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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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(A) GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Flüssiggasbehälter-Kühlsystem eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs.
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(B) HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Ein Doppelkraftstoff-Fahrzeug, welches sowohl Benzin als auch Flüssiggas verwendet, ist mit einem Benzin-Zuführungssystem und einem Flüssiggas-Zuführungssystem ausgerüstet, die getrennt vorgesehen sind.
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Wie in 1 gezeigt umfasst ein Prozess zum Auffüllen des Flüssiggasbehälters des Doppelkraftstoff-Fahrzeugs mit Flüssiggas (LPG) einen Schritt zum Betreiben einer Füllpumpe 2 einer Flüssiggastankstelle, einen Schritt zum Zuführen von Flüssiggas (LPG) von einem Flüssiggas-Speicherraum 1 der Flüssiggastankstelle an eine Zapfpistole 3 als Folge des Betriebs der Füllpumpe 2, und einen Schritt zum Auffüllen des Flüssiggasbehälters des Fahrzeugs mit Flüssiggas (LPG) unter Verwendung eines Flüssiggas-Fülldrucks der Zapfpistole 3.
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Die Offenbarung von diesem Abschnitt ist dafür gedacht einen Hintergrund für die Erfindung bereitzustellen. Der Anmelder weist darauf hin, dass dieser Abschnitt Information enthalten kann, die vor dieser Anmeldung verfügbar ist. Durch Bereitstellen dieses Abschnitts gibt der Anmelder jedoch nicht zu, dass irgendeine Information, die in diesem Abschnitt enthalten ist, den Stand der Technik bildet.
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Man kennt hierzu im Übrigen aus der
DE 10 2006 001 616 A1 lediglich eine fremdgezündete Kolbenmaschine mit Direkteinspritzung des Kraftstoffes in den Brennraum, die vorzugsweise mit dem Kraftstoff Flüssiggas aus einem Flüssiggastank betrieben wird. Der zusätzlich vorhandene Kraftstofftank für Benzin oder andere bei normaldruckflüssige Kraftstoffe, vorzugsweise Ethanol, dient nun als Reservetank, aus dem im Bedarfsfall über die Füllleitung des Flüssiggastanks Reservekraftstoff in den Flüssiggastank gepumpt wird.
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Die
KR 10 2013 0 066 011 A zeigt zum Patentanspruch 1 einen Flüssiggastank für ein Kraftfahrzeug, in den bei Bedarf aus einem Reservetank auch Flüssigkraftstoff gepumpt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um den Flüssiggasbehälter eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs unabhängig von der Außentemperatur leicht auffüllen zu können, ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Flüssiggasbehälter-Kühlsystem eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs, welches sowohl Benzin als auch Flüssiggas (LPG) verwendet, bereitzustellen, das in der Lage ist das Innere eines Flüssiggasbehälters zu kühlen und den Dampfdruck des Flüssiggases durch Zuführen von etwas Benzin von einem Benzintank in den Flüssiggasbehälter zu reduzieren. Dabei wird der Umstand ausgenutzt, dass die Temperatur von Benzin in dem Benzintank niedriger ist als die Temperatur von Flüssiggas (LPG) in dem Flüssiggasbehälter, wodurch es möglich wird den Flüssiggasbehälter mit Flüssiggas sogar in dem Fall leicht aufzufüllen, bei dem die externe Temperatur sehr hoch ist, zum Beispiel in dem heißen Jahresabschnitt.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Flüssiggasbehälter-Kühlsystem eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.Erfindungsgemäß umfasst das Flüssiggasbehälter-Kühlsystem eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs eine Zusatzkammer, die in einem Flüssiggasbehälter des Doppelkraftstoff-Fahrzeugs angebracht ist, eine erste Kraftstoff-Verzweigungsleitung, die von einer Benzin-Zuführungsleitung, die zwischen einem Benzintank und einer Maschine verbunden ist, abgeht und mit der Zusatzkammer verbunden ist, eine zweite Kraftstoff-Verzweigungsleitung, die von einer Flüssiggas-Zuführungsleitung, die zwischen einer in dem Flüssiggasbehälter angebrachten Flüssiggaspumpe und der Maschine verbunden ist, abgeht und mit der Zusatzkammer verbunden ist, ein erstes Ventil, das in der ersten Kraftstoff-Verzweigungsleitung angebracht ist, einem zweiten Ventil, das in der zweiten Kraftstoff-Verzweigungsleitung angebracht ist, und einen Controller zum Ausführen einer Steuerung derart, dass das erste Ventil und das zweite Ventil auf Grundlage eines Drucks in dem Flüssiggasbehälter geöffnet oder geschlossen werden.
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In einer Ausführungsform kann die Zusatzkammer einen Flanschabschnitt, der auf einem Anbringungsloch, das in dem Flüssiggasbehälter gebildet ist, sitzt, eine Wärmeaustauschkammer, die sich von dem Flanschabschnitt in den Flüssiggasbehälter hinein erstreckt, und eine Abdichtungsabdeckung, die an dem Anbringungsloch in dem Flüssiggasbehälter, auf dem der Flanschabschnitt sitzt, angebracht ist, umfassen.
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In einer anderen Ausführungsform kann die Wärmeaustauschkammer an einem entfernten Endabschnitt davon mit einem Absperrventil versehen sein, um zu ermöglichen, dass Flüssiggas von der Wärmeaustauschkammer in den Flüssiggasbehälter fließt.
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In einer noch anderen Ausführungsformen kann die Zusatzkammer aus einem Aluminiummaterial mit einer hohen Wärmetransferrate gebildet sein.
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In noch einer anderen Ausführungsform kann die Zusatzkammer an einem Einlass davon mit einer Spritzdüse zum Sprühen von Benzin in die Wärmeaustauschkammer hinein versehen sein.
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In noch einer anderen Ausführungsform kann die erste Kraftstoff-Verzweigungsleitung an einem Punkt davon zwischen dem ersten Ventil und der Zusatzkammer mit einem Strömungsmessgerät zum Messen einer Benzinmenge, die an die Zusatzkammer geführt wird, versehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann der Flüssiggasbehälter darin eine Teilungswand zum Aufteilen eines Innenraums des Flüssiggasbehälters in einen Raum, in dem die Zusatzkammer angeordnet ist, und einen Raum, in dem die Flüssiggaspumpe angeordnet ist, und zum Verhindern, dass Benzin direkt an die Flüssiggaspumpe geführt wird, aufweisen.
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In einer anderen Ausführungsform kann der Controller einen Zeitbetrag, über den das erste Ventil offen ist, auf Grundlage eines Messsignals über die verbleibende Flüssiggasmenge von einem Flüssiggasmessgerät, das in dem Flüssiggasbehälter angebracht ist, steuern, um eine Benzinmenge zu bestimmen, die an die Zusatzkammer geführt wird.
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In noch einer anderen weiteren Ausführungsform kann der Controller, wenn der Flüssiggasbehälter in einem Zustand betrieben wird, bei dem das erste Ventil geschlossen ist, eine Steuerung derart ausführen, dass das zweite Ventil für eine vorgegebene Zeitperiode offen ist, wodurch eine Flüssiggasmenge, die von dem Flüssiggasbehälter an die Maschine geführt wird, an die Zusatzkammer geführt wird, und zu dieser Zeit kann der Controller eine Steuerung derart ausführen, dass die Flüssiggaspumpe bei einem maximalen Betriebspegel für eine vorgegebene Zeitperiode betrieben wird.
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In noch einer anderen weiteren Ausführungsform kann der Druck in dem Flüssiggasbehälter unter Verwendung eines Drucksensors in einem Regler, der in einer Flüssiggas-Zuführungsleitung und einer Flüssiggas-Rückführungsleitung angebracht ist, gemessen werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „fahrzeuggebunden“ oder andere ähnliche Begriffe, so wie sie hier verwendet werden, Motorfahrzeuge im Allgemeinen, wie beispielsweise Personen Fahrzeuge einschließlich von Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen umfassen und hybride Fahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, plug-in hybride elektrische Fahrzeuge, mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge und Fahrzeuge mit anderem alternativen Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffen, die von anderen Ressourcen außer Petroleum abgeleitet werden) umfassen. Wie hier verwendet ist ein hybrides Fahrzeug ein Fahrzeug, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, zum Beispiel Fahrzeuge mit sowohl einem Benzinantrieb als auch einem elektrischen Antrieb.
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Die obigen und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden nachstehend diskutiert.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlich unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen davon, die in den Zeichnungen dargestellt sind, die nachstehend lediglich zur Illustration angeführt werden und die für die vorliegende Erfindung nicht beschränkend sind, beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine Ansicht, die schematisch einen Flüssiggas-Prozess eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs zeigt;
- 2 eine Ansicht, die schematisch den Zustand zeigt, bei dem ein Benzintank und ein Flüssiggasbehälter (eine Flüssiggasbombe) in einem Doppelkraftstoff-Fahrzeug angeordnet sind;
- 3 eine Ansicht, die die Konstruktion eines Flüssiggasbehälter-Kühlsystems eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4 eine perspektivische Ansicht, die eine Zusatzkammer des Flüssiggasbehälter-Systems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 5 eine perspektivische Ansicht, die den Zustand zeigt, in dem die Zusatzkammer des Flüssiggasbehälter-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in einem Flüssiggasbehälter angebracht ist;
- 6 eine Ansicht, die die Konstruktion des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei eine Einspritzdüse an einem Einlass der Zusatzkammer montiert bzw. angebracht ist;
- 7 eine Ansicht, die die Konstruktion des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Flussmessgerät an dem Einlass der Zusatzkammer angebracht ist und eine Teilungswand in dem Flüssiggasbehälter angebracht ist;
- 8 ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt; und
- 9 bis 11 Ansichten, die den Betrieb des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die beigefügten Zeichnungen nicht notwendigerweise im Maßstab gezeichnet sind, wobei sie eine etwas vereinfachte Darstellung von mehreren Merkmalen, die für die Grundprinzipien der Erfindung illustrativ sind, darbieten. Die speziellen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, so wie sie hier offenbart ist, einschließlich zum Beispiel spezifischer Abmessungen, Orientierungen, Anordnungen und Formen, werden teilweise durch die bestimmte beabsichtigte Anwendung und die Verwendungsumgebung bestimmt.
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In den Figuren bezeichnen Bezugszeichen die gleichen oder äquivalenten Teile der vorliegenden Erfindung überall in den mehreren Figuren der Zeichnung.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachstehend wird ausführlich auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele davon in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt und nachstehend beschrieben werden. Während die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsformen beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass nicht angedacht ist, dass die vorliegende Beschreibung die Erfindung auf diese Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil, die Erfindung soll nicht nur die Ausführungsformen abdecken, sondern auch verschiedene Alternativen, Modifikationen, äquivalente und andere Ausführungsformen, die in den Grundgedanken und den Umfang der Erfindung, so wie sie mit den beigefügten Ansprüchen definiert wird, fallen können.
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Ein Doppelkraftstoff-Fahrzeug (ein Fahrzeug mit zweierlei Antriebsmitteln), das sowohl Benzin als auch Flüssiggas verwendet, ist mit einem Benzin-Zuführungssystem und einem Flüssiggas-Zuführungssystem ausgerüstet, die getrennt vorgesehen sind.
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In einem Kraftstoff-Zuführungssystem des Doppelkraftstoff-Fahrzeugs kann für den Fall, dass die externe Temperatur sehr hoch ist, zum Beispiel in der heißen Jahreszeit, der Druck in dem Flüssiggasbehälter des Fahrzeugs höher sein als der Flüssiggas-Fülldruck, mit dem Ergebnis, dass eine Flüssiggas-Auffüllung nicht möglich ist.
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Für den Fall, dass der Druck in dem Flüssiggasbehälter des Fahrzeugs höher als der Flüssiggas-Fülldruck ist, wird ein Absperrventil eines Überschuss-Flussventils, das in einer Flüssiggas-Einspritzöffnung des Flüssiggasbehälters angebracht ist, nicht geöffnet, mit dem Ergebnis, dass es nicht möglich ist über die Zapfpistole den LPG Behälter mit Flüssiggas (LPG) zu füllen.
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Wenn beispielsweise in der heißen Jahreszeit die atmosphärische Temperatur ungefähr 40 °C oder höher ist, dann wird der Druck in dem Flüssiggasbehälter des Fahrzeugs höher (zum Beispiel 16,5 bar) als der Flüssiggas-Fülldruck in der Zapfpistole (zum Beispiel 16,3 Bar = der Druck in dem Flüssiggas-Speicherraum der Flüssiggas-Tankstelle 8,3 Bar + der Flüssiggas-Pumpendruck als Folge eines Betriebs der Füllpumpe 8,0 Bar). Demzufolge wird das Absperrventil des Überschussflussventils, das in der Flüssiggas-Einspritzöffnung des Flüssiggasbehälters angebracht ist, nicht geöffnet, mit dem Ergebnis, dass es unmöglich sein kann, den Flüssiggasbehälter mit Flüssiggas über die Zapfpistole zu füllen.
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Bezugnehmend auf 2 sind ein Benzintank 10 und ein Flüssiggasbehälter oder ein Flüssiggastank 20 an einer Karosserie des Doppelkraftstoff-Fahrzeugs so angeordnet, dass sie parallel zueinander sein können. In dem Layout des Doppelkraftstoff-Fahrzeugs ist der Abstand a zwischen dem LPG Behälter 20 und einer Abgas-Abgabeleitung 12 kürzer als der Abstand b zwischen dem Benzintank 10 und der Abgas-Abgabeleitung 12. Infolgedessen wird der Benzintank 10 durch eine Wärmequelle weniger beeinflusst als der Flüssiggasbehälter 20.
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Demzufolge wird die Temperatur des Benzins in dem Benzintank 10 unter der Temperatur des Flüssiggases in dem Flüssiggasbehälter (der auch als ein Flüssiggas-Gefäß oder ein Flüssiggastank bezeichnet werden kann) 20 gehalten.
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Zusätzlich wird das Benzin, das von dem Benzintank an einen Motor bzw. eine Maschine geführt wird, verbrannt, ohne an den Benzintank zurückgeführt zu werden, wohingegen der nicht verbrannte Teil des Flüssiggases, der von dem Flüssiggasbehälter an den Motor geführt wird, an den Flüssiggasbehälter zurückgeführt wird.
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Da das Flüssiggas von dem Motor an den Flüssiggasbehälter in dem Zustand zurückgeführt wird, bei dem die Temperatur des Flüssiggases durch die Wärme der Verbrennung in dem Motor erhöht ist, wird die Temperatur in dem Flüssiggasbehälter erhöht.
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Infolgedessen wird die Temperatur in dem Flüssiggasbehälter höher als die Temperatur in dem Benzintank. Ferner wird für den Fall, dass die externe Temperatur sehr hoch ist, zum Beispiel in der heißen Jahreszeit, die Temperatur in dem Flüssiggasbehälter weiter erhöht und gleichzeitig wird auch der Druck in dem Flüssiggasbehälter erhöht. Wenn der Druck in dem Flüssiggasbehälter höher als der Flüssiggas-Fülldruck wird, ist es unmöglich das Flüssiggas aufzufüllen.
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Im Hinblick darauf, dass die Temperatur des Benzins in dem Benzintank niedriger als die Temperatur des Flüssiggases in dem Flüssiggasbehälter ist, wird zur Verringerung des Drucks in dem Flüssiggastank eine bestimmte Menge des Benzins in dem Benzintank in den Flüssigkeitsbehälter zugeführt, um das Innere des Flüssiggasbehälters zu kühlen und den Dampfdruck des Flüssiggases unter Verwendung des zugeführten Benzins zu verringern.
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Nachstehend wird die Konstruktion des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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3 ist eine Ansicht, die die Konstruktion eines Flüssiggasbehälter-Kühlsystems eines Doppelkraftstoff-Fahrzeugs in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt. In 3 bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Benzintank zum Speichern von Benzin und das Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Flüssiggasbehälter zum Speichern von Flüssiggas (LPG).
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Der Benzintank 10 und der Flüssiggasbehälter 20 sind mit einem einzelnen Motor 30 verbunden, um so Benzin bzw. Flüssiggas an den Motor 30 zu führen.
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Insbesondere ist der Benzintank 10 mit dem Motor 30 über eine Benzin-Zuführungsleitung 11 verbunden und der Flüssiggasbehälter 20 ist mit dem Motor 30 über eine Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 verbunden.
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Der Flüssiggasbehälter 20 ist mit dem Motor 30 auch über eine Flüssiggas-Rückführungsleitung 22 verbunden. Ein Regler 24 mit einem Drucksensor 23 ist in der Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 und der Flüssiggas-Rückführungsleitung 22 angebracht.
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Wenn Flüssiggas von dem Flüssiggasbehälter 20 an den Motor 30 über die Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 zugeführt wird und nicht verbranntes Flüssiggas an den Flüssiggasbehälter 20 über die Flüssiggas-Rückführungsleitung 22 zurückgeführt wird, dann steuert der Regler 24 eine Flussrate des Flüssiggases und erfasst den Druck des Flüssiggases.
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Wenn Flüssiggas von dem Flüssiggasbehälter oder dem Flüssiggastank 20 an den Motor 30 über die Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 zugeführt wird, dann erfasst der Drucksensor 23, der in dem Regler 24 enthalten ist, in spezifischer Weise den Druck des Flüssiggases, das durch den Regler 24 strömt, und der erfasste Druck wird an einen Controller (ECO) 50 als ein Signal übertragen, das den Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 anzeigt.
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In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist der Flüssiggasbehälter 20 mit einer Zusatzkammer 40 zum Speichern von Benzin von dem Benzintank 10 versehen. Benzin in der Zusatzkammer 40 führt einen Wärmeaustausch mit dem Innenraum des Flüssiggasbehälters und mit Flüssiggas in dem Flüssiggasbehälter aus, um den Flüssiggasbehälter und das Flüssiggas in dem Flüssiggasbehälter zu kühlen.
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Bezugnehmend auf 4 und 5 umfasst die Zusatzkammer 40 einen Flanschabschnitt 42, der auf einem Anbringungsloch 25, das in dem Flüssiggasbehälter 20 in einer abgestuften Weise gebildet ist, sitzt, und eine Wärmeaustauschkammer 44, die sich von dem Flanschabschnitt 42 in den Flüssiggasbehälter 20 hinein erstreckt. Die Zusatzkammer 40 kann vorzugsweise aus einem Aluminiummaterial mit einer hohen Wärmetransferrate gebildet sein.
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Um eine ausreichende Wärmeaustauschfläche sicherzustellen, die für das innere Volumen des Flüssiggasbehälters 20 geeignet ist, kann die Wärmeaustauschkammer 44 vorzugsweise in verschiedenen Formen ausgebildet sein, zum Beispiel eine gerade Röhre, eine Zickzack-Röhre oder dergleichen.
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Zusätzlich ist ein Absperrventil bzw. Rückschlagventil 46 an einem distalen Endabschnitt der Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 angebracht, um zu ermöglichen, dass Flüssiggas von der Wärmeaustauschkammer 44 nur in den Flüssiggasbehälter 20 hineinfließt.
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Wenn die Zusatzkammer 40 in dem Flüssiggasbehälter 20 angebracht wird, wird die Wärmeaustauschkammer 44 in den Flüssiggasbehälter 20 durch das Anbringungsloch 25 in den Flüssiggasbehälter 20 eingefügt, so dass der Flanschabschnitt 42 auf dem äußeren Umfang des Anbringungsloch 25 sitzt, eine Abdichtungsabdeckung 48 wird in einen engen Kontakt mit dem Flanschabschnitt 42 gebracht, und Schrauben werden von der Abdichtungsabdeckung 48 an dem Flüssiggasbehälter 20 über den Flanschabschnitt 42 befestigt.
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Eine erste Kraftstoff-Verzweigungsleitung 13, die von der Benzin-Zuführungsleitung 11 abgeht, geht durch die Abdichtungsabdeckung 48, und der distale Endabschnitt der ersten Kraftstoff-Verzweigungsleitung 13 ist in einer Flussverbindung (kommunikativ) mit der Zusatzkammer 40 verbunden.
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Insbesondere geht die erste Kraftstoff Verzweigungsleitung 13, die von der Benzin-Zuführungsleitung 11 abgeht, die zwischen dem Benzintank 10 und dem Motor 30 verbunden ist, durch die Abdichtungsabdeckung 48 und der distale Endabschnitt ist kommunikativ mit der Zusatzkammer 40 verbunden.
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Die erste Kraftstoff-Verzweigungsleitung 13 ist mit einem ersten Ventil 14 (bspw. ein Magnetventil) versehen, das im Ansprechen auf ein Steuersignal von dem Controller 50 geöffnet oder geschlossen wird, um so den Fluss von Benzin von dem Benzintank 10 in die Zusatzkammer 40 hinein zu ermöglichen oder zu unterbrechen.
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Zusätzlich geht eine zweite Kraftstoff-Verzweigungsleitung 26 von der Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 ab, die zwischen einer Flüssiggaspumpe 27, die in dem Flüssiggasbehälter 20 angebracht ist, und dem Motor 30 verbunden ist, und ist ebenfalls kommunikativ mit der Zusatzkammer 40 verbunden.
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Die zweite Kraftstoff-Verzweigungsleitung 26 ist auch mit einem zweiten Ventil 28 (bspw. ein Magnetventil) versehen, welches im Ansprechen auf ein Steuersignal von dem Controller 50 geöffnet oder geschlossen wird, um so den Fluss von einem gewissen Teil des Flüssiggases von dem Flüssiggasbehälter 20 in die Zusatzkammer 40 hinein zu ermöglichen oder zu unterbrechen.
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Wie in 6 gezeigt ist an einem Einlass der Zusatzkammer 40 eine Einspritzdüse 45 angebracht, die eine Art von Einspritzpumpe ist, die in der Lage ist eine festgelegte Benzinmenge von der ersten Kraftstoff-Verzweigungsleitung 26 in die Wärmeaustauschkammer 44 über einen kurzen Zeitabschnitt hinein zu sprühen.
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Wie in 7 gezeigt ist ein Flussmessgerät 43 zum Messen der Benzinmenge, die an die Zusatzkammer 40 geführt wird, und zum Übertragen des Messergebnisses an den Controller 50 weiter in der ersten Kraftstoff-Verzweigungsleitung 13, die zwischen dem ersten Ventil 14 und der Zusatzkammer 40 verbunden ist, angebracht.
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Ein Flüssiggas-Messgerät 29 zum Messen der Flüssiggasmenge, die in dem Flüssiggasbehälter 20 verbleibt, ist in dem Flüssiggasbehälter 20 angebracht, und die verbleibende Menge des Flüssiggases, die von dem Flüssiggas-Messgerät 29 gemessen wird, wird an den Controller 50 als ein Signal übertragen, das die verbleibende Menge des Flüssiggases anzeigt.
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Auf eine Bestimmung hin, dass der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20, der von dem Drucksensor 23 empfangen wird, gleich oder größer wie ein Referenzdruck ist, führt der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass das erste Ventil 14 geöffnet wird. Zusätzlich steuert der Controller 50 den Zeitabschnitt, über den das erste Ventil 14 offen ist, auf Grundlage der Menge des Flüssiggases, die in dem Flüssiggasbehälter 20 verbleibt, die von dem Flüssiggas-Messgerät 29 als ein Signal empfangen wird.
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Benzin von dem Benzintank 10 fließt durch das erste Ventil 14, wird an die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 geführt und tauscht Wärme mit dem Innenraum des Flüssiggasbehälters und dem Flüssiggas in dem Flüssiggasbehälter aus. Demzufolge wird das Innere des Flüssiggasbehälters gekühlt. Infolgedessen wird die Temperatur des Flüssiggasbehälters abgesenkt und der Dampfdruck des Flüssiggases wird ebenfalls abgesenkt.
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Der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 wird niedriger als der Referenzdruck als Folge davon, dass das Innere des Flüssiggasbehälters 20 gekühlt wird und der Dampfdruck des Flüssiggases abgesenkt wird. Demzufolge ist es möglich leicht den Flüssiggasbehälter 20 mit Flüssiggas aufzufüllen.
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Wenn die Flüssiggaspumpe 27 in dem Zustand betrieben wird, bei dem das erste Ventil 14 geschlossen ist, führt der Controller 50 zudem eine Steuerung derart aus, dass das zweite Ventil 28 für eine vorgegebene Zeitperiode geöffnet wird, wodurch ein bestimmter Teil des Flüssiggases, der von dem Flüssiggasbehälter 20 an den Motor 30 geliefert wird, an die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 geführt wird und mit Benzin gemischt wird.
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Dabei führte der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass die Flüssiggaspumpe 27 bei dem maximalen Betriebspegel für eine vorgegebene Zeitperiode betrieben wird, so das Flüssiggas mit Benzin schnell gemischt wird.
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Demzufolge wird Flüssiggas mit Benzin in der Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 leicht gemischt und der Druck der Zusatzkammer 40 wird durch eine Verdichtungskraft der Flüssiggaspumpe erhöht, die einen Pumpvorgang bei dem maximalen Betriebspegel ausführt. Das Absperrventil 46, das an dem unteren Ende der Wärmeaustauschkammer 44 angebracht ist, wird geöffnet und Benzin und Flüssiggas in der Wärmeaustauschkammer 44 werden alle in den Flüssiggasbehälter 20 abgegeben.
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Deshalb wird die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 leer. In dem Zustand, bei dem der Druck in dem Flüssiggasbehälter nicht unter den Referenzdruck fällt, kann der voranstehend beschriebenen Prozess zum Auffüllen der Zusatzkammer 40 mit Benzin wiederholt ausgeführt werden, um das Innere des Flüssiggasbehälters zu kühlen.
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Wenn Benzin mit Flüssiggas gemischt wird, dann reduziert das Benzin den Dampfdruck des Flüssiggases, da die Temperatur des Benzins niedriger als die Temperatur des Flüssiggases ist.
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Benzin und Flüssiggas sind Verbindungen, die C und H enthalten (Benzin und Flüssiggas sind nur im Hinblick auf die Anzahl von C und H Atomen zueinander unterschiedlich). Wenn Benzin mit Flüssiggas gemischt wird, dann wird das Gemisch ohne irgendein Problem verbrannt. Um relevante Vorschriften zu erfüllen kann der Controller 50 jedoch den Zeitabschnitt, über den das erste Ventil offen ist, steuern, so dass die Menge des Benzins, die in die Zusatzkammer geführt wird, niedriger als 10 % von der Menge des Flüssiggases ist.
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Wie in 7 gezeigt ist eine Teilungswand 18 in dem Flüssiggasbehälter 20 angebracht, um den Innenraum des Flüssiggasbehälters 20 in einen Raum, in dem die Zusatzkammer angeordnet ist, und einen Raum, in dem die Flüssiggaspumpe angeordnet ist, zu unterteilen. Die Teilungswand 18 verhindert, dass Benzin direkt an die Flüssiggaspumpe geführt wird.
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Nachstehend wird der Betrieb des Flüssiggasbehälter-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit der voranstehend angegebenen Konstruktion beschrieben.
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8 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt, und 9 bis 11 sind Ansichten, die den Betrieb des Flüssiggasbehälters-Kühlsystems in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Zunächst wird der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 erfasst.
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Insbesondere wird der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 unter Verwendung des Drucksensors 23 erfasst, und der erfasste Druck wird an den Controller 50 als ein Signal übertragen.
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Danach vergleicht der Controller 50 den Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 mit dem oberen Referenzwert (zum Beispiel 11 Bar) (S101).
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Wenn der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 niedriger als der obere Referenzwert ist (zum Beispiel 11 Bar), dann führt der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass das erste Ventil 14 geschlossen wird (S102).
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Als Folge davon, das erste Ventil 14 geschlossen wird, wird Benzin in dem Benzintank 10 nur an den Motor geführt. In Ausführungsformen wird Benzin in dem Benzintank 10 nicht an die Zusatzkammer 40 geführt, die in dem Flüssiggasbehälter 20 angebracht ist.
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Wenn der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 höher als der obere Referenzwert ist (zum Beispiel 11 Bar), dann führt der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass das erste Ventil 14 geöffnet wird (S103).
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Deshalb, wie in 9 gezeigt, wird Benzin von dem Benzintank 10 an den Motor geführt, und gleichzeitig strömt ein gewisser Teil von Benzin durch das erste Ventil 14 und wird an die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 geführt (S104).
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Benzin in der Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 tauscht Wärme mit dem Innenraum des Flüssiggasbehälters und mit dem Flüssiggas in dem Flüssiggasbehälter aus. Demzufolge wird der Innenraum des Flüssiggasbehälters gekühlt. Infolgedessen wird die Temperatur in dem Flüssiggasbehälter und die Temperatur des Flüssiggases abgesenkt und der Dampfdruck des Flüssiggases wird ebenfalls abgesenkt.
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Der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 wird niedriger als der Referenzwert (zum Beispiel 11 Bar) als Folge davon, dass der Innenraum des Flüssiggasbehälters 20 gekühlt wird und der Dampfdruck des Flüssiggases abgesenkt wird. Demzufolge ist es möglich den Flüssiggasbehälter 20 leicht mit Flüssiggas aufzufüllen.
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Dabei vergleichen der Controller 50 den Zeitabschnitt, über den das erste Ventil 14 offen ist, mit einer Referenzzeit (zum Beispiel der Zeit, für die Benzin in die Wärmeaustauschkammer der Zusatzkammer hinein geführt wird, ungefähr 5 Sekunden) (S105). Auf eine Bestimmung hin, dass der Zeitabschnitt, über den das erste Ventil offen ist, die Referenzzeit übersteigt, führt der Controller 50 sofort eine Steuerung derart aus, dass das erste Ventil 14 geschlossen wird (S106).
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Wenn, nach dem Schritt S106, Flüssiggas in dem Flüssiggasbehälter 20 an den Motor 30 durch den Betrieb der Flüssiggaspumpe 27 geführt wird, führt der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass das zweite Ventil 28 geöffnet wird (S107) .
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Deshalb, wie in 10 gezeigt, wird ein gewisser Teil des Flüssiggases, der von dem Flüssiggasbehälter 20 an den Motor 30 geführt wird, an die Wärmetauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 geführt und wird mit Benzin gemischt.
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Wenn Flüssiggas, das an die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 geführt wird, mit Benzin gemischt wird, wird der Dampfdruck des Flüssiggases durch den Wärmeaustausch mit Benzin weiter reduziert, da die Temperatur des Benzins niedriger als die Temperatur des Flüssiggases ist. Zusätzlich werden die Temperatur in dem Flüssiggasbehälter und die Temperatur des Flüssiggases weiter abgesenkt, wodurch es möglich wird, den Flüssiggasbehälter 20 leicht mit Flüssiggas aufzufüllen.
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Um Flüssiggas an die Wärmeaustauschkammer 44 schnell zuzuführen, um mit Benzin gemischt zu werden, führt der Controller 50 dabei eine Steuerung derart aus, dass die Flüssiggaspumpe 27 Flüssiggas bei dem maximalen Betriebspegel pumpt (S108).
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Danach vergleicht der Controller 50 den Zeitabschnitt, über den die Flüssiggaspumpe 27 bei dem maximalen Betriebspegel betrieben wird, mit einer Referenzzeit (zum Beispiel 10 Sekunden) (S109). Auf eine Bestimmung hin, dass der Zeitabschnitt, über den die Flüssiggaspumpe 27 bei dem maximalen Betriebspegel betrieben wird, die Referenzzeit übersteigt, führt der Controller 50 eine Steuerung derart aus, dass der Betrieb der Flüssiggaspumpe 27 bei dem maximalen Betriebspegel gelöst wird. Der Grund hierfür besteht darin, dass der Druck in dem Flüssiggasbehälter auf einen Wert (zum Beispiel 8~10 Bar) niedriger als der Referenzdruck abgefallen ist.
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Der Druck, der von dem Betrieb der Flüssiggaspumpe 27 bei dem maximalen Betriebspegel erzeugt wird, wird an die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 angelegt, in der Flüssiggas und Benzin gemischt werden. Demzufolge wird der Druck in der Wärmeaustauschkammer 44 höher als der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 erhöht. Infolgedessen wird das Absperrventil 46, das an dem unteren Ende der Wärmetauscher, 44 angebracht ist, geöffnet.
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Deshalb werden, wie in 11 gezeigt, sowohl Benzin als auch Flüssiggas in der Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 alle in den Flüssiggasbehälter 20 über das geöffnete Absperrventil 46 abgegeben, und die Wärmeaustauschkammer 44 der Zusatzkammer 40 wird leer.
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In dem Zustand, bei dem der Druck in dem Flüssiggasbehälter 20 nicht unter den Referenzdruck fällt, kann der voranstehend beschriebene Prozess zum Auffüllen der Zusatzkammer 40 mit Benzin wiederholt ausgeführt werden, um den Innenraum des Flüssiggasbehälters zu kühlen.
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Wie voranstehend beschrieben wird für den Fall, dass die externe Temperatur sehr hoch ist, zum Beispiel in der heißen Jahreszeit, der Innenraum des Flüssiggasbehälters gekühlt und der Dampfdruck des Flüssiggases abgesenkt, und zwar unter Verwendung von Benzin, dessen Temperatur niedriger als diejenige des Flüssiggases ist. Demzufolge ist es möglich den Druck in dem Flüssiggasbehälter zu verringern, wodurch ermöglicht wird, den Flüssiggasbehälter leicht mit Flüssiggas aufzufüllen.
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In Ausführungsformen unter Bezugnahme auf 1 bis 11 umfasst ein Doppelkraftstoff-Fahrzeug eine Doppelkraftstoff-Maschine bzw. einen Doppelkraftstoff-Motor 30, eine Benzintank 10, einen Flüssiggastank 20 und einen Wärmetauscher 40, der in dem Flüssiggastank 20 installiert ist. Die Doppelkraftstoff-Maschine 30 ist in der Lage mit zwei oder mehreren Kraftstoffen zu arbeiten, die Benzinkraftstoff und Flüssiggas (verflüssigtes Propangas oder verflüssigtes Petroleumgas) sind. Der Benzintank 10 enthält Benzin und ist mit dem Motor 30 über eine Benzin-Zuführungsleitung 11 verbunden, wohingegen der Flüssiggastank 20 Flüssiggas enthält und mit dem Motor 30 über eine Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 verbunden ist. Der Wärmetauscher 40 ist in dem Flüssiggastank angeordnet und umfasst einen Behälter bzw. ein Gefäß, der/das mit dem Benzintank 10 über eine Benzin-Verzweigungsleitung 13 verbunden ist, die von der Benzin-Zuführungsleitung 11 abgezweigt ist. Der Behälter ist weiter mit dem Flüssiggastank 20 über eine Flüssiggas-Verzweigungsleitung 26 verbunden, die von der Flüssiggas-Zuführungsleitung 21 abgezweigt ist. Der Wärmetauscher 40 umfasst ein Absperrventil 46.
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Das Doppelkraftstoff-Fahrzeug umfasst ferner ein Benzinventil 14 und ein Flüssiggasventil 28. Das Benzinventil 14 ist an der Benzin-Verzweigungsleitung 13 angeordnet und steuert den Fluss des Benzinkraftstoffs in Richtung auf den Behälter des Wärmetauschers 40 hin. Das Flüssiggasventil 28 ist an der Flüssiggas-Verzweigung 26 angeordnet und steuert den Fluss des Flüssiggases in den Behälter des Wärmetauschers 40 hin. Das Fahrzeug umfasst ferner einen Controller, der ein oder mehrere Prozessoren umfasst.
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Der Controller 50 steuert das Benzinventil 14 und das Flüssiggasventil 28 auf Grundlage des Drucks des Flüssiggastanks 20. Unter der Steuerung von dem Controller 50 wird das Benzinventil 14 geöffnet, während das Flüssiggasventil 28 geschlossen wird, so dass ein Teil des Benzinkraftstoffs an den Behälter des Wärmetauschers 40 übertragen wird, während der Benzinkraftstoff an den Motor 30 für eine Verbrennung geführt wird. Danach werden das Benzinventil 14 und das Flüssiggasmittel 28 geschlossen, so das entweder Benzinkraftstoff oder Flüssiggas nicht an den Behälter über eine Zeitperiode übertragen wird, um dem Benzinkraftstoff, der in dem Behälter des Behälters 14 enthalten ist, zu ermöglichen einen Wärmeaustausch mit dem Flüssiggas, das in dem Flüssiggastank 20 enthalten ist, auszuführen. Wenn das Flüssiggas an den Motor 30 für eine Verbrennung zugeführt wird, wird danach das Flüssiggasventil 28 geöffnet, während das Benzinventil 14 geschlossen wird, so dass ein Teil des Flüssiggases an den Behälter des Wärmetauschers übertragen wird, indem der Teil des Flüssiggases mit dem Benzin, das in dem Behälter enthalten ist, gemischt wird. Eine Zuführung des Flüssiggases erhöht den Druck in den Behälter des Wärmetauschers 40, wodurch bewirkt wird, dass das Gemisch aus dem Benzin und dem Flüssiggas in dem Behälter des Wärmetauschers an den Flüssiggastank 20 über das Absperrventil 46 freigegeben wird. In Ausführungsformen wird der Benzinkraftstoff an den Wärmetauscher 40 nicht zugeführt, während das Flüssiggas den Wärmetauscher 40 geführt wird. Ferner wird das Flüssiggas nicht an den Wärmetauscher 40 geführt, während der Benzinkraftstoff an den Wärmetauscher 40 geführt wird.
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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, weisen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte auf.
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Zunächst ist es möglich das Innere des Flüssiggasbehälters zu kühlen und gleichzeitig den Druck in dem Flüssigkeitsbehälter abzusenken, indem ein gewisser Teil von Benzin von dem Benzintank in die Zusatzkammer in dem Flüssiggasbehälter zugeführt wird, wobei die Tatsache ausgenutzt wird, dass die Temperatur des Benzins in dem Benzintank niedriger als die Temperatur des Flüssiggases in dem Flüssiggasbehälter ist.
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Als zweites ist es möglich den Dampfdruck des Flüssiggases unter Verwendung des Kühleffekts des Benzins durch Mischen von etwas Benzin, das an die Zusatzkammer in dem Flüssiggasbehälter zugeführt wird, mit Flüssiggas abzusenken. Infolgedessen ist es möglich den Druck in dem Flüssiggasbehälter weiter zu reduzieren.
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Zusammenfassend wird für den Fall, dass die externe Temperatur sehr hoch ist, zum Beispiel in der heißen Jahreszeit, der Innenraum des Flüssiggasbehälters gekühlt und der Dampfdruck des Flüssiggases wird unter Verwendung von Benzin abgesenkt, dessen Temperatur niedriger als diejenige des Flüssiggases ist. Demzufolge ist es möglich den Druck in dem Flüssiggasbehälter zu reduzieren, wodurch ermöglicht wird den Flüssiggasbehälter mit Flüssiggas leicht aufzufüllen.
