ES2939463T3 - Sistema de recuperación de gas natural y vehículo que comprende dicho sistema - Google Patents

Sistema de recuperación de gas natural y vehículo que comprende dicho sistema Download PDF

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Abstract

Un sistema de recuperación de gas natural para un sistema de suministro de gas natural licuado vehicular, comprendiendo dicho sistema de suministro vehicular un primer tanque (1), destinado a almacenar gas natural licuado, coexistiendo en el primer tanque una fase líquida y una fase gaseosa de dicho gas natural, comprendiendo el sistema de recuperación de gas natural un segundo tanque (2) destinado a almacenar gas natural comprimido, un compresor (CP), adaptado para comprimir en el segundo tanque (2) una fase gaseosa sobrante del primer tanque. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de recuperación de gas natural y vehículo que comprende dicho sistema
Campo de aplicación de la invención.
La presente invención se refiere al campo de los sistemas de gas natural para vehículos y, en particular, a los sistemas de gas natural licuado.
Estado de la técnica
Un tanque adaptado para almacenar LNG (gas natural licuado) tiende a liberar hacia la atmósfera una cierta cantidad de gas que depende de la presión y temperatura del gas en el tanque. En general, se estima que después de aproximadamente 180h se producen las primeras liberaciones de gases al exterior.
Esto sucede principalmente por razones de seguridad, ya que, con el tiempo, la fase gaseosa en el tanque tiende a aumentar, dando como resultado un aumento de la presión. Por lo tanto, para evitar que las presiones excedan los valores dados, el exceso de fase gaseosa se libera al medio ambiente.
Tal gas contribuye al cálculo de las emisiones de un vehículo, ya que el gas natural es un gas de efecto invernadero similar al dióxido de carbono.
Ejemplos de sistemas conocidos se divulgan en los documentos DE102012024717, DE202013101593 U1, EP1838991 A1, WO2014006265 A1 o US5540208 A.
Resumen de la invención
El propósito de la presente invención es reducir las emisiones globales de un vehículo alimentado con gas natural licuado. De hecho, la idea básica de la presente invención es recuperar el gas natural liberado del tanque de gas natural licuado y almacenarlo en otro tanque apropiado.
Otro propósito es reducir las emisiones globales de un vehículo alimentado con gas natural licuado gracias a un sistema intrínsecamente seguro.
Estos fines se alcanzan mediante un sistema y un método relacionado como se reivindica en el conjunto de reivindicaciones adjunto.
Breve descripción de las figuras.
Otros propósitos y ventajas de la presente invención serán claros a partir de la descripción detallada a continuación de una realización de ejemplo de la misma (y de sus variantes) y los dibujos adjuntos proporcionados simplemente a modo de ejemplo no limitativo, en donde:
La figura 1 muestra un diagrama de una primera variante de la presente; y
La figura 2 muestra un diagrama de una segunda variante de la presente invención.
Descripción detallada de realizaciones
La figura 1 muestra una primera variante preferida de la presente invención, en donde un primer tanque 1 es del tipo destinado a almacenar gas natural licuado.
Se introduce en el tanque 1 a muy baja temperatura, aproximadamente - 120° C, con el tiempo tiende a gasificarse, de modo que se identifican una fase L líquida y una fase G gaseosa en el tanque.
Una primera válvula V1 de seguridad coloca el tanque 1 en comunicación con al medio ambiente. Generalmente, esta válvula está conectada a una primera abertura colocada en la parte superior del tanque, para interceptar solo la fase gaseosa.
Una segunda abertura H2, diferente de la primera abertura, está conectada a una entrada de un compresor CP. La salida del compresor CP está conectada a un segundo tanque 2 destinado a almacenar gas natural comprimido. Por consiguiente, la válvula V1 de seguridad y la línea hidráulica que conecta el primer tanque 1 con el segundo tanque 2 son independientes entre sí, véanse las figuras 1 y 2.
Se coloca una válvula CV de retención corriente arriba o corriente abajo del compresor CP, dependiendo de la dirección de circulación del gas aspirado desde el tanque 1 e introducido en el tanque 2.
Un sensor P de presión está alojado en el primer tanque 1.
Una unidad de procesamiento CPU está conectada a dicho sensor P de presión y cuando la presión medida por él excede un umbral predefinido, la unidad de procesamiento ordena la activación del compresor que aspira gas natural en la fase gaseosa desde el primer tanque 1 que lo comprime en el segundo tanque 2. Claramente, dicho umbral predefinido está apropiadamente por debajo de un umbral de activación de la primera válvula V1 de seguridad. El primer tanque y el segundo tanque comprenden aberturas respectivas hacia el dispositivo de inyección del sistema de suministro de gas natural que alimenta el motor de combustión interna del vehículo, no mostrado.
El término inglés "to the engine" indica dicha conexión operativa entre los tanques 1 y 2 y el motor de combustión interna.
La figura 2 muestra otra realización preferida de la invención en la que están presentes el primer y el segundo tanque, como en el ejemplo anterior.
La conexión entre el primer tanque se realiza sucesivamente a través de una cámara EX de expansión y el compresor CP.
El primer tanque, como antes, comprende una primera válvula V1 de seguridad que coloca el tanque 1 en comunicación con el medio ambiente. Además, el primer tanque comprende una segunda válvula V2 de seguridad/sobrepresión que conecta el primer tanque con la cámara EX de expansión.
El compresor CP tiene una entrada conectada con la cámara EX de expansión y una salida conectada con el segundo tanque 2.
Se coloca una válvula CV de retención entre la cámara EX de expansión y el compresor CP, o corriente abajo de la misma, es decir, entre el compresor CP y el segundo tanque 2.
Un sensor P de presión está alojado en la cámara EX de expansión.
Una unidad de procesamiento de CPU está conectada a dicho sensor P de presión y cuando la presión medida por él excede un umbral predefinido, la unidad de procesamiento ordena la activación del compresor que aspira gas natural en la fase gaseosa desde la cámara de expansión comprimiéndolo en el segundo tanque 2.
Claramente, los umbrales de presión que determinan tanto la apertura de la válvula V2 de seguridad/sobrepresión y la activación del compresor están apropiadamente por debajo de un umbral de activación de la primera válvula V1 de seguridad.
El compresor CP es preferiblemente un electro-compresor.
Para ambos ejemplos, puede ser ventajoso introducir un segundo sensor de presión dentro del segundo tanque, para inhibir la activación del electro-compresor cuando la presión medida en el segundo tanque excede un umbral predefinido adicional.
Esto evita tener que activar el compresor innecesariamente, que, si fuera eléctrico consumiría electricidad sin ningún beneficio real para el sistema o que podría conducir a una presión excesiva en el segundo tanque.
El segundo tanque también, por razones de seguridad, puede estar equipado con una válvula de seguridad que no se muestra.
Vale la pena señalar que la implementación de un sensor de presión es completamente opcional, ya que es posible estimar el exceso de fase gaseosa en el primer tanque de diferentes maneras, por ejemplo, sobre la base de la cantidad y temperatura de la fase líquida presente en el primer tanque.
La cantidad puede determinarse indirectamente en función de la capacidad del primer tanque 1 en función del consumo de gas natural licuado.
Se pueden hacer otras estimaciones aproximadas conociendo el tiempo transcurrido desde el reabastecimiento de combustible, la temperatura ambiental, la capacidad del tanque 1 y la cantidad de gas natural licuado consumido. Está claro que se pueden hacer modificaciones al sistema y método descritos, que no se extienden más allá del alcance de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de recuperación de gas natural para un sistema de suministro de gas natural licuado configurado para ser montado en un vehículo, comprendiendo tal sistema de suministro un primer tanque (1), configurado para almacenar gas natural licuado, , coexistiendo en el primer tanque una fase líquida y una fase gaseosa de dicho gas natural,
comprendiendo el sistema de recuperación de gas natural un segundo tanque (2) destinado a almacenar gas natural comprimido, un compresor (CP), adaptado para comprimir en dicho segundo tanque (2) un exceso de fase gaseosa de dicho primer tanque,
en donde dicho compresor tiene una entrada conectada operativamente con dicho primer tanque (1) y una salida conectada operativamente con dicho segundo tanque (2) y en donde el sistema comprende además medios de conexión adecuados para conectar las aberturas respectivas de dicho primer y segundo tanque hacia un dispositivo de inyección de un sistema de suministro de gas natural que alimenta un motor de combustión interna del vehículo,
dicho primer tanque (1) comprende además una primera válvula (V1) de seguridad adaptada para poner en comunicación dicho primer tanque (1) con el medio ambiente, cuando una presión dentro de dicho primer tanque (1) excede un primer umbral de presión predefinido y en donde dicha primera válvula de seguridad está conectada a dicho primer tanque y separada físicamente con respecto a la interconexión de fluidos entre dicho primer y segundo tanque.
2. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una cámara (EX) de expansión conectada operativamente con dicho primer tanque (1) y en donde dicho compresor tiene una entrada conectada operativamente con dicha cámara (EX) de expansión y una salida conectada operativamente con dicho segundo tanque (2).
3. El sistema de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende además medios (P, CPU) de estimación de dicho exceso de fase gaseosa y medios de procesamiento configurados para activar dicho compresor (CP) de manera coherente con dicho exceso de estimación de fase gaseosa.
4. El sistema de acuerdo con la reivindicación 3, en donde dichos medios de estimación de dicha fase gaseosa en exceso comprenden un sensor (P) de presión, y en donde dicho sensor de presión (P) está instalado en dicho primer tanque (1) o, si está provista dicha cámara (EX) de expansión, en dicha cámara (EX) de expansión.
5. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3 cuando depende de la reivindicación 2, o 4 cuando depende de la reivindicación 2, en donde dicha cámara (EX) de expansión está conectada operativamente a dicho primer tanque (1) por medio de una segunda válvula (V2) de seguridad.
6. El sistema de la reivindicación 5, en donde dicha segunda válvula (V2) de seguridad está calibrada a un valor de presión de apertura inferior a dicho primer umbral de presión predefinido de dicha primera válvula (V1) de sobrepresión.
7. El sistema de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dichos medios (CPU) de procesamiento están configurados para activar dicho compresor (CP) cuando una presión medida por dicho sensor (P) de presión excede un segundo umbral de presión predefinido inferior a dicho primer umbral de presión predefinido.
8. El sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además una válvula de retención dispuesta entre dicho compresor (CP) y dicho segundo tanque.
9. Un sistema de suministro de gas natural licuado vehicular que comprende un primer tanque (1) destinado a almacenar gas natural licuado, coexistiendo en el primer tanque una fase líquida y una fase gaseosa de dicho gas natural, y que comprende un sistema de recuperación de gas natural de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
10. El sistema de acurdo con la reivindicación 9, que comprende medios para extraer gas natural licuado de dicho primer tanque (1) y gas natural comprimido de dicho segundo tanque (2).
11. Un vehículo terrestre equipado con un motor de combustión interna y con un sistema de suministro de gas natural licuado que alimenta el motor de combustión interna, en donde dicho sistema de suministro de gas natural licuado comprende un sistema de recuperación de gas natural de acuerdo con la reivindicación 8.
12. Un método de recuperación de gas natural de un sistema de suministro de gas natural licuado en el vehículo, comprendiendo el método proporcionar un sistema de recuperación de gas natural de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo tal método un paso de recuperar un exceso de fase gaseosa de dicho primer tanque (1) y comprimirlo en un segundo tanque (2).
13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, en donde dicho paso se realiza progresivamente a medida que se forma dicho exceso de fase gaseosa.
14. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13, que comprende además un paso de adoptar dicho gas natural licuado y dicho gas natural comprimido para suministrar a un motor de combustión interna.
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