ES2361760A1 - Apparatus for determining the amount of hydrogen in a solid hydrogen storage tank - Google Patents
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Abstract
Description
Equipo para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de hidrógeno.Equipment to determine the amount of hydrogen in a solid hydrogen storage tank.
La invención, tal como expresa el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un equipo para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de hidrógeno, en el que el hidrógeno se almacena en virtud de las propiedades físico-químicas del material contenido en el depósito y el cual presenta una serie de ventajas y características innovadoras, aparte de otras inherentes a su organización y constitución, que se describirán en detalle más adelante y que suponen una mejorada alternativa a los sistemas actualmente conocidos en el estado de la técnica para el mismo fin.The invention, as expressed in the statement of This specification refers to a device for determine the amount of hydrogen in a storage tank hydrogen solid, in which hydrogen is stored under the physical-chemical properties of the material content in the deposit and which presents a series of advantages and innovative features, apart from others inherent in its organization and constitution, which will be described in more detail ahead and that are an improved alternative to systems currently known in the state of the art for the same finish.
Más en particular, el objeto de la invención se centra en un equipo diseñado para tomar medidas de presión, de temperatura y de caudal de los fluidos y del depósito al que se aplica, tratándose preferentemente un depósito intercambiable pero no limitado a ello, y que mediante las citadas medidas de las presiones y de las temperaturas permite determinar la cantidad de hidrógeno que existe en dicho depósito, gracias a los cálculos del sistema electrónico acoplado, en el estado estacionario del depósito. Para ello se requiere conocer la tipología de la botella previamente con el objetivo de obtener las curvas características del material de los depósitos.More particularly, the object of the invention is focuses on a team designed to take pressure measurements, of temperature and flow rate of fluids and the tank at which applies, preferably an interchangeable deposit but not limited to it, and that through the aforementioned measures of pressures and temperatures allows to determine the amount of hydrogen that exists in said deposit, thanks to the calculations of coupled electronic system, in the steady state of the Deposit. This requires knowing the type of bottle previously with the objective of obtaining the characteristic curves of the material of the deposits.
Mediante la medida del caudal, el equipo permite asimismo determinar la cantidad de hidrógeno en el estado transitorio.By measuring the flow rate, the equipment allows also determine the amount of hydrogen in the state transient.
La invención contempla dos variantes de realización de la misma en dos equipos distintos, uno donde se presenta la presión y la temperatura, y otro equipo donde también se tenga la medida del caudal.The invention contemplates two variants of realization of it in two different teams, one where it presents the pressure and temperature, and other equipment where it is also Have the flow measurement.
El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a la fabricación de aparatos y dispositivos destinados a la realización de mediciones, centrándose particularmente en el ámbito de los depósitos de almacenamiento de hidrógeno.The field of application of the present invention It is part of the technical sector of the industry dedicated to the manufacture of apparatus and devices intended for realization of measurements, focusing particularly on the field of hydrogen storage tanks.
En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, debe señalarse que existen en el mercado diversos aparatos y dispositivos destinados al fin que aquí concierne.Currently, and as a reference to the state of the technique, it should be noted that there are various market apparatus and devices intended for the purpose here concerned.
En dicho sentido cabe señalar que la empresa Jadoo comercializa un sistema de medición de la cantidad de hidrógeno en las botellas de hidruros metálicos N-Stor. Estos sistemas se venden de manera indivisible.In that sense it should be noted that the company Jadoo markets a system for measuring the quantity of hydrogen in metal hydride bottles N-Stor. These systems are sold so indivisible.
Dicho sistema presenta un indicador visual de llenado, donde cada indicador de nivel representa el 12% del total de llenado. El indicador se va actualizando en función del hidrógeno consumido en las aplicaciones de la casa comercial Jadoo.This system has a visual indicator of filled, where each level indicator represents 12% of the total filling. The indicator is updated based on hydrogen consumed in the applications of the Jadoo commercial house.
En determinadas ocasiones el sistema comunica errores en el nivel de llenado, pero pueden ser subsanados rellenando el sistema al 100% en sus sistemas de llenado Jadoo FillOne o FillPoint.On certain occasions the system communicates errors in the filling level, but can be corrected 100% filling the system in your Jadoo filling systems FillOne or FillPoint.
Tras analizar las características dicho sistema o dispositivo se puede indicar que no es nada claro el proceso de la bidireccionalidad. Es decir, la descarga de la botella está indicada por la pantalla acoplada, mientras que la carga parece ser que solamente se puede realizar con sus equipos y realizando la carga del 100% del depósito. Lo que parece indicar que el sistema únicamente va descontando el hidrógeno almacenado y se reinicia el proceso al realizar una carga total.After analyzing the characteristics said system or device can indicate that the process of the bidirectionality That is, the discharge of the bottle is indicated by the docked screen, while the load seems to be that It can only be done with your equipment and charging 100% deposit. Which seems to indicate that the system only the hydrogen stored is discounted and the process when making a total load.
Así mismo, Jadoo tiene patente de un sistema de
medición de cantidad de hidrógeno en un depósito, WO 2008/
076312.Also, Jadoo has a patent for a hydrogen quantity measurement system in a tank, WO 2008 /
076312.
Por otra parte se conocen en el mercado Medidores de caudal, tal como los comercializados por la compañía TSI Incorporated. Medidores de flujo para las series 4040 y 4140.On the other hand they are known in the market Flow meters, such as those sold by the company TSI Incorporated. Flow meters for the 4040 series and 4140
Se han identificado modelos de medición de flujos de corrientes gaseosas que presentan medidas de las variables de presión y temperatura, tal como los sistemas TSI 4040 y 4140.Measurement models of gaseous streams that present variable measurements pressure and temperature, such as the TSI 4040 and 4140 systems.
La diferencia con este tipo de equipos es la toma de datos y el tratamiento que se hace de los mismos. La toma de datos se realiza in situ, no pudiéndose comunicar externamente, las tres medidas en el mismo punto y no determina la temperatura de los depósitos, siendo un punto clave para el equipo de medición de hidrógeno. Además, el tratamiento de datos que presentan estos equipos es únicamente presentarlos en una pantalla o registrarlos, mientras que el equipo de medición de hidrógeno propuesto por la presente invención los presenta e indica la cantidad de hidrógeno que existe en el depósito.The difference with this type of equipment is the data collection and the treatment that is made of them. The data collection is carried out in situ , not being able to communicate externally, the three measurements at the same point and does not determine the temperature of the deposits, being a key point for the hydrogen measuring equipment. In addition, the treatment of data presented by this equipment is only to present it on a screen or register it, while the hydrogen measurement equipment proposed by the present invention presents it and indicates the amount of hydrogen that exists in the tank.
Cabe destacar también la existencia de numerosos documentos relacionados en el tema, entre los que cabe destacar, como más relevantes, las siguientes patentes de invención:It should also be noted the existence of numerous related documents on the subject, among which it is worth highlighting, as more relevant, the following invention patents:
DE10360001 titulada "Metal hydride hydrogen storage container fill level display for vehicle fuel use has sensors directly fitted in metal hydride mass with gas tight cable entry" y referida a un sistema que incluye medidas de presión en el interior, medidas de la conductividad eléctrica del material, medidas del factor de transmisión óptica, de la temperatura mediante cables aislados de resinas epoxi. El sistema está todo embebido en un único conjunto, por lo que no es un sistema indivisible.DE10360001 titled "Metal Hydride Hydrogen storage container fill level display for vehicle fuel use has sensors directly fitted in metal hydride mass with gas tight cable entry "and referred to a system that includes pressure measurements in the interior, measures the electrical conductivity of the material, measurements of the optical transmission factor, of the temperature by insulated epoxy resin cables. The system is all embedded in a single set, so it is not an indivisible system.
US2004200735 "Fuel gauge for hydrogen storage
media", en la que se divulga un sistema que tiene un indicador de
la cantidad de hidrógeno absorbido en el material empleado. El
sistema se basa en la medida de un parámetro para determinar ese
nivel (resistencia eléctrica o presión, aunque para este último se
ha de medir la temperatura). Después el sistema tiene un procesador
acoplado al indicador para determinar el grado de ocupación del
material
empleado.US2004200735 "Fuel gauge for hydrogen storage media", in which a system is disclosed that has an indicator of the amount of hydrogen absorbed in the material used. The system is based on the measurement of a parameter to determine that level (electrical resistance or pressure, although for the latter the temperature has to be measured). Then the system has a processor coupled to the indicator to determine the degree of material occupation
employee.
US5882384 "Gas source and dispensing system with in situ monitoring of pressure and temperature", consistente en un sistema de medida de caudal, presión y/o temperatura para sistemas de almacenamiento por adsorción. El sistema lleva un sistema integrado que permite avisar cuando el equipo trabaja fuera de los rangos establecido.US5882384 "Gas source and dispensing system with in situ monitoring of pressure and temperature", consisting of a flow, pressure and / or temperature measurement system for adsorption storage systems. The system has an integrated system that allows warning when the equipment works outside the established ranges.
WO03016892 "Method and apparatus for determining the amount of hydrogen in a vessel", relativa a un sistema de medición de hidrógeno en materiales tales como hidruros metálicos, hidruros químicos, hidruros orgánicos y MWNT. El sistema posee diagramas PCT y datos de van't Hoff de cada material para realizar los cálculos.WO03016892 "Method and apparatus for determining the amount of hydrogen in a vessel ", relative to a hydrogen measuring system in materials such as hydrides metallic, chemical hydrides, organic hydrides and MWNT. The system It has PCT diagrams and van't Hoff data of each material for Perform the calculations.
En este caso, para determinar la cantidad de hidrógeno, el sistema mide la temperatura en uno o varios puntos y obtiene la temperatura promedio. La presión la miden a través de la tensión superficial y calculan la presión en el interior del depósito. Una vez obtenidos ambos parámetros, emplean curvas PCT de absorción o de desorción, según el caso y determinan la relación H/M, que lo multiplican por la cantidad de metal que posee la estructura y obtienen la cantidad de hidrógeno.In this case, to determine the amount of hydrogen, the system measures the temperature at one or several points and Get the average temperature. The pressure is measured through the surface tension and calculate the pressure inside the Deposit. Once both parameters are obtained, they use PCT curves of absorption or desorption, as appropriate and determine the relationship H / M, which multiply it by the amount of metal that the structure and get the amount of hydrogen.
El sistema puede calcular tanto la cantidad in situ como las variaciones de cantidad de hidrógeno. Sin embargo, no se nombra en ningún momento medidas de caudal.The system can calculate both the amount in situ and the variations in the amount of hydrogen. However, no flow measures are named at any time.
US2003070487 Titulada "Fuel gauge for hydrogen storage media", y que consiste en un sistema para medir hidrógeno en hidruros metálicos mediante medida de la presión y de la temperatura. La presión se mide directamente en la boquilla, y da distintos valores de cantidad de hidrógeno en función de la temperatura. Y un indicador colorimétrico de temperatura para determinar la cantidad de hidrógeno.US2003070487 Titled "Fuel gauge for hydrogen storage media ", which consists of a system to measure hydrogen in metal hydrides by measuring the pressure and the temperature. The pressure is measured directly at the nozzle, and gives different hydrogen quantity values depending on the temperature. And a colorimetric temperature indicator for Determine the amount of hydrogen.
En la misma patente, el sensor puede ser un sistema eléctrico que permite realizar los cálculos mediante un procesador y un algoritmo.In the same patent, the sensor can be a electrical system that allows calculations by processor and an algorithm.
US6285179 "Detecting apparatus and detecting method of absorbed hydrogen amount in hydrogen absorbing tank", sistema que permite determinar la cantidad de hidrógeno en un sistema de hidruros metálicos mediante el análisis de la resistencia eléctrica de la aleación. Esta resistencia eléctrica varía dependiendo del grado de absorción del hidrógeno en la aleación.US6285179 "Detecting apparatus and detecting method of absorbed hydrogen amount in hydrogen absorbing tank ", system that allows to determine the amount of hydrogen in a metal hydride system by resistance analysis electric alloy. This electrical resistance varies depending on the degree of absorption of hydrogen in the alloy.
US6155099 "Apparatus for measuring quantity of hydrogen", sistema de determinación de la cantidad de hidrógeno que existe en un depósito mediante medidas de la conductividad eléctrica del hidruro metálico empleado.US6155099 "Apparatus for measuring quantity of hydrogen ", hydrogen quantity determination system that exists in a tank through conductivity measurements electric metal hydride used.
WO2007032507 "Apparatus Hydrogen gas supply device and fuel cell", relativa a un sistema complejo de medición de hidrógeno en un conjunto de tanques. El sistema posee sensores de temperatura y de presión, así como sensores de conductividad de eléctrica dentro de los depósitos. Cabe mencionar en este caso que el funcionamiento de lo explicado en este documento resulta confuso.WO2007032507 "Apparatus Hydrogen gas supply device and fuel cell ", relative to a complex measurement system of hydrogen in a set of tanks. The system has sensors temperature and pressure, as well as conductivity sensors of Electric inside the tanks. It is worth mentioning in this case that the operation of what is explained in this document is confused.
US4197095 "Heatless adsorbent fractionators with microprocessor cycle control and process", que divulga un sistema que consiste en un conjunto de lechos que adsorben gas, y mientras unos lechos se cargan, otros se descargan.US4197095 "Heatless adsorbent fractionators with microprocessor cycle control and process ", which discloses a system consisting of a set of beds that adsorb gas, and While some beds are loaded, others are unloaded.
Para operar el sistema de manera controlada, la patente emplea un controlador, sensores de presión, de temperatura, caudalímetro y electroválvulas. Todo ello para la regeneración de los lechos.To operate the system in a controlled manner, the patent employs a controller, pressure sensors, temperature sensors, flowmeter and solenoid valves. All this for the regeneration of the beds.
Sin embargo, a pesar de los numerosos documentos señalados, no se observa que ninguna de las invenciones y sistemas en ellos descritos, tomadas por separado o en combinación, describa un equipo para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de hidrógeno semejante al que la presente invención preconiza según se reivindica.However, despite the numerous documents noted, it is not observed that any of the inventions and systems described therein, taken separately or in combination, describe an equipment to determine the amount of hydrogen in a tank of solid hydrogen storage similar to the one present invention advocates as claimed.
De forma concreta, lo que la invención propugna
es, como ya se ha señalado anteriormente, un equipo para determinar
la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de
hidrógeno, preferentemente un depósito intercambiable, pero no
limitado a ello, ya que podría darse el caso de que el elemento esté
unido de manera indivisible a la botella, o bien se pueda
suministrar de manera separada a la botella. En cualquier caso dicho
equipo está dotado de medios para tomar medidas de presión, de
temperatura y de caudal de los fluidos y del depósito al que
se
aplica.Specifically, what the invention advocates is, as already noted above, a device for determining the amount of hydrogen in a solid hydrogen storage tank, preferably an interchangeable tank, but not limited thereto, since it could occur the case that the element is indivisibly attached to the bottle, or it can be supplied separately to the bottle. In any case, said equipment is equipped with means to take measurements of pressure, temperature and flow of the fluids and of the tank to which
apply
Además, el equipo contempla la incorporación de un microcontrolador electrónico acoplado al mismo y que realiza los cálculos necesarios para, con las medidas de las presiones y de las temperaturas, poder determinar la cantidad de hidrógeno que existe en el depósito, siendo preciso, para ello conocer previamente la tipología de dicho depósito con el objetivo de obtener las curvas características.In addition, the team contemplates the incorporation of an electronic microcontroller coupled to it and that performs the calculations necessary for, with the measurements of pressures and temperatures, to determine the amount of hydrogen that exists in the deposit, being necessary, to know previously the typology of said deposit in order to obtain the curves features.
Asimismo, mediante la medida del caudal, contemplada en una segunda variante del equipo, éste puede determinar la cantidad de hidrógeno en el estado transitorio.Also, by measuring the flow rate, contemplated in a second variant of the equipment, this can Determine the amount of hydrogen in the transitional state.
Es importante señalar que el equipo propuesto puede trabajar en continuo o en discontinuo, en función del tipo de instalación a que se aplique. Mediante un trabajo en continuo, los diferentes componentes del equipo comprenden conexiones de entrada y salida así como elementos de bloqueo, es decir, llaves o electroválvulas que permitan realizar las medidas de presión y temperatura.It is important to note that the proposed team can work continuously or discontinuously, depending on the type of installation to be applied. Through continuous work, the different components of the equipment include input connections and output as well as blocking elements, i.e. keys or solenoid valves that allow pressure measurements and temperature.
Esta circunstancia permite realizar una primera discriminación de los sensores necesarios. Es decir, dependiendo de qué configuración se emplee, los sensores podrán seleccionarse al efecto. Así, para una variante del equipo que trabaje en discontinuo, únicamente son necesarias las medidas de presión y de temperatura, mientras que para medidas con la configuración en continuo es posible añadir sensores de caudal.This circumstance allows to make a first discrimination of the necessary sensors. That is, depending on which configuration is used, the sensors can be selected at effect. Thus, for a variant of the team that works in discontinuous, only pressure and pressure measurements are necessary temperature, while for measurements with the setting in continuous it is possible to add flow sensors.
Una vez determinados lo elementos sensores que se requieren, se procede a la selección del rango de medida. Este rango vendrá definido, a su vez, por los depósitos hacia los que se destina el equipo preconizado.Once determined the sensor elements that are required, the measurement range is selected. This range will be defined, in turn, by the deposits to which destined the recommended equipment.
Para el funcionamiento de dichos equipos se requiere de una etapa donde se pueda medir la presión del depósito. Para facilitar dicha medida se recurre a una electroválvula que corta el suministro de hidrógeno pero permite la medida de hidrógeno. En el caso de que no fuese viable dicha electroválvula, se requeriría de otro sistema de corte de suministro. Las posibilidades que permiten estas medidas varían desde una opción donde solamente se conecte el equipo a la botella y no se pueda obtener hidrógeno del equipo, a una opción con válvulas o electroválvulas externas operadas por el usuario o por el propio equipo.For the operation of said equipment, It requires a stage where the tank pressure can be measured. To facilitate this measurement, a solenoid valve is used which cuts off the hydrogen supply but allows the measurement of hydrogen. In the event that said solenoid valve was not viable, another supply cut system would be required. The possibilities that allow these measures vary from one option where only the equipment is connected to the bottle and cannot obtain hydrogen from the equipment, at an option with valves or external solenoid valves operated by the user or by the user team.
La conexión de los equipos con los sistemas de almacenamiento se realiza de forma que el sistema está en unión directa con el equipo, contemplándose una válvula manual que deberá ser cerrada cada vez que se requiera la medida de la cantidad de hidrógeno mediante la presión y la temperatura, así como la incorporación de un termómetro dispuesto sobre el depósito.The connection of the equipment with the systems of storage is done so that the system is in union direct with the equipment, contemplating a manual valve that should be closed each time the measure of the amount of hydrogen through pressure and temperature, as well as the incorporation of a thermometer arranged on the tank.
Una vez obtenido el valor de la cantidad de hidrógeno mediante las medidas de la presión y de la temperatura, el equipo puede permitir el paso del flujo de hidrógeno sin necesidad de desmontarlo.Once the value of the amount of hydrogen by measuring pressure and temperature, the equipment can allow the passage of hydrogen flow without the need to disassemble it
Mediante el empleo de un caudalímetro, la cantidad de hidrógeno en el depósito se va actualizando de manera constante, lo que permite conectar una botella adaptada al equipo sin importar su nivel de carga, ya que el equipo es capaz de determinar el nivel de carga en ese instante mediante las medidas de la presión y de la temperatura, y sus variaciones son medidas por el caudalímetro.By using a flowmeter, the amount of hydrogen in the tank is updated so constant, which allows to connect a bottle adapted to the equipment regardless of its load level, since the equipment is capable of determine the level of charge at that time by measuring pressure and temperature, and its variations are measured by the flowmeter
Respecto a la parte electrónica y eléctrica del equipo preconizado, la cual no entra en contacto directo con el hidrógeno, cabe destacar que lleva consigo el desarrollo de los sistemas de alimentación y de electrónica para la adquisición de datos.Regarding the electronic and electrical part of recommended equipment, which does not come into direct contact with the hydrogen, it should be noted that it carries with it the development of power and electronics systems for the acquisition of data.
Así, el equipo requiere de alimentación de los
sensores. Para ello puede o disponer de generadores eléctricos
intercambiables o recargables, o bien disponer de una conexión
eléctrica a red, debiendo señalarse que la alimentación de los
equipos internos puede ser muy variable, incluyendo la posibilidad
de incorporar una pila de combusti-
ble.Thus, the equipment requires sensor power. For this, it can either have interchangeable or rechargeable electric generators, or have an electrical connection to the grid, it should be noted that the power supply of the internal equipment can be very variable, including the possibility of incorporating a fuel cell
ble.
Las señales que generen los diferentes instrumentos del equipo serán enviadas al microcontrolador que permite realizar los cálculos oportunos. Estos cálculos pueden ser parámetros invariables o bien pueden ser modificados mediante conexionado del equipo con algún sistema externo especializado.The signals generated by the different Equipment instruments will be sent to the microcontroller that allows to perform the appropriate calculations. These calculations can be invariable parameters or they can be modified by connection of the equipment with some specialized external system.
Los datos generados en el proceso de medida y cálculo se muestran en el propio equipo mediante una pantalla prevista a tal efecto o, alternativamente, se envían a otro equipo para su gestión. Dicho envío puede ser por conexión directa para ver los datos en tiempo real o mediante sistemas de almacenamiento de datos en el equipo para su posterior visualización en los sistemas externos.The data generated in the measurement process and calculation are displayed on the computer itself via a screen provided for this purpose or, alternatively, sent to another team for its management. Said shipment can be by direct connection to see data in real time or through storage systems data on the device for later viewing in the systems external
Por último, cabe destacar que, para obtener la información fundamental del equipo se contempla la configuración de un programa informático para la obtención de la cantidad total de hidrógeno. Debido a los diversos factores que afectan a determinar dicha ecuación, cada tipo de depósito posee su propia ecuación.Finally, it should be noted that, to obtain the fundamental information of the equipment the configuration of a computer program to obtain the total amount of hydrogen. Due to the various factors that affect determining In this equation, each type of deposit has its own equation.
La ecuación básica es de la forma:The basic equation is of the form:
Para obtener esta ecuación se requiere de un estudio de los depósitos de manera pormenorizada. Se han de analizar las botellas para obtener estas ecuaciones.To obtain this equation requires a study of deposits in detail. They have to be analyzed the bottles to get these equations.
Cuando los depósitos estén analizados y se conozcan las ecuaciones que rigen su funcionamiento, esto se implementará en los equipos. Esta implementación puede hacerse directamente de fábrica o se puede incorporar por parte del usuario al equipo a través de las conexiones con el sistema de gestión de datos.When the deposits are analyzed and know the equations that govern its operation, this is will implement in the teams. This implementation can be done directly from the factory or can be incorporated by the user to the team through connections with the management system of data.
Visto lo que antecede, se constata que el descrito equipo para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de hidrógeno representa una estructura innovadora de características estructurales y constitutivas desconocidas hasta ahora para tal fin, razones que unidas a su utilidad práctica, la dotan de fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que se solicita.Given the above, it is found that the described equipment to determine the amount of hydrogen in a solid hydrogen storage tank represents a innovative structure of structural features and constitutives unknown so far for that purpose, reasons that together with its practical utility, provide it with sufficient foundation to obtain the privilege of exclusivity that is requested.
Para complementar la descripción que se está realizando del equipo objeto de la invención y para ayudar a una mejor comprensión de las características que lo distinguen, se acompaña la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing the equipment object of the invention and to help a better understanding of the characteristics that distinguish it, it accompanies the present specification, as an integral part of the same, of a set of planes, in which with illustrative character and not limiting the following has been represented:
La figura número 1.- Muestra, en un diagrama de bloques, una representación esquematizada del equipo para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito de almacenamiento sólido de hidrógeno, objeto de la invención, en su variante de realización sin medida de caudal, habiéndose representado en el mismo, el flujo de hidrógeno con líneas de flecha, mientras que las conexiones entre los diferentes elementos del equipo, con líneas de trazo continuo las de datos, y con líneas de trazo discontinuo las eléctricas.Figure number 1.- Shows, in a diagram of blocks, a schematic representation of the equipment to determine the amount of hydrogen in a solid storage tank of hydrogen, object of the invention, in its variant embodiment without flow measurement, having represented in it, the flow of hydrogen with arrow lines while connections between the different elements of the equipment, with solid lines those of data, and with dashed lines the electric ones.
La figura número 2.- Muestra, igualmente en un diagrama de bloques, una representación esquemática del equipo de la invención similar a la mostrada en la figura precedente, en este caso en su variante de realización con medida de caudal.Figure number 2.- Shows, also in a block diagram, a schematic representation of the team of the invention similar to that shown in the preceding figure, in this case in its embodiment variant with flow measurement.
La figura número 3.- Muestra un esquema de montaje muy simplificado del equipo objeto de la invención en un depósito de almacenamiento de hidrógeno.Figure number 3.- Shows a scheme of very simplified assembly of the equipment object of the invention in a hydrogen storage tank.
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede apreciar en ellas como el equipo (1) en cuestión, para determinar la cantidad de hidrógeno en un depósito (2) de almacenamiento sólido de hidrógeno, en una primera realización del mismo, mostrada en la figura 1, comprende un termómetro (3) acoplado a dicho depósito (2), y un sensor de presión (4) y una electroválvula (5) o llave de cierre instalados, en contacto con flujo de hidrógeno (6) procedente de dicho depósito (2), entre una conexión de entrada (7) y una de salida (8).In view of the aforementioned figures, and of according to the numbering adopted, it can be seen in them as the equipment (1) in question, to determine the amount of hydrogen in a solid hydrogen storage tank (2), in a first embodiment thereof, shown in figure 1, comprises a thermometer (3) coupled to said reservoir (2), and a pressure sensor (4) and a solenoid valve (5) or stopcock installed, in contact with hydrogen flow (6) from said reservoir (2), between an input connection (7) and an output connection (8).
Dichos elementos, es decir, el termómetro (3), el sensor de presión (4) y la electroválvula (5), que están alimentados eléctricamente mediante la correspondiente conexión eléctrica (9) de los mismos a una fuente de alimentación (10), están conectados a un microcontrolador (11) que recoge la información generada por ellos, a través de la correspondiente conexión de datos (12), realiza los cálculos que permiten determinar la cantidad de hidrógeno que existe en el depósito (2) en función de las características concretas del mismo, para lo cual está dotado del software correspondiente.These elements, that is, the thermometer (3), the pressure sensor (4) and the solenoid valve (5), which are electrically powered by the corresponding connection electrical (9) thereof to a power supply (10), are connected to a microcontroller (11) that collects the information generated by them, through the corresponding data connection (12), performs the calculations that allow to determine the amount of hydrogen that exists in the tank (2) depending on the specific characteristics of it, for which it is equipped with corresponding software.
A su vez, dicho microcontrolador (11) cuenta conectados al mismo con, al menos, un teclado (13) para su manejo, con una memoria (14) para el almacenamiento de los datos recogidos y con un puerto de conexión (15) para entrada y salida de datos que posibilita su conexión a un sistema de gestión externo, contando opcionalmente con una pantalla (16) para mostrar la información.In turn, said microcontroller (11) counts connected to it with at least one keyboard (13) for operation, with a memory (14) for storing the collected data and with a connection port (15) for data input and output that enables connection to an external management system, counting optionally with a screen (16) to display the information.
La variante descrita del equipo (1) está especialmente destinada para determinar la cantidad de hidrógeno que existe en el depósito (2) en el estado estacionario del mismo.The described variant of the device (1) is specially designed to determine the amount of hydrogen that It exists in the tank (2) in its steady state.
Atendiendo a la figura número 2, se observa como el equipo (1) de la invención, en una segunda variante de realización, además de los elementos descritos anteriormente, contempla también la incorporación de un sensor de caudal (17), el cual se dispone en contacto con el flujo de
\hbox{hidrógeno (6)
entre el sensor de presión (4) y la electroválvula (5).} According to figure number 2, it is observed how the equipment (1) of the invention, in a second variant of embodiment, in addition to the elements described above, also contemplates the incorporation of a flow sensor (17), which is arranged in contact with the flow of \ hbox {hydrogen (6)
between the pressure sensor (4) and the solenoid valve (5).}
Dicho sensor de caudal (17) es un sensor bidireccional y puede emplearse tanto en las cargas de los depósitos como en las descargas.Said flow sensor (17) is a sensor bidirectional and can be used both in tank charges As in the downloads.
Con la incorporación de dicho sensor de caudal (17), la medición de la cantidad de hidrógeno en el depósito se va actualizando de manera constante, lo que permite conectar un depósito (2) adaptado al equipo sin importar su nivel de carga, ya que el equipo es capaz de determinar el nivel de carga en ese instante mediante las medidas de la presión y de la temperatura, mientras que sus variaciones son medidas por el caudalímetro.With the incorporation of said flow sensor (17), the measurement of the amount of hydrogen in the tank is going constantly updating, allowing to connect a tank (2) adapted to the equipment regardless of load level, and that the team is able to determine the level of charge in that instant through pressure and temperature measurements, while its variations are measured by the flowmeter.
Esta segunda variante del equipo (1) está especialmente destinada para determinar la cantidad de hidrógeno que existe en el depósito (2) en el estado transitorio del mismo.This second team variant (1) is specially designed to determine the amount of hydrogen that It exists in the warehouse (2) in its transitory state.
En ambos casos, es importante señalar que, para un adecuado funcionamiento del equipo (1) y poder determinar la cantidad total de hidrógeno, se hace necesario analizar y conocer las ecuaciones que rigen el funcionamiento de los depósitos (2) en que se incorpora dicho equipo, para implementarlas en software de su microcontrolador (11), lo cual podrá realizarse directamente por parte del fabricante del equipo o por parte del usuario a través de las conexiones con el sistema de gestión de datos.In both cases, it is important to note that, for a proper functioning of the equipment (1) and to determine the total amount of hydrogen, it becomes necessary to analyze and know the equations that govern the operation of deposits (2) in that this equipment is incorporated, to implement them in its software microcontroller (11), which can be done directly by part of the equipment manufacturer or by the user through connections with the data management system.
Cabe señalar que cada tipo de depósito posee su propia ecuación, siendo la ecuación básica la siguiente:It should be noted that each type of deposit has its own own equation, the basic equation being the following:
Finalmente hay que señalar que el equipo preconizado, aparte de las funciones descritas, también puede emplearse para realizar tareas como medir flujos de hidrógeno en una conducción.Finally it should be noted that the team recommended, apart from the described functions, you can also used to perform tasks such as measuring hydrogen flows in a driving.
Descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se considera necesario hacer más extensa su explicación para que cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas que de ella se derivan.Describe sufficiently the nature of the The present invention, as well as the way of putting it into practice, is not considers it necessary to extend its explanation so that any subject matter expert understands its scope and advantages that derive from it.
Asimismo, se hace constar que, dentro de su esencialidad, la invención podrá ser llevada a la práctica en otras formas de realización que difieran en detalle de la indicada a título de ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio fundamental.Likewise, it is stated that, within its essentiality, the invention may be implemented in other embodiments that differ in detail from that indicated a example title, and which will also achieve protection that is collected as long as it is not altered, changed or modified fundamental principle.
Claims (5)
Priority Applications (2)
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| ES201130314A ES2361760B1 (en) | 2011-03-08 | 2011-03-08 | EQUIPMENT TO DETERMINE THE AMOUNT OF HYDROGEN IN A SOLID HYDROGEN STORAGE DEPOSIT. |
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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Citations (2)
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2011
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2012
- 2012-02-22 WO PCT/ES2012/070101 patent/WO2012120167A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020170347A1 (en) * | 2001-05-04 | 2002-11-21 | Stabile James R. | Method for indicating duration of gas supply remaining and providing result to user thereof |
| JP2005240854A (en) * | 2004-02-24 | 2005-09-08 | Nissan Motor Co Ltd | Gaseous fuel residual quantity indicating display |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2012120167A1 (en) | 2012-09-13 |
| ES2361760B1 (en) | 2012-04-30 |
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