FR2814530A1

FR2814530A1 - Alimentation de moteurs pneumatiques autonomes avec stockage du gaz en phase liquide

Info

Publication number: FR2814530A1
Application number: FR0012087A
Authority: FR
Inventors: Jean Andre Justin Coton
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2002-03-29

Abstract

Dispositif d'alimentation de moteurs pneumatiques autonomes par un gaz comprimé, stocké sous forme liquide, à basse température. L'invention concerne un procédé un procédé de stockage de gaz en phase liquide, pour l'alimentation de moteurs pneumatiques autonomes, et son dispositif de mise en pression et de vaporisation du gaz. Un gaz (azote, dioxyde de carbone ou air) est liquéfié, puis stocké dans une bouteille isotherme (1) (Fig. 1). Une pompe cryogénique (2) (Fig. 1) transfère le gaz liquéfié vers un évaporateur (3) (Fig. 1) et le met sous la pression nominale d'alimentation du moteur pneumatique (8) (Fig. 1). Le gaz liquéfié est vaporisé dans l'évaporateur (3) (Fig. 1) et réchauffé à une température proche de l'ambiante, afin d'obtenir le maximum de volume gazeux et d'emmagasiner le maximum d'énergie. Un réservoir tampon (4) (Fig. 1) est placé après l'évaporateur (3) (Fig. 1) afin d'amortir les variations de débits de la pompe cryogénique (2) (Fig. 1) et de consommation du moteur pneumatique (8) (Fig. 1). Un pressostat (5) (Fig. 1) régule la pression d'alimentation en gaz en actionnant la pompe cryogénique (2) (Fig. 1). Un limiteur de pression (6) (Fig. 1) est placé dans le circuit afin de prévenir de toutes surpressions accidentelles. Le dispositif selon l'invention est destiné l'alimentation en gaz de moteurs pneumatiques autonomes, statiques ou pour véhicules terrestres ou maritimes.

Description

La présente invention concerne un procédé de stockage de gaz en phase liquide, pour l'alimentation de moteurs pneumatiques autonomes, et son dispositif de mise en pression et de vaporisation du gaz.

Les moteurs pneumatiques consomment de grandes quantités de gaz comprimé, d'où la nécessité de comprimer fortement le gaz pour réduire le volume de stockage du gaz.

Généralement, le gaz comprimé est stocké dans des bouteilles sous haute pression, 200 à 300 bars. Mais cette technologie présente des limites. Le volume final du gaz comprimé n'est que de 200 ou 300 fois plus faible que le volume du gaz aux conditions standard. La tenue aux hautes pressions des bouteilles impose de fortes épaisseurs de parois, d'où un poids élevé. La pression des bouteilles varie en fonction du remplissage de celles-ci, d'où la nécessité d'utiliser un détendeur afin de conserver une pression d'alimentation du moteur en gaz comprimé constante. Quand les bouteilles sont presque vides, la pression résiduelle dans les bouteilles devient inférieure à la pression nominale d'alimentation du moteur pneumatique, d'où une dégradation des performances de celui-ci.

Le stockage du gaz sous phase gazeuse permet de réduire le volume du réservoir, la réduction de volume étant d'environ 685 fois, pour de l'azote à 15 C et 1 bar. Le réservoir n'étant pas soumis à de fortes pressions, son poids est plus faible. Un système de mise sous pression permet de garder une pression d'alimentation du moteur pneumatique constante, même quand le réservoir est presque vide.

Dans sa forme de réalisation, le dispositif de stockage de gaz en phase liquide, pour l'alimentation de moteurs pneumatiques autonomes, et son dispositif de mise en pression et de vaporisation du gaz, se présente comme suit :
Le gaz en phase liquide est stocké dans un réservoir isotherme (1) (Fig. 1), permettant de réduire l'évaporation du gaz Une mise à l'air libre permet d'évacuer le gaz évaporé et de garder le réservoir à la pression atmosphérique.

Une pompe cryogénique (2) (Fig. 1) transvase le gaz en phase liquide de la bouteille isotherme (1) (Fig. 1) vers l'évaporateur (3) (Fig. 1). La pompe cryogénique (2) (Fig. 1) permet de mettre et de maintenir sous pression le circuit aval.

L'évaporateur (3) (Fig. 1) vaporise le gaz en phase liquide par

réchauffement avec l'air extérieur. L'évaporateur (3) (Fig. 1) permet de réchauffer le gaz à une température proche de l'ambiante.

Une bouteille tampon (4) (Fig. 1) permet de d'amortir le niveau pression dans le circuit, principalement lors des changements de consommation du moteur pneumatique (8) (Fig. 1) ou quand la pompe cryogénique (2) (Fig. 2) régule.

Un pressostat (5) (Fig. 1) régule le débit de la pompe cryogénique (2) (Fig. 1) afin de conserver une pression constante dans le circuit, quelle que soit la consommation du moteur pneumatique (8) (Fig. 1). Un limiteur de pression (6) (Fig. 1) permet de prévenir tout risque de surpression dans le circuit.

Une vanne de régulation (7) (Fig. 1) en fin de circuit permet de réguler le

débit de gaz comprimé vers le moteur pneumatique (8) (Fig. 1).

Le dispositif de stockage de gaz en phase liquide, pour l'alimentation de moteurs pneumatiques autonomes peut recevoir une gestion électronique (9) (Fig. 2) de la commande moteur. Celle-ci va contrôler la régulation de la pression dans le circuit, mais elle va en plus anticiper les phases transitoires du moteur pneumatique (8) (Fig. 2), en actionnant plus tôt ou plus tard la pompe cryogénique (2) (Fig 2), afin de réduire les sous-pressions ou surpressions au moment des phases d'accélération ou de décélération.

Dans le cas d'une utilisation de gaz comprimé basse pression, 10 à 25 bars, ! t est possible d'utiliser une résistance chauffante (10) (Fig. 3) plongée dans le gaz en phase liquide de la bouteille isotherme (1) (Fig. 3) La mise à l'air est remplacée par le limiteur de pression (6) (Fig. 3), afin de prévenir toute

surpression. Le pressostat (5) (Fig. 3) régule la pression en envoyant du courant dans la résistance électrique (10) (Fig. 3), celle-ci chauffe, vaporise une petite quantité de gaz et fait monter en pression la bouteille isotherme (1) (Fig. 3), le gaz en phase liquide est ensuite transvasé dans l'évaporateur (3) (Fig. 3) par la pression.

Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné aux moteurs pneumatiques autonomes. Son utilisation est particulièrement adaptée aux véhicules terrestres ou maritimes non polluants, et principalement dans les cites protégés ou fortement pollués.

Claims

REVENDICATIONS

1-Dispositif d'alimentation de moteurs pneumatiques par un gaz comprimé, caractérisé par le fait que le gaz est stocké en phase liquide à basse température, puis comprimé, et vaporisé à la température ambiante, avant distribution.

2-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le gaz en phase liquide peut être stocké à la pression atmosphérique.

3-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le gaz en phase liquide peut être stocké à la pression d'utilisation.

4-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une pompe cryogénique (2) (Fig 1) transfère le gaz en phase liquide et le met sous pression d'utilisation, si le gaz en phase liquide est stocké à la pression atmosphérique.

5-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le transfert du gaz en phase liquide et la mise sous pression d'utilisation sont assurés par une résistance électrique (10) (Fig. 3) plongée dans le gaz en phase liquide, si le gaz en phase liquide est stocké à la pression d'utilisation.

6-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le gaz en phase liquide est vaporisé dans un évaporateur (3) (Fiig. 1), puis réchauffé à une température proche de l'ambiante.

7-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un pressostat (5) (Fig 1) commande le système de transfert du gaz en phase liquide et de mise en pression (2) (Fig 1) (10) (Fig. 3), pour réguler la pression dans le circuit

8-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'un boîtier de gestion électronique (9) (Fig. 2) peut être installé pour gérer la régulation de pression, le débit et le fonctionnement du moteur pneumatique.

9-Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par le fait qu'une bouteille tampon (4) (Fig. 1) est installée pour amortir les variations de pression lors du fonctionnement du système de mise sous pression (2) (Fig. 1) (10) (Fig. 3) ou du moteur pneumatique (8) (Fig. 1).