SISTEMA DE ALMACENAMIENTO DE GAS, PROCEDIMIENTO DE PUESTA EN PRACTICA Y VEHICULO QUE INCORPORA TAL SISTEMA.

Sistema de almacenamiento de gas para el suministro de gas a una línea de alimentación (L) de al menos un puesto usuario,

que comprende al menos unos módulos primero y segundo de almacenamiento (GrA/B/C) conectables en paralelo simultáneamente a la línea de alimentación, siendo los módulos individualmente amovibles y teniendo cada uno al menos un respectivo conducto de salida (C1, C7) conectable cada uno, mediante un dispositivo de conexión rápida (CR1, CR7) y vía una electroválvula asociada (vpA/B/C), a la línea de alimentación (L)

Sistema de almacenamiento de gas, procedimiento de puesta en práctica y vehículo que incorpora tal sistema.

La presente invención se refiere a los sistemas de almacenamiento de gas para el suministro de gas a una línea de alimentación de al menos un puesto usuario, más especialmente pero no exclusivamente para el suministro de gas de una fuente de potencia en un vehículo, típicamente un vehículo automóvil, y los vehículos que integran tal sistema de almacenamiento de gas, típicamente gas natural o hidrógeno.

Ya sea para una utilización estacionaria o una utilización embarcada en un vehículo, la gestión de las reservas de gas depende de dos enfoques generales, a saber la recarga in-situ de una unidad de almacenamiento instalada de manera permanente o el intercambio de una unidad de almacenamiento amovible vacía por una nueva unidad de almacenamiento llena.

El documento FR 2839059 A1 describe una estación, un sistema y un procedimiento de avituallamiento de un vehículo automóvil con gas combustible en los que el vehículo utiliza un único depósito que puede ser intercambiado por medios mecanizados.

El único depósito incluye medios de acoplamiento/desacoplamiento que cooperan con el vehículo y un dispositivo de cierre así como un detentor.

La presente invención tiene por objeto proponer sistemas de almacenamiento de gas simples y baratos, permitiendo optimizar el intercambio y la gestión de los consumos de gas.

Para ello, según una característica de la invención, el sistema de almacenamiento incluye al menos unos módulos primero y segundo de almacenamiento individuales conectables simultáneamente a la línea de alimentación, siendo los módulos individualmente amovibles y teniendo cada uno al menos un conducto de salida conectable cada uno, mediante un dispositivo de conexión rápida y vía una electroválvula asociada, a la línea de alimentación.

Según otras características de la invención:

- el sistema incluye, aguas arriba de cada electroválvula, un sensor de presión que suministra a una unidad electrónica de control una señal de presión representativa de la presión de gas disponible en el módulo asociado;

- los conjuntos primer y segundo tienen capacidades diferentes pero incluyen ventajosamente depósitos idénticos en número diferente;

- cada depósito está alojado en un alojamiento de un chasis estacionario o desplazable entre al menos dos posiciones;

- cada depósito contiene un gas a una presión superior a 120 bar, típicamente superior a 300 bar;

- cada depósito está asociado, a la salida, a una válvula de aislamiento.

La invención se refiere igualmente a un vehículo que utiliza dicho gas como fuente de potencia y que incorpora tal sistema de almacenamiento.

La presente invención tiene igualmente por objeto un procedimiento de puesta en práctica de un sistema del tipo definido anteriormente, según el cual se conecta a la línea de alimentación, por apertura de la electroválvula del módulo en cuestión, el primero de dichos módulos de almacenamiento y luego, después del vaciado del primero, se conecta el segundo módulo, siendo el primer módulo vaciado, en paralelo o a continuación, desconectado y sustituido por un módulo igual lleno.

Otras características y ventajas de la presente invención resultarán de la descripción siguiente de modo de realización, dada con carácter ilustrativo pero de ninguna manera limitativo, hecha en relación con dibujos anexos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática de un modo de realización de sistema de almacenamiento de gas según la invención;

- la figura 2 es una vista parcialmente en corte longitudinal, de un modo de realización, de un módulo unitario según la invención.

En el modo de realización particular representado esquemáticamente en la figura 1, un sistema según la invención incluye tres módulos de almacenamiento de gas diferenciados GrA, GrB, GrC, de los cuales al menos uno es de diferente capacidad de los otros, pero realizados todos a partir de depósitos o botellas idénticas R_i. En el ejemplo representado, dos módulos (GrA, GrB) están constituidos por tres depósitos R_i, mientras que el tercer módulo GrC está constituido por un solo depósito R₇.

Según un aspecto de la invención, cada depósito R_i está asociado a un respectivo conducto de salida C_i que incorpora una válvula de aislamiento V_i y que se termina mediante un elemento encajable de un dispositivo de conexión rápida CR_i cuyo otro elemento emparejado está unido, aguas abajo, a una línea L de alimentación unida, a partir de una salida S aguas abajo de una electroválvula de cierre F, a al menos un puesto usuario, por ejemplo un motor térmico y/o una pila de combustible de un vehículo automóvil, en cuyo caso el gas es hidrógeno.

En el modo de realización representado, a cada módulo GrA/B/C está asociada una electroválvula vpA/B/C que gobierna la conexión entre las salidas de los dispositivos de conexión rápida de los módulos y la línea de alimentación L. Además, el lado aguas arriba de cada electroválvula vpA/B/C está asociado a un sensor de presión ppA/B/C que detecta la presión disponible a la salida del módulo asociado y que transmite cada uno una señal de nivel de presión a una unidad electrónica de control E capaz de suministrar a la salida señales de mando de las electroválvulas vpA/B/C y señales de alerta SA que accionan por ejemplo chivatos del salpicadero que indican que un módulo está vacío o casi vacío y que indican la electroválvula vpA/B/C abierta.

Con tal disposición, los módulos GrA, GrB y GrC son amovibles individualmente y la presión en cada módulo es analizada por los sensores ppA/B/C cuyos datos son analizados por la unidad E, gobernando selectiva y secuencialmente las válvulas controladas vpA/B/C el envío del gas de un módulo Gr hacia la línea de alimentación L. Después de la conexión de un módulo, sus válvulas V_i son abiertas para poner el contenido de los diferentes depósitos en comunicación con la línea L. El dispositivo según la invención permite pues, abriendo sucesivamente las electroválvulas vpA/B/C, vaciar secuencialmente los distintos módulos de tal manera que, en el momento del reaprovisionamiento de gas, es posible sustituir individualmente el o los módulos vacíos y solamente esos.

Para practicar este intercambio, la correspondiente electroválvula vpA/B/C se cierra, luego las válvulas V_i del módulo que debe intercambiarse se cierran y las conexiones rápidas CR_i se desenganchan. Un nuevo módulo GR lleno se pone en posición y la secuencia descrita anteriormente se puede repetir. En paralelo, después de la comprobación del estado del o de los depósitos del módulo retirados, estos depósitos se llenan de nuevo y se interponen con vistas a un nuevo ciclo.

Los depósitos R_i pueden contener un gas a baja presión por ejemplo adsorbido en un soporte, típicamente de hidruros para el suministro de hidrógeno.

Los depósitos R_i contienen alternativamente un gas a alta presión, superior a 120 bar, típicamente superior a 300 bar, y pudiendo ventajosamente sobrepasar 400 bar. En ese caso, la línea L está provista, aguas arriba de la electroválvula de cierre F, de un detentor D. Como variante, concretamente en el caso de almacenamiento a alta presión, pudiendo alcanzar 700 bar, las válvulas V_i son sustituidas ventajosamente por grifos-detentores que reducen a un nivel intermedio la presión del gas entregado por los depósitos R_i, lo que permite proceder a conexiones a presión reducida, con riesgos reducidos de fugas en el momento de la puesta en posición de los depósitos llenos.

Ventajosamente, como se representa en la figura 1, el sistema comprende por otro lado un recipiente de reserva RR, instalado de manera permanente, dispuesto en paralelo a la parte aguas arriba de la línea de alimentación L. Este recipiente de reserva RR se llena a partir del contenido de los módulos de almacenamiento amovibles GrA/B/C, se vacía, mediante una válvula controlada propia vpR asociada a un sensor de presión Pr, y confiriendo su llenado una flexibilidad suplementaria al sistema con el fin de permitir realizar el vaciado completo de los diferentes módulos GrA/B/C sin correr el riesgo de carecer de gas.

Se ha representado en la figura...

1. Sistema de almacenamiento de gas para el suministro de gas a una línea de alimentación (L) de al menos un puesto usuario, que comprende al menos unos módulos primero y segundo de almacenamiento (GrA/B/C) conectables en paralelo simultáneamente a la línea de alimentación, siendo los módulos individualmente amovibles y teniendo cada uno al menos un respectivo conducto de salida (C₁, C₇) conectable cada uno, mediante un dispositivo de conexión rápida (CR₁, CR₇) y vía una electroválvula asociada (vpA/B/C), a la línea de alimentación (L).

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende, aguas arriba de la electroválvula (vpA/B/C), un sensor de presión (ppA/B/C) que suministra una señal de presión a una unidad electrónica de control (E).

3. Sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque la unidad electrónica de control (E) está conformada para suministrar a la salida señales de mando de las electroválvulas (vpA/B/C) y señales de alerta (SA) que accionan chivatos en un salpicadero que indican que un módulo (GrA/B/C) está vacío o casi vacío y que indican la electroválvula abierta.

4. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos primer y segundo (Gr) tienen capacidades diferentes.

5. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los módulos primer y segundo (Gr) comprenden depósitos idénticos (R₁, R₇).

6. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque cada depósito (R_i) está recibido en un alojamiento de un chasis estacionario (10) del módulo.

7. Sistema según la reivindicación 5, caracterizado porque los depósitos están subidos sobre un chasis desplazable entre al menos dos posiciones.

8. Sistema según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque cada depósito está asociado, a la salida, a una válvula de aislamiento (V_i).

9. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un depósito de reserva (RR) en paralelo con la línea de alimentación (L).

10. Sistema según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada módulo de almacenamiento (Gr) contiene un gas a una presión superior a 120 bar.

11. Sistema según la reivindicación 10, caracterizado porque la línea de alimentación (L) incluye un detentor (D).

12. Vehículo, que utiliza dicho gas como fuente de potencia, que incorpora un sistema según una de las reivindicaciones anteriores.

13. Procedimiento de puesta en práctica de un sistema según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que se conecta a la línea de alimentación (L) uno de dichos módulos de almacenamiento (GrA/B/C) y luego, después del vaciado, otro de dichos módulos.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que el primer módulo vaciado es desconectado y sustituido por un módulo igual lleno.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 y 14, en el que el gas es hidrógeno.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 ó 14, caracterizado porque el sistema comprende, aguas arriba de la electroválvula (vpA/B/C), un sensor de presión (ppA/B/C) que suministra una señal de presión a una unidad electrónica de control (E), siendo analizada la presión en cada módulo por los sensores (ppA/B/C) cuyos datos son analizados por la unidad electrónica de control (E), gobernando selectiva y secuencialmente las válvulas controladas (vpA/B/C) el envío del gas de un módulo (Gr) hacia la línea de alimentación (L).

17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque los módulos primero y segundo (Gr) comprenden depósitos idénticos (R₁, R₇), estando asociado cada depósito, a la salida, a una válvula de aislamiento (V_i), estando caracterizado el procedimiento porque, después de la conexión de un módulo (GrA/B/C), sus válvulas de aislamiento (V_i) se abren para poner el contenido de los diferentes depósitos (R₁, R₇) en comunicación con la línea de alimentación (L).

18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 16 a 17, caracterizado porque comprende una etapa que consiste en abrir sucesivamente las electroválvulas (vpA/B/C) para vaciar secuencialmente los diferentes módulos (GrA/B/C) de tal manera que, en el momento de un reaprovisionamiento de gas, se sustituyen individualmente el o los módulos vacíos (GrA/B/C) y solamente esos.