RS59529B1 - Sistem rezervoara - Google Patents

Description

Opis

Ovaj pronalazak se odnosi na sistem rezervoara koji obuhvata sud za prijem dvofazne smeše kriogenog gasa i kriogene tečnosti sa prvim senzorom pritiska za merenje pritiska u sudu, prvi odvodni kanal kriogenog gasa koji polazi iz gornjeg dela suda, kao i drugi odvodni kanal kriogene tečnosti koji polazi iz podnog dela suda, vod za napajanje kojim se napaja potrošač, a u koji se ulivaju oba odvodna kanala, kao i grejni element kojim se pokreće vod za napajanje. Pronalazak se dalje odnosi i na uređaj sa barem dva ovakva sistema rezervoara i na postupak upravljanja ovakvim sistemom rezervoara.

Kako bi se povećao udeo energije u nosačima energije koji su u normalnim uslovima u gasnom stanju, oni se u cilju transporta i skladištenja ili komprimuju i čuvaju u sudovima otpornim na pritisak ili se hlade na niskoj temperaturi, dovedeni pritom u tečno stanje i čuvani u toplotno izolovanim sudovima. Tako se, na primer, za pogon vozila skladište zemni gas, preveden u tečno stanje (Liquefied Natural Gas, LNG) ili vodonik u tečnom stanju kao dvofazna smeša sa visokom gustinom energije kako bi se kasnije koristili za pogon mašina na sagorevanje ili gorivnih ćelija kod vozila.

Sl. 1 prikazuje jedan takav sistem rezervoara prema dosadašnje stanju u tehnici na pojednostavljenoj hidrauličnoj shemi. Sistem rezervoara 1 obuhvata toplotno izolovani sud 2 sa duplim zidom, u koji se prima dvofazna smeša 3 kriogenog gasa 4 i kriogene tečnosti 5. Kao što se može videti na sl. 1, kriogeni gas 4 sa manjom gustinom nalazi se pretežno u gornjem delu 6 suda 2, iz čijeg gornjeg dela 6 polazi prvi odvodni kanal 7 za kriogeni gas 4, dok se, s druge strane, gušća kriogena tečnost 5 skuplja u podnom delu 8 suda 2, iz čijeg podnog dela 8 polazi drugi odvodni kanal 9 za kriogenu tečnost 5. Oba odvodna kanala 7, 9 ulivaju se kod ušća 10 u vod 11 za napajanje. Vod 11 za napajanje pokreće se u nastavku grejnim elementom 12, npr. razmenjivačem toplote, u kome se kriogena dvofazna smeša 3 prevodi u paru. Blokadni ventil 13 koji se nadovezuje na grejni element 12 i samim tim se nalazi izvan kriogene oblasti, otvara ili zatvara vod za napajanje u pravcu potrošača, npr.

pogona nekog vozila. Blokadni ventil 13 služi pritom kao automatski ventil za zatvaranje i mora da bude naročito dobro zaštićen spolja od oštećenja, kao i svi elementi ispred njega.

Što se tiče tečnog zemnog gasa, sud 2 se nalazi pod pritiskom između 7 i 10 bara, na kome se vrši punjenje rezervoara, a na otrpilike 16 bara, iznad koga dolazi do kontrolisanog isparavanja („boil-off“) preko sigurnosnih ventila koji nisu predstavljeni na sl.1.

Budući da se uprkos izolaciji suda 2 ne može u potpunosti sprečiti uticaj spoljašnje temperature na sud 2, kada je van pogona tj. kada se ne troši, pritisak u sudu 2 raste za otprilike 1 bar po danu.

Kako bi se pritisak u sudu naglo spustio nakon dužeg vremena van pogona i kako bi se na taj način gubici pri isparavanju držali na minimumu, potrebno je da se najpre ukloni kriogeni gas 4, jer to dovodi do značajno brže redukcije pritiska u sudu nego uklanjanje kriogene tečnosti 5. Pri nižem pritisku u sudu i/ili većoj potrebi za kapacitetom potrošača moguće je i da se najpre ukloni kriogena tečnost 5. Za te svrhe je iz stanja tehnike poznat takozvani „ekonomajzer prekidač“, koji predviđa sigurnosni ventil 14 za visoki pritisak u prvom odvodnom kanalu 7 i ustavu 15 u drugom odvodnom kanalu 9. Sigurnosni ventil 14 za visoki pritisak otvara prvi odvodni kanal 7 kada pritisak u sudu prekorači graničnu vrednost i zbog toga je potrebno dopremiti najpre kriogeni gas 4 potrošaču, a zatvara prvi odvodni kanal 7 kada opadne ispod granične vrednosti. Ustava 15 redukuje pritisak u drugom odvodnom kanalu 9 za otprilike 1 bar, kako bi se pri otvorenom sigurnosnom ventilu 14 za visoki pritisak na ušću 10 prednost dala kriogenom gasu 4 i tako rasteretio pritisak u sudu.

Međutim, nedostatak ekonomajzer prekidača je u tome što ustava 15 trajno redukuje pritisak u drugom odvodnom kanalu 9 tako da na kraju pritisak u sudu ostaje za 1 bar viši nego u vodu za napajanje. Nadalje se barem smanjenim dodavanjem kriogene tečnosti 5 u vod 11 za napajanje, takođe i pri primarnom uklanjanju kriogenog gasa, usporava rasterećenje pritiska u sudu.

Iz prijave patenta WO 2016/172803 A1 poznati su sistem i postupak upravljanja unutrašnjim pritiskom u sudu za kriogenu dvofaznu smešu, pri čemu se, između ostalog, pri niskom pritisku u sudu uklanja kriogena tečnost, pri srednjem pritisku u sudu uklanjaju se kako kriogena tečnost tako i kriogeni gas, a pri visokom pritisku u sudu samo kriogeni gas. Pritom može doći do npr. nedovoljnog napajanja potrošača pri visokom opadanju i visokom pritisku u rezervoaru. Patent WO 2015/074148 A1 otkriva sistem za dotok goriva u gasnom stanju u sistem za uvlačenje vazduha motora na sagorevanje na gasni pogon.

Predmetni pronalazak postavlja sebi cilj da osmisli sistem rezervoara, uređaj i postupak upravljanja, u kome se pri napajanju potrošača, prilagođeno samoj potrebi, pritisak u sudu može brže rasteretiti tako da se gubici pri isparavanju još više redukuju.

Prema prvom aspektu pronalaska, ovaj cilj se postiže pomoću sistema rezervoara kakav je naveden na početku, a koji obuhvata:

ventilni prekidač, priključen na prvi senzor pritiska, pri čemu se ventil može kretati iz prvog položaja, u kome je prvi odvodni kanal otvoren, a drugi odvodni kanal barem u pravcu potrošača zatvoren, i drugog položaja, u kome je prvi odvodni kanal barem u pravcu potrošača zatvoren, a drugi odvodni kanal otvoren,

pri čemu ventilni prekidač zauzima prvi položaj, kada je izmereni pritisak u sudu veći od prethodno utvrđene prve granične vrednosti, a zauzima drugi položaj kada je izmereni pritisak u sudu manji od prve granične vrednosti.

Na ovaj način je moguće, zavisno od pritiska u sudu, ukloniti iz suda samo kriogeni gas ili samo kriogenu tečnost; ustava se odbacuje kao i njeno štetno dejstvo. Uklanjanjem kriogenog gasa u prvom položaju prekidača, pritisak u sudu se rasterećuje na najbrži mogući način, i to bez zaostalog visokog pritiska u sudu, uslovljenog ustavom. Ovo obezbeđuje da sistem rezervoara i duže vreme bude van pogona, čak i nakon kratkog pogona potrošača, a time se i smanjuju gubici pri isparavanju za razliku od uobičajenih sistema rezervoara. S druge strane, u drugom položaju prekidača pri pritisku u sudu koji pada ispod granične vrednosti, uklanja se iz suda kriogena tečnost sa znatno većom gustinom energije, a pritisak u sudu se pritom tek neznatno menja.

Sistem rezervoara pritom obuhvata drugi senzor pritiska, povezan sa ventilnim prekidačem za merenje pritiska napajanja od strane potrošača u vodu za napanjanje, pri čemu se ventilni prekidač može kretati između navedenih položaja prekidača i trećeg položaja prekidača, u kome su oba odvodna kanala otvorena i pri čemu ventilni prekidač zauzima treći položaj prekidača kada je izmereni pritisak suda veći od prve granične vrednosti, dok je istovremeno izmereni pritisak napajanja manji od prethodno određene druge granične vrednosti. Na osnovu znatno veće volumetrijske gustine energije kriogene tečnosti u odnosu na kriogeni gas – kod tečnog zemnog gasa obično otprilike 600 puta veći – moguće je ponovo brzo povećati pritisak napajanja pri niskom tj. opadajućem pritisku napajanja usled povećanog opadanja potrošača, pri čemu se pritisak u sudu rasterećuje na osnovu dodatnog uklanjanja kriogenog gasa.

Naročito je pogodno kada se ventilni prekidač može kretati između navedenih položaja prekidača i još jednog četvrtog položaja prekidača, u kome su oba odvodna kanala zatvorena barem u pravcu potrošača. U tom slučaju, može se odustati od dodatnog ventila za zatvaranje i tako se u potpunosti blokirati dotok do potrošača, npr. ako mu nije potrebna energija. Budući da je dalje pri upotrebi kod motornih vozila propisan, u skladu sa smernicom ECE R110, automatski blokadni ventil, koji se mora nalaziti zajedno sa sudom unutar oblasti koja je zaštićena od spoljašnjih oštećenja, a koji deli tu oblast od svih spoljašnjih komponenti i od potrošača u slučaju ovakvih oštećenja, grejni element može biti postavljen izvan ove zaštićene oblasti, što pojednostavljuje strukturu sistema rezervoara.

Kako bi se obezbedilo brzo rasterećenje pritiska u sudu do određenog niskog nivoa, od naročite je prednosti ako je prva granična vrednost manja od 12 bara, poželjno manja od 10 bara, a naročito poželjno između otprilike 7 bara i 9 bara.

U naročito poželjnoj realizaciji, ventilni prekidač poseduje nepovratni ventil za drugi odvodni kanal, koji kanal ostavlja otvorenim pri zatvaranju u pravcu od potrošača u pravcu suda. Kao alternativa ili dopuna, ventilni prekidač može posedovati i za prvi odvodni kanal nepovratni ventil, koji kanal ostavlja otvorenim pri zatvaranju u pravcu od potrošača u pravcu suda. Tako se može rasteretiti povećani pritisak u vodu za napajanje povlačenjem u sud, ako je vod npr. usled obustave pogona zagrejan, što štiti vod za napajanje i istovremeno umanjuje dalje gubitke pri isparavanju.

Poželjno je da drugi odvodni kanal poseduje pumpu za kriogenu tečnost. Ovo obezbeđuje uklanjanje kriogene tečnosti potpuno nezavisno od pritiska u sudu, tj. čak i pri pritisku u sudu većem od otprilike 12 bara ili naročito manjem od otprilike 7 bara.

Naročito jednostavna struktura sistema rezervoara proizlazi kada ventilni prekidač obuhvata prvi prekidni ventil kojim se može upravljati, a koji otvara prvi odvodni kanal i koji ga zatvara barem u pravcu potrošača, kao i od njega odvojen, drugi prekidni ventil kojim se može upravljati, a koji otvara drugi odvodni kanal i koji ga zatvara barem u pravcu potrošača. Pritom se koriste naročito dvokraki prekidni ventili, pogodni za kriogene materije, sa po dva položaja prekidača.

Za upravljanje ventilnim prekidačem odnosno prekidnim ventilima može se npr. koristiti mehanički sigurnosni prekidač za visoki pritisak. Međutim, prednost se daje elektromagnetnim prekidnim ventilima, a ventilni prekidač obuhvata upravljačku elektroniku, priključenu na barem jedan senzor pritiska, koja je napravljena da bi se primile izmerene vrednosti od barem jednog senzora pritiska i da bi se, zavisno od toga, upravljalo prekidnim ventilima. Jedna takva upravljačka elektronika, jednostavna za rukovanje i za podešavanje, a pritom i pouzdana, omogućava fleksibilno korišćenje sistema rezervoara.

U drugom aspektu, pronalazak stvara uređaj sa barem dva sistema rezervoara opisanog tipa, pri čemu se vodovi za napajanje sistema rezervoara kreću, spojeni u jedan, pomoću jednog zajedničkog grejnog elementa. Zbog toga se može odustati od ostalih grejnih elemenata; uređaj je time jednostavniji u svojoj strukturi. Nadalje se može podesnim upravljanjem ventilnim prekidačem sistema rezervoara uticati na rasterećenje pritiska u svakom od sistema rezervora tako da se npr. razlike u pritisku izjednače.

U trećem aspektu, pronalazak stvara postupak upravljanja sistemom rezervoara, koji obuhvata sud za prijem dvofazne smeše kriogenog gasa i kriogene tečnosti, prvi odvodni kanal koji polazi iz gornjeg dela suda za kriogeni gas i drugi odvodni kanal koji polazi iz podnog dela suda za kriogenu tečnost, vod za napajanje kojim se napaja potrošač, u koji se ulivaju oba odvodna kanala, kao i grejni element, kojim se pokreće vod za napajavanje, sa koracima:

Merenje pritiska u sudu i,

ako je pritisak u sudu veći od prethodno određene granične vrednosti, otvaranje prvog odvodnog kanala i zatvaranje drugog odvodnog kanala barem u pravcu potrošača,

u suprotnom slučaju, zatvaranje prvog odvodnog kanala barem u pravcu potrošača i otvaranje drugog odvodnog kanala.

Prema naročito poželjnoj realizaciji, postupak obuhvata dodatne korake:

Merenje pritiska napajanja sa strane potrošača u vodu za napajanje i,

ako je pritisak u sudu veći od prve granične vrednosti, a pritisak napajanja istovremeno manji od prethodno određene druge granične vrednosti, otvaranje oba odvodna kanala,

i sa dodatnim koracima:

Merenje pritiska napajanja sa strane potrošača u vodu za napajanje i,

ako je pritisak u sudu veći od prve granične vrednosti, a pritisak napajanja istovremeno manji od prethodno određene druge granične vrednosti, otvaranje oba odvodna kanala.

Što se tiče prednosti i ostalih načina realizacije ovakvog postupka, upućuje se na prethodne realizacije sistema rezervoara.

Pronalazak će se bliže pojasniti u nastavku na osnovu primera realizacije predstavljenih na priloženim crtežima. Na crtežima su prikazane:

Sl. 1 sistem rezervoara prema stanju tehnike u formi pojednostavljene hidraulične sheme;

Sl. 2 sistem rezervoara prema ovom pronalasku u formi hidraulične sheme;

Sl. 3a i 3b različiti položaji prekidača ventilnog prekidača sistema rezervoara sa sl.2

na dijagramu stanja (sl. 3a) odnosno na dijagramu pritiska (sl 3b); i Sl. 4a i 4b po jedan uređaj sa dva sistema rezervoara prema stanju tehnike (Sl.

4a) odnosno prema ovom pronalasku (sl. 4b).

Što se tiče sl.1, upućuje se na objašnjenja u uvodnom opisu.

Sl. 2, na kojoj iste pozivne oznake označavaju iste delove kao na sl. 1, prikazuje sistem 16 rezervoara prema ovom pronalasku, npr. za gorivo nekog vozila. Sistem 16 rezervoara obuhvata sud 2, koji sadrži dvofaznu smeša 3 kriogenog gasa 4 i kriogene tečnosti 5. Priključena na sud 2 odnosno delimično integrisana u njega, jeste ventilna ugradna grupa 17 sistema 16 rezervoara, koja je naročito zaštićena od oštećenja sa spoljašnje strane, za upotrebu u vozilima – kao i sam sud 2.

Na primeru sl. 2, ventilna ugradna grupa 17 poseduje po jednu korisničku konzolu 18, dostupnu korisniku. Korisnička konzola 18 obuhvata, između ostalog, nastavak 19 za popunjavanje sa vodom 20 za popunjavanje, sprovedenim kroz sud 2, sa mlaznicom 21 za popunjavanje suda 2. Za jednostavnije popunjavanje, vod 20 za popunjavanje može imati nepovratni ventil 22 za blokadu prema nastavcima 19 za popunjavanje.

Prvi odvodni kanal 7 polazi iz gornjeg dela 6 suda 2 i odvodi iz njega kriogeni gas 4. Kriogena tečnost 5 koja se skuplja u podnom delu 8 suda 2 uklanja se drugim odvodnim kanalom 9 koji tu počinje. U varijanti, predstavljenoj na sl.2, oba odvodna kanala 7, 9 ulivaju se na spojnom mestu 23 u jedini, zajednički vod 11 za napajanje.

Vod 11 za napajanje prema sl.2 – opciono osiguran zaštitnim ventilom 24 od pucanja cevi – vodi preko ventilne ugradne grupe 17 i kroz grejni element 12 do potrošača M, npr. pogona nekog vozila. Grejni element 12 zagreva kriogeni gas 4 odnosno kriogenu tečnost 5 u vodu 11 za napajanje na otprilike normalnoj temperaturi i pritom u potpunosti pretvara u paru svaku kriogenu tečnost 5. Opciono, vod 11 za napajanje sa strane potrošača grejnog elementa 12 može posedovati međuskladište 25 i ventil 26 za regulisanje pritiska za ujednačeno, regulisano snabdevanje potrošača M.

Za ciljano uklanjanje kriogenog gasa 4 i/ili kriogene tečnosti 5 iz suda 2, sistem 16 rezervoara obuhvata, nadalje, ventilni prekidač 27. Ventilni prekidač 27 može npr. biti samo jedan 4-kraki ventil ili samo jedan 3-kraki ventil, pri čemu je kod ovog poslednjeg spojno mesto 23 integrisano u 3-kraki ventil. Na primeru sl. 2, ventilni prekidač 27 obuhvata dva prekidna ventila 28, 29, kojima se odvojeno upravlja, i to prvi prekidni ventil 28, koji otvara prvi odvodni kanal 7 i koji ga zatvara barem u pravcu potrošača M, i od njega odvojeni drugi prekidni ventil 29, koji otvara drugi odvodni kalal 9 i zatvara ga barem u pravcu potrošača M.

U alternativnoj varijanti (nije predstavljena), drugi odvodni kanal 9 ne uliva se u vod 11 za napajanje, već u jedan drugi, odvojeni vod za napajanje koji se pokreće jednim drugim grejnim elementom, odvojenim od navedenog grejnog elementa 12 i napaja potrošač M, npr. motor nekog vozila. Prvi odvodni kanal 7 napaja pritom preko voda 11 za napajanje i grejnog elementa 12 ili odvojeni potrošač, npr. predgrejač nekog vozila ili isti potrošač M, kao i drugi vod za napajanje.

Prema sl. 3a i 3b, ventilni prekidač 27 može se kretati, zavisno od izmerenog pritiska P1u sudu, barem između prvog položaja S1prekidača, u kome je prvi odvodni kanal 7 otvoren (V1= 1), a drugi odvodni kanal 9 zatvoren barem u pravcu potrošača M (V2= 0), tako da se iz suda 2 uklanja isključivo kriogeni gas 4, i drugog položaja S2prekidača, u kome je prvi odvodni kanal 7 zatvoren barem u pravcu potrošača M (V1= 0), a drugi odvodni kanal 9 otvoren (V2= 1), tako da se iz suda 2 uklanja isključivo kriogena tečnost 5. Pritom, ventilni prekidač 27 zauzima prvi položaj S1prekidača kada je izmereni pritisak P1u sudu veći od prethodno određene prve granične vrednosti σ1, a drugi položaj S2prekidača kada je izmereni pritisak P1u sudu manji od prethodno određene prve granične vrednosti σ1. Uklanjanjem isključivo kriogenog gasa 4 u prvom položaju S1prekidača, pritisak P1u sudu se redukuje najbrže moguće, jer kriogeni gas 4 poseduje 600 puta manju volumetrijsku gustinu energije od kriogene tečnosti 5.

Kako bi se omogućilo pokretanje prekidača i bez intervencije samog korisnika, sistem 16 rezervoara može, nadalje, da obuhvata senzor 30 pritiska unutar suda 2 za merenje pritiska P1u sudu. Prvi senzor 30 pritiska postavljen je unutar suda 2 ili izvan njega, prema sl. 2 npr. u ventilnoj ugradnoj grupi 17 sa spojem sa prvim odvodnim kanalom 7. Ventilni prekidač 27 obuhvata pritom upravljač 31, npr. mehanički prekidač na pritiskanje ili upravljačku elektroniku, koji je priključen na prvi senzor 30 pritiska, prima pritisak P1odnosno njegove izmerene vrednosti i, u zavisnosti od toga, upravlja ventilnim prekidačem 27, odnosno prvim i drugim prekidnim ventilom 28, 29.

Opciono, ventilni prekidač 27 može se kretati između navedenih položaja S1, S2prekidača i još jednog trećeg položaja S3prekidača, pri čemu su u ovom trećem položaju S3prekidača oba odvodna kanala 7, 9 otvorena (V1= 1; V2= 1). Kao što je prikazano na sl. 3b, ventilni prekidač 27 zauzima treći položaj S3prekidača kada je izmereni pritisak P1u sudu veći od prve granične vrednosti σ1, a istovremeno pritisak P2napajanja od strane potrošača u vodu 11 za napajanje manji od prethodno određene druge granične vrednosti σ2. Za merenje pritiska P2napajanja npr. u međuskladištu 25, kao i za pokretanje prekidača bez intervencije korisnika, sistem 16 rezervoara može u tu svrhu da obuhvata drugi senzor 32 pritiska, povezan sa ventilnim prekidačem 27.

Sl. 3a i 3b odražavaju tri položaja S1, S2, S3prekidača u pogonskom stanju sistema 16 rezervoara, tj. pri napajanju potrošača M. Pri pritisku P2napajanja koji prevazilazi drugu graničnu vrednost σ2, kao i istovremeno pri pritisku P1u sudu koji prevazilazi prvu graničnu vrednost σ1, najpre se iz suda 2 uklanja isključivo kriogeni gas 4 (prvi položaj S1prekidača). Kada, uslovljeno time, pritisak P2napajanja padne ispod druge granične vrednosti σ2, jer je potrošaču M potrebno mnogo napajanja, tada ventilni prekidač 27 otvara dodatno drugi odvodni kanal 9, tako da kriogena tečnost 5 dospeva u vod 11 za napajanje kako bi isparila u grejnom elementu 12 i dopremila se potrošaču M (treći položaj S3prekidača). Ako, u suprotnom, pritisak P1u sudu opadne ispod prve granične vrednosti σ1, nezavisno od toga da li je to uslovljeno prvim položajem S1prekidača ili trećim položajem S3prekidača, tada ventilni prekidač 27 zatvara prvi odvodni kanal 7 i otvara drugi odvodni kanal 9 odnosno nastavlja da ga drži otvorenim (drugi položaj S2), kao i obrnuto. Ovo isto tako važi kada se navedeni odvojeni potrošač napaja pomoću prvog odvodnog kanala 7, pri čemu se prvi odvodni kanal zatvara pri pritisku P1u sudu koji pada ispod prve granične vrednosti σ1(drugi položaj S2prekidača).

Ventilni prekidač 27 može, nadalje, da se kreće između navedenih položaja S1 i S2 prekidača odnosno S1, S2 i S3 (ako je predviđen) i opciono četvrtog položaja prekidača koji nije predstavljen na sl. 3a i 3b, u kome su oba odvodna kanala 7, 9 zatvorena barem u pravcu potrošača M. Ovaj četvrti položaj prekidača odnosi se, prema tome, na zatvaranje suda 2 zajedno sa ventilnom ugradnom grupom 17, npr. jer potrošaču M nije potreban ili iz sigurnosnih razloga prilikom nekog spoljašnjeg oštećenja, npr. pri udesu vozila.

U slučaju da se sistem 16 rezervoara koristi za tečni zemni gas (Liquefied Natural Gas, LNG), tada je prva granična vrednost σ1npr. manja od 12 bara, poželjno manja od 10 bara, a naročito poželjno između otprilike 7 i otprilike 9 bara, kako bi se pritisak P1u sudu što je brže moguće spustio na ovaj nivo. Ako je sud 2 izrađen da može primiti neku drugu kriogenu dvofaznu smešu 3, onda se u skladu s tim određuje i prva granična vrednost σ1.

Opciono, ventilni prekidač 27 za prvi i/ili drugi odvodni kanal 7, 9 obuhvata nadalje nepovratni ventil 33, 34 koji odgovarajući odvodni kanal 7, 9 ostavlja otvorenim pri zatvaranju u pravcu potrošača M u pravcu suda 2. Time se potencijalno povećanje pritiska u vodu 11 za napajanje vraća bez gubitaka pri isparavanju u sud 2, npr. za vreme kada je obustavljen pogon. Na primeru sl. 2, prvi prekidni ventil 28 i drugi prekidni ventil 29 imaju intergisan po jedan takav nepovratni ventil 33 tj. 34; kao alternativa moguće je postaviti barem jedan od nepovratnih ventila 33, 34 u odvojeni bypass vod prvog ili drugog prekidnog ventila 28, 29 tj. ventilnog prekidača 27.

Prema jednoj drugog opcionoj varijanti, drugi odvodni kanal 9 npr. u podnom delu 8 suda 2 ili na nekom drugom mestu obuhvata pumpu 35 kako bi se kriogena tečnost 5 sigurno transportovala iz suda 2 čak i pri neznatnom pritisku P1u sudu npr. manjem od otprilike 7 bara u drugi odvodni kanal 9. Kako pritom ne bi došlo do situacije previsokog pritiska u drugom odvodnom kanalu 9, u slučaju da je zatvoren ventilnim prekidačem 27, drugi odvodni kanal 9 na primeru sa sl. 2 obuhvata opcioni ventil 36 za visoki pritisak, postavljen ispred ventilnog prekidača 27 tj. sa strane suda. Ventil 36 za visoki pritisak nalazi se u ventilnoj ugradnoj grupi 17, međutim, moguće je postaviti ga alternativno npr. unutar suda 2, a pritom bi mogao da ima izlaz napolje; poželjno je da se ventil 36 za visoki pritisak uliva u neki vod koji se ponovo vraća u sud 2, ovde kao opcioni, odvojeni vod 37 za pražnjenje suda 2. Vod 37 za pražnjenje spaja podni deo 8 suda 2 sa korisničkom konzolom 18 gde je predviđen ručni blokadni ventil 38 za ručno pražnjenje suda 2.

Nadalje, na primeru realizacije prema sl. 2, prvi odvodni kanal 7 obuhvata opcioni nepovratni ventil 39 koji sprečava prodiranje kriogene tečnosti 5 u prvi odvodni kanal 7, a time i transport kratkim spojem od pumpe 35, preko drugog odvodnog kanala 9 nazad u sud 2. Prema sl. 2, nepovratni ventil 39 nalazi se između spojnog mesta 23 i ventilnog prekidača 27 odnosno prvog prekidnog ventila 28; nepovratni ventil 39 mogao bi, kao alternativa, biti postavljen, takođe, i sa strane suda ventilnog prekidača 27 odnosno prvog prekidnog ventila 28.

Prema sl. 4a i 4b, dva ili više sistema 1, 16 rezervoara moglo bi se spojiti i tako bi zajedno mogli da napajaju potrošač M. Budući da prema stanju tehnike (sl.4a), grejni element 12 mora biti postavljen, prema smernici ECE R110 za vozila, unutar oblasti zaštićene blokadnim ventilima 13, u tehničkoj praksi moguć je zajednički prekidač za oba sistema 1 rezervoara samo u opsegu normalnih temperatura tj. sa strane potrošača grejnih elemenata 12, što iziskuje višestruke grejne elemente 12.

Za razliku od toga, ventilni prekidač 27 sistema 16 rezervoara prema ovom pronalasku omogućava zaštitnu blokadu već u kriogenoj oblasti, tako da se dva ili više sistema 16 rezervoara prema ovom pronalasku spajaju u jedan uređaj 40 u zajedničkoj tački 41, koja se nalazi na strani suda grejnog elementa 12. Ovako spojeni vodovi 11 za napajanje mogli bi se pokretati jednim zajedničkim grejnim elementom 12.

Podrazumeva se da sistem 16 rezervoara može da raspolaže i drugim komponentama kao što je predstavljeno na sl. 2. Tako se pritisak P1u sudu, po želji, može očitati na prikazivaču 42 npr. na korisničkoj konzoli 18. Nadalje, vod 11 za napajanje može da raspolaže npr. nekim ručnim blokadnim ventilom 43 na korisničkoj konzoli 18. Osim toga, u korisničku konzolu 18 mogao bi se uvesti opcioni vod 44 za ispuštanje vazduha sa priključnim nastavcima 45 i blokadnim ventilom 46.

Iz sigurnosnih razloga, mogli bi se nadalje predvideti ventil 47 za isparavanje, koji se otvara pri upotrebi LNG-a na primer pri pritisku P1u sudu od 16 bara, i opciono ventil 48 za isparavanje u slučaju nužde koji se otvara na primer pri pritisku P1u sudu od 22 bara, npr. u prvom odvodnom kanalu 7.

Grejni element 12 može biti neki razmenjivač toplote, koji se napaja otpadnom toplotom motora vozila preko priključne šine 49 sistema 16 rezervoara. Priključna šina 49 može nadalje podupreti priključni nastavak 50 za priključenje potrošača M, npr. motora vozila na vod 11 za napajanje. Takođe je moguće priključiti i ventile 47, 48 za isparavanje i/ili isparavanje u slučaju nužde preko priključne šine 49 za neki kanal 51 izduvnih gasova (vent stack) vozila.

Upravljanje 52 motorom (Engine Control Unit, ECU) vozila može biti povezano preko priključne šine 49 sa sistemom 16 rezervoara, ventilnom ugradnom grupom 17 odnosno ventilnim prekidačem 27, na primer sa nekim senzorom 53 punog stanja u sudu 2, ventilnim prekidačem 27, prvim i drugim prekidnim ventilom 28, 29 i/ili prvim i drugim senzorom 30, 32 pritiska.

Upravljanje 52 motorom može, takođe, da preuzme upravljanje prvim i drugim prekidnim ventilom 28, 29 odnosno ventilnim prekidačem 27, tj. upravljanje 31 ventilnim prekidačem 27 može biti deo upravljanja 52 motorom.

Pronalazak se ne ograničava na predstavljene načine realizacije, već obuhvata sve varijante, kombinacije i modifikacije koje spadaju u okvir patentnih zahteva u nastavku.

Claims (10)

Patentni zahtevi

1. Sistem rezervoara, koji obuhvata

sud (2) za prijem dvofazne smeše (3) kriogenog gasa (4) i kriogene tečnosti (5) sa prvim senzorom (30) pritiska za merenje pritiska (P1) u sudu,

prvi odvodni kanal (7) koji polazi iz gornjeg dela (6) suda (2) za kriogeni gas (4) i drugi odvodni kanal (9) koji polazi iz podnog dela (8) suda (2) za kriogenu tečnost (5),

vod (11) za napajanje kojim se napaja potrošač (M), u koji se ulivaju oba odvodna kanala (7, 9),

i grejni element (12), kojim se pokreće vod (11) za napajanje,

pri čemu ventilni prekidač (27), priključen na prvi senzor (30) pritiska, koji se može kretati barem između prvog položaja (S1) prekidača, u kome je prvi odvodni kanal (7) otvoren, a drugi odvodni kanal (9) zatvoren barem u pravcu potrošača (M), i drugog položaja (S2) prekidača, u kome je prvi odvodni kanal (7) barem u pravcu potrošača (M) zatvoren, a drugi odvodni kanal (9) otvoren, i

pri čemu ventilni prekidač (27) zauzima prvi položaj (S1) prekidača, kada je izmereni pritisak (P1) u sudu veći od prethodno određene prve granične vrednosti (σ1), a zauzima drugi položaj (S2) prekidača, kada je izmereni pritisak (P1) u sudu manji od prve granične vrednosti (σ1),

sistem rezervoara koji nadalje obuhvata

drugi senzor (32) pritiska, povezan sa ventilnim prekidačem (27) za merenje pritiska (P2) napajanja sa strane potrošača u vodu (11) za napajanje,

pri čemu se ventilni prekidač (27) može kretati između navedenih položaja (S1, S2) prekidača i trećeg položaja (S3) prekidača u kome su oba odvodna kanala (7, 9) otvorena,

naznačen time, što ventilni prekidač (27) zauzima treći položaj (S3) prekidača, kada je izmereni pritisak (P1) u sudu veći od prve granične vrednosti (σ1), a istovremeno izmereni pritisak (P2) napajanja manji od prethodno određene druge granične vrednosti (σ2).

2. Sistem rezervoara prema zahtevu 1, naznačen time, što se ventilni prekidač (27) može kretati između navedenih položaja (S1, S2, S3) prekidača i četvrtog položaja prekidača u kome su oba odvodna kanala (7, 9) zatvorena barem u pravcu potrošača (M).

3. Sistem rezervoara prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što je prva granična vrednost (σ1) manja od 12 bara, poželjno manja od 10 bara, a naročito poželjno između otprilike 7 bara i otprilike 9 bara.

4. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 3, naznačen time, što ventilni prekidač (27) obuhvata nepovratni ventil (34) za drugi odvodni kanal (9), koji ga ostavlja otvorenim u pravcu suda (2) pri zatvaranju u pravcu potrošača (M).

5. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 4, naznačen time, što ventilni prekidač (27) obuhvata nepovratni ventil (33) za prvi odvodni kanal (7), koji ga ostavlja otvorenim u pravcu suda (2) pri zatvaranju u pravcu potrošača (M).

6. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 5, naznačen time, što drugi odvodni kanal (9) obuhvata pumpu (35) za kriogenu tečnost (5).

7. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 6, naznačen time, što ventilni prekidač (27) obuhvata prvi prekidni ventil (28) kojim se može upravljati, a koji otvara prvi odvodni kanal (7) i koji ga zatvara barem u pravcu potrošača (M) i od njega odvojen drugi prekidni ventil (29) kojim se može upravljati, a koji otvara drugi odvodni kanal (9) i koji ga zatvara barem u pravcu potrošača (M).

8. Sistem rezervoara prema zahtevu 7, naznačen time, što su prekidni ventili (28, 29) elektromagnetni prekidni ventili i što ventilni prekidač (27) obuhvata upravljačku elektroniku, priključenu na barem jedan senzor (30; 32) pritiska, koja je napravljena da prima izmerene vrednosti barem jednog senzora (30; 32) i da zavisno od toga upravlja prekidnim ventilima (28, 29).

9. Uređaj sa barem dva sistema rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 8, naznačen time, što se vodovi (11) za napajanje sistema rezervoara (16) prolaze zajedno preko jednog zajedničkog grejnog elementom (12).

10. Postupak upravljanja sistemom rezervoara, koji obuhvata sud (2) za prijem dvofazne smeše (3) kriogenog gasa (4) i kriogene tečnosti (5), prvi odvodni kanal (7) koji polazi iz gornjeg dela (6) suda (2) za kriogeni gas (4) i drugi odvodni kanal (9) koji polazi iz podnog dela (8) suda (2) za kriogenu tečnost (5), vod (11) za napajanje kojim se napaja potrošač (M) u koji se ulivaju oba odvodna kanala (7, 9) i grejni element (12), kroz koji prolazi vod (11) za napajanje, sa sledećim koracima:

Merenje pritiska (P1) u sudu i,

ako je pritisak (P1) u sudu veći od prethodno određene granične vrednosti (σ1), otvaranje prvog odvodnog kanala (7) i zatvaranje drugog odvodnog kanala (9) barem u pravcu potrošača (M),

u suprotnom, zatvaranje prvog odvodnog kanala (7) barem u pravcu potrošača (M) i otvaranje drugog odvodnog kanala (9),

naznačen dodatnim koracima:

Merenje pritiska (P2) napajanja na strani potrošača u vodu (11) za napajanje i, ako je pritisak (P1) u sudu veći od prve granične vrednosti (σ1), a pritisak (P2) napajanja u isto vreme manji od prethodno određene druge granične vrednosti (σ2), otvaranje oba odvodna kanala (7, 9).