Бытовое устройство заправки автомобилей газообразным топливом (варианты)
Бытовое устройство для заправки автомобилей газообразным топливом включает в себя кожух, содержащий блок двигатель/компрессор в виде многоступенчатого газового компрессора и электрического двигателя, расположенных в общем герметичном корпусе, средство электрического соединения для подвода мощности к двигателю, отверстие для впуска газа в бытовом устройстве, предназначенное для соединения его с источником газа, отверстие для выпуска газа, предназначенное для подачи сжатого газа в топливный резервуар автомобиля, и элементы текущего контроля и управления, позволяющие бытовому устройству работать без обслуживания. В первом варианте устройство снабжено средством, позволяющим устанавливать его на вертикальной опоре, на высоте более 36 дюймов (90 см) от поверхности земли. Во втором варианте бытовое устройство дополнительно содержит систему вентиляции, включающую в себя отверстие для впуска воздуха, вентилятор и отверстие для выпуска воздуха в кожухе, и датчик газа, расположенный вблизи от отверстия для выпуска воздуха и предназначенный для обнаружения огнеопасного газа, проходящего через систему вентиляции. Использование изобретения позволит создать устройство для заправки автомобилей, пригодное для использования в жилых домах. 2 н и 11 з.п. ф-лы, 11 ил.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию бытового устройства для заправки горючим автомобилей, которые работают на газообразном топливе. В частности, настоящее изобретение имеет отношение к созданию компрессора, который подает газ под высоким давлением в резервуар для хранения газообразного топлива автомобилей, а также к созданию элементов контроля и управления, которые позволяют бытовому устройству работать без обслуживания (автоматически).
Предпосылки к созданию изобретения
Заправку автомобилей, которые работают на газообразном топливе, а обычно на природном газе и водороде, производят на заправочных станциях, которые распределяют газ под высоким давлением, обычно составляющим 3000 фунтов на кв.дюйм и выше. Эти заправочные станции обычно бывают двух типов. К первому типу относятся государственные или частные заправочные станции, которые способны заправлять автомобили на газообразном топливе в течение ориентировочно такого же периода времени, который требуется для заправки сопоставимых автомобилей, работающих на бензине.
Ко второму типу относятся частные заправочные станции, которые обычно способны заправлять топливом автомобили в течение нескольких часов, обычно в течение целой ночи.
К настоящему времени автомобили на газообразном топливе уже стали привлекательной возможностью для операторов частных автомобилей. Однако государственных станций для заправки природным газом еще очень мало и они расположены достаточно далеко друг от друга в большинстве областей, чтобы удовлетворять потребности операторов автомобилей в заправке топливом. Заправка на частных станциях заправки природным газом еще очень дорога для владельцев одной или двух автомобилей на природном газе. Кроме того, существующие в настоящее время установленные на полу заправочные компрессоры являются громоздкими и неудобными для установки. Главным образом по указанным причинам рынок автомобилей на природном газе ограничен операторами, имеющими парк автомобилей.
Одним из наиболее значительных барьеров для серийного внедрения автомобилей на водороде является фактически полное отсутствие станций для заправки водородом и связанной с ними инфраструктуры, такой как производство водорода и средств его транспортирования. Пройдет еще несколько лет, пока не появится ограниченная инфраструктура для заправки водородом.
В связи с изложенным существует необходимость в создании бытового (домашнего) устройства для заправки горючим, позволяющего сжимать газ для заправки автомобилей, которое является простым для установки, работает с ограниченными уровнями шума и вибраций, сопоставимыми с другими бытовыми электроприборами, и которое безопасно для использования необученными (неподготовленными) пользователями. Такая система должна быть пригодна для использования в жилых домах или в других местах, где имеется стандартное электроснабжение и стандартное снабжение природным газом, а также источник водорода, такой как электролизер для разложения воды или установка для реформинга природного газа, или же источник другого типа газообразного топлива. Такое бытовое устройство для заправки горючим преимущественно должно быть способно заполнять топливный резервуар типичного автомобиля на газообразном топливе с облегченным режимом, в течение времени от 5 до 8 часов. Также желательно, чтобы такой блок был удобно установлен в положении, в котором он будет защищен от повреждения. Настоящее изобретение позволяет решить все указанные задачи.
Во время запуска и нормальной работы бытового устройства для заправки горючим возникает вибрация за счет возвратно-поступательного движения поршней компрессора и за счет вращающейся массы вала, приводящего в движение поршни. Совершающие возвратно-поступательное движение и вращающиеся массы являются динамически несбалансированными, что приводит к преобладающим низкочастотным вибрациям в диапазоне ориентировочно от 10 до 15 Гц при запуске и работе на низкой скорости; и к преобладающим высокочастотным вибрациям в диапазоне ориентировочно от 30 до 35 Гц во время нормальной работы. Основные виды вибраций возникают за счет сил возвратно-поступательного движения в вертикальной плоскости и вращательных возвратно-поступательных моментов вокруг оси, проходящей ориентировочно через центр тяжести блока двигатель/компрессор, а также за счет усилий скручивания, вызванных вибрациями газового давления.
Существует необходимость в снижении до минимума передачи вибраций от бытового устройства к конструкции, которая обеспечивает его опору.
Могут происходить утечки газа как изнутри блока компрессора, так и снаружи от блока компрессора, например в соединении с автомобилем или из самого автомобиля. Важно обнаруживать утечки газа при их возникновении из любого источника. Датчики утечки газа индивидуально встраивают в компрессоры, а также устанавливают в конструкциях, чтобы обнаруживать утечки в окружающую среду. Однако в соответствии с настоящим изобретением существует необходимость в том, чтобы объединить обе эти функции. Настоящее изобретение позволяет решать эту задачу.
Известно, что если отсоединить магистраль для подвода газа к компрессору, то в компрессор может поступать воздух. При перемешивании этого воздуха с газом может образоваться взрывчатая смесь. Общепринятой практикой является использование датчиков газа для обнаружения отсутствия газового давления в подводящей магистрали, которая должна быть соединена с источником газа.
Кроме того, давление на входе от бытовой сети природного газа обычно составляет ориентировочно от 0.2 до 0.5 фунта на квадратный дюйм. Это газовое давление должно поддерживать включение сигнальных ламп, работающих в ближайших домах. Если давление газовой сети падает до более низкого уровня, то добавочная нагрузка, создаваемая за счет бытового устройства для заправки горючим, может приводить к погасанию таких сигнальных ламп. Следовательно, необходимо исключить потребление газа указанным бытовым устройством, когда это создает риск погасания сигнальных ламп в соседних домах.
Далее сначала будет приведено краткое описание изобретения, а затем его детальная реализация в виде специфических вариантов, приведенных со ссылкой на сопроводительные чертежи. Эти варианты служат для пояснения принципов настоящего изобретения и способа их осуществления.
Краткое изложение изобретения
В соответствии с настоящим изобретением предлагается установленный на стене газовый компрессор, а более конкретно устройство для заправки автомобилей, работающих на газообразном топливе, припаркованных у жилых домов или в других местах, где есть вертикальная стена или вертикальная опора, например в гараже или на крытой автостоянке. В соответствии с первым аспектом в изобретении предлагается бытовое устройств, которое содержит:
a) кожух, содержащий многоступенчатый газовый компрессор с приводом от электрического двигателя;
b) средство электрического соединения для подвода мощности к двигателю;
c) отверстие для впуска газа в бытовом устройстве, предназначенное для соединения блока с источником газа;
d) отверстие для выпуска газа в бытовом устройстве, предназначенное для подачи сжатого газа в резервуар для хранения газа; и
e) элементы текущего контроля и управления, позволяющие бытовому устройству работать без обслуживания.
Бытовое устройство для заправки горючим в соответствии с первым вариантом настоящего изобретения преимущественно предназначено для установки на стене, на опорном элементе в виде стойки (столба) или на другой опорной конструкции, ориентировочно на уровне глаз человека. Блок преимущественно устанавливают на высоте, составляющей по меньшей мере 36 дюймов над поверхностью земли, а еще лучше на высоте выше крыши стандартной легковой автомобили, например более 48 дюймов над поверхностью земли. Это обеспечивает нахождение бытового устройства вне зоны, в которой имеется подвижный объект, такой как автомобиль. Это позволяет исключить средства защиты от столкновения с автомобилем, такие как тумбы и другие барьеры.
Бытовое устройство может быть установлено на стене между штырями в стене или заподлицо на плоской стене при помощи установочных кронштейнов, которые закреплены на вертикальной опоре. Альтернативно бытовое устройство может быть установлено, например, на столбе на крытой автостоянке или на свободно стоящем столбе как внутри, так и вне помещения при помощи соответствующих установочных кронштейнов. Может быть предусмотрен спиральный нагнетательный шланг, который втягивается (убирается), когда в нем нет необходимости.
Электрический двигатель и компрессор преимущественно объединены в одном блоке, установленном в кожухе. Этот блок установлен в кожухе через первые изоляторы вибрации, которые гасят вибрации. Сам по себе кожух дополнительно установлен на своем вертикальном средстве опоры при помощи вторых изоляторов вибрации, которые дополнительно гасят вибрации. Таким образом, бытовое устройство для заправки горючим в соответствии с настоящим изобретением преимущественно снабжено двумя ступенями поглощения вибрации: изоляторами вибрации, которые снижают передачу вибраций от блока двигатель/компрессор на кожух, а также изоляторами вибрации, которые снижают передачу вибраций через установочные кронштейны кожуха на стену, столб или другую вертикальную опору, на которой закреплен блок.
Эта особенность позволяет устанавливать бытовое устройство на стенах, используемых в качестве опорной конструкции, например устанавливать бытовое устройство на стене гаража, расположенного вблизи от жилых домов, так как снижен уровень шума и вибраций, передаваемых в жилые дома.
В соответствии с настоящим изобретением внешний кожух установлен на стене при помощи системы угловых резиновых или аналогичных резиновым, например гибких, полимерных, амортизационных, кольцевых прокладок. Так как блок двигатель/компрессор установлен на поверхности стены или на другой эквивалентной поверхности таким образом, что его задняя сторона обращена к стене, его вес стремится создать момент кручения, который будет поворачивать блок в направлении от стены, если освободить его верхний конец. Если блок установлен на резиновых амортизационных кольцевых прокладках, оси которых ориентированы вертикально, то за счет указанного момента кручения будет возникать срезающее усилие, приложенное к указанным кольцевым прокладкам. Так как такие кольцевые прокладки намеренно сделаны очень мягкими и имеют существенную толщину для поглощения вибраций, например толщину, которая близка к их длине, то наличие такого срезающего усилия является крайне нежелательным.
Поэтому в соответствии с настоящим изобретением резиновые амортизационные кольцевые прокладки установлены под углом наклона, который устраняет или позволяет снизить до минимума срезающее усилие, приложенное к кольцевым прокладкам. В верхней части блока это означает смещение под углом верхних участков осей кольцевых прокладок в направлении удаления от установленного блока, в направлении к стене или опорной конструкции, преимущественно на угол ориентировочно от 20° до 40°, причем выбор угла зависит от веса и геометрии блока. В нижней части блока верхние участки осей кольцевых прокладок смещены под углом в направлении удаления от стены в направлении к блоку на аналогичный угол или, возможно, на другой угол. За счет такой установки указанных снижающих вибрации кольцевых прокладок, которая позволяет снизить до минимума срезающие усилия, эти прокладки могут более эффективно обеспечивать изоляцию вибраций между установленным на стене блоком двигатель/компрессор и поверхностью стены, на которой он закреплен.
Дополнительная ступень изоляции вибраций обеспечена за счет элементов установки блока двигатель/компрессор в кожухе. Эти элементы установки преимущественно представляют собой гибкие полимерные, например резиновые, держатели, которые расположены с каждой боковой стороны горизонтальной плоскости, проходящей ориентировочно через центр массы или центр вращения блока двигатель/компрессор, а преимущественно слегка выше этого центра. Такое построение позволяет за счет возвратно-поступательных движений внутри бытового устройства возбуждать качательное движение относительно оси, образованной прямой линией, проходящей между держателями. Средство демпфирования может быть также введено между блоком двигатель/компрессор и кожухом для того, чтобы поглощать энергию, возникающую за счет таких вибраций качания. Такой демпфер может быть расположен между корпусом блока двигатель/компрессор и любым участком кожуха или может быть расположен под указанным блоком. Предпочтительным положением является положение у верхней части или у основания блока двигатель/компрессор, где движение является наибольшим.
В соответствии с предпочтительным вариантом это средство демпфирования представляет собой упругий, гибкий элемент из материала, аналогичного резине, имеющий ориентировочную форму штыря, выступающего из корпуса блока двигатель/компрессор в направлении вниз, в гнездо или приемное средство, расположенное на нижней, внутренней поверхности кожуха. Штырь и приемное средство действуют в качестве гасителя вибраций (в качестве демпферной ловушки). Средство демпфирования может быть также основано на использовании жесткого элемента удлинения, выступающего из блока двигатель/компрессор и заходящего в гибкое приемное средство, например в упругую резиновую трубку, установленную на корпусе. Когда бытовое устройство совершает качательное движение относительно оси, проходящей между держателями, этому движению противодействует упругий элемент, который демпфирует вибрации, вызванные вращательными возвратно-поступательными моментами блока компрессор/двигатель.
Указанным образом за счет использования двух элементов изоляции вибраций, установленных последовательно, достигают эффективного снижения передачи вибраций от бытового устройства к его опорной конструкции.
Бытовое устройство в соответствии с настоящим изобретением преимущественно может содержать систему охлаждения и вентиляции, которая позволяет также обнаруживать утечку газа из самого блока и из окружающей среды вокруг блока. Эта система включает в себя вместе с кожухом блока отверстие для впуска воздуха, вентилятор и отверстие для выпуска воздуха, создающие зону циркуляции воздуха вокруг блока двигатель/компрессор, для обеспечения охлаждения и вентиляции. Датчик огнеопасного газа устанавливают в тракте воздушного потока, преимущественно вблизи от верхней части бытового устройства, причем циркулирующий воздух входит в бытовое устройство снизу. Этот датчик расположен таким образом, что он анализирует воздух, который прошел через компрессор, и индицирует наличие утечки газа изнутри блока.
За счет установки бытового устройства на достаточной высоте на стене или на другой опорной конструкции вентилятор будет производить циркуляцию воздуха из верхней области смежного окружающего пространства, например из верхней половины помещения, такого как гараж. Так как природный газ, водород и многие другие огнеопасные газы обычно легче воздуха, любую концентрацию таких огнеопасных газов в смежном пространстве легче обнаружить вверху. За счет циркуляции воздуха, создаваемой при помощи системы вентиляции, создается перемешивание и любой огнеопасный газ, имеющийся в помещении, всасывается в бытовое устройство.
Датчик огнеопасного газа позволяет обнаруживать не только утечку газа из компрессора, но и наличие утечки газа в локальную окружающую среду, например, от смежных припаркованных автомобилей. Таким образом, единственный датчик огнеопасного газа позволяет обнаруживать как утечку из компрессора, так и утечку в окружающую среду.
Датчик расхода воздуха может быть также установлен в тракте рециркуляции воздуха, преимущественно у основания кожуха. Такой датчик может быть подключен к системе управления бытового устройства и может отключать это устройство, если по каким-либо причинам прерывается поток воздуха для вентиляции и охлаждения.
При необходимости выхлопные газы вентиляции могут быть рециркулированы в окружающее пространство или направлены наружу, например, при помощи проходящего через стену трубопровода, подсоединенного к отверстию для выпуска воздуха бытового устройства.
Для предотвращения впуска воздуха в топливный резервуар автомобиля, возникающего в случае отсоединения впускного шланга блока от его газового источника, бытовое устройство обычно содержит датчик контроля давления во впускной магистрали, который обнаруживает отсутствие давления, возникающее в случае отсоединения входного соединителя от газовой магистрали. Этот датчик контроля давления газа совместно с известными схемами обработки сигнала позволяет подавать сигнал отключения бытового устройства, когда он обнаруживает отсутствие подключенного источника давления газа. Следовательно, если входной шланг отсоединен, то бытовое устройство не сможет непреднамеренно подать сжатый воздух в топливный резервуар автомобиля.
Система контроля давления в соответствии с настоящим изобретением также контролирует снижение давления газа на входе бытового устройства ниже регулируемого уровня порогового давления, который превышает нулевое значение и составляет, например, 0.2 фунта на квадратный дюйм. В таком случае работа бытового устройства прекращается.
Таким образом, система в соответствии с настоящим изобретением защищает от риска, связанного с тем, что компрессорная система в соответствии с настоящим изобретением будет создавать помехи в работе соседних бытовых электроприборов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан автомобиль на газообразном топливе, припаркованный в гараже, имеющем бытовое устройство для заправки горючим в соответствии с настоящим изобретением, установленное на внутренней стене гаража.
На фиг.2 показан вид с торца фиг.1, где можно видеть циркуляцию воздуха вокруг автомобиля, припаркованного в гараже.
На фиг.3 показан вид спереди бытового устройства фиг.1 с открытой передней стороной внутреннего кожуха, который служит в качестве колпака или обтекателя, закрывающего блок компрессора и двигателя и который вместе с задней панелью внешнего кожуха вмещает в себя указанный блок.
На фиг.4 показан вид спереди блока компрессора и двигателя со снятым внутренним обтекателем, где можно видеть два боковых держателя, при помощи которых блок соединен с кожухом, а также можно видеть вентилятор и тракт воздушного потока вентиляции.
На фиг.5 показан вид в перспективе внешнего кожуха с задней, закрепляемой на стене стороны, где можно видеть его устанавливаемую на стене раму.
На фиг.6 показан вид в перспективе самой рамы фиг.5.
На фиг.7 показан вид в перспективе блока в разобранном виде, где можно видеть заднюю панель внешнего кожух и раму, установленную в положение крепления к двум горизонтальным кронштейнам.
На фиг.8 показан вид, аналогичный фиг.7, после сборки указанных компонентов.
На фиг.9 показан вид сбоку с частичным вырывом блока фиг.5, где можно видеть угловые (установленные под углом) верхнюю и нижнюю упругие опоры, введенные между рамой и внешним кожухом.
На фиг.10А показан детально вид сбоку верхней опоры фиг.9.
На фиг.10В показан детально вид сбоку нижней опор фиг.9.
На фиг.11 схематично показаны основные компоненты бытового устройства, в том числе унитарный (объединенный) блок двигатель/компрессор, объем продувки, цепи управления и другие основные элементы, в том числе различные датчики.
Описание предпочтительного варианта
На фиг.1 показано бытовое устройство 1 для заправки горючим, установленное (закрепленное) на стене гаража и снабженное нагнетательным шлангом 2 высокого давления, подключенным к автомобилю, впускным шлангом 3, подключенным к источнику газа, и электрическим шнуром 4 с вилкой, вставленной в стандартную бытовую розетку.
На фиг.2 показана циркуляция воздуха 60, созданная при помощи вентилятора, предусмотренного в устройстве 1 внутри гаража. Так как устройство 1 установлено на некоторой высоте на стене 61 гаража, то эта циркуляция включают в себя воздух из верхней области 62 гаража.
На фиг.3 показан вид спереди устройства, заключенного в его внешний кожух 7 и установленного между штырями 5 в стене, с передней крышкой (лючком) доступа 6, открытой для того, чтобы показать внутренний вентиляционный кожух, который служит в качестве колпака или обтекателя 22. Нагнетательный шланг 2 высокого давления показан в его полностью втянутом положении. Отверстия 13 для впуска воздуха расположены у нижней части передней крышки доступа 6, под блоком двигатель/компрессор 32. Выпуск воздуха 36 расположен в верхней части блока. К блоку подключены также газовый источник 3 и магистрали 2 для подвода газа.
На фиг.3 и 4 показано, что передний обтекатель 22, который образует часть кожуха, прикреплен к задней панели внешнего кожуха 7 при помощи винтов 23. Задняя панель внешнего кожуха 7 и обтекатель 22 образуют вентиляционную оболочку для компрессора 29, двигателя 30 компрессора и объема продувки 31, которые все находятся в общем корпусе и образуют блок двигатель/компрессор 32. На фиг.4 показан также вентилятор 32А и его вспомогательные компоненты. Вентилятор 32А всасывает охлажденный воздух через впускные вентиляционные каналы 13, так что воздух проходит мимо датчика 34 воздушного потока и обеспечивает циркуляцию воздуха во всем объеме блока 32 двигатель/компрессор, а также вокруг других компонентов в оболочке, образованной задней панелью внешнего кожуха 7 и обтекателем 22.
Воздух, выходящий из этой вентиляционной оболочки, проходит мимо датчика 35 огнеопасного газа, как это показано на фиг.4, и выходит наружу через выход воздуха 36. Все датчики подключены к центральной схеме управления, имеющей главный логический контроллер 11, как это показано на фиг.7. Если датчик воздушного потока 34 показывает, что поток охлажденного воздуха находится ниже заданного минимального предельного значения, например если имеется прерывание потока воздуха для вентиляции и охлаждения; или если датчик огнеопасного газа 35 обнаруживает наличие огнеопасного газа в воздухе охлаждения, то главный логический контроллер 11 не позволяет устройству 1 включиться, если оно уже было отключено; или отключит его, если оно работает.
За счет установки устройства на определенной высоте на стене или на определенной высоте на опорной конструкции вентилятор 32А будет производить циркуляцию воздуха из верхней области смежного окружающего пространства, которая может содержать более легкие, чем воздух, огнеопасные газы. За счет циркуляции воздуха, создаваемой при помощи системы вентиляции, такие огнеопасные газы могут всасываться в устройство. Следует иметь в виду, что датчик 35 огнеопасного газа обнаруживает не только газ, который улетучивается из компрессора 29, то также и газ, который улетучивается в локальную окружающую среду.
Блок двигатель/компрессор 32 в корпусе 12 прикреплен к задней панели внешнего кожух 7 при помощи двух ограничивающих вибрацию полимерных боковых держателей 37, показанных на фиг.4. Корпус 12 дополнительно соединен с полимерным амортизатором 39, показанным на фиг.4. Боковые держатели 37 расположены несколько выше центра вращения или центра тяжести блока двигатель/компрессор 32, вдоль горизонтальной линии, которая проходит преимущественно вдоль горизонтальной плоскости, которая проходит непосредственно над указанным центром. Такое построение позволяет создавать за счет возвратно-поступательного движения качательное движение относительно оси, образованной прямой линией, проходящей между держателями. Два полимерных боковых держателя 37 и полимерный демпфер 39 подавляет передачу вибрации от блока двигатель/компрессор 32 к внешнему кожуху 7.
В соответствии с предпочтительным вариантом демпфер 39 выполнен в виде выступающего штыря, который входит в гнездо, предусмотренное в кожухе 7, и действует как гаситель вибраций. Когда устройство для заправки совершает колебания относительно оси, проходящей между боковыми держателями 37, это движение ограничивается при помощи упругого демпфера 39 с гнездом, который гасит вибрацию, вызванную вращательными (и) возвратно-поступательными моментами блока двигатель/компрессор 32.
Собственно внешний кожух 7, показанный на фиг.5, содержит средства для установки, которые включают в себя раму 49 с двумя имеющими выемки установочными брусьями 50, предназначенными для установки на нижнем установочном кронштейне 16 и на верхнем установочном кронштейне 19, которые показаны на фиг.7, 8. Эти кронштейны 16, 17 прикреплены к опорной конструкции. Внешний кожух 7 установлен на раме 51 при помощи новой системы угловых резиновых или аналогичных резиновым амортизационных кольцевых прокладок 53.
Резиновые амортизационные кольцевые прокладки 53, показанные на фиг.9, 10А, 10В, установлены под углом наклона, который устраняет или позволяет снизить до минимума срезающее усилие, приложенное к таким прокладкам. В верхней части блока и это означает смещение верхней части осей 54 кольцевых прокладок 53 в сторону от установленного блока, в направлении стены, на угол около 30°, который выбирают в зависимости от веса и геометрии блока. В нижней части блока верхний участок осей 55 кольцевых прокладок 53 повернут от стены в направлении блока на угол около 45°. Углы поворота соответствующей кольцевой прокладки 53 могут изменяться в зависимости от местоположения центра массы, которую они поддерживают. За счет установки таких гасящих вибрацию кольцевых прокладок 53 под углом получают более эффективную изоляцию вибраций между установленным на стене блоком двигатель/компрессор и поверхностью, на которой он установлен.
Выемки 56 в брусьях 50 (фиг.6) входят в зацепление с клиновидными (наклонными) углублениями 57 на лицевых сторонах кронштейнов 16, 19. Это позволяет производить установку устройства на определенной высоте при помощи простой процедуры подъема блока до совмещения выемок 56 с углублениями 57 и введения указанных элементов в зацепление. Расположенные под углом боковые стороны углублений 57 снижают требования к точности при проведении этой процедуры стыковки.
Может быть также предусмотрена защелка или ограничитель 58 в качестве средства повышения надежности крепления блока к кронштейнам 16, 19. Эти компоненты обеспечивают безопасность в случае сейсмических разрывов, то есть при землетрясениях.
Для предотвращения поступления воздуха в (топливный) резервуар автомобиля, возникающего за счет отсоединения входного шланга 3 блока от источника газа, устройство обычно включает в себя средство 40 для измерения давления во входной магистрали, которое обнаруживает отсутствие давления, возникающее при отсоединении входного соединителя от магистрали 3 источника газа. Это средство 40 для измерения давления газа объединено с известными схемами обработки сигнала, которые вырабатывают сигнал отключения устройства, если отсутствует газовое давление источника. Таким образом, если входной шланг 3 отсоединен, то устройство не может непреднамеренно подавать сжатый воздух в топливный резервуар автомобили.
Эта система измерения давления в соответствии с настоящим изобретением позволяет также измерять падение давления входного газа ниже уровня устанавливаемого порогового давления, который выше нуля, например составляет 0.2 фунта на квадратный дюйм. В таких условиях работа устройства также блокируется. За счет этого система в соответствии с настоящим изобретением защищена от риска взаимодействия (создания помех) данной компрессорной системы с другими бытовыми приборами.
Обратимся теперь к рассмотрению фиг.11, на которой показан датчик 40 для измерения давления газа, поступающего по входной магистрали 3, который электрически подключен к главному логическому контроллеру 11. Если датчик 40 давления поступающего газа посылает сигнал на контроллер 11 о том, что измеренное давление стало ниже заданного порогового значения, то контроллер 11 блокирует включение устройства 1, если оно уже отключено; или выключает его, если оно работает. Пороговое давление для такого отключения является регулируемым для того, чтобы обеспечить соответствие требованиям, имеющимся в различных регионах, например, в части давлений в локальных магистралях газа или требованиям местных норм.
На фиг.11 показано, что схема 22 управления двигателем расположена в корпусе 12, в объеме продувки 31. Стенка корпуса 12 действует в качестве радиатора для отвода теплоты, вырабатываемой схемой 22 управления двигателем, а также в качестве экрана входящего и выходящего электромагнитного излучения.
Как это показано на фиг.11, главный логический контроллер 11 получает сигналы от датчика 34 воздушного потока, от датчика 35 огнеопасного газа, от датчика 40 давления источника газа, данные, вводимые вручную с панели 15 управления и индикации, а также данные от других источников, например от датчика 43 выходного газа высокого давления. Главный логический контроллер 11 выполнен с возможностью включения двигателя 30 и управления его скоростью при помощи схемы 22 управления двигателем, что позволяет обеспечивать низкую скорость двигателя при запуске, высокую скорость во время начального сжатия газа и сниженную скорость во время окончательного сжатия газа.
Низкая скорость при запуске двигателя позволяет снизить высокий пусковой ток, отбираемый от системы электропитания. Это позволяет работать от стандартной бытовой электросети, например, с напряжением 110-120 В, с предохранителями, рассчитанными на умеренный ток. После запуска начальное сжатие воздуха может быть проведено на высокой скорости двигателя. После того, как получено высокое давление в топливном резервуаре автомобили при помощи выходной ступени компрессорной системы, в соответствии с настоящим изобретением скорость двигателя снижают для того, чтобы снизить износ колец (компрессора) и ограничить потребление энергии. Эта процедура особенно хорошо подходит для компрессоров без смазки маслом, так как скорость износа уплотнительных колец цилиндров компрессора таких блоков возрастает, когда компрессорная система работает при высокой скорости и с высоким противодавлением.
В соответствии с настоящим изобретением скоростью электрического двигателя также управляют для того, чтобы избежать собственных резонансных частот, возникающих за счет колебаний механических компонентов двигателя, которые в противном случае повышают шум и вибрации, генерируемые блоком.
Несмотря на то, что были описаны специфические варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что они приведены только для примера и в изобретение специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят однако за рамки формулы изобретения.
1. Бытовое устройство для заправки автомобилей газообразным топливом, которое включает в себя кожух, содержащий блок двигатель/компрессор в виде многоступенчатого газового компрессора и электрического двигателя, который приводит в действие многоступенчатый компрессор, причем указанные компрессор и двигатель находятся в общем, герметичном корпусе; средство электрического соединения для подвода мощности к двигателю; отверстие для впуска газа в бытовом устройстве, предназначенное для соединения его с источником газа; отверстие для выпуска газа, предназначенное для подачи сжатого газа в топливный резервуар автомобиля; и элементы текущего контроля и управления, позволяющие бытовому устройству работать без обслуживания, причем устройство снабжено средством, позволяющим устанавливать его на вертикальной опоре, на высоте более 36 дюймов (90 см) от поверхности земли.
2. Бытовое устройство по п.1, которое дополнительно содержит средство для изоляции вибраций, позволяющее снижать передачу вибраций, возникающих в блоке двигателя, на вертикальную опору.
3. Бытовое устройство по п.2, в котором средство для изоляции вибраций содержит первое и второе средства для изоляции вибраций, установленные последовательно между блоком двигателя и вертикальной опорой.
4. Бытовое устройство по п.2, в котором средство для изоляции вибраций содержит первое средство для изоляции вибраций, позволяющее снижать передачу вибраций, возникающих в блоке двигателя, на кожух, причем указанное первое средство для изоляции вибраций содержит гибкие полимерные держатели, расположенные по бокам горизонтальной плоскости, проходящей ориентировочно через центр тяжести блока двигатель/компрессор, вдоль оси, образованной прямой линий, проходящей между держателями и находящейся в указанной горизонтальной плоскости, предназначенные для крепления блока двигатель/компрессор к кожуху.
5. Бытовое устройство по п.4, которое дополнительно содержит демпфер, установленный между блоком двигатель/компрессор и кожухом и предназначенный для поглощения энергии вибраций, возникающей за счет движения блока двигатель/компрессор относительно указанной оси.
6. Бытовое устройство по одному из пп.2-5, в котором средство для изоляции вибраций содержит второе средство для изоляции вибраций, позволяющее снижать передачу вибраций от кожуха бытового устройства на вертикальную опору, причем второе средство для изоляции вибраций содержит множество гибких полимерных кольцевых прокладок, установленных между кожухом и вертикальной опорой.
7. Бытовое устройство по п.6, в котором каждая из указанных гибких, полимерных кольцевых прокладок установлена под углом наклона, который устраняет или позволяет снизить до минимума срезающее усилие, приложенное к таким прокладкам.
8. Бытовое устройство по п.7, в котором каждая из указанных гибких, полимерных кольцевых прокладок имеет высоту, длину, центральную ось и установочное отверстие, образованное вдоль центральной оси, причем длина прокладок ориентировочно равна их ширине.
9. Бытовое устройство по п.7, в котором кожух снабжен средством крепления, которое содержит раму с двумя имеющими выемки установочными брусьями, предназначенными для установки на установочных кронштейнах, расположенных на опорной конструкции, причем каждая из указанных гибких, полимерных кольцевых прокладок расположена между указанными рамой и кронштейнами.
10. Бытовое устройство по п.9, в котором кронштейны имеют клиновидные углубления, предназначенные для приема указанных выемок, за счет чего крепление бытового устройства на кронштейнах может быть осуществлено путем подъема его до совмещения указанных выемок с углублениями, и введения их в зацепление.
11. Бытовое устройство по п.10, которое содержит защелку или ограничитель, установленный между рамой или кожухом и по меньшей мере одним из указанных кронштейнов, предназначенный для обеспечения безопасности в случае сейсмического разрыва.
12. Бытовое устройство для заправки автомобилей газообразным топливом, которое включает в себя кожух, содержащий блок двигатель/компрессор в виде многоступенчатого газового компрессора и электрического двигателя, который приводит в действие многоступенчатый компрессор, причем указанные компрессор и двигатель находятся в общем, герметичном корпусе; средство электрического соединения для подвода мощности к двигателю; отверстие для впуска газа в бытовом устройстве, предназначенное для соединения его с источником газа; отверстие для выпуска газа, предназначенное для подачи сжатого газа в топливный резервуар автомобиля; и средство, позволяющее устанавливать бытовое устройство на вертикальной опоре, причем бытовое устройство дополнительно содержит систему вентиляции, включающей в себя отверстие для впуска воздуха, вентилятор и отверстие для выпуска воздуха в кожухе, позволяющие создавать зону циркуляции воздуха вокруг блока двигатель/компрессор; и датчик газа, расположенный вблизи от отверстия для выпуска воздуха и предназначенный для обнаружения огнеопасного газа, проходящего через систему вентиляции, причем датчик газа позволяет обнаруживать огнеопасный газ, который улетучивается из блока двигатель/компрессор или присутствует в смежном окружающем пространстве.
13. Бытовое устройство по п.12, которое дополнительно содержит обтекатель, установленный поверх блока двигатель/компрессор и ограничивающий зону циркуляции воздуха вокруг блока двигатель/компрессор.
