recipiente de carburante puede estar configurado también como un
recipiente de carburante monopieza moldeado por soplado.
El tabique 9 está periféricamente sujeto en la
zona de una brida periférica 10 del recipiente de carburante. Si
aumenta ahora el nivel de líquido en el primer volumen de
acumulación 3, tal como se ha representado en la figura 2, el
tabique 9 es elevado entonces por el nivel de líquido ascendente.
La figura 2 muestra el recipiente de carburante 1 completamente
lleno. Dado que en la catálisis de borohidruro de sodio en el
ejemplo de realización elegido se produce aproximadamente un 15%
más de carburante reaccionado que si se utilizara carburante no
reaccionado, se tiene que, durante el repostaje del recipiente de
carburante 1, no se puede aprovechar todo su volumen, sino que, por
el contrario, ha de quedar un espacio libre cuyo tamaño corresponde
aproximadamente al volumen suplementario de carburante
reaccionado.
La figura 3 muestra el recipiente de carburante
durante el funcionamiento del vehículo automóvil. Al aumentar la
extracción de carburante no reaccionado del segundo volumen de
acumulación desciende el tabique 9 en la dirección de la fuerza de
la gravedad, y el segundo volumen de acumulación 4 se puede ampliar
a costa del primer volumen de acumulación 3 y se puede llenar de
manera correspondiente con carburante reaccionado.
Dado que debido a movimientos de oleaje tanto
del carburante reaccionado como del carburante no reaccionado se
puede liberar aún hidrógeno sin reacción catalítica, está prevista
para ambos volúmenes de acumulación 3, 4 un sistema de purga de
aire que no se ha representado.
En la figura 4 se representa un segundo ejemplo
de realización del recipiente de carburante conforme a la
invención. Los mismos componentes están provistos aquí de los
mismos símbolos de referencia. Dentro del recipiente de carburante
2 se forma un segundo volumen de acumulación 4 por medio de un
recipiente interior flexible 11. El volumen del recipiente de
carburante 1 denominado primer volumen de acumulación 3 es en este
caso el volumen primario de dicho recipiente. El recipiente
flexible 11 puede dilatarse a costa del volumen primario del
recipiente de carburante 1 cuando se vacíe este último. El
recipiente interior puede estar configurado también en forma de una
bolsa de material pelicular. En el caso del ejemplo de realización
mostrado en la figura 4 la tubería de vaciado 6 tiene al mismo
tiempo la función de la tubería designada con 8 en el caso del
ejemplo de realización según las figuras 1 a 3. En otras palabras,
la alimentación del carburante reaccionado y el vaciado del mismo
desde el volumen de acumulación 4 se realizan a través de una
tubería 6, 8.
En lo que sigue, se explica el ejemplo de
realización según las figuras 5 a 10, el cual es el preferido según
la invención. En las figuras 5 a 10 se representa una disposición
de recipientes de carburante según la invención. Esta disposición
de recipientes de carburante está constituida sustancialmente por un
recipiente de extracción 12, tres recipientes de reserva 13a, b, c
y un recipiente colector 14 que están conectados en serie y se
comunican uno con otro. En las figuras 5 y 6 se ilustra
primeramente el esquema de llenado, de vaciado y de ventilación de
la disposición de recipientes de carburante. A través de la tubería
de llenado designada con 15 se llenan durante el repostaje del
vehículo automóvil el recipiente de extracción 12 y los recipientes
de reserva 13a, b, c con carburante no reaccionado, es decir, con
una solución acuosa con 30% de borohidruro de sodio. Los
recipientes 12, 13a, b y c están conectados a la tubería de llenado
15 a través de sendas válvulas de llenado 16a, b, c y d, de modo
que se puede realizar un repostaje sucesivo de estos recipientes
12, 13a, b, c mediante la conexión de las válvulas de llenado 16a,
b, c y d. Esto podría efectuarse, por ejemplo, de modo que primero
se llene el recipiente de extracción 12, estando abierta la válvula
de llenado 16a, mientras que están cerradas las válvulas de llenado
16b, c, d. Cuando se ha llenado el recipiente de extracción 12, se
puede cerrar la válvula de llenado 16a, mientras que se puede abrir
la válvula de llenado 16b. Como alternativa, al principio del
repostaje pueden estar abiertas todas las válvulas de llenado 16a,
b, c y d. Las válvulas se cierran entonces sucesivamente según el
estado de llenado de uno u otro recipiente 12, 13a, b, c, aumentando
la presión de líquido en la tubería de llenado 15 por efecto de la
última válvula de llenado en cerrarse y produciendo un cierre de la
válvula de toma. Como ya se ha mencionado al principio, se llenan
primero solamente el recipiente de extracción 12 y los recipientes
de reserva 13a, b, c. El recipiente colector 14 tiene que estar
disponible inmediatamente después de concluido el proceso de
repostaje para recoger carburante no reaccionado y, por tanto, no
puede ser repostado. Puede ser apreciado por el experto que las
válvulas de llenado 16a, b, c y d son necesarias para hacer posible
en cada caso un repostaje parcial del vehículo automóvil, por
ejemplo cuando esté vaciado el recipiente de reserva 13c y solamente
deba rellenarse éste, pero no los recipientes 12, 13a y 13b.
Como se explicará más adelante, tanto el
recipiente colector 14 como los recipientes de reserva 13a, b, c
pueden recoger también carburante reaccionado, si bien esto último
únicamente después de su respectivo vaciado completo. Antes del
repostaje del vehículo automóvil se tiene que vaciar el carburante
no reaccionado del recipiente colector 14 y eventualmente de uno u
otro recipiente de reserva 13a, b, c. El vaciado del recipiente
colector 14 es necesario para poder llenarlo nuevamente con
carburante no reaccionado; el vaciado de los recipientes de reserva
13a, b, c tiene que efectuarse para hacer que su volumen quede
disponible nuevamente para el nuevo llenado con carburante no
reaccionado. En lo que sigue, se utiliza el término "vaciado"
para la retirada y evacuación del carburante reaccionado, mientras
que el término "extracción" designa la descarga del carburante
no reaccionado con miras a accionar el vehículo. A este fin, el
recipiente colector 14 y los recipientes de reserva 13a, b, c están
unidos uno con otro a través de una tubería de vaciado común 17.
Los recipientes 14, 13a, 13b y 13c están conectados a la tubería de
vaciado 17 a través de respectivas válvulas de vaciado 18a, b,
c.
El vaciado de los recipientes 14, 13a, b, c se
efectúa a través de la tubería de vaciado 17 y las válvulas de
vaciado 18a, b, c tan pronto como estos recipientes se hayan
llenado con carburante reaccionado. No es posible un llenado del
recipiente de extracción 12 con carburante reaccionado, ya que tiene
que garantizarse el funcionamiento del vehículo automóvil hasta el
repostaje. Todos los recipientes 12, 13a, b, c y 14 están
conectados a un recipiente de burbujeo 20 a través de una
respectiva tubería de purga de aire 19. En el recipiente de
burbujeo se puede acumular condensado proveniente de las tuberías
de purga de aire 19 y este condensado es realimentado al recipiente
colector 14 a través de la tubería 21. El gas (H_{2}) acumulado en
el recipiente de burbujeo 20 es alimentado a un catalizador 23
pospuesto al recipiente de burbujeo 20.
En la figura 6 se muestra un esquema
correspondiente al esquema representado en la figura 5, en donde la
tubería de llenado y la tubería de vaciado están agrupadas en una
tubería de llenado y vaciado común 22 que se comunica con los
recipientes 13a, b, c y 14 a través de las válvulas de llenado y
vaciado 22a, b, c, d.
Haciendo referencia a las figuras 7 a 10 se
entrará seguidamente en detalles sobre el flujo de carburante en
diferentes situaciones de funcionamiento del vehículo
automóvil.
En la figura 7 se representa la situación de
funcionamiento en la que los recipientes 12, 13a, 13b y 13c se han
llenado completamente con carburante no reaccionado. Se descarga
carburante no reaccionado desde el recipiente de extracción 12 con
miras a generar hidrógeno y a accionar un vehículo automóvil. Como
ya se ha explicado anteriormente, el carburante no reaccionado en
forma de borohidruro de sodio es convertido en borato de sodio con
liberación de hidrógeno para fines de combustión o de generación de
energía en una pila de combustible. El borato de sodio es recogido
en el recipiente colector 14. Entre el recipiente de extracción 12
y el recipiente colector 14 están dispuestos los recipientes de
reserva 13a, 13b y 13c. El recipiente de extracción 12 es
alimentado continuamente con carburante desde cada uno de los
recipientes de reserva 13a, 13b y 13c. Los recipientes de reserva
13a, 13b y 13c que van quedando libres sucesivamente están entonces
disponibles para la recogida de carburante reaccionado, siendo
conducido selectivamente el carburante reaccionado proveniente del
recipiente colector 14 a los respectivos recipientes de reserva
libres 13a, 13b y 13c. A continuación, se describe este proceso con
detalle.
El carburante es alimentado desde el recipiente
de extracción 12 a un mezclador 25 a través de la tubería de
extracción 7 por medio de una bomba de carburante 24. El carburante
no reaccionado en el recipiente de extracción 12 contiene 30% en
volumen de NaBH_{4} en solución acuosa. En el mezclador 25 se
diluye adicionalmente con agua el carburante no reaccionado hasta
una concentración de 20% en peso. Como ya se ha expuesto al
principio, se condensa el agua proveniente del gas de escape de la
pila de combustible. El carburante no reaccionado pasa del
mezclador 25 al catalizador 26, en el cual se genera borato de
sodio (NaBO_{2}) con desprendimiento de hidrógeno puro (H_{2}).
El borato de sodio en solución acuosa es alimentado al recipiente
colector 14 a través de la tubería 8. A través de una válvula
reguladora de presión 27 se deriva carburante no extraído de la
tubería de extracción 7 y se alimenta éste nuevamente a los
recipientes 13a, b, c a través de una tubería de retorno común 28.
Los recipientes 13a, b, c están conectados a la tubería de retorno
28 a través de las válvulas de retorno 29a, b, c. En la situación
representada en la figura 7 el retorno del carburante al recipiente
de reserva 13c se realiza a través de la tubería de retorno 28. Allí
es accionada a través del retorno de carburante una bomba eyectora
de aspiración no representada que alimenta el recipiente de
extracción 12 desde el recipiente de reserva 13c a través de una
tubería de alimentación común 30. Los recipientes de reserva 13a,
b, c están conectados a la tubería de alimentación 30 a través de
sendas válvulas de alimentación 31a, b, c. Estas válvulas de
alimentación 31a, b, c, conectan, además, una respectiva vía hacia
una tubería de rebose 32 que une los recipientes 14, 13a, 13b y
13c.
La activación de las válvulas de retorno y de
alimentación 29a, 29b, 29c, 31a, 31b, y 31c se efectúa en este caso
a través de un indicador de nivel de llenado no representado en
cada uno de los recipientes 14, 13a, 13b, 13c y 12 y un sistema de
control de rango superior no representado.
El recipiente de reserva 13c alimenta el
recipiente de extracción 12 hasta que esté completamente vaciado
dicho recipiente de reserva 13c.
Seguidamente, se cierra la válvula de retorno
29c.
Se conecta la válvula de alimentación 31c de
modo que se libere la tubería de rebose 32 del recipiente colector
14 al recipiente de reserva 13c. La unión del recipiente de reserva
13c con la tubería de alimentación 30 está bloqueada en esta
posición de conexión de la válvula de alimentación 31c. Esta
situación está representada en la figura 8. El carburante
reaccionado que entra en el recipiente colector 14 a través de la
tubería 8 puede rebosar allí hacia el recipiente de reserva 13c. El
carburante bombeado a través de la tubería de retorno 28 impulsa a
una bomba eyectora de chorro que está dispuesta en el recipiente de
reserva 13b y que a su vez alimenta el recipiente de extracción 12 a
través de la tubería de alimentación 30 hasta que se haya vaciado el
recipiente de reserva 13b. Cuando el recipiente de reserva 13b se ha
vaciado por completo, se capta esto a través de un indicador de
nivel de llenado no representado que a su vez provoca una conexión
de la válvula de alimentación 3l b que cierra la unión con la
tubería de alimentación 30 y abre la unión con la tubería de rebose
32. A consecuencia de esta conexión de válvula, se transporta
carburante reaccionado del recipiente colector 14 al recipiente de
reserva 13b, tal como se representa en la figura 9. En esta
situación el recipiente de reserva 13a alimenta el recipiente de
extracción 12 y el carburante reaccionado pasa por la tubería de
rebose 32 directamente del recipiente colector 14 al recipiente de
reserva 13b. La válvula de alimentación 31c está completamente
cerrada, con lo que se puentea el recipiente de reserva 13c.
Por último, en la figura 10 se representa la
situación en la que se transporta carburante reaccionado del
recipiente colector 14 al recipiente de reserva 13a. El retorno de
carburante del recipiente de extracción 12 tiene lugar volviendo el
carburante directamente a este último.
Todos los recipientes de carburante poseen
volúmenes diferentes uno de otro. Como puede deducirse en síntesis
del dibujo, el recipiente colector 14 posee el volumen más grande.
Este volumen está dimensionado de modo que pueda recogerse la
cantidad de carburante reaccionado que resulta de la reacción del
volumen de carburante que se encuentra en el recipiente de reserva
13c. El recipiente de reserva 13c a su vez está dimensionado en su
tamaño de modo que éste pueda recoger la cantidad de carburante
reaccionado que resulta de la reacción del volumen de carburante
que se encuentra en el recipiente 13b. El recipiente de carburante
13b está dimensionado en su volumen de modo que pueda recoger la
cantidad del carburante reaccionado que resulta del volumen del
recipiente de carburante 13a, y, por último, el volumen del
recipiente de carburante 13a está dimensionado de modo que éste
pueda recoger la cantidad de carburante reaccionado que resulta de
la reacción completa del volumen de carburante que se encuentra en
el recipiente de extracción 12.
El recipiente de extracción 12 y los recipientes
de reserva 13a, b, c están construidos preferiblemente en plástico.
Dado que, después de pasar por el catalizador 26, el carburante
reaccionado tiene una temperatura relativamente alta que debe ser
reducida, el recipiente colector 14 está construido preferiblemente
en metal. Un recipiente de esta clase puede evacuar mejor la
temperatura que un recipiente de plástico. El recipiente colector
14 puede ser también de plástico cuando el carburante reaccionado
retornado se haya reducido también en temperatura por medio de un
dispositivo de refrigeración hasta una medida tolerable para el
plástico.
| 1 | Recipiente de carburante |
| 2 | Semicascos |
| 3 | Primer volumen de acumulación |
| 4 | Segundo volumen de acumulación |
| 5 | Tubería de llenado |
| 6 | Tubería de vaciado |
| 7 | Tubería de extracción |
| 8 | Tubería |
| 9 | Tabique |
| 10 | Brida |
| 11 | Recipiente interior flexible |
| 12 | Recipiente de extracción |
| 13a, b, c | Recipiente de reserva |
| 14 | Recipiente colector |
| 15 | Tubería de llenado |
| 16a, b, c, d | Válvulas de llenado |
| 17 | Tubería de vaciado |
| 18a, b, c | Válvulas de vaciado |
| 19 | Tubería de purga de aire |
| 20 | Recipiente de burbujeo |
| 21 | Tubería |
| 22 | Tubería de llenado y vaciado |
| 22a, b, c, d | Válvulas de llenado y vaciado |
| 23 | Catalizador |
| 24 | Bomba de carburante |
| 25 | Mezclador |
| 26 | Catalizador |
| 27 | Válvula reguladora de presión |
| 28 | Tubería de retorno |
| 29a, b, c | Válvulas de retorno |
| 30 | Tubería de alimentación |
| 31a, b, c | Válvulas de alimentación |
| 32 | Tubería de rebose |
Claims (13)
1. Procedimiento de suministro de carburante a
un vehículo automóvil con al menos un consumidor de hidrógeno, tal
como, por ejemplo, una pila de combustible en la cual se convierte
hidrógeno en energía eléctrica, en donde se libera el hidrógeno por
reacción catalítica de un donador de hidrógeno previsto como
carburante y se produce entonces carburante reaccionado reciclable,
cuyo procedimiento comprende la extracción de carburante no
reaccionado de un primer volumen de acumulación, el llenado de al
menos un segundo volumen de acumulación separado del primer volumen
de acumulación con carburante reaccionado y la utilización
adicional al menos parcial del primer volumen de alimentación que
se queda libre debido a la extracción para almacenar el carburante
reaccionado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado por el empleo de varios recipientes
espacialmente separados uno de otro en calidad de volúmenes de
acumulación.
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por el empleo de al
menos tres recipientes conectados en serie en calidad de volúmenes
de alimentación, efectuándose la extracción del carburante no
reaccionado desde un recipiente de extracción, alimentándose el
recipiente de extracción con carburante no reaccionado desde al
menos un recipiente de reserva, llenándose al menos un recipiente
colector con carburante reaccionado y conduciéndose el carburante
reaccionado desde el recipiente colector hasta el o los recipientes
de reserva cuando se haya extraído completamente de éstos el
carburante no
reaccionado.
reaccionado.
4. Disposición de recipientes de carburante para
el suministro de carburante a un vehículo automóvil con al menos un
consumidor de hidrógeno, por ejemplo una pila de combustible en la
que se convierte hidrógeno en energía eléctrica, en donde se libera
el hidrógeno por reacción catalítica de un donador de hidrógeno
previsto como carburante y se produce entonces carburante
reaccionado reciclable, cuya disposición comprende al menos un
recipiente de extracción (12), al menos un recipiente de reserva
(13a, b, c) que se comunica con el recipiente de extracción (12) y
que está provisto de medios para transportar el carburante al
recipiente de extracción, y al menos un recipiente colector (14)
que está unido con un recipiente de reserva (13a, b, c) a través de
un rebosadero.
5. Disposición de recipientes de carburante
según la reivindicación 4, caracterizada porque el recipiente
de reserva (13a, b, c) está conectado al recipiente de extracción
(12) y al recipiente colector (14) a través de una válvula
conmutable de varias vías.
6. Disposición de recipientes de carburante
según la reivindicación 4 ó 5, caracterizada porque están
previstos al menos dos recipientes de reserva adicionales (13b, c)
que se comunican con el recipiente de extracción (12) y el
recipiente colector (14) a través de respectivas válvulas
conmutables.
7. Disposición de recipientes de carburante
según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada
porque los recipientes de reserva (13a, b, c) alimentan el
recipiente de extracción (12) a través de respectivas bombas
eyectoras de aspiración que son accionadas cada una de ellas a
través de una tubería de retorno (28) proveniente del recipiente de
extracción (12).
8. Disposición de recipientes de carburante
según la reivindicación 7, caracterizada porque la tubería
de retorno (28) se deriva de una tubería de extracción (7)
proveniente de un recipiente de extracción (12).
9. Disposición de recipientes de carburante
según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque los
recipientes de reserva (13a, b, c) están conectados cada uno de
ellos a una tubería de retorno común (28) proveniente del recipiente
de extracción (12) y a una tubería de alimentación común (30) que
va al recipiente de extracción (12).
10. Disposición de recipientes de carburante
según la reivindicación 8 ó 9, caracterizada porque la
tubería de retorno (28) está conectada a la tubería de extracción
(7) a través de una válvula reguladora de presión (27).
11. Disposición de recipientes de carburante
según una de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizada
porque el tamaño del recipiente colector (14) y de los recipientes
de reserva (13a, b, c) está dimensionado en cada caso de modo que
el respectivo recipiente colocado aguas arriba en la dirección de
transporte del carburante puede recoger el volumen de carburante
reaccionado que se produce al vaciar el recipiente pospuesto aguas
abajo con carburante no reaccionado y al procesar este último.
12. Disposición de recipientes de carburante
según una de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizada
porque el recipiente de extracción (12) y los recipientes de
reserva (13a, b, c) están conectados cada uno de ellos a una
tubería de llenado común (15).
13. Disposición de recipientes de carburante
según una de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizada
porque el recipiente colector (14) y los recipientes de reserva
(13a, b, c) están conectados cada uno de ellos a una tubería de
vaciado común (17).
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