DE2252200B

DE2252200B - Vorrichtung zur rueckgewinnung von daempfen, insbesondere in verbindung mit zapfsaeulen

Info

Publication number: DE2252200B
Application number: DE19722252200D
Authority: DE
Inventors: Dean Cecil Mcgahey; Eugene Wesley Vest
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-10-25
Publication date: 1973-05-03
Also published as: JPS4851121A; SE382618B; BE790606A; US3756291A; JPS5516913B2

Description

Patentassessor Hamburg, den.21. Oktober 1972

Dr. G. Schupfrier . ·" · . T 72080 (D 72,59?) ' ' " DEUTSCHE TEXACO AG ■ 770/HH

2000 Hamburg 76 ■ ■ .

Sechslingspforte 2. " - .

TEXACO DEVELOPMENT CORPORATION

135 East 42nd Streef
New York, N.Y. 10017
U. S. A.

Vorrichtung zur Rückgewinnung von Dämpfen, insbesondere in Verbindung mit Zapfsäulen

Die Erfindung betrifft die Rückgewinnung von Kohlenwasserstoffdämpfen, die bei der Abgabe von handelsüblichen flüssigen Brennstoffen, wie Motorenkraftätoff, sich bilden.

Während der erforderlichen Befüllung eines Kraftstoffbehälters einer Verbrennungskraftmaschine mittels eines Zapfhahnes, lösen sich einige leichtflüchtige Fraktionen in Form von Dämpfen aus dem Kraftstoff> die v.on dem in den Kraftstoffbehälter strömenden Kraftstoff durch den offenen Einfüllstutzen nach außen verdrängt werden. Dieser Faktor ist bei kälterer Witterung vernachlässigbar klein; bei warmen Wetter jedoch v/erden schon wesentliche Mengen dieser Dämpfe

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in die Atmosphäre abgegeben, wenn man Sie nicht auf irgendeine Weise zurückgewinnt. .

Weiterhin können unter speziellen atmosphärischen Bedingungen, die sich ongesammelten Dämpfe einen übermäßigen Luftverschmutzungsgrad herstellen. Wenn diese Dämpfe auch nicht gleich zu einer bemerkenswerten Luftverschmutzung beitragen, so können sie doch in einem begrenzten Raum'einexplosibles Gemisch verursachen.

Kraftfahrzeuge, als praktisches Beispiel genannt, können mit einer Einrichtung versehen-werden-, mit-der~die—verdrängten-Bäe ufgef-a11^en--^nd-z^rttekgewcnnett-werdett¥--Bie-vor-— liegende Erfindung bezieht sich jedoch auf eine Vorrichtung, bei der diese Dampf-Rückgewinnung- in Verbindung mit einer Kraftstoffabgabestation steht.

Demgemäß wird mit der vorliegenden Erfindung die Schaffung einer Einrichtung zur Rückgewinnung der verdrängten Dämpfe während des Einfüllens einer sich leicht verflüchtenden Flüssigkeit beabsichtigt, wobei die Dämpfe für den Wiedereintritt in den Flüssigkeitsstrom behandelt werden und die überschüssige Luft abgeführt wird.

Dieses wird ermöglicht, indem der Zapfhahn eine abdichtende Verbindung mit dem Einfüllstutzen während des Einfüllvorganges des Behälters bildet. Der Auslaßstutzen des Zapf-

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halines ist mit einer Rückführungsleitung versehen, über die die aus den Behälter verdrängten Dämpfe abgezogen werden»

Es ist allgemein bekannt, verdampften Kraftstoff durch Einpressen und Wiedereinleiten der Dämpfe, in den Kraftstoffstrom rücfczugewinnen, bzw. durch Kühlung des Kraftstoffes.

Es hat sich herausgestellt, daß diese Systeme bei den normalerweise herrsehenden, relativ starken Sempersturunterschieden (bei wprmen Außentemperaturen) zwischen Tempers.tur im Kraftstoffbehälter des Fahrzeuges und den Temperaturen der normalervreise untertägigen Kraftstoff-Torratsbehälter aus denen-die—Zapfeinrichtungen gespeist werden, zufriedenstellend arbeiten. In diesem Zusammenhang soll daran erinnert werden, daß bei hochsommerlichen Temperaturen, die gekühlte Luft nach passieren des Kühlers und des Motors sofort nach unten unter das Auto strömt und am rückwärtigen Ende kontinuierlich in einen Wärmeaustausch mit dem Kraftstofftank kommt. Zusätzlich befindet sich der Kraftstofftank oft noch in unmittelbarer Nähe der Auspuffanlage, sb daß Temperaturen von +43 C und darüber durchaus nicht unüblich sind.

Im Gegensatz dazu, beträgt die Temperatur von Kraftstoff aus untertägigen Vorratsbehältern nur ca. +15_f5 C und drrunter.

Daher wird durch Druckerhöhung der Restdämpfe, bei nachfolgender Injektion in den Flüssigkeitsstrom, die Dämpfe im

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wesentlichen von der Flüssigkeit absorbiert.

Da der Flüssigkeitsstrom von ca. +15»5 C normalerweise re-* t lativ groß ist im Vergleich zur Menge der rückgewonnenen

Flüssigkeit, ist-der Kühlungseffekt auf die letztgenannte I

ι Flüssigkeit sehr wesentlich.

) Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur '

Rückgewinnung von Dämpfen geschaffen, als zusätzliche Einheit
für eine Zapfsäule mit einer Reihe wesentlicher Merkmale. ■

Zum einen ist der Zapfhahn so ^ ausgebildet, daß er in eine ab- '. dichtende, wieder lösbare Verbindung mit dem Einfüllstutzen
des Kraftstoffbehälters gebracht werden kann. Weiterhin ver- .' ursacht der unter wesentlichem Druck dem Zapfhahn zugeführte
Kraftstoffstrom das Anlaufen einer Pumpeinrichtung, die den i Druck der zurückgewonnenen Dämpfe auf ein gewünschtes Niveau erhöht. Gleichzeitig treibt die Pumpeinrichtung eine
Luftpumpe an, die kontinuierlich sehr kleine Mengen nicht
zurückgewonnener Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre ableitet
und somit einem Aufbau explosibler Mischungen vorbeugt. Eine ; Kammer zur Steuerung der Kiveauhöhe ist in die Haupt - Zuführungsleitung zwischengeschaltet, um überschüssige Luft, ^; die in das System gelangt, abzuleiten, ohne daß dabei der .'

Druck in der Haupt - Zuführungsleitung beeinträchtigt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich v/eitere
erfinderische Merkmale ergeben, ist in der Zeichnung dnrßc- \ stellt. Es zeigen: ' . ■ · . \

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Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer mit der >

erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen

Zapfsäule.'
Figur 2 eine modifizierte Ausbildung der Erfindung '

in perspektivischer Ansicht

und .
Figur 3 ein Fließschema, das die Arbeitsweise der

Erfindung aufzeigt.

Es ist verständlich, daß der Hauptstrom des Kraftstoffs über die Zuführungsleitung (10) von einem untertägigem Vorratsbehälter kommt.· Diese Kraftstoffzuführung kommuniziert mit einer mehr oder weniger in Fig. -1 und 2 dargestellten Pump-, Meß- und Aufzeichnungseinrichtung bzw. Zapfsäule (12). Während die Pumpe (H) -Figur 3- diejenige Pumpe ist, die normalerweise mit der Zapfsäule (12) in Verbindung steht, ist es wünschenswert eine weitere Pumpe zu verwenden, die den Flüssigkeitsdruck wesentlich über den Druck anhebt, der normalerweise durch die typischen Zapf --Pumpen bestimmt wird. Da die letztgenannten Pumpen üblicherweise bei einem Druck von etwa, 1,76 at (25 psi) arbeiten, könnte es in Verbindung mit der Erfindung wünschenswert sein,,, Drücke zu benutzen, die wesentlich über dem vorgenannten Wert liegen.

Demgemäß erscheint in Fig. 1 und 2 eine von der Zapfsäule (12) ausgehende Leitung (10), die in eine auf der Zapfsäule (12) angeordnete Einrichtung (16) führt, Diese Einrichtung nimmt die innerhalb der gestrichelten Linie in Fig. 3 dargestellten Elemente auf. Dazu gehört die vorgenannte Pumpe

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(H), die in die Leitung (18) den Kraftstoff fördert, von wo aus dieser in einen geschlossenen Buffertank (20), der isoliert oder ummantelt.sein kann, wie durch die Bezugszahl (22) dargestellt, gelangt.

Der Buffertank (20) ist mit einem Schwimmer - Ventil (28) versehen, das am Hebelarm (26) angeordnet ist, der den Schwimmer (24) an seinem anderen Ende aufweist. Da das Schwimmer - Ventil (28) nur in Erwiderung auf den sich absenkenden Schwimmer (24) öffnet, kann im Falle, daß der Dampfdruck oder das Dampfvolumen im Buffertank sich erhöht, Über die Leitung (30) jegliche Luft oder geringe verbliebene Kraftstoffraengen abgeleitet werden, ohne daß der Druck im Buffertank (.20) wesentlich beeinflußt wird. Die Haupt Kraftstoffleitung (32) kommuniziert mit dem Buffertank (20) und der Saugseite einer mechanischen Einrichtung (34) zur Rückgewinnung der Druckkraft der Flüssigkeit. Diesö Einrichtung (34) fördert wiederum die Flüssigkeit über eine herkömmliche Zapfleitung (36( und einen Zapfhahn (38), wobei . der Zapfhahn in abdichtender Verbindung mit dem Einlaßstutzen (40) des zu befüllenden Kraftstoffbehälters äteht*

Der Zapfhahn (38) steht in einem lösbaren» abdichtenden Eingriff mit dem zu befüllenden Tank, wie eö durch die Bezugszahl (42) dargestellt ist, und ist mit einer flexiblen Rück- führleitung (44) für die Dämpfe vorgehen. Die Rüakfithrleitung (44)- ist an der Zapfleitung (36) -siehe Pig» 1 und 2-angeordnct und führt, wie in Pig. 3 durch die pusßezögene

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Linie (46) dargestellt, in die Einrichtung (16). Die Hückführleitung ist mechanisch mit der Kompressor - Pumpe (4-8) verbunden, die den Druck der Kraftstoffdämpfe auf einen vorbestimmten höheren Wert bringt und die Dämpfe über die eire Leitung (50) zurück in die Haupt - Kraftstoffleitung (18) fördert. Die Dämpfe können an der Verbindungsstelle der Leitung (50) mit der Haupt - Kraftstoffleitung (18) nach den Injektorprinzip in die Haupt - Kraftstoffleitung oder über eine Absorbereinriehtung, obgleich solch eine verbesserte Einrichtung normalerweise nicht nötig ist, zurückgeführt '-/erden. .

Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung betrifftdie Verwendung mechanischer Energie, die von dem Motor bzw. der Einrichtung (34) entwickelt wird, uri die Pumpe (43) anzutreiben, wie es mit der gestrichelten Linie (52) angedeutet ist. Weiterhin treibt die Einrichtung (34) eine zweite Punxe (54) an, die über die Leitung (56) Luft einem Diffuser (5S) zuführt, der über die Leitung (30) die übrigbleibenden Dänpfe erhält.

Wie aus Fig. 2 zu ersehen, ist der Diffuser (58) vorzugsweise im oberen Bereich der Einrichtung (16) angeordnet, der, wie dargestellt, vollständig mit Öffnungsschlitzen¹(60) νersehen ist und somit zur Atmosphäre Verbindung hat. Sonit werden jegliche kleinen Mengen verbliebener Kraftstoff Dämpfe sofort zerstreut und. verdünnt, bevor sie eine zünd-

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- 8 fähige Mischung oder Größe eingehen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Ein relativ kühler Kraftstoffstrom wird über die Leitung (10) in die Leitung (18) mit einem Druck zwischen 1,76 at (25 psi) und 17,6 at (250 psi) gepumpt. Dieser Kraftstoffstrom nimmt aus der Leitung (50) die hochkonprinierten Därpfe auf. Dieser aus Flüssigkeit und Dampf bestehende Strom gelangt in den Buffertank (20). Im Buffertank separiert d^Le Luft und wird bei fortschreitender Akkumulation über das Ventil (28) aufgrund des in Aktion tretenden, Schwimmers (24) zum Diffuser (58) geleitet. Zwischenzeitlich' arbeitet der Motor bzw. die Einrichtung (34), beaufschlagt durch den Druck der Flüssigkeit in der Leitung (32), kontinuierlich und erzeugt einen konstanten Luftzug durch den Diffuser und erhöht gleichzeitig den Druck der rückzugewinnenden Dämpfe.

Der normale Temperaturunterschied im zu füllenden Kraftstoff7 behälter und denen innerhalb der Leitung (10) für die Kraftstoff zuführung reicht aus, um die Dämpfe nahezu vollständig rückzugewinnen. Eine weitere Kühlung ist normalerweise nicht nötig. Wenn jedoch eine weitere Kühlung von Vorteil sein kann, kann diese über ein externes Kühl?*ggregat (nicht dargestellt) erfolgen, das die Kühlflüssigkeit durch die Kühlsohlange (62) treibt. Ebenso kann die dampfführende Leitung (50) User Kühlripper (64) oder dgl., oder über eine zwecknässige Kühlschlange gekühlt werden.

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Claims

Ί? 72080 (D 72,592) A nsprüch.e

) Vorrichtung'zur Rückgewinnung von Dämpfen, insbesondere in Verbindung mit Zapfsäulen, zur'Abgabe leichtflüchtiger flüssiger Brennstoffe bzw. Kraftstoffe in einen geschlossenen Kraftstoffbehälter, der einen Einfüllstutzen aufweist, wobei der Brenn- bzw. Kraftstoff aus einem relativ kühlen Vorratsbehälter entnommen wird und ein Zapfhahn mit einem Zapfschlauch mit diesem Vorratsbehälter kommuniziert,

gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur flüssigkeitsdichten Verbindung des Zapfhahnes (38) mit dem Einfüllstutzen (40) des zu befüllenden Behälters, durch eine Dampf-Rückführungsleitung (44), die an den Zapfhahn (38) angeordn&t ist und eine Ein-, gangsöffnung aufweist, die mit dem Innenraum des zu befüllenden Behälters kommuniziert, wenn der Zapfhahn (38) in fester abdichtender Verbindung mit dem Einfüllstutzen. (40) steht, durch einen Buffertank (20), der zwischen dem Zapfschlauch (36) und dem Vorratsbehälter geschaltet' ist und sowohl mit dem Zapfschlauch (36) als auch .mit dem Vorratsbehälter kommuniziert, um ein Reservoir an flüssigem und dampfförmigen ,Brenn- bzw. Kraftstoff aufrechtzuerhalten und durch eine Auslaßöffnung der Dampf-Rückführungsleitung,die mit dem Buffertank (20) kommuni-

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ziert, um so einen Strom dampfförmigen Brenn- bzw. Kraftstoffes in den Buffertank (20) einzuleiten.
2.) Vorrichtung nach Anspruch 1 , g e k e η η zeichnet durch e.inen Diffuser (58), der mit den oberen Bereich des Buffertankes (20) kommuniziert, um so einen Strom dampfförmigen Brenn- bzw. Kraftstoffes zu erhalten und durch eine Einrichtung zur Verdünnung des dampfförmigen Brenn- bzw. Kraftstoff-Stromes,
3.) Vorrichtung nach Anspruch ,1 oder 2, ge,kennzeichnet durch eine Pumpe (54), die mit dem Buffertank (20) kommuniziert und deren Saugseite mit einer Quelle für ein den dampfförmigen Kraftstoff-Strom, der aus dem Diffuser (58) austritt, verdünnenden Gases verbunden ist.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , daß das verdünnende Gas Luft ist.
5.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an die Dampf-Rückführungsleitung eine Pumpe zwischengeschaltet ist, die in einer Wirkverbindung mit einer Antriebseinrichtung steht.

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6.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis ■ 5» dadurch' g e. k e η. η ζ e i c h n" e t , daß zwischen dem Buffertank (20) und dem Zapfhahn (38) eine Einrichtung (34) geschaltet ist, die einen Drehkörper aufweist, der von dem Brenn- bzw. Kraftstoffstrom beaufschlagt ist.

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