EQUIPO DE ALTA EFICIENCIA ENERGÉTICA PARA COMPRESIÓN DE METANO PARA AUTOMOTORES.

Equipo de compresión de gas, del tipo que comprende al menos un compresor (2) de gas y al menos un envoltorio (3) de cilindros,

caracterizado por el hecho que dicho compresor (2) es un compresor de una etapa que obtiene la compresión completa del gas a través de por lo menos dos pasos consecutivos de compresión, dichos pasos consecutivos de compresión obteniéndose por medio de sucesivos pasos de compresión a través de dicho compresor de una etapa (2), dicho envoltorio (3) de cilindros incluyendo tantos cilindros (4) como pasos de compresión, dichos cilindros (4) almacenando gas comprimido substancialmente a la presión máxima que se obtiene en cada uno de dichos pasos, y medios de suministro (7) para distribuir gas comprimido para llenar el cilindro de almacenamiento de un vehículo; dicho equipo estando provisto de medios para alimentar dicho compresor (2), antes de la ejecución de cada uno de los pasos sucesivos, con gas proveniente del paso anterior de compresión, almacenado en el respectivo cilindro (4)

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IT2008/000736.

Solicitante: S.TRA.TE.G.I.E. S.R.L.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA SANDRO TOTTI 3 60131 ANCONA (AN) ITALIA.

Inventor/es: BARTOLINI,Carlo Maria, MARCANTONI,Michele, USCI,Rosalino.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 1 de Diciembre de 2008.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F04B49/00H
  • F04D27/02G
  • F04D29/58C3

Clasificación PCT:

  • F04B49/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS (bombas de inyección de combustible para motores F02M; máquinas de líquido, o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido a bombear F04F; cigüeñales, cabezas de biela, bielas F16C; volantes F16F; transmisiones para convertir un movimiento rotativo en movimiento alternativo y viceversa, en general F16H; pistones, vástagos de pistones, cilindros, en general F16J; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › Control de o medios de seguridad para máquinas, bombas o instalaciones de bombeo no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F04B 1/00 - F04B 47/00.
  • F04D27/02 F04 […] › F04D BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección de combustible para motores F02M; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04D 27/00 Control, p. ej. regulación de las bombas, instalaciones o sistemas de bombeo especialmente adaptadas para fluídos compresibles. › Control del embalamiento.
  • F04D29/58 F04D […] › F04D 29/00 Partes constitutivas, detalles o accesorios (elementos de máquinas en general F16). › Refrigeración (de las máquinas o motores en general F01P ); Calentamiento; Reducción de las pérdidas de calor por transferencia.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2368107_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Equipo de alta eficiencia energética para compresión de metano para automotores. Sector Técnico La presente invención se refiere al proceso de compresión de gas natural para su empleo en automotores y más en particular a un equipo de alta eficiencia energética para compresión de metano para automotores. Estado de la Técnica La técnica actual en el sector de sistemas de compresión de metano para automotores contempla un aumento de la presión existente en la tubería (comprendida en un intervalo entre 4 bar y aproximadamente 40 bar) hasta 280 bar, necesaria para las operaciones de llenado, usando un compresor multigradual de varias etapas con termocambiador intermedio. El sistema implica la construcción de un compresor con una adecuada capacidad para los requerimientos del equipo, correlacionada a la capacidad de suministro normalmente requerida una vez en funcionamiento. Entre las distintas etapas debe haber una de enfriamiento por un lado para bajar la temperatura inicial del gas comprimido en cada etapa, reduciendo así el consumo de energía, y por otro lado para proteger las partes de estanqueidad del compresor. Por lo tanto, tales sistemas requieren compresores multicilindro de simple efecto o de doble efecto proyectados de modo que los respectivos volúmenes sean apropiados para las variaciones de densidad de una capacidad que debe ser idéntica en cada una de las etapas. La técnica conocida ya incluía tales compresores multicilindro, dados a conocer, por ejemplo, a través del 20 documento FR 2.503.279, que es considerada la técnica conocida más cercana, donde se ilustra un grupo compresor provisto de una pluralidad de compresores de etapas de compresión, instalados en un único árbol. Dichos compresores están provistos de líneas de derivación que se pueden cerrar para obtener que la potencia en estado no operativo sea la menor posible y obtener la mayor rapidez posible al momento del arranque o cuando se pasa a la modalidad no operativa. 25 Otro ejemplo de tales compresores es el dado a conocer en el documento EP 0.757.179 donde se exhibe un aparato compresor para circuitos de refrigeración, el cual está provisto de un turbocompresor con una pluralidad de etapas de compresión instaladas en un único árbol. Tal aparato comprende dispositivos mezcladores, intercalados entre dos etapas sucesivas del compresor, dentro de los cuales vienen introducidos los flujos de alimentación y del gas principal. Los dos flujos vienen mezclados en el dispositivo mezclador de manera que el flujo 30 deje el dispositivo mezclador con una distribución de temperatura y distribución de velocidad homogénea antes de operar en la siguiente etapa de dicho turbocompresor que tiene una pluralidad de etapas de compresión. En la técnica conocida, y más en particular en el sector de equipos de compresión de metano para automotores, el enfriamiento exige grandes y, por consiguiente, costosos sistemas, que influencian notablemente el costo final del equipo. En efecto, deben enfriar el gas predominantemente con circuitos de aire o de agua. Asimismo, 35 cada vez que viene utilizado el compresor para extraer gas, se ve sometido a permanentes arranques y paradas. Este es uno de los factores principales que afectan su fiabilidad, por ende impone, al momento del proyecto, tener que sobredimensionarlo. Los problemas de funcionamiento de esos equipos aumentan en el caso de temperaturas ambiente elevadas (por ejemplo, en países tropicales), lo cual perjudica el sistema termocambiador intermedio. En la figura 1 se exhibe esquemáticamente un equipo tradicional del tipo descrito arriba. Revelación de la Invención Un objetivo principal de la presente invención es el de eliminar las desventajas de los equipos conocidos proporcionando un equipo cuyo funcionamiento exhibe una eficiencia energética significativamente más elevada. Un segundo objetivo de la presente invención es el de proporcionar equipos capaces de obtener los cambios de presión que obtienen los equipos conocidos usando un diseño mucho más simple y, por lo tanto, menos 45 caro y uno que sea más fiable comparado con diseños conocidos similares.   Un objetivo adicional de la presente invención es el de proporcionar equipos con un compresor más pequeño. Otro objetivo es el de proporcionar equipos con compresores proyectados para funcionar constantemente, que sean más fiables que los compresores tradicionales que funcionan intermitentemente. De conformidad con la presente invención dichos objetivos se logran mediante un equipo (según la 2 reivindicación 1 y/o cualquiera de las reivindicaciones directa o indirectamente dependientes de ella) que usa un compresor de simple etapa y adecuados sistemas de almacenamiento intermedio a diferentes presiones, situados en un ambiente refrigerado. A través de una única etapa de compresión el gas viene llevado desde su presión de tubería a una presión baja, viene almacenado, luego viene llevado a una presión media y últimamente a su presión final. Los cambios de presión son obtenidos mediante el mismo compresor a través de una conmutación de suministro con aspiración. El compresor logra las diferentes presiones a través de períodos diferentes de suministro de conformidad con la cantidad de gas almacenado en los cilindros. En la estación de llenado, el vehículo del cliente será alimentado primero con metano a presión baja, luego 10 con metano a presión media y finalmente con gas a presión máxima. Esto permitirá inyectar dentro de los tanques o cilindros del vehículo la masa total de gas requerido a su presión máxima, ahorrando así la energía que podría ser necesaria para llevar la masa total a dicha presión máxima. Breve Descripción de los Dibujos A continuación se ilustran las ventajas de un equipo fabricado según la presente invención mediante una descripción detallada de una ejecución preferente dada a título puramente ejemplificador y, por ende, sin restricción 15 del mismo equipo, donde: - la figura 1 es un dibujo básico de un equipo de compresión convencional; - la figura 2 es un diagrama funcional del equipo alimentado con una presión de aproximadamente 20 bar, donde se exhiben los diferentes niveles de presión; 20 - la figura 3a es un diagrama funcional de la etapa en que el cilindro de presión baja es alimentado con gas proveniente de la tubería; - la figura 3b es un diagrama funcional de la etapa en que el cilindro de presión media es alimentado con gas proveniente del cilindro de presión baja; - la figura 3c es un diagrama funcional de la etapa en que el cilindro de presión alta es alimentado con gas proveniente del cilindro de presión media; - la figura 4 es un diagrama funcional de la etapa de distribución a los clientes, con múltiples llenados sucesivos desde los tres diferentes cilindros; - la figura 5 es un dibujo básico de un equipo fabricado según la presente invención, dotado de una etapa de adaptación a la presión de aspiración de la tubería. Descripción Detallada de las Ejecuciones Preferentes de la Invención En las figuras de los dibujos anexos, el número 1 indica un equipo de compresión de gas del tipo dotado de un compresor (2) de gas y un revestimiento (3) de cilindros. El compresor (2) es un aparato de una etapa alimentado con gas natural proveniente de la tubería a través de un conducto de aspiración (9) que encanala el gas comprimido hacia un conducto de alimentación (10). El gas de 35 la tubería entra dentro del conducto de aspiración (9) del compresor (2) a una presión inicial de aproximadamente 20 bar y sale del conducto de alimentación (10) a una presión máxima de aproximadamente 290 bar. El cambio de presión desde una presión inicial hasta una final se obtiene a través del compresor (2) en tres etapas sucesivas de compresión, entre las cuales se divide apropiadamente la diferencia de presión total. El envoltorio (3) de cilindros incluye tantos cilindros (4) como pasos o etapas de compresión, cada cilindro (4) almacenando gas comprimido substancialmente a la presión máxima que se obtiene en cada una de las etapas 40 en las cuales ha sido subdividida la diferencia de presión total.   Asimismo, el equipo (1) incluye medios para alimentar el compresor (2), antes de la ejecución de cada una de dichas etapas consecutivas, con gas proveniente del cilindro (4) que ha sido llenado por último. Lo anterior está exhibido con mayor nivel de detalles en las figuras 3a, 3b y 3c, donde se pueden apreciar los diagramas funcionales de las tres fases de compresión y almacenamiento. Como se puede ver en la figura 3a, el gas proveniente de la línea de alimentación (14) es comprimido desde la presión inicial de tubería [por ejemplo 20 bar] hasta una presión baja (LP) de aproximadamente 49 bar. Lo anterior se logra aspirando gas natural proveniente de la línea de alimentación (14), mientras están abiertas una válvula... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Equipo de compresión de gas, del tipo que comprende al menos un compresor (2) de gas y al menos un envoltorio (3) de cilindros, caracterizado por el hecho que dicho compresor (2) es un compresor de una etapa que obtiene la compresión completa del gas a través de por lo menos dos pasos consecutivos de compresión, dichos pasos consecutivos de compresión obteniéndose por medio de sucesivos pasos de compresión a través de dicho 5 compresor de una etapa (2), dicho envoltorio (3) de cilindros incluyendo tantos cilindros (4) como pasos de compresión, dichos cilindros (4) almacenando gas comprimido substancialmente a la presión máxima que se obtiene en cada uno de dichos pasos, y medios de suministro (7) para distribuir gas comprimido para llenar el cilindro de almacenamiento de un vehículo; dicho equipo estando provisto de medios para alimentar dicho compresor (2), antes de la ejecución de cada uno de los pasos sucesivos, con gas proveniente del paso anterior de compresión, 10 almacenado en el respectivo cilindro (4). 2.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que comprende medios de enfriamiento (5) del gas almacenado en dichos cilindros (4). 3.- Equipo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que dichos medios de enfriamiento (5) comprenden un sistema de enfriamiento. 4.- Equipo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que dichos medios de enfriamiento (5) comprenden un sistema de rociado de fluido de alta capacidad térmica asociado con los cilindros (4) dispuestos en dicho envoltorio (3) de cilindros. 5.- Equipo según la reivindicación 2, caracterizado por el hecho que dichos medios de enfriamiento (5) comprenden una cuba que contiene un fluido de alta capacidad térmica dentro del cual están sumergidos dichos 20 cilindros (4). 6.- Equipo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que dicho sistema de enfriamiento comprende un compresor (2), dicho compresor (2) de gas siendo el compresor (2) de propulsión del sistema de enfriamiento. 25 7.- Equipo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho que dicho sistema de enfriamiento comprende motores (6), dicho compresor (2) de gas siendo propulsado por motores (6) que además son de propulsión del sistema de enfriamiento. 8.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que dicho compresor (2) es propulsado por motores eléctricos (6). 30 9.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que dicho compresor (2) es propulsado por motores térmicos (6).   10.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que dichos cilindros (4) pueden almacenar y suministrar gas comprimido simultáneamente. 11.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que dicha compresión completa se obtiene a través de tres pasos consecutivos de compresión. 12.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que comprende medios sensores (8) asociados operativamente con dicho compresor (2) y con dichos cilindros (4), los cuales después de haber detectado que se ha alcanzado la presión máxima en los diferentes cilindros (4) desconectan la entrada de gas dentro del compresor (2) activando su conexión al cilindro (4) siguiente y conectan la aspiración del compresor (2) activando su conexión al último cilindro (4) llenado dispuesto aguas arriba. 13.- Equipo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho que dicho gas comprimido es gas natural para vehículos automotores. 6   7   8   9     11

 

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