ЗАПРАВОЧНАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Российский патент 2023 года по МПК F25J1/00 F17C13/02 

Область техники

Настоящее изобретение относится к заправочной станции для транспортных средств.

Уровень техники

Заправочным станциям для распределения топлива для транспортных средств необходимо хранить топливо в резервуарах для временного хранения, из которых его извлекают для подачи в транспортные средства потребителей.

Ввиду того, что рассматриваются газообразные виды топлива, наивысшая эффективность хранения достигается за счет сжижения, что в действительности позволяет значительно снизить объем топлива, обеспечивая возможность хранения намного большей массы, при этом объем резервуаров для хранения остается прежним.

В случае топлива, такого как СНГ (сжиженный нефтяной газ), сжижение может быть получено путем интенсивного повышения давления, однако другие так называемые криогенные виды топлива, в том числе природный газ, также обязательно требуют охлаждения при температурах значительно ниже 0°С.

В этом отношении следует отметить, что природный газ представляет собой газ, пребывающий в природе, основным компонентом которого является метан (СН4), но который обычно также содержит другие газообразные углеводороды, такие как этан (СН3СН3), пропан (СН3СН2СН3) и бутан (СН3СН2СН2СН3); из соображений простоты представления, в настоящем документе термин «метан» будет использоваться для указания как чистого метана, так и в целом природного газа.

Для распределения жидкого метана для моторных транспортных средств известны заправочные станции, которые заправляются жидким метаном при низкой температуре с помощью автомобильных цистерн, а затем временно хранят его в криогенном резервуаре, т.е. резервуаре с тепловой изоляцией при низком давлении (близком к атмосферному давлению).

Низкая температура, необходимая для поддержания метана в жидком состоянии, поддерживается за счет изоляции резервуара.

Однако такой резервуар не может обеспечивать возможность поддержания такой температуры в течение неопределенного времени, а вместо этого склонен медленно нагреваться с течением времени, что приводит к медленному выпариванию сжиженного метана.

При достижении выпаривающимся метаном избыточно высокого давления внутри резервуара, происходит его выброс в атмосферу через вентиляционный клапан из соображений безопасности.

Заправочные станции, которые выдают жидкий метан, имеют ряд недостатков, в том числе тот факт, что этот тип хранилища в конечном итоге приводит к большой трате топлива.

В этом отношении, другим недостатком является тот факт, что заправочная станция данного типа вынуждена очень осторожно планировать свой план работы по подаче сжиженного метала, поскольку избыточное количество влечет за собой повышенные затраты вследствие растраты, тогда как избыточно ограниченное количество влечет за собой риск неудовлетворения потребительских потребностей: этот недостаток еще более ощущают на себе небольшие заправочные станции.

Другим недостатком известных заправочных станций является тот факт, что повторная заправка автомобильной цистерной обуславливает необходимость в планировании достаточно высокого минимального количества топлива для того, чтобы покрыть потребности до прибытия следующей автомобильной цистерны, что усложняет снижение растрат.

Другим недостатком данного уровня техники является тот факт, что если заправочная станция продает метан непосредственно в жидком состоянии, воздушная фракция, вырабатываемая путем выпаривания внутри криогенного резервуара, не может быть использована каким-либо образом, даже если часть была удержана в резервуаре и не вышла через вентиляционное отверстие в атмосферу.

Описание изобретения

Основная цель настоящего изобретения заключается в представлении заправочной станции для транспортных средств, которая обеспечивала бы возможность значительного снижения растраты топлива по сравнению с известными станциями обслуживания.

В пределах указанной цели, одна из задач настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности подачи жидкого метана практическим, простым и функциональным способом, при этом, в то же время, значительно снижая количество жидкого метана, которое должно храниться.

Еще одна задача настоящего изобретения заключается в обеспечении возможности более простого программирования количества топлива, подлежащего хранению.

Другая задача настоящего изобретения заключается в представлении заправочной станции для транспортных средств, которая позволила бы преодолеть указанные выше недостатки уровня техники в рамках простого, рационального, легкого, эффективного в использовании, а также доступного решения.

Указанные выше цели решаются за счет настоящей заправочной станции для транспортных средств по пункту 1 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей

Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны из описания предпочтительного, но не исключающего, варианта реализации заправочной станции для транспортных средств, изображенной в качестве иллюстративного, но не ограничивающего, примера на сопроводительных чертежах, на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематический вид заправочной станции, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2 представляет собой схематический вид узла для сжижения, обеспечиваемого заправочной станцией, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 3 представляет собой схематический вид варианта реализации охлаждающего устройства, обеспечиваемого заправочной станцией, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 4 представляет собой схематический вид альтернативного варианта реализации охлаждающего устройства, обеспечиваемого заправочной станцией, в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 5 представляет собой схематический подробный вид в разрезе заправочной станции по Фиг. 1 с распределителем с гидравлическим приводом в конфигурации всасывания;

Фиг. 6 представляет собой схематический подробный вид Фиг. 5 в разрезе с распределителем с гидравлическим приводом в конфигурации расширения;

Фиг. 7 представляет собой схематический подробный вид Фиг. 5 в разрезе с распределителем с гидравлическим приводом в конфигурации сброса.

Варианты реализации изобретения

Ссылаясь конкретно на эти фигуры, ссылочной позицией 1 в целом обозначена заправочная станция для транспортных средств.

В контексте настоящего документа, заправочная станция 1 предназначена как для частного, так и для общественного пользования, причем:

- будучи предназначенной для частного пользования, заправочная станция 1 предназначена для подачи топлива ограниченному количеству транспортных средств, например, транспортным средствам из автопарка компании, которые принадлежат той же компании, которой принадлежит заправочная станция 1, и которые являются единственными транспортными средствами, имеющими доступ к заправочной станции 1;

- будучи предназначенной для общественного пользования, к заправочной станции 1 имеется доступ у любого транспортного средства и, таким образом, она предназначена для подачи топлива неопределенному количеству транспортных средств.

Заправочная станция 1 содержит:

- подводящую трубу 2 трубопровода для метана, транспортирующего газообразный метан;

- узел А сжижения, соединенный гидравлическим образом с подводящей трубой 2 и выполненный с возможностью сжижения газообразного метана, передаваемого по трубопроводу для метана, для получения жидкого метана;

- раздаточную колонку 3 жидкого метана, которая соединена гидравлическим образом с узлом А сжижения и выполнена с возможностью соединения съемным образом с транспортным средством 4 для подачи жидкого метана транспортному средству 4.

На практике, подводящая труба состоит из секции нормальной сети распределения метана и используется для получения жидкого метана.

Таким образом, на заправочную станцию 1 не подается жидкий метан посредством автомобильных цистерн, которые транспортируют его с завода, предназначенного для сжижения, но она может получать жидкий метан, который необходим на месте, с возможностью регулировки получаемого количества в зависимости от потребностей потребителей.

Предпочтительно, заправочная станция 1 также содержит криогенный резервуар 5 для хранения жидкого метана, гидравлическим образом размещенный между узлом А сжижения и раздаточной колонкой 3.

В частности, уже сжиженный метан выходит из узла А сжижения по первой трубе 27 для попадания в криогенный резервуар 5 для хранения, где он может временно храниться перед транспортировкой в раздаточную колонку 3 по второй трубе 28.

Функция криогенного резервуара 5 для хранения заключается в поддержании температуры и давления, которые были достигнуты в узле А сжижения, и он, следовательно, надлежащим образом изолирован от внешней окружающей среды.

Кроме того, нельзя исключать возможность оснащения криогенного резервуара 5 для хранения охлаждающим контуром (не показан на иллюстрациях) для того, чтобы предотвратить изменения режимов температуры и давления внутри него и полностью устранить возможность выпаривания жидкого метана.

В качестве альтернативы или в комбинации с охлаждающим контуром, полезной является возможность обеспечения контура для восстановления газообразной фракции метана, который выпаривается внутри криогенного резервуара 5 для хранения.

Восстановительный контур, например, может состоять из трубопровода 29, который соединяет криогенный резервуар 5 для хранения с узлом А сжижения, и клапанного узла 30, который соединен с трубопроводом 29 и может быть открыт, например, если давление внутри криогенного резервуара 5 для хранения превышает пороговое значение.

Таким образом, восстановительный контур обеспечивает возможность выхода выпаренного газообразного метана внутри криогенного резервуара 5 для хранения, перенося его обратно в узел А сжижения для его повторного сжижения.

Следовательно, восстановительный контур восстанавливает нормальные условия температуры и давления жидкого метана внутри криогенного резервуара 5 для хранения и полностью исключает растраты топлива.

Удобно, чтобы криогенный резервуар 5 для хранения содержал средства 6 для повышения давления жидкого метана, которые выполнены с возможностью повышения давления жидкого метана внутри криогенного резервуара 5 для хранения для его выталкивания в направлении раздаточной колонки 3, когда последняя открыта.

Этот вариант реализации, в частности, изображен на Фигуре 1; давление в криогенном резервуаре 5 для хранения повышается с помощью средств 6 для повышения давления, и жидкий метан проходит в направлении раздаточной колонки 3 благодаря имеющейся разнице давления между криогенным резервуаром 5 для хранения и раздаточной колонкой 3.

В качестве альтернативы или в комбинации со средствами для повышения давления, заправочная станция 1 содержит насосное устройство 7, размещенное гидравлическим образом между криогенным резервуаром 5 для хранения и раздаточной колонкой 3, а также выполненное с возможностью толкания жидкого метана в направлении раздаточной колонки 3.

В конкретном варианте реализации, изображенном на Фигуре 1, заправочная станция 1 оснащена как средствами 6 для повышения давления в криогенном резервуаре 5 для хранения, так и насосным устройством 7 между криогенным резервуаром 5 для хранения и раздаточной колонкой 3.

Однако нельзя исключать возможность обеспечения только средств 6 для повышения давления или только насосного устройства 7, или других средств для переноса жидкого метана из криогенного резервуара 5 для хранения к раздаточной колонке 3.

В этом отношении, например, можно отметить, что узел А сжижения может быть выполнен с возможностью получения жидкого метана, уже имеющего такие условия давления, которые позволяют повысить давление в криогенном резервуаре 5 для хранения, или в любом случае он может быть активирован для повышения давления жидкого метана, уже находящегося внутри криогенного резервуара 5 для хранения.

При отсутствии средств 6 для повышения давления или функции узла А сжижения, давление в криогенном резервуаре 5 для хранения активно не повышается и, сохраняя эффект выпаривания жидкого метана, его внутреннее давление остается по существу равным атмосферному давлению.

Предпочтительно, раздаточная колонка 3 содержит устройство 8 для измерения потока жидкого метана, выполненное с возможностью измерения количества жидкого метана, который проходит через раздаточную колонку 3.

Через устройство 8 для измерения потока проходит поток жидкого метана, который им управляет, и оно, например, может представлять собой турбинный расходометр любого типа.

Кроме того, раздаточная колонка 3 содержит считывающее устройство 9 для преобразования количества жидкого метана, который проходит через раздаточную колонку 3, в сумму денег, подлежащую уплате.

Благодаря устройству 8 для измерения потока и считывающему устройству 9, раздаточная колонка 3 точно определяет количество жидкого метана, поданного к транспортному средству 4 потребителя, и вычисляет сумму денег, подлежащую уплате.

Предпочтительно, узел А сжижения содержит:

- компрессор 10, находящийся в гидравлическом соединении с подводящей трубой 2 и выполненный с возможностью повышения давления газообразного метана;

- охлаждающее(ие) устройство(а) 11 (несколько), соединенное(ые) гидравлическим образом с компрессором 10, выполненное(ые) с возможностью охлаждения газообразного метана;

- расширительный узел В, соединенный гидравлическим образом с охлаждающим устройством 11, который выполнен с возможностью снижения давления газообразного метана для получения жидкого метана;

- секцию 12 переноса, соединенную гидравлическим образом с расширительным узлом В и выполненную с возможностью переноса жидкого метана за пределы узла А сжижения.

В частности, подводящая труба 2 переносит газообразный метан в компрессор 10, который сжимает его при достаточно высоком давлении, составляющем вплоть до 200 бар.

После этого, спокойный газообразный метан выходит из компрессора 10 и входит в охлаждающее устройство 11: последнее снижает его температуру до значения значительно ниже 0°С, при этом возможно достижение даже приблизительно -60°С для того, чтобы сделать возможным последующее сжижение.

На Фигуре 3 показан возможный пример охлаждающего устройства 11, которое содержит по меньшей мере один контур 31 хладагента, т.е. внутренний прибор, который реализует цикл охлаждения, включающий сжатие и расширение газообразного хладагента для переноса тепла из низкотемпературной среды в среду с более высокой температурой.

В этом случае, цикл 31 хладагента соединен с теплообменником 32 внутри, который представляет собой катушку 33, по которой проходит газообразный метан.

Цикл 31 хладагента снижает температуру внутри теплообменника 32 для того, чтобы завлечь тепло из катушки 33 и снизить температуру газообразного метана.

В отличие от этого, на Фигуре 4 показан альтернативный вариант реализации охлаждающего устройства 11, которое содержит по меньшей мере один магнитокалорический охладитель 34, выполненный с возможностью использования магнито-термодинамического процесса, известного, как магнитокалорический эффект, в котором за счет применения магнитного поля обеспечивается возможность реверсивного изменения температуры конкретного материала, определенного магнитокалорического материала.

В этом случае, магнитокалорический охладитель 34 содержит блок 35 магнитокалорического материала, внутри которого обеспечен переходной канал 36, через который проходит газообразный метан от впускного отверстия 37 к выпускному отверстию 38.

Магнитокалорический охладитель 34 также содержит генератор 39 магнитного поля, находящийся вблизи блока 35 магнитокалорического материала и выполненный с возможностью генерирования магнитного поля, которое вводится в блок 35 магнитокалорического материала.

Генератор 39 магнитного поля состоит, например, из электромагнита, который, будучи возбужденным посредством катушки 41, генерирует магнитное поле и который прерывает магнитное поле сразу после отключения катушки.

Катушка, например, может быть выполнена из сверхпроводящего материала, который, за счет использования части блоков хладагента, полученных магнитокалорическим охладителем 34, выполнен для работы при криогенной температуре и, таким образом, без какого-либо электрического сопротивления.

Однако нельзя исключать возможность того, что генератор 39 магнитного поля состоит из постоянного магнита, который может приближаться к блоку 35 магнитокалорического материала для того, чтобы воздействовать на него магнитным полем, и отходить от блока 35 магнитокалорического материала для того, чтобы вернуть его обратно в не намагниченное состояние.

Кроме того, вблизи блока 35 магнитокалорического материала расположено устройство 40 для вывода тепла, т.е. устройство, которое удаляет тепло из блока 35 магнитокалорического материала.

Устройство 40 для вывода тепла может состоять из, например, вентилятора, цикла хладагента или другой охлаждающей системы.

За счет применения магнитного поля к блоку 35 магнитокалорического материала посредством генератора 39 магнитного поля, магнитокалорический материал нагревается за счет положительной ΔТ.

За счет устройства 40 для вывода тепла, температура блока 35 магнитокалорического материала возвращается к комнатной несмотря на то, что он остается под воздействием магнитного поля.

В этот момент, за счет прерывания магнитного поля, магнитокалорический материал снижает свою температуру за счет отрицательной ΔT, что может быть использовано для охлаждения газообразного метана, проходящего через переходной канал 36.

За счет повторения процесса с заранее определенной частотой, газообразный метан может быть охлажден до желаемой температуры.

Также легко понять, что особенно удобным может быть техническое решение, в котором предусмотрено два или более блоков магнитокалорического материала, при этом когда магнитокалорический материал одного блока нагревается, магнитокалорический материал другого блока охлаждается.

Использование магнитокалорического охладителя 34 вместо контура 31 хладагента прежде всего обеспечивает более высокий тепловой КПД и значительно более низкие затраты на получение жидкого метана.

Сжатый и охлажденный метан теперь вводится в расширительный узел В, который значительно снижает его давление: снижение давления сопровождается одновременным произвольным снижением температуры, и метан достигает физического состояния, подходящего для изменения в жидкое состояние.

В целом, в конце этой фазы расширения получают не чистую жидкость, а скорее пыль, состоящую из жидкой фракции и воздушной фракции, что обеспечивает возможность разделения двух фракций и восстановления воздушной фракции путем ее смешивания с газом, входящим в расширительный узел В.

Как правило, расширительный узел В содержит поршневой расширитель 13, содержащий:

- расширительную камеру 14, которая проходит вдоль первого осевого направления С и оснащена по меньшей мере одним всасывающим и выпускным патрубком 15; и

- поршень 16, заключенный в расширительной камере 14 и выполненный с возможностью скользящего движения внутри расширительной камеры 14 вдоль первого осевого направления С.

При этом нельзя исключать возможность оснащения поршневого расширителя 13 множеством расширительных камер 14, каждая из которых содержит соответствующий поршень 16, выполненный с возможностью скользящего движения внутри нее.

Сжатый и охлажденный метан переносится в расширительную камеру 14, объем которой увеличивается за счет скользящего движения поршня 16, как показано на Фигурах 3 и 4.

В действительности, поршень 16 выполнен с возможностью скользящего движения вдоль первого осевого направления С и определяет два рабочих положения: первое положение, в котором поршень 16 находится на минимальном расстоянии от патрубка 15 и в котором расширительная камера 14 имеет минимальный объем, и второе положение, в котором поршень 16 находится на максимальном расстоянии от патрубка 15 и в котором расширительная камера 14 имеет максимальный объем.

Сжатый и газообразный метан вводится в поршневой расширитель 13, когда поршень 16 находится в первом положении, как показано на Фигуре 3.

После этого, как показано на Фигуре 4, патрубок 15 закрывается, а поршень 16 перемещается во второе положение, тем самым увеличивая объем расширительной камеры 14 и в то же время снижая внутреннее давление.

За счет этой операции обеспечивается возможность получения частично сжиженного метана, а также отделения жидкости от воздушной фракции и ее сбора.

Патрубок 15 вновь открывается, когда поршень 16 находится во втором положении, затем поршень 16 переводится обратно в первое положение для выталкивания сжиженного метана из расширительной камеры 14, что схематически показано на Фигуре 5, снижая объем последней до минимально возможного.

Предпочтительно, поршневой расширитель 13 содержит распределитель 17 с гидравлическим управлением, соединенный с патрубком 15 и выполненный с возможностью управления направлением потока метана.

В частности, распределитель 17 с гидравлическим управлением управляет открытием и закрытием патрубка 15 откалиброванным образом для того, чтобы обеспечить выпуск сжиженного метана только в том случае, когда расширение было завершено.

Предпочтительно, распределитель 17 с гидравлическим управлением содержит:

- по меньшей мере один клапанный корпус 18, содержащий по меньшей мере одну скользящую камеру 21а, 21b, имеющую по существу продолговатую форму, которая проходит вдоль по меньшей мере второго осевого направления D и снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием 19 для впуска газообразного метана, по меньшей мере одним выпускным отверстием 20 для выпуска частично сжиженного метана и по меньшей мере одно отверстие 15' патрубка, связанное с патрубком 15, для соединения распределителя 17 с гидравлическим управлением с расширительной камерой 14 поршневого расширителя 13;

- по меньшей мере один ползунок 22а, 22b, имеющий по существу продолговатую форму, заключенный в скользящей камере 21а, 21b, выполненный с возможностью скользящего движения вдоль второго осевого направления D и содержащий по меньшей мере один внутренний канал 23а, 23b, по которому проходит метан и который может находиться в соединении с гидравлическим управлением с по меньшей мере двумя из впускного отверстия 19, отверстия 15' патрубка и выпускного отверстия 20. Внутренний канал 23а, 23b имеет продолговатую форму, т.е. его ширина значительно меньше его длины, обеспечивая повышенное сопротивление распределителю 17 с гидравлическим управлением относительно высокого давления текучей среды, проходящей через него.

Как правило, первое осевое направление С и второе осевое направление D по существу параллельны друг другу.

Благодаря этой конкретной конфигурации, поршневой расширитель 13 по существу выровнен с распределителем 17 с гидравлическим управлением, а расширительный узел В имеет очень ограниченные габаритные размеры.

Однако нельзя исключать возможность размещения первого осевого направления С и второго осевого направления D иным образом.

Предпочтительно, распределитель 17 с гидравлическим управлением содержит множество скользящих камер 21а, 21b и множество ползунков 22а, 22b, каждый из которых заключен в соответствующей скользящей камере 21а, 21b и выполнен с возможностью скольжения по существу в шахматном порядке друг относительно друга вдоль второго осевого направления D.

В конкретном варианте реализации, показанном на фигурах, распределитель 17 с гидравлическим управлением содержит:

- первую скользящую камеру 21а, в которой заключен первый ползунок 22а, оснащенный первым внутренним каналом 23а;

- вторую скользящую камеру 21b, в которой заключен второй ползунок 22b, оснащенный вторым внутренним каналом 23b;

причем первый ползунок 22а и второй ползунок 22b выполнены с возможностью скользящего движения по существу по очереди вдоль второго осевого направления D между:

- конфигурацией всасывания, в которой первый внутренний канал 23а находится в сообщении с впускным отверстием 19 и отверстием 15' патрубка;

- конфигурацией расширения, в которой первый внутренний канал 23а и второй внутренний канал 23b изолированы относительно расширительной камеры 14; и

- конфигурацией выпуска, в которой второй внутренний канал 23b находится в сообщении с отверстием 15' патрубка и выпускным отверстием 20.

Первый ползунок 22а и второй ползунок 22b двигаются по существу синхронным образом относительно поршня 16.

Более конкретно, когда сжатый и охлажденный газообразный метан переносится в расширительную камеру 14, поршень 16 находится в первом положении, а распределитель 17 с гидравлическим управлением находится в конфигурации всасывания, как показано на Фигуре 3.

Когда заполнение расширительной камеры 14 было завершено, распределитель 17 с гидравлическим управлением переходит в конфигурацию расширения, как показано на Фигуре 4, и закрывает патрубок 15, а поршень 16 начинает движение в направлении второго положения.

Когда поршень 16 достигает второго положения и расширение было завершено, распределитель 17 с гидравлическим управлением переходит в конфигурацию выпуска, как показано на Фигуре 5, для обеспечения возможности выпуска любого сжиженного метана и остаточной газообразной фракции, а поршень 16 начинает движение вновь в направлении первого положения.

Синхронизация операций, описанных выше, обеспечивает возможность повышения эффективности расширения метана и, как следствие, жидкой фракции относительно той, которая все еще является воздушной.

Важно обеспечить надежную герметичность в распределителе 17 с гидравлическим управлением для предотвращения утечек газа, следовательно распределитель 17 с гидравлическим управлением снабжен множеством прокладок 24.

Предпочтительно, распределитель 17 с гидравлическим управлением содержит по меньшей мере один моторизированный линейный привод 25, который выполнен с возможностью перемещения первого ползунка 22а и второго ползунка 22b вдоль второго осевого направления D.

Предпочтительно, распределитель 17 с гидравлическим управлением содержит два моторизированных линейных привода 25, которые выполнены с возможностью перемещения первого ползунка 22а и второго ползунка 22b соответственно вдоль второго осевого направления D.

Моторизированные линейные приводы 25 обеспечивают возможность полностью автоматического перемещения первого ползунка 22а и второго ползунка 22b с высокой точностью.

Однако нельзя исключать альтернативные варианты реализации настоящего изобретения, в которых моторизированные линейные приводы 25 заменены на моторизированный кулачковый вал, который оснащен кулачками, которые действуют на ползунки 22а, 22b и обеспечивают корректное функционирование распределителя 17 с гидравлическим управлением.

Как правило, расширительный узел В содержит дроссельный клапан 26, размещенный между поршневым расширителем 13 и секцией 12 передачи, а также выполненный с возможностью снижения давления метана, выходящего из поршневого расширителя 13.

Более конкретно, дроссельный клапан 26 используется для получения дополнительного снижения давления сжиженного метана, выходящего из поршневого расширителя 13: снижение давления сопровождается дополнительным снижением температуры, а также дополнительным увеличением получаемой жидкой фракции.

Однако нельзя исключать возможность выполнения расширительного узла В без дроссельного клапана 26, полагаясь на расширением только в расширительной камере 14.

Сжиженный метан теперь достигает секции 12 переноса, по которой он переносится за пределы узла А сжижения и, в данном случае, к первой трубе 27.

Секция 12 переноса может состоять, например, из простой трубчатой соединительной секции (т.е. канала), при этом жидкий метан произвольно выходит из узла сжижения за счет простой разницы давления по сравнению с криогенным резервуаром 5 для хранения. В качестве альтернативы, секция 12 переноса может состоять из насосного устройства, которая, следовательно, имеет активную функцию толкания жидкого метана, полученного в расширительном узле В в направлении криогенного резервуара 5 для хранения.

Как было указано, узел А сжижения содержит ряд компонентов, включающих в себя компрессор 10, охлаждающее устройство 11 и расширительный узел В.

Однако нельзя исключать альтернативные варианты реализации, в которых узел А сжижения выполнен иным образом и состоит, например, из магнитокалорического охладителя.

Иными словами, достаточно мощный магнитокалорический охладитель может быть подготовлен на впускном отверстии для приема газообразного метана, поступающего из подводящей трубы 2, и для раздачи жидкого метана, подлежащего переносу, из выпускного отверстия в криогенный резервуар 5 для хранения и в раздаточную колонку 3 без необходимости в обеспечении дополнительных стадий охлаждения и дополнительных тепловых приборов.

При практической реализации было обнаружено, что описанное изобретение достигает поставленных целей.

В частности, следует подчеркнуть тот факт, что настоящая заправочная станция для транспортных средств обеспечивает возможность значительного снижения растрат топлива по сравнению с известными заправочными станциями, поскольку жидкий метан может быть получен непосредственно из газа, переносящегося по газовому трубопроводу и в малых количествах, с адаптацией к текущим потребностям.

Более того, подача жидкого метана является более практичной, простой и функциональной, при этом, в то же время, она значительно снижает количество жидкого метана, который подлежит хранению, благодаря тому, что получение жидкого метана может регулироваться мгновенно.

Кроме того, настоящая заправочная станция исключает необходимость в подачи с помощью автомобильных цистерн.

Наконец, настоящее изобретение делает программирование количества топлива, подлежащего хранению, более простым, поскольку уровень получения и хранения может быть изменен в любое время.

Заправочная станция (1) для транспортных средств (4) содержит подводящую трубу (2) трубопровода для метана, транспортирующего газообразный метан, узел (А) сжижения, соединенный гидравлическим образом с подводящей трубой (2) и выполненный с возможностью сжижения газообразного метана, передаваемого по трубопроводу для метана, для получения жидкого метана, по меньшей мере одну раздаточную колонку (3) жидкого метана, которая соединена гидравлическим образом с узлом (А) сжижения и выполнена с возможностью соединения съемным образом с транспортным средством (4) для подачи жидкого метана транспортному средству (4). Техническим результатом является снижение растраты топлива. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Заправочная станция (1) для транспортных средств (4), отличающаяся тем, что она содержит:

- по меньшей мере одну подводящую трубу (2) трубопровода для метана, транспортирующего газообразный метан;

- по меньшей мере один узел (A) сжижения, соединённый с возможностью движения жидкости с указанной подводящей трубой (2) и выполненный с возможностью сжижения указанного газообразного метана, передаваемого по указанному трубопроводу для метана, для получения жидкого метана;

- по меньшей мере одну раздаточную колонку (3) указанного жидкого метана, которая соединена с возможностью движения жидкости с указанным узлом (A) сжижения и выполнена с возможностью соединения съёмным образом с транспортным средством (4) для подачи указанного жидкого метана указанному транспортному средству (4);

причём указанный узел (А) сжижения содержит:

- по меньшей мере один компрессор (10), находящийся в гидравлическом соединении с указанной подводящей трубой (2) и выполненный с возможностью повышения давления указанного газообразного метана;

- по меньшей мере одно охлаждающее устройство (11), соединённое с возможностью движения жидкости с указанным компрессором (10), выполненное с возможностью охлаждения указанного газообразного метана;

- по меньшей мере один расширительный узел (В), соединённый с возможностью движения жидкости с указанным охлаждающим устройством (11), который выполнен с возможностью снижения давления указанного газообразного метана для получения указанного жидкого метана;

- по меньшей мере одну секцию (12) переноса, соединённую с возможностью движения жидкости с указанным расширительным узлом (В) и выполненную с возможностью переноса указанного жидкого метана за пределы указанного узла (А) сжижения;

и указанный расширительный узел (В) содержит по меньшей мере один поршневой расширитель (13), содержащий по меньшей мере одну расширительную камеру (14), которая проходит вдоль первого осевого направления (С) и оснащена по меньшей мере одним всасывающим и выпускным патрубком (15), и по меньшей мере один поршень (16), при этом указанный поршневой расширитель заключён в указанной расширительной камере (14) и выполнен с возможностью скользящего движения внутри указанной расширительной камеры (14) вдоль указанного первого осевого направления (С);

и указанный поршневой расширитель (13) содержит по меньшей мере один распределитель (17) с гидравлическим управлением, соединённый с указанным патрубком (15) и выполненный с возможностью управления направлением потока указанного метана;

и указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит:

- по меньшей мере один клапанный корпус (18), содержащий по меньшей мере одну скользящую камеру (21a, 21b), имеющую по существу продолговатую форму, которая проходит вдоль по меньшей мере второго осевого направления (D) и снабжена по меньшей мере одним впускным отверстием (19) для впуска указанного газообразного метана, по меньшей

мере одним выпускным отверстием (20) для выпуска указанного частично сжиженного метана и по меньшей мере одно отверстие (15') патрубка, связанное с указанным патрубком (15), для соединения указанного распределителя (17) с гидравлическим управлением с указанной расширительной камерой (14) указанного поршневого расширителя (13);

- по меньшей мере один ползунок (22a, 22b), имеющий по существу продолговатую форму, заключенный в указанной скользящей камере (21a, 21b), выполненный с возможностью скользящего движения вдоль указанного второго осевого направления (D) и содержащий по меньшей мере один внутренний канал (23a, 23b), по которому проходит указанный метан и который может находиться в соединении с гидравлическим управлением с по меньшей мере двумя из указанного впускного отверстия (19), указанного отверстия (15') патрубка и указанного выпускного отверстия (20).

2. Заправочная станция (1) по п. 1, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере один криогенный резервуар (5) для хранения указанного жидкого метана, размещённый с возможностью движения жидкости между указанным узлом (А) сжижения и указанной раздаточной колонкой (3).

3. Заправочная станция (1) по п. 2, отличающаяся тем, что указанный криогенный резервуар (5) для хранения содержит средства (6) для повышения давления указанного жидкого метана, которые выполнены с возможностью повышения давления указанного жидкого метана внутри указанного криогенного резервуара (5) для хранения для его толкания в направлении указанной раздаточной колонки (3).

4. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она содержит по меньшей мере одно насосное устройство (7), размещённое с возможностью движения жидкости между указанным криогенным резервуаром (5) для хранения и указанной раздаточной колонкой (3), а также выполненное с возможностью толкания указанного жидкого метана в направлении указанной раздаточной колонки (3).

5. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что указанная раздаточная колонка (3) содержит по меньшей мере одно устройство (8) для измерения потока указанного жидкого метана, выполненное с возможностью измерения количества жидкого метана, который проходит через указанную раздаточную колонку (3).

6. Заправочная станция (1) по п. 5, отличающаяся тем, что указанная раздаточная колонка (3) содержит по меньшей мере одно считывающее устройство (9) для преобразования указанного количества жидкого метана, который проходит через указанную раздаточную колонку (3), в сумму денег, подлежащую уплате.

7. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-6, отличающаяся тем, что указанное первое осевое направление (С) и указанное второе осевое направление (D) по существу параллельны друг другу.

8. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-7, отличающаяся тем, что указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит множество указанных скользящих камер (21a, 21b) и множество указанных ползунков (22a, 22b), каждый из которых заключён в соответствующей скользящей камере (21a, 21b) и выполнен с возможностью скольжения по существу в шахматном порядке относительно друг друга вдоль указанного второго осевого направления (D).

9. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-8, отличающаяся тем, что указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит:

- по меньшей мере первую скользящую камеру (21a), в которой заключён по меньшей мере первый ползунок (22a), оснащённый по меньшей мере первым внутренним каналом (23a);

- по меньшей мере вторую скользящую камеру (21b), в которой заключён по меньшей мере второй ползунок (22b), оснащённый по меньшей мере вторым внутренним каналом (23b);

причём указанный первый ползунок (22a) и указанный второй ползунок (22b) выполнены с возможностью скользящего движения по существу по очереди вдоль указанного второго осевого направления (D) между:

- конфигурацией всасывания, в которой указанный первый внутренний канал (23a) находится в сообщении с указанным впускным отверстием (19) и указанным отверстием (15') патрубка;

- конфигурацией расширения, в которой указанный первый внутренний канал (23a) и указанный второй внутренний канал (23b) изолированы относительно указанной расширительной камеры (14); и

- конфигурацией выпуска, в которой указанный второй внутренний канал (23b) находится в сообщении с указанным отверстием (15') патрубка и указанным выпускным отверстием (20).

10. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-9, отличающаяся тем, что указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит по меньшей мере один моторизированный линейный привод (25), который выполнен с возможностью перемещения по меньшей мере одного из указанного первого ползунка (22a) и указанного второго ползунка (22b) вдоль указанного второго осевого направления (D).

11. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-10, отличающаяся тем, что указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит по меньшей мере два указанных моторизированных линейных привода (25), которые выполнены с возможностью перемещения указанного первого ползунка (22a) и указанного второго ползунка (22b) соответственно вдоль указанного второго осевого направления (D).

12. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-11, отличающаяся тем, что указанный распределитель (17) с гидравлическим управлением содержит моторизированный кулачковый вал, оснащённый кулачками, воздействующими на указанные ползунки (22a, 22b).

13. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-12, отличающаяся тем, что указанный расширительный узел (В) содержит по меньшей мере один дроссельный клапан (26), размещённый между указанным поршневым расширителем (13) и указанной секцией (12) переноса, а также выполненный с возможностью снижения давления указанного метана, выходящего из указанного поршневого расширителя (13).

14. Заправочная станция (1) по одному из пп. 1-13, отличающаяся тем, что указанное охлаждающее устройство (11) содержит по меньшей мере один магнитокалорический охладитель (34).