ES2398095B1

ES2398095B1 - Instalación para simular las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo.

Info

Publication number: ES2398095B1
Application number: ES201130120A
Authority: ES
Inventors: Francisco Payri González; José María DESANTES FERNÁNDEZ; José Galindo Lucas; José Ramón Serrano Cruz
Original assignee: Universidad Politecnica de Valencia
Current assignee: Universidad Politecnica de Valencia
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2014-01-27
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: WO2012104454A1; JP2014505252A; ES2398095A1; JP5788025B2; EP2672248B1; CN103392121A; US20130306159A1; US9038578B2; ES2705973T3; EP2672248A1; CN103392121B; EP2672248A4

Abstract

Instalación para simular las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo.#La presente invención se refiere a una instalación para simular las condiciones de presión y temperatura de un flujo de aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo (1) a una altura sobre el nivel del mar correspondiente a la altura de operación de dicho motor de combustión interna alternativo (1), donde dicha instalación comprende, al menos, (a) una turbina radial centrípeta (2) para expandir un flujo de aire hasta la presión y temperatura del aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo; (b) un primer depósito (4) y (c) un segundo depósito (5) conectado al primer depósito (4) a través de al menos un conducto de conexión (7) para equilibrar la presión entre ambos depósitos; (d) un compresor centrífugo (3); y (e) una bomba de vacío (6) para mantener una presión igual a la presión del flujo de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1). Asimismo, es objeto de la invención el uso de dicha instalación para simular las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo.

Description

Instalación para simular las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema y a un método para reproducir las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo . Más particularmente, la invención se dirige a un sistema y un método que permita simular las condiciones de presión y temperatura a las que es sometido un motor alternativo de combustión interna en función de la altura a la que opere sobre el nivel del mar .

Estado de la técnica anterior a la invención

La necesidad de establecer unas condiciones fij as de presión y temperatura en la atmósfera , en función de la altitud, que puedan ser usadas para el desarrollo y puesta a punto de los motores u otros componentes de los aviones , llevó en 1952 a la Organización Internacional de la Aviación Civil (ICAO según sus siglas en inglés) a la definición de la atmósfera estándar internacional (ISA según sus siglas en inglés) .

A la hora de diseñar equipos destinados a operar a una cierta altitud sobre el nivel del mar, es necesario tener en cuenta las variaciones que se producen en la temperatura y presión atmosférica a medida que aumenta la altitud respecto al punto de medida , variaciones que afectan tanto a la composición , como a la densidad del aire . De este modo , es objeto de esta invención presentar un sistema de bajo coste energético adecuado para su aplicación tanto en motores de aviones , como en motores de cualquier otro medio de locomoción destinado a operar en altura . Más concretamente, es objeto de la invención un sistema capaz de reproducir las condiciones de presión y temperatura del aire aspirado por un motor alternativo en función de su altura de operación sobre el nivel del mar .

Los sistemas destinados al ensayo de motores teniendo

en cuenta la altitud sobre el nivel del mar pueden perseguir diversos objetivos , de entre los que cabe destacar :

la reparación de posibles fallos en el funcionamiento del motor bajo determinadas condiciones ; la optimización del consumo de combustible , que se ve

afectado: por las características del aire aspirado por

el motor;

la: determinación del funcionamiento idóneo de los

aparatos: de aire acondicionado instalados en los

aviones ,: o medios de locomoción similares;

la comprobación del funcionamiento de los conductos de circulación de gases . En los últimos afias , se han llevado a cabo diversos

estudios destinados a lograr los objetivos anteriores . Sin embargo , en la mayoría de los casos , las soluciones aportadas se basan en modelizaciones teóricas sobre el comportamiento de los motores , así como en pruebas in situ realizadas en altura . Asimismo, estas modelizaciones se encuentran en su mayoría dirigidas a lograr optimizar el consumo de combustible de los motores .

Así por ejemplo , la solicitud U52004186699 describe un método y sistema para controlar la presión y temperatura del aire aspirado por un motor, así como de los gases de descarga del mismo , logrando equilibrar las condiciones de presión y temperatura . Los ensayos se llevan a cabo tanto en condiciones simuladas de alta altitud (a presiones inferiores a las del lugar de medición ) , como en condiciones de baja altitud, así como bajo distintas condiciones de temperatura . De este modo , los gases de escape del motor se envían a un túnel de dilución, y una muestra de los gases diluidos se somete a un análisis para determinar la actividad del motor y los componentes de emisión del mismo .

A diferencia de los estudios anteriores , la presente invención se refiere a un sistema capaz de reproducir a nivel del mar , las condiciones de un motor alternativo cuando funciona a la altitud que alcanza en operación .

Hasta el momento, no se ha encontrado en el estado de la técnica ninguna invención que comprenda las mismas características técnicas que las que definen el sist ema objeto de esta invención .

Descripción de ~a invención

Es , por tanto , un objeto de esta invención una instalación para simular las condiciones de presión y temperatura de un flujo de aire aspirado por un motor de

10 combustión interna alternativo (1) a una altura sobre el nivel del mar correspondien te a la altura de operación de dicho motor de combustión interna alternativ o (1) f donde dicha instalación se caracteriza por que comprende , al menos , los siguientes equipos :

15 (a l una turbina r adial centrípeta (2) para e xpandir un fluj o de aire desde un estado inicial de presión pO y temperatura TO hasta un segundo estado de presión pl y temperatura Tl , donde pO y Tú corresponden a la presión y temperatura de la atmósfera Al en que se ubica el motor de

20 combustión interna alternativo (1) y donde p1 y T1 corresponden a la presión y temperatura del fluj o de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo

(1) ;

(b ) un primer depósito (4) situado a cont inuación de la

25 turbina radial centrípeta (2) y a la entrada del motor de combustión interna alternativo (1) para proveer al mismo de dicho flujo de aire a una presión p1 y una temperatura T1 ;

(e) un segundo depósito (5) situado a la salida del motor

de combustión interna alternativo (1) y conectado al primer 30 depósito (4) a través de al menos un conducto de conexión

(7): para equilibrar la presión entre ambos depósitos ;

(d): un compresor centrífugo (3) unido por su eje a la turbina radial centrípeta (2) formando el conjunto un sistema conocido como turbogrupo;

35 (e ) una bomba de vacío (6) situada a continuación del segundo depósito (5) para mantener una presión igual a la presión del flujo de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) . Dicha bomba puede

consistir preferentemente en una bomba de paletas movida por un motor eléctrico con o sin variador de frecuencia para poder regular la pres ión p2 en el segundo depósito

(5) . Dc manera preferida , la capacidad de dicha bomba de vacío (6) será la suficiente para trasegar los gases de escape del motor de combustión interna alternativo (1) desde la presión p2 en el remanso del segundo dep6sito 2 hasta la presión de la atmósfera Al . Asimismo , en una realización preferida de la invención , dicha bomba de vacío

(6 ) puede comprender de manera adicional al menos una válvula de aspiración para la dilución de los gases de escape , así como al menos un sistema de e x tracción de condensados .

En una realización preferente de la invención , la turbina radial centrípeta (2) consiste en una turbina de geometría variable (TGV) . En general , las turbinas de geometría varíable se componen de los mismos elementos que una turbina convencional , pero incluyendo una corona de álabes móviles e n el estator, de modo que permiten modificar la relación de expansión independientemente del gasto trasegado .

De manera preferida, el primer depósito (4 ) Y el segundo depósito (5) consisten en depósitos cilíndricos , preferentemente de acero y más preferentemente, con una longitud tal que cada uno de ellos presenta al menos un volumen igual a dos veces la cilindrada del motor de combustión interna alternativo (1) .

En concreto, el primer depósito (4) permite que el fluj o de aire se estabilice antes de entrar al motor de combustión interna alternativo (1) y se encuentra conectado a dicho motor de combustión interna alternativo (1) a través de un conducto de admisión diseñado para mantener al mínimo las pérdidas de presión y, preferentemente , de sección sustancialmente igual a la del primer depósito (4) . De igual manera, el segundo depósito (5) permite de los gases de escape del motor de combustión interna alternativo

(1 ) y se encuentra conectado al mismo a través un conducto de escape , preferentemente de sección sustancialmente igual

a la del segundo depósito (5) .

En una realización preferida de la invención, la instalación puede comprender asimismo, de manera previa a la bomba de vacío (6) , al menos un filtra de partículas

(11) f preferentemente, al menos un filtro de partículas de alta eficiencia . Mediante el uso de dicho filtro de partículas (11) es posible filtrar las partículas de los gases de escape antes de que estos entren a la bomba de vacío (6) f especialmente cuando el motor a ensayar sea un motor Diesel . Adicionalmente, en caso de emplear un filtra de partículas (11) , se llevará a cabo de manera periódica una sustitución de los componentes consumibles que formen parte de dicho filtro de partículas (11) .

En una realización adicional de la invención, la instalación puede comprender al menos un intercambiador de calor (12) , preferentemente, un intercambiador de calor aire-agua . Este intercambiador de calor (12) puede emplear agua de al menos una torre de enfriamiento para enfriar los gases de escape hasta la temperatura de la atmósfera Al . En una realización preferente en que la instalación comprenda un filtro de partículas (11) , el intercambiador de calor

(12) se encontrará preferentemente situado antes de dicho filtro de partículas (11) . De manera preferida, el intercambiador de calor (12) puede comprender

adicionalmente: al menos un drenaje para condensados , el

cual: puede ser abierto al finalizar el uso de la

instalación .

Los distintos equipos de la instalación se caracterizan por estar perfectamente acoplados , logrando una instalación versátil, fiable y energéticamente eficiente .

De este modo , esta instalación permite reproducir con un bajo coste energético las condiciones de presión y temperatura que tiene el aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo (1) a una determinada altura sobre el nivel del mar. según establece la ISA . Estas condiciones corresponden a una temperatura y presión inferiores a las del aire al nivel del mar (siendo dicha presión y dicha temperatura de 1013 . 25 hpa y de 15°C según

ISA, respectivamente) . A modo de ejemplo, hasta los 11000 m

(tropopausa) la temperatura desciende a un ritmo de 6 . 5 oC cada 1000 m, alcanzándose a dicha altura una temperatura de -56 . 5°C y una presión de 225 hPa .

Es asimismo objeto de esta invención el uso de una instalación según ha sido descrita para simular las condiciones de funcionamiento de un motor de combustión interna alternatiVQ (1) que opere en altura . De manera preferente , este motor puede consistir en un motor de avión , así como de cualquier otro medio de locomoción que opere en altura .

De este modo , es un objeto adicional de la invención un procedimiento para simular las condiciones de presión y temperatura de un flujo de aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo (1 ) a una altura sobre el nivel del mar correspondiente a la altura de operación de dicho motor alternativo (1) , donde dicho procedimiento se caracteriza por que comprende las siguientes etapas :

(a): expandir un flujo de aire desde un estado inicial de presión pO y temperatura TO hasta un segundo estado de presión pl y temperatura Tl , donde pO y TO corresponden a la presión y temperatura de la atmósfera Al en que se ubica el motor de combustión interna alternativo (1) y donde p1 y TI corresponden a la presión y temperatura del fluj o de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) ;

(b): enviar dicho flujo de aire a una presión p1 Y una temperatura T1 a al menos un primer depósito (4) desde donde el flujo de aire es aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) ;

(e): descargar los gases de escape del motor de combustión interna alternativo (1) a al menos un segundo depósito (5) , desde donde un caudal de dichos gases de escape es succionado mediante una bomba de vacío (6) para mantener una presión p2 igual a la presión del flujo de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo

(1) ;

El procedimiento anterior puede emplearse tanto en condiciones de aire seco, como sin deshumidificar .

Si bien las etapas descritas corresponden a las etapas generales del procedimiento de la i nvención, dicho procedimiento puede comprender etapas adicionales e n función de las distintas realizaciones de la instalación objeto de la invención . Algunos ejemplos de estas realizaciones se recogen en las figuras que acompañan a esta descripción .

Breve descripción de las figuras La fi.gura 1 muestra una realización particular de la instalación objeto de la invención;

La figura 2 muestra una instalación de acuerdo a la figura 1 , caracterizada por que comprende de manera adicional un equipo de recuperación de calor;

La figura 3 muestra una realización particular adicional de la instalación, caracterizada por que comprende adicionalmente una subida de presión de manera previa a la bomba de vacío (6) ;

La figura 4 muestra una realización particular adicional de la instalación, caracterizada por que comprende una doble etapa e xpansión y de compresión en dos turbocompresores y una bomba de vacío (6) como equipo de apoyo para mantener la depresión en la descarga del motor de combustión interna alternativo (1) ;

La figura 5 muestra una realización particular adicional de la instalación, caracterizada por que comprende una etapa de aprovechamiento de la presión en el compresor centrífugo (3) para enfriar y/o secar aire en el primer depósito (4 );

La figura 6 muestra una realización particular adicional de la instalación, caracterizada por que comprende el aprovechamiento de la presión en un comprensor centrífugo (3) y en un segundo compresor cent rífugo (18) para enfriar y/o secar aire en el primer depósito (4) Y en el segundo depósito (5 ) . Esto es posible gracias a la doble etapa de e xpansión en turbinas . La bomba de vacío (6) será necesaria para mantener la depresión en la descarga del

motor de combustión interna alternativo (1) .

Listado de referencias Motor de combustión

(1 ) Intercambiador de calor (12)

i nterna alternativo Turbina radial Segundo i ntercambiador

(2 ) (13) centrípeta de calor

Compresor centrífugo (3) Válvula (14) Intercambiador de calor

Primer depósito (4 ) (15)

adicional

Válvula de check o Segundo depósito (5) (16)

diodo de flujo Segunda turbina radial

Bomba de vacío ( 6) (17)

centrípeta Segundo compresor

Conducto de conexión (7 ) (18)

centrífugo Válvula de control (8 ) Válvula de descarga (19) Válvula de Enfriador y/o

( 9) (20)

contrapresión Deshumidificador Sistema acondicionador de ( 10) Válvula de 3 vías (21) temperatura

Segundo enfriador y/o

Filtro de partículas (11 ) (22)

deshumidificador

5 A continuación se describen a modo de ej emplo y con carácter no limitante una serie de realizaciones particulares de la i nvención, en grado creciente de complejidad y coste, de acuerdo a las figuras que acompañan a esta descripción .

10 Realización particular 1 En una realización particular 1 de la invención, según

se mues t ra en la figura 1 , la instalación comprende :

(a) una turbina radial centrípeta (2) de geometría variable

15 que comprende una válvula de control (8) o de regulación de flujo, que puede ser el propio estator de la turbina radial centrípeta (2) . En dicha turbina radial centrípeta (2) se

lleva a cabo la e xpansión de un flujo de aire desde un estado inicial de presión pO y temperatura TO hasta un segundo estado de presión pl y temperatura Tl , donde pO y TO corresponden a la presión y temperatura del ambiente Al en que se ubica el motor de combustión interna alternativo

(1) y donde pl y TI corresponden a la presión y temperatura del flujo de aire aspirado por el motor alternativo (1) ;

(b ) un primer depósito (4 ) situado a continuación de la turbina radial centripeta (2 ) y a la entrada del motor de combustión interna alternativo (1) para proveer al mismo de dicho fluj o de aire a presión pl y temperatura Tl . La conexión de dicho primer depósito (4) al motor de combustión interna alternativo (1) se lleva a cabo a través de un conducto de admisión con una sección sustancialmente igual a la del primer depósito (4) ;

(c ) un segundo depósito (5) situado a la salida del motor de combustión interna alternativo (1) y conectado al mismo a través de un conducto de escape, preferentemente de sección sustancialmente igual a la del segundo depósito

(5: ) Tanto el primer depósito (4) como el segundo depósito

(5: ) se encuentran conectados a través de un conducto de conexión (7 ) para equilibrar la presión entre ambos depósitos . Asimismo , tanto el primer depósito (4) como el segundo depósito (5 ) presentan un volumen igual a dos veces la cilindrada del motor de combustión interna alternativo

(1) ;

(d) un compresor centrífugo (3) acoplado a la turbina radial centrípeta (2 ) de tal forma que el rango ótil del compresor centrífugo (3) (entre condiciones de choque y condiciones de bombeo ) coincide con el rango de máximo rendimiento de la turbina radial centrípeta (2) . A través de la válvula de control (8) de la turbina radial centrípeta (2) es posible regular la relación de expansión de la turbina y , de est e modo , cont rolar la presión pI en el primer depósito (4 );

(e ) una bomba de vacío (6) para mantener una p resión igual a la presión del fluj o de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) .

Asimismo, la i nstalación comprende una válvula de contrapresi6n (9 ) a través de la cual el compresor centrífugo (3) descarga el flujo de aire aspirado desde la atmósfera Al de nuevo a esta misma atmósfera Al . La válvula de contrapresión (9) se regula en una posición fija de tal forma que el rendimiento medio de la turbina radial centrípeta (2) es máximo en cualquier régimen de giro .

Adicionalmente , la instalación comprende un sistema acondicionador de temperatura (10) que puede variar la temperatura de Al en el entorno de í l O°C . En el caso de que sea necesario calentar, dicho sistema acondicionador de temperatura (10) puede consistir en una resistencia eléctrica . Si , por el contrario , fuera necesario enfriar, el sistema acondicionador de temperatura (10) puede consistir en un equipo ref rigerante convencional con un ciclo de Rankine inverso . El sistema acondicionador de temperatura (10) es usado como regulador fino de la temperatura T1 en el primer depósito (4 ), ajustando de manera exacta la temperatura deseada en el aire tras su e xpansión en la turbina radial centrípeta (2) ;

En esta realización particular de la i nvención , la instalación comprende además, de manera previa a la bomba de vacío (6) , un filtro de partículas (11) de alta eficiencia, así como un int ercambiador de calor (12) de aire-agua .

Es asimismo objeto de esta invención un procedimiento llevado a cabo por la instalación de la realización 1 . De este modo , una vez el motor de combustión interna alternativo (1) alcanza su punto de operación , el aire de la atmosfera Al es expandido en la turbina radial centrípeta (2) hasta que la presión p1 es la deseada según la altitud de vuelo que se desee simular . El que se consiga la e xpansión adecuada se garantiza por una selección adecuada de la turbina radial centrípeta (2) , atendiendo al caudal y la densidad del aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) Además , al ser la turbina radial centrípeta (2) una turbina de geometría variable , la instalación comprende una válvula de control

(8) o de regulación del flujo (generalmente, el propio estator de turbina radial centrípeta (2» . Esta válvula de control (8) permite garantizar el ajuste fino de pl en el primer depósito (4) , así como el control preciso de pl usando un controlador prD estándar que actué sobre la válvula de control (8) •

La turbina radial centrípeta (2 ) extrae energía del flujo durante la e xpansión de éste y esa energía es consumida por el compresor centrífugo (3 ) para comprimir el aire y posteriormente disiparla a la atmósfera Al donde el compresor centrífugo (3) descarga el aire comprimido . La válvula de contrapresión (9 ) se ajusta en una apertura constante de tal forma que el compresor centrífugo (3) trabaje siempre en condiciones operativas estables y en unos puntos de funcionamiento de máximo rendimiento de la turbina radial centrípeta (2 ) . De este modo , la válvula de contrapresión (9) será la encargada de marcar la curva de carga resistente contra la que trabajará el compresor centrífugo (3 )

Gracias a la e xpansión y la pérdida de energía del fluido en la turbina radial centrípeta (2) hasta la presión p1 , la temperatura en el primer depósito (4) bajará hasta una temperatura cercana a T1 . El ajuste con el sistema acondicionador de tempera tura (lO) de la temperatura aguas arriba de la turbina radial centrípeta (2) en un rango de ±lO°C permitirá alcanzar el valor de temperatura T1 deseado . El control preciso de la turbina radial centrípeta

(2) se hará con un pro estándar actuando sobre el sistema acondicionador de temperatura (10) .

La bomba de vacío (6 ) de paletas garantiza la depresión deseada (p2) en el segundo depósito (5) . Por ejemplo , el variador de frecuencia del motor eléctrico que mueve la bomba de vacío (6) garantiza el control de p2 . Un pro estándar actuando sobre el variador de frecuencia regula el ajuste fino de p2 . Los gases de escape succionados por la bomba de vacío (6 ) son previamente enfriados en el intercambiador de calor (12 ) y las partículas de estos gases retenidas en el filtro de partículas (11) a fin de

garantizar un bajo consumo eléctrico y una mayor fiabilidad de la bomba de vacío (6) . La bomba de vacío (6) puede consistir en un equipo comercial .

Por otra parte , el conducto o conductos de conexión (7) actúan a modo de orificios equilibradores de presión, garantizando una presión igual en el primer depósito (4)

(pll Y en el segundo depósito (51 (p21 . De este modo , permiten simular iguales condiciones de vuelo ISA tanto en admisión , como en escape y facilitan el control de la presión pl y p2 . En caso de que la bomba de vacío (6) succionara más caudal que el trasegado por el motor de combustión interna alternativo (1) , la bomba de vacío (6) podría trabajar sin variador de frecuencia , pues el caudal en exceso pasaría por el conducto o conductos de conexión

(7) Y la presión p2 seguiría siendo igual a p1 .

Realización particular 2

Esta segunda realización, de acuerdo a la figura 2, se caracteriza por que comprende de manera adicional a los equipos de la instalación representada en la figura 1, un segundo intercambiador de calor (13) de aire-aire para calentar el flujo de aire a la entrada de la turbina radial centrípeta (2) con el flujo de aire a la salida del compresor centrífugo (3) y reducir la necesidad de potencia eléctrica en caso de que se necesite calentar con un sistema acondicionador de temperatura (10) que consista en una resistencia .

Asimismo, esta realización particular de la invención puede comprender una válvula (14) para baipasear el segundo intercambiador de calor (13) aire-aire y evitar calentar el flujo de aire a la entrada de la turbina radial centrípeta

(2) en el caso de que se necesite enfriar con el sistema acondicionador de temperatura (10) . En cualquier caso , el sistema acondicionador de temperatura (10) se encargará de llevar a cabo el ajuste fino de la temperatura TI .

Es asimismo objeto de esta invención un procedimiento llevado a cabo por la instalación de la realización 2 . Adicionalmente a lo descrito para el funcionamiento de la

realización 1, esta instalación de la realización 2 opera de la siguiente manera :

Cuando se necesite calentar el aire aguas arriba de la turbina rudial centrípeta (2) pnrn conseguir In temperatura objetivo Tl se podrá utilizar el aire caliente que sale del compresor centrífugo (3) . Para ello, se transmitirá calor del aire proporcionado por el compresor centrífugo (3) al aspirado por la turbina radial centrípeta (2) en el segundo intercambiador de calor (13) . En este modo de operación, la válvula (14) se encuentra cerrada y la válvula de contrapresión (9) abierta en sus condiciones de referen cia definidas a priori (al igual que en la realización 1 , son aquellas en las que el compresor centrífugo (3) trabaja cerca del máximo rendimiento de la turbina radial centrípeta (2) en el régimen de operación establecido) .

Cuando se necesite enfriar el aire aguas arriba de la turbina radial centrípeta (2) para conseguir la temperatura objetivo TI , no se usará el segundo i ntercambiador de calor

(13) aire-aire . Para ello, la válvula de contrapresión (9)

se: cerrará y la válvula (14 ) se abrirá hasta las mismas

condiciones que: la válvula de contrapresión (9) tenía en el

modo: de operación de la instalación 1 .

Realización particular 3

En este ej emplo de realización particularI según se muestra en la figura 3, la i nstalación puede comprender el compresor centrífugo (3) localizado a continuación del segundo depósito (5) . Este compresor centrífugo (3) aspira los gases de escape procedentes del segundo depósito (5) y sube la presión de los gases a la entrada de la bomba de vacío (6) , con el consiguiente ahorro de energía para dicha bomba de vacío (6) . No obstante , la regulación de la presión p2 puede seguir haciéndose mediante el variador de frecuencia del mo t or eléct rico de la bomba de vacío (6) .

Como consecuencia de lo anterior, en esta realización particular de la i n ve n ción desaparece la válvula de contrapresión (9) , pues pierde su objeto .

Asimismo, la instalación comprende un intercambiador de calor adicional aire-agua (15) que enfría los gases de escape hasta la temperatura de la atmósfera Al a la entrada del compresor centrífugo (3) .

Adicionalmente, In inst~lución comprende una válvula de check o diodo de flujo (16) , que en esta realización particular 3 sirve de baipás del compresor centrífugo (3) . Esta válvula de check o diodo de flujo (16) puede abrirse en el caso de que la presión aguas arriba del compresor centrífugo (3) sea mayor que la presión aguas abajo del compresor centrífugo (3) .

Es asimismo objeto de esta i nvención un procedimiento llevado a cabo por la instalación de la realización 3 _ De manera adicional a lo descrito en la realización 1, esta instalación opera de la siguiente manera :

En primer lugar, el compresor que absorbe la energía extraída al aire por la turbina radial centrípeta (2) no disipa esta energía trasegando aire de la atmósfera Al . En esta realización, el compresor centrífugo (3) trasiega gases de combustión desde el segundo depósito (5) hasta la entrada de la bomba de vacío (6) . De esta forma , ayuda a trabajar a la bomba de vacío (6) y reduce el consumo eléctrico de la misma .

El intercambiador de calor adicional (15) aire-agua enfría los gases de combustión succionados del segundo depósito (5) antes de entrar al compresor centrífugo (3) para aumentar la densidad del flujo a la entrada del compresor, mejorar su eficiencia y alejar el riesgo de bombeo del compresor .

La bomba de vacío (6) continúa regulando con un PID estándar la presión p2 en el segundo depósito (5) . El intercambiador de calor (12) enfría los gases de escape a la salida del compresor centrífugo (3) antes de que éstos entren a la bomba de vacío (6) .

Las condiciones de operación del compresor centrífugo

(3) vendrán impuestas en la instalación de la realización 3 por el caudal trasegado por la bomba de vacío (6) y por el régimen de giro del turbogrupo . El régimen de giro del turbogrupo es consecuencia del equilibrio energético entre

la turbina radial centrípeta (2) y el compresor centrífugo

(3 ) . Como consecuencia de ello, puede ser que en ocasiones no e xista suficiente régimen de giro y la presión aguas abajo del compresor centrífugo (3 ) sea igual o inferior a la del segundo depósito (5) . En este caso, la válvula de check o de diodo de flujo (16) se abrirá y hará las veces de baipás para una parte del flujo de los gases de escape hasta que la presión de salida del compresor sea igual a la presión objetivo p2 . Como la válvula de check o de diodo de

flujo: (16) s6lo se abre cuando la presión aguas abajo del

compresor: centrífugo (3) es menor que aguas arriba, esta

válvula: es un diodo o ' valvula de check' que sólo permite

pasar el flujo: en una dirección .

Realización particular 4

La instalación objeto de la presente invención e n su realización 4 está representado en la figura 4 . Esta realización 4 comprende de manera adicional o alternativa a los equipos de la instalación de la realización 3, los siguientes equipos :

Uno o varios turbogrupos (entendiendo por turbogrupo un conjunto de una turbina radial centrípeta y de un comprensor centrífugo) operando en serie con el turbogrupo de la instalación de la realización 3 , que estaba compuesto por la turbina radial centrípeta (2) de geometría variable y el compresor centrífugo (3) .

En la realización 4 , la segunda turbina radial centrípeta (17) no necesita ser de geometría variable, pudiendo ser de geometría fija , como es el caso representado en la figura 4 . En la figura 4 se ha representado únicamente un turbogrupo adicional, en serie con el de la realización 3 . El nuevo turbogrupo está compuesto por la segunda turbina radial centrípeta (17) y el segundo compresor centrífugo (18) . Dicha segunda turbina radial centrípeta (17) y dicho segundo compresor centrífugo

(18 ) presentan preferentemente un tamaño menor que el de la turbina radial centrípeta (2 ) y el del compresor centrífugo

(3) , debido a que el fluj o tiene mayor densidad en la

segunda turbina radial centrípeta (17) y en el segundo compresor centrífugo (18) que en los primeros respectivos .

El tamaño de la segunda turbina radial centrípeta (1 7 ) Y del segundo compresor centrífugo (18) se selecciona de tal forma que , por un lado , el salto total de presión entre la atmósfera Al y el primer depósito (4) se subdivida en partes preferentemente iguales entre la segunda turbina radial centrípeta (17) y la turbina radial centrípeta (2) ; y que por otro lado , el salto total de presión entre la atmósfera Al y el segundo depósito (5) se subdivida en partes preferentemente iguales entre el segundo compresor centrífugo (18) y el compresor centrífugo (3) . De esta forma , la turbina radial centrípeta (2), la segunda turbina radial centrípeta (17) , el compresor centrífugo (3) y el segundo compresor centrífugo (18) pueden trabajar con saltos de presiones y regímenes de giro que se encuentren en sus zonas operativas de máximo rendimiento . De este modo, si bien la instalación puede encarecerse, es posible maximizar el rendimiento de la misma gracias a minimizar el consumo energético de la bomba de vacío (6), que supone el principal consumo de la instalación .

La segunda turbina radial centrípeta (17) puede estar equipada adicionalmente con una válvula de descarga (18) (o wastegate) , que hace las veces de baipás de dicha segunda turbina radial centrípeta (1 7 ). Esta válvula de descarga

(1 9 ) puede encargarse , junto con el mecanismo de geometría variable de la primera turbina radial centrípeta o válvula de control (8) , de regular la presión p1 en el primer depósito (4) a base del baipás de fluj o en la segunda turbina radial centrípeta (17) y por lo tanto, de regular

la: e xpa nsión del flujo aguas abajo de la segunda turbina

radial: centrípeta (17) .

El: intercambiador de calor (12) aire-agua puede

situarse: en una posición aguas abajo del compresor

centrífugo: (3) pero aguas arriba del segundo compresor

centrífugo: (18) y del filtro de partículas (11) ,

respectivamente . De esta forma la bomba de vacío (6) y el compresor centrífugo (3) trabajan en paralelo y el

intercambiador de calor (12) enfría los gases de escape succionados por ambos equipos .

Adicionalmente, la instalación comprende una válvula de contraprcsión (9) de iguales características y función que la descrita en la realización 1 .

Es asimismo objeto de esta invención un procedimiento llevado a cabo por la instalación de la realización 4. Esta instalación es la de mayor coste de instalación y de menor consumo energético de operación por ayudar los compresores a la bomba de vacío ( 6) en un mayor rango de presiones gracias a que se subdivide el salto total de presiones entre varios equipos . Aparte de lo descrito para el funcionamiento de la instalación de la realización 3, esta instalación opera de la siguiente manera :

Como se muestra en la figura 4 , sólo se ha representado un turbogrupo adicional , en serie con el de la realización

: 3 . El nuevo turbogrupo está compuesto por la segunda turbina centrípeta (17) y el segundo compresor centrífugo

(18): . La máxima expansión se consigue cuando la válvula de descarga (19) está cerrada completamente y la válvula de control (8) está en su posición más cerrada posible (que en una turbina de geometría variable nunca es completamente) .

A partir de este punto , la relación de expansión se disminuye primero abriendo la válvula de control (8) hasta su máxima apertura y después abriendo la válvula de contrapresión (9) hasta su máxima apertura. Por lo tanto, el control se hará con 2 pro estándar operando de forma secuencial para regular la presión p1 en el primer depósito

(4) . Cuando se reduce la e xpansión entre Al y el primer depósito (4) , primero operará el pro que actúa sobre la válvula de control (8) I cerrándola hasta llegar a su tope de actuación , y después el pro que actúa sobre la válvula de descarga (19) . Cuando aumente la expansión entre Al y el primer depósito (4 ), actuarán de manera inversa, primero operará el pro que actúa sobre la válvula de descarga (19) , cerrándola hasta llegar a su tope de actuación, y después el pro que actúa sobre la válvula de control (8) .

El compresor centrífugo (3) opera de la misma manera

,.

que en la realizaci ón 3, estando su funcionamiento limitado por la válvula de check o de diodo de flujo (1 6) . El compresor centrífugo (3 ) estará regulado e n su operación por la posición de la válvula de contrapresión (9) , que al

5 igual que en la instalación de la realización 1 garantizará la operación en las zonas de buen rendimiento de la segunda t urbina centrípeta (17).

La bomba de vacío (6) de paletas operará en paralelo con el segundo compresor centrífugo (18) y el gasto que no

10 sea capaz de trasegar el segundo compresor centrífugo (18) lo trasegará la bomba de vacío (6) . El int ercambiador de calor (12) servirá para enfriar los gases de escape trasegados por ambas máquinas , la bomba de vacío (6) y el segundo compresor centrífugo (18) .

15 Realización particular 5 La i nstalación objeto de la presente invención en su realización 5 está representada e n la figura 5 . Además de lo expuesto en la realización 1, comprende un sistema de

20 comunicación entre la descarga del compresor centrífugo (3) y la e ntrada de l a turbina radial centrípeta (2) , a través de los siguie ntes equipos y modificaciones :

un enfriador y/o deshumidificador (20) para enfriar el flujo de aire proveniente del compresor centrífugo (3) 25 antes de entrar e n la turbina radial centrípeta (2) ; Y

dos válvulas de tres vías (21) que se e ncargan de desconectar la descarga del compresor centrífugo (3) de la aspiración de la turbina radial centrípeta (2) , así como de enviar ambas tomas a la atmósfera Al cuando se realice 30 dicha desconexión. Cuando se desee la conexión entre el compresor centrífugo (3 ) y la turbina radial centrípeta

(2) , el funcionamiento de las válvulas de tres vías (21) será inverso . Es asimismo objeto de esta i nvención un procedimiento 35 llevado a cabo por la instalación de la realización 5 .

Según esta realización , para reducir la necesidad de ref rigerar o de condensar humedad aguas arriba de la turbina radial centrípeta (2) , el aire comprimido por el

compresor centrífugo (3) se envía a la turbina radial centrípeta (2) a través de un enfriador y/o deshumidificador (20)

Cuando la relación de compresión del compresor centrífugo (3 ) o su punto de funcionamiento no sean adecuados para cumplir la misión del funcionamiento de la instalación de esta realización 5 6 para garantizar el funcionamiento estable del compresor centrífugo (3) ; entonces , las válvulas de t res vías (21) se abrirán para permitir descargar el aire del compresor centrífugo (3) a la atmósfera Al y aspirar el aire de la turbina radial centrípeta (2) desde la atmósfera Al ; y a su vez (pues son de tres vías) cerrar la comunicación entre el compresor centrífugo (3) y la turbina radial centrípeta (2) .

Realización particular 6

La instalación objeto de la presente invención en su realización 6 está represen tada en la figura 6. Además de lo expuesto en la realización 5, esta instalación consta de compresión y expansión en dos o más etapas en las turbomáquinas (en la figura 6 sólo se han representado dos etapas por simplicidad) , gracias a los siguientes equipos y modificaciones :

Un segundo enfriador o deshumidificador (22) para enfriar el aire proveniente del segundo compresor centrífugo (18) antes de entrar en la segunda turbina radial centrípeta (17) .

Asimismo , dicha instalación comprende dos válvulas de tres vías (21 ) que se encargan de desconectar la descarga del segundo compresor centrífugo (18 ) de la aspiración de la segunda turbina radial centrípeta (17) , así como de enviar ambas tomas a la atmósfera Al cuando se realice dicha desconexión . Cuando se desee la conexión entre el segundo compresor centrífugo (18) y la segunda turbina radial centrípeta (17) , el funcionamiento de las válvulas de tres vías (20 ) será inverso .

Es asimismo objeto de esta invención un procedimiento llevado a cabo por la instalación de la realización 6.

La instalación de esta realización 6, aparte de lo descrito para el funcionamiento de la realización 5, opera comprimiendo y expandiendo en las turbinas y compresores en dos o más etapas (en la figura 6 s610 se han representado dos etapas) de la siguiente manera :

Para reducir la necesidad de refrigeración o condensar la humedad aguas arriba de la turbina radial centrípeta (2) y de la segunda turbina radial centrípeta (17) , el aire es expandido en dos etapas en estas turbinas ; tras haber sido previamente comprimido en dos etapas en el compresor centrífugo (3) yen el segundo compresor centrífugo (18) , y

enfriado: entre las etapas de compresión en los

enfriadores/deshu: midificadores (20) y (22) .

Cuando: la relación de compresión del compresor

centrífugo: (3 ) y del segundo compresor centrífugo (18 ) o su

punto de funcionamiento no sean adecuados para cumplir la misión del funcionamiento de la instalación de esta realización 6 ó para garantizar el funcionamiento estable del compresor centrífugo (3) y del segundo compresor centrífugo (18 ); entonces , las válvulas de tres vías (21) se abrirán para permitir descargar el aire del segundo compresor centrífugo (18) a la atmósfera Al y aspirar el aire de la segunda turbina radial centrípeta (17) desde la atmósfera Al ; Y a su vez (pues son de tres vías) cerrar la comunicación entre el segundo compresor centrífugo (18) y la segunda turbina radial centrípeta (17) .

En la figura 6 se ha representado únicamente un turbogrupo adicional , en serie con el de la realización S . El nuevo turbogrupo está compuesto por la segunda turbina radial centrípeta (17) y el segundo compresor centrífugo

(18) . La máxima expansión se consigue cuando la válvula de descarga (19) está cerrada completamente y la válvula de control (8) está en su posición más cerrada posible (que en una turbina de geometría variable nunca es completament e) . A partir de este punto, la relación de expansión se disminuye primero abriendo la válvula de control (8) hasta su máxima apertura y después abriendo la válvula de descarga (19) hasta su máxima apertura . Por lo tanto , el control se hará con 2 pro estándar operando de forma secuencial para regular la presión pl en el primer depósito

(4) . Cuando se reduce la expansión entre la atmósfera Al y el primer depósito (4) , primero operará el pro que actúe 5 sobre la válvula de control (8), cerrándola hasta llegar a su tope de actuación , y después el que actúa sobre la válvula de descarga (19) . Cuando aumente la expansión entre la atmósfera Al y el primer depósito (4) , actuarán de manera inversa; primero operará el PID que actúa sobre la

10 válvula de descarga (19) f Y después el pro que actúe sobre la válvula de control (8) .

Claims

Reivindicaciones

1. Instalación para simular las condiciones de presión y temperuturu de un flujo de uire uspirudo por un motor de combustión interna alternativo (1) a una altura sobre el nivel del mar correspondiente a la altura de operación de dicho motor de combustión interna alternativo (I), donde dicha instalación se caracteriza por que comprende, al menos, los siguientes equipos:

(al una turbina radial centrípeta (2) para expandir un flujo de aire desde un estado inic ial de presión pO y temperatura TO hasta un segundo estado de presión pI y temperatura TI, donde pO y TO corresponden a la presión y temperatura de la atmósfera Al en que se ubica el motor de combustión interna alternativo (1) y donde p1 y T1 corresponden a la presión y temperatura del f lujo de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo

(1) ;

(b)

un primer depósito (4) situado a continuación de la turbina radial centrípeta (2) y a la entrada del motor de combustión interna alternativo (1) para proveer al mismo de dicho flujo de aire a una presión p1 y una temperatura T1;

(c)

un segundo depósito (5) situado a la salida del motor de combustión interna alternativo (1) y conectado al primer depósito (4) a través de al menos un conducto de conexión

(e)

una bomba de vacío (6) situada a continuación del segundo depósito (5) para mantener una presión igual a la presión del fluj o de aire aspirado por el motor de combustión interna alternativo (1) .

(7)

para equilibrar la presión entre ambos depósitos;

(d)

un compresor centrífugo (3) unido por su eje a la

turbina

radial centrípeta (2) formando el conjunto un

sistema conocido

como turbogrupo;
2.

Instalación, de acuerdo a la reivindicación 1, donde la bomba de vacío (6) consiste en una bomba de paletas movida por un motor eléctrico.
3.

Instalación, de acuerdo a l a reivindicación 1 o 2,

donde l a turbina radial centrípeta (2) consiste en una turbina de geometría variable.

5 4 . I nstalación, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. donde el primer depósito (4) se encuentra conectado al motor de combustión interna alternativo (1 ) a través de un conducto de admisión de sección igual a la del primer depósito (4) , donde e l

10 segundo depósito (5 ) se encuentra conectado al motor de combustión interna alternativo (1) a través de un conducto de escape de sección igual a la del segundo depósito (5), y donde dicho primer depósito (4) y dicho segundo depósito

(5) consisten en depósitos cil índri cos de acero con una

15 longitud tal que cada uno de ellos presenta al menos un volumen igual a dos veces la cilindrada del motor de combustión interna alternativo (1) .
5. Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las

20 reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende asimismo. anteriormente a la bomba de vacío (6), al menos un filtro de partículas (ll) .
6. Instalación, de acuerdo a una cualquiera de l as

25 reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende asimismo al menos un intercambiador de cal or (12) localizado anteriormente a la bomba de vacío (6)
7. Instalación, de acuerdo la reivindicación 6, donde e l

30 intercambiador de calor (12) consiste en un intercambiador de calor aire-agua que comprende adicionalmente al menos un sistema de drenaje para condensados.
8. Instalación, de acuerdo a una cua l quiera de l as

35 reivindicaciones anteriores, caracterizada por que comprende adicionalmente al menos una válvula de control

(8) para el control de la presión pI en el primer depósito

(4) .
9. Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el compresor centrífugo

(3)

se encuentra acoplado a la turbina radial centrípeta

(2)

de tul formu que el rungo útil del compresor centrífugo

(3)

coincide con el rango de máximo rendimiento de la turbina radial centrípeta (2) .
10. Instalación, de acuerdo a la reivindicación 9, caracterizada por que comprende de manera adicional al menos una válvula de contrapresión (9) situada a

continuación del compresor centrífugo (3)
11. Instalación, de acuerdo a la reivindicación 9 o lO, caracterizada por que comprende de manera adicional al menos un sistema acondicionador de temperatura (10) situado anteriormente a la turbina radial centrípeta (2), donde dicho sistema acondicionador de temperatura (10) es capaz de variar la temperatura de la atmósfera Al en el entorno de ±10 °C.
12 . Instalación, de acuerdo a la reivindicación 11, donde dicho sistema acondicionador de temperatura (10) consiste en una resistencia eléctrica o en un equipo refrigerante.
13 . Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizada por que comprende de manera adicional, al menos un segundo intercambiador de calor (13) localizado antes de la turbina radial centrípeta

(2)

y estando conectado al compresor centrífugo (3) para

calentar el flujo de

aire a la entrada de la turbina radial

centrípeta

(2) con el flujo de aire a la salida del

compresor

centrífugo (3)
14.

Instalación, de acuerdo a la reivindicación 13, caracterizada por que comprende de manera adicional al menos una válvula (14) para baipasear el segundo intercambiador de calor (13)
15.

Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las

reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que el compresor centrífugo (3) se encuentra situado a la salida del segundo

depósito

(5) para aumentar la presión de los gases de

escupe

proced entes de dicho segundo depósito (S) antes de

su

entrada a la bomba de vacío (6)
16 . Instalación, de acuerdo a la reivindicación 15, caracterizada por que comprende un intercambiador de calor adicional (15) para enfriar los gases de escape del motor de combustión interna alternativo (I) hasta la temperatura de la atmósfera Al antes de su entrada al compresor centrífugo (3).
17. Instalación, de acuerdo a la reivindicación 15 o 16, caracterizada por que comprende además al menos una válvula de check o de diodo de flujo (16) situada anteriormente al compresor centrífugo (3).

lB. Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizada por que comprende de manera adicional a l menos una segunda turbina radial centrípeta (17) y al menos un segundo compresor centrífugo (18), operando en serie con la turbina radial centrípeta

(2) y el compresor centrífugo (3).
19.

Instalación, de acuerdo a la reivindicación 18, donde dicha segunda turbina radial centrípeta (17) y dicho segundo compresor centrífugo (18) presentan un tamaño menor que el de la turbina radial centrípeta (2) y el del compresor centrífugo (3)
20.

Instalación, de acuerdo a la reivindicación 18 o 19, donde la segunda turbina radial centrípeta (17) comprende además al menos una válvula de descarga (19).
21 . Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizado por que comprende al menos un intercambiador de calor (12) situado en una posición aguas abajo del compresor centrífugo (3), pero

aguas arriba del segundo compresor centrífugo (18) y de l

filtro de partículas (11).
22 . Instalación, de acuerdo a una cualquiera de las

5 reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que comprende de manera adicional al menos un enfriador y/o deshumidificador

(20) para enfriar el flujo de aire proveniente del compresor centrífugo (3) antes de entrar en la turbina radial centrípeta (2)
23. Instalación, de acuerdo a la reivindicación 22, caracterizada por que comprende de manera adicional dos válvulas de tres vías (21) que Se encargan de desconectar la descarga de l compresor centrífugo (3) de l a aspiración

15 de la turbina radial centrípeta (2) .
24. Instalación, de acuerdo a una cua l quiera de l as reivindicaciones 22 o 23, caracterizada por que comprende al menos un segundo enfriador o deshumidificador (22) para

20 enfriar el aire proveniente del segundo compresor centrífugo (18) antes de entrar en la segunda turbina radial centrípeta (17).
25. Uso de una inst a l ación, de acuerdo a una cual quiera de

25 las reivindicaciones anteriores, para simular las condiciones de presión y temperatura de un flujo de aire aspirado por un motor de combustión interna alternativo (l) a una altura sobre el nivel del mar correspondiente a l a altura de operación de dicho motor de combustión interna

30 alternativo (1) .
26. Uso, de acuerdo a la reivindicación 25, donde el motor de combustión interna alternativo (1) consiste en el motor de un medio de locomoción que opera en altura.
27 . Procedimiento para simular las condiciones de presión y temperatura de un flujo de aire aspirado por un motor de combusti ón interna alternativo (1) a una altura sobre el nivel del mar correspondiente a la a l tura de operación de

dicho motor a l ternativo (1), donde dicho procedimiento se caracteriza por que comprende l as siguientes etapas : (al expandir en una turbina radial centrípeta (2) conectada u un compre sor ce ntrífugo (3) formundo un conjunto conocido

5 como turbogrupo un flujo de aire desde un estado inicial de presión pO y temperatura T O hasta un segundo estado de presión pl y temperatura Tl, donde pO y TO corresponden a la presión y temperatura de la atmósfera Al en que se ubica el motor de combustión interna alternativo (1) y donde pI y

10 Tl corresponden a la presión y temperatura del flujo de a i re asp i rado por el motor de combust i ón interna alternativo (1);

(b) enviar dicho f l ujo de aire a una presión pl y una temperatura TI a al menos un primer depósi to (4) desde 15 donde e l flujo de aire es aspirado por el motor de

combustión interna alternativo (1); (cl descargar los gases de escape de l motor de combustión interna alternativo (1) a a l menos un segundo depósito (5), desde donde un caudal de dichos gases de escape es

20 succionado mediante una bomba de vacío (6) para mantener una presión p2 igual a la presión del flujo de aire aspirado por e l motor de combustión interna alternativo

(1) .

2 5 28 . Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado por que comprende de manera adicional el control de la presi ón pI en el primer depósito (4) mediante el empl eo de a l menos una válvula de control (8), mediante el empleo de un controlador pro que actúa sobre la válvula

30 de control (8) .
29 . Procedi miento, de acuerdo a la reivindi cación 27 o 28, caracteri zado por que comprende de manera adicional l a descarga a l a atmósfera Al de un flujo de air e procedente

35 del compresor cent rífugo (3) a través de una válvul a de contrapresión (9) regulada en una posición fija de tal forma que el rendimiento medio de la turbina centrípeta (2) es máximo en cualquier régimen de giro .
2.
30. Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 29, caracterizado por que comprende udicionu!mente el control de lu temperatura TI en el primer

5 depósito {4}, mediante el empleo de a l menos un sistema acondicionador de temperatura (10) y de un controlador PID que actúa sobre dicho sistema acondicionador de temperatura

(10) .

10 31. Procedimiento, de acuerdo a una cua l quiera de las reivindicaciones 27 a 30, donde los gases de escape succionados por l a bomba de vacío (6) son previamente enfriados en a l menos un intercambiador de calor (12) y donde las partículas de dichos gases de escape son

15 retenidas en al menos un filtro de partículas {Il}.
32 . Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 27 a 31, caracterizado por que comprende de manera adicional calentar el flu jo de aire a l a entrada

20 de l a turbina radial centrípeta (2) con e l flujo de aire procedente de la salida del compresor centrífugo (3) mediante el empleo de al menos un segundo intercambiador de calor (13).

25 33. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado por que comprende aumentar la presión de los gases de escape procedentes del segundo depósito (5) mediante e l empleo de al menos un compresor centrífugo (3) y de manera previa a su entrada en la bomba de vacío (6)
34 . Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 33, caracterizado por que comprende enfriar la temperatura de los gases de combustión procedentes del segundo depósito

(5) antes de entrar al compresor centrífugo (3) mediante el 35 empleo de un intercambiador de calor adiconal (15).
35. Procedimiento, de acuerdo a l a reivindicación 33 o 34, caracterizado por que comprende enfriar los gases de escape a la salida de l compresor centrífugo (3) antes de su

entrada a la bomba de vacío (6) mediante el empleo de al menos un intercambiador de calor (12).
36 . Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 33 a 35, caracterizado por que comprende el control de la presión a la salida del compresor centrífugo (3) medi ante el empleo de al menos una válvula de check o de diodo de flujo (16).
37 . Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 27, caracterizado por que comprende la operación en serie respecto a la turbina radial centrípeta (2) y el compresor centrífugo (3) de al menos una segunda turbina radial centrípeta (17) y al menos un segundo compresor centrífugo

(18)

.
38.

Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 37, caracterizado por que comprende adicionalmente el control de la presión pI en el primer depósito (4) mediante el baipás del flujo de aire alimentado a la segunda turbina radial centrípeta (17) a través de al menos una válvula de descarga (19), así como mediante el empleo de al menos un sistema acondicionador de temperatura (lO) .
39.

Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 37 o 3B, caracterizado por que la bomba de vacío (6) opera en paralelo respecto al segundo compresor centrífugo (lB) .
40.

Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 37 a 39, caracterizado por que comprende el enfriamiento de los gases de escape en al menos un intercambiador de calor (12) de manera previa a su entrada en la bomba de vacío (6) y/o en el segundo compresor centrífugo (lB) .
41 . Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 27, donde el aire comprimido por el compresor centrífugo (3) es enviado a la turbina radial centrípeta (2) a través de un enfriador y/o deshumidificador (20).
42. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 41, caracterizado por que comprende l a expansión del f l ujo de aire en una turbina radial centrípeta (2) y en una segunda

5 turbina radial centrípeta (17), tras haber sido previamente comprimido en el compresor centrífugo (3) y en el segundo compresor centrífugo (18), Y enfriado entre las etapas de compresión en el enfriador y/o deshumidificador (20) y en el segundo enfriador y/o deshumidificador (22).
43. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 42, caracterizado por que comprende el control de la presión pI en e l primer depósito (4) mediante e l emp l eo de dos controladores PID operando de forma secuencial .