專利名稱：將壓縮天然氣和液化天然氣分配到天然氣作動力的車輛中的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般地涉及對汽車配給天然氣的加油站，具體來說，涉及具有顧客要求時提供和分配壓縮天然氣(CNG)和液化天然氣(LNG)能力的加油站。
背景技術(shù)：
天然氣是對諸如汽油和柴油之類燃油的一種眾所周知的替代品。人們已經(jīng)化了很大努力來開發(fā)天然氣作為一種替代的燃料，以便對付汽油和柴油的各種缺點，其中包括生產(chǎn)成本和其使用過程中產(chǎn)生的排放。如本技術(shù)領域內(nèi)所公知的，天然氣是比許多其它燃料干凈的燃料。此外，由于天然氣浮在空氣上面并驅(qū)散，而不是沉淀下來作其它的燃料，所以，天然氣比汽油或柴油更為安全。然而，仍然存在著各種障礙，它們阻礙著人們廣泛地去認可天然氣作為用于機動車輛的燃料。
為了用作為一種替代的燃料，傳統(tǒng)上，天然氣轉(zhuǎn)換為壓縮天然氣(CNG)或液化天然氣(LNG)，以便在其使用前便于燃料的儲存和運輸。除了將天然氣轉(zhuǎn)換為CNG或LNG的過程，為了中間儲存和最終分配提供給燃燒天然氣的機動車輛的天然氣，通常還需要附加的設施和處理過程。
與傳統(tǒng)的加油設施相比，現(xiàn)有的天然氣裝料設施的建造和運行費用令人望而卻步。例如，據(jù)目前估計，傳統(tǒng)的LNG裝料站建造的成本約為$350,000至$1,000,000，而相當?shù)钠图佑驼镜某杀炯s為$50,000至$150,000。這種極大的成本差異的原因之一是用于處理/調(diào)節(jié)和儲存LNG所需的專用設備的成本，傳統(tǒng)上LNG在大約-130℃至-160℃(-200°F至-250°F)的溫度和約25至135每平方英寸磅的絕對壓力(psia)下，儲存為低溫液態(tài)甲烷。
阻礙廣泛接受天然氣用作為機動車輛燃料的另一問題在于，目前，某些已經(jīng)改裝適于燃燒天然氣的機動車輛需要CNG，而另一些機動車輛需要LNG，因此，對各種車輛需要不同類型的加燃料設施。例如，LNG設施傳統(tǒng)上從儲存罐中分配天然氣，其中，天然氣已經(jīng)調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換為LNG。LNG傳統(tǒng)上通常借助于油罐卡車或類似裝置供應到儲罐中。另一方面，CNG設施通常從管道或類似供應源抽取天然氣，調(diào)節(jié)天然氣，然后，將其壓縮而生產(chǎn)出理想的CNG最終產(chǎn)品。
已有人作出努力試圖從一單一設施中提供LNG和CNG。例如，1996年4月9日發(fā)表的授予Barclay的美國專利5,505,232涉及一種一體的裝料系統(tǒng)，它產(chǎn)生和供應LNG和CNG。所揭示的系統(tǒng)闡述以小規(guī)模進行操作，每天生產(chǎn)大約1000加侖的液化或壓縮燃料產(chǎn)品。Barclay專利描述了一天然氣供應經(jīng)受通過一再生精煉裝置的通道，以便在加工天然氣和生產(chǎn)LNG或CNG之前，除去氣體中諸如二氧化碳、水、重質(zhì)碳氫化合物和有氣味物質(zhì)等的各種構(gòu)成物。因此，就傳統(tǒng)的CNG設施來說，顯然，Barclay專利中揭示的系統(tǒng)需要緊靠天然氣管道或類似供應源定位。
此外，Barclay專利中揭示的系統(tǒng)要求天然氣通過一液化器進行處理，而不管其要求生產(chǎn)LNG還是CNG。一現(xiàn)場的液化器的要求會不必要地增加建造一天然氣裝料設施的復雜性和成本，因此，應阻止這些設施成為傳統(tǒng)汽油加油設施的實際的替代物。
組合的LNG和CNGB裝料設施的另一實例揭示在1994年5月31日發(fā)表的授予Goode等人的美國專利5,315,831中。Goode專利揭示了一加燃料的設施，其包括儲存在一低溫儲罐內(nèi)的LNG體積量。LNG從儲存的儲罐中抽出并分配到需要的車輛中。通過從儲存的儲罐中抽出體積量的LNG，然后LNG通過一高效的泵和一蒸發(fā)器系統(tǒng)，由此產(chǎn)生CNG，該CNG然后分配到需要的車輛中。
盡管Goode和Barclay專利揭示了一體的加氣站，其據(jù)稱提供了分配LNG和/或CNG的能力，但仍需要對這樣設施的改進，以便相對于傳統(tǒng)的汽油加油設施，在建造和運行的費用方面，使如此的加燃料設施更有效、實用。
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，有利的是，提供一體的加燃料系統(tǒng)，其能按照要求分配LNG、CNG或兩者，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，提供簡單有效的操作，此外在本技術(shù)領域的目前狀態(tài)上作出改進。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一加燃料站。該加燃料站包括至少一個泵，其構(gòu)造成對供應的液化天然氣(LNG)的體積進行加壓，其包括至少一個構(gòu)造成供應加壓LNG的加壓的輸出。至少一個分流閥可操作地接合到至少一個泵的至少一個加壓的輸出上，其中，至少一個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從第一流道和第二流道之間的至少一個泵的至少一個加壓的輸出流出。至少一個LNG分配單元與第一流道流體地連通。一蒸發(fā)器與第二流道流體地連通。蒸發(fā)器構(gòu)造成接受和轉(zhuǎn)換加壓的LNG為壓縮的天然氣(CNG)。至少一個CNG分配單元與蒸發(fā)器流體地連通。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一加燃料站。該加燃料站包括多重泵，其構(gòu)造成對供應的液化天然氣(LNG)的體積進行加壓。多重泵包括至少兩個活塞，其中，各個活塞具有構(gòu)造成供應加壓LNG的各加壓的輸出。至少一個LNG分配單元設置成有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通。一構(gòu)造成接受和將LNG轉(zhuǎn)換為壓縮的天然氣(CNG)的蒸發(fā)器置于有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的各個加壓輸出流體地連通。至少一個CNG分配單元與蒸發(fā)器流體地連通。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一天然氣加氣設施。該加氣設施包括一飽和的液化天然氣(LNG)源，諸如含有一體積量的飽和天然氣的低溫儲罐。加氣設施還包括至少一個加氣站。加氣站包括一與飽和LNG源流體地連通的多重泵。多重泵包括至少兩個活塞，其中，各個活塞具有構(gòu)造成供應加壓LNG的各加壓的輸出。至少一個LNG分配單元設置成有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通。一構(gòu)造成接受和將LNG轉(zhuǎn)換為壓縮的天然氣(CNG)的蒸發(fā)器置于有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的各個加壓輸出流體地連通。至少一個CNG分配單元設置成與蒸發(fā)器流體地連通。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一分配天然氣的方法。該方法包括以第一壓力對一泵提供飽和的液化天然氣(LNG)。飽和的LNG通過一泵而將飽和LNG的壓力提高到一第二壓力。一第一流道設置在泵和LNG分配單元之間。一第二流道設置在泵和壓縮的天然氣(CNG)分配單元之間。LNG有選擇地通過第一流道、第二流道，或通過第一和第二流道兩者。流過第一流道的任何LNG的壓力減小到一中間壓力，其至少一部分減小壓力的LNG在其后通過LNG分配單元進行分配。流過第二流道的任何LNG蒸發(fā)而從中產(chǎn)生CNG，該CNG的至少一部分通過CNG分配單元進行分配。


閱讀以下的詳細描述并參照附圖，將可明白本發(fā)明的上述的和其它的優(yōu)點，在諸附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示范的加燃料設施的立體圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的示范的加燃料站的立體圖；圖3是圖2所示的加燃料站的另一立體圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的加燃料站的簡化的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一實施例的加燃料站的過程流程圖；圖6A至6E是根據(jù)本發(fā)明的各種實施例的可能的多重結(jié)構(gòu)的視圖。
具體實施例方式
參照圖1，圖中示出一用于按照要求分配LNG、CNG或它們兩者的示范的加燃料設施100。該加燃料設施100可包括一個或多個加燃料站102A和102B，其用來將燃料分配到構(gòu)造成通過天然氣燃燒進行操作的機動車輛。一構(gòu)造成低溫儲存LNG的儲存罐104在大約30psia和飽和狀態(tài)下將LNG供應到加燃料站102A和102B。應該指出的是，盡管30psia解釋為LNG供應的示范壓力，但其它的壓力也是可接受的，包括低至0.5psia的壓力，只要它們能夠?qū)腖NG供應(例如，儲罐104)中流出的流動提供到泵106，這將在下文中作詳細的描述。還應該指出的是，盡管LNG供應在本文中稱之為飽和LNG，但這一般地是指一基本上在規(guī)定溫度和壓力條件下處于平衡的液體。具體來說，LNG供應是能夠進行泵送的液體狀態(tài)。
由于加燃料站102A和102B在構(gòu)造和操作上基本類似，因此，為了方便和簡化起見，將只參照第一加燃料站102A的部件。儲罐104接合到泵106，該泵根據(jù)當前的要求將加壓的LNG提供到一LNG分配噴嘴108以便分配到一車輛的燃料箱內(nèi)，或提供到一蒸發(fā)器110，以便通過對其添加熱能而將LNG轉(zhuǎn)化為CNG。蒸發(fā)器110接合到一CNG出口112，出口112接合到一CNG分配裝置(圖1中未示出)，以便將其分配到一車輛的燃料箱內(nèi)。在一實施例中，CNG分配裝置可以遠離加燃料站(例如，遠離幾百英尺或更多)設置，并與CNG出口112接合，例如，借助于地下埋管。在另一實施例中，CNG分配裝置可以與加燃料站102A一起配置。
繼續(xù)參照圖1，并還參照圖2和3，它們示出加燃料站102A的另一立體圖(為了簡明起見，圖中沒有蒸發(fā)器，僅示出一個LNG分配噴嘴108)，各種管道和相關的部件(它們在圖2中表示為113)被包括在加燃料站102A內(nèi)，并起作互連各種機械的和熱力的部件。例如，這樣的管道和其它部件113可包括各種類型的閥門、流量計、壓力調(diào)節(jié)器，與加燃料站102A的操作相關的管道或管路的走向，這將在下文中進行詳細討論，許多部件113可以被容納在一冷盒114內(nèi)(圖1和3)，其構(gòu)造成熱力上將如此的部件與周圍環(huán)境隔絕。這樣一結(jié)構(gòu)可包括將泵106的排出部分定位在冷盒114內(nèi)，而將產(chǎn)生任何大量熱能的泵的部分基本上定位沒有冷盒114的界限。
應該指出的是，盡管本發(fā)明的示范的實施例示出一容納各種部件的冷盒114，但這樣的部件可以個別地各自與周圍環(huán)境隔絕，并且代替將這樣的部件置于一冷盒114內(nèi)，或除了這樣做法之外，還可彼此進行隔絕。還應該指出的是，與CNG生產(chǎn)相關的各種閥門、管道、管路或其它部件(這樣的部件將在下文中詳細地進行闡述)也可進行隔絕，視加燃料設施服役中所放置的環(huán)境而定。
加燃料站102A和102B可安裝在一貨盤116上，這樣，全部的加燃料設施100可預制，然后，運輸?shù)揭?guī)定的場所。該貨盤116可以加工成一單一的單元，或可包括個別的貨盤116A和116B，它們各分別地與個別的加燃料站102A和102B相連。在圖1所示的示范的實施例中，個別的貨盤116A和116B接合在一起，以便形成一圍繞儲罐104形成的封圍的堤板116C。因此，在所示的實施例中，儲罐104不必安裝在貨盤116上，而是相對于個別的貨盤116A和116B獨立地安裝。在制造和組裝加燃料站102A和102B中使用貨盤116A和116B也可相當不費力地重新定位加燃料的設施100(如果和當這樣的重新定位需要時)。
應該指出的是，盡管示范的加燃料的設施100顯示為包括兩個加燃料站102A和102B，其由一共同的飽和LNG的儲罐供應，但也可考慮其它的實施例并為本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員所認識到的。例如，附加的加燃料站可與儲罐104接合，視儲罐104的容量而定?；蛘?，加燃料的設施100可包括一單一的加燃料站(如果這樣要求的話)。還應該指出的是，盡管示范的加燃料的設施100的加燃料站102A和102B各顯示為包括一單一的LNG分配接管108和一單一CNG出口112，但加燃料站102A和102B可使用多個LNG接管108和/或多個CNG出口112(如果這樣要求的話)，以便滿足所期望的要求。
現(xiàn)參照圖4，圖中示出一示范的加燃料站102A的示意圖。加燃料站102A借助于輸送管道120接合到LNG儲罐104。儲罐104包含飽和的LNG的體積122和天然氣蒸氣的體積124，天然氣蒸氣在儲罐104內(nèi)提供蒸氣壓頭。輸送管道120對泵106提供LNG，泵106可理想地構(gòu)造成一低容積高壓力的泵。由于加壓的LNG從泵106流出，所以，根據(jù)加燃料站102A的加燃料要求，它可流過一LNG流道126或一CNG流道128。
如果起動對于LNG的要求，則加壓的LNG從泵106流過一混合器130，其功能將在下文中詳細地討論，還流過一流量計132，并可從一LNG分配噴嘴108對一車輛燃料箱134進行分配。一循環(huán)管線136(再循環(huán)管線)可將未用過的或多余的LNG從LNG流道126返回到儲罐104。
可設置一旁路管線138，例如，在LNG分配噴嘴處在起動對LNG要求而起動泵的過程中，能使LNG體積量從輸送管線120圍繞泵106分流到LNG流道126。一止回閥140可放置在旁路管線138中，以防止任何加壓的LNG通過輸送管線120流回到儲罐104，所述加壓的LNG可存在于LNG流道126內(nèi)，例如，在泵起動之后從泵106流出的。
如果起動對于CNG的要求，則加壓的LNG從泵106流過CNG流道128。該CNG流道128包括一蒸發(fā)器110，其將熱能傳輸?shù)教烊粴庖詮募訅旱腖NG中產(chǎn)生CNG。CNG流出蒸發(fā)器110并通過一混合器142，其功能將在下文中詳細地討論，還流過一流量計144，并通過CNG分配噴嘴112對一CNG車輛燃料箱146進行分配。同時(如果需要的話)，從LNG產(chǎn)生的CNG可放置在一額定壓力足夠的容器148內(nèi)，并儲存以備將來分配到一CNG車輛的燃料箱146內(nèi)，本發(fā)明的優(yōu)點在于，對于CNG車輛的加燃料，不需要中間的CNG儲存。相反，CNG可根據(jù)需要從LNG供應中產(chǎn)生和分配。換句話說，CNG可基本上直接從蒸發(fā)器110流到CNG出口112和/或相關的CNG分配單元。應該理解的是，“基本上直接地”是允許從蒸發(fā)器110流出的某些CNG分流，以及將一個或多個添加劑引入到從蒸發(fā)器110流出的某些CNG內(nèi)。相反，術(shù)語“基本上直接地”是指在由蒸發(fā)器110產(chǎn)生的CNG和其分配到一車輛燃料箱之間不需要或不使用中間的儲存。
現(xiàn)參照圖5，圖中詳細地示出一加燃料站102A的工藝過程流程圖。在描述圖1和3所示的加燃料站102A中，各種示范的部件可闡述結(jié)合加燃料站102A的示范的實施例一起使用。然而，如本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員將會認識到的，也可使用其它合適的部件，本發(fā)明的范圍決不局限于描述本實施例中所闡述的具體的示范的部件。
如上所述，LNG是通過輸送管線120從一儲罐104(圖3中未示出)中提供的。一關閉閥160定位在輸送管線中以控制儲罐104和加燃料站102A之間的LNG流動。在一實施例中，一示范的關閉閥可包括一帶有螺線管或類似致動器的常閉的2”球閥，其在大約300psia和-240°F的額定條件下工作。其它的部件可接合到輸送管線120，用來監(jiān)視LNG流過其間時LNG的各種特性。例如，一壓力傳感器162和一溫度傳感器164可接合到輸送管線，以便監(jiān)視流入的LNG的壓力和溫度。同樣地，一流量計(未示出)可接合到輸送管線120，以在一給定的時間段中，確定進入加燃料站102A的LNG的流量和/或確定進入加燃料站102A的LNG的累積體積量。一濾網(wǎng)166也可接合到輸送管線120，以便確保由加燃料站102A處理的LNG的質(zhì)量。
諸如在加燃料站102A起動階段中(將在下文中詳細地討論)，輸送管線120可分流到兩個旁路管線138A和138B中的一個(由于在圖3所示的本實施例中存在有兩個獨立的LNG分配噴嘴108A和108B)。輸送管線120還通過三個不同供應管線168A、168B和168C中的一個分支將LNG提供到泵106。如圖3所示，泵106可包括一高壓、低體積的三重型的泵，其構(gòu)造成這樣一泵，在大約5000psia壓力下每分鐘提供近似24加侖(gpm)(8gpm×3活塞)。這樣一泵可從位于得克薩斯州的Houston市的CS&P Cryogenics公司購得。
各個供應管線168A-168C構(gòu)造成個別地供應三重型泵106的三個活塞170A-170C。同樣地，各個活塞170A-170C將加壓的LNG泵送到相關的壓力管線172A-172C內(nèi)。此外，個別的通氣管線174A-174C與各活塞170A-170C接合并提供一通過合適閥和管線返回到儲罐104(未示出)的流道176。該泵也可包括一卸壓閥175以防止泵106過壓和可能的失效。
壓力管線172A-172C將加壓的LNG同時地提供到LNG流道126A和126B中的一個或兩者，提供到CNG流道128，提供到上述的流道，或者，通過各種閥和流量控制機構(gòu)(將在下文中闡述)的合適的控制提供到它們的任何的組合。首先考慮加燃料站的LNG側(cè)，加壓的LNG可流過分流閥178A-178C，本示范的實施例中的各閥可包括一常開的3/4”的控制閥，其在大約5000psia和-240°F的額定條件下工作。加壓的LNG通過分流閥178A-78C的任何的組合(根據(jù)要求)。由于缺乏背壓，加壓的LNG可經(jīng)歷一壓降，例如，當它通過分流閥178A-78C時，壓力下降到大約300psia。
應該指出的是，泵106不需產(chǎn)生一提高的壓力(例如，5000psia)，但相反可提供將LNG供應到一車輛燃料箱所需要的壓力下的加壓的LNG。因此，例如，泵106可產(chǎn)生大約為300psia壓力下的加壓的LNG，因此，在它通過分流閥178A-178C時不需經(jīng)歷一壓降。然而，泵106仍可將供應到蒸發(fā)器110的任何LNG的壓力積聚到所要求的壓力(例如，5000psia)，同時在一“降低的”壓力(與供應到蒸發(fā)器110的壓力相比)下將LNG供應到LNG流道126A和126B。
在一示范的情形中，泵106可通過加壓的輸出管線172A-172C在大約300psia的壓力下產(chǎn)生LNG。例如，如果分流閥178A和178B打開而分流閥178C關閉，則LNG流過分流閥178A和178B并在近似300psia壓力下進入LNG流道126A和126B，同時，LNG被分流閥178C分流到蒸發(fā)器而建立所要求的壓力(例如，5000psia)。在這樣一情形中，在將LNG分配到一車輛燃料箱所需要的壓力下泵送LNG，由此儲存能量，以便將LNG轉(zhuǎn)化為蒸發(fā)器110內(nèi)的CNG。
返回到加燃料站102A的LNG側(cè)，然后，引導任何流出分流閥178A-178C的LNG通過LNG控制閥180A和180B中的一個或兩者。LNG控制閥180A控制通過第一LNG流道126A供應的LNG，而LNG控制閥180B控制通過第二LNG流道126B供應的LNG。因此，通過合適地致動LNG控制閥180A和180B，可引導LNG流過LNG流道126A和126B中規(guī)定的一個流道或同時地流過兩者。示范的LNG控制閥180A和180B可包括一常閉的1”開/關控制閥，其在大約300psia和-240°F的額定條件下工作。這樣的控制閥180A和180B也可起作為分流閥，視加燃料站102A的操作構(gòu)造而定。
由于LNG流道126A和126B基本上類似，所以，為了描述和圖示的方便和簡明起見，只是一個流道126A作進一步詳細的描述。從控制閥180A流出的LNG可與從供應的CNG管線182A流出的CNG的規(guī)定的體積量進行混合，以控制流過LNG流道126A的LNG的溫度。然后，熱的LNG流過一質(zhì)量流量計184A，通過另一控制閥186A，它可構(gòu)造成類似于LNG控制閥180A和180B，并最后通過LNG分配噴嘴108A到達一車輛的LNG燃料箱134(見圖2)。一示范的分配噴嘴109A可包括一1”的斷開噴嘴組件192A，其在大約-240°F的額定條件下工作。
諸如溫度傳感器188A和壓力傳感器190A之類的傳感器可放置在靠近LNG分配噴嘴108A的LNG流道，以監(jiān)視分配的LNG的特性并有助于控制一分配的LNG的生產(chǎn)。例如，可監(jiān)視LNG流道126A內(nèi)的LNG的溫度以借助于CNG加熱管線182A，幫助控制注射到其中的CNG的流量。
LNG流道也可包括一卸壓閥194A，以便將LNG流道126A內(nèi)的壓力保持在規(guī)定的壓力水平或低于該水平。一示范的卸壓閥可包括一1”的卸壓閥，其在大約300psia和-240°F的額定條件下工作。
一用戶接口和顯示器單元196A可操作地接合到加燃料站102A，這樣，一使用者可起動通過LNG分配噴嘴108A分配LNG的要求，并監(jiān)視加燃料活動的進程。另一用戶接口和顯示器單元196B可與從LNG分配噴嘴108B中分配燃料相連接。同樣地，盡管在圖3中未具體地示出，但一用戶接口和顯示器單元可與CNG分配噴嘴112相連接(見圖1和2)。
回頭參照LNG流道126A，就如在諸如當一車輛的LNG燃料箱填滿到容量時或當一使用者以其它方式終止車輛加燃料時，可能需要的那樣，可使用一循環(huán)管線136A將多余的LNG循環(huán)回到儲罐104(見圖4和5)。再者，例如，設置入口插口200A和200B(也可見圖3)，以便在加燃料過程中與一車輛的LNG燃料箱接合。如本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員所認識到的，插口200A和200B與再循環(huán)管線198A和198B接合，以便從一車輛的燃料箱提供一流道回到儲罐104(見圖1和2)。當車輛不在加燃料時，在此過程中這樣的插口200A和200B也可與分配噴嘴108A和108B接合。分配噴嘴108A和108B與入口插口200A和200B的這種接合可提供LNG的再循環(huán)，因此，可冷卻加燃料站102A的各種部件，以及流過這樣部件的LNG。
應該指出的是，加燃料站可以構(gòu)造成使用各種技術(shù)中的一種技術(shù)。例如，當不將LNG燃料分配到車輛燃料箱時，泵106可繼續(xù)產(chǎn)生一加壓的輸出，且該輸出可循環(huán)通過諸如上述的LNG流道126A和126B。不管是分配噴嘴108A和108B中的一個還是兩者都可與入口插口200A和200B接合，以循環(huán)LNG通過相關的再循環(huán)管線198A和198B，最后，返回到儲罐104。由于LNG大量地連續(xù)循環(huán)通過分配單元108A和108B和相關的入口插口200A和200B，這可造成LNG噴嘴192A和192B在一段時間之后凍結(jié)起來，所以，可使用控制閥186A和186B來停止通過分配單元108A和108B的流道，并將LNG分別循環(huán)返回通過循環(huán)管線136A和136B。
此外，應該指出的是，加燃料站102A可構(gòu)造成被動地冷卻，這就是說，為了循環(huán)LNG通過LNG流道126A和126B，不需操作泵106。例如，LNG供應的提升的壓頭(例如，在LNG儲罐104內(nèi))可以足夠地致使LNG流過供應管線168A-168C和通過一與泵106的各活塞170A-170C相連的旁路。任何流過泵106的旁路的LNG然后流過LNG流道126A和126B，其后循環(huán)通過循環(huán)管線136A和136B返回到儲罐。因此，本發(fā)明可具有這樣的優(yōu)點，即，LNG供應的壓頭可使加燃料站102A的各種部件得以冷卻，而不需在泵106的運行中花費能量。
仍參照圖5，諸如溫度傳感器202A和202B用來確定進入或再循環(huán)的LNG的特征的傳感器，也可按照要求連接入口插口200A和200B進行設置。此外，可設置止回閥204A和204B來確保已經(jīng)存在于循環(huán)線路136A和136B內(nèi)的LNG不會意外地流回到車輛的LNG燃料箱內(nèi)。
應該指出的是，加燃料站102A(具體來說，LNG流道)的結(jié)構(gòu)能使LNG以相對高的壓力，例如，近似為300psia的壓力，以及相對冷的溫度，例如，-240°F溫度，提供在車輛的LNG燃料箱。重要的是，這能在將LNG引入其中之前，使形成在車輛LNG燃料箱內(nèi)的存在的蒸氣壓頭崩潰，而不是需要清除車輛LNG燃料箱內(nèi)任何的蒸氣。
回頭參照圖旁路管線138A和138B，允許從儲罐104中提供的LNG進入到LNG流道126A和126B，提供加燃料站102A起動時的所謂的燃料淹沒。該燃料淹沒確保在提升的壓力(例如，300psia)下泵供應燃料之前，使LNG而不是氣體或蒸氣存在于LNG流道126A和126B內(nèi)，否則的話，這可導致形成LNG流道126A和126B的管道內(nèi)有波動的巨響。
仍參照圖5，現(xiàn)考慮加燃料站的CNG側(cè)。從壓力管線172A-172C開始，當它們流出泵106時，如果任何的或所有的LNG控制閥178A-178C處于關閉的位置(或至少局部地關閉)，則加壓的LNG的至少一部分將流入CNG流道128內(nèi)。例如，如果控制閥178C處于關閉位置，則與壓力管線172C相連的LNG將流入蒸發(fā)器110(如LNG分流管線208所示)。因此，加壓的LNG(例如，近似為5000psia)可引入到蒸發(fā)器110內(nèi)，蒸發(fā)器將熱能傳遞到LNG，以便將LNG轉(zhuǎn)化為CNG。一示范的蒸發(fā)器110可包括一周圍強迫通風的蒸發(fā)器110，其具有這樣的能力允許LNG的流量達24gpm，壓力近似為5000psia，以及溫度近似為-240°F。蒸發(fā)器110可以構(gòu)造成在周圍溫度相對提升的溫度下，例如，近似為±10°F，壓力高達近似為5000psia，以及流量高達近似1600每分鐘標準立方英尺(scfm)，將LNG轉(zhuǎn)化為CNG。這樣一示范的蒸發(fā)器可從馬薩諸塞州的Dartmouth市的Thermax Incorporated公司購得。應該指出的是，這樣的溫度、壓力和體積流量的值都是示范值，它們可按比例提高或減小，視泵106的大小和容量以及相關管道的構(gòu)造而定。
通過一LNG冷卻管線210供應的LNG的小量可與離開蒸發(fā)器110的CNG混合，以便降低其溫度。在一實施例中，例如，多達4gpm可通過冷卻管線210供應，以便與CNG混合而控制其溫度。諸如溫度傳感器212和/或壓力傳感器214之類的傳感器可定位在CNG流道128內(nèi)，以便監(jiān)視流過其間的CNG特性，并幫助控制與流出蒸發(fā)器的CNG混合的LNG的量。與CNG混合的LNG的量可以受一控制閥216控制，例如，一1/2”的常閉控制閥，其在近似5000psia的額定工作條件下工作。
如上所述，CNG的一部分可在分配之前類似地分流到熱LNG。在分流CNG的一部分過程中，一先導控制的壓力調(diào)節(jié)閥218可用來在與LNG混合之前降低CNG的壓力。一示范的壓力調(diào)節(jié)閥218可以構(gòu)造成在近似800scfm的流量能力下將CNG的壓力從近似5000psia降低到近似300psia。在CNG的一部分引導通過壓力調(diào)節(jié)閥218之后，減小的壓力CNG可分為兩個熱管線182A和182B，以便分別地加熱LNG流道126A和126B內(nèi)的LNG?？刂崎y220A和220B可用來分布和其它方法控制減小壓力的CNG流入到熱管線182A和182B。示范的控制閥可包括3/4”常閉的比例控制閥，其在大約300psia壓力和-240°F溫度的額定條件下工作。
當CNG流過CNG流道128時，各種添加劑也可引入到CNG和與CNG混合。例如，在包含壓力調(diào)節(jié)控制閥218的分支的上游，一氣味劑源222可與CNG流道128接合以便引入和與氣味劑混合。氣味劑可添加到CNG，以幫助探測從車輛的CNG燃料箱、管道、發(fā)動機，或某些其它儲存容器中可能泄漏的任何CNG。
一潤滑劑源224也可與CNG流道128接合，以引入和與潤滑劑混合。潤滑劑可添加到CNG，以便在燃氣處理和燃燒過程中用來潤滑各種機動車輛的部件。例如，如本技術(shù)領域內(nèi)的技術(shù)人員將會認識到的，可添加潤滑劑以對注入裝置提供必要的潤滑，或?qū)εc消耗和燃燒CNG的機動車輛相聯(lián)系的類似的燃料供應系統(tǒng)提供必要的潤滑。
CNG流道128承載CNG到一CNG分配單元226，其可接合到一CNG出口112并構(gòu)造成用來將CNG燃料分配到車輛的CNG燃料箱內(nèi)。CNG分配單元226可包括1000或5000系列分配器或5000系列快速分配器，它們可從威斯康星州的Milton市的ANGI Industrial LLC公司購得。這樣示范的CNG分配單元可包括一體的過濾器、多重分配軟管或管嘴，并具有與其相連的一體的控制器。這樣的分配器可構(gòu)造成適應于一基本上等于或大于蒸發(fā)器110輸出的流量。
如上所述，盡管對于本發(fā)明是不必要的，但如果需要的話CNG也可分配到一儲存設施148(見圖4)。盡管在圖3中未示出，但一用戶接口和顯示器可以可操作地接合到加燃料站102A，以使一使用者可開始一要求，并監(jiān)視CNG加燃料活動的進程。
一蒸氣放氣管線228接合到CNG流道128，還進一步接合到一蒸氣返回管線230。蒸氣返回管線230構(gòu)造成接受從CNG分配單元226中放出的任何蒸氣，CNG分配單元226可包括從車輛的CNG燃料箱放出并返回通過CNG分配單元的蒸氣。從這兩個管線22B和230抽取的蒸氣可以組合并通過一壓力調(diào)節(jié)器231饋送到一蒸氣管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可包括返回到儲罐104內(nèi)的循環(huán)(圖1和4)。一示范的減壓閥231可構(gòu)造成將蒸氣的壓力從大約5000psia降低到大約25psia。
例如，合適的蒸氣管理系統(tǒng)的其它實例可包括計量返回到住宅區(qū)管網(wǎng)內(nèi)的氣體、使用作為燃料的用于場所取暖的氣體、進一步壓縮用作為車輛燃料的氣體，或按適用的法規(guī)所允許地簡單地將氣體排入到大氣。
如上所述，LNG可沿LNG流道126從各點循環(huán)回到儲罐104(見圖1和2)。同樣地，CNG可從CNG流道128循環(huán)回到儲罐104。例如，CNG循環(huán)管線232可構(gòu)造成從壓力調(diào)節(jié)控制閥218的下游位置抽取CNG，并在其與LNG混合之前將CNG循環(huán)回到儲罐104(見圖1和2)，具體來說，如管線234A所示，進入到包含蒸氣的體積124內(nèi)(見圖2)，或如管線234B所示，進入到包含LNG的體積122內(nèi)(見圖2)?？刂崎y236A和236B可用來控制CNG流回到儲罐104。示范的控制閥可包括一3/4”常閉的球閥，其在大約300psia壓力和大約720scfm流量的額定條件下工作。
盡管圖5中闡述的實例說明一多重的結(jié)構(gòu)，其利用一多重泵106和與泵106的各別活塞相連的分流閥178A-178C，但也可利用其它的多重結(jié)構(gòu)。例如，這樣的多重結(jié)構(gòu)可包括如圖6A至6E所示的各種結(jié)構(gòu)。
首先參照圖6A，一單一活塞泵106’(或可能是多重泵的一個別的活塞)可以上述類似的方式接合到一相關的供應管線168’和通氣管線174’。由泵106’饋送的壓力管線172’可分支到多個個別的壓力管線172A’-172C’，它們各與分流閥178A-178C相連。然后，以與參照圖5所述相一致的方式，分流閥178A-178C可有選擇地將加壓的LNG導向到蒸發(fā)器110或LNG流道126。
參照圖6B，以類似于以上所述方式，一單一活塞泵106’接合到一相關的供應管線168’、壓力管線172’以及通氣管線174’。壓力管線172’可接合到一比例方向分流閥178’，它以控制的方式比例地分流蒸發(fā)器110和LNG流道126之間的加壓的LNG(見圖5)。換句話說，比例方向分流閥178’可遞增地控制蒸發(fā)器110(圖5)和LNG流道126(圖5)之間的加壓LNG的流動，以使所有加壓的LNG可實現(xiàn)沿一方向流動，或沿任何理想的組合流動(例如，70％沿一個方向，30％沿另一方向)。
參照圖6C，多重泵106的各個活塞170A-170C分別接合到一對應的供應管線168A-168C、壓力管線172A-172C，以及通氣管線174A-174C，諸如以上參照圖5所闡述的那樣。各個別的壓力管線172A-172C獨立地分別接合到一相關的比例方向分流閥178A’-178C’。因此，以與參照圖5所述相一致的方式，分流閥178A’-178C’個別地各自控制由介于蒸發(fā)器110和LNG流道126之間的對應的活塞170A-170C加壓的LNG的流動。
參照圖6D，一單一活塞泵106’接合到一相關的供應管線168’、壓力管線172’以及通氣管線174’，諸如以上所述的那樣。壓力管線172’可以分成第一分支260和第二分支264，以使第一分支260流入第一比例控制閥262，而第二分支264流入第二比例控制閥266。第一和第二比例控制閥262和266以與參照圖5所述相一致的方式，組合地控制加壓的LNG從壓力管線172’流到蒸發(fā)器110和LNG流道。
參照圖6E，多重泵106的各個活塞170A-170C分別接合到一對應的供應管線168A-168C、壓力管線172A-172C，以及通氣管線174A-174C，諸如以上參照圖5所闡述的那樣。個別的壓力管線172A-172C組合到一公共的壓力管線270，其饋送到一比例方向分流閥178’。比例方向分流閥178’以上述的控制方式分流蒸發(fā)器110和LNG流道126之間的加壓的LNG(見圖5)。
對于任何的上述示范實施例，從能夠在蒸發(fā)器110(和相關的CNG流道128)和LNG流道126之間分流的意義上來講，加壓的LNG流動是多重的，其包括基本上將所有加壓的LNG分流到任一目的地的能力，以及在兩個目的地之間將加壓的LNG流動極少地分成基本上任何要求的組合(例如，70％蒸發(fā)器/30％LNG流道；40％蒸發(fā)器/60％LNG流道；等)。
相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的加燃料站，如圖1至6E所示的示范的加燃料站102A的結(jié)構(gòu)提供了各種優(yōu)點，根據(jù)用戶的立時的要求，在分配LNG、CNG或分配它們兩者中還提供了相當?shù)撵`活性。例如，不管是通過多重泵還是通過合適的閥和管道結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，多重性的使用能使加燃料站提供基本上所有的加壓LNG的輸出，其或從泵到LNG流道126A和126B、到CNG流道128中的任一個，或根據(jù)要求在各種流道中劃分加壓LNG的輸出。如果僅希望LNG的話，則加壓的LNG可流過壓力管線172A-172C，流過分流閥178A-178C，并通過合適地致動控制閥180A和180B，可按要求流入任一LNG流道126A和126B或它們兩者。
如果要求基本上同時地分配CNG和LNG兩者，則加壓的LNG的一部分分流通過LNG分流管線208。例如，可關閉一個或多個分流閥178A-178C，或局部地關閉，以致使加壓的LNG流過LNG分流管線208，而不是流入控制閥180A和180B以及對應的LNG流道126A和126B。然后，加壓的LNG可通過蒸發(fā)器110以便如上所述地產(chǎn)生CNG。
如果僅希望CNG的話，則通過合適地致動分流閥178A-178C而產(chǎn)生一較大體積的CNG，基本上所有加壓的LNG可分流通過LNG分流管線208。應該指出的是，短語“基本上所有”是在上文中用來討論希望分配僅LNG或僅CNG時的加壓LNG的流動。應該理解的是，使用術(shù)語“基本上所有”要認識到小量的加壓LNG可分流以便溫度的控制，例如，如果僅要求分配LNG，則小量的加壓LNG可分流通過蒸發(fā)器110而注入其中并與其混合，LNG通過CNG加熱管線182A和182B(如果這樣要求的話)。
本發(fā)明的加燃料站102A還能以熱力的和成本經(jīng)濟的方式來分配天然氣燃料。例如，LNG和CNG的一體的分配可將LNG保持在一相對冷的狀態(tài)中，并有助于避免如傳統(tǒng)的加燃料站中所需要的冷卻的運行，在傳統(tǒng)的加燃料站中，冷的LNG必須在一時間周期內(nèi)循環(huán)通過系統(tǒng)，以便在將燃料分配到車輛燃料箱內(nèi)之前冷卻各種部件。此外，這樣一結(jié)構(gòu)提供被動的冷卻，使一敞開的LNG供應通過泵106，這可循環(huán)回到儲罐104內(nèi)(圖1和2)。這樣一結(jié)構(gòu)能有效地、瞬時地，或按要求地供應燃料。
此外，已經(jīng)估計到，與傳統(tǒng)的生產(chǎn)、運輸、儲存和最終分配CNG到機動車輛以便進行燃燒相比，根據(jù)本發(fā)明生產(chǎn)和分配CNG可提供20比1的節(jié)約。
盡管本發(fā)明易于作出各種修改和變化的形式，但本文借助于附圖中的實例已經(jīng)示出了具體的實施例，并作了詳細的描述。然而，應該理解到，本發(fā)明不意圖局限于所揭示的特定的形式。相反，本發(fā)明包括所有落入由附后的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種修改、等價物和替代物。
權(quán)利要求
1.一種加燃料站，該加燃料站包括至少一個泵，構(gòu)造成對供應的液化天然氣(LNG)的體積進行加壓，至少一個泵具有構(gòu)造成供應加壓LNG的至少一個加壓的輸出；至少一個分流閥，可操作地接合到至少一個泵的至少一個加壓的輸出上，其中，至少一個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從第一流道和第二流道之間的至少一個泵的至少一個加壓的輸出流出；至少一個LNG分配單元，與第一流道流體地連通；一蒸發(fā)器，與第二流道流體地連通，蒸發(fā)器構(gòu)造成接受和轉(zhuǎn)換加壓的LNG為壓縮的天然氣(CNG)；以及至少一個CNG分配單元，與蒸發(fā)器流體地連通。
2.如權(quán)利要求1所述的加燃料站，其特征在于，還包括至少一個減壓裝置，定位成與至少一個分流閥和至少一個LNG分配單元之間的第一流道流體地連通。
3.如權(quán)利要求1所述的加燃料站，其特征在于，至少一個泵包括具有多個活塞的至少一個多重泵，其中，至少一個加壓的輸出包括與多個活塞的各個活塞相關的一加壓輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的加燃料站，其特征在于，至少一個分流閥包括多個分流閥，多個分流閥中的各個分流閥可操作地接合到多個活塞的至少一個活塞的加壓輸出上。
5.如權(quán)利要求1所述的加燃料站，其特征在于，至少一個分流閥包括多個分流閥，各個分流閥可操作地接合到至少一個泵的至少一個加壓輸出上。
6.如權(quán)利要求1所述的加燃料站，其特征在于，至少一個分流閥包括一第一分流閥和第二分流閥，第一分流閥可操作地接合到第一流道，而第二分流閥可操作地接合到第二流道。
7.如權(quán)利要求1所述的加燃料站，其特征在于，還包括一熱管線，其構(gòu)造成抽取由蒸發(fā)器產(chǎn)生的一部分CNG并將該部分CNG注入到第一流道。
8.如權(quán)利要求7所述的加燃料站，其特征在于，還包括一壓力調(diào)節(jié)閥，其可操作地接合到熱管線，壓力調(diào)節(jié)閥構(gòu)造成在該部分CNG注入到第一流道內(nèi)之前降低該部分CNG的壓力。
9.如權(quán)利要求8所述的加燃料站，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)閥包括一先導控制的壓力調(diào)節(jié)閥。
10.如權(quán)利要求8所述的加燃料站，其特征在于，還包括一第一控制閥，其可操作地接合到壓力調(diào)節(jié)閥下游的熱管線，并構(gòu)造成有選擇地控制注入到第一流道內(nèi)的該部分CNG的流量。
11.如權(quán)利要求10所述的加燃料站，其特征在于，還包括一冷管線，其構(gòu)造成從至少一個加壓的輸出中抽取加壓的LNG的一部分，并將該部分加壓的LNG注入到蒸發(fā)器和CNG分配單元之間的一CNG流道內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的加燃料站，其特征在于，還包括一第二控制閥，其可操作地接合到冷管線，并構(gòu)造成有選擇地控制流入到CNG流道內(nèi)的該部分加壓的LNG的流量。
13.如權(quán)利要求12所述的加燃料站，其特征在于，還包括一冷盒，其容納和局部地隔絕至少一個分流閥、第一流道和熱管線的至少一部分。
14.如權(quán)利要求13所述的加燃料站，其特征在于，包括至少一個加壓輸出的至少一個泵的第一部分基本上位于冷盒內(nèi)。
15.如權(quán)利要求14所述的加燃料站，其特征在于，還包括一貨盤，其中，至少一個泵、蒸發(fā)器和冷盒安裝在該貨盤上。
16.一種加燃料站，該加燃料站包括多重泵，構(gòu)造成對供應的液化天然氣(LNG)的體積進行加壓，多重泵包括至少兩個活塞，其中，各個活塞具有構(gòu)造成供應加壓LNG的各加壓的輸出；至少一個LNG分配單元有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通；—有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通的蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器構(gòu)造成接受和轉(zhuǎn)換加壓的LNG為壓縮的天然氣(CNG)；以及至少一個CNG分配單元，與蒸發(fā)器流體地連通。
17.如權(quán)利要求16所述的加燃料站，其特征在于，還包括至少一個分流閥，其可操作地接合到至少兩個活塞的至少一個活塞的加壓輸出上，其中，至少一個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從至少一個LNG分配單元和蒸發(fā)器之間的至少一個活塞的加壓輸出中流出。
18.如權(quán)利要求16所述的加燃料站，其特征在于，還包括至少兩個分流閥，至少兩個分流閥中的各個分流閥可操作地接合到至少兩個活塞的至少一個活塞的加壓輸出上，其中，各個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從至少一個LNG分配單元和蒸發(fā)器之間的一個相關的活塞的加壓輸出中流出。
19.如權(quán)利要求18所述的加燃料站，其特征在于，至少兩個分流閥構(gòu)造成至少兩個分流閥中的至少一個可以處于一打開狀態(tài)，而至少一個另一分流閥處于關閉狀態(tài)。
20.如權(quán)利要求19所述的加燃料站，其特征在于，多重泵還包括一三重泵，其中，至少兩個活塞包括三個活塞，且其中，至少兩個分流閥包括三個分流閥。
21.如權(quán)利要求20所述的加燃料站，其特征在于，三重泵構(gòu)造成將通過其間的LNG體積的壓力提高到大約5000psia。
22.如權(quán)利要求21所述的加燃料站，其特征在于，蒸發(fā)器構(gòu)造成接受任何流過其間的加壓的LNG，其壓力高達大約5000psia，并產(chǎn)生高達每分鐘1600標準立方英尺(scfm)的流量的CNG。
23.如權(quán)利要求19所述的加燃料站，其特征在于，至少兩個分流閥構(gòu)造成將通過其間的任何加壓的LNG的壓力從高達大約5000psia減小到大約300psia。
24.如權(quán)利要求20所述的加燃料站，其特征在于，還包括一CNG熱管線，其構(gòu)造成抽取由蒸發(fā)器產(chǎn)生的一部分CNG，并將該部分CNG注入到介于三個分流閥中的至少一個和LNG分配單元之間的一LNG流道內(nèi)。
25.如權(quán)利要求24所述的加燃料站，其特征在于，還包括一壓力調(diào)節(jié)閥，其可操作地接合到CNG熱管線。
26.如權(quán)利要求25所述的加燃料站，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)閥構(gòu)造成將流過其間的CNG的體積的壓力從高達大約5000psia壓力減小到大約300psia的壓力。
27.如權(quán)利要求25所述的加燃料站，其特征在于，壓力調(diào)節(jié)閥還包括一先導控制的壓力調(diào)節(jié)閥。
28.如權(quán)利要求25所述的加燃料站，其特征在于，還包括一第一控制閥，其可操作地接合到壓力調(diào)節(jié)閥下游的CNG熱管線，并構(gòu)造成有選擇地控制注入到LNG流道內(nèi)的該部分CNG的流量。
29.如權(quán)利要求28所述的加燃料站，其特征在于，還包括一冷管線，其構(gòu)造成從三個活塞中的至少一個活塞中抽取一部分加壓的LNG，并將該部分LNG注入到蒸發(fā)器和CNG分配單元之間的一CNG流道內(nèi)。
30.如權(quán)利要求29所述的加燃料站，其特征在于，還包括一第二控制閥，其可操作地接合到冷管線，并構(gòu)造成有選擇地控制注入到CNG流道內(nèi)的該部分LNG的流量。
31.如權(quán)利要求30所述的加燃料站，其特征在于，還包括至少一個與CNG流道流體地連通的添加劑源，并構(gòu)造成注入添加劑。
32.如權(quán)利要求31所述的加燃料站，其特征在于，至少一個添加劑源包括一氣味劑源。
33.如權(quán)利要求32所述的加燃料站，其特征在于，氣味劑源與CNG熱管線上游位置處的CNG流道接合。
34.如權(quán)利要求31所述的加燃料站，其特征在于，至少一個添加劑源包括一潤滑劑源。
35.如權(quán)利要求34所述的加燃料站，其特征在于，潤滑劑源與CNG熱管線下游位置處的CNG流道接合。
36.如權(quán)利要求30所述的加燃料站，其特征在于，三重泵與LNG源流體地連通。
37.如權(quán)利要求36所述的加燃料站，其特征在于，還包括與LNG流道流體地連通的一LNG循環(huán)管線，并構(gòu)造成有選擇地將LNG循環(huán)回到LNG源。
38.如權(quán)利要求37所述的加燃料站，其特征在于，還包括與CNG流道流體地連通的一CNG循環(huán)管線，并構(gòu)造成有選擇地將CNG循環(huán)回到LNG源。
39.如權(quán)利要求38所述的加燃料站，其特征在于，LNG源包括一LNG體積和一與LNG體積流體地連通的蒸氣的體積，其中，CNG循環(huán)管線構(gòu)造成有選擇地將CNG循環(huán)回到LNG體積，并有選擇地將CNG循環(huán)回到蒸氣體積。
40.如權(quán)利要求39所述的加燃料站，其特征在于，還包括一冷盒，其構(gòu)造成容納和熱力地隔絕三個分流閥、LNG流道、CNG熱管線的至少一部分，以及從周圍環(huán)境循環(huán)的LNG循環(huán)管線。
41.如權(quán)利要求40所述的加燃料站，其特征在于，三重泵的大部分構(gòu)造成和定位成基本上駐留在冷盒的外面，其中，三重泵的三個活塞具有基本上位于冷盒內(nèi)的相關的加壓的輸出。
42.如權(quán)利要求41所述的加燃料站，其特征在于，蒸發(fā)器、CNG流道，以及至少一個添加劑源位于冷盒的外面。
43.如權(quán)利要求42所述的加燃料站，其特征在于，蒸發(fā)器構(gòu)造成一強迫通風的環(huán)境蒸發(fā)器。
44.如權(quán)利要求43所述的加燃料站，其特征在于，還包括一LNG旁路管線，其流體地接合在LNG源和LNG流道之間，并構(gòu)造成在LNG流道內(nèi)的任何加壓的LNG從三重泵中出現(xiàn)之前將LNG的體積提供到LNG流道。
45.如權(quán)利要求44所述的加燃料站，其特征在于，還包括一可操作地與LNG旁路管線接合的止回閥，并構(gòu)造成防止加壓的LNG回流到LNG源。
46.如權(quán)利要求45所述的加燃料站，其特征在于，還包括一貨盤，其中，至少三重泵、蒸發(fā)器和冷盒安裝在該貨盤上。
47.一種天然氣加氣設施，該加氣設施包括一飽和的液化天然氣(LNG)源；至少一個加氣站，包括一與LNG源流體地連通的多重泵，多重泵包括至少兩個活塞，其中，各個活塞具有構(gòu)造成供應加壓LNG的各加壓的輸出；至少一個LNG分配單元，有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通；一蒸發(fā)器，有選擇地與多重泵的至少兩個活塞的每一個的加壓輸出流體地連通，該蒸發(fā)器構(gòu)造成接受和轉(zhuǎn)換LNG為壓縮的天然氣(CNG)；以及至少一個CNG分配單元，與蒸發(fā)器流體地連通。
48.如權(quán)利要求47所述的天然氣加氣設施，其特征在于，LNG源包括一壓力容器，其包含LNG的體積和與LNG體積毗鄰的蒸氣的體積。
49.如權(quán)利要求48所述的天然氣加氣設施，其特征在于，壓力容器構(gòu)造成包含LNG體積和壓力高達大約每平方英寸30磅的絕對壓力(psia)的蒸氣體積。
50.如權(quán)利要求48所述的天然氣加氣設施，其特征在于，還包括一貨盤，其中，至少一個加燃料站安裝在該貨盤上。
51.如權(quán)利要求47所述的天然氣加氣設施，其特征在于，至少一個加燃料站還包括至少一個分流閥，其可操作地接合到至少兩個活塞中的至少一個活塞的加壓的輸出上，其中，至少一個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從至少一個LNG分配單元和蒸發(fā)器之間的至少一個活塞的加壓的輸出流出。
52.如權(quán)利要求47所述的天然氣加氣設施，其特征在于，至少一個加燃料站還包括至少兩個分流閥，至少兩個分流閥中的每個分流閥可操作地接合到至少兩個活塞中的一個活塞的加壓的輸出上，其中，各個分流閥構(gòu)造成有選擇地分流任何加壓的LNG的流動，其從至少一個LNG分配單元和蒸發(fā)器之間的其相關的活塞的加壓的輸出流出。
53.如權(quán)利要求52所述的天然氣加氣設施，其特征在于，至少兩個分流閥構(gòu)造成至少兩個分流閥中的至少一個可以處于一打開狀態(tài)，而至少一個另一分流閥處于關閉狀態(tài)。
54.如權(quán)利要求53所述的天然氣加氣設施，其特征在于，至少一個加燃料站包括兩個加燃料站。
55.一種分配天然氣燃料的方法，該方法包括以第一相對低的壓力對一泵提供飽和的液化天然氣(LNG)；LNG通過一泵流動而將LNG的壓力提高到一第二相對高的壓力；將第一流道設置在泵和LNG分配單元之間；將第二流道設置在泵和壓縮的天然氣(CNG)分配單元之間；LNG有選擇地流動通過第一流道、第二流道，或通過第一和第二流道兩者；將流過第一流道的任何LNG的壓力減小到一第三中間壓力，其低于第二壓力而高于第一壓力，并通過LNG分配單元分配其至少一部分；以及使流過第二流道的任何LNG蒸發(fā)而從中產(chǎn)生CNG，通過CNG分配單元分配CNG的至少一部分。
56.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，還包括從第二流道抽取一部分的CNG，并將其引入到第一流道內(nèi)。
57.如權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，還包括監(jiān)視流過第一流道的任何LNG的溫度，并有選擇地控制從第二流道引入到第一流道的該部分CNG的流量。
58.如權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于，還包括將LNG的體積引入到第二流道內(nèi)以便冷卻流過其間的任何CNG。
59.如權(quán)利要求58所述的方法，其特征在于，還包括監(jiān)視流過第二流道的任何CNG的溫度，并控制引入到第二流道內(nèi)的LNG的體積的流量。
60.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，還包括將一添加劑引入到第二流道內(nèi)。
61.如權(quán)利要求60所述的方法，其特征在于，將一添加劑引入到第二流道內(nèi)包括將一氣味劑引入到第二流道內(nèi)。
62.如權(quán)利要求60所述的方法，其特征在于，將一添加劑引入到第二流道內(nèi)包括將一潤滑劑引入到第二流道內(nèi)。
63.如權(quán)利要求59所述的方法，其特征在于，還包括在第一流道內(nèi)的任何LNG的至少一部分流動返回到LNG的供應中。
64.如權(quán)利要求63所述的方法，其特征在于，還包括在第二流道內(nèi)的任何CNG的至少一部分流動返回到LNG的供應中。
65.如權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于，蒸發(fā)沿著第二流道流動的任何LNG以從中產(chǎn)生CNG包括通過一環(huán)境的強迫通風的蒸發(fā)器流動LNG。
66.如權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，還包括將第一流道的至少一部分與周圍的溫度隔絕。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，還包括在有選擇地流動LNG通過第一流道、通過第二流道或通過第一和第二流道兩者之前，將LNG的一部分直接從LNG供應流到第一流道。
68.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，第一壓力大致為每平方英寸30磅絕對壓力(psia)，第二壓力大致為5000psia，以及第三壓力大致為300psia。
69.如權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，蒸發(fā)流過第二流道的任何LNG以從中產(chǎn)生CNG，通過CNG分配單元分配CNG的至少一部分，還包括將CNG的至少一部分從蒸發(fā)器基本上直接地流到CNG分配單元。
70.一種分配天然氣燃料的方法，該方法包括以第一相對低的壓力對一泵提供飽和的液化天然氣(LNG)；LNG通過一泵流動而將LNG的壓力提高到一比第一相對低的壓力大的第二壓力；將第一流道設置在泵和LNG分配單元之間；將第二流道設置在泵和壓縮的天然氣(CNG)分配單元之間；LNG有選擇地流動通過第一流道、第二流道，或通過第一和第二流道兩者，其中，LNG有選擇地流動通過第一流道包括基本上以第二壓力使LNG有選擇地流動通過第一流道，而其中，LNG有選擇地流動通過第二流道包括使流過第二流道的任何LNG的壓力提高到一大于第二壓力的第三壓力；以及通過LNG分配單元分配流過第一流道的任何LNG的至少一部分；以及使流過第二流道的任何LNG蒸發(fā)而從中產(chǎn)生CNG，并通過CNG分配單元分配CNG的至少一部分。
全文摘要
一用來按照要求分配液化天然氣(LNG)和壓縮天然氣(CNG)或它們兩者的加燃料設施和方法。該加燃料設施可包括一諸如低溫儲存容器的LNG源。一低體積高壓力的泵接合到LNG源以產(chǎn)生加壓的LNG流。該加壓LNG流可以有選擇地導向通過一LNG流道或一CNG流道，CNG流道包括一蒸發(fā)器，其構(gòu)造成從加壓的LNG中產(chǎn)生CNG。CNG的一部分可從CNG流道中抽取并引導到CNG流道內(nèi)，以控制流過其間的LNG的溫度。同樣地，LNG的一部分可從LNG流道中抽取并引導到CNG流道內(nèi)，以控制流過其間的CNG的溫度。
文檔編號F17C9/02GK1805876SQ200480016525
公開日2006年7月19日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者D·N·賓漢姆, M·L·克拉克, B·M·維爾丁, G·L·帕爾默 申請人:柏克德Bwxt愛達荷有限責任公司