Газовий адсорбційний акумулятор

Газовий адсорбційний акумулятор, що містить окремі секції з адсорбційним елементом, що роз 3 13180 4 ким чином, якщо паливну ємність заповнити адсоVгаза=Vбалона∙30%∙250атм∙К+275∙Vадсорб= рбентом, наприклад вугіллям, то об'єм газу в єм=350∙Vбалона. ності буде дорівнювати при тиску 250атм Такі результати досить прогресивні, тому що Vгаза=250∙К∙Vбалона∙40%+Vадсорб∙25=80∙Vбалона+ при високому тиску (100-250)атм сумірні і навіть +25∙Vбалона=105∙Vбалона, декілька перевищують об'єм газу, який закачуєтьде Vбалона ~ Vадсорбента, ся у порожню паливну ємність, а при тиску десь К=0,8 - коефіцієнт заповнення паливної ємнос40атм перевищують об'єм газу, який закачується, ті газом, який пов'язаний з температурою нагрів декілька разів. вання газа при його закачуванні в балон під тисАле навіть таке рішення має свої недоліки. ком. 1. Необхідність заправки паливних ємностей Таким чином, розрахунок показує, що застосугазом під високим тиском (250атм), що потребує вання паливних ємностей з газом при високому спеціальних автозаправних станцій. тиску та використання адсорбенту з деревного 2. Необхідність використання товстостінних і, вугілля не призводить до позитивного результату. відповідно, важких балонів. В патентах US 6 019 823 та US 6 660 063 в па3. Висока вибухонебезпека. ливних ємностях використовувались адсорбенти, 4. Завдяки недосконалості системи реадсорбпричому в другому випадку на активованому вугіції не менш як десять об'ємів адсорбованого газу льному порошку був одержаний коефіцієнт адсорне видобувається з балона, що зменшує його кобції, рівний 50 (коефіцієнт адсорбції це є віднорисну ємність. шення адсорбованого газу до об'єму адсорбента). 5. Ускладнення конструкції балона за рахунок З приватних відомостей на рекламних сайтах введення теплових труб та системи їх підігріву. фірми "Angstore", а також з публікацій Міжнародної В основу корисної моделі поставлено завданконференції по адсорбції, яка відбувалась у Мінсьня створення газового адсорбційного акумулятора, ку у 2000 році, відоме технічне рішення, описане в в якому завдяки використанню сучасного адсорбстатті "A new method of metane storage and ційного матеріалу та автоматизації керування паtransportation " авторів Л.Л. Васильєв та інші. раметрів акумулятора, забезпечується оптимальКонструкція такого технічного рішення предна робота автомобільного двигуна, тобто ставлена на Фіг.1, 2 і призначена для акумулюванпідвищується ефективність використання газу, а ня газу метан під тиском 250атм. На Фіг.1 в перерітакож збільшується об'єм газу, який можливо разі видно конструкцію акумулятора газу, що зово закачати в ємність акумулятора, і за рахунок складається з багатьох секцій, що мають товстосвсього цього збільшується відстань, що пройде тінну структуру (1а). в яких розміщені спресовані автомобіль на його одноразовій заправці газом. адсорбційні елементи (3) з вугілля кокосових волоПоставлене завдання вирішується тим, що в кон, які в свою чергу розміщені в легкі сітчасті коргазовому адсорбційному акумуляторі, який містить пуси (2). окремі секції з адсорбційним елементом, що розНа Фіг.2 представлена таж сама конструкція, міщені в загальному зовнішньому корпусі, та нагріале ускладнена додатковим загальним корпусом вальні елементи, згідно корисної моделі в якості (1b) з проміжком (4) між корпусами та елементами адсорбента використовується базальтове волокпідігріву у вигляді теплових труб (5), які забезпено, активоване матеріалом, що містить вуглець, а чують регулюєму та достатньо повну (до 10Vбалона) нагрівальні елементи виконані з електронагрівареадсорбцію. льного матеріалу і розміщені в кожному адсорбДана конструкція за рахунок достатньо товстих ційному елементі, причому керування їх нагрівом і секціонованих корпусів надійна, а також передбавиконується за допомогою регулятора напруги, чає можливість регулювання реадсорбції. В якості пов'язаного з датчиком тиску газу в акумуляторі. адсорбційного матеріалу використовується суміш В технічному рішенні, що пропонується, для активованого деревного вугілля з кокосових волозберігання високої надійності корпуса акумулятора кон у вигляді гранул з заповненням простору між використовується конструкція корпуса, яка описана в прототипі. Але, розміщуючи в секціях акумугранулами ( =1-3мм ) більш тонким вугільним полятора адсорбційні елементи, передбачається рошком ( =100-300мкм). відмова від рідко розташованих теплових труб. В Така конструкція дозволяє при об'ємі паливної даному випадку використовується матеріал, який ємності, наприклад 100л, розмістити в ній 100дм3 електричне нагрівається, знаходиться усередині адсорбційного матеріалу. При цьому за рахунок кожного адсорбційного елемента, пов'язаний з великих пор близько 30% (або ~ 30л) адсорбційнозагальним живленням та з датчиком надмірного го матеріалу залишається не зайнятим адсорбентиску в ємності газу і використовується для регутом. Це дозволяє при закачуванні газу під тиском лювання температури, яка у будь-якому випадку від 40 до 200атм одержувати об'єми газу, які закане перевищує (60-70)°С. Таким чином, при зничуються в ємність, згідно наступних розрахунків. женні надмірного тиску газу до установленої криПри К≈1,0 тичної позначки, наприклад 10атм або 5атм (це Vадсорб=Vбалона значення вибирають з вимог роботи двигуна), поР=40атм дається відповідна потужність, адсорбційний елеVгаза=Vбалона∙30%∙40атм∙К+150∙Vадсорб= мент нагрівається і стимулює реадсорбцію та під=162 Vбалона; вищення надмірного тиску газу. При досягненні Р=100атм максимально допустимої температури нагріву, яка Vгаза=Vбалона∙30%∙100атм∙К+220∙Vадсорб= обирається із міркувань безпеки, подається пер=250∙Vбалона; ший сигнал про необхідність дозаправки, а також Р=250атм 5 13180 6 зниження тиску до позначки, що установлена як Р=40атм; критична. Далі пристрій передає другий сигнал про Vгаза=40атм∙Vбалона∙30%∙К+400∙Vадсорб= необхідність термінової заправки. При цьому, коли =410∙Vбалона, надходить перший сигнал, в акумуляторі зберігаде 40атм∙Vбалона∙30%∙К - складова від величини ється запас газу, достатній для проходження авнадмірного тиску у вільному об'ємі газу; томобілем (50-70)км, а при надходженні другого 400∙Vадсорб - адсорбційна складова. сигналу - (20-30)км. З приведених результатів випливає, що при Використання в якості матеріалу адсорбційнооднаковому об'ємі ємності газового акумулятора го елемента базальтових волокон діаметром ~ при наявності адсорбента можливо закачати газу 2мкм, активованих по поверхні вуглецем, наприпри тиску 40атм більше, ніж при тиску 250атм в клад ацетиленовою сажею, дозволяє при тиску прототипі. заправки не більш як 40атм одержати наступні Таким чином, при тиску 40атм об'єм газу в параметри: акумуляторі з використанням адсорбента на 15% При К≈1,0 більше, ніж без адсорбента при тиску 250атм. Vадсорб=Vбалона Комп’ютерна верстка А. Рябко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601