RU128568U1

RU128568U1 - NATURAL GAS STORAGE SYSTEM FOR VEHICLE (OPTIONS)

Info

Publication number: RU128568U1
Application number: RU2013102830/11U
Authority: RU
Inventors: Яков Сергеевич Мкртычан; Станислав Владимирович Люгай; Даниил Владимирович Селиванов
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2013-05-27

Abstract

1. Система хранения природного газа для транспортного средства, содержащая газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, отличающаяся тем, что емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены на раме за кабиной транспортного средства и с наружной стороны рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде криогенного бака, который закреплен с наружной стороны рамы транспортного средства, противоположной расположению баллонов для хранения компримированного газа, при этом газовый объем криогенного бака составляет не менее 50% от общего объема системы хранения природного газа.2. Система хранения природного газа для транспортного средства, содержащая газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, отличающаяся тем, что емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены с наружных сторон рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде кассеты с криогенными баками, которая закреплена на раме за кабиной транспортного средства, при этом газовый объем криогенных баков составляет не менее 75% от общего объема системы хранения природног�1. A natural gas storage system for a vehicle, comprising gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas refueling device and shut-off and control valves and is connected by gas pipelines to the vehicle engine power system, characterized in that the compressed storage tanks gas are made in the form of cassettes with high-pressure cylinders, which are mounted on the frame behind the vehicle cabin and on the outside of the vehicle frame and the liquefied gas storage tank is made in the form of a cryogenic tank, which is fixed on the outside of the vehicle frame opposite to the location of compressed gas storage cylinders, while the gas volume of the cryogenic tank is at least 50% of the total volume of the natural gas storage system. 2 . A natural gas storage system for a vehicle containing gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas refueling device and shut-off and control valves and is connected by gas pipelines to the vehicle engine power system, characterized in that the compressed gas storage tanks are made in the form of cartridges with high-pressure cylinders, which are fixed on the outer sides of the vehicle frame, and the tank for storing liquefied gas it is in the form of a cassette with cryogenic tanks, which is mounted on the frame behind the vehicle cabin, while the gas volume of cryogenic tanks is at least 75% of the total volume of the natural

Description

Группа полезных моделей относится к области использования природного газа в качестве моторного топлива в первую очередь для седельных тягачей большегрузных автопоездов и самосвалов.A group of utility models relates to the use of natural gas as a motor fuel, primarily for truck tractors of heavy trucks and dump trucks.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой группе полезных моделей является система хранения и подачи газа в двигатель транспортного средства, содержащая газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (см. патент RU 2400645 С1, опубл. 27.09.2010, F02М 21/00 (2006.01)).The closest technical solution to the claimed group of utility models is a system for storing and supplying gas to a vehicle engine, containing gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas filling device and shut-off and control valves and connected by gas pipelines to the vehicle engine power system means (see patent RU 2400645 C1, publ. 09/27/2010, F02M 21/00 (2006.01)).

Недостатками известного технического решения являются:The disadvantages of the known technical solutions are:

- наличие на борту транспортного средства по одному баллону для компримированного (КПГ) и сжиженного (СНГ) природного газа не позволяет накопить газомоторное топливо в объемах, достаточных для выполнения дальних (до 1000 км) и сверхдальних (до 1500 км) грузоперевозок по междугородним и международным автомагистралям крупнотоннажными транспортными средствами, особенно грузоподъемностью более 20 тонн;- the presence on board a vehicle of one cylinder for compressed (CNG) and liquefied (LPG) natural gas does not allow the accumulation of motor gas in volumes sufficient for long-distance (up to 1000 km) and ultra-long (up to 1500 km) long-distance and international cargo transportation motorways with large-capacity vehicles, especially with a carrying capacity of more than 20 tons;

использование в системе хранения баллонов для сжиженного природного газа не рационально, поскольку невозможно накопить на борту транспортного средства достаточный объем СПГ из-за малого объема баллонов, выпускаемых промышленностью с учетом обеспечения их безопасности;the use of cylinders for liquefied natural gas in the storage system is not rational, since it is impossible to accumulate a sufficient amount of LNG on board the vehicle due to the small volume of cylinders produced by the industry, taking into account their safety;

в системе хранения не определены параметры баллонов, их количество и места их размещения на транспортном средстве, что не позволяет обеспечить необходимый запас хода транспортного средства без дозаправки газомоторным топливом;in the storage system, the parameters of the cylinders, their quantity and the places of their placement on the vehicle are not determined, which does not allow to provide the necessary range of the vehicle without refueling with gas engine fuel;

в системе не обосновано рациональное соотношение объемов хранения КПГ и СПГ на транспортном средстве, что необходимо обеспечить на разных стадиях сооружения системы газоснабжения транспорта на автомагистралях.the rational ratio of CNG and LNG storage volumes on a vehicle is not justified in the system, which must be ensured at different stages of the construction of a gas supply system for transport on highways.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая группа полезных моделей, является совершенствование системы хранения газа.The task to which the proposed group of utility models is directed is to improve the gas storage system.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая группа полезных моделей, является увеличение газового объема емкостей и запаса хода транспортного средства, позволяющего выполнять дальние и сверхдальние грузоперевозки на разных стадиях развития системы газоснабжения автотранспорта на междугородних и международных автомагистралях.The technical result, which the proposed group of utility models aims to achieve, is to increase the gas volume of tanks and the range of the vehicle, allowing long and ultra-long cargo transportation at different stages of the development of the gas supply system for vehicles on intercity and international highways.

Технический результат полезной модели по варианту 1 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены на раме за кабиной транспортного средства и с наружной стороны рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде криогенного бака, который закреплен с наружной стороны рамы транспортного средства, противоположной расположению баллонов для хранения компримированного газа, при этом газовый объем криогенного бака составляет не менее 50% от общего объема системы хранения природного газа.The technical result of the utility model in option 1 is achieved due to the fact that in a natural gas storage system for a vehicle containing gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas filling device and shut-off and control valves and connected by gas pipelines to the power system the vehicle’s engine, compressed gas storage tanks are made in the form of cartridges with high-pressure cylinders, which are mounted on the frame behind the transport cabin about the means and on the outside of the vehicle frame, and the liquefied gas storage tank is made in the form of a cryogenic tank, which is fixed on the outside of the vehicle frame, opposite to the location of the compressed gas storage cylinders, while the gas volume of the cryogenic tank is at least 50% of the total volume of the natural gas storage system.

Технический результат полезной модели по варианту 2 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкости для хранения компримированного газа выполнены в виде кассет с баллонами высокого давления, которые закреплены с наружных сторон рамы транспортного средства, а емкость для хранения сжиженного газа выполнена в виде кассеты с криогенными баками, которая закреплена на раме за кабиной транспортного средства, при этом газовый объем криогенных баков составляет не менее 75% от общего объема системы хранения природного газа.The technical result of the utility model in option 2 is achieved due to the fact that in a natural gas storage system for a vehicle containing gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas filling device and shut-off and control valves and connected by gas pipelines to the power system vehicle engine, compressed gas storage tanks are made in the form of cartridges with high-pressure cylinders, which are fixed on the outer sides of the conveyor frame of gas, and the tank for storing liquefied gas is made in the form of a cassette with cryogenic tanks, which is mounted on the frame behind the cab of the vehicle, while the gas volume of cryogenic tanks is at least 75% of the total volume of the natural gas storage system.

Технический результат полезной модели по варианту 3 достигается за счет того, что в системе хранения природного газа для транспортного средства, содержащей газовые емкости для хранения сжиженного и компримированного газа, каждая из которых снабжена устройством заправки газом и запорно-регулирующей арматурой и соединена газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства, емкость для хранения компримированного газа выполнена в виде кассеты с баллонами высокого давления, которая закреплена с наружной стороны рамы транспортного средства, а емкости для хранения сжиженного газа выполнены в виде кассет с криогенными баками, одна из которых закреплена на раме за кабиной транспортного средства, а другая - с наружной стороны рамы транспортного средства, противоположной расположению баллонов для хранения компримированного газа, при этом газовый объем криогенных баков составляет не менее 90% от общего объема системы хранения природного газа.The technical result of the utility model in option 3 is achieved due to the fact that in a natural gas storage system for a vehicle containing gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas filling device and shut-off and control valves and connected by gas pipelines to the power system the engine of the vehicle, the container for storing compressed gas is made in the form of a cartridge with high-pressure cylinders, which is fixed on the outside of the transport frame orthogonal means, and tanks for storing liquefied gas are made in the form of cassettes with cryogenic tanks, one of which is mounted on the frame behind the vehicle cabin, and the other on the outside of the vehicle frame, opposite to the location of the compressed gas storage cylinders, while the gas volume cryogenic tanks makes up at least 90% of the total volume of the natural gas storage system.

Группа полезных моделей поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена система хранения природного газа по варианту 1, на фиг.2 - система хранения природного газа по варианту 2, на фиг.3 - система хранения природного газа по варианту 3.A group of utility models is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a natural gas storage system according to option 1, Fig. 2 - a natural gas storage system according to option 2, Fig. 3 - a natural gas storage system according to option 3.

Система хранения природного газа по варианту 1 включает в себя кассету 1 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, установленную за кабиной 2 транспортного средства, кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа, и криогенный бак 5 для хранения сжиженного газа, прикрепленный с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности слева. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассетах 1 и 3 и криогенный бак 5 для хранения сжиженного газа снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).The natural gas storage system of Embodiment 1 includes a cartridge 1 with high-pressure cylinders for storing compressed gas installed behind the cabin 2 of the vehicle, a cartridge 3 with high-pressure cylinders for storing compressed gas, mounted on the outside of the frame 4 of the vehicle, in particular , on the right, and a cryogenic tank 5 for storing liquefied gas, attached on the outside of the frame 4 of the vehicle, in particular on the left. High-pressure cylinders for storage of compressed gas installed in cassettes 1 and 3 and a cryogenic tank 5 for storing liquefied gas are equipped with a gas filling device (not shown in FIG.) And shut-off and control valves (not shown in FIG.) And connected by gas pipelines to the system power supply of the vehicle engine (not shown in FIG.).

Система хранения природного газа по варианту 2 включает в себя кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа и кассету 7 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, слева, и кассету 6 с криогенными баками, установленную за кабиной 2 транспортного средства. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассетах 3 и 7 и криогенные баки для хранения сжиженного газа, установленные в кассете 6 снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).The natural gas storage system of Embodiment 2 includes a cartridge 3 with high-pressure cylinders for storing compressed gas attached on the outside of the vehicle frame 4, in particular, on the right side and a cartridge 7 with high-pressure cylinders for storing compressed gas, attached on the outside the frame 4 of the vehicle, in particular on the left, and the cassette 6 with cryogenic tanks mounted behind the cab 2 of the vehicle. High-pressure cylinders for storage of compressed gas installed in cassettes 3 and 7 and cryogenic tanks for storing liquefied gas installed in cassette 6 are equipped with a gas filling device (not shown in FIG.) And shut-off and control valves (not shown in FIG.) And connected by pipelines to the vehicle engine power system (not shown in FIG.).

Система хранения природного газа по варианту 3 включает в себя кассету 3 с баллонами высокого давления для хранения компримированного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности, справа, кассету 6 с криогенными баками, установленную за кабиной 2 транспортного средства и кассету 8 с криогенными баками для хранения сжиженного газа, прикрепленную с наружной стороны рамы 4 транспортного средства, в частности слева. Баллоны высокого давления для хранения компримированного газа, установленные в кассете 3 и криогенные баки, установленные в кассетах 6 и 8 снабжены устройством заправки газом (на фиг. не показан) и запорно-регулирующей арматурой (на фиг. не показана) и соединены газопроводами с системой питания двигателя транспортного средства (на фиг. не показана).The natural gas storage system of embodiment 3 includes a cassette 3 with high-pressure cylinders for storing compressed gas attached to the outside of the vehicle frame 4, in particular, to the right, a cryogenic tank cassette 6 installed behind the vehicle cabin 2 and a cassette 8 with cryogenic tanks for storing liquefied gas, attached on the outside of the frame 4 of the vehicle, in particular on the left. High-pressure cylinders for storage of compressed gas installed in cassette 3 and cryogenic tanks installed in cassettes 6 and 8 are equipped with a gas filling device (not shown in FIG.) And shut-off and control valves (not shown in FIG.) And connected by gas pipelines to the system power supply of the vehicle engine (not shown in FIG.).

При этом криогенные баки для хранения сжиженного газа могут быть установлены за кабиной транспортного средства, как горизонтально, так и вертикально.In this case, cryogenic tanks for storing liquefied gas can be installed behind the vehicle cabin, both horizontally and vertically.

В описанной системе хранения газа сжиженный природный газ является основным моторным топливом, а компримированный природный газ становится резервным, а также и технологическим топливом, используемым для подачи сжиженного природного газа из криогенных баков в двигатель транспортного средства.In the described gas storage system, liquefied natural gas is the main motor fuel, and compressed natural gas becomes a reserve fuel as well as a process fuel used to supply liquefied natural gas from cryogenic tanks to the vehicle engine.

Предлагаемая система хранения газа по вариантам 1-3 работает по традиционной технологии, применяемой во всех моделях газобаллонных автомобилей, с той лишь разницей, что вначале расходуют основное топливо - сжиженный природный газ, после чего в двигатель подают резервное топливо - компримированный природный газ.The proposed gas storage system, according to options 1-3, works according to the traditional technology used in all models of gas-filled cars, with the only difference being that the main fuel is consumed first - liquefied natural gas, after which the reserve fuel - compressed natural gas - is fed into the engine.

Размещение криогенных баков для хранения сжиженного газа за кабиной транспортного средства на раме и с наружной стороны рамы транспортного средства позволяет максимально увеличить их газовый объем.Placing cryogenic tanks for storing liquefied gas behind the vehicle cabin on the frame and on the outside of the vehicle frame allows their gas volume to be maximized.

Согласно выполненным расчетам в процессе предпроектной проработки предлагаемой системы хранения природного газа применительно к самосвалу КАМА2-6520-34 установлены следующие ее преимущества:According to the calculations performed during the pre-design study of the proposed natural gas storage system in relation to the KAMA2-6520-34 dump truck, the following advantages are established:

По первому варианту (для дальних грузоперевозок на расстояния до 850 км):According to the first option (for long-distance cargo transportation at distances up to 850 km):

общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нм³ до 465 нм³, то есть более чем в 1,5 раза;the total volume of gas stored on board the car increased from 304 nm ³ to 465 nm ³ , that is, more than 1.5 times;

пробег автомобиля на двух видах газового топлива без дозаправки возрос с 550 км до 850 км, то есть тоже более чем в 1,5 раза;vehicle mileage on two types of gas fuel without refueling increased from 550 km to 850 km, that is, also more than 1.5 times;

общая масса газовых емкостей уменьшена на 15,0%;the total mass of gas tanks is reduced by 15.0%;

По второму варианту (для дальних грузоперевозок на расстояния до 1200 км):According to the second option (for long-distance cargo transportation at distances up to 1200 km):

общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нмЗ до 646 нм³, то есть более чем в 2 раза;the total volume of gas stored on board the car increased from 304 nm3 to 646 nm ³ , i.e. more than 2 times;

пробег автомобиля на двух видах топлива без дозаправки возрос с 550 км до 1175 км, то есть тоже более чем в 2 раза;vehicle mileage on two types of fuel without refueling increased from 550 km to 1175 km, that is, also more than 2 times;

общая масса газовых емкостей уменьшена на 25%.the total mass of gas tanks is reduced by 25%.

По третьему варианту (для сверхдальних грузоперевозок на расстояния до 1500 км):According to the third option (for ultra-long-distance cargo transportation at distances up to 1500 km):

общий объем хранимого на борту автомобиля газа возрос с 304 нм до 809 нм³, то есть почти в 2,7 раза;the total volume of gas stored on board the car increased from 304 nm to 809 nm ³ , i.e. almost 2.7 times;

пробег автомобиля на двух видах газового топлива без дозаправки возрос с 550 км до 1470 км, то есть тоже почти в 2,7 раза;vehicle mileage on two types of gas fuel without refueling increased from 550 km to 1470 km, that is, also almost 2.7 times;

общая масса газовых емкостей уменьшена на 30,0%.the total mass of gas tanks is reduced by 30.0%.

По всем трем вариантам исполнения системы хранения газа для автомобилей появилась реальная возможность выбора транспортного средства, исходя из его стоимости и дальности пробега без дозаправок газом.For all three versions of the gas storage system for cars, there is a real opportunity to choose a vehicle based on its cost and range without gas refueling.

Предложенная группа полезных моделей обеспечивает увеличение газового объема емкостей и запаса хода транспортного средства, позволяющего выполнять дальние и сверхдальние грузоперевозки на разных стадиях развития системы газоснабжения автотранспорта на междугородних и международных автомагистралях.The proposed group of utility models provides an increase in the gas volume of tanks and the power reserve of the vehicle, which allows for long-distance and long-distance cargo transportation at different stages of development of the gas supply system for vehicles on intercity and international highways.

Claims

1. A natural gas storage system for a vehicle, comprising gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas refueling device and shut-off and control valves and is connected by gas pipelines to the vehicle engine power system, characterized in that the compressed storage tanks gas are made in the form of cassettes with high-pressure cylinders, which are mounted on the frame behind the vehicle cabin and on the outside of the vehicle frame and a container for storing liquefied gas is made in the form of a cryogenic tank, which is fixed on the outside of the vehicle frame, opposite to the location of the compressed gas storage cylinders, while the gas volume of the cryogenic tank is at least 50% of the total volume of the natural gas storage system.

2. A natural gas storage system for a vehicle, comprising gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas refueling device and shut-off and control valves and is connected by gas pipelines to the vehicle engine power system, characterized in that the compressed storage tanks gas are made in the form of cartridges with high-pressure cylinders, which are fixed on the outer sides of the vehicle frame, and the liquefied gas storage tank is Nena a cassette with cryogenic tanks, which is fixed to the frame of the vehicle cabin, the gas volume of the cryogenic tank is not less than 75% of the total natural gas storage system.

3. A natural gas storage system for a vehicle, comprising gas containers for storing liquefied and compressed gas, each of which is equipped with a gas refueling device and shut-off and control valves and is connected by gas lines to the vehicle engine power system, characterized in that the compressed storage tank gas is made in the form of a cartridge with high-pressure cylinders, which is fixed on the outside of the vehicle frame, and containers for storing liquefied gas filled in the form of cassettes with cryogenic tanks, one of which is mounted on the frame behind the vehicle cabin, and the other on the outside of the vehicle frame, opposite to the location of the compressed gas storage cylinders, while the gas volume of cryogenic tanks is at least 90% of the total volume of natural gas storage system.