DE2701499C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von in einem Lagertank auftretendem Kraftstoffdampf, wobei dem aus dem Lagertank abgezogenen Kraftstoff­ dampf Luft beigemischt wird und dieses Gemisch an einer Verarbeitungsstelle verarbeitet wird.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind aus der DE-OS 25 12 217 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird der Kraftstoffdampf unter erhöhten Druck gesetzt, um ihn der Umwandlungseinrichtung zuzuführen. Die Umwandlungseinrichtung besteht in diesem Fall aus einem katalytischen Konverter, der drei Ausführungsformen eines katalytischen Kohlenstoffabsorptionssystems umfaßt. Dem Kraftstoffdampf wird Druckluft beigemengt, ehe der Kraftstoffdampf in die Umwandlungseinrichtung eintritt. Zur katalytischen Umwandlung muß der Kraftstoffdampf vorgewärmt werden. Dadurch erweist sich das vorbekannte Verfahren als relativ aufwendig und unwirtschaftlich. Da der Kraftstoffdampf unter erhöhtem Druck steht, besteht die Gefahr, daß Kraftstoffdampf in die Atmosphäre entweicht. Außerdem ist das vorbekannte Verfahren auf das Unschädlich­ machen nur bestimmter Schadstoffe beschränkt.

Bei einem anderen vorbekannten Verfahren (US-PS 37 83 911), das sich auf eine Tankfüllanlage bezieht, wird der Kraft­ stoffdampf verbrannt. Bei diesem Verfahren wird der Kraft­ stoffdampf einem Pufferspeicher zugeführt, und es wird ihm Propangas zugemischt, falls der Sauerstoffgehalt im Kraftstoffdampf einen Wert erreicht, bei dem das Ge­ misch brennbar ist. Hierbei ist das Augenmerk vornehm­ lich darauf gerichtet, eine Selbstzündung des Kraft­ stoffdampfes zu verhindern. Maßnahmen, mit denen die Verbrennung im Hinblick auf Wirschaftlichkeit und Schadstoffverringerung möglichst optimal durchgeführt werden kann, sind bei diesem Verfahren nicht zu finden.

Schließlich ist aus der DE-AS 11 45 552 noch ein Verfahren bekannt, bei dem der Kraftstoffdampf komprimiert wird, um ihn in den flüssigen Zustand umzuwandeln und dann in den Tank zurückzuführen. Auch bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß aufgrund des erhöhten Drucks Kraftstoff­ dampf in die Atmosphäre entweicht.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beseitigen von in einem Lagertank auftretendem Kraftstoffdampf so zu verbessern, daß es im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit und Umweltfreundlichkeit möglichst günstig arbeitet und die Gefahr, daß Kraftstoff­ dampf in die Atmosphäre entweicht, minimal ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gekennzeich­ net, daß der abgezogene Kraftstoffdampf während der För­ derung zur Verarbeitungsstelle auf einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird, und dem Kraftstoffdampf so viel Luft beigemengt wird, daß ein theoretisch voll­ ständig verbrennbares Gemisch entsteht, und daß dieses Ge­ misch gezündet und verbrannt wird.

Eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens ist er­ findungsgemäß gekennzeichnet durch eine in einer Ablaßlei­ tung angeordnete Druckfühleinrichtung, eine Mischeinrichtung, die dem Kraftstoffdampf am Brenner Luft beimengt und hier­ durch den Druck des Kraftstoffdampfes unterhalb Atmosphären­ druck hält, und eine dem Brenner zugeordnete Zündeinrichtung.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung wird somit der Druck des Kraftstoff­ dampfes in der Ablaßleitung abgefühlt und in Abhängigkeit hiervon der Kraftstoffdampf zum Brenner gefördert, wo er dann nach Beimengung der Luft verbrannt wird. Da hierbei der Druck des Kraftstoffdampfes unterhalb Atmosphärendruck erhalten wird, ist die Gefahr eines Entweichens von Kraft­ stoffdampf in die Atmosphäre praktisch vermieden. Darüber hinaus erlaubt dies zum einen eine einfache Förderung des Kraftstoffdampfes und zum anderen in bequemer Weise die Beimischung der Luft in dem gewünschten Anteil. Hierdurch läßt sich in äußerst wirtschaftlicher Weise eine opti­ male Verbrennung des Kraftstoffdampfes erzielen.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Tankstelle mit einer Einrichtung zum Beseitigen von Kraft­ stoffdampf;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Mischeinrich­ tung, wie sie bei der Tankstelle nach Fig. 1 Verwendung findet;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer elektrischen Schaltung für die Mischeinrichtung nach Fig. 2.

Bei der in Fig. 1 schematisch dargestellten Tankstelle ist eine Kraftstoffpumpe 10 mit einem Abgabeschlauch 11 versehen, der eine Düse 12 zum Einführen in den Füllstutzen 14 eines Kraftfahrzeugtanks 15 besitzt. Die Kraftstoffpumpe 10 ist über eine Kraftstoffleitung 17 mit einem unterirdischen Lagertank 18 verbunden, der im dargestellten Zustand teil­ weise - bis zu einem Pegel 19 - mit flüssigem Kraftstoff gefüllt ist. Der Raum oberhalb des Kraftstoffpegels 19 enthält Luft und Kraftstoffdämpfe, und das Volumen dieses Raumes ändert sich, wenn flüssiger Kraftstoff in den Lager­ tank 18 eintritt bzw. aus ihm entnommen wird. Der Lagertank 18 ist mit der Pumpeninsel ferner durch eine Kraftstoffdampf-Rückführleitung 22 verbunden, die eine Öffnung 23 an der Oberseite des Lager­ tanks 18 besitzt und mit den Kraftstoffdämpfen oberhalb des Flüssigkeitspegels in dem Lagertank 18 in Verbindung steht. Die Rückführleitung 22 erstreckt sich entlang des Abgabe­ schlauchs 11 und kann an der Düse 12 in den Füllstutzen 14 und den Kraftfahrzeugtank 15 eingeführt werden.

Um zu verhindern, daß überschüssige Kraftstoffdämpfe am Kraft­ fahrzeugtank in die Atmosphäre gelangen, ist eine Dichtung (nicht gezeigt) vorgesehen, die für eine dampfdichte Verbindung zwischen dem Füllstutzen 14 und der mit einem Rückschlagventil versehenen Düse 12 sorgt. Die Rückführleitung 22 bildet einen geschlossenen Weg, der an dem Füllstutzen 14 abgedichtet ist, um eine Verbindung für die Gasdämpfe zwischen den Räumen ober­ halb der Flüssigkeitspegel in dem Kraftfahrzeugtank 15 und dem unterirdischen Lagertank 18 herzustellen. Hierdurch sind ein geschlossenes, dampfdichtes Umlaufsystem für den flüssigen Kraftstoff vom Lagertank 18 zum Kraftfahrzeugtank 15 sowie ein Entlüftungssystem für die Dämpfe in den Dampfräumen oberhalb des Kraftstoffpegels im Kraftfahrzeugtank 15 und oberhalb des Flüssigkeitspegels 19 in dem Lagertank 18 ge­ bildet.

Die Fig. 1 zeigt ferner ein ähnliches geschlossenes und dichtes Flüssigkeits- und Dampfumlaufsystem zwischen dem unterirdischen Lagertank 18 und einem Tankwagen 25, der mit einem Versorgungstank 26 versehen ist, in dem der Kraftstoff­ pegel bei 27 angedeutet ist. Der Versorgungstank 26 ist durch einen Füllschlauch 28 mit dem unterirdischen Lagertank 18 verbunden. Der Füllschlauch 28 ist über Verbindungen 30 mit Räumen 32 verbunden, die durch Trennwände im Versorgungstank 26 gebildet werden. Die Enden des Füllschlauchs 28 sind mit Ventilen 29 am Tankwagen und an einem Tank-Füllrohr 31 ver­ bunden, dessen unteres Ende 32 sich nahe am Boden des Lager­ tanks 18 befindet. Abgedichtete Ventilverbindungen sind vorge­ sehen, um Flüssigkeits- und Kraftstoffdampfverluste an den Enden des Füllschlauches 28 zu vermeiden. Der Fluß von flüssigem Kraftstoff vom Versorgungstank 26 zum Lagertank 18 erfolgt normalerweise unter Schwerkraftwirkung, wenn die Ventile geöffnet sind.

Der Versorgungstank 26 ist ferner mit einer Kraftstoffdampf- Rückführleitung 33 verbunden, die an der Oberseite des Lagertanks 18 mit einer Einlaßöffnung 34 versehen ist und ein Rückschlag­ ventil 34 a enthält. Die Leitung 33 besitzt ferner eine Verbindung mit einer Tankwagen-Dampfleitung 33′ durch ein Ventil 34 b. Die Dampfleitung 33′ besitzt mehrere Verbindungsöffnungen 35, die jeweils mit einem der Räume des Versorgungstanks 26 in Verbindung stehen. Auf diese Weise ist zwischen dem Versorgungs­ tank 26 und dem unterirdischen Lagertank 18 ein geschlossenes, dampfdichtes Flüssigkeits- und Dampfverbindungssystem vorhanden, durch das flüssiger Kraftstoff und Kraftstoffdämpfe von dem Versorgungstank 26 in den Lagertank 18 übertragen werden können. Zum Beispiel treten die Dampfleitungen 22 und 33 angrenzend am einen Ende des Lagertanks in den Lagertank 18 ein.

Die Übertragung der Kraftstofflüssigkeiten und -dämpfe unter den beiden obengenannten Betriebsbedingungen, d. h. vom Lager­ tank zum Kraftfahrzeugtank und vom Versorgungstank des Tank­ wagens zum Lagertank, erfolgt in einem geschlossenen, dampf­ dichten System, das Verluste von Kraftstoffdämpfen in die Atmosphäre verhindert. Das System muß jedoch unter sehr ver­ schiedenen Temperatur-, Druck- und Volumenzuständen des flüssigen Kraftstoffs und der Kraftstoffdämpfe betrie­ ben werden, die die Freigabe von Kraftstoffdämpfen aus dem geschlossenen System beeinflussen. Zu diesem Zweck ist der Lagertank 18 mit einer Entlüftungsleitung 40 versehen, die an der Oberseite des Lagertanks 18, vorzugsweise am Ende des Lagertanks gegenüber dem Einlaß der Entlüftungsleitungen 22, 33, mit einer Entlüftungsöffnung 41 versehen ist. An der Oberseite der Entlüftungsleitung 40 ist eine Auslaßöffnung 42 vorgesehen, um bei gewissen extremen Zuständen Dämpfe in die Atmosphäre ablassen zu können. Ein Druck-Unterdruck-Ventil 44 kann an der Auslaßöffnung 42 vorgesehen werden; das Ventil 44 öffnet bei Drücken von -1146,6 Pa, -117 mm WS und +1421 Pa sowie bei einem Abblasdruck von 2985 Pa.

Wenn auch nur ein einziger unterirdischer Lagertank in Fig. 1 dargestellt ist, so versteht es sich jedoch, daß eine Tank­ stelle drei oder mehr Lagertanks, jeweils für eine verschie­ dene Art von Kraftstoff, besitzen kann. Die Füll- und Auslaß­ leitungen für jeden Tank können so angeordnet werden, wie dies für den Lagertank 18 beschrieben wurde. Die Entlüftungsleitungen für jeden Lagertank sind an einer Ablaßleitung 46 angeschlossen.

Ferner ist eine Einrichtung zum Umwandeln von austretendem Kraftstoffdampf vorgesehen, durch die überschüssiger Kraftstoffdampf unter bestimmten Druck­ bedingungen einer Verbrennungseinrichtung zugeführt wird, wo eine im wesentlichen vollständige Verbrennung der in dem Kraftstoffdampf enthaltenen Kohlenwasserstoffe erfolgt. Diese Einrichtung ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausge­ bildet, daß sie in zwei verschiedenen, an einer Tankstelle normalerweise anzutreffenden Druckstufen arbeitet, und zwar in einer Druckstufe, in der die Abgabedrücke relativ niedrig sind, etwa 0 bis -124 Pa (von einem Tankwagen zu dem unter­ irdischen Lagertank), und einer Druckstufe, in der die Abgabe­ drücke relativ hoch sind, z. B. +124 Pa oder mehr (bei Abgabe relativ kleiner Kraftstoffmengen an einen Kraftfahr­ zeugtank durch die Pumpen der Tankstelle.) In den beiden Druck­ stufen können der flüssige Kraftstoff und die Dämpfe unter­ schiedliche Drücke, Temperaturen und Volumen besitzen. In jeder Stufe erfordern die austretenden Kraftstoffdämpfe be­ stimmte Mengen von Luft, um diese vorgegebene Menge von austre­ tendem Gas vollständig zu verbrennen und die unerwünschten Kohlenwasserstoff-Luftverschmutzungen auf ein Minimum zu reduzieren.

Bei diesem Ausführungsbeispiel umfaßt die zweistufige Umwandlungseinrichtung das Druck-Unterdruck-Ventil 44 in der Entlüftungsleitung 40 sowie die Übertragung des austretenden Gases von dem Lagertank 18 zu einer Verbrennungseinrichtung 45. Eine Ablaßleitung 48 ist (bei 47) mit der Entlüftungsleitung 40 zwischen den Lagertanks 18 und dem Ventil 44 verbunden. Je nach den gewählten Drücken, bei denen Druckfühleinrichtungen 73, 95, 51 und 81 (sh. Fig. 2) betätigt werden, wird Kraftstoffdampf durch die Sammelleitung 46 einer Dampf-Luft-Mischeinrichtung 48 (Fig. 1) zugeführt, die in den Diagrammen der Fig. 2 und 3 genauer dargestellt ist. Die Dampf-Luft-Mischeinrichtung 48 und die Verbrennungseinrichtung 45 sind so ausgebildet, daß sie der Verbrennungseinrichtung 45 ein Dampf-Luftgemisch zuführen, bei dem mindestens 90 Prozent und bis zu 99,9 Prozent der Kohlenwasserstoffe unschädlich gemacht werden. Bei dem in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Umwandlungseinrichtung mit jedem von mehreren unterirdischen Lagertanks verbunden. Der Einfachheit halber wird die Umwandlungs­ einrichtung nur in Verbindung mit einem Lagertank näher beschrieben.

Das Druck-Unterdruck-Ventil 44 ist normalerweise geschlossen, so daß die Kraftstoffdämpfe in dem unterschiedlichen Lagertank 18 normalerweise nicht durch die Entlüftungsleitung 42 entweichen. Das Ventil 44 kann auf einen Druck von +1421 Pa eingestellt werden, so daß, falls der Dampfdruck in dem unterirdischen Lagertank während des Füllens des Lagertanks zu groß wird, das Ventil 44 öffnet, um diesen Druck zu entlasten. Wenn der flüssige Kraftstoff aus dem unterirdischen Lagertank abgezogen wird, öffnet in der gleichen Weise die Unterdruckseite des Ventils 44, die auf -1146,8 Pa eingestellt sein kann, so daß atmosphärische Luft durch die Entlüftungsleitung eindringen kann, damit Kavitation oder ein Einbrechen der Wände des Lager­ tanks 18 verhindert wird. Das Druck-Unterdruck-Ventil 44 stellt somit eine Sicherungseinrichtung für den Füll- und Entleerungs­ vorgang dar, und gleichzeitig verhindert es normalerweise, daß Kraftstoffdämpfe in die Atmosphäre entweichen.

Eine der beiden Betriebsstufen der Umwandlungs­ einrichtung betrifft den Zustand, bei dem ein Kraftfahrzeugtank von dem unterirdischen Lagertank gefüllt wird; hierbei sei angenommen, daß die oben beschriebenen Entlüftungsleitungen bezüglich des Kraftfahrzeugtanks und auch bezüglich des unterirdischen Lagertanks abgedichtet sind. In der Betriebsstufe 1, d. h., beim Füllen eines Kraftfahrzeug­ tanks, sinkt der Kraftstoffpegel in dem unterirdischen Lager­ tank 18 geringfügig ab, während die Flüssigkeit in den Kraft­ fahrzeugtank gepumpt wird. Im Kraftfahrzeugtank hat die Zufuhr von flüssigem Kraftstoff zur Folge, daß die Kraftstoffdämpfe im Kraftfahrzeugtank verdrängt werden und durch die Rückführ­ leitung 22 in den Dampfraum innerhalb des unterirdischen Lager­ tanks 18 zurückgelangen. Wenn die Temperatur des flüssigen Kraftstoffs und der Grad der Kohlenwasserstoffsättigung des Dampfes im Lagertank und des Kraftstoffdampfes im Kraftfahrzeug­ tank die gleichen wären, bestünde keine Veranlassung, Dämpfe zur Atmosphäre zu entlüften. Wenn jedoch die Dämpfe vom Kraft­ fahrzeugtank kälter oder weniger gesättigt als der Kraftstoff und die Dämpfe im Lagertank sind, expandieren die kalten Dämpfe und sie erfordern eine Entlastung, oder der Druck in dem unter­ irdischen Lagertank steigt an. Wenn die Dämpfe vom Kraftfahr­ zeugtank wärmer sind als der Kraftstoff im Lagertank, werden die Dämpfe, sobald sie den Lagertank erreichen, komprimiert, und sie rufen einen Unterdruckzustand in dem Lagertank hervor, wenn nicht zusätzliche Luft vorgesehen wird.

Während der Lagertank von einem Tankwagen aus gefüllt wird, werden die Dämpfe in dem Lagertank durch die Leitung 33 verdrängt, und sie kehren in den Raum im Tank­ wagen oberhalb des Kraftstoffpegels 27 zurück. Wenn der Kraft­ stoff im Tankwagen kälter oder weniger kohlenwasserstoffgesättigt ist als der Kraftstoff im Lagertank, werden die warmen Kraft­ stoffdämpfe vom Lagertank, die in den Tankwagen gelangen, kom­ primiert, und es wird dadurch zusätzliche Luft in dem Raum oberhalb des Flüssigkeitspegels 27 im Tankwagen erforderlich, oder es tritt eine Druckverringerung im Tankwagen ein. Wenn die Umgebungstemperatur und die Temperaturen im Tankwagen größer sind als die der Kraftstoffdämpfe, die von dem Lagertank kommen, wird der Druck im Tankwagen größer, da die kühleren Dämpfe, die aus dem Lagertank kommen, von den wärmeren Tankwagenwänden erwärmt und expandiert werden. Die Übertragung der Kraftstoffdämpfe vom Lagertank zum Versorgungs­ tank und zum Kraftfahrzeugtank hat daher, je nachdem, ob der Kraftstofftank wärmer oder kälter ist, entgegengesetzte Auswirkungen auf die Expansions-Kontraktionsbeziehung des Dampfes, die in dem geschlossenen Dampfsystem auftritt, bis der Versorgungs- oder Kraftfahrzeugtanks vom System getrennt ist. Wird der Vorratstank von einem Tankwagen zur selben Zeit gefüllt, wie Kraftstoff in Kraftfahrzeugtanks gepumpt wird, so ergibt dies keinen besonders zu behandelnden Betriebszustand. Der Pumpdurchsatz beim Füllen von Kraftfahrzeugtanks an einer Tankstelle dürfte 114 l/min nicht übersteigen. Ein typischer Durchsatz beim Füllen eines Lagertanks unter Schwerkraftwirkung dürfte bis zu 15 000 l in 10 Minuten bzw. 1500 l/min betragen, und dies kann derzeit als Durchschnittsfüllgeschwindigkeit für unterirdische Lagertanks angesehen werden.

In der Betriebsstufe 1 des beschriebenen Systems, d. h. bei relativ niedrigem Abgabedruck und kleinem Dampfvolumen, werden die Kraftstoffdämpfe in der Sammelleitung 46 durch einen Druck­ schalter 51 gesteuert, der auf den Dampfdruck anspricht und der so eingestellt sein kann, daß er bei einem möglichst geringen Druck schließt, in Abhängigkeit von dem negativen Druck, der erforderlich ist, um die Kraftstoffdämpfe zu sammeln, beispiels­ weise von etwa -56,8 Pa bis zu -124 Pa.

Um die Kraftstoffdämpfe mittels Unterdruck zu der Verbrennungs­ einrichtung 45 zu saugen, ist eine Druckluftquelle (nicht gezeigt) vorgesehen, die Luft bei einem bevorzugten Druck in der Größen­ ordnung von 2,06 bis 6,86 bar liefert. Diese Druckluft gelangt bei der Leitung 65 (Fig. 2) in das System und strömt durch einen handbetätig­ baren Hahnen 66 und eine Leitung 67 zu einem Druckregler 68. Wenn der Druckschalter 51 einen vorgegebenen Druck feststellt, wird ein Elektromagnetventil 69 betätigt, das Luft bei einem vorgegebenen Druck durch eine Verlängerung der Lei­ tung 67 einem atmosphärischen Mischgerät 62 und einem Ejektor 62 a zuführt. Ein Luftdruck-Meßgerät 70 ist an der Leitung 87 angeschlossen, und ein Luftdruckschalter 71 ist dem Luftdruck-Meßgerät 70 zugeordnet und sorgt für einen vorgegebenen Druck, z. B. 1,37 bar. Durch Schließen des Druckschalters 41 wird ermöglicht, daß Kraftstoffdampf, der sich in dem System und dem Lagertank 18 gesammelt hat, durch das Elektromagnetventil 55 freigegeben wird, das von dem Druckschalter 71 betätigt wird. Die Dämpfe, die durch das Elektromagnetventil 85 hindurchtreten, strömen durch einen Rohrabschnitt 57 verringerten Durchmessers, um die Geschwindigkeit der Dämpfe zu erhöhen, und anschließend durch ein Rückschlagventil 58, einen Flammenhalter 59, eine Druckabzapfeinrichtung 60 zu dem Ejektor 62 a und dem Mischgerät 62, das im vorliegenden Beispiel eine Kapazität von ungefähr 26,4 kW besitzt. Das Mischgerät 62 ist einer flammenhaltenden Brenner­ düse 63 zugeordnet. Wenn der Druckschalter 71 schließt, wird das Elektromagnetventil 55 geöffnet, das seinerseits den richtigen Strom von Kraftstoffdämpfen liefert, um eine voll­ ständige Verbrennung der Kraftstoffdämpfe sicherzustellen.

Der Brenner 63 wird ausgeschaltet, wenn der Dampfdruck auf den Wert sinkt, auf den der Druckschalter 73 eingestellt ist; dieser Wert kann in der Größenordnung von -157,8 Pa liegen. Dieser Druck­ wert wird bestimmt durch einen vorgegebenen Druckabfall des Systems, bei dem eine nennenswerte Leckage der Kraftstoffdämpfe nach außen verhindert wird.

Wenn der unterirdische Lagertank sehr rasch gefüllt wird, kann der Dampfdruck entsprechend rasch ansteigen, so daß der Dampf mit einer größeren Geschwindigkeit als derjenigen, die der Brenner 63 liefert, verbrannt werden muß. Unter solchen Um­ ständen betätigt der Druckschalter 81, der auf -24,9 Pa eingestellt sein kann, das Elektromagnetventil 92 in der Druck­ luft-Leitung 87, die bei 93 an der Druckluft-Leitung 67 ange­ schlossen ist. In der Leitung 87 ist ein Druckregler 94 vorge­ sehen. Der Druckschalter 81 betätigt das Elektromagnetventil 92 in der Leitung 87, wodurch Druckluft dem Druckschalter 71 a zugeführt wird, der seinerseits das Elektromagnetventil 82 betätigt, wodurch der Kraftstoffdampf in der Leitung 54 freigegeben wird. Die Leitung 54 kann einen größeren Durch­ messer als die Leitung 53 haben, um ein größeres Volumen an Kraftstoffdampf durchzulassen. Das Elektromagnetventil 82 läßt Kraftstoffdampf zu einem Rohrabschnitt 83 durch, der einen kleineren Durchmesser als die Leitung 54 besitzt, um die Geschwindigkeit des Dampfes zu erhöhen. Der Kraftstoffdampf von dem Rohrabschnitt 83 gelangt durch ein Rückschlagventil 84, einen Flammenhalter 85, eine Druckabzapfeinrichtung 88 zu einer Verbindungsstelle mit der Leitung 87 zu einem Ejektor 88, der eine Kapazität von 293 kW bei etwa 6,17 bar Luftdruck besitzt, und der Kraftstoffdampf gelangt dann zu dem Mischgerät 89. Das Misch­ gerät 89 fördert das Luft-Dampfgemisch zu einem Brenner 90. Wenn der Gasdruck auf denjenigen Wert abfällt, auf den der Druckschalter 95 eingestellt ist, (beispielsweise in der Größen­ ordnung von -74,5 Pa), gehen die Brenner aus.

Zum Zünden der Brenner 63 und 90 kann Naturgas oder ein Propangasbehälter 100 verwendet werden; das Propangas wird einem Zündbrenner 101 durch ein Ein-Aus-Ventil 102, einen Druckregler 103 und ein Thermopilot-Relais mit einem Zündgas­ ventil 104 zugeführt. Der Zündbrenner 101 zündet das Luft- Dampfgemisch entweder in der einen oder der anderen der beiden Betriebsstufen des Systems. Wenn der Zündbrenner 101 aus irgend­ einem Grund, beispielsweise wegen starken Zugs oder wegen Erschöpfung des Propangasvorrats, ausgeht, wird das System betriebsunfähig, und das Thermopilot-Relais bewirkt ein Abschalten des gesamten Systems, wie weiter unten unter Bezug­ nahme auf Fig. 3 beschrieben wird.

Die Brenner 63 und 90 geben ihre Verbrennungsprodukte an einen Mehrrohr-Kamin ab, der ein vertikal verlaufendes äußeres Rohr 106 auf­ weist, das etwa 2,44 m hoch sein und einen Durchmesser von 15 cm besitzen kann; der Kamin besitzt eine genügend große Höhe und einen ausreichenden Durchmesser, damit ausreichend Luft zur Verfügung steht, um den gesamten Rauch zu verbrennen. Der Kamin wird in der Tankstelle mit einem Mindestabstand von 7,51 m zu den Kraftstoffpumpen bzw. zur Entlüftungsleitung 42 der Lagertanks angeordnet. Zum Beispiel wird der Kamin in einer Höhe von 2,44 m oberhalb der Erde eingebaut. Durch diese Sicherheitsmaßnahmen soll erreicht werden, daß, wenn das Ventil 44 öffnet, Kraftstoffdampf nicht in die angrenzenden Gebäude oder zu der Zündflamme in der Verbrennungseinrichtung strömt.

Der Brenner 63 besitzt eine Achse, die zu der Achse des Rohres 106 ausgerichtet ist, in den Brenner 90 hineinverläuft und die ge­ krümmte Achse des Brenners 90 schneidet. Die Fläche 63 a des Brenners 63 ist zentrisch innerhalb des Brenners 90 und unter­ halb der Fläche 90 a des Brenners 90 angeordnet, wobei die nach oben gerichteten Abschnitte der Brenner 63 und 90 koaxial ver­ laufen. Koaxial innerhalb des außeren Rohres 106 des Kamins befindet sich ein Rohr 107 kleineren Durchmessers, das ungefähr 1,82 m lang ist und einen Durchmesser von ungefähr 6,35-9,5 mm besitzt. Der untere Teil des Rohres befindet sich mit Abstand oberhalb der Fläche 90 a des Brenners 90, wodurch eine Brenn­ kammer für den kleinen Brenner 63 gebildet wird.

Das Rohr 107 dient zur Aufnahme des Luft-Gasgemisches des Brenners 63 und verhindert eine vorzeitige Kühlung des Gemischs, ehe die Ver­ brennung beendet ist.

Der Kamin sorgt dafür, daß Luft am Boden des Rohres 106 und an Öffnungen 108 eintritt, so daß genügend Luft dem im Mischgerät und Brenner gebildeten Luft-Gasgemisch beigemengt wird, damit die Kohlenwasserstoffe in dem Gemisch im wesentlichen voll­ ständig verbrannt werden.

Fig. 3 zeigt ein Schaltdiagramm, bei dessen Beschreibung die Betriebsweise des oben erläuterten Zweistufen-Brennersystems verständlich wird. Zur elektrischen Versorgung (bei 110) dient ein 115 V 60 Hz-Einphasenstrom, und es sind eine Erdung 111, eine Sicherung 112 und ein Leistungsschalter 113 vorgesehen. Zwischen die Leitungen des Kreises 114 ist eine Lampe 115 geschaltet, die anzeigt, daß Leistung für das System vor­ handen ist. Das Thermopilot-Relais 104 ist an Klemmen 104 a und 104 b einer Verbindungsbox angeschlossen. Eine Lampe 116 ist vor­ gesehen, um anzuzeigen, daß der Zündbrenner normal brennt.

Die Betriebsweise des Brennersystems der Fig. 2 läßt sich besser verstehen durch eine Betrachtung der Fig. 3, die eine schematische elektrische Schaltung zur Betätigung der ver­ schiedenen Druckschalter und Elektromagnetventile zeigt. In Fig. 3 stellen die quadratischen Kästen lediglich Klemmen in einer entfernten Anzeigebox dar, und die sechseckigen Symbole stellen Klemmen in einer Verbindungsbox dar, die angrenzend an der Verbrennungseinheit angeordnet sein kann. Eine Leitung 120 von der Klemme 121 verbindet den Druckschalter 73 in Reihe mit dem Druckschalter 51 durch die Klemme 122. Der Druckschalter 73 kann auf einen Wert von -181 Pa und der Druckschalter 51 auf einen Wert von -124 Pa eingestellt sein. Wenn der Verdrängungsdruck in dem unterirdischen Lager­ tank 18 während des Füllvorgangs größer wird, ist der Druck­ schalter 73 bei Drücken oberhalb -181 Pa normalerweise geschlossen, und wenn der vorgegebene Abgabedruck von oberhalb -124 Pa erreicht ist, schließt der Druckschalter 51, und ein Stromkreis durch die Klemme 123 und die Klemmen 124, 125 des Elektromagnetventils 69 wird geschlossen, so daß Druckluft, die auf einen Wert von ungefähr 3,43 bis 6,86 bar geregelt ist, dem Mischgerät 62 a und dem Brenner 63 zugeführt wird. In einigen Fällen, wenn ungenügend Druckluft vorhanden ist, um diesen Dampf anzusaugen, kann eine größere Öffnung verwendet werden. Durch dieses Schließen des Druckschalters 51 wird außerdem eine Lampe 126 erleuchtet, die anzeigt, daß der Abgabedruck erreicht ist.

Ein Steuerrelais 128 mit Relaiskontakten 129, die zwischen den Klemmen 122 und 123 vorgesehen sind, umgeht den Druckschalter 51. Die Relaiskontakte des Steuerrelais 128 sind normalerweise offen und werden geschlossen, wenn die Druckschalter 73 und 51 geschlossen werden. Das Steuerrelais 128 wird dazu verwendet, ein Ein- und Ausschalten des Elektromagnetventils 69 zu ver­ hindern, wenn sich der Druck im Bereich zwischen -181 Pa und -124 Pa befindet. Das Steuerrelais zieht das Elektro­ magnetventil in seine Öffnungsstellung, bis der Druckschalter 73 öffnet, und dient dazu, den Unterschied in den Druckbereichen zwischen den beiden Druckschaltern zu überdecken. Dies kann auch durch Verwendung eines einzigen Schalters mit einer größeren Druckdifferenz erreicht werden.

Wenn der Abgabeluftdruck, wie oben beschrieben, erreicht worden ist, schließt der Druckschalter 71. Die Leitung 130 ist am einen Ende mit der Klemme 123 und an ihrem anderen Ende mit der Klemme 131 durch den Druckschalter 71 verbunden, der, wenn er schließt, das Elektromagnetventil 45 öffnet, das zwischen die Klemmen 132 und 133 geschaltet ist. Gleichzeitig wird die Lampe 134 eingeschaltet, um anzuzeigen, daß Dampfgase mit einem Druck oberhalb des Abgabedrucks, auf den das System eingestellt worden ist, dem kleinen Brenner 63 zugeführt werden.

Wenn sich das Thermopilot-Relais in der "Ein"-Stellung befindet, erzeugt das Vorhandensein eines Gemisches von Dampf und Luft im Brenner 63 die Zündung des Luft-Dampfgemischs für eine theoretisch vollständige Verbrennung des Gemischs.

Für den Fall, daß der Abgabedruck rasch ansteigt und der kleine Brenner und Ejektor nicht ausreichen, um den Druck abzusenken, ist eine Brennereinheit größerer Kapazität erforderlich. Befindet sich das Thermopilot-Relais in der "Ein"-Stellung, ist eine Leitung 140 mit der Klemme 121 und der einen Seite des Druckschalters 96 verbunden, der an der Klemme 141 und dem Druckschalter 81 angeschlossen ist. Wenn der zweite vorgegebene Abgabedruck das Kraftstoffdampfes erreicht ist, werden der Druckschalter 95, der auf einen Wert von -124 Pa eingestellt sein kann, und der Druckschalter 81, der auf einen Wert von -24,9 Pa eingestellt sein kann, beide geschlossen, und sie schließen einen Kreis durch die Klemme 142 zu dem Elektromagnetventil 92, um den Ejektor 88 mit Druckluft zu versorgen.

Wie in der obigen Beschreibung ist ein Steuerrelais 143 mit zwei normalerweise offenen Relaiskontakten 194 versehen, die an der Klemme 141 angeschlossen sind, so daß in dem Druckbereich zwischen -124 Pa und -24,9 Pa ein Ein- und Ausschalten des Elektromagnetventils verhindert wird. Von der Klemme 142 führt eine Leitung 147 zu dem Druckschalter 83, der, wenn ge­ schlossen, durch die Klemme 148 mit den Klemmen 149 und 150 verbunden ist, um das Elektromagnetventil 82 zu betätigen, damit Dampf zu dem Brenner 89 strömen kann. Eine Lampe 142 wird unter diesen Umständen eingeschaltet und zeigt an, daß der Brenner 90 eingeschaltet ist.

Der Brenner 63 innerhalb des Brenners 89 brennt gewöhnlich zur selben Zeit wie der Brenner 90 in das Rohr 105 und brennt so lange weiter, wie der Dampfdruck größer ist als der Wert, auf den Druckschalter 51 und 81 eingestellt sind. Wenn der Dampf­ druck in dem Entlüftungssystem auf die Druckwerte abfällt, auf die die Druckschalter 73 und 95 eingestellt sind, hat ein Öffnen der Druckschalter 73 und/oder 95 zur Folge, daß die Kreise der Elektromagnetventile 69 und 92 wie auch der Elektromagnetventile 55 und 82 geöffnet werden, so daß die Brenner 63 und 90 ausgehen.

Die Druckschalter und Elektromagnetventile sind betriebsunfähig, wenn nicht das Thermopilot-Relais 104 geschlossen und die Zündeinrichtung in Betrieb ist. Ein Öffnen des Thermopilot- Relais 104 schaltet das gesamte elektrische System aus.

Es sei darauf hingewiesen, daß im Betrieb des oben beschriebenen Systems und durch die Verwendung der Steuerrelais, die eine "Ein-Aus"-Betriebsweise verhindern und einen "Ein"-Zustand aufrechterhalten, bis die Druckschalter 73 und 95 ihren ein­ gestellten Druckwert erreichen, kein Kraftstoffdampf zur Atmos­ phäre entweicht, und daß das System unmittelbar auf Änderungen des Dampfdrucks in den Entlüftungsleitungen anspricht, die von Änderungen des Zustandes des Dampfes in dem unterirdischen Lagertank 18 herrühren.

Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß an verschiedenen Tankstellen unterschiedliche Bedingungen in Betracht gezogen werden müssen, um die geeigneten Druckeinstellungen für die Druckschalter und die Brennkapazität der beiden Brenner fest­ zulegen, so daß der überschüssige Dampfdruck richtig ver­ arbeitet werden kann. Solche unterschiedlichen Bedingungen umfassen die Kraftstoffmenge, die an den unterirdischen Lager­ tank abgegeben wird, die Anzahl der Füllungen zur gleichen Zeit, die Temperatur des Kraftstoffs im Tankwagen, die Zeit­ dauer, die die Übertragung des flüssigen Kraftstoffs von dem einen Tank zum anderen Tank erfordert, die maximale Menge des überschüssigen Dampfvolumens, die erwartet werden kann, bei­ spielsweise 1 bis 10% des abgegebenen Kraftstoffvolumens, und den Wärmeinhalt des Gases. Das Dampf-Luftgemisch, das an die Brenner abgegeben wird, kann beispielsweise 40% Gasdampf enthalten. Die atmosphärische Luft, die im Kamin eintritt, be­ trägt 60%, was bei dem Wärmeinhalt des luftfreien Kraftstoff­ dampfes ein geeignetes Gemisch liefert, um die Kraftstoffdämpfe theoretisch vollständig zu verbrennen, wobei die Brennkammern für diesen Zweck entsprechend ausgelegt sind.

Bei der Festlegung der Druckwerteinstellungen muß beachtet werden, daß ein Betrieb bei niedrigerem Druck mehr Rauch ver­ braucht und größere Betriebskosten mit sich bringt. Wenn ein ungenügender Unterdruck vorhanden ist, tritt an der Abgabe­ düse 12 eine zu große Leckage ein, und das gewählte System der Druckunterschiede arbeitet nicht wie gewünscht. Wenn der Druckunterschiedsbereich zu eng gewählt ist (was uner­ wünscht ist), arbeiten die Brenner zu häufig, wodurch die Abnutzung und Beanspruchung des Systems und damit die Unterhaltskosten erhöht werden. Für jede Anlage sollten daher die Druckschalter je nach den dort herrschenden unter­ schiedlichen Bedingungen auf einen unterschiedlichen Druck­ differenzbereich eingestellt werden, um eine optimale Betriebs­ weise für diese Anlage zu erzielen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Beseitigen von in einem Lagertank auftretendem Kraftstoffdampf, wobei dem aus dem Lagertank abgezogenen Kraftstoffdampf Luft beige­ mischt wird und dieses Gemisch an einer Verarbei­ tungsstelle verarbeitet wird, dadurch gekennzeich­ net, daß der abgezogene Kraftstoffdampf während der Förderung zur Verarbeitungsstelle auf einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks gehalten wird, und dem Kraftstoffdampf so viel Luft beige­ mengt wird, daß ein theoretisch vollständig ver­ brennbares Gemisch entsteht, und daß dieses Ge­ misch gezündet und verbrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des Dampfes dadurch unter Atmosphären­ druck gehalten wird, daß der Kraftstoffdampf durch zugeführte Druckluft angesaugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Druckluft zugeführt wird, wenn ein vorgegebener Höchstdruck des Dampfes überschritten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Druck intermittierend gezündet und verbrannt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit von einem vor­ gegebenen Unterdruck Kraftstoffdampf der Verarbei­ tungsstelle zugeführt wird.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine in einer Ablaßleitung (46, 52) ange­ ordnete Druckfühleinrichtung (51, 81; 73, 95) eine Mischeinrichtung (48), die dem Kraftstoffdampf an einem Brenner (63, 90) Luft beimengt und hier­ durch den Druck des Kraftstoffdampfes unterhalb Atmosphärendruck hält, und eine dem Brenner (63; 90) zugeordnete Zündeinrichtung (100-104).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die Mischeinrichtung (48) einen in Ab­ hängigkeit von der Druckfühleinrichtung (51, 81; 73, 95) betätigbaren Ejektor (62 a; 88) vorgegebener Kapazität umfaßt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ejektor (62 a; 88) ein Brennerkörper des Brenners (63; 90) zugeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ejektor (62 a, 88) an einer Druck­ luftquelle (Leitung 65) angeschlossen ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ge­ kennzeichnet durch eine Einrichtung zum intermit­ tierenden Zünden des Brenners (63; 90).