RS59753B1 - Sistem rezervoara - Google Patents

Description

Opis

Ovaj pronalazak se odnosi na sistem rezervoara prema zahtevu 1. Pronalazak se nadalje odnosi na uređaj sa barem dva ovakva sistema rezervoara.

Sistem rezervoara istog tipa kao š to je definisan zahtevom 1 opisan je u starijoj, neobjavljenoj prijavi WO 2016/172803 A1.

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 gorivne ćelije kod vozila.

Iz sigurnosnih razloga neophodno je obezbediti mogućnost da se vod za napajanje, kojim se napaja potrošač, može zatvoriti prekidnim ventilom. Pritom je, u zavisnosti od primene, višestruko propisano da je potrebno sve komponente koje su postavljene sa strane suda, uključujući i sam prekidni ventil i kriogeni sud, zaštiti sa spoljašnje strane od oštećenja. Prema smernici ECE R110 propisuje se, na primer, pri primeni sistema rezervoara u vozilima, prekidni ventil koji se mora nalaziti zajedno sa kriogenim sudom unutar oblasti, zaštićene od spoljašnjih oštećenja, a koji preventivno odeljuje ovu oblast od svih spoljašnjih komponenti i potrošača u slučaju ovakvih oštećenja odnosno prilikom prekida pogonskog stanja vozila. Ova nužnost da se izgradi oblast, naročito zaštićena od oštećenja, za prijem naznačenih komponenti, ograničava fleksibilnost u građi i primeni sistema rezervoara utoliko više, š to je veća zaštićena oblast koja se mora izgraditi tj. što je veći broj komponenti koje treba zaštititi.

Ovaj pronalazak postavlja sebi cilj da obezbedi sistem rezervoara i uređaj koji se mogu ugraditi naročito fleksibilno.

Prema prvom aspektu pronalaska, ovaj cilj se postiže pomoću sistema rezervoara onog tipa koji je naveden na početku, a koji se odlikuje time što ventilni prekidač za prvi odvodni kanal obuhvata nepovratni ventil koji ga drži otvorenim pri zatvaranju u pravcu potrošača u pravcu suda, i/ili š to ventilni prekidač za drugi odvodni kanal obuhvata nepovratni ventil koji ga drži otvorenim, pri zatvaranju u smeru potrošača, u smeru suda.

Za razliku od uobičajenih sistema rezervoara kod kojih se ventilni prekidač nalazi na strani potrošača kod grejnog elementa, pa se prema tome grejni element mora primiti u zaštićenu oblast, novija postavka ventilnog prekidača dozvoljava da se grejni element postavi izvan ove zaštićene oblasti š to znatno pojednostavljuje strukturu sistema rezervoara i znatno redukuje broj i veličinu komponenti koje treba zaštititi tako da se i sama zaštićena oblast može izraditi manja. U ovom slučaju, dalje se može odustati i od dodatnog prekidnog ventila koji se nalazi na grejnom elementu na strani potrošača, budući da se može u potpunosti blokirati napajanje potrošača. Time što ventilni prekidač za drugi odvodni kanal obuhvata nepovratni ventil koji ga drži otvorenim pri zatvaranju u pravcu potrošača u pravcu suda, i/ili što ventilni prekidač za prvi odvodni kanal obuhvata nepovratni ventil koji ga drži otvorenim pri zatvaranju u pravcu potrošača u pravcu suda, može se rasteretiti previsoki pritisak u vodu za napajanje povratkom u kriogeni sud kada se vod za napajanje npr. zagreje usled mirovanja, š to š titi vod za napajanja i istovremeno smanjuje gubitke pri isparavanju.

Poželjno je da sistem rezervoara obuhvata prvi odvodni kanal za kriogeni gas koji polazi iz gornjeg dela kriogenog suda, a koji se uliva u naznačeni vod za napajanje. Time je moguće da se npr. pri velikom pritisku u sudu, ciljano ispusti iz kriogenog suda kriogeni gas. Ukoliko je potrebno, kao alternativa ili dodatno, iz kriogenog suda ciljano ukloniti kriogenu tečnost, tada je poželjno da sistem rezervoara obuhvata drugi odvodni kanal za kriogenu tečnost, koji polazi iz podnog dela kriogenog suda, a koji se uliva u naznačeni vod za napajanje.

Prema naročito poželjnom načinu realizacije, kriogeni sud obuhvata prvi senzor pritiska za merenje pritiska u sudu, na koji je priključen ventilni prekidač, pri čemu se ventilni prekidač može kretati barem između navedenog isključenog položaja, prvog položaja prekidača, u kome je prvi odvodni kanal otvoren, a drugi odvodni kanal barem u smeru potrošača zatvoren, i drugog položaja prekidača, u kome je prvi odvodni kanal barem u smeru potrošača zatvoren, a drugi odvodni kanal otvoren, i pri čemu ventilni prekidač zauzima prvi položaj prekidača kada je izmereni pritisak u sudu veći od prethodno određene prve granične vrednosti, a zauzima drugi položaj prekidača kada je izmereni pritisak u sudu manji od prve granične vrednosti.

Na ovaj način je moguće, zavisno od pritiska u sudu, ukloniti ili samo kriogeni gas ili samo kriogenu tečnost iz kriogenog suda. Budući da se uprkos izolaciji kriogenog suda ne može u potpunosti sprečiti uticaj temperature od spolja na kriogeni sud, pritisak u sudu raste, npr. za vreme mirovanja tj. kada nema potrošnje, za na primer otprilike 1 bar po danu. Čistim uklanjanjem kriogenog gasa u prvom položaju prekidača, pritisak u sudu se na najbrži način rasterećuje. Time se obezbeđuje duže vreme van pogona sistema rezervoara č ak i u veoma kratkotrajnom pogonskom stanju potrošača, a samim tim i smanjene gubitke pri isparavanju nego kod uobičajenog sistema rezervoara. S druge strane, u drugom položaju prekidača pri pritisku u sudu koji pada ispod granične vrednosti, iz kriogenog suda se uklanja č ista kriogena tečnost sa znatno većom gustinom energije, a pritisak u sudu se pritom minimalno menja.

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 smeru 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 smeru potrošača. Pritom se koriste naročito dvokraki prekidni ventili, pogodni za kriogene materije, sa po dva položaja prekidača. Pritom su naročito poželjni elektromagnetni prekidni ventili kojim se može naročito jednostavno i pouzdano upravljati i koji na taj način omogućavaju naročito fleksibilnu upotrebu sistema rezervoara.

U naročito poželjnoj realizaciji, sistem rezervoara dalje obuhvata drugi senzor pritiska, povezan sa ventilnim prekidačem, za merenje pritiska napajanja u vodu za napajanje na strani potrošača, pri č emu se ventilni prekidača može kretati između navedenog isključenog položaja, navedenih položaja prekidača i trećeg položaja prekidača u kome su oba odvodna kanala otvorena, a pri č emu ventilni prekidač zauzima treći položaj prekidača kada je izmereni pritisak u sudu veći od prve granične vrednosti i kada je istovremeno izmereni pritisak u sudu 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.

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.

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.

U drugom aspektu, pronalazak stvara uređaj sa barem dva sistema rezervoara opisanog tipa, pri č emu 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.

Što se tiče ostalih prednosti i načina realizacije ovakvog uređaja, 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);

Sl. 4 opšti način realizacije sistema rezervoara prema ovom pronalasku u formi pojednostavljene hidraulične sheme;

Sl. 5 varijanta sistema rezervoara sa sl. 4 u formi pojednostavljene hidraulične sheme; i

Sl. 6a i 6b po jedan uređaj sa dva sistema rezervoara prema stanju tehnike (Sl.

6a) odnosno prema ovom pronalasku (sl.6b).

Sl. 1 prikazuje sistem rezervoara prema stanju tehnike u formi pojednostavljene hidraulične sheme. Sistem 1 rezervoara 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. Prekidni 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. Prekidni 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, kriogeni sud 2 se nalazi pod pritiskom između 7 i 10 bara, na kome se vrši punjenje rezervoara, a na otprilike 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 temperature od spolja na kriogeni sud 2, pritisak u kriogenom sudu 2 raste, npr. za vreme mirovanja tj. kada nema potrošnje, za na primer 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 tehničke prakse 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 š to 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 4, usporava rasterećenje pritiska u sudu.

Sl. 2, na kojoj isti referentni znaci označavaju iste delove kao na sl. 1, prikazuje sistem 16 rezervoara prema ovom pronalasku, npr. za gorivo nekog vozila, koje se može staviti u pogon bez ekonomajzer prekidača. Sistem 16 rezervoara obuhvata sud 2, koji sadrži dvofaznu smeša 3 kriogenog gasa 4 i kriogene tečnosti 5. Priključena na kriogeni 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 kriogeni 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 kriogeni sud 2, sa mlaznicom 21 za popunjavanje kriogenog 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 realizaciji, 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 kriogenog 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 č emu 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 kanal 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 2, 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 kriogenog 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 kriogenog 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 između prvog i drugog položaja S1, S2prekidača 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 31a, 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 č emu su u ovom trećem položaju S3prekidača oba odvodna kanala 7, 9 otvorena (V1= 1; V2= 1). Kao š to 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 kriogenog 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 č etvrti 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 š to je brže moguće spustio na ovaj nivo. Ako je kriogeni 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 kriogeni sud 2, npr. za vreme kada je obustavljen pogon. Na primeru sl. 2, prvi prekidni ventil 28 i drugi prekidni ventil 29 imaju integrisan 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 kriogenog 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 kriogeni 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.

Dalje, 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 kriogeni 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.

Sl. 4 prikazuje opšti primer sistema rezervoara sa kriogenim sudom 2, koji prima dvofaznu smešu 3 kriogenog gasa 4 i kriogene tečnosti 5, sa vodom 11 za napajanje koji napaja potrošača M barem jednim odvodnim kanalom tj. prvim odvodnim kanalom 7, koji polazi iz kriogenog suda 2 i/ili drugim odvodnim kanalom 9 koji polazi iz kriogenog suda 2, i sa grejnim elementom 12 kojim se kreće vod 11 za napajanje. U vodu 11 za napajanje ili barem u jednom odvodnom kanalu 7, 9, svakako na strani suda na grejnom elementu 12 postavljen je ventilni prekidač 27. Ventilni prekidač 27 upravlja se električnim upravljanjem 31b tako da se barem jedan odvodni kanal 7, 9 tj. u slučaju da se oba odvodna kanala 7, 9 ulivaju u vod 11 za napajanje, ova dva odvodna kanala 7, 9 ili vod 11 za napajanje mogu prekidačem otvoriti tj. zatvoriti, a samim tim se omogućava tj. blokira napajanje potrošača M. Samo upravljanje 31b priključeno je za neki senzor npr. ključni prekidač S kontakt brave ili na neki udarni senzor vozila, koji utiče na upravljanje 31b.

Sl. 5 prikazuje varijantu realizacije sistema 16 rezervoara sa prvim i drugim odvodnim kanalom 7, 9, koji, kao na primeru sa sl. 1, sigurnosnim ventilom 14 za visok pritisak i ustavom 9 obrazuju ekonomajzer prekidač, gde je, međutim, za razliku od sl. 1, ventilni prekidač 27 – u ovom slučaju izrađen kao jedini elektromagnetni prekidni ventil – postavljen na strani suda na grejnom elementu 12 u vodu 11 za napajanje.

Alternativne varijante, prema kojima je ventilni prekidač 27 tj. prekidni ventili 28, 29 postavljeni u prvom i/ili drugom odvodnom kanalu, kao i ostali položaji S1, S2i/ili S3prekidača u zavisnosti od pritiska P1 u sudu i/ili pritiska P2 napajanja, već su detaljno objašnjeni u kontekstu sl.2, 3a i 3b.

Prema sl. 6a i 6b moguće je spojiti dva ili više sistema 1, 16 rezervoara i tako zajedno napajati potrošač M. Budući da prema stanju tehnike (sl. 4a), grejni element 12, prema smernici ECE R110 za vozila, mora biti postavljen unutar oblasti, zaštićene blokadnim ventilima 13, u tehničkoj praksi je moguće spajanje dvaju sistema 1 rezervoara samo u opsegu normalne temperature tj. sa strane potrošača na grejnim elementima 12, š to zahteva veći broj grejnih elemenata 12.

Za razliku od toga, ventilni prekidač 27 sistema 16 rezervoara prema ovom pronalasku omogućava zaštitno zatvaranje već u kriogenoj oblasti tako da je moguće spojiti dva ili više sistema 16 rezervoara prema ovom pronalasku u jedan uređaj 40 u tački 41 spajanja koja se nalazi na strani suda na grejnom elementu 12. Tako objedinjeni vodovi 11 za napajanje mogu se pokretati jednim zajedničkim grejnim elementom 12.

Podrazumeva se da sistem 16 rezervoara može da raspolaže i drugim komponentama kao š to 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 š ine 49 sistema 16 rezervoara. Priključna š ina 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 š ine 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. električno upravljanje 31b i/ili upravljanje 31a 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 (8)

Patentni zahtevi

1. Sistem rezervoara, koji obuhvata

kriogeni sud (2) za prijem dvofazne smeše (3) kriogenog gasa (4) i kriogene tečnosti (5),

vod (11) za napajanje kojim se napaja potrošač (M) preko barem jednog odvodnog kanala (7, 9) koji polazi iz kriogenog suda (2),

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

ventilni prekidač (27), kojim se može električno upravljati, za upravljanje uključivanjem i isključivanjem napajanja potrošača (M),

upravljanje (31b) koje električno upravlja ventilnim prekidačem (27),

prvi odvodni kanal (7) koji polazi iz gornjeg dela (6) suda (2) za kriogeni gas (4), koji se uliva u navedeni vod za napajanje, i

drugi odvodni kanal (9) koji polazi iz podnog dela (8) suda (2) za kriogenu tečnost (5) koji se uliva u navedeni vod za napajanje,

pri čemu je ventilni prekidač (27) postavljen između kriogenog suda (2) i grejnog elementa (12),

naznačen time, š to ventilni prekidač (27) poseduje za prvi odvodni kanal (7) nepovratni ventil (33) koji ga drži otvorenim, pri zatvaranju u smeru potrošača (M), u smeru suda (2) i/ili

što ventilni prekidač (27) poseduje za drugi odvodni kanal (9) nepovratni ventil (34) koji ga drži otvorenim, pri zatvaranju u smeru potrošača (M), u smeru suda (2).

2. Sistem rezervoara prema zahtevu 1, naznačen time, š to je kriogeni sud (2) obuhvata prvi senzor (30) pritiska za merenje pritiska (P1) u sudu, za koji je priključen ventilni prekidač (27),

pri č emu se ventilni prekidač (27) može kretati barem između navedenog isključenog položaja, prvog položaja (S1) prekidača, u kome je prvi odvodni kanal (7) otvoren, a drugi odvodni kanal (9) zatvoren barem u smeru potrošača (M), i drugog položaja (S2) prekidača, u kome je prvi odvodni kanal (7) barem u smeru 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).

3. Sistem rezervoara prema zahtevu 2, naznačen time, š to 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).

4. Sistem rezervoara prema zahtevu 3, naznačen time, š to su prekidni ventili (27, 28) elektromagnetni prekidni ventili.

5. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 2 do 4, naznačen drugim senzorom (32) pritiska, povezanim sa ventilnim prekidačem (27) za merenje pritiska (P2) napajanja sa strane potrošača u vodu (11) za napajanje,

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

pri č emu 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).

6. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 2 do 5, naznačen time, š to 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.

7. Sistem rezervoara prema nekom od zahteva 2 do 6, naznačen time, š to drugi odvodni kanal (9) obuhvata pumpu (35) za kriogenu tečnost (5).

8. Uređaj sa barem dva sistema rezervoara prema nekom od zahteva 1 do 7, naznačen time, š to se vodovi (11) za napajanje sistema (16) rezervoara kreću sjedinjeni jednim zajedničkim grejnim elementom (12).