DE2817980A1

DE2817980A1 - Treibstoffdampf-rueckfuehrsystem

Info

Publication number: DE2817980A1
Application number: DE19782817980
Authority: DE
Inventors: Donald David Tiggelbeck
Original assignee: Calgon Corp
Current assignee: Calgon Corp
Priority date: 1977-04-25
Filing date: 1978-04-24
Publication date: 1978-11-02
Also published as: FR2388762A1; JPS53133581A

Description

DR.-ING.WALTER ABITZ

DR. DIETER F. MORF £-

DIPL.-PHYS. M. GRITSCHNEDEB

Patentanwälte

2'!fv April 1978

Postanschrift/Postal Address Postfach 8Θ0109, 8O00 München 8β Pienzenauerstraße 28

Telefon 983282

Telegramme: Chemindus München

Telex:(O>523993

C-1156

CALGON CORPORATION

Route 60 - Campbell's Run Road, Robinson Township, Pennsylvania, V. St. A.

Treibstoffäampf-Eückfülirsystem

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Zusammenfassung;

Es wird ein Treibstoffdampf-Rückführsystem beschrieben, welches eine verbesserte Beseitigung von verschüttetem Treibstoff und im System angesammeltem kondensiertem Treibstoff dampf ermöglicht. Das System enthält einen Treibstoff-Speichertank, eine Pumpanordnung, ein Füllrohr-und eine Hahnanordnung und eine der Hahnanordnung zugeordnete Sammelvorrichtung, die eine dampfbegrenzende Terbindung zwischen der Hahnanordnung und der Einfüllöffnung eines Treibstofftanks herstellen kann, wobei ein Dampfrückführrohr an einem Ende über die Sammelvorrichtung mit dem Treibstoff— tank in Verbindung steht, und am anderen Ende mit einer Vorrichtung zur Wiedergewinnung oder Beseitigung von Treibstoff dämpf en, eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines verringerten Drucks im Dampfrückführrohr, der verschieden vom Druck in dem zu füllenden Treibstofftank ist, einer Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf, durch welche verschütteter Treibstoff und kondensierte Dämpfe aufgenommen und bis zu ihrer Abführung durch Schv/erkraft gehalten werden, und ein Rohr, das die Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf mit dem Treibstoff üllrohr verbindet sowie eine Einrichtung zur Aufrechterhaltung eines verringerten Drucks in diesem Verbindungsrohr.

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Treibstoffdampf-Eückführsystem, das bezüglich der Entfernung von verschüttetem Treibstoff und sich im System ansammelnden kondensierten Treibstoffdampfsverbessert ist.

Die Verwendung von Treibstoffdarapf-Wiedergewinnungssystemen in Verbindung mit der Einfüllung und Abgabe von Kohlenwasserstoffen ist nicht nur in Bezug auf den Umweltschutz wünschens-

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wert geworden., sondern ist auch an vielen Orten ein Gegenstand behördlicher Vorschriften. Es wurde festgestellt, dass Kohlenwasserstoff Verluste an die Atmosphäre, die während des Entladens von Kohlenwasserstoffen aus Tanklastwagen und Tankschienenfahrzeugen und während der Abgabe der Kohlenwasserstoff -.Treibstoffe in Kraftfahrzeug-Treibstoff tanks an, den Tankstellen erheblich zum Problem der Luftverschmutzung beitragen, das gegenwärtig in den und am Rande der Hauptballungsgebiete(n). des Landes vorhanden.ist.

Das Problem der. Ifohlenwasserstoffdampfabga.bein die. Atmosphäre wurde seit langem erkannt und es wurden eine Anzahl von Systemen entworfen, um die während des Einfüllvorgangs abgegebenen Kohlenwasserstoffdämpfe zu sammeln und wieder zu gewinnen. Beispielsweise wird hierzu auf die US-PS 3 874- 4-27 verwiesen. Jedoch sind bei derartigen Dampfwiedergewinnungssystemen, besonders bei jenen, die mit Kohlenwasserstoffdarapf-Adsorptionsvorrichtungen arbeiten, Schwierigkeiten mit der Entfernung von kondensierten Treibstoffdämpfen aufgetreten, die sich in derartigen Systemen ansammeln und den c-rdnungsgemässen und sicheren Betrieb derartiger Systeme gefährden. Der kondensierte flüssige Treibstoffdampf bildet schliesslich in irgendwelchen Schleifen oder niedrig gelegenen Punkten in einem DampfWiedergewinnungssystem eine Sperre, die die Dampfströmung blockiert. Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Anordnung zur Abführung.derartiger kondensierter Treibstoffdämpfe, die sich in Treibstoffdampf-Wiedergewinnungssystemen ansammeln.

Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine verbesserte Vorrichtung zur Abführung flüssigen Treibstoffs, der sich in einem Treibstoffdampf-Wiedergewinnungssystem als Folge von absichtlichem oder zufälligem überschüssigem Einfüllen~o der Verspritzen ansammeln, oder als Folge von Verzögerungen bei der Betätigung von selbsttätigen Abschaltvorrichtungen in den Ausgabehähnen während der Abgabe der Kohlenwasserstofftreibstoffe. Die gegenwärtig verfügbaren Systeme sehen keine Anordnungen vor, die

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diesem allgemeinen Problem begegnen. Noch schwerer wiegt, dass die Anwesenheit von flüssigem Treibstoff in einem Dampf-Wiedergewinnungssystem für verschiedene Anlagen schädlich sein kann, die zur Wiedergewinnung oder Abführung von Treibstoffdampf verwendet werden, beispielsweise katalytischen Oxidationseinheiten und Kompressoreinheiten.

Zusammenfassung der Erfindung

Im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wird ein Dampf-Wiedergewinnungssystem zur verbesserten Beseitigung von verschüttetem Treibstoff und kondensierten Treibstoffdampf, der sich im System ansammelt, geschaffen.

Das erfindungsgemässe System enthält einen Treibstoff-Hauptspeichertank, aus dem Einzelmengen eines flüchtigen Treibstoffs ausgegeben werden. Der Treibstoff-Hauptspeichertank kann in einem Tank-IKW oder Tank-Eisenbahnwagen vorgesehen sein, ist jedoch insbesondere ein unterirdischer Speichertank, der in Verbindung mit der Treibstoffabgabe einer einzelnen Tankstelle verwendet wird. Der flüchtige aus einem derartigen Treibstoff-Hauptspeichertank abgegebene Treibstoff ist insbesondere ein üblicher Kohlenwasserstofftreibstoff, wie beispielsweise ein Düsenflugzeug- oder Dieseltreibstoff oder Benzin.

Dem Brennstoff-Hauptspeichertank kann jegliche geeignete Pumpvorrichtung zugeordnet sein, um die Abgabe des flüchtigen Treibstoffs während der normalen Abgabe oder Füllvorgänge vorzunehmen. Derartige Pumpanordnungen sind insbesondere für einen unterirdischen Speichertank erforderlich.

Ein Rohr kann die Pumpanordnung und den Treibstoff-Hauptspeichertank verbinden, aus welchem der flüchtige Treibstoff entnommen werden soll. Jedoch ist dies nicht erforderlich und die Pumpanordnung kann sich an der Stelle im Treibstoff-Hauptspeichertank befinden, an welcher der flüchtige Treib-

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stoff entnommen wird, oder kann sogar innerhalb des Treibstoff-Hauptspeichertanks angeordnet sein. So wird typischerweise bei unterirdischen Treibstoff-Hauptapeichertankt der Treibstoff aus ihnen mittels in ihnen angeordneten Tauchpumpen entnommen. .

Ein Füllrohr erstreckt sich von der Pumpanordnung weg und bringt den flüchtigen Treibstoff zu einem unterirdischen Speichertank, falls es sich um einen Tank-LkW oder Eisenbahntankwagen handelt, oder zu einem Kraftfahrzeug-Treibstofftank, falls es sich um einen unterirdischen Speichertank handelt. Die Verwendung eines biegsamen Werkstoffs beim Bau des Füllrohrs ist selbstverständlich eine unbedingte Notwendigkeit bei den Einfüllvorgängen in einzelnen Tankstellen für Endverbraucher. Am Ende des Killrohrs, das dem sich von der Pumpanordnung weg erstreckenden Ende gegenüberliegt, befindet sich eine Hahnanordnung, um die Abgabe des flüchtigen Treibstoffs aus dem Füllrohr zu regulieren. Die Hahnanordnung.ist beispielsweise mit einer selbsttätigen Abschaltung ausgestattet, die auf den Rückfluss des Treibstoffs in der Hahnanordnung anspricht, der beim Füllen eines unterirdischen Speichertanks oder eines Kraftfahrzeug-Treibstofftanks eintritt. Die hier gebrauchte^ Bezeichnung "Hahnanordnung¹¹ soll die Anschlüsse für ein Füllrohrende mit - umfassen, die-üblicherweise für die Füllrohre von Tahk-LkW und Eisenbahntankwagen verwendet werden, um den FüllrohrabSchluss mit der Eintrittsöffnung oder Einfüllöffnung eines unterirdischen Speichertanks zu verbinden.

Im Falle von einzelnen Tankstellen für Endabnehmer befinden sich die Hahnanordnung und der Endteil des Treibstoff-Füllrohres in einer Abgabeeinheit, welche auch die Abgabe des Treibstoffs misst. Diese Abgabeeinheit wird üblicherweise als "Pumpe" bezeichnet. . ·

Der Hahnanordnung ist eine Sammelvorrichtung zugeordnet, die eine dampfbegrenzende Verbindung zwischen der Hahnanordnung und der Einfüllöffnung eines unterirdischen Speichertanks oder

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Kraftfahrzeug-Treibstofftanks bildet. Beispielsweise kann die Satnmel vo rrx chtung einfach ein Vorhang oder eine Zone . _; · verringerten Drucks sein, die mit Hilfe des Dampf-Rührführrohres erzeugt wird und derart eingestellt ist, dass sie die Entfernung eines jeglichen verschütteten Treibstoffs und der während des Einfüllens oder der Abgabe erzeugten Dämpfe ermöglicht. Vorzugsweise ist die Samraelvorrxchtung jedoch eine Dichtungsvorrichtung. Eine derartige Dichtungsvorrichtung kann beliebiger Bauart sein und es werden gegenwärtig eine Anzahl verschiedener Bauarten verwendet. Beispielsweise wird auf die zu diesem Zweck gemäss der US-PS 3 907 153 verwendete Balganordnung hingewiesen. Eine derartige Dichtungsvorrichtung bildet einen begrenzten Dampfweg von dem zu füllenden Speichertank zu einem Ende des Dampfrückführrohrs. Dieser begrenzte Dampfweg gewährleistet, dass jeglicher verschütteter Treibstoff und die während des Treibstoff-Einfüllvorgangs erzeugten Dämpfe zum Dampf-Eückfuhrrohr in eine Zugriffsstellung bewegt werden und gleichzeitig an einem Austritt in die Umgebungsatmosphäre gehindert werden.

Das Dampf-Bückführrohr steht an einem Ende mit der der Hahnanordnung zugeordneten Sammelvorrichtung in Verbindung und am anderen Ende mit einer Vorrichtung zur Wiedergewinnung oder Abführung des Treibstoffdampfes, der mittels des Dampf-Rückführrohres entfernt wird. Die Vorrichtung zur Wiedergewinnung der Treibstoffdämpfe-kann beispielsweise aus einer gekühlten Kondensationszone bestehen, in der die Treibstoffdämpfe unter gesteuerten Druckbedingungen gesammelt, entwässert, abgekühlt und als Flüssigkeit wiedergewonnen _; werden. Hierzu wird auf die US-PS 3 815 327 verwiesen. Die Treibstoffdämpfe können ferner mittels beispielsweise einer katalytisehen Oxidationseinheit verbrannt werden. Jedoch ist es bevorzugt, dass die Treibstoffdämpfe mittels einer Adsorptionsvorrichtung wiedergewonnen werden, beispielsweise durch Verwendung eines ,.Systems der in der US-PS 3 874 427 beschriebenen Bauart. Bei einem derartigen Adsorptionssystem wird vorzugsweise aktivierter Kohlenstoff verwendet, wie er

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beispielsweise als BPX 8 χ 30 und BPL 12 χ 30 (Amerikanische Siebreihen)/, von der .Activated Carbon Division-of Calgon Corporation-vertrieben wird, nichtsdestoweniger können andere Adsqrbermaterialien, wie beispielsweise Silicagel und Molekularsiebe, die aus natürlichen und synthetischen Zeolithen erhalten" wurden, ebenfalls verwendet werden. Ist das in ■ einem derartigen System verwendete adsorbierende Material nach Erreichen seiner effektiven Adsorptionskapazität erschöpft, so wird es im wesentlichen-durch frisches oder . -.-regeneriertes adsorbierendes Material ersetzt. " _r

Die Treibstoffdämpfe fliessen- von der der Hahnanordnung zugeordneten Sammelvorrichtung durch das Dampf-Rückführrohr zur; Vorrichtung -zur Wiedergewinnung oder Abführung der Treibstoffdämpfe, und zwar als Folge eines Unterdrucks, der verschieden von dem im zu füllenden Tank vorliegenden Druck ist. Dieser unter-l· schiedliche verringerte Druck kann einfach durch den Rückdruek des aus dem zu füllenden Tank herausgedrückten und in das Dampf-Rückführrohr hineingedrückten Dampfs.erzeugt werden. Andererseits kann der unterschiedliche Unterdruck im Dampf-Rückführrohr durch eine geeignete Dampf-Treibvorrichtung, beispielsweise ein Gebläse oder eine Vakuumpumpe, erzeugt werden. Die , Dampf-Treibvorrichtung kann an jeder Stelle längs des Dampf-Rückführrohres angeordnet sein oder an einer nachfolgenden Stelle, ά. h. stromabwärts des Gehäuses für das adsorbierende Material* Hern Dampf-Rückführrohr kann ferner eine Anfüllvorrichtung zugeordnet sein, um eine gleichmässigere Abführung der Treibstoffdämpfe von der Einfüllsteile des Treibstoffs zu ermöglichen, sowie eine wirkungsvollere Zufuhr der Treibstoffdämpfe zum adsorbierenden Material.

Es ist besonders günstig, in Verbindung mit der Vorrichtung zur Erzielung des Unterdrucks..in dem Rückführrohr, einen Dampfmodulator vorzusehen* Mittels eines Dampfmodulators ist es möglich* das Ausmass des tJnterdruck-Unterschieds im Dampf-Rückführrohr derart zu regulieren, dass es der Geschwindigkeit des durch das hüllrohr strömenden flüssigen

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Treibstoffs entspricht, der das Ausmass der Treibstoffdampferzeugung naherungsweise proportional ist. Diese Regulierung kann unter Verwendung eines Dampfmodulators bekannter Bauart erreicht werden, der aus einer Anordnung von Kanälen und Membranen besteht. Fliesst flüssiger Treibstoff durch das Füllrohr, so öffnet eine Venturi-Anordnung ein Ventil gegenüber einer Unterdruckquelle und Treibstoffdämpfe werden in entgegengesetzter Eichtung angezogen. Ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit des flüssigen Treibstoffs, so moduliert das Ventil die Öffnung zur Unterdruckquelle, um das geänderte Treibstoffdampfvolumen unterzubringen. Hört die Strömung des flüssigen Treibstoffs auf, so schliesst das Dampfventil erneut.

Treibstoffdampf, der an einer beliebigen Stelle im Dampf-Rückführrohr zwischen der der HahnanOrdnung zugeordneten Sammelvorrichtung und der Dampf-Wiedergewinnungsvorrichtung kondensiert, wird gesammelt und in der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf gehalten. Dies wird am einfachsten erreicht, indem die Aufnahmevorrichtung derart angeordnet wird, dass sie eine Sammlung des verschütteten Treibstoffs und darin befindlichen kondensierten Treibstoffdarapf aus dem Bereich zwischen der Sammelvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung unter Schwerkraftunterstützung gestattet. Jedoch ist es bei einer derartigen,durch Schwerkraft unterstützten Sammlung nicht erforderlich, dass die Aufnahmevorrichtung niedriger angeordnet ist als alle Abschnitte des Dampf-Rückf uhrsystems. Es ist lediglich notwendig, dass die Aufnahmevorrichtung den untersten Punkt längs.des Dampf-Rückführrohrs zwischen der Sammelvorrichtung und der Aufnahmevorrichtung darstellt. Ferner ist es nicht notwendig, die Aufnahmevorrichtung in grösserer Entfernung von der Sammelvorrichtung anzuordnen oder nahe der Stelle, an der das Dampf-Rückführrohr mit der Vorrichtung zur Wiedergewinnung der Treibstoffdämpfe verbunden ist. Werden beispielsweise Treib stoff dämpfe durch eine Adsorptio.nsvorrichtung wiedergewonnen, so steht das Dampf-Rückführrohr gewöhnlich unmittelbar

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mit dem Treibstoff-Hauptspeichertauk sowie mit der Adsorptionsvorrichtung in Verbindung. Das Dampf-Rückführrohr kann vorgesehen sein, um jegliche,jenseits der Aufnahmevorrichtung darin kondensierende Treibstoffdämpfe zum Treibstoff-Hauptspeichertank zurückzuführen, vorausgesetzt, dass der Aufbau des Dampf-Rückführrohrs derart ist, dass keine kondensierten Dämpfe eine Sperre bilden und dadurch die Strömung der Dämpfe durch das Dampf-Rückführrohr blockieren. Die einfachste Art, dieses Ergebnis zu erhalten, besteht darin, ein geradliniges Dampf-Rückführrohr vorzusehen, das ausgehend von der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf zum Treibstoff-Hauptspeichertank leicht nach unten geneigt ist. Die bevorzugte Stelle für die Aufnahmevorrichtung ist nahe-der Hahnanordnung und der zugeordneten Sammelvorrichtung.

Das Yolumen der Aufnahmevorrichtung muss ausreichend gross sein, um ein mehrfaches der Treibstoffmengen aufzunehmen, die bei einem durchschnittlichen Verschütten von Treibstoff mutmasslich in das Dampf-Rückführrohr gesaugt werden. Diese Mengen werden zusätzlich zu den Mengen gesammelt, die durch Kondensation von Treibstoffdämpfen gebildet werden. Das Volumen der Aufnahmevorrichtung für kondensierten Dampf kann von etwa 0,4-73 Liter (1 U.S. pint) bis etwa 18,9 Liter (5 U.S. gallons) betragen. Vorzugsweise beträgt das Volumen von etwa 0,946 Liter (2 U.S. pints) bis etwa 3,786 Liter (1 U.S. gallon). ... - -

Der verschüttete Treibstoff und die kondensierten Treibstoffdämpfe, die in der Aufnahmevorrichtung gesammelt wurden, werden abgeführt, indem der verschüttete Treibstoff und der kondensierte flüssige Treib stoff dampf dem. durch das hüllrohr fliessenden Hauptstrom.der Treibstoffströmung wieder zugeführt werden. Dies wird mittels eines Rohrs erreicht, das die Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf mit dem Treibstoff-IPüllrohr verbindet,und zwar als Folge des in dem Verbindungsrohr aufrechterhaltenen Unterdrucks.

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Der Unterdruck kann durch eine eigene Pumpvorrichtung erzielt werden, wird jedoch am einfachsten durch eine Venturi-Anordnung an der Stelle erhalten, wo das "Verbindungsrohr mit dem Treibstoff-Füllrohr verbunden ist. Dabei erzeugt die Bewegung des Treibstoffs durch das Füllrohr selbsttätig .einen Unterdruck im Verbindungsrohr, so dass verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiger Treibstoffdampf von der Aufnahmevorrichtung, wo die Sammlung erfolgte, abgezogen werden. Das Verbindungsrohr kann mit dem Treibstoff-Füllrohr an beliebiger Stelle verbunden sein und es kann insbesondere entweder stromaufwärts oder stromabwärts des dem Treibstoffrohr zugeordneten Dampfmodulators angeordnet sein.

Während des normalen Betriebs des Treibstoff-Abgabesystems, dem das Treibstoffdampf-Rückführsystem gemäss der vorliegenden Erfindung zugeordnet ist, wird die Strömung des flüssigen Treibstoffs durch das Killrohr häufig plötzlich angehalten. Ein derartiges Anhalten erzeugt Druck auf das Verbindun gsrohr ausgehend von der Verbindungsstelle mit dem Treibstoff-Füllrohr nach rückwärts gegen die Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf. Um eine Eückströmung von flüssigem Treibstoff in die Aufnahmevorrichtung zu verhindern, kann das Verbindungsrohr mit einer Einrichtung ausgestattet sein, durch welche eine Strömung durch das Verbindungsrohr nur von der Aufnahmevorrichtung zum Treibstoff-Füllrohr gestattet wird. Üblicherweise würde eine.derartige Einrichtung aus einem üblichen Einwegventil bestehen. Jedoch ist es nicht erforderlich, eine .derartige Einrichtung zum Anhalten der Treibstoffströmung durch das Verbindungsrohr vorzusehen. Dies ist eine Folge des Umstandes, dass Flüssigkeiten unter hohem Druck nur sehr geringfügig komprimierbar sind.Hört die Treibstoffströmung durch das Treibstoff-Füllrohr auf und wird Druck gegen das Verbindungsrohr ausgeübt, so wird der Druck entlastet, indem..eine geringe Treibstoffmenge durch das Verbindungsrohr und in die Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und konden-

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sierten Tr eib stoff damp fgediruckt wird. . Dies kann nur richtig sein, falls die Pumpvorrichtung zur Entnahme des Treibstoffs vom Treibstoff-Hauptspeichertank nicht in Betrieb.ist, um einen etwa konstanten Treibstoffdruck im Treibstoff-JPüllrohr aufrechtzuerhalten. Dies trifft gewöhnlich für Tauchpumpenanordnungen zu, die abhängig von einem Signal von der Steuerung zum Betrieb der Hahnanordnung arbeiten. Jedoch ist es in jenen Fällen, in denen ein konstanter Druck im Treibstoff— Killrohr aufrechterhalten wird, notwendig, eine Einrichtung zum Anhalten der Treibstoffströmung durch das "Verbindungsrohr vorzusehen, d. h. eine Einrichtung, durch welche, eine Strömung durch das Verbindungsrohr nur von der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf zum Treibstoff-IPüllrohr ermöglicht wird.

Es ist offensichtlich, dass, falls jeglicher verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiger Treibstoffdampf aus der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kon- ' densierten Treibstoffdampf abgezogen sindy-und weiterhin Unterdrück im Terbindungsrohr durch eine Einrichtung erzeugt wird, die selbsttätig abhängig von der Strömung des flüssigen Treibstoffs durch das Treibstoff-lüllrqhr arbeitet, wie beispielsweise eine Venturi-Anordnung,- verschütteter Treibstoff und Treibstoffdampf kontinuierlich an der Sammelvorrichtung entfernt und durch die Aufnahmevorrichtung für kondensierten Treibstoffdampf, durch das Verbindungsrohr, und schliesslich in die sich durch das Treibstoff-Füllrohr bewegende Strömung flüssigen Treibstoffs gezogen werden. Dies braucht nicht für sich nachteilig sein, jedoch wird es vorgezogen, diese Folge durch die einfache Massnahme zu verhindern, dass eine-Einrichtung, vorgesehen wird, durch welche nur verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiger Treib stoff dampf , und nicht Treibstoffdampf aus der Aufnahmevorrichtung für den kondensierten Treibstoffdampf entfernt werden. Dies kann durch die Verwendung verschiedener Einrichtungen erreicht werden. Beispielsweise ist es möglich, ein schwimmerbetätigtes Tellerventil zu verwenden. Bei einer

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derartigen Einrichtung ist ein Schwimmerventil gelenkig durch einen Hebelarm mit einem Ventilteller verbunden, der selektiv auf einen Ventilsitz aufliegt und dadurch den Ausfluss aus der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf steuert. Zur Regulierung des Betriebs des Ventils kann eine Einstellschraube verwendet werden. Wird das Volumen des verschütteten Treibstoffs und kondensierten flüssigen Treibstoffdampfs in der Aufnahmevorrichtung auf einen vorgegebenen Pegel verringert, so wird die Bewegung des Schwimmerventils durch den Hebelarm auf den Ventilteller übertragen, der in dichtende Anlage an den Ventilsitz bewegt wird, so dass dadurch die Strömung der Flüssigkeit aus der Aufnahmevorrichtung gestoppt wird.

Wie bereits voranstehend aufgeführt wurde, reicht das Aufnahmevermögen der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf aus, um das während typischer Eüllvorgänge normalerweise auftretende verschüttete Volumen aufzunehmen und desgleichen das Volumen kondensierten flüssigen Treibstoffdampfs, das normalerweise anfällt. Es kommt jedoch gelegentlich vor, durch Versagen der selbsttätigen Sperrvorrichtung, die normalerweise mit der Hahnanordnung verwendet wird, insbesondere während des Einfüllens von Kraftfahrzeug-Treibstofftanks mit flach geneigten Füllrohren, dass ein kontinuierliches Verschütten stattfindet. Das gleiche kontinuierliche Verschütten kann durch Unaufmerksamkeit während einer manuellen Ausschaltung der selbsttätigen Abschaltvorrichtung auftreten. Ein derartiges kontinuierliches Verschütten kann das Aufnahmevermögen der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf übersteigen, wodurch sich der.verschüttete Treibstoff durch den Rest des Dampf-Kickführrohrs und Systems bewegt. Diese Möglichkeit kann vermieden werden, indem eine Aufnahmevorrichtung mit grossem Aufnahmevermögen verwendet wird oder, wo dies zweckmässig ist,.ein Sammelbehälter oder Abzug vorgesehen wird. Es wird jedoch bevorzugt, in Verbindung mit der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kon-

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densierten Dampf eine Einrichtung zum Abschluss des Darapf-Rückführrohrs vorzusehen, wenn ein vorgegebener Pegel verschütteten Treibstoffs und kondensierten flüssigen Treibstoffdampfs sich in der Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf angesammelt hat. Diese Einrichtung kann beispielsweise aus einem schwimmerbetätigten, federbelasteten, kraftschlüssig wirkenden Abschaltventil mit Kickstellmöglichkeiten bestehen.

Die Aufnahmevorrichtung für verschütteten Treibstoff und kondensierten flüssigen Treibstof f dampf, das Verbindungsrohr und andere zugeordneten Einrichtungen des erfindungsgemässen Dampf-Rückführsystems sind gewöhnlich, obgleich nicht notwendigerweise, gemeinsam untergebracht. Sie sind vorzugsweise im Boden unterhalb der Abgabeeinheit angeordnet. Jedoch können sie innerhalb der Abgabeeinheit angeordnet sein.

Das erfindungsgemässe Dampf-Rückführsystem hat eine Anzahl deutlicher Vorteile gegenüber verschiedenen,bisher verwendeten Verfahren und Massnahmen zur Behandlung der Probleme hinsichtlich verschütteten Treibstoffs und kondensierten Treibstoffdampfes. Beispielsweise ist das erfindungsgemässe, Dampf-Rückführsystem verfügbar, hat niedrige Kosten und kann leicht neben gegenwärtig vorhandenen Treibstoffabgabeeinrichtungen installiert werden. Das System.kann derart ausgeführt sein,dass es einen vollständig selbsttätigen Betrieb ermöglicht. Die Verwendung des erfindungsgemässen Dampf-Rückführsystems würde die Notwendigkeit einer Sammelrinne beseitigen, die in einigen Tankstellen für Endabnehmer vorgesehen ist. Die Verwendung des vorliegenden.Systems würde ferner ernste-Verschmutzungsprobleme und Vergeudung vermeiden, die durch Verschütten und Verdampfung der abgefüllten Treibstoffe entstehen. Schliesslich erhöht das erfindungsgemässe Dampf-Rückführsystem beträchtlich die Betriebssicherheit.von Dampf-Rückführsystemen im besonderen, und des Füllens und Ausgebens von Treibstoffen im allgemeinen.

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Ein besseres Verständnis der vorausgehend genannten und anderer Vorteile des erfindungsgemässen Dampf-Rückführsystems,, sowie ein klareres Verständnis der vorliegenden Erfindung ergeben sich durch Betrachtung der folgenden Einzelbeschreibung bevorzugter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht des gesamten erfindungsgemässen Dampf-Wiedergewinnungssystems einschliesslich, des Rückfuhrsystems für verschütteten Treibstoff und kondensierten Treibstoffdampf, das in einer Tankstelle für Endabnehmer verwendet wird, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Einzelheiten des erfindungsgemässen Eückführsystems für verschütteten Treibstoff und kondensierten Treibstoffdampf.

Gemäss Fig. 1 ist das erfindungsgemässe Dampf-Wiedergewinnungssystem in Verbindung mit einem Treibstoff-Abgabesystern einer Bauart dargestellt, die üblicherweise in Tankstellen für Endabnehmer verwendet wird. Dieses Abgabesystem enthält eine übliche Treibstoff-"Pumpen"-Abgabeeinheit 1, die an einer Pumpstelle 3 oberhalb eines unterirdischen Treibstoff-Hauptspeichertanks 5 montiert ist. Der Speichertank· 5 ist mit einer Füllvorrichtung 7 ausgestattet, die bei Nichtgebrauch' gegenüber der Umgebungsatmosphäre verschlossen werden kann. Treibstoff 9 im Treibstoff-Hauptspeichertank·5 wird mittels einer Pumpvorrichtung 11 entnommen, die einer Abgabeeinheit 1 zugeordnet ist, oder als Alternative ist eine Tauchpumpe 13 innerhalb des Treibstoff-Hauptspeichertanks 5 angeordnet. Der Treibstoff wird durch das Rohr 15 gefördert und tritt in.ein.System 39 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Treibstoffdampf ein. Das Treibstoff-Füllrohr 17 verbindet das System 39 und. die Abgabeeinheit 1, die mit der Hahnanordnung 19 verbunden ist, der eine Sammelvorrichtung

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zugeordnet ist. Die Sammelvorrichtung 21 kann eine dampf— begrenzende Verbindung zwischen der Habηanordnung 19 und dem Einfüllstutzen 23 eines Kraftfahrzeug-Treibstofftanks 25 bilden. -

Ein Dampf-Rückführrohr 27 steht an einem Ende über die Sammelvorrichtung 21 mit dem Treibstofftank 25 und am anderen Ende über ein Drei-Wegventil 31 rait einem Adsoröptionsbehälter 29 in Verbindung. .- .

Eine Dampf-Treibvorrichtung 33» die beispielsweise aus einem Gebläse oder einer Vakuumpumpe bestehen kann, ist mit der Abgabeseite des Adsorptiönsbehälters 29 verbunden. Die Abgabe der Dampf-Treibvorrichtung 33 wird durch das Entlüftungsrohr 35 geführt, in welchem ein Einweg-Ventil 37 liegt, dasdie Ausströmung der Damp ^!reibvorrichtung 33 zur TJmgebungsatmoSphäre gestattet, aber keine Dampfströmung in entgegengesetzter Richtung zulässt.

Das Rückführsystem 39 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Treib stoff dampf ist unterhalb der Abgabeeinheit 1 untergebracht und ist an das Treibstoff-Füllrohr 17, das Rohr 15 und das hindurchtretende Dampf-Rückführrohr27 angeschlossen. ^ ;

Fig. 2 zeigt im einzelnen das erfindungsgemässe Rückführsystem für verschütteten Treibstoff und Treibstoffdampf. Das Dampf-Ruckführrohr 27 ist zunächst mit der Aufnahmevorrichtung 41 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf verbunden und anschliessend nach dem Verlassen der Abgabeeinheit 1 mit dem Dampfmodulator 43· Der Aufnahmevorrichtung 41 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf zugeordnet und im Dampf-Rückführrohr 27 angeordnet ist eine Einrichtung 45 zum Absperren des Dampf-Rückführ rohr s 27* wenn sich in der Aufnahmevorrichtung 41 für verschütteten Treibstoff ; und kondensierten Dampf ein vorgegebener Pegel von verschütteten Treibstoff und kondensierten flüssigen Treibstoff-

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dampf angesammelt hat, wobei die Einrichtung 45 beispielsweise aus einem schwimmerbetätigten, federbelasteten, kraftschlüssig wirkenden Abschaltventil mit Rückstellmöglichkeiten bestehen kann.

Das Verbindungsrohr 47 verbindet dieAufnahmevorrichtung 41 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf mit dem Treibstoff-Püllrohr 17 und an der letzteren Verbindungsstelle ist eine Venturi-Anordnung 49 vorgesehen. An der Stelle, wo das Verbindungsrohr 47 die Aufnahmevorrichtung 41 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf verlässt, ist eine Einrichtung 51 angeordnet, so dass nur verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiger Treibstoffdampf, und nicht Treibstoffdampf, aus der Aufnahmevorrichtung 1 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf abgezogen werden kann. Die Einrichtung 51 kann aus einem schwimmerbetätigten Tellerventil bestehen. Im Verbindungsrohr 47 ist ein Einweg-Ventil 53 angeordnet, so dass die Strömung durch das Verbindungsrohr 47 nur vom Aufnahmebehälter 41 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf zum Treibstoff-Füllrohr 17 strömen kann.

Beim Betrieb des erfindungsgemässen Dampf-Bückführsystems wird beim Anfahren das Dreiweg-Ventil 31 derart eingestellt, dass es eine freie Verbindung zwischen der Dampf-Triebvorrichtung 33ι dem Adsorberbehälter 29 und dem Dampf-Rückführrohr 27 ermöglicht. Die Abnahme des Hahns 19 aus seiner Ablagestellung an der-Abgabeeinheit 1- signalisiert der Purapvorrich tung 11 oder 13,sich einzuschalten und ferner der Dampf-Treibvorrichtung 33,den Betrieb aufzunehmen, um im Dampf-Rückführrohr 27 einen Unterdruck zu erzeugen, der sich vom Druck im Kraftfahrzeug-Treibstoffbehälter 25 unterscheidet. Der Unterdruck im Dampf-Rückführrohr 27 führt zu einer Entfernung, mittels der Sammelvorrichtung 21, von verschüttetem Treibstoff und von Treibstoffdämpfen, die während des Füllens des Treibstofftanks 25 über die Hahnanordnung 19 erzeugt wurden. Durch die Verwendung des Dreiweg-Ventils 31

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und eines weiteren,nicht dargestellten Ventils im Dampf-Rückführrohr 27 ist es möglich, das,- im Treibstoff-Hauptspeichertank 5 durch die Treibstoffentnahme erzeugte Vakuum zu verwenden und dadurch eine maximale Dampf-Wiedergewinnung zu erzielen, wie dies vollständiger in der US-PS 3 874· 4-27 beschrieben wird.

Verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiget Treibstoff dampf ,der im Dampf-Rückführrohr 27 zwischen der Sammelvorrichtung 21 und der Aufnahmevorrichtung 4-1 für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf vorhanden sind, werden durch Schwerkraft in der Aufnahmevorrichtung 4-1 gesammelt. Fliesst Treibstoff durch das Treibstoff-Eüllrohr 17, so erzeugt die Venturi-Anordnung 4-9 im Verbindungsrohr 4-7 einen Unterdruck und in der Aufnahmevorrichtung 4-1 angesammelter verschütteter Treibstoff und kondensierter Treibstoffdampf wird veranlasst, durch das Verbindungrohr 4-7 in das Treibstoff-Füllrohr 17 zu strömen, so dass er dadurch entfernt wird. Wird der Pegel des angesammelten verschütteten Treibstoffs und kondensierten flüssigen Treibstoffdampfs in der Aufnahmevorrichtung 4-1 auf einen vorgegebenen Pegel verringert, so hält eine Einrichtung 51»beispielsweise ein schwimmerbetätigtes Tellerventil, die Strömung in das Verbindungsrohr 4-7 an und verhindert somit einen nachfolgende Strömung von Treibstoffdampf aus der Aufnahmevorrichtung 4-1 in das Verbindungsrohr 4-7·

Bei kontinuierlichem Verschütten von Treibstoff verhindert eine Einrichtung 4-5 beispielsweise ein schwimmerbetätigtes, federbelastetes, kraftschlüssig wirkendes Abschaltventil eine Treibstoffströmung durch das Dampf-Bückführrohr 27 an der Einrichtung 4-5 vorbei. Schliesst. die Einrichtung 4-5 das Dampf-Rückführrohr 27 ab, so führt jegliches zusätzliche Verschütten von Treibstoff, der sich in der Aufnahmevorrichtung 4-1 und im Dampf-Rückführrohr 27 sammelt, dazu» dass diese gefüllt werden und dass der Treibstoff anschliessend von der Sammelvorrichtung 21 auf den Boden verschüttet wird, wodurch signalisiert wird, dass ein Versagen des Hahns eingetreten

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ist, was -der gegenwärtigen Praxis ähnelt, aber ein häufigeres Verschütten als Folge verzögerter Hahnfunktion oder Achtlosigkeit vermeidet.

Wird die Steuervorrichtung für die Hahnanordnung 19 betätigt, um die Treibstoffströmung im Treibstoff-Füllrohr 17 anzuhalten, so wird gegenüber dem Verbindungsrohr 47 ein Druck erzeugt. Hält die Pumpvorrichtung 11 oder 13 diesen Druck nicht aufrecht, so kann er abgelassen werden, indem einfach zugelassen wird, dass eine geringe Treibstoffmenge nach rückwärts durch das Verbindungsrohr 4-7 in die Aufnahmevorrichtung 4-1 fliesst. Hält jedoch die Pumpvorrichtung 11 oder 13 den Leitungsdruck weiterhin aufrecht, so verhindert das Einweg-Ventil 53 eine kontinuierliche Treibstoffströmung vom Füllrohr 17 zurück durch das Verbindungsrohr 47, die sich sonst ergeben würde.

Der in der Dampf-Rückführleitung 27 aufrechterhaltene Unterdruck wird durch den Dampfmodulator 43 moduliert, so dass er im wesentlichen der Strömungsgeschwindigkeit des Treibstoffs durch das Treibstoff-Füllrohr 17 proportional ist.

Ende der Beschreibung.

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Claims

B a te η t a η s ρ r ü c he

Treibstoffdampf-Rüekführsystem zur verbesserten Abführung von sich darin ansammelnden Treibstoffdampf, dadurch gekennzeichnet, dass es folgende Teile enthält: Einen Treibstoff-Hauptspeichertank (5) zur Zufuhr von Mengen flüchtigen Treibstoffes, eine Pumpvorrichtung (11) zum Abziehen des Treibstoffs . aus dem Tank zwecks Abgabe des Treibstoffs, ■_■"·. ein Füllrohr (17), das sich von der Pumpvorrichtung zur Abgabe des Treibstoffs weg erstreckt, eine am Ende des hüllrohrs an dem von der Pumpvorrichtung entfernten Ende desselben angeordnete Hahnanordhung (19) und eine der Hahnanordnung zugeordnete Sammelvorrichtung (21), die eine dampfbegrenzende Verbindung zwischen der Hahnanordnung (19) und einer !Füllöffnung eines ,Treib gto ff-Aufnahmetanks (25) bildet, ein Dampf-Kickführrohr (27), das an einem Ende über die Sammelvorrichtung (21) mit dem Aufηahmetank (25) verbunden ist, und am anderen Ende mit einer Ein- __■■'-_ richtung (29) zur Wiedergewinnung oder Entfernung von Treibstoffdämpfen,

eine Einrichtung (33) zur Aufrechterhaltung eines verringerten Drucks im Dampf-Rückführrohr (27), der unterschiedlich zum Druck in dem zu füllenden Treibstofftank ist und ausreicht, um die Treibstoffdämpfe zu entfernen, die während der Abgabe.des flüchtigen Treibstoffs in den Treibstoff-Aufnähmetank (25) gebildet werden, · eine der Dampf-Eückfühfleitung (27) zugeordnete Aufnahme-

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ORIGINAL INSPECTED

Vorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf, die zwischen der Sammelvorrichtung (21) und der Einrichtung (33) zur Erzeugung eines ^nterdrucks im Dampf-Rückführrohr (27) angeordnet und derart ausgebildet ist, dass verschütteter Treibstoff und kondensierte Treibstoffdämpfe, die sich im Dampf-Rückführrohr (27) zwischen der Sammelvorrichtung (21) und der Aufnahmevorrichtung (41) ansammeln, gesammelt und bis zu ihrer Entfernung durch Schwerkraft gehalten werden, und ein die Aufnahmevorrichtung (41) für kondensierten Dampf mit dem Treibstoff-hüllrohr (17) verbindendes Rohr (47), und eine dem Verbindungsrohr -(47) zugeordnete Einrichtung zur Erzeugung eines Unterdrücke im Verbindungsrohr (47) und eine Begrenzungseinrichtung (51)» so dass nur verschütteter Treibstoff und kondensierter Dampf aus der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf entfernt und in das Treibstofflüllrohr (17) eingeführt werden, so oft Treibstoff durch das hüllrohr abgegeben wird und nur solange als verschütteter Treibstoff und kondensierter Dampf sich in der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf befinden.
2. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur WMergewinnung oder Entfernung von Treibstoffdämpfen aus einem Behälter mit adsorbierendem Material besteht.
3. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das adsorbierende Material aktivierte Kohle ist.
4. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unterschiedliche Unterdruck im Dampf-Rückführrohr (27) mittels eines Dampf modulators

(43) bekannter Bauart moduliert wird, der den unterschiedlichen Unter druck abhängig von der durch den Dampfmodulator erfolgenden Strömung des flüchtigen Treibstoffs moduliert.

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5. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach. Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung.zur Erzeugung eines Unterdrucks im Verbindungsrohr aus einer Yenturi-Anordnung (49) besteht, die an der Verbindungsstelle des Verbindungsrohrs (47) mit dem Treibstoff-Fallrohr (17) liegt.
6. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach Anspruch 1, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung, durch welche die Strömung durch das Verbindungsrohr (47) nur von der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf (41) zum Treibstoff-Füllrohr (17) zugelassen wird.
7. Treibstoffdarapf-ßückführsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung,durch welche eine Strömung durch das Verbindungsrohr (47) nur von der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf zum Treibstoff-Füllrohr (17) zugelassen wird, ein Einweg-Ventil (55). ist.
8. Treibstoffdampf-Eückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung, durch welche nur verschütteter Treibstoff und kondensierter flüssiger Treibstoffdampf, und nicht Treibstoffdampf, aus der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf entnommen werden kann, ein schwimmerbetätigtes Tellerventil ist.
9. Treibstoffdampf-Rückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf eine Einrichtung zugeordnet ist, um das Dampf-Rückführrohr (27) abzusperren, wenn ein vorgegebener Pegel verschütteten. Treib stof fs und kondensierten flüssigen Treibstoffdampfes sich in der Aufnahmevorrichtung (41) für verschütteten Treibstoff und kondensierten Dampf angesammelt haben. ■

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10. Treibstoffdampf-Eückführsystem nach. Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung.zum Schliessen des Dampf-Rückführrohrs (27) ein schwimmerbetätigtes, federbelastetes, kraftschlüssig wirkendes Abschaltventil (4-5) mit Eückstellmöglichkeiten ist.
11. Treibstoffdamp f-Rückführsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff-Aufnahraetank (25) ein Kraftfahrzeug-Treibstofftank ist.

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