ESTACIONÁRIOS

Campo da Invenção

[0001 ] A presente invenção refere-se, de um modo geral, a um novo sistema para pressurização de gás para motores estacionários que compreende características técnicas, construtivas e funcionais projetadas e desenvolvidas para permitir a adequação da pressão do fornecimento de gás para um motor a combustão, do tipo estacionário, tal como aqueles usualmente utilizados, por exemplo, em geradores de energia elétrica.

[0002] Ainda, a presente invenção trata de um kit de pressurização de gás natural projetado especialmente para ser aplicado em motores estacionários, tal como, por exemplo, àqueles aplicados em geradores elétricos.

Fundamentos da Invenção

[0003] Como é do conhecimento geral da técnica, são conhecidos diversos modelos de motores estacionários destinados a uma variedade de aplicações, por exemplo, para movimentação de geradores elétricos, moinhos, bombas, ferramentas e equipamentos em geral. Normalmente, esses motores são do tipo à combustão interna, os quais podem utilizar uma ampla variedade de combustíveis, como por exemplo, o diesel, a gasolina, o etanol, o gás natural, entre outros.

[0004] Como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, os modelos de motores estacionários mais comuns conhecidos no estado da técnica, e utilizados principalmente na montagem de geradores de energia, são alimentados com diesel em virtude da eficiência energética do conjunto como um todo em vista de suas propriedades. Entretanto, sabe-se que esses motores à diesel demandam um reservatório relativamente grande para o armazenamento do combustível, manutenções com frequência relativamente alta e, além disso, revelam problemas ambientais tendo em vista a elevada taxa de poluição quando comparada aos demais combustíveis e outras opções energéticas.

[0005] No intuito de solucionar alguns dos inconvenientes e limitações dos motores à diesel, são conhecidos alguns projetos de motores alimentados com gás, tal como o gás natural. Porém, apesar de alguns projetos conseguir eliminar os grandes reservatórios de armazenamento do combustível e, também os níveis de poluentes emitidos no meio ambiente, constatou-se problemas de eficiência, especialmente devido às condições de pressão de alimentação do gás nos motores.

[0006] Mais particularmente, constata-se que a rede de alimentação de gás natural apresenta uma pressão substancialmente baixa para o adequado funcionamento dos motores à combustão e, por essa razão, na prática, não se consegue atingir níveis de trabalho minimamente rentáveis para aplicação dessas tecnologias de modo operacional, sendo necessárias adaptações complexas e de elevado custo que inviabilizam a disponibilização desse tipo de tecnologia no mercado atual.

[0007] Um outro problema dessas tecnologias conhecidas no estado da técnica que utilizam motores à combustão alimentados com gás natural é com relação à equalização da pressão de alimentação, isso porque, como deve ser apreciado pelos técnicos no assunto, as redes de gás sofrem com frequência variações que podem afetar o funcionamento contínuo dos motores e, consequentemente, comprometendo a eficiência de trabalho.

[0008] Neste contexto, como é possível constatar, esses motores estacionários conhecidos no estado da técnica carecem de uma solução simples e efetiva que garanta uma alimentação contínua e equalizada do gás de alimentação, promovendo o funcionamento adequado e seguro dos motores. Portanto, verificou-se que as tecnologias de motores estacionários conhecidas no estado da técnica poderiam ser modificadas e aperfeiçoadas para, com isso, assegurar o funcionamento seguro e estável dos motores a gás. Esses são, de certo modo, o que se pretende atingir com o desenvolvimento da presente invenção.

Descrição da Invenção

[0009] Diante de todo acima apresentado, é um dos objetivos da presente invenção prover um novo sistema para pressurização do gás para motores estacionários, o qual foi projetado e desenvolvido para obter uma solução prática e funcional aos problemas, limitações e inconvenientes gerados no estado da técnica, tal como acima sumarizados e, dessa forma, prover uma alimentação de gás com pressão adequada, estável e segura, garantindo a eficiência de trabalho desses motores estacionários.

[0010] A presente invenção trata, também, de um kit de pressurização de gás natural projetado e desenvolvido para ser aplicado em motores estacionários, tal como, por exemplo, geradores elétricos, ferramentas e equipamentos em geral, assim como para movimentação de moinhos e outras máquinas.

[001 1 ] Assim considerando o acima exposto, e no intuito de se atingir os objetivos e efeitos técnicos e funcionais acima indicados, a presente invenção trata de um sistema para pressurização de gás para motores estacionários que compreende um duto de alimentação de gás conectado, de um lado na rede de gás local e, de outro lado, em um compressor que está ligado através de um primeiro duto em um tanque compensador que, por sua vez, está conectado na câmara de combustão do motor estacionário através de um segundo duto que é dotado de ao menos uma válvula reguladora para controlar a pressão fornecida ao motor estacionário. O referido motor estacionário está conectado à um gerador elétrico de alimentação da rede elétrica e ao menos em uma bateria.

[0012] De acordo com uma concretização da presente invenção, ess duto de alimentação de gás está conectado fluidicamente a rede de fornecimento de gás natural, tal como a rede de gás de uma residência, de um condomínio, de um estabelecimento comercial ou de uma indústria. Opcionalmente, conforme uma realização da presente invenção, esse duto de alimentação de gás está conectado na rede de fornecimento de gás através de uma válvula reguladora de pressão.

[0013] De acordo com uma outra realização da presente invenção, o referido compressor é do tipo elétrico e compreende um motor elétrico. Opcionalmente e de forma complementar, conforme mais uma realização da presente invenção, esse motor elétrico também está conectado na bateria ou na rede elétrica local.

[0014] Alternativamente, conforme uma realização da presente invenção, o referido compressor é do tipo mecânico e está conectado na saída de potência do referido motor estacionário. Ainda, conforme mais outra concretização da presente invenção, esse compressor pode ser do tipo elétrico ou híbrido.

[0015] Adicionalmente, de acordo com uma concretização da presente invenção, o tanque compensador compreende um sensor de pressão interno em comunicação com o referido compressor. De acordo com uma outra realização do presente sistema, esse sensor está conectado à um inversor de frequência que, por sua vez, está conectado ao referido motor elétrico do compressor.

[0016] Conforme mais uma concretização da presente invenção, a referida bateria é alimentada por um alternador que está conectado na saída de potência do motor estacionário.

[0017] Adicionalmente, a presente invenção também trata de um kit de pressurização de gás para motores estacionários, sendo formado, basicamente pelos seguintes elementos: - um compressor dotado de duto de alimentação de gás e um primeiro duto;

- um tanque compensador dotado de sensor, uma válvula reguladora de pressão e um segundo duto para conexão com a câmara de combustão do motor estacionário.

[0018] De acordo com uma realização da presente invenção, esse kit é aplicado em um gerador de energia elétrica.

[0019] Conforme mais uma concretização da presente invenção, o referido compressor do kit é do tipo elétrico e possui um motor elétrico. Adicionalmente, de acordo com uma realização da presente invenção, o presente kit compreende, ainda, um inversor de frequência para conexão com o referido compressor.

[0020] Ainda, conforme mais outra concretização da presente invenção, o referido compressor é do tipo mecânico e está conectado em uma saída de potência do motor estacionário.

Descrição Resumida do Desenho

[0021 ] As características, vantagens e efeitos técnicos da presente invenção, conforme acima indicados, serão compreendidos de forma mais adequada por um técnico no assunto a partir da descrição detalhada a seguir, feita a título meramente exemplificativo, e não restritivo, de realizações preferenciais, e com referência às figuras esquemáticas anexas, as quais mostram:

[0022] A Figura 1 mostra uma representação esquemática do sistema de pressurização de gás para motores estacionários, de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0023] A Figura 2 mostra uma representação esquemática do sistema de pressurização de gás para motores estacionários, de acordo com uma outra concretização da presente invenção Descrição de Realizações da Invenção

[0024] A invenção será agora descrita com relação às suas realizações particulares, fazendo-se referência às figuras anexas. Tais figuras são esquemáticas, e suas dimensões, posições e/ou proporções podem não corresponder à realidade, uma vez que visam descrever a invenção de forma didática. Ademais, certos detalhes construtivos conhecidos e comuns podem ter sido omitidos para maior clareza e concisão da descrição que é feita a seguir. Os termos eventualmente utilizados como “acima”, “abaixo”, “frente”, “trás”, “direita”,“esquerda” etc. e suas variantes devem ser interpretados segundo a orientação dada na Figura 1 .

[0025] Neste contexto, a presente invenção refere-se a um novo sistema para pressurização de gás para motores estacionários que compreende um duto de alimentação de gás 1 que está conectado, de um lado na rede de gás local, e de outro lado em um compressor 20, o qual é conectado através de um primeiro duto 2 em um tanque compensador 30 que está ligado na câmara de combustão do referido motor estacionário (MC) através de um segundo duto 3 provido de ao menos uma válvula reguladora 40 cuja finalidade é manter estável a pressão de alimentação do gás fornecida ao referido motor estacionário (MC) que, por sua vez, está conectado à um gerador elétrico (G) que alimenta a rede elétrica e, ao mesmo tempo, está conectado em uma bateria (B), sendo que essa bateria está conectada ao motor estacionário (MC), particularmente para dar início ao seu funcionamento.

[0026] De acordo com uma concretização da presente invenção, o sistema de pressurização de gás para motores estacionários está conectado nos dutos da rede de gás natural local, a qual pode ser, por exemplo, a rede de gás de uma residência, de um condomínio, de um estabelecimento comercial, de uma indústria, etc. Opcionalmente, conforme uma realização da presente invenção, esse duto de alimentação de gás 1 está conectado na rede de fornecimento de gás através de uma válvula reguladora de pressão 10 responsável por regular a pressão de entrada no presente sistema e, ainda, propiciar a eventual interrupção da alimentação de gás, por exemplo, durante o um processo de manutenção e/ou troca dos componentes e peças do sistema e do próprio motor estacionário, se for o caso.

[0027] De acordo com uma realização da presente invenção, o referido compressor 20 pode ser de qualquer modelo capaz de pressurizar e aumentar a pressão do gás que está sendo fornecido pela rede local através do duto de alimentação de gás 1. Mais particularmente, esse compressor 20 é do tipo elétrico e, neste caso, compreende um motor elétrico (ME) cuja finalidade principal é propiciar o acionamento do compressor 20 para, dessa forma, alimentar o referido tanque compensador 30 até que o mesmo consiga atingir a pressão mínima regulada para o início do ciclo de funcionamento do motor estacionário (MC).

[0028] Opcionalmente e de forma complementar, conforme mais uma realização da presente invenção, o referido motor elétrico (ME) pode estar conectado à rede elétrica local para, desse modo, iniciar o ciclo de funcionamento do motor estacionário, por exemplo no caso da bateria (B) estar com carga insuficiente para acionar o motor elétrico (ME).

[0029] Alternativamente, esse compressor 20 pode ser do tipo mecânico e estar conectado à saída de potência do referido motor estacionário (MC), podendo ser, por exemplo o compressor usualmente incorporado e acionado pelo próprio motor (MC). Neste caso, para permitir o início do ciclo de funcionamento do motor estacionário (MC), é possível abastecer o referido tanque compensador 30 em um local de abastecimento de gás, por exemplo um posto de gasolina, para que o mesmo tenha a pressão mínima de trabalho e consiga fornecer gás ao motor em condições adequadas até que o compressor 20 consiga promover a manutenção da pressão. [0030] De acordo com uma aplicação prática, convencional e disponível nos dias atuais, e de modo meramente exemplificativo do funcionamento do sistema da presente invenção, a rede de fornecimento de gás conectada no duto de alimentação de gás 1 fornece gás natural com uma pressão de 0,4-4 bar, o referido compressor 20 promove a pressurização do gás natural aumentando a pressão para cerca de 15-20 bar que é mantida dentro do tanque compensador 30, sendo que a referida válvula reguladora 40 controla a alimentação de gás natural no motor estacionário (MC) com uma pressão inferior aos 15-20 bar, por exemplo em 9 bar que é a pressão de trabalho recomendada para os motores produzidos e utilizados, por exemplo, pela CNH Industrial N. V.

[0031 ] Obviamente, cada motor pode ser configurado e ajustado para trabalhar com diferentes níveis de pressão de alimentação do gás, o que vai depender dos interesses e modelos disponíveis no mercado. Nestes casos, como é possível constatar, a referida válvula reguladora de pressão 40, disposta na saída do tanque compensador 30, promoverá o controle da pressão de acordo com as características ajustadas do motor estacionário para, com isso, obter a máxima eficiência de trabalho desses motores.

[0032] Adicionalmente, de acordo com uma concretização da presente invenção, o referido tanque compensador 30 pode compreender um sensor de pressão interno 31 que está, de algum modo, em comunicação com o compressor 20 para, com isso, manter a pressão do referido tanque compensador 30 acima da pressão de alimentação do motor estacionário (MC). Assim, conforme esse sensor 31 detecta que a pressão interna no tanque compensador 30 começou a cair, o compressor pode ser, então, acionado para alimentar o gás natural e elevar a pressão do sistema.

[0033] De acordo com uma outra realização do presente sistema, a comunicação entre o sensor 31 instalado no tanque compensador 30, pode ser intermediada através de um inversor de frequência 5, cuja finalidade é controlar a potência fornecida ao motor elétrico (ME) e, assim, manter o motor elétrico constantemente ligado, evitando os picos de energia que ocorre no momento do seu acionamento convencional. Mais particularmente, quando o sensor 31 detecta uma queda na pressão do tanque 30, o inversor aumenta a potência do motor (ME) e, consequentemente do compressor 20, fazendo com que a pressão no interior do tanque 30 aumente até um valor pré-definido e, assim, o inversor 5 diminui a potência do motor (ME) mantendo a pressão no interior do tanque 30 estável e o motor (ME) acionado.

[0034] Conforme mais uma concretização da presente invenção, o presente sistema pode compreender um alternador (A) conectado a saída de potência do motor estacionário (MC). Neste caso, esse alternador funciona como meio alternativo e complementar ao gerador (G) para alimentar e carregar a bateria (B).

[0035] Adicionalmente, tal como acima comentado, a presente invenção também trata de um kit de pressurização de gás natural para motores estacionários, cuja finalidade é proporcionar uma forma eficiente e de baixo custo para adaptações de motores estacionários, tais como por exemplo os geradores elétricos instalados em residências, condomínios, estabelecimentos comerciais e indústrias que já estão adaptados à rede de fornecimento de gás natural, sendo que esse kit de pressurização de gás natural é formado por:

- um compressor 20 dotado de duto de alimentação de gás 1 e um primeiro duto 2;

- um tanque compensador 30 dotado de um sensor 31 , uma válvula reguladora de pressão 40 e um segundo duto 3 para conexão com a câmara de combustão do motor estacionário (MC), e

- sendo projetado para ser instalado em um gerador (G) através da saída de potência do motor (MC) e eletricamente ligado a uma bateria (B) que, por sua vez, fornece energia para a partida do motor estacionário (MC).

[0036] De acordo com uma concretização do kit de pressurização de gás natural, segundo a presente invenção, o referido compressor 20 está conectado no tanque compensador 30 para, com isso, aumentar a pressão da rede de fornecimento de gás natural e, na sequência, mantê-la estável para alimentação do motor estacionário (MC) através da dita válvula reguladora de pressão 40.

[0037] De acordo com uma concretização do kit da presente invenção, esse compressor 20 é do tipo elétrico e compreende um motor elétrico (ME) cuja finalidade principal é propiciar o acionamento do compressor 20 para, dessa forma, alimentar o referido tanque compensador 30 até que o mesmo consiga atingir a pressão mínima regulada para o início do ciclo de funcionamento do motor estacionário (MC).

[0038] Alternativamente, o referido compressor 20 pode ser do tipo mecânico e está conectado à uma saída de potência do referido motor estacionário (MC).

[0039] Conforme outra concretização do kit, conforme a presente invenção, o controle da pressão interna do tanque compensador 30 é feita através de um inversor de frequência 5, o qual tem por finalidade controlar a potência do motor elétrico (ME) conforme a medição da pressão proveniente do sensor (31 ).

[0040] O kit de pressurização de gás natural, objeto da presente invenção, pode compreender, ainda, válvulas reguladoras de pressão adicionais e dutos complementares para propiciar a conexão fluídica entre a rede de fornecimento de gás local e o motor estacionário (MC), de modo a manter contínua e estável a alimentação de gás natural.

[0041 ] Diante de todo o acima apresentado, é importante ficar claro que a presente descrição tem como objetivo apenas apresentar e definir de modo exemplificativo realizações possíveis do sistema para pressurização de gás para motores estacionários, segundo a presente invenção. Por essas razões, como devem compreender os técnicos no assunto, diversas modificações e combinações construtivas de elementos equivalentes são possíveis sem, com isso, fugir do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.