1. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía,

que permite almacenar energía mediante la licuefacción de un gas, y que comprende, al menos, una máquina motriz (4a, 4b) alternativa, caracterizado porque además comprende una pluralidad de depósitos criogénicos, donde parte de dicho gas licuado se conduce por medio de una boca de aspiración (1c) a medios de bombeo (1d), un primer intercambiador de calor (2a) que contiene un primer elemento calefactor (3a), un conducto dotado de una válvula reguladora (11) del flujo y, al menos, una turbomáquina (4c).

2. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según la reivindicación anterior, caracterizado porque comprende al menos un depósito principal de almacenamiento que comprende al menos un dispositivo de licuefacción para transformar energía en gas licuado, donde dicho, al menos un, depósito principal surte el gas licuado a al menos un depósito secundario (1) de auto refrigeración a baja presión llegando a alcanzar la presión atmosférica.

3. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la presión de funcionamiento de los medios de bombeo (1d) es, al menos, 500 bares.

4. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispositivo comprende al menos tres elementos calefactores (3a, 3b, 3c) acoplados a al menos tres intercambiadores de calor (2a, 2b, 2c), y al menos tres máquinas motoras (4a, 4b, 4c).

5. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la primera máquina motora (4a) alternativa comprende un conducto general de entrada (5a) mantenido a presión uniforme mediante la válvula (11) reguladora del flujo y mediante un conducto general de salida (6a) mantenido también a presión uniforme; y donde entre dicho conducto general de entrada (5a) y dicho conducto general de salida (6a) se coloca en paralelo una primera pluralidad de cilindros (13a) de la primera máquina motriz (4a) del mismo modo que les sucede al conducto general de entrada (5b) y al conducto general de salida (6b) de la segunda máquina motriz (4b) alternativa.

6. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según la reivindicación anterior, caracterizado porque la primera máquina motora (4a) comprende entre sus conductos generales de entrada (5a) y salida (6a) las respectivas conexiones para la primera pluralidad de cilindros (13a) cuyo paso se controla por un primer grupo de válvulas de admisión (12a) y un primer grupo de válvulas de escape (16a); y la segunda máquina motora (4b) comprende un segundo grupo de válvulas de admisión (12b) y un segundo grupo de válvulas de escape (16b).

7. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las, al menos dos, pluralidades de cilindros (13a, 13b) están comprendidas por cada una de las al menos dos máquinas motrices (4a, 4b) y comprenden al menos dos pluralidades de pistones (14a, 14b), bielas (15a, 15b) y manivelas respectivamente, que junto con la turbomáquina (4c), transmiten trabajo a, al menos tres, ejes de salida (7a, 7b, 7c) independientes.

8. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 7, caracterizado porque el, al menos un, depósito secundario (1) de almacenamiento de aire licuado comprende un tanque de combustible cerrado (20), donde ambos están aislados respecto del exterior y comprenden una pared intermedia conductora que tiene unas aletas (22) de refrigeración, donde dicho tanque de combustible cerrado (20) comprende una tubería termo conductora (21), donde dicho tanque de combustible cerrado (20) tiene una salida inferior para un medio de bombeo (23) a baja presión cuya impulsión conduce el líquido hasta los, al menos tres, intercambiadores de calor (2a, 2b y 2c) donde dicho vapor licuado es sometido a combustión en los, al menos tres, elementos calefactores (3a, 3b, 3c), y donde los gases resultantes de la combustión se intercambian a través de una pluralidad de válvulas de aprovechamiento (24a, 24b, 24c) hacia dichos intercambiadores.

9. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque zonas con diferencia de presión disponen de una pluralidad de válvulas unidireccionales (17a, 17b), y al menos un generador, batería, presostato, o cualquier dispositivo de consumo eléctrico.

Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía.

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene aplicación en el sector de la energía, pues puede utilizarse para regulación entre la producción y la demanda, y además en el sector del transporte terrestre o naval, y se refiere a un dispositivo que permite el almacenamiento y la transformación de energía.

Más concretamente, el objeto de la invención permite transformar excesos de energía, procedente de una red eléctrica o de cualquier otro medio, posibilitando su almacenamiento para lograr el aprovechamiento y recuperación de dicha energía como energía mecánica aplicable a cualquier dispositivo que requiera para su funcionamiento un par motriz con el mayor rendimiento posible.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La producción de energía eléctrica para la red de un país debe estar equilibrada en todo momento con el consumo, y cuando esto no sucede debido a, por ejemplo, la bajada del consumo durante la noche, el exceso de producción debe anularse incluso por métodos drásticos que conllevan la puesta fuera de servicio de centrales o de parques de aerogeneradores; del mismo modo, cuando no hay producción suficiente, se procede cortando el suministro a determinadas zonas, en algunos casos sin previo aviso.

La principal dificultad para utilizar con autonomía las formas de energía ecológica del sol y del viento es su almacenamiento, ya que su producción posee un carácter aleatorio que no mantiene una relación directa con la demanda a cubrir, por lo que no se puede garantizar el abastecimiento eléctrico basado en la producción con energía procedente de dichas fuentes naturales e inagotables, sobre todo en áreas con déficit de electricidad o en áreas sin suministro eléctrico.

En relación a la emisión de contaminantes, que están originando el cambio climático y son producidos por la combustión de depósitos orgánicos de origen animal o vegetal, se ha llegado a una situación crítica que requiere una solución de urgencia, sobre todo en las grandes ciudades, donde el problema de contaminación medioambiental es acuciante.

El estado de la técnica describe aplicaciones energéticas que utilizan gas licuado para el aprovechamiento de sus capacidades, como, por ejemplo, la utilización de gas licuado para la obtención de sobrepresiones, como se describe en las solicitudes mencionadas a continuación:

La solicitud de patente estadounidense US-4359118-A describe un sistema de motores de combustión externa o interna en cilindros con disposición en serie, y que utiliza fuel como combustible.

La solicitud de patente estadounidense US-734220-A describe un proceso de gasificación en un convertidor de calor, utilizando el calor proveniente de un cilindro de combustión.

La solicitud de patente española ES—2362256-A1 describe un sistema y procedimiento para transformar y almacenar energía mediante gas licuado y sin emisiones provenientes de la combustión.

La solicitud de patente británica GB-189827153-A describe un dispositivo que usa aire líquido que se evapora con calor procedente de los gases de combustión.

Estas solicitudes, que reflejan el estado de la técnica más cercano, no pueden solucionar el problema de la variación de frecuencia en el suministro de energía eléctrica de las redes de distribución, que se pone de relieve cuando se dan las diferencias entre las cantidades de energía producida y energía consumida, ya que en los documentos citados no se dispone de un sistema con medios eficaces de almacenamiento configurado para absorber o suministrar la energía en función de las necesidades, ni existe posibilidad de almacenar energía en los lugares con exceso de ella, ni para suministrarla donde exista déficit, y con medios integrados y realimentados en un sistema configurado para su funcionamiento a máximo rendimiento y sin combustión o con mínima combustión.

Además, el uso de combustibles fósiles está originando la elevación de la temperatura en el planeta y una fuerte contaminación sobre todo en ciudades, por lo que se requiere una solución que baje la contaminación y colabore a la bajada de la temperatura del planeta.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un dispositivo motor para el almacenamiento y distribución de energía que supera los inconvenientes antes señalados, pues permite el almacenamiento energético cuando hay exceso de energía mediante la transformación de la misma en gas licuado, cuyo depósito se puede realizar en medios de almacenamiento del dispositivo motor, y su recuperación se puede realizar mediante el funcionamiento de las máquinas motrices del dispositivo motor, todo ello para lograr el almacenamiento de energía cuando existe un exceso, posibilitar su distribución y su recuperación cuando y donde sea necesaria, permitiendo la regulación eléctrica, y en especial la generación distribuida, aislada, y en servicios de emergencia, así como el funcionamiento ecológico de cualquier equipo o vehículo estacionario o móvil que requiera energía.

El dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía permite almacenar energía mediante la licuefacción de un gas que se puede disponer en una pluralidad de depósitos los cuales pueden ser criogénicos.

Dicho dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía puede comprender también al menos un depósito principal de almacenamiento el cual puede comprende al menos un dispositivo de licuefacción para transformar energía en gas licuado, donde dicho, al menos un, depósito principal puede surtir de gas licuado a al menos un depósito secundario y donde dichos depósitos pueden mantenerse funcionando por auto refrigeración a baja presión o a la presión atmosférica.

Parte de dicho gas licuado se puede conducir por medio de una boca de aspiración a medios de bombeo los cuales pueden inyectar dicho gas licuado en un primer intercambiador de calor donde se vaporiza y calienta a partir del calor contenido en el medio exterior, aéreo o acuático, y donde dicho intercambiador de calor puede contener un primer elemento calefactor desde el que puede salir el flujo aire gasificado a alta presión hasta una primera máquina motriz, mediante un conducto dotado de una válvula reguladora del flujo que puede alimentar dicha primera máquina motriz del dispositivo motor, el cual puede contener al menos una máquina motriz de tipo alternativo y, al menos, una turbomáquina.

Los medios de bombeo pueden realizar una elevación de presión de al menos 500 bares, lo cual puede permitir varias etapas de expansión con sus correspondientes máquinas motrices del dispositivo motor.

El dispositivo puede comprender al menos tres elementos calefactores que pueden estar acoplados a al menos tres intercambiadores de calor donde dichos, al menos tres, elementos calefactores pueden recibir energía adicional proveniente de un medio de energía calorífica y que pueden permitir entregar a las, al menos tres, máquinas motrices aire comprimido adecuado a la potencia demandada en cada momento.

La primera máquina motora alternativa puede comprender un conducto general de entrada, que se puede mantener a presión uniforme mediante la válvula reguladora del flujo y mediante un conducto general de salida que se puede mantener también a presión uniforme; y donde entre dicho conducto general de entrada y dicho conducto general de salida paralelo al de entrada se puede colocar en paralelo una primera pluralidad de cilindros de la primera máquina motriz, que al poder disponer de la misma presión diferencial pueden trabajar equilibradamente, del mismo modo que les puede suceder al conducto general de entrada y al conducto general de salida de la segunda máquina motriz alternativa, cuyos cilindros pueden trabajar también equilibradamente.

La primera máquina motora puede comprender entre sus conductos generales de entrada y salida las respectivas conexiones para la primera pluralidad de cilindros cuyo flujo se puede regular por un primer grupo de válvulas de admisión capaces de controlar el caudal de acceso a los pistones según la potencia demandada y un primer grupo de válvulas de escape de tipo todo o nada; y la segunda máquina motora puede comprender un segundo grupo de válvulas de admisión y un segundo grupo de válvulas de escape.

El funcionamiento de cada válvula...

1. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, que permite almacenar energía mediante licuefacción de un gas caracterizado por que dicha energía se distribuye en una pluralidad de depósitos criogénicos, donde parte de dicho gas licuado puede conducirse desde una boca de aspiración (1c) hasta medios de bombeo (1d) los cuales pueden inyectar dicho gas licuado en un primer intercambiador de calor (2a) donde se puede vaporizar y calentar a partir del calor contenido en su exterior y donde dicho intercambiador de calor (2a) contiene un primer elemento calefactor (3a) que puede preparar el flujo para una primera máquina motriz (4a) mediante un conducto dotado de una válvula (11) reguladora del caudal que puede alimentar la primera máquina motriz (4a) del dispositivo motor, el cual contiene al menos una máquina motriz (4a, 4b) de tipo alternativo y, al menos una turbomáquina (4c) .

2. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según la reivindicación anterior, caracterizado por que comprende al menos un depósito principal de almacenamiento que comprende al menos un dispositivo de licuefacción para transformar energía en gas licuado, donde dicho, al menos un, depósito principal surte de gas licuado a, al menos, un depósito secundario (1) y donde dichos depósitos mantienen su temperatura por auto refrigeración a baja presión e incluso a la presión atmosférica.

3. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que los medios de bombeo (1d) realizan el bombeo a una presión de al menos 500 bares lo cual permite varias etapas de expansión con sus correspondientes máquinas motrices del dispositivo motor.

4. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo comprende al menos tres elementos calefactores (3a, 3b, 3c) acoplados a al menos tres intercambiadores de calor (2a, 2b, 2c) donde dichos, al menos tres, elementos calefactores (3a, 3b, 3c) reciben energía adicional proveniente de un medio de energía y que permiten entregar a las, al menos tres, máquinas motoras (4a, 4b, 4c) aire comprimido adecuado a la potencia demandada en cada momento.

5. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la primera máquina motora (4a) alternativa comprende un conducto general de entrada (5a) que se mantiene a presión uniforme mediante la válvula (11) reguladora del flujo y mediante un conducto general de salida (6a) paralelo al de entrada (5a) , que se mantiene también a presión uniforme; y donde entre dicho conducto general de entrada (5a) y dicho conducto general de salida (6a) se coloca en disposición paralelo una primera pluralidad de cilindros (13a) de la primera máquina motriz (4a) , los cuales al disponer de la misma presión diferencial trabajan equilibradamente, del mismo modo que les sucede al conducto general de entrada (5b) y al conducto general de salida (6b) de la segunda máquina motriz (4b) de tipo alternativo, cuyos cilindros trabajan también equilibradamente.

6. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según la reivindicación anterior, caracterizado por que la primera máquina motora (4a) comprende entre sus conductos generales de entrada (5a) y salida (6a) las respectivas conexiones para la primera pluralidad de cilindros (13a) cuyo flujo se regula por un primer grupo de válvulas de admisión (12a) capaces de controlar el caudal de acceso a los pistones según la potencia demandada y un primer grupo de válvulas de escape (16a) de tipo todo o nada; y la segunda máquina motora (4b) comprende un segundo grupo de válvulas de admisión (12b) y un segundo grupo de válvulas de escape (16b) .

7. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las, al menos dos, pluralidades de cilindros (13a, 13b) están comprendidas por cada una de las al menos dos máquinas motrices (4a, 4b) y comprenden al menos dos pluralidades de pistones (14a, 14b) , bielas (15a, 15b) y manivelas respectivamente, con sus ciclos de funcionamiento sucesivos y equilibrados, que junto con la turbomáquina (4c) , transmiten trabajo a, al menos tres, ejes de salida (7a, 7b, 7c) independientes que permiten entregar dicho trabajo a los equipos que lo necesiten de forma independiente y/o conjunta.

8. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones de la 2 a la 7, caracterizado por que el, al menos un, depósito secundario (1) de almacenamiento de aire licuado comprende un tanque de combustible cerrado (20) , donde ambos están aislados respecto del exterior y con su pared intermedia conductora que tiene unas aletas (22) de refrigeración, donde dicho tanque de combustible es cerrado (20) y comprende una tubería termo conductora (21) para recoger los vapores de combustible que conduce por el interior del depósito secundario de gas licuado (1) donde dichos vapores de combustible son licuados y devueltos al tanque de combustible cerrado (20) , el cual tiene una salida inferior para un medio de bombeo (23) a baja presión cuya impulsión conduce el combustible líquido hasta los, al menos tres, intercambiadores de calor (2a, 2b y 2c) donde dicho combustible puede llegar a gasificarse, y ser sometido a combustión en los, al menos tres, elementos calefactores (3a, 3b, 3c) , y donde los gases resultantes de la combustión se evacuan a través de una pluralidad de toberas (24a, 24b, 24c) hacia dichos intercambiadores para la recuperación del calor residual.

9. Dispositivo motor de gases licuados para almacenamiento y distribución de energía, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que zonas con diferencia de presión disponen de una pluralidad de válvulas unidireccionales (17a, 17b) , y al menos un generador, baterías, presostatos, o cualquier dispositivo de consumo eléctrico.