Método y aparato para el almacenamiento, transferencia y/o transporte de gas combustible licuado a baja temperatura.

Vehículo de refrigeración (8) que tiene un espacio de refrigeración (10) para el transporte de unas existencias congeladas o enfriadas,

el motor (9) del vehículo es impulsado por un gas combustible, en particular gas natural (LNG), el vehículo se caracteriza porque se equipa con una estación de suministro (1) que comprende:

- por lo menos un primer tanque de almacenamiento (2) para almacenar dicho gas combustible licuado; y

- por lo menos un segundo tanque de almacenamiento (3) para almacenar nitrógeno líquido (LIN); y en donde:

- la estación de suministro se diseña de modo que para enfriar el espacio refrigerado del vehículo puede emplearse nitrógeno líquido y/o el gas combustible licuado; y

- la estación de suministro comprende por lo menos un elemento de conexión, transmisor de calor, (4) entre el por lo menos un primer tanque de almacenamiento y el por lo menos un segundo tanque de almacenamiento, dicho elemento de conexión se diseña de modo que el gas combustible licuado pueda enfriarse o puede mantenerse a una temperatura inferior a su punto de ebullición, directa o indirectamente por el nitrógeno líquido (LIN).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/056489.

Solicitante: L'AIR LIQUIDE, SOCIETE ANONYME POUR L'ETUDE ET L'EXPLOITATION DES PROCEDES GEORGES CLAUDE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 75, QUAI D'ORSAY 75007 PARIS FRANCIA.

Inventor/es: LÜRKEN,FRANZ, HENRICH,HELMUT.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B60H1/32 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B60 VEHICULOS EN GENERAL.B60H DISPOSICIONES O ADAPTACIONES DE DISPOSITIVOS DE CALEFACCION, REFRIGERACION, VENTILACION O DE OTROS TRATAMIENTOS DEL AIRE, ESPECIALMENTE PARA PARTES DE VEHICULOS DESTINADAS A PASAJEROS O MERCANCIAS.B60H 1/00 Dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación (dispositivos de calefacción, refrigeración o ventilación que efectúan otro tratamiento del aire, en la medida que el otro tratamiento es más importante B60H 3/00; ventilación obtenida únicamente por abrir ventanas, puertas, partes del techo o similares, B60J; dispositivos de calefacción o ventilación para asientos de vehículos B60N 2/56; dispositivos de limpieza de ventanas o parabrisas que emplean aire, p. ej. aparatos para quitar el hielo B60S 1/54). › Dispositivos de refrigeración (vehículos adaptados para transportar mercancías refrigeradas B60P 3/20).
  • F17C7/04 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F17 ALMACENAMIENTO O DISTRIBUCION DE GASES O LIQUIDOS.F17C RECIPIENTES PARA CONTENER O ALMACENAR GASES COMPRIMIDOS, LICUADOS O SOLIDIFICADOS; GASOMETROS DE CAPACIDAD FIJA; LLENADO O DESCARGA DE RECIPIENTES CON GASES COMPRIMIDOS, LICUADOS O SOLIDIFICADOS (utilización de cámaras o cavidades naturales o artificiales para el almacenamiento de fluidos B65G 5/00; construcción o ensamblaje de depósitos almacenadores empleando las técnicas de la ingeniería civil E04H 7/00; gasómetros de capacidad variable F17B; máquinas, instalaciones o sistemas de refrigeración o licuefacción F25). › F17C 7/00 Métodos o aparatos para el vaciado de gases licuados, solidificados o comprimidos de recipientes a presión, no cubiertos por ninguna otra subclase. › con cambio de estado, p. ej. vaporización.

PDF original: ES-2524889_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Método y aparato para el almacenamiento, transferencia y/o transporte de gas combustible licuado a baja temperatura La presente invención está relacionada con un vehículo de refrigeración que tiene un espacio de refrigeración para el transporte de unas existencias congeladas o enfriadas, el motor del vehículo es impulsado por un gas combustible, y con un método para el transporte refrigerado de material congelado o enfriado en un vehículo.

Se sabe cómo hacer funcionar los motores de combustión interna de vehículos a motor con gas natural. El gas natural se lleva, ya sea a presión o en forma licuada a baja temperatura, en tanques especiales de almacenamiento en el vehículo a motor. En el último caso, el gas natural líquido tiene una temperatura de como mucho -161 º C a presión atmosférica, y la parte del gas natural puede evaporarse constantemente por motivo del calor suministrado desde los alrededores. La evaporación no es deseable, especialmente cuando el vehículo a motor no está en funcionamiento. La parte gaseosa del gas natural contiene principalmente los componentes más volátiles del gas que tienen mayor presión de vapor o una menor temperatura de ebullición. La extracción de parte del gas natural presente en forma gaseosa en el tanque de almacenamiento lleva, a largo plazo, a un enriquecimiento de hidrocarburos más altos, en particular propano, en la parte licuada a baja temperatura del gas natural. La fracción alta de gas propano puede ser perjudicial para un motor de combustión interna, cuando posteriormente se le suministra. Además, la composición de mezcla cambia con el tiempo, y esto no es deseable. En un caso extremo, los hidrocarburos más altos también pueden solidificarse de la disolución.

En vehículos de refrigeración que funcionan con gas natural, que tienen un espacio de refrigeración para el transporte de unas existencias refrigeradas, a partir del documento de EP 0 788 908 A2 se sabe utilizar la energía de evaporación del gas natural para mantener el espacio de refrigeración a una temperatura baja. El gas natural gaseoso se suministra subsiguientemente a un motor de combustión interna diseñado para gas natural. A veces, cuando el vehículo no está en funcionamiento, pero el espacio de refrigeración tiene que mantenerse frío, el espacio de refrigeración se enfría convencionalmente, en cuyo caso el motor convencional de enfriamiento puede, a su vez, ser impulsado por gas natural. Entre otras cosas, es desventajoso que el propio gas natural deba conducirse completamente desde un tanque de gas natural mayormente cercano al motor de combustión a la unidad de enfriamiento, usualmente dispuesta en el espacio de refrigeración, o cerca de este, lo que implica mucho riesgo según las propiedades de inflamación del gas natural en caso de defectos como fugas en las líneas de suministro de combustible. Además, especialmente el uso de tal método de refrigeración en un camión de remolque sólo es aplicable de manera muy limitada, porque no hay disponibles sistemas funcionales apropiados para desconectar las líneas de combustible, que serían necesarios en caso de desacoplar un remolque de una cabeza tractora. Por lo tanto el espacio de refrigeración de un remolque en un camión de remolque generalmente es enfriado únicamente por nitrógeno líquido o por métodos convencionales de enfriamiento con compresor, incluso si la cabeza tractora es impulsada por gas natural.

La evaporación de gas natural también representa un problema en las estaciones de servicio que tienen el gas natural líquido disponible para vehículos que funcionan con gas natural. Según la técnica anterior, en las estaciones de servicio el gas natural gaseoso evaporado se comprime de una manera complicada y puede utilizarse además, cuando sea apropiado, en la forma gaseosa. Sin embargo, aquí también, el resultado de la constante evaporación de gas natural es que el gas natural líquido todavía contenido en el tanque se enriquece después de algún tiempo con hidrocarburos más altos, en particular propano, dado que los componentes que tienen un menor punto de ebullición se evaporan antes. La creciente fracción de propano puede, más allá de ciertos límites, constituir un problema para los motores de combustión interna que funcionan con gas natural.

El objeto de la presente invención, por lo tanto, es resolver por lo menos parcialmente los problemas conocidos de la técnica anterior y, en particular, especificar un método y un aparato que hagan posible almacenar gases combustibles a baja temperatura, sin que las fracciones evaporativas de éstos se descarguen a la atmósfera, y minimizar el enriquecimiento de las fracciones de mayor punto de ebullición en las mezclas de gases combustibles, en particular de propano en gas natural licuado a baja temperatura. De este modo, en particular, el gas natural combustible licuado a baja temperatura se debe almacenar y transportar más eficientemente.

Estos objetos se consiguen por medio del método y el aparato reivindicados. En las reivindicaciones dependientes se especifican otras mejoras ventajosas de la invención. Cabe puntualizar que las características enumeradas individualmente en las reivindicaciones y la descripción pueden combinarse entre sí de cualquier manera tecnológicamente conveniente y definen unas mejoras adicionales de la invención. Por otra parte, las características especificadas en las reivindicaciones se detallan y explican con más precisión, y en los dibujos se ilustran las realizaciones más preferidas de la invención.

El objeto se consigue, en particular, por medio de un método para el almacenamiento y/o el transporte conjuntos de gas combustible licuado a baja temperatura, en particular gas natural, y de nitrógeno líquido, el gas licuado a baja temperatura es enfriado o se mantiene frío directa o indirectamente por el nitrógeno líquido.

El nitrógeno líquido tiene una temperatura de ebullición de como mucho -196 º C a presión normal y tambi én puede enfriarse en el gas combustible licuado a baja temperatura en fase líquida que tiene la mayor temperatura de ebullición de todos los componentes de más de -196 º C. Hay una posibilidad teórica de enfriar el gas c ombustible licuado a baja temperatura suministrándole directamente nitrógeno líquido y/o gaseoso. Sin embargo, es preferible descargar calor indirectamente desde el gas combustible licuado a baja temperatura, porque el nitrógeno líquido y/o gaseoso o un medio de transferencia de calor se suministran en un sistema de conductos al gas combustible licuado a baja temperatura, de modo que la transmisión de calor tiene lugar indirectamente a través del sistema de conductos.

El enfriamiento directo o indirecto impide que el gas combustible licuado a baja temperatura se evapore de manera no intencionada debido al suministro de calor desde los alrededores. De este modo, se hace posible el almacenamiento, sin pérdidas, de un gas combustible licuado a baja temperatura. Esto proporciona la ventaja adicional de que el gas combustible licuado a baja temperatura preserva su composición de componentes diferentes y no se enriquece con componentes menos volátiles que tienen un punto de ebullición más alto.

En virtud del desarrollo del método según la invención por el que se emplea el nitrógeno y/o el gas combustible para enfriar un espacio de refrigeración directa o indirectamente, en el uso de gases combustibles licuados a baja temperatura y de nitrógeno líquido se consigue mayor eficiencia energética. Si el gas combustible licuado a baja temperatura tiene que estar presente en forma gaseosa para un uso adicional, la energía de evaporación puede emplearse en la transformación de fase de líquido a gaseoso para enfriar un espacio de refrigeración. A veces cuando no se necesita el gas combustible para un uso adicional en el estado gaseoso, el nitrógeno líquido puede emplearse para enfriar el espacio de refrigeración y para enfriar las existencias de gas combustible. La ventaja de esto es que el nitrógeno puede descargarse inocuamente al ambiente, a diferencia de la mayoría de los gases combustibles. A partir de la combinación de la refrigeración del gas combustible licuado a baja temperatura por el nitrógeno líquido y el uso de ambos gases para enfriar un espacio de refrigeración se consigue un efecto de sinergia. Este efecto puede emplearse particularmente en transportes de refrigeración que son impulsados por medio de gas natural y cuyo espacio de refrigeración es enfriado principalmente por nitrógeno.

En el método según la invención, es ventajoso, por otra parte, si el gas combustible se suministra a un motor de combustión interna. El gas combustible puede emplearse de este modo para enfriar un espacio de refrigeración... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Vehículo de refrigeración (8) que tiene un espacio de refrigeración (10) para el transporte de unas existencias congeladas o enfriadas, el motor (9) del vehículo es impulsado por un gas combustible, en particular gas natural (LNG) , el vehículo se caracteriza porque se equipa con una estación de suministro (1) que comprende:

- por lo menos un primer tanque de almacenamiento (2) para almacenar dicho gas combustible licuado; y -por lo menos un segundo tanque de almacenamiento (3) para almacenar nitrógeno líquido (LIN) ; y en donde:

- la estación de suministro se diseña de modo que para enfriar el espacio refrigerado del vehículo puede emplearse nitrógeno líquido y/o el gas combustible licuado; y -la estación de suministro comprende por lo menos un elemento de conexión, transmisor de calor, (4) entre el por lo menos un primer tanque de almacenamiento y el por lo menos un segundo tanque de almacenamiento, dicho elemento de conexión se diseña de modo que el gas combustible licuado pueda enfriarse o puede mantenerse a una temperatura inferior a su punto de ebullición, directa o indirectamente por el nitrógeno líquido (LIN) .

2. Método para el transporte refrigerado de unas existencias congeladas o enfriadas en un vehículo (8) , que tiene un espacio de refrigeración (10) para el transporte de dicho material, el motor (9) del vehículo es impulsado por un gas combustible, en particular gas natural (LNG) , caracterizado de la manera siguiente:

A/ el vehículo se equipa con una estación de suministro (1) que comprende:

i) por lo menos un primer tanque de almacenamiento (2) para almacenar dicho gas combustible licuado; y j) por lo menos un segundo tanque de almacenamiento (3) para almacenar nitrógeno líquido (LIN) ;

y en donde la estación de suministro se diseña de modo que para enfriar el espacio refrigerado del vehículo puede emplearse nitrógeno líquido y/o el gas combustible licuado; y B/ cuando sea necesario, el gas combustible es enfriado o mantenido a una temperatura inferior a su punto de ebullición, directa o indirectamente por el nitrógeno líquido (LIN) .

3. Método según la reivindicación 2, en donde se regula el calor extraído por el gas combustible licuado a baja 25 temperatura (LNG) .

4. Método según la reivindicación 2 o 3, en donde el calor del gas combustible licuado a baja temperatura (LNG) se transmite al nitrógeno (LIN) a través de por lo menos un intercambiador de calor (5) .

5. Método según una de las reivindicaciones 2 a 4, en donde el gas combustible licuado a baja temperatura (LNG) se suministra a dicho motor desde el primer tanque de almacenamiento (2) , después de la transición de fase

desde el líquido a la fase gaseosa en un evaporador (17) , y el calor necesario para realizar esta transición se extrae del espacio de refrigeración (10) .

6. Método según la reivindicación 5, en donde el calor necesario para la evaporación se extrae del espacio de refrigeración (10) a través de un circuito secundario de intercambio de calor (20) .

7. Método según la reivindicación 6, en donde el circuito secundario de intercambio de calor (20) comprende un

intercambiador de calor (21) de circuito de intercambio de calor, un segundo enfriador (22b) de espacio de refrigeración y una bomba de refrigerante (30) .

8. Método según una de las reivindicaciones 2 a 7, en donde el nitrógeno líquido (LIN) desde el segundo tanque de almacenamiento (3) o desde un tercer tanque de almacenamiento (32) puede suministrarse a un primer enfriador (22a) de espacio de refrigeración, especialmente a través de una bomba de nitrógeno (12) , para enfriar dicho espacio de refrigeración (10) .

9. Método según una de las reivindicaciones 2 a 8, en donde cuando el motor está en funcionamiento:

- el gas combustible licuado a baja temperatura se extrae del primer tanque de almacenamiento desde su fase líquida, se evapora y en esta memoria se emplea durante esta transformación de fase para enfriar el espacio de refrigeración, antes de que sea suministrado al motor;

- el nitrógeno líquido se emplea para enfriar el espacio de refrigeración si es necesario (22a) .

10. El método según una de las reivindicaciones 2 a 8, en donde cuando el motor no está en funcionamiento:

11. el nitrógeno líquido se emplea si es necesario enfriar o mantener debajo de su punto de ebullición el gas

combustible licuado; 11

12. el nitrógeno líquido y/o el gas combustible licuado se emplean para enfriar el espacio de refrigeración si es necesario.


 

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