CN111417818A - 室内安全装置，液化燃气系统和交通工具 - Google Patents

室内安全装置，液化燃气系统和交通工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于液化燃气系统(10)的室内安全装置(100)，该系统(10)包括用于存储液化燃气的存储装置(12)；通风构件(16)，其与存储装置(12)内部的气体流体连通；以及安全阀(14)，其被布置成当存储装置(12)内部的压力超过预定的第一值时排出气体，安全阀(14)包括：通风联接件(110)；泄压阀(120)，其被布置在通风联接件(110)的下游；以及用于输送气体的导管(130)，其适于被连接至泄压阀(120)，安全装置(100)通过将通风联接件(110)连接至通风构件(16)而被可拆卸地连接至该系统(10)，其中，泄压阀(120)被构造成当存储装置(12)内部的压力超过预定的第二值时释放气体，该预定的第二值低于第一值。

Description

室内安全装置，液化燃气系统和交通工具
技术领域
本发明涉及一种用于液化燃气系统的室内安全装置、包括这样的安全装置的液化燃气系统、包括这样的液化燃气系统的交通工具。
背景技术
如今，替代燃料，诸如天然气和沼气，正被引入用于推进交通工具。这样的天然气的一个示例是液化天然气(LNG)，其是在低温气罐中以液相和气相存储的常见的两相燃气。通过将气体转化为液相，实现密度的增加。但是，为了将气体转化为液相，通常需要相当低的温度。使气体保持其液相所需的温度通常低于-110摄氏度。随着时间的流逝，较温暖的环境温度将会增加气罐中的温度，并且液相中的液化天然气将会蒸发成气相。气罐内部的压力将会因此增加。由于温度升高而产生的气体可以称为蒸发气体。如果压力过高，可能会损坏气罐。因此，通常在气罐处至少布置一个安全阀。该至少一个安全阀被布置成在气罐中的压力超过某一压力值时打开，从而将蒸发气体释放到大气中。根据当前法规，安全阀通常被连接至延伸至交通工具驾驶室的高点的管道布置，在该处排放气体。
如今，不建议在室内环境中释放蒸发气体。因此，当交通工具在建筑物内部时，例如在车库或车间中，并且存在该至少一个安全阀将会释放蒸发气体的风险，期望有一种用于防止蒸发气体在建筑物内部被释放的解决方案。如今，一种解决方案是将软管连接至管道布置上，通过该软管将蒸发气体输送到外部。然而，管道布置可能包括孔以确保水不会冻结并阻塞管道布置，并且由于软管中的压力下降，因此更有可能通过管道布置中的孔释放大量的蒸发气体。在文献JP2016133194A中提到了另一种解决方案，其中，蒸发气体被收集在收集容器中而不是被排出到大气中。
发明内容
尽管在本领域中有已知的解决方案，但仍期望开发一种从存储液化燃气的存储装置释放蒸发气体的方法，该方法克服或至少减轻了上述缺点。
因此，本发明的目的是获得一种新颖且有利的室内安全装置，该室内安全装置以更简单、更容易且更节省成本的方式防止蒸发气体在室内环境中被释放。
因此，根据本发明的一方面，提供了一种用于液化燃气系统的室内安全装置。该系统包括至少一个存储装置，其存储液化燃气；至少一个安全阀，其被布置成当存储装置内部的压力超过预定的第一值时从存储装置中排出气体；以及通风构件，其与存储装置内部的气体流体连通。室内安全装置包括：通风联接件；泄压阀，其适于被布置在通风联接件的下游；以及用于输送气体的导管，其适于被连接至泄压阀，其中，室内安全装置适于通过将通风联接件连接至液化燃气系统的通风构件而被可拆卸地连接至液化燃气系统，其中，泄压阀被构造成在存储装置内部的压力超过预定的第二值时打开，其中，第二值小于第一值。
室内安全装置适当地适于在交通工具的液化燃气系统中使用。液化燃气因此可以适于驱动燃气发动机。因此，这里将室内安全装置描述为与交通工具相关联，但是应当理解，室内安全装置可以用在固定的液化燃气系统或类似装置上。
众所周知，液化燃气以液相和气相形式存储在存储装置中。液化燃气适当地以一定压力存储在存储装置中，并且温度适当地在-160至-110摄氏度之间。存储在气体存储装置中的液化燃气可以是液化天然气(LNG)。液相的LNG适当地占据存储装置的下部，而气相的LNG适当地占据存储装置的上部。随着时间的流逝，较温暖的环境温度将会提高存储装置中的温度，并且额外的能量将会使液相的LNG蒸发成气相。由附加能量产生的气体可以被称为蒸发气体。当存储装置内部的压力超过预定的第一值时，该至少一个安全阀适于排出蒸发气体。但是，如前所述，由于LNG是易燃的惰性气体，因此不适合在室内环境中排出蒸发气体。因此，当包括液化燃气系统的交通工具在室内时，例如在车库、车间、轮渡或类似物中，应当确保没有蒸发气体在室内被排出。通过根据本发明的室内安全装置，蒸发气体将会经由液化燃气系统的通风构件而不是经由该至少一个安全阀被释放。因此，通过构造室内安全装置的泄压阀，使得其在低于打开该至少一个安全阀的压力值的压力值下打开并且释放蒸发气体，蒸发气体可以借助于导管被输送至室外，确保安全。
液化燃气系统通常包括通风构件，以在给存储装置加油时允许存储装置排气。因此，加油站通常包括适于与液化燃气系统的通风构件连接的通风联接件。通风构件和通风联接件将会在下面进一步描述。
根据本发明的实施方式，导管被构造成将释放的气体输送到室外环境。导管可以适于在一端直接安装在泄压装置上，并且导管进一步适于被定位成使得导管的另一端将蒸发气体排放到室外。将花园软管附接至管道布置(也称为蒸发管)的现有技术解决方案很麻烦，因为软管在交通工具驾驶室的高处安装在管道布置上。此外，大量的蒸发气体很可能通过管道布置的排放孔排出，因此不会被释放到室外。被连接至液化燃气系统的通风构件的室内安全装置克服了这些缺点，并且由于导管的安装不再涉及爬升至较高的安装点，因此使该过程更加容易。
用于输送气体的导管可以包括柔性软管。柔性软管可以是低温软管或简单的花园软管。替代地或附加地，导管包括管道或硬管。
根据本发明的实施方式，预定的第二值在14-15.5巴之间。在燃气发动机并且因此在液化燃气系统的操作期间，存储装置内部的压力通常约为10巴。当液化燃气的温度升高并且蒸发气体的产生导致压力升高时，该至少一个安全阀适于在压力损坏存储装置之前排出蒸发气体。液化燃气系统中的最大工作压力可能为16巴。通常，液化燃气系统包括至少一个安全阀，该至少一个安全阀适于在存储装置内部的压力略低于工作压力时释放蒸发气体。预定的第一值因此可以在15.8-16巴的范围内。液化燃气系统因此可以包括适于在大约16巴下打开的主安全阀和在主安全阀发生故障的情况下适于在大约24巴下打开的辅助安全阀。通过构造室内安全装置的泄压阀，使其在14-15.5巴之间的压力下打开并且释放气体，可以确保蒸发气体经由室内安全装置而不是经由安全阀被释放。
根据本发明的实施方式，通风联接件包括凹形快速断开阀，该凹形快速断开阀适于被连接至液化燃气系统的通风构件。适当地，通风联接件被构造成使得当通风联接件被连接至通风构件时，来自存储装置的气体可以经由室内安全装置被释放。通风联接件可以适于与液化燃气系统的通风构件一起形成卡口联接。
根据本发明的实施方式，室内安全装置还包括限制器，该限制器适于被布置在通风联接件的下游。如果包括液化燃气系统的交通工具正在进入车间，并且存储装置内部的压力高于预定的第二值，则连接室内安全装置可能会导致大量冷的(-110℃)蒸发气体经由压力释放装置被释放到导管中。因此，冷的气体可能会影响导管，使其破裂。解决该问题的一种方法是使用低温导管。解决该问题的另一种方法是将限制器布置在通风联接件的下游。因此，限制器适于限制气体的流动，从而气体不会对导管的材料造成问题。这样，简单的花园软管可以被用作导管。
限制器适于被布置在通风联接件的下游和泄压阀的上游。可替代地，限制器适于被布置在压力释放阀的下游，其中，导管被附接至限制器。因此，导管可以经由限制器被连接至泄压阀。限制器可以包括直径很小的通道，蒸发气体经过该通道。限制器适当地包括通道，该通道的直径远小于通风联接件的直径并且远小于导管的直径。
根据本发明的实施方式，泄压阀被构造成允许手动打开阀。允许手动打开阀的泄压阀是众所周知的，并且通常包括用于手动打开阀的操纵元件。通过在室内安全装置中使用这样的泄压阀，操作者可以在将室内安全装置被连接至通风构件时手动打开泄压阀，从而判断气体是否从存储装置被释放。
根据本发明的一方面，提供了一种液化燃气系统。该系统包括：至少一个存储装置，其存储液化燃气；至少一个安全阀，其被布置成当存储装置内部的压力超过预定的第一值时从存储装置中排出气体；以及通风构件，其被布置成与存储装置内部的气体流体连通。该系统还包括如本文所述的室内安全装置。因此，该系统包括室内安全装置，该室内安全装置包括通风联接件；泄压阀，其适于被布置在通风联接件的下游；以及用于输送气体的导管，其适于被连接至泄压阀，其中，室内安全装置适于通过将通风联接件连接至通风构件而被可拆卸地连接至液化燃气系统，其中，泄压阀被构造成当存储装置内部的压力超过预定的第二值时释放气体，其中，第二值小于第一值。液化燃气系统适当地适于被布置在包括燃气发动机的交通工具上。
通风构件可以包括凸形快速断开阀，该凸形快速断开阀需要连接至通风联接件以打开阀。如前所述，液化燃气系统通常包括通风构件，该通风构件例如在加油期间允许至少一个存储装置通风。通风构件被布置成与气态的液化燃气流体连通，但是通常处于关闭位置，使得没有气体经由通风构件被释放。凸形快速断开阀也可以称为凸形快速断开通风件。通风构件因此可以包括弹簧加载阀。为了打开通风构件，通风联接件必须被连接至通风构件，由此通风构件打开并且气体可以从存储装置被释放。室内安全装置的通风联接件适当地是适于被连接至通风构件的凹形快速断开阀/通风件。通风构件可以包括导向销，并且通风联接件可以包括适于与通风构件的销相互作用的凹槽，从而使通风联接件被容易且准确地定位。因此，通风构件和通风联接件可以一起形成卡口联接。当通风联接件以及因此室内安全装置被连接至通风构件时，蒸发气体可以经由通风构件从存储装置被释放到通风联接件中并且被继续释放到泄压阀上。如果气体的压力超过预定的第二值，则泄压阀打开，并且蒸发气体被释放到导管中并且被继续释放到室外环境中。
通风联接件可以被称为通风喷嘴，并且通风构件可以被称为通风接头。
仅当液化燃气系统在室内环境中预定时间段时，室内安全装置才可以被连接至通风构件。因此，室内安全装置适当地仅在液化燃气系统在室内时才被连接至通风构件，并且存在环境温度将会引起压力升高的风险，使得蒸发气体可以经由该至少一个安全阀被排出。由于可能难以预测交通工具将会在室内停留多久，并且存在有故障的安全阀在较低压力下打开的风险，因此当交通工具在室内时，室内安全装置适当地总是被连接至通风构件。
该系统可以进一步包括被布置在通风构件的上游的通风阀，其中，当使用室内安全装置时，通风阀应处于打开位置。通风阀适当地是通常处于关闭位置的旋拧阀。因此，当交通工具正在操作时，通风阀关闭，并且存储装置内部的气体不能到达通风构件。这样，即使通风构件泄漏，也没有气体将会经由通风构件被释放。因此，即使通风联接件被连接至通风构件，只要通风阀关闭，就不会有气体经由通风构件被释放。当交通工具不工作并且在室内时，室内安全装置适当地被连接至通风构件，被连接至压力释放阀的导管被定位成与室外环境流体连通，随后通风阀被手动操作至打开位置。这样，气体可以到达通风构件并且经由室内安全装置被释放/排出。某种标记可以被附着到通风阀，以表明通风阀已打开。这样，提醒操作人员在断开室内安全装置之前先关闭通风阀。如前所述，室内安全装置可以包括允许手动打开的泄压阀。通过在室内安全装置已经被连接至通风构件时手动打开泄压阀，可以确定通风阀是否已经打开。
术语下游和上游在本文中被定义为相对于来自存储装置的气流的位置。因此，被布置在第二物体的上游的第一物体被布置成比第二物体更靠近存储装置。
本发明的进一步的目的、优点和新颖的特征，根据以下的细节，并且通过将本发明付诸实践，对于本领域技术人员将变得明显。尽管下面描述了本发明的实施方式，但是应当注意，本发明不限于所描述的具体细节。能够获得本文教导的专家将认识到其他领域内的进一步应用、修改和结合，这在本发明的范围内。
附图说明
为了更全面地理解本发明及其进一步的目的和优点，以下列出的详细说明应与附图一起阅读，其中相同的附图标记在各个图中表示相似的项目，其中：
图1示意性地展示根据本发明实施方式的交通工具；
图2示意性地展示根据本发明实施方式的液化燃气系统；以及
图3示意性地展示根据本发明实施方式的室内安全装置。
具体实施方式
图1示意性地展示根据本发明的实施方式的交通工具1的侧视图。交通工具1包括推进单元2。推进单元2适当地是燃气发动机。交通工具1还可以包括用于向燃气发动机2供应液化燃气的液化燃气系统10。液化燃气系统10可以包括室内安全装置100。液化燃气系统10和室内安全装置100在图2和图3中被进一步描述。交通工具1可以是包括燃气发动机的任何种类的交通工具。包括汽油发动机的交通工具的实施例是卡车、公共汽车、轮船、乘用车、建筑车辆和机车。本发明也可以与交通工具以外的任何其他平台结合使用，只要该平台包括燃气发动机即可。一个实施例是带有燃气发动机的发电厂。
在下文中，液化燃气系统10将会被描述，因为其可以在交通工具1中使用时被实施。因此，并非描述中的所有部件都是必需的。然而，它们被添加在描述中以示出本公开的优选实施方式。
图2示意性地展示根据本发明实施方式的液化燃气系统10。系统10包括：至少一个存储装置12，其存储液化燃气；至少一个安全阀14，其被布置成当存储装置12内部的压力超过预定的第一值时从存储装置12释放气体；以及通风构件16，其被布置成与存储装置12内部的气体流体连通。系统10还包括室内安全装置100。室内安全装置100包括通风联接件110；泄压阀120，其适于被布置在通风联接件110的下游；以及用于输送气体的导管130，其适于被连接至泄压阀120。室内安全装置110适于通过将通风联接件110连接至通风构件16而被可拆卸地连接至液化燃气系统10，其中，泄压阀120被构造成当存储装置12内部的压力超过预定的第二值时释放气体。预定的第二值低于预定的第一值。
如图1所示，液化燃气系统10适于被布置在交通工具1上。因此，如图1所示，系统10适于向燃气发动机供应燃气。液化燃气系统10包括至少一个通道(未示出)用于将燃气从存储装置12传输到燃气发动机。
仅当系统10/交通工具1在室内时，室内安全装置100才适于被连接至通风构件16。室内安全装置100的导管130被构造成将释放的气体输送到室外环境。通过将室内安全装置100连接至通风构件16，来自存储装置12的气体将会经由通风构件16和室内安全装置100而不是经由该至少一个安全阀14被释放到室外环境中。
导管130可以适于被直接安装在泄压装置120上。导管130可以包括柔性软管。柔性软管可以是低温软管或简单的花园软管。替代地或附加地，导管130包括管道或硬管。
系统10的该至少一个安全阀14可以被配置成当存储装置12内部的压力超过15.8巴时打开。系统10可以包括第二安全阀(未示出)，该第二安全阀被配置成当存储装置12内部的压力超过24巴时打开。通过这种方式确保即使该至少一个安全阀14发生故障，气体也将会被释放。室内安全装置100的泄压阀120可以被构造成当存储装置12内部的压力超过14巴时打开。预定的第二值可以在14-15.5巴之间。
室内安全装置100的通风联接件110可以包括凹形快速断开阀，该凹形快速断开阀适于被连接至液化燃气系统10的通风构件16。通风构件16可以包括凸形快速断开阀，该凸形快速断开阀需要连接至通风联接件110上以打开阀。通风构件16被布置成例如在加油期间允许存储装置12通风。通风构件16通常处于关闭位置，使得没有气体可以经由通风构件16释放。为了打开通风构件16，通风联接件，诸如室内安全装置100的通风联接件110，必须被连接至通风构件16，从而通风构件16打开并且气体可以从存储装置12中被释放。通风构件16可以包括引导销，并且通风联接件110可以包括适于与通风构件16的销相互作用的凹槽，从而使通风联接件110被容易且准确地定位。因此，通风构件16和通风联接件110可以一起形成卡口联接。当通风联接件110并且因此室内安全装置100被连接至通风构件16时，蒸发气体可以从存储装置12经由通风构件16被释放到通风联接件110中并且继续被释放到泄压阀120。如果气体的压力超过预定的第二值，则泄压阀120打开，并且蒸发气体被释放到导管130并且继续被释放到室外环境中。
系统10可以进一步包括被布置在通风构件16的上游的通风阀18，其中当使用室内安全装置100时，通风阀18应处于打开位置。通风阀18适当地是通常处于关闭位置的旋拧阀。因此，当交通工具1正在操作时，通风阀18关闭并且没有存储装置12内部的气体可以到达通风构件16。当室内安全装置100被连接至通风构件16时，通风阀18适当地被手动操作到打开位置。这样，气体可以到达通风构件16并且经由室内安全装置100被释放。
系统10还包括被布置成与该至少一个安全阀14流体连通的管道布置20。管道布置20也可以被称为“蒸发管道”，并且适于当安全阀14打开时将蒸发气体从存储装置12释放。排放蒸发气体的管道布置20的端部通常被布置在交通工具1上的高点处。在该图中，液化燃气系统10仅包括一个存储装置12。但是，应当理解，系统10可以包括多个存储装置12。在这种情况下，所有存储装置12都适当地被连接至同一管道布置20。
被存储在存储装置12中的液化燃气可以是液化天然气(LNG)。LNG是可以用于推进交通工具的常见的两相气体。LNG通常在-110摄氏度以下被存储在存储装置12中。存储装置12可以是低温气罐。
系统10可以包括被布置在存储装置12的下游的压力调节器(未示出)。系统10可以进一步包括被布置在压力调节器的下游的热交换器装置(未示出)。热交换器装置可以使用来自燃气发动机的冷却水来加热来自压力调节器的燃气。这确保了从存储装置中的液相中被抽出的燃气在到达燃气发动机之前将会被转换成其气相。热交换器装置还确保到达燃气发动机的气体具有燃气发动机可以处理的温度。
系统10可以进一步包括被布置在热交换器装置的下游的气体调节器系统(未示出)。燃气发动机具有优选输入气压。该优选输入气压可以由气体调节器系统提供。在一个实施例中，优选输入气压为约7巴。该至少一个通道可以包括被布置成将燃气从热交换器系统或气体调节器系统输送到燃气发动机的部分。
系统10还可以包括所谓的增压装置(未示出)，该压力建立装置被布置成向系统10增加能量以便维持一定的压力。增压装置可被布置成将能量从气相的流出加热燃气转移到存储装置12中的液相的燃气，以增加存储装置12中的压力。
图3示意性地展示根据本发明的实施方式的用于液化燃气系统10的室内安全装置100。室内安全装置100适当地如在图2中公开的那样被构造，不同之处在于，其还包括适于被布置在通风联接件110下游的限制器140。限制器140适于限制来自存储装置12的气流，使得冷的气体不会对导管130的材料造成问题。这样，简单的花园软管可以用作导管130。在室内的短时间段期间，限制器140还减少被释放到大气中的燃气的量。因此，室内安全装置减少对环境的影响以及燃料损失。
如图所示，限制器140适于被布置在通风联接件110的下游和泄压阀120的上游。替代地，限制器140适于被布置在压力释放阀130的下游，在这种情况下，导管130被附着到限制器140。限制器140可以包括直径明显小于通风联接件110的直径的通道。
提供本发明的优选实施方式的前述描述是出于说明性和描述性目的。并不旨在穷举本发明或将本发明限制于所描述的变型。对于本领域的技术人员来说，许多修改和变化将是显而易见的。为了最好地解释本发明的原理及其实际应用，已经选择并描述了实施方式，从而使专业人员可以针对各种实施方式以及具有适于预期用途的各种修改来理解本发明。

Claims (12)

1.一种用于液化燃气系统(10)的室内安全装置(100)，其中，液化燃气系统(10)包括至少一个存储装置(12)，其存储液化燃气；通风构件(16)，其与存储装置(12)内部的气体流体连通；以及至少一个安全阀(14)，其被布置成当存储装置(12)内部的压力超过预定的第一值时从存储装置(12)排出气体，室内安全装置(100)包括：
通风联接件(110)；
泄压阀(120)，其适于被布置在通风联接件的下游；和
用于输送气体的导管(130)，其适于被连接至泄压阀(120)，
其中，室内安全装置(100)适于通过将通风联接件(110)连接至通风构件(16)而被可拆卸地连接至液化燃气系统(10)，并且其中，泄压阀(120)被构造成当存储装置(12)内部的压力超过预定的第二值时打开，其中，第二值低于第一值。
2.根据权利要求1所述的室内安全装置(100)，其中，导管(130)被构造成将释放的气体输送到外部环境中。
3.根据权利要求1或2所述的室内安全装置(100)，其中，用于输送气体的导管(130)是柔性软管。
4.根据前述权利要求中任一项所述的室内安全装置(100)，其中，预定的第二值在14-15.5巴之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的室内安全装置(100)，其中，通风联接件(110)包括凹形快速断开阀，所述凹形快速断开阀适于被连接至液化燃气系统(10)的通风构件(16)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的室内安全装置(100)，还包括：
限制器(140)，其适于被布置在通风联接件(110)的下游。
7.根据前述权利要求中任一项所述的室内安全装置(100)，其中，泄压阀(120)被构造成允许手动打开所述阀。
8.液化燃气系统(10)，包括：
至少一个存储装置(12)，其存储液化燃气；
至少一个安全阀(14)，其被布置成当存储装置(12)内部的压力超过预定的第一值时从存储装置(12)释放气体；和
通风构件(16)，其被布置成与存储装置(12)内部的气体流体连通，
其特征在于，液化燃气系统(10)还包括根据前述权利要求中任一项所述的室内安全装置(100)。
9.根据权利要求8所述的液化燃气系统(10)，其中，通风构件(16)包括凸形快速断开阀，所述凸形快速断开阀需要连接至通风联接件(110)以打开。
10.根据权利要求8或9所述的液化燃气系统(10)，其中，当所述系统(10)处于室内环境中时，室内安全装置(100)被连接至存储装置(12)。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的液化燃气系统(10)，还包括：
通风阀(18)，其被布置在通风构件(16)的上游，其中，当使用室内安全装置(100)时，通风阀(18)应处于打开位置。
12.一种交通工具(1)，其包括根据权利要求8-11中任一项所述的液化燃气系统(10)。
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