ES3062239T3 - Safety removal system for a cryogenic container - Google Patents

Safety removal system for a cryogenic container

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ES3062239T3
ES3062239T3 ES21786320T ES21786320T ES3062239T3 ES 3062239 T3 ES3062239 T3 ES 3062239T3 ES 21786320 T ES21786320 T ES 21786320T ES 21786320 T ES21786320 T ES 21786320T ES 3062239 T3 ES3062239 T3 ES 3062239T3
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Matthias Rebernik
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Cryoshelter LH2 GmbH
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Cryoshelter Biolng GmbH
Cryoshelter LH2 GmbH
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Abstract

La invención se refiere a un sistema de extracción de seguridad (13), que comprende un contenedor criogénico (2), una línea de extracción (14) y un economizador (15) ubicado entre la línea de extracción (14) y el contenedor criogénico (2) para extraer fluido criogénico en fase líquida (3) y fase gaseosa (4), el economizador (15) está diseñado como un economizador eléctrico que tiene dos válvulas controlables normalmente cerradas (16, 17), que pueden bloquear cada una la extracción de la fase líquida (3) o la fase gaseosa (4) del contenedor criogénico (2), el sistema comprende además un interruptor de parada de emergencia accionable manualmente (18), que está conectado a las dos válvulas normalmente cerradas (16, 17) del economizador eléctrico (15) y que, cuando se acciona, está diseñado para bloquear la extracción de fluido criogénico por ambas válvulas (16, 17, 19) simultáneamente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN
[0002] Sistema de extracción de seguridad para un recipiente criogénico
[0003] La invención se refiere a un sistema de extracción de seguridad, que comprende un recipiente criogénico, un conducto de extracción y un economizador situado entre el conducto de extracción y el recipiente criogénico para extraer fluido criogénico en fase líquida y en fase gaseosa.
[0004] Según el estado de la técnica, los gases licuados pueden almacenarse en recipientes (“recipientes criogénicos”) para almacenarlos como combustible para, por ejemplo, un motor. Los gases licuados son gases que están presentes a la temperatura de ebullición en el estado líquido de agregación, en donde la temperatura de ebullición de este fluido depende de la presión. Si se llena tal líquido criogénico en un recipiente criogénico, se establecerá una presión correspondiente a la temperatura de ebullición, aparte de las interacciones térmicas con el propio recipiente criogénico. Del estado de la técnica se conoce además la provisión de economizadores mecánicos para extraer fluido criogénico del recipiente criogénico, tal como se describe en los documentos EP 3489061 A1 y EP 3489062 A1, por ejemplo. Dichos economizadores están conectados al recipiente criogénico por medio de dos conductos de conexión, uno de las cuales extrae un fluido criogénico en fase líquida y el otro fluido criogénico en fase gaseosa del recipiente criogénico. Por medio de válvulas mecánicas en los dos conductos de conexión, el economizador puede controlar la relación entre la fase líquida extraída y la fase gaseosa extraída. Por ejemplo, en un caso normal, la fase líquida puede extraerse del recipiente criogénico y suministrarse al motor, en donde la fase gaseosa solo entonces se extraerá del recipiente criogénico y, a continuación, se suministrará al motor si la presión dentro del recipiente criogénico supera un valor umbral. De esta manera, la presión dentro del recipiente criogénico puede reducirse de forma económica y respetuosa con el medio ambiente, sin descargar simplemente gas del recipiente criogénico para reducir la presión. Los dos documentos EP 3489061 A1 y EP 3489062 A1 anteriormente mencionados describen además que puede haber una válvula en el conducto de extracción aguas abajo del economizador, que se puede cerrar mediante un interruptor de parada de emergencia.
[0005] El documento EP 3236132 A1 describe un sistema con un recipiente criogénico, en donde un economizador con dos válvulas controlables está dispuesto entre el recipiente criogénico y el conducto de extracción. La unidad de control, que se proporciona para controlar las válvulas, puede cerrar ambas válvulas en un estado de válvula, p. ej., en caso de accidente.
[0006] Se conocen otros economizadores, por ejemplo, a partir de las publicaciones WO2016172803A1, US-4406129A, US-2017159611A1 y DE102019129725A1.
[0007] Se apreciará que, debido a las altas presiones dentro del recipiente criogénico, habrá una demanda para proporcionar medidas de seguridad especiales. Por esta razón, en el estado de la técnica se proporcionan, por ejemplo, dos válvulas adicionales en el conducto de extracción aguas abajo del economizador mecánico. La primera válvula que sigue directamente al economizador mecánico es una válvula accionable manualmente, a la que se puede acceder, por ejemplo, inmediatamente al lado del recipiente criogénico. Dichas válvulas accionables manualmente se exigen en el estado de la técnica, de modo que un usuario pueda interrumpir inmediatamente la conexión del recipiente criogénico al motor si este detecta un problema tal como un exceso de presión.
[0008] Además, dentro del conducto de extracción está dispuesta una válvula cerrada sin corriente que se controla por un encendido del motor, de modo que el conducto de extracción se cerrará permanentemente si no está controlado por el encendido.
[0009] Este sistema ha demostrado su eficacia en la práctica, sin embargo, ocupará un enorme espacio de instalación en el lateral del vehículo. La simple omisión de una de las dos válvulas reduciría el espacio requerido para los accesorios, pero, sin embargo, conduciría simultáneamente a una reducción del nivel de seguridad.
[0010] Por lo tanto, la tarea de la invención es reducir el requisito de espacio requerido para los accesorios de seguridad y, simultáneamente, garantizar un nivel de seguridad de al menos el mismo nivel.
[0011] Esta tarea se resuelve mediante un sistema de extracción de seguridad, que comprende un recipiente criogénico, un conducto de extracción y un economizador situado entre el conducto de extracción y el recipiente criogénico, para extraer fluido criogénico en fase líquida y en fase gaseosa, en donde el economizador está configurado como un economizador eléctrico con dos válvulas controlables, cada una de las cuales puede bloquear la extracción de la fase líquida o la fase gaseosa del recipiente criogénico, que comprende, además, una unidad de control para controlar las válvulas, y en donde el sistema comprende, además, un interruptor de parada de emergencia, que está conectado a las dos válvulas cerradas sin corriente del economizador eléctrico, y que está configurado para bloquear, tras el accionamiento, la extracción de ambas válvulas simultáneamente, en donde el interruptor de parada de emergencia es un interruptor de parada de emergencia que se acciona manualmente y/o en donde el sistema de extracción de seguridad comprende, además, una unidad de control conectada al interruptor de parada de emergencia, y que está configurada para detectar un accidente y para accionar el interruptor de parada de emergencia al detectar un accidente. Además, cada una de las válvulas está diseñada como válvulas normalmente cerradas y las válvulas siempre están cerradas cuando no hay señal del interruptor de parada de emergencia, y están cerradas o abiertas, en función del accionamiento del dispositivo de control, cuando una señal del interruptor de parada de emergencia está presente en las válvulas.
[0012] La invención consiste en omitir la válvula accionable manualmente en el conducto de extracción y, en su lugar, crear una parada de extracción manual novedosa o, respectivamente, automática en caso de emergencia. Para ello, se modificó el economizador, que normalmente no está asociado a funciones de seguridad, de modo que también pueda asumir una función de bloqueo que pueda añadirse manualmente o accionarse automáticamente al detectar un accidente. Con el fin de bloquear la extracción del fluido criogénico del recipiente criogénico de forma manual o, respectivamente, de forma automática, tras la detección de un accidente se proporcionará un interruptor de parada de emergencia de nuevo diseño, que detenga, tras el accionamiento, la extracción del fluido criogénico a través del conducto de extracción al cerrar las válvulas del economizador que están configuradas como cerradas sin corriente. De esta manera, se deben disponer menos componentes estructurales en el conducto de extracción, por lo que se reducirá el espacio requerido. Sin embargo, el nivel de seguridad del sistema de la invención se mantendrá igual, ya que las válvulas del economizador eléctrico pueden cumplir funciones de seguridad adicionales debido a su configuración como válvulas cerradas sin corriente.
[0013] Una enorme ventaja de la presente invención es, además, que las dos válvulas del economizador se bloquean simultáneamente y que no solo se bloquea una de las válvulas debido a un fallo humano o técnico.
[0014] En una realización preferida, el sistema de extracción de seguridad comprende una válvula cerrada sin corriente, que se controla por el encendido del motor, en el conducto de extracción, en donde el interruptor de parada de emergencia está conectado a la válvula controlada por el encendido del motor, así como a las dos válvulas cerradas sin corriente del economizador eléctrico, y está configurado para, tras el accionamiento, bloquear simultáneamente la extracción de fluido criogénico por las tres válvulas. De esta manera, el nivel de seguridad puede aumentarse aún más a medida que el cierre manual o, respectivamente, el automático del conducto de extracción se realice de forma redundante. En una realización preferida de la invención, el interruptor de parada de emergencia está dispuesto en el recipiente criogénico o dentro de la cabina del conductor. Alternativamente, el interruptor de parada de emergencia puede disponerse inmediatamente al lado de un racor de llenado o un indicador de presión. Si el interruptor de parada de emergencia mencionado en primer lugar no está dispuesto dentro de la cabina del conductor, puede proporcionarse preferiblemente un interruptor de parada de emergencia adicional que esté dispuesto preferiblemente dentro de la cabina del conductor, que esté conectado a la válvula controlada por el encendido del motor y a las dos válvulas cerradas sin corriente del economizador eléctrico, y que esté configurado para bloquear, tras el accionamiento, la extracción de las tres válvulas.
[0015] En otra realización preferida, el sistema de extracción de seguridad comprende un conducto de conexión a un recipiente criogénico adicional, que se conecta en el conducto de extracción aguas abajo de la válvula cerrada sin corriente en un nodo, y una válvula de retención, que está dispuesta aguas abajo del economizador eléctrico y aguas arriba del nodo, e impide el flujo de fluido criogénico en la dirección del recipiente criogénico. Al bloquear las válvulas cerradas sin corriente del economizador eléctrico y la válvula cerrada sin corriente del encendido del motor, como se describió anteriormente, se puede lograr, como ya se describió anteriormente, una redundancia para bloquear la extracción de fluido criogénico en la dirección del motor. Sin embargo, si los conductos de extracción de dos recipientes criogénicos están conectados a través del conducto de conexión, esto puede conducir a una presión diferencial negativa, es decir, la presión dentro del conducto de extracción es mayor que en el recipiente criogénico. Si esta presión diferencial negativa es demasiado alta, esto puede, tras fallar la válvula también controlada por el encendido del motor, abrir por presión las válvulas del economizador eléctrico cerradas por el interruptor de desconexión de emergencia, en particular si estas están configuradas como válvulas de descarga de presión. Para crear una redundancia completa en ambas direcciones del conducto de extracción, se ha dispuesto, como se describió inicialmente, una válvula de retención dentro del conducto de extracción.
[0016] La unidad de control está configurada especialmente preferiblemente para detectar un accidente al recibir una señal de control respectiva de la electrónica de un vehículo y/o al recibir una señal de sensor respectiva de un sensor conectado a la unidad de control. Se entiende por accidente un fallo técnico general del vehículo, sobre el que está montado el recipiente criogénico que tiene el sistema de extracción. La señal de control de la electrónica del vehículo puede ser, por ejemplo, un valor de medición, que puede sugerir un incendio del vehículo o un incendio inminente del vehículo (señal de temperatura) o un sobrecalentamiento de los componentes en el entorno crítico del sistema de depósito. Sin embargo, se apreciará que la electrónica moderna de los vehículos puede provocar accidentes o fallos técnicos, en particular también mediante análisis complejos, de modo que la elección de la señal de control debe entenderse como no limitada.
[0017] Sin embargo, la unidad de control no necesita recibir una señal de control desde la electrónica de un vehículo, sino que puede detectar un accidente de forma autárquica. En este caso, el sensor conectado a la unidad de control puede ser, por ejemplo, un sensor de aceleración, un sensor de temperatura para determinar la temperatura ambiente o un sensor de presión para determinar la presión interna del recipiente criogénico, y se detectará un accidente si un valor medido por el sensor supera un valor umbral predeterminado o cae por debajo.
[0018] Además, la unidad de control puede configurarse para detectar el modo de funcionamiento de un vehículo (es decir, del vehículo en el que está montado el sistema de extracción de seguridad) y solo entonces permitir la extracción del fluido criogénico si el vehículo está en funcionamiento y/o si se garantiza una extracción segura del fluido criogénico. Por lo tanto, la unidad de control puede mantener las válvulas del economizador cerradas regularmente y solo entonces puede despejar un paso para el fluido criogénico si el vehículo está en funcionamiento, lo que significa que la unidad de control recibe una señal de control respectiva desde la electrónica del vehículo. Alternativa o adicionalmente, la unidad de control solo entonces puede despejar un paso para el fluido criogénico si se garantiza una extracción segura del fluido criogénico, lo que debe entenderse en la presente memoria como que la unidad de control recibe datos de medición (p. ej., temperatura interna del recipiente criogénico, presión interna del recipiente criogénico, temperatura del motor y/o señal de disponibilidad para el funcionamiento de la electrónica del vehículo) desde al menos un sensor y, tras una comparación del valor umbral, reconoce que no existen problemas de seguridad durante la extracción de criogénico fluido.
[0019] Otra realización prevé que dos recipientes criogénicos, cada uno con un sistema de extracción propio, estén montados en el vehículo, lo que puede ocurrir de forma regular si hay un recipiente criogénico montado en el lado izquierdo del bastidor del vehículo y si hay un recipiente criogénico montado en el lado derecho del bastidor del vehículo, visto en la dirección de desplazamiento. Uno de los recipientes criogénicos también podría disponerse, por ejemplo, detrás de la cabina del conductor o en el techo. También podrían preverse más de dos recipientes criogénicos, que podrían montarse en los lugares mencionados. En estos casos, se ha previsto hasta ahora que se proporcione una válvula individual que se pueda accionar manualmente en el conducto de extracción respectivo para cada uno de los recipientes criogénicos. En caso de emergencia, el usuario tendría que caminar alrededor del vehículo para cerrar manualmente ambas válvulas y evitar la extracción de fluido criogénico de ambos recipientes criogénicos. Según la invención, ahora se prevé que el sistema de extracción de seguridad mencionado se duplique, de modo que el interruptor de parada de emergencia pueda cerrar todas las válvulas de ambos economizadores. Debido a un solo accionamiento, el interruptor de parada de emergencia no solo puede impedir la extracción en el recipiente criogénico más cercano, sino también la extracción del recipiente criogénico en el lado opuesto del vehículo. También se pueden prever dos de estos interruptores de parada de emergencia, en donde uno está dispuesto en un lado del vehículo y el otro en el otro lado del vehículo. Opcionalmente, también se puede instalar un interruptor de parada de emergencia adicional dentro de la cabina del conductor o en el exterior de la cabina del conductor. Independientemente del lado del vehículo en el que se encuentre el usuario, puede detener la extracción respectiva de ambos recipientes criogénicos, sin tener que hacer un gran recorrido.
[0020] En la última realización mencionada, el sistema de extracción de seguridad puede comprender, además, válvulas cerradas sin corriente, que se controlan mediante el encendido del motor, en el conducto de extracción y en el conducto de extracción adicional, en donde el interruptor de parada de emergencia está conectado a ambas válvulas controladas por el encendido del motor, así como a las cuatro válvulas cerradas sin corriente de los economizadores eléctricos, y está configurado para, tras el accionamiento, bloquear simultáneamente la extracción de fluido criogénico por las seis válvulas.
[0021] En otros aspectos, la invención se refiere a un vehículo en el que está montado el sistema de extracción de seguridad según cualquiera de las realizaciones mencionadas anteriormente, en donde el recipiente criogénico está montado preferiblemente en el bastidor de un vehículo lateralmente al vehículo. El vehículo tiene preferiblemente una cabina del conductor, y el recipiente criogénico está dispuesto detrás de la cabina del conductor, como, por ejemplo, ya se ha descrito, lateralmente en el bastidor del vehículo o centralmente en el vehículo inmediatamente detrás de la cabina del conductor. El recipiente criogénico también podría montarse en el techo del vehículo.
[0022] Las realizaciones ventajosas y no limitativas de la invención se explican con mayor detalle a continuación con referencia a los dibujos.
[0023] La Figura 1 muestra un sistema de extracción de seguridad para un recipiente criogénico según el estado de la técnica. La Figura 2 muestra un sistema de extracción de seguridad inventivo para un recipiente criogénico.
[0024] La Figura 1 muestra un sistema 1 de extracción de seguridad según el estado de la técnica, que comprende un recipiente criogénico 2 para almacenar fluido criogénico 3. El recipiente criogénico 2 se instala normalmente en un vehículo, en particular un vehículo de carga, y sirve como depósito de combustible. El fluido criogénico almacenado en el recipiente criogénico 2 puede usarse así como combustible. El fluido criogénico, por ejemplo GNL (gas natural licuado), está presente en el recipiente criogénico 2 en una fase líquida 3, así como en una fase gaseosa 4. El fluido criogénico almacenado en el recipiente criogénico puede suministrarse entonces a un motor M, no representado en detalle, a través de un conducto 5 de extracción.
[0025] En la aplicación según la invención, el fluido criogénico también podría ser, por ejemplo, hidrógeno, de manera que el recipiente criogénico 2 sea un recipiente de hidrógeno, o el fluido criogénico puede, tal como ya se ha mencionado, ser GNL (gas natural licuado), de manera que el recipiente criogénico sea un recipiente de GNL. Dependiendo del fluido criogénico, el recipiente criogénico está, por lo tanto, adaptado para almacenar fluido criogénico a temperaturas de, por ejemplo, 150 kelvin, en el caso del hidrógeno incluso por debajo de 50 kelvin o por debajo de esencialmente 20 kelvin. En función de la aplicación, el recipiente criogénico 2 podría, por ejemplo, estar adaptado para almacenar sLH2 (hidrógeno líquido subenfriado) o CcH2 (hidrógeno criocomprimido) y, por tanto, estar también adaptado para presiones correspondientemente altas, p. ej., para presiones máximas de entre 5 bar y 350 bar. Si el fluido criogénico es hidrógeno, el motor M también puede configurarse como una pila de combustible. Por lo tanto, en general, el motor también podría designarse como carga.
[0026] Para la extracción del fluido criogénico del recipiente criogénico 2, el sistema 1 de extracción de seguridad tiene un economizador mecánico 6 dispuesto entre el recipiente criogénico 2 y el conducto 5 de extracción. El economizador mecánico 6 conduce, a través de dos conductos 7, 8 de conexión, al recipiente criogénico 2, para extraer el fluido criogénico en la fase líquida 3 utilizando el primer conducto 7 de conexión, y el fluido criogénico en la fase gaseosa 4 utilizando el segundo conducto 8 de conexión.
[0027] El economizador mecánico 6 tiene una primera válvula 9 dentro del primer conducto 7 de conexión, para regular la cantidad de extracción de fluido criogénico en la fase líquida, y una segunda válvula 10 dentro del segundo 8 conducto de conexión, para regular la cantidad de extracción de fluido criogénico en la fase gaseosa 4. En el caso más simple, se puede utilizar un estrangulador fijo en lugar de la primera válvula 9, y la segunda válvula 10 también se puede configurar como una simple válvula de descarga de presión, que se inicia a una presión predeterminada dentro del conducto 8 de conexión con respecto a la presión atmosférica. En otra realización, el economizador mecánico 6 puede tener un dispositivo de control conectado a las válvulas 9, 10 para ajustar la relación entre la fase líquida extraída y la fase gaseosa extraída, que, para este propósito, está conectado a varios sensores de medición. El economizador mecánico 6 es un sistema cerrado, que no será manipulado por un usuario.
[0028] En el conducto 5 de extracción situado en la dirección de extracción aguas abajo del economizador mecánico 6, está presente fluido criogénico líquido o gaseoso. Con el fin de cerrar manualmente el conducto 5 de extracción en caso de emergencia, hay dispuesta, aguas abajo del economizador 6, una válvula 11 manual accionable manualmente. Por lo general, se puede acceder a esta junto a un racor de llenado del recipiente criogénico 2.
[0029] En el conducto de extracción aguas abajo de la válvula 11 manual accionable manualmente, está prevista una válvula 12 cerrada sin corriente, que está conectada, a través de una línea de control, a una ignición del motor M del vehículo. De esta manera, esta válvula 12 normalmente está cerrada si el motor M no está funcionando.
[0030] La Figura 2 muestra un sistema 13 de extracción de seguridad inventivo. El recipiente criogénico 2 está configurado en la presente memoria esencialmente como en la realización de la Figura 1, y almacena fluido criogénico en la fase líquida 3 y la fase gaseosa 3, que puede extraerse del recipiente criogénico 2 a través de los conductos 7 u 8 de conexión, respectivamente. El recipiente criogénico 2 y el sistema 13 de extracción de seguridad tienen el mismo propósito que el descrito en la Figura 1, de modo que también este recipiente criogénico 2 puede servir como depósito de combustible para un vehículo, al suministrar el fluido criogénico almacenado en el recipiente criogénico 2 a un motor M.
[0031] El fluido criogénico se extrae del recipiente criogénico 2 de la Figura 2 a través de un conducto 14 de extracción, en donde se dispone un economizador 15 entre el recipiente criogénico 2 y el conducto 14 de extracción, que está configurado, a diferencia del ejemplo de la Figura 1, como un economizador eléctrico 15. El economizador eléctrico 15 tiene una primera válvula 17 cerrada sin corriente dentro del conducto 7 de conexión, para extraer el fluido criogénico en la fase líquida 3, y una segunda válvula 16 cerrada sin corriente en el conducto 8 de conexión, para extraer el fluido criogénico en la fase gaseosa 4.
[0032] Las dos válvulas 16, 17 del economizador eléctrico 15 están conectadas, tal como se conoce del estado de la técnica, a una unidad de control, que determina, tras recibir los valores medidos, una relación óptima entre la fase líquida extraída y la fase gaseosa extraída, y controla las válvulas 16, 17 para abrirlas o cerrarlas de manera correspondiente. Adicionalmente, las válvulas 16, 17 están configuradas, sin embargo, para estar cerradas sin corriente, con una entrada de control adicional, a través de la cual pueden accionarse manualmente mediante un interruptor 18 de parada de emergencia.
[0033] En este caso, el bloqueo manual del conducto 14 de extracción puede, por lo tanto, realizarse a través del interruptor 18 de parada de emergencia, que controla el economizador eléctrico 15 utilizando las válvulas 16, 17 cerradas sin corriente previstas para este propósito. En esta realización, el interruptor 18 de parada de emergencia envía permanentemente una señal o, respectivamente, señales, a las dos válvulas 16, 17. Si se pulsa el interruptor 18 de parada de emergencia, por ejemplo, si un usuario detecta una emergencia, la señal enviada por el interruptor 18 de parada de emergencia a ambas válvulas 16, 17 se cancelará de manera que se cierren. En la presente memoria, se puede omitir una válvula de retención mecánica accionable manualmente o, respectivamente, una válvula manual, dentro del conducto 14 de extracción.
[0034] En la dirección de extracción, se prevé, aguas abajo del economizador eléctrico 15, opcionalmente en el conducto 14 de extracción , además una válvula 19 cerrada sin corriente, que se controla por un encendido del motor. A diferencia de la válvula 12 de la realización de la Figura 1, esta válvula 19 cerrada sin corriente tiene dos entradas de control o una entrada de control doblemente asignada, de modo que la válvula 19 pueda controlarse, por un lado, por el encendido del motor y, por otro lado, manualmente mediante el interruptor 18 de parada de emergencia. La válvula 19 está configurada de manera que se cierra si se cancela una señal respectiva del encendido del motor o del interruptor 18 de parada de emergencia.
[0035] Por lo tanto, el interruptor 18 de parada de emergencia está conectado preferiblemente a través de las líneas 20 de señal a las tres válvulas cerradas sin corriente, es decir, a las dos válvulas 16, 17 del economizador eléctrico y a la válvula 19 cerrada sin corriente en el conducto de extracción, que también puede controlarse por el encendido del motor. En general, si se permite o, respectivamente, se desea, la extracción de fluido criogénico del recipiente criogénico 2, entonces el interruptor 18 de parada de emergencia enviará señales a las tres válvulas 16, 17, 19. Si se pulsa el interruptor 18 de parada de emergencia, por ejemplo, si un usuario detecta una emergencia, entonces la señal enviada por el interruptor 18 de parada de emergencia a las válvulas 16, 17, 19 se cancela, de manera que se cierran. De esta manera, se puede crear un sistema de parada de emergencia redundante de un alto nivel de seguridad, incluso sin la válvula manual 11 accionable manualmente, tal como en la realización de la Figura 1. Por lo tanto, el conducto 14 de extracción o , respectivamente, todo el sistema 13 de extracción de seguridad, no tienen una válvula manual accionable manualmente en ningún punto.
[0036] Cabe señalar que las válvulas 16, 17, 19 cerradas sin corriente están equipadas con una lógica especial. Las válvulas 16, 17 del economizador eléctrico 15 están siempre cerradas si no hay una señal del interruptor 18 de parada de emergencia. Sin embargo, si una señal desde el interruptor 18 de parada de emergencia se aplica a las válvulas 16, 17, estas pueden estar cerradas o abiertas, en función del control realizado por el dispositivo de control del economizador eléctrico. La válvula 19 solo se abrirá si se aplica una señal desde el interruptor 18 de parada de emergencia, así como desde la ignición del motor correspondiente. Si una de las dos señales, o ambas señales, no están presentes en la válvula 19, entonces la válvula 19 se cierra.
[0037] El interruptor 18 de parada de emergencia puede disponerse inmediatamente en el recipiente criogénico 2, es decir, sobre el mismo. En otras realizaciones, el interruptor 18 de parada de emergencia puede disponerse inmediatamente al lado de un racor de llenado, un indicador de presión o cualquier otro sitio, tal como la cabina del conductor. Además, se puede proporcionar un interruptor de parada de emergencia adicional, que también esté conectado a las válvulas 16, 17, 19 cerradas sin corriente, opcionalmente a través de una entrada de control adicional. En este caso, las válvulas 16, 17, 19 se cierran, de todos modos, si se cancela una señal del interruptor 18 de parada de emergencia o una señal del interruptor de parada de emergencia adicional. El interruptor de parada de emergencia adicional puede disponerse en la cabina del conductor, por ejemplo.
[0038] En algunos casos, puede preverse que se proporcione, además del recipiente criogénico 2 representado, otro recipiente criogénico T2 para suministrar fluido criogénico como combustible al motor M. En una aplicación práctica, se almacena, por ejemplo, un primer recipiente criogénico 2 en el lado izquierdo de un vehículo, y un segundo recipiente criogénico T2 en el lado derecho de un vehículo. En general, los conductos de extracción de los dos recipientes criogénicos 2, T2 se combinan aguas arriba del motor M, tal como se representa en la Figura 2, por medio del conducto 2 de conexión, que puede realizarse, por ejemplo, mediante el conducto de extracción del segundo recipiente criogénico T2. Por lo tanto, dentro del conducto 14 de extracción del primer recipiente criogénico 2 (representado) está presente un nodo 22, en el que la parte de la extracción 14 orientada hacia el recipiente criogénico 2, y que tiene el conducto 21 de conexión 21 al segundo recipiente criogénico T2, coincide con la parte del conducto 14 de extracción, que está orientada hacia el motor M.
[0039] Si el primer recipiente criogénico 2 se va a desacoplar del sistema de extracción mediante el interruptor 18 de parada de emergencia, entonces, tras una caída de presión inicial en el recipiente criogénico 2, habrá una presión diferencial en la válvula 19 cerrada sin corriente o, en caso de fallo de la misma, en las válvulas 16, 17, respectivamente, donde la presión en el lado del motor M es mayor que en el lado del recipiente criogénico 2, es decir, una presión diferencial negativa en lo que respecta a la dirección de extracción. Para la válvula 19 cerrada sin corriente, esto en general no será un problema, ya que bloqueará el conducto 14 de extracción, independientemente de la dirección. Sin embargo, para las válvulas 16, 17 cerradas sin corriente del economizador eléctrico 15, dicha presión diferencial negativa puede generar problemas, ya que en algunas realizaciones están configuradas, tal como se describió anteriormente, como válvulas de presión diferencial o válvulas de descarga de presión, respectivamente, con respecto a la presión atmosférica. En el caso de un problema, si la válvula 19 falla, esto puede provocar la presencia de una presión diferencial negativa excesivamente alta en las válvulas 16, 17 cerradas sin corriente del economizador eléctrico 15, de modo que pueden abrirse por la fuerza desde el lado del motor y, a continuación, fallar.
[0040] Con el fin de crear una redundancia completa, se proporciona, por lo tanto, aguas abajo del economizador eléctrico 15 y aguas arriba del nodo 22, es decir, entre el nodo 22 y la válvula 19 cerrada sin corriente, o entre el economizador eléctrico 15 y la válvula 19 cerrada sin corriente, una válvula 23 de retención, que impide el flujo de fluido criogénico en la dirección del recipiente criogénico 2.
[0041] Independientemente de la solución mencionada anteriormente, es posible que se prevean dos recipientes criogénicos 2, T2, y para cada uno de los recipientes criogénicos 2, T2, se prevea un sistema 13 de extracción de seguridad respectivo, cada uno de los cuales tiene, tal como se analizó anteriormente, conductos 7 u 8 de conexión, un conducto 14 de extracción, un economizador con válvulas 16, 17 cerradas sin corriente en los conductos 7 u 8 de conexión y, opcionalmente, una válvula 19 cerrada sin corriente en el conducto 14 de extracción. Los conductos 14 de extracción de los dos sistemas 13 de extracción de seguridad pueden conectarse a través de un conducto 21 de conexión, en donde esto no es obligatorio, y los conductos 14 de extracción también podrían, por ejemplo, conducir a varios motores. Básicamente, sin embargo, podría preverse un interruptor 18 de parada de emergencia para uno de los sistemas 13 de extracción de seguridad y otro interruptor 18 de parada de emergencia para el otro de los 13 sistemas de extracción de seguridad. Sin embargo, se prefiere proporcionar un único interruptor 18 de parada de emergencia, que esté conectado a las dos válvulas 16, 17 cerradas sin corriente de ambos economizadores eléctricos 15 (es decir, en total a cuatro válvulas economizadoras 16, 17) y configurado para bloquear, tras el accionamiento, la extracción de fluido criogénico por las cuatro válvulas 16, 17 simultáneamente. Este interruptor 18 de parada de emergencia también podría conectarse a las válvulas 19 cerradas sin corriente en el conducto 14 de extracción y cerrarlas tras el accionamiento. Por lo general, se puede acceder al interruptor de parada de emergencia desde el lado del vehículo. De esta manera, en un sistema de este tipo, la extracción de fluido criogénico de ambos recipientes criogénicos puede detenerse desde ambos lados del vehículo. Se pueden prever dos de estos interruptores 18 de parada de emergencia, en donde los interruptores 18 de parada de emergencia estén dispuestos cada uno en lados diferentes del vehículo.
[0042] Alternativa o adicionalmente a las realizaciones mencionadas anteriormente, el interruptor 18 de parada de emergencia no podría accionarse, o no accionarse solo manualmente, sino que también podría accionarse mediante una unidad de control del sistema 13 de extracción de seguridad, que está configurada para accionar el interruptor 18 de parada de emergencia en caso de accidente y, de esta manera, cerrar simultáneamente, en caso de emergencia, las válvulas 16, 17 del economizador eléctrico 15 y, opcionalmente, también la válvula 19 cerrada sin corriente. El interruptor 18 de parada de emergencia podría integrarse inmediatamente dentro de la unidad de control, por ejemplo. El interruptor 18 de parada de emergencia puede, por ejemplo, accionarse manualmente y también mediante la unidad de control, en caso de accidente. Del mismo modo, podrían preverse también dos interruptores 18 de parada de emergencia, en donde uno puede accionarse manualmente y el otro mediante una unidad de control, que controle el interruptor 18 de parada de emergencia en caso de accidente. Para la detección de un accidente, la unidad de control podría conectarse a una electrónica del vehículo o a un sensor, como un sensor de aceleración (que podría indicar una colisión), un sensor de temperatura, para la detección de una temperatura ambiente (que podría indicar un incendio), o un sensor de presión, para la detección de una presión interna del recipiente criogénico (que podría indicar un mal funcionamiento del recipiente criogénico), en donde un valor medido por encima o por debajo de un valor umbral del el sensor indicará un accidente. En el caso de dos interruptores 18 de parada de emergencia, las válvulas 16, 17, 19 podrían tener, por ejemplo, una entrada de control adicional para el interruptor 18 de parada de emergencia adicional.
[0044] En las realizaciones mencionadas anteriormente, la unidad de control podría configurarse además para detectar un modo de funcionamiento de un vehículo y permitir la extracción de fluido criogénico solo si el vehículo está en funcionamiento. En otras palabras, la unidad de control despejará el paso del fluido criogénico a través del economizador o, respectivamente, a través del conducto de extracción, solo si los datos apropiados sobre el estado de funcionamiento (es decir, la temperatura del motor) son recibidos, por ejemplo, por la electrónica de un vehículo o por sensores independientes. Mediante este circuito, sería posible una doble protección de las dos vías de extracción (por un lado, las válvulas 16 y 19 para el gas y, por otro lado, las válvulas 17 y 19 para el líquido). Esto puede desearse para cumplir los requisitos de seguridad especiales para, p. ej., el hidrógeno.
[0046] En realizaciones particulares, la válvula 23 de retención podría simplemente reemplazar la válvula 11 manual mecánica de la Figura 1, o podría utilizarse además de la misma, donde tampoco se utiliza un interruptor 18 de parada de emergencia, y el economizador podría configurarse como economizador eléctrico 15 o economizador eléctrico 6, siempre que sus válvulas puedan configurarse como válvulas de descarga de presión y puedan abrirse por la fuerza en la dirección del recipiente criogénico. Esto también dará como resultado una mayor seguridad o, respectivamente, un aumento del espacio, ya que se omite la válvula manual 11 y sin dañar las válvulas del economizador y, por lo tanto, la entrada de fluido criogénico en el recipiente criogénico 2 en caso de problemas. Por lo tanto, esta variante se refiere a un sistema de extracción de seguridad, que comprende un recipiente criogénico, un conducto de extracción y un economizador situado entre el conducto de extracción y el recipiente criogénico para extraer fluido criogénico en fase líquida y fase gaseosa, en donde el economizador está configurado para tener dos válvulas de descarga de presión, cada una de las cuales puede bloquear la extracción de la fase líquida o de la fase gaseosa del recipiente criogénico, en donde una válvula de retención está situada aguas abajo del economizador en el conducto de extracción.

Claims (11)

1. REIVINDICACIONES
1. Sistema (13) de extracción de seguridad, que comprende un recipiente criogénico (2), un conducto (14) de extracción y un economizador (15) situado entre el conducto (14) de extracción y el recipiente criogénico (2), para extraer fluido criogénico en fase líquida (3) y fase gaseosa (4),
en donde el economizador (15) está diseñado como un economizador eléctrico con dos válvulas controlables (16, 17), cada una de las cuales puede bloquear, respectivamente, la extracción de la fase líquida (3) o la fase gaseosa (4) del recipiente criogénico (2),
que comprende, además, un dispositivo de control para accionar las válvulas (16, 17),
caracterizada por que
el sistema comprende, además, un interruptor (18) de parada de emergencia, que está conectado a las dos válvulas (16, 17) normalmente cerradas del economizador eléctrico (15), y que está configurado para, cuando se acciona, bloquear la extracción del fluido criogénico a través de ambas válvulas (16, 17) simultáneamente, en donde el interruptor (18) de parada de emergencia es un interruptor (18) de parada de emergencia accionado manualmente y/o en donde el sistema (13) de extracción de seguridad comprende, además, una unidad de control conectada al interruptor (18) de parada de emergencia, que está configurada para detectar un accidente y para accionar el interruptor (18) de parada de emergencia cuando se detecta un accidente, en donde cada una de las válvulas (16, 17) está diseñada como válvulas (16, 17) normalmente cerradas, y en donde las válvulas (16, 17) están siempre cerradas cuando no hay señal del interruptor (18) de parada de emergencia, y están cerradas o abiertas, en función del accionamiento por parte del dispositivo de control, cuando una señal del interruptor (18) de parada de emergencia está presente en las válvulas (16, 17).
2. Sistema (13) de extracción de seguridad según la reivindicación 1, que comprende, además, una válvula (19) normalmente cerrada en el conducto (14) de extracción que se acciona mediante el encendido del motor, en donde el interruptor (18) de parada de emergencia está conectado tanto a la válvula (19) accionada por el encendido del motor como a las dos válvulas (16, 17) normalmente cerradas del economizador eléctrico (15), y que está configurado para bloquear, cuando se acciona, la extracción de fluido criogénico a través de las tres válvulas (16, 17, 19) simultáneamente.
3. Sistema (13) de extracción de seguridad según las reivindicaciones 1 o 2, en donde el interruptor (18) de parada de emergencia está dispuesto en el recipiente criogénico (2) o en la cabina del conductor.
4. Sistema (13) de extracción de seguridad según las reivindicaciones 1 o 2, en donde el interruptor (18) de parada de emergencia está dispuesto directamente junto a un racor de llenado del recipiente criogénico (2) o a un indicador de presión del recipiente criogénico (2).
5. Sistema (13) de extracción de seguridad según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende otro interruptor de parada de emergencia, dispuesto preferiblemente en la cabina del conductor, que está conectado a una válvula (19) controlada por el encendido del motor y a las dos válvulas (16, 17) normalmente cerradas del economizador eléctrico (15), y que está configurado, cuando se acciona, para bloquear la extracción de las tres válvulas (16, 17, 19).
6. Sistema (13) de extracción de seguridad según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende un conducto (21) de conexión a otro recipiente criogénico (T2), que se conecta al conducto (14) de extracción aguas abajo de una válvula (19) normalmente cerrada controlada por el encendido del motor en un nodo (22), y una válvula antirretorno (23), que está dispuesta aguas abajo del economizador eléctrico (15) y aguas arriba del nodo (22), e impide un flujo de fluido criogénico en la dirección del recipiente criogénico (2).
7. Sistema (13) de extracción de seguridad según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la unidad de control está diseñada para detectar un accidente al recibir una señal de control correspondiente de un sistema electrónico del vehículo y/o al recibir una señal de sensor correspondiente de un sensor conectado a la unidad de control.
8. Sistema (13) de extracción de seguridad según la reivindicación 7, en donde el sensor es un sensor de aceleración, un sensor de temperatura, para determinar la temperatura ambiente, o un sensor de presión, para determinar la presión interna del recipiente criogénico (2), y se detecta un accidente si un valor medido por el sensor supera o cae por debajo de un valor umbral predeterminado.
9. Sistema (13) de extracción de seguridad según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la unidad de control está configurada además para detectar el modo de funcionamiento de un vehículo, y permitir la extracción del fluido criogénico solo cuando el vehículo está en funcionamiento y/o cuando se garantiza la extracción segura del fluido criogénico.
10. Sistema (13) de extracción de seguridad según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende otro recipiente criogénico, un conducto de extracción adicional y un economizador eléctrico adicional situado entre el conducto de extracción adicional y el recipiente criogénico adicional, y que tiene otras dos válvulas controlables y normalmente cerradas, estando dicho interruptor (18) de parada de emergencia conectado tanto a las dos válvulas (16, 17) del economizador (15) mencionado en primer lugar como a las dos válvulas adicionales del economizador, y que está configurado, cuando se acciona, para bloquear la extracción del fluido criogénico a través de los cuatro válvulas (16, 17) de los dos economizadores (15) simultáneamente.
11. Sistema (13) de extracción de seguridad según la reivindicación 10, que comprende, además, válvulas (19) normalmente cerradas en el conducto de extracción y en el conducto (14) de extracción adicional, en donde el interruptor (18) de parada de emergencia está conectado tanto a las dos válvulas (19) controladas por el encendido del motor, como a las cuatro válvulas (16, 17) normalmente cerradas de los economizadores eléctricos (15), y que está configurado para bloquear, cuando se acciona, la extracción de fluido criogénico a través de las seis válvulas (16, 17, 19) simultáneamente.
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