KR20110136747A - Method and apparatus for detecting liquid in a gas recirculation line - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: In the gas recirculation system, the recirculation rate of the gas recirculation is the monitoring. The presence of the liquid is sensed, the presence of the liquid can be shown. CONSTITUTION: A method for detecting liquid in a gas recirculation line comprises the following steps. The monitoring system having a thermal flow sensor(20) arranged in a gas recirculation line(15) is used. The mass flow of the gas recirculated for the fuel supply operation is sensed and the gas recirculation is the monitoring. The thermal flow sensor has heater and the temperature sensor. The temperature sensor is contacted by heat with heater, the recirculated gas flows. The temperature and the thermal power provided to heater of the temperature sensor are used. The sensor signal showing the property of the mass flow of the recirculated gas is occurred. A threshold corresponding to the big mass flow which is not attained for the operation of having no the fission of the gas recirculation and sensor signal are compared. The sensor signal showing the property of the mass flow bigger than the mass flow corresponding to the threshold is used. The fission signal showing the presence of the liquid at the gas recycle line is the triggering.

Description

가스 재순환 라인에서 액체를 감지하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LIQUID IN A GAS RECIRCULATION LINE}METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LIQUID IN A GAS RECIRCULATION LINE}

본 발명은, 예를 들면 주유소의 연료 시스템에서의 가스 재순환의 모니터링 동안 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for sensing liquid in a gas recycle line, for example during monitoring of gas recycle in a fuel system at a gas station.

주유소에서 자동차에 연료 공급 할 때, 연료탱크로부터의 연료 증기/기체 혼합물은 다년간 가스 재순환 펌프에 의해 펌핑되었다. 결과적으로, 온실 가스의 배출과 자동차의 연료 공급 동안 잠재적으로 발암 가스에 대한 주유소의 고객들의 노출도 현저하게 감소되었다.When fueling a car at a gas station, the fuel vapor / gas mixture from the fuel tank was pumped by a gas recirculation pump for many years. As a result, gas station customers' exposure to carcinogenic gas potentially decreased during the emission of greenhouse gases and the fueling of automobiles.

이 형태의 가스 재순환 시스템은 1990년 이래로 일부 유럽 국가에 설치되었다. 그런데, 이들 시스템의 높은 실패율 때문에 이들 시스템에 가스 재순환의 기능을 보장하는 모니터링 시스템을 보충하였다. 모니터링 시스템은 가스 재순환 시스템에서 고장(malfunctions)과 재순환율에 대해 합법적으로 규정된 한계로부터 편차(deviation), 즉 공급된 연료 체적에 대한 재순환된 가스의 비율를 감지한다. 장애(fault) 검출(detection) 수단은 조작자나 유지 회사에 장애를 알리기 위한 경고 신호를 트리거링하기 의해 사용된다. 수리(repair)가 이루어지지 않으면, 필링 펌프(filling pump)가 자동적으로 스위칭 오프되고, 즉 연료 공급은 더 이상 실행되지 않는다. 또한, 다수의 모니터링 시스템은 셀프 테스트를 수행할 수 있고, 그에 따른 장애를 리포팅할 수 있다. 그러므로, 온실 가스의 회피는 상대적으로 상당한 수준에 이르렀다.This type of gas recirculation system has been installed in some European countries since 1990. However, due to the high failure rate of these systems, these systems have been supplemented with monitoring systems that ensure the function of gas recirculation. The monitoring system detects deviations from legally defined limits on malfunctions and recycle rates in the gas recirculation system, ie the ratio of recycled gas to the fuel volume supplied. The fault detection means is used by triggering a warning signal to notify the operator or maintenance company of the fault. If no repair is made, the filling pump is switched off automatically, ie the fuel supply is no longer carried out. In addition, many monitoring systems can perform self tests and report failures accordingly. Therefore, the avoidance of greenhouse gases has reached a relatively significant level.

또한 그러나, 그들은 가스 재순환의 능력을 현저하게 감소하고, 또한 켈리브레이션(calibration) 법규에 따르면, 무해한 것은 아니기 때문에 마찬가지로 위험한 결함이 있다. 예를 들면, 누설은 가스 재순환 라인과 연료 공급 라인 사이의 내부 시일(internal seal)에서 발생할 수 있으며, 이는 가스 재순환 라인을 액체 연료에 노출하는 문제를 야기한다. 가스 재순환 펌프는 액체 펌핑을 위해 적절하지 않기 때문에 펌프 실패가 일찍 발생하며, 액체에 노출되는 동안 가스 재순환 또한, 실제로 방해된다.In addition, however, they have a similarly dangerous defect, as they significantly reduce the capacity of gas recirculation and, according to the calibration legislation, are not harmless. For example, leakage can occur in an internal seal between the gas recycle line and the fuel supply line, which causes the problem of exposing the gas recycle line to liquid fuel. Since gas recirculation pumps are not suitable for liquid pumping, pump failures occur early, and gas recirculation is also actually impeded while exposed to liquid.

그러므로, 본 발명의 목적은, 가스 재순환 시스템에서 가스 재순환의 재순환율을 모니터링하는 것에 추가하여, 액체의 존재를 감지하고, 그 존재를 나타내기 위한 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to detect the presence of a liquid and indicate the presence, in addition to monitoring the recycle rate of the gas recycle in the gas recycle system.

이 목적은 청구항 1의 특성을 갖는 연료 시스템에서의 가스 재순환의 모니터링 동안 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법에 의해 달성된다. 청구항 10은 이 방법을 실행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 바람직한 추가의 구체적 사항들은 종속항에 기재되어 있다.This object is achieved by a method of sensing liquid in a gas recycle line during the monitoring of gas recycle in a fuel system having the characteristics of claim 1. Claim 10 relates to an apparatus for carrying out this method. Further preferred details of the invention are described in the dependent claims.

본 발명에 따르면, 가스 재순환 시스템에서 가스 재순환의 재순환율을 모니터링하는 것에 추가하여, 액체의 존재를 감지하고, 그 존재를 나타낼 수 있다. According to the present invention, in addition to monitoring the recycle rate of gas recycle in a gas recycle system, the presence of a liquid can be detected and indicated.

도 1은 가스 재순환의 모니터링에 관련한 연료 시스템의 도면을 예시한다.
도 2는 종단면에서 도 1에 따라 가스 재순환에서 사용되는 열 유량 센서를 예시한다. 1 illustrates a diagram of a fuel system relating to the monitoring of gas recirculation.
FIG. 2 illustrates a heat flow sensor used in gas recirculation according to FIG. 1 in longitudinal section.

여기서, 가스 재순환은 가스 재순환 라인에 배치되는 열 유량 센서를 갖는 모니터링 시스템에 의해 그리고 연료 공급 동작 동안 재순환되는 가스의 질량 유량이 감지되는 방법에 의해 모니터링된다. 열 유량 센서는 가열 장치, 및 가열 장치와 열 접촉되고 재순환된 가스가 플로잉되는 온도 센서를 갖는다. 재순환된 가스의 질량 유량의 특성을 갖는(표시하는, 나타내는) 센서 신호는, 온도 센서의 온도 및 가열 장치에 공급되는 화력(heating power)을 사용하여 발생된다.Here, the gas recirculation is monitored by a monitoring system with a heat flow sensor disposed in the gas recirculation line and by the way in which the mass flow rate of the gas recycled during the fueling operation is sensed. The heat flow sensor has a heating device and a temperature sensor in which the gas in thermal contact with the heating device and the recycled gas flows. Sensor signals having characteristics (indicated) of the mass flow rate of the recycled gas are generated using the temperature of the temperature sensor and the heating power supplied to the heating device.

본 발명에 의하면, 센서 신호는, 가스 재순환의 분열없는(disruption-free) 동작 동안, 달성되지 않은 큰 질량 유량에 대응하는 역치(threshold)와 비교된다. 역치에 대응하는 질량 유량보다 큰 질량 유량을 특성으로 하는 센서 신호는, 가스 재순환 라인에서, 액체의 존재를 나타내는 분열 신호(disruption signal)를 트리거링한다. 역치는 미리 규정되어 고정되는 것이 바람직하다. According to the present invention, the sensor signal is compared with a threshold corresponding to a large mass flow rate not achieved during the disruption-free operation of gas recirculation. A sensor signal characterized by a mass flow rate greater than the mass flow rate corresponding to the threshold triggers a disruption signal in the gas recycle line indicating the presence of liquid. The threshold is preferably defined and fixed in advance.

그러므로, 본 발명은 모니터링 시스템으로부터 가스 재순환을 위한 모니터링 시스템을 사용하여 진행할 수 있고, 이러한 모니터링 시스템은 이미 그 자체로 시장에서 구할 수 있으며, 가스 재순환 라인에서 질량 유량(즉, 단위 시간당 가스 유닛)은 열 유량 센서를 사용하여 측정할 수 있고, 이 질량 유량은, 단위 시간당 전달되는 연료 양의 함수로서, 가스 재순환 펌프를 액츄에이팅하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 형태의 열 유량 센서는, 예를 들면 DE 199 13 968 A1에 기재되어 있다. 그 측정 원리는, 즉 더 큰 질량 유량이나 더 큰 가스 체적 유량(즉, 단위 시간당 가스의 체적)의 경우에, 가열 장치와 열 접촉하는 온도 센서는 더 만족스럽게 냉각되어, 가스 질량 유량이 온도 센서의 온도와 가열 장치에 공급되는 화력(heating power)으로부터 결정될 수 있는 사실에 근거한다. 더 큰 정확도를 달성하기 위해, 방열(온도 센서의 냉각)의 가스 성분(에어에서 연료 증기의 농도)에의 의존을 고려 할 수 있다: 이것은, 예를 들면 가스 열전도 센서(마찬가지로 DE 199 13 968 A1 참조)의 방법 또는 증기 압력 곡선(EP 1 167 929 B1 참조)을 통해 측정 수단을 사용하여 얻을 수 있다. 우선 열 유량 센서에 의한 방열의 측정은 가스의 질량 유량을 규정한다. 연료 공급 노즐의 입구에서 이 가스 체적 유량을 산출하기 위해 적절한 켈리브레이션에 의해 가능하고, 적용시 더 큰 정확도를 제공한다. 이에 대해서는 DE 10 2007 006 836 A1을 참조할 수 있다. Therefore, the present invention can be carried out using a monitoring system for gas recirculation from a monitoring system, which monitoring system is already available on the market by itself, and the mass flow rate (ie gas unit per unit time) in the gas recirculation line is It can be measured using a heat flow sensor, which mass flow rate can be used to actuate the gas recirculation pump as a function of the amount of fuel delivered per unit time. A heat flow sensor of this type is described, for example, in DE 199 13 968 A1. The measuring principle is that, in the case of larger mass flow rates or larger gas volume flow rates (i.e. the volume of gas per unit time), the temperature sensor in thermal contact with the heating device is cooled more satisfactorily, so that the gas mass flow rate is It is based on the fact that can be determined from the temperature of and the heating power supplied to the heating device. To achieve greater accuracy, one can consider the dependence of the heat radiation (cooling of the temperature sensor) on the gas component (concentration of fuel vapors in the air): this is for example a gas thermal conductivity sensor (as in DE 199 13 968 A1). Method or vapor pressure curve (see EP 1 167 929 B1). First, the measurement of the heat radiation by the heat flow sensor defines the mass flow rate of the gas. This is possible by appropriate calibration to calculate this gas volume flow rate at the inlet of the fuel supply nozzle, which provides greater accuracy in application. Reference may be made to DE 10 2007 006 836 A1.

누수 감지의 경우에 가스 재순환 라인에 액체 전달(liquid transfer)이 발생할 수 있다. 이것은 빈번히 연료 공급 동작에서 사용되는 연료 공급 노즐 내의 O링(O-ring) 시일(seal)을 닳게 하는 요인이 된다. 물론 다른 누수 형태도 또한 발생한다. 또한, 결함이 빈번히 발생하고 가스 재순환 라인에 액체의 유입을 초래하는 것은 너무 늦게 셧오프되는(shut off) 연료 공급 노즐이다. 통상적으로 래칭된 연료 공급 노즐은 액체가 토출관 만큼 오른 때 연료 공급 동작의 끝에 자동적으로 셧오프된다. 그러나, 셧오프가 연기되면 레벨이 더 상승할 수 있다. 가스 재순환이 연료 공급 동작 동안 지속적으로 가스를 흡수하므로, 액체 레벨이 너무 높으면 최종적으로 연료가 흡수되는 현상이 발생할 수 있다 (back-splash). 가스 재순환 펌프는, 액체의 빈번하게 존재하는 경우에는 상대적으로 빠르게 파괴된다.In the case of leak detection, liquid transfer can occur in the gas recycle line. This is a factor that wears out O-ring seals in fuel supply nozzles that are frequently used in fuel supply operations. Of course, other leak types also occur. In addition, it is the fuel supply nozzle that shuts off too late that defects frequently occur and result in the introduction of liquid into the gas recycle line. Typically the latched fuel supply nozzle is automatically shut off at the end of the fuel supply operation when the liquid rises by the discharge tube. However, if the shutoff is postponed, the level may rise further. Since gas recirculation continues to absorb gas during the fueling operation, too high liquid levels can result in back-splash. The gas recirculation pump breaks down relatively quickly in the presence of liquids frequently.

본 발명의 원리는, 분열(disruption)의 경우에, 가스 플로우에 동반되는 액적(liquid droplets)도 모니터링 시스템의 플로우 센서를 통해서 통과(패싱)(passing)하는 사실에 의거한다. 그 후, 그들은 가열 장치와 열 접촉하는 온도 센서를 파괴한다. 분열되지 않은 동작(undisrupted operation)의 경우에, 이 온도 센서는 플로잉 가스에 의해서만 냉각된다. 액체가 존재하면, 추가의 냉각 작용이 액적에 의하여 더해진다. 상대적으로 큰 대량의 액적의 결과로서, 이 냉각 작용은 정상 작동 동안 플로잉하는 가스에 의한 냉각 작용보다 크게되므로 분명하게 확인될 수 있다. 그러므로, 냉각 작용(역치와 센서 신호의 비교)의 평가는 본 발명에 의해 사용될 수 있어 상술된 분열의 경우를 감지하는데 사용가능하다.The principle of the invention is based on the fact that, in the case of disruption, liquid droplets accompanying the gas flow also pass (pass) through the flow sensor of the monitoring system. After that, they destroy the temperature sensor in thermal contact with the heating device. In the case of undisrupted operation, this temperature sensor is only cooled by the flowing gas. If liquid is present, additional cooling action is added by the droplets. As a result of the relatively large mass of droplets, this cooling action can be clearly identified as it is larger than the cooling action by the flowing gas during normal operation. Therefore, an evaluation of the cooling action (comparison of the threshold and the sensor signal) can be used by the present invention and can be used to detect the case of cleavage described above.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 센서 신호의 시간적 프로파일(temporal profile)은 역치(threshold)와 비교해서 평가된다. 여기서, 연료 공급 동작의 초기에 발생되는 분열 신호(disruption signal)는 연료 공급 밸브의 자동 스위치 오프 시스템의 결함의 증거로서 사용될 수 있다. 이것은 연료 공급 밸브가 이전의 연료 공급 동작에서 너무 늦게 셧오프되고, 연료 액체가 결과적으로 가스 재순환 라인에 흡수되면, 이 액체는 연료 공급 동작의 초기에는 여전히 가스 재순환 라인에 위치하게 되고, 연료 공급 동작 동안에만 사라지기 때문이다.In a preferred embodiment of the invention, the temporal profile of the sensor signal is evaluated in comparison to the threshold. Here, a disruption signal generated at the beginning of the fuel supply operation can be used as evidence of a defect of the automatic switch off system of the fuel supply valve. This means that if the fuel supply valve is shut off too late in the previous fuel supply operation, and the fuel liquid is consequently absorbed in the gas recycle line, the liquid is still in the gas recycle line at the beginning of the fuel supply operation, and the fuel supply operation Because it disappears only while.

반면에, 분열 신호가 연료 공급 동작의 코스(course)에 걸쳐 분산되어 발생하면, 이것은 가스 재순환 라인의 시일(seal)의 결함을 나타내는 증거가 된다. 이 경우에, 이것은 가스 재순환 라인에서 액체의 존재가 연료 공급 동작의 초기로부터 시간 간격에 관계없이(독립하여) 실질적으로 반복해서 발생하기 때문이다. On the other hand, if the split signal occurs distributed over the course of the fueling operation, this is evidence of a defect in the seal of the gas recirculation line. In this case, this is because the presence of liquid in the gas recirculation line occurs substantially repeatedly (independently) regardless of the time interval from the beginning of the fuel supply operation.

그러므로, 분열(disruption)의 형태는 데이터의 평가에 의해 확인되고, 그 로부터 나타내어 질 수 있다. 액체 유입의 감지는 규정되어 있지는 않지만 매우 중요한 유지(maintenance) 정보 항목이다.Therefore, the type of disruption can be confirmed by the evaluation of the data and can be represented therefrom. The detection of liquid ingress is not defined but is a very important maintenance information item.

열 유량 센서는 선행 기술로부터 공지된 바와 같이 설계될 수 있다. 이것도 신호 감지를 포함하는 그 제어와 조정에 적용된다. 바람직한 실시형태에서, 플로우 센서의 가열 장치의 화력은 온도 센서의 온도가 주변 온도 보다 정해진 값 만큼 높게 조절된다. 여기서, 주변 온도는 가열 장치로부터 열적으로 디커플링되는 추가적인 온도 센서로 측정될 수 있다. 순간의 화력(heating power)은 질량 유량의 측정이다. 그러나, 일정한 전력으로 가열 장치를 동작하고, 온도 센서의 온도 또는 주변 온도와 비교한 온도 상승을 질량 유량의 측정으로 생각할 수도 있다. The heat flow sensor can be designed as known from the prior art. This also applies to its control and adjustment, including signal sensing. In a preferred embodiment, the thermal power of the heating device of the flow sensor is adjusted so that the temperature of the temperature sensor is higher than the ambient temperature by a predetermined value. Here, the ambient temperature can be measured with an additional temperature sensor that is thermally decoupled from the heating device. Instantaneous heating power is a measure of mass flow rate. However, the heating device is operated at a constant power, and the temperature rise compared with the temperature of the temperature sensor or the ambient temperature may be considered as a measurement of the mass flow rate.

질량 유량의 측정 동안, 더 큰 정확도를 달성하기 위해, 재순환된 가스의 성분에 대한 정보는, 예를 들면, DE 199 13 968 A1 or EP 1 167 929 B1에 이미 언급되고 기재된 바와 같이 재순환 가스의 질량 유량을 특성으로 하는 센서 신호의 발생 동안 사용될 수 있다. 또한, 열 유량 센서가 직접적으로 응답하는 재순환 가스의 질량 유량은, 연료 공급 노즐에서의 가스 체적 유량으로 변환될 수 있고, DE 10 2007 006 836 A1을 참조하면, 이 가스 체적 유량은 가스 재순환의 제어에 보다 관련성이 있다. 켈리브레이션 측정은 모니터링 시스템과 열 유량 센서의 세팅에 적절하다. 모든 형태의 측정된 신호는 원리적으로 통상적인 유닛으로 사전 변환 없이 처리될 수 있다. 예를 들어 SI 단위로 측정이 이루어지면, 이 켈리브레이션 데이터도 사용될 수 있다. During the measurement of the mass flow rate, in order to achieve greater accuracy, information on the components of the recycled gas is given, for example, as the mass of the recycle gas as already mentioned and described in DE 199 13 968 A1 or EP 1 167 929 B1. It can be used during the generation of sensor signals characterized by flow rates. In addition, the mass flow rate of the recycle gas to which the heat flow sensor directly responds can be converted to the gas volume flow rate at the fuel supply nozzle, and referring to DE 10 2007 006 836 A1, this gas volume flow rate is the control of gas recirculation. Is more relevant. Calibration measurements are appropriate for the setting of the monitoring system and the heat flow sensor. All types of measured signals can in principle be processed without prior conversion into conventional units. For example, if measurements are made in SI units, this calibration data can also be used.

가스 재순환 라인에서 액체를 감지하기 위한, 역치와 센서 신호의 비교는 설명된 바와 같이 정정되는 센서 신호를 사용해서 실행될 수 있다. 그러나, 액적의 냉각 효과의 크기 때문에, 예를 들면 가스 재순환 라인에서의 가스의 성분을 반영하지 않은 원(raw) 센서 신호를 사용할 수도 있다. 원칙적으로, 퓨어(pure) 하드웨어 솔루션 또한 사용된다.The comparison of the threshold and sensor signals, for sensing liquids in the gas recirculation line, can be performed using the sensor signals corrected as described. However, due to the large cooling effect of the droplets, it is also possible to use a raw sensor signal that does not reflect, for example, the composition of the gas in the gas recycle line. In principle, pure hardware solutions are also used.

분열(disruption) 신호가 발생되는 연료 공급 동작이 로깅될 수 있다. 분열 신호는 유지 정보를 나타내어, 리포트를 생성하기 위해 사용될 수 있다.Fuel supply operations in which a disruption signal is generated may be logged. The cleavage signal may indicate retention information and may be used to generate the report.

본 발명에 의한 방법을 실행하기 위한 장치가 어떻게 구성될 수 있는지는 이미 예시했다. 역치와 센서 신호의 비교는, 예를 들면 열 유량 센서(또한 하드웨어에 대해서)에 대한 제어 조절 장치에서 또는 주유소의 필링-펌프(filling-pump) 컴퓨터나 동작 컴퓨터에서 모니터링 시스템의 다른 유닛에서 실행될 수 있다. 바람직하게는, 컴퓨터는 모니터링 시스템 유닛의 컴퓨터, 특히 주유소의 필링-펌프 컴퓨터나 동작 컴퓨터에서 역치와 비교해서 센서 신호의 시간적 프로파일(temporal profile)을 평가하기 위한 평가 장치로서 사용된다. 마찬가지로 컴퓨터는 로깅과 리포트를 생성하기 위해 적절하다.It has already been illustrated how an apparatus for implementing the method according to the invention can be configured. The comparison of the threshold and sensor signals can be carried out, for example, in a control regulator for a heat flow sensor (also in hardware) or in a filling-pump computer or operating computer of a gas station in another unit of the monitoring system. have. Preferably, the computer is used as an evaluation device for evaluating the temporal profile of the sensor signal in comparison with the threshold in a computer of the monitoring system unit, in particular a filling-pump computer or operating computer of a gas station. Similarly, a computer is suitable for generating logging and reports.

다음 텍스트에서, 본 발명은 예시적인 실시형태를 사용하여 보다 상세하게 설명될 것이다. In the following text, the present invention will be described in more detail using exemplary embodiments.

도 1은 주유소의 필링 펌프(1)를 나타내며, 필링 펌프(1)에 배치되거나 할당된 가스 재순환 시스템의 구성요소와 그들을 모니터링하는 가장 중요한 부분으로 도면으로 도시한다.FIG. 1 shows a filling pump 1 of a gas station, which is illustrated in the drawings as the components of the gas recirculation system arranged or assigned to the filling pump 1 and the most important part of monitoring them.

필링 펌프(1)의 동작 동안, 연료는 연료관(4)을 통해 지하 저장 탱크(2)로부터 전달되고, 연료 체적 유량을 측정하기 위해 제공되는 연료 통류 미터(throughflow meter)(8)를 통해서, 그리고 필링 호스(10)를 통해, 연료 공급 노즐(12)에 운반되고, 큰 화살표로 지시되는 바와 같이, 그로부터 연료가 자동차의 탱크로 채워진다. 동시에, 자동차의 탱크에서 액체 연료 이상인 연료 증기(일반적으로 가스는 하이드로카본과 에어의 혼합물임)가 추출되고, 연료 공급 노즐(12)에서 2개의 작은 화살표에 의해 지시된다. 이 가스는 연료 공급 호스(10) 내에 라우팅되는(routing) 별도의 라인(separate line)을 통해, 가스 재순환 펌프(14)에 의해 흡수되고 저장 탱크(2)로 보내진다. 가스 재순환 라인은 15로 표시된다. 가스 재순환 펌프(14)는 구동 모터(16)에 의해 구동된다.During operation of the filling pump 1, fuel is delivered from the underground storage tank 2 via the fuel conduit 4 and via a fuel flow meter 8 provided for measuring the fuel volume flow rate. It is then carried through the filling hose 10 to the fuel supply nozzle 12, from which fuel is filled into the tank of the vehicle, as indicated by the large arrows. At the same time, fuel vapor that is more than liquid fuel (typically the gas is a mixture of hydrocarbon and air) is extracted from the tank of the vehicle and is indicated by two small arrows at the fuel supply nozzle 12. This gas is absorbed by the gas recycle pump 14 and sent to the storage tank 2 via a separate line that is routed in the fuel supply hose 10. The gas recirculation line is indicated at 15. The gas recirculation pump 14 is driven by the drive motor 16.

가스 통류(gas throughflow)(가스 체적 유량)를 제어하기 위해, 도 1에서 일반적으로 18에 의해 표시된 제어 조절 장치는 필링 펌프 컴퓨터(따로 도시되지 않음)에 할당될 수도 있다. 예시적인 실시형태에서, 제어 조절 장치(18)로부터 출력 신호는 그 속도를 제어하기 위해 가스 재순환 펌프(14)의 구동 모터(16)를 제어한다.In order to control the gas throughflow (gas volume flow rate), the control adjustment device indicated generally at 18 in FIG. 1 may be assigned to a filling pump computer (not shown separately). In an exemplary embodiment, the output signal from the control regulating device 18 controls the drive motor 16 of the gas recirculation pump 14 to control its speed.

상술한 가스 재순환 시스템에서, 가스 체적 유량이 연료 체적 유량에 채용된다. 이를 위해, 연료 통류 미터(8)의 신호(카운팅 펄스)가 가스 재순환 펌프(14)의 구동 모터(16)를 액츄에이팅하기 위해 제어 조절 장치(18)에 공급되고, 그러한 방법으로 가스 재순환 펌프(14)의 체적 배분율(volumetric delivery rate)[가스 체적 유량(gas volumetric flow)]이 가능한 한 연료 펌프(6)와 매칭되게 한다.In the above gas recirculation system, a gas volume flow rate is employed for the fuel volume flow rate. To this end, a signal (counting pulse) of the fuel flow meter 8 is supplied to the control regulating device 18 for actuating the drive motor 16 of the gas recirculation pump 14, and in such a way the gas recirculation pump. The volumetric delivery rate (gas volumetric flow) of (14) is made to match the fuel pump 6 as much as possible.

모니터링 시스템이 가스 전달 과정에서 고장(장애)에 응답할 수 있기 위해 가스 재순환 펌프(14)의 체적 배분율이 매칭된다. 또한, 열 유량 센서(20)는 도 2를 참조하면 가스 체적 유량을 결정하도록 제공된다. 원칙적으로, 열 유량 센서(20)는 DE 199 13 968 A1(미국 특허 6,536,273에 대응)에 기재된 바와 같이 구성될 수 있다. 센서는 제어 조절 장치(18)에 재순환된 가스의 질량 유량을 나타내는 신호를 제공한다. 모니터링의 큰 정확도가 요구되면, 질량 유량은 DE 10 2007 006 836 A1에 기재된 바와 같이, 연료 공급 노즐(12)을 통해 실제로 결정되고 흡수되는 가스 체적 유량으로 변환될 수 있다.The volume distribution of the gas recirculation pump 14 is matched so that the monitoring system can respond to failures (failures) in the gas delivery process. In addition, a heat flow sensor 20 is provided to determine the gas volume flow rate with reference to FIG. 2. In principle, the heat flow sensor 20 can be configured as described in DE 199 13 968 A1 (corresponding to US Pat. No. 6,536,273). The sensor provides a signal to the control regulator 18 indicating the mass flow rate of the recycled gas. If greater accuracy of monitoring is required, the mass flow rate can be converted to a gas volume flow rate that is actually determined and absorbed through the fuel supply nozzle 12, as described in DE 10 2007 006 836 A1.

또한, 제어 조절 장치(18)는 재순환 가스의 성분에 대한 정보를 수신한다. 예시적인 실시형태에서, 이 정보는 열 유량 센서(20)와 함께 구조 유닛을 형성하는 열 전도도 측정 셀의 도움으로 감지되므로 도 1에서 따로 도시되지 않는다. DE 199 13 968 A1은 상세한 설명에서 이 형태의 구조 유닛을 기재한다. 이것에 대안으로, 재순환된 가스의 성분에 대한 정보는 EP 1 167 929 B1에 설명된 바와 같이, 연료에 대한 특성인 연료와 온도의 증기 압력 곡선을 이용하여 측정될 수 있다. 재순환된 가스의 성분에 대한 정보는 질량 유량의 결정 동안 정확도를 향상시키기 위해 열 통류 센서(20)의 남아있는 신호와 함께 사용된다. 이것은 켈리브레이션 데이터의 보조로 발생한다. 예시적인 실시형태에서, 이것을 위해 요구되는 스텝은 제어 조절 장치(18)에서 실행된다.The control regulator 18 also receives information about the components of the recycle gas. In the exemplary embodiment, this information is not shown separately in FIG. 1 as it is sensed with the aid of the thermal conductivity measuring cell forming the structural unit together with the heat flow sensor 20. DE 199 13 968 A1 describes structural units of this type in the description. Alternatively to this, information on the components of the recycled gas can be measured using steam pressure curves of fuel and temperature which are characteristic for the fuel, as described in EP 1 167 929 B1. Information about the components of the recycled gas is used in conjunction with the remaining signal of the heat flow sensor 20 to improve accuracy during the determination of the mass flow rate. This occurs with the aid of calibration data. In the exemplary embodiment, the steps required for this are carried out in the control adjustment device 18.

또한, 도 1은 저장 탱크(2)의 통기와 환기를 위한 환기 마스트(ventillation mast)(40)를 도시하며, 환기 마스트(40) 상단에는 가스 진자 밸브(gas pendulum valve)(42)가 위치한다. FIG. 1 also shows a ventilation mast 40 for aeration and ventilation of the storage tank 2, with a gas pendulum valve 42 located on top of the ventilation mast 40. .

도 2는 종단면으로 나타낸 열 유량 센서(thermal flow sensor)(20)의 실시형태를 도시한다.2 shows an embodiment of a thermal flow sensor 20 shown in longitudinal section.

열 유량 센서(20)는 2개의 파이프 나사 접속(pipe screw connections)(도 2에 도시 생략)의 보조로 가스 재순환 라인(gas recirculation line)(15)에 장착(설치)되는 튜브(tube)(22)를 갖는다. 측정 헤드(measuring head)(24)는 튜브(22)로부터 분기되는 나사 플랜지에 나사 접속 수단(26)을 사용하여 부착된다. 도면에 나타나 있는 바와 같이, 온도 센서(28)는 측정 헤드(24)로부터 가스의 유로(flow path)로 돌출된다. 온도 센서(28)는 측정 헤드(24)에 배치된 가열 장치와 열 접촉한다. 화살표로 지시된 가스의 플로우 방향을 보면, 제 2 온도 센서(30)는 온도 센서(28)의 앞에 놓여 있다. 제 2 온도 센서(30)는 가열 장치와 열 접촉하지 않고, 따라서주위 온도를 측정한다.The heat flow sensor 20 is a tube 22 mounted (installed) in a gas recirculation line 15 with the aid of two pipe screw connections (not shown in FIG. 2). Has A measuring head 24 is attached using screw connection means 26 to a screw flange branching off the tube 22. As shown in the figure, the temperature sensor 28 protrudes from the measuring head 24 into a flow path of gas. The temperature sensor 28 is in thermal contact with a heating device arranged in the measuring head 24. Looking at the flow direction of the gas indicated by the arrow, the second temperature sensor 30 lies in front of the temperature sensor 28. The second temperature sensor 30 is not in thermal contact with the heating device and thus measures the ambient temperature.

예시적인 실시형태에서, 가열 장치(heating device)의 화력(heating power)은, 온도 센서(28)에 의해 감지되는 온도가 미리정해진 일정한 값만큼 제 2 온도 센서(30)의 온도보다 높게 유지되도록 조절된다. 단위 시간당 튜브(22)를 통해 플로잉하는 가스(질량 유량)의 부피가 클수록, 단위 시간당 온도 센서(28)에 의해 소멸되는 열량이 커진다. 즉 온도 차이를 일정하게 유지하기 위해서는, 화력이 더 많이 증가되어야 한다. 재순환된 가스의 질량 유량(그러므로 위에서 알 수 있는 바와 같이, 그것으로부터 결정될 수 있는 가스 체적 유량)을 나타내는 신호는 화력과 온도 센서(28)의 온도에 좌우되며, 온도는 여기에서 변수(parameter)가 된다. In an exemplary embodiment, the heating power of the heating device is adjusted such that the temperature sensed by the temperature sensor 28 is maintained above the temperature of the second temperature sensor 30 by a predetermined constant value. do. The larger the volume of gas (mass flow rate) flowing through the tube 22 per unit time, the greater the amount of heat dissipated by the temperature sensor 28 per unit time. In other words, in order to keep the temperature difference constant, the thermal power must be increased more. The signal indicative of the mass flow rate of the recycled gas (and therefore the gas volume flow rate that can be determined therefrom, as can be seen above) depends on the thermal power and the temperature of the temperature sensor 28, where the temperature is a parameter do.

단위 시간당 온도 센서(28)에 의해 소멸되는 열량도 재순환 가스의 성분(composition)에 좌우된다. 예시적인 실시형태에서, 이것은 가스가 들어갈 수 있는 열 전도도 측정 셀에 의해 결정되는 가스의 열 전도도를 통해 결정된다. DE 199 13 968 A1은 이 형태의 측정 셀이 기능하는 방법을 기재한다. 도 2에서, 도면을 간단히 나타내기 위하여 열 전도도 측정 셀은 도시되지 않는다.The amount of heat dissipated by the temperature sensor 28 per unit time also depends on the composition of the recycle gas. In an exemplary embodiment, this is determined through the thermal conductivity of the gas determined by the thermal conductivity measuring cell into which the gas can enter. DE 199 13 968 A1 describes how this type of measuring cell functions. In Fig. 2, the thermal conductivity measuring cell is not shown for simplicity of the drawings.

도 1에 도시된 바와 같이, 열 유량 센서(20)의 측정 헤드(24)는 제어 조절 장치(18)에 라인(line)을 통해 접속된다. 예시적인 실시형태에서, 화력을 제어하는 조절 유닛은 측정 헤드(24) 내에 위치하고, 정정(수정)을 포함하는 센서 신호에 대한 추가 신호 처리는 제어 조절 장치(18)에서 일어난다.As shown in FIG. 1, the measuring head 24 of the heat flow sensor 20 is connected via a line to the control regulator 18. In the exemplary embodiment, the adjustment unit for controlling the thermal power is located in the measurement head 24, and further signal processing for the sensor signal including correction (correction) takes place in the control adjustment device 18.

액체 연료가, 서문에 설명된 바와 같이, 결함에 의해, 가스 재순환 라인(15)에 들어가면 플로우 센서(20)가 그것에 반응한다. 액체 부분은 단위 시간당 온도 센서(28)에 의해 소멸되는 열량을 증가시키며, 이는 더 높은 질량 유량으로 나타난다. 처리 과정에서 역치(threshold value)를 초과하면, 이것은 분열 신호(disruption signal)를 트리거링한다.As the liquid fuel enters the gas recirculation line 15 due to a defect, as described in the introduction, the flow sensor 20 reacts to it. The liquid portion increases the amount of heat dissipated by the temperature sensor 28 per unit time, which results in higher mass flow rates. If the threshold value is exceeded in the process, this triggers a disruption signal.

예시적인 실시형태에서, 가스 성분에 대응하는 정정을 하고 또한 플로우 센서(20)에서 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호는, 연료 공급 동작 동안 제어 조절 장치(18)에서 미리 정해진 역치와 지속적으로 비교된다. 분열 신호는 그들의 시간적 프로파일(temporal profile)에 저장되고, 각 연료 공급 동작의 종료 이후에 평가된다. 나중에 사라지는, 연료 공급 동작의 초기에 나타나는 분열 신호는, 연료 공급 노즐(12)의 자동(autoimatic) 스위치(switch) 오프(off)에 문제가 있음을 나타내며, 연료 공급 동작을 통해 대략적으로 균일하게 분포하여 나타나는 분열 신호는, 연료 공급 노즐(12)이나 연료 공급 호스(10)의 영역에서 누출점들(leaky points)이 있음을 나타낸다. 이러한 누출점들을 통해 액체 연료가 가스 재순환 라인(15)에 들어갈 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 평가 결과(evaluation results)는 유지 정보(maintenance information)로서 주유소 컴퓨터에 나타난다.In an exemplary embodiment, sensor signals that make a corresponding correction to the gas component and that also characterize the mass flow rate in the flow sensor 20 are continuously compared to a predetermined threshold in the control regulation device 18 during the fueling operation. . The split signals are stored in their temporal profile and evaluated after the end of each fuel supply operation. Disruption signals appearing earlier in the fueling operation, which disappear later, indicate a problem with the automatic switch off of the fueling nozzle 12 and are approximately uniformly distributed through the fueling operation. The cleavage signal shown by means of the leak points (leaky points) in the region of the fuel supply nozzle 12 or the fuel supply hose 10. These leak points allow liquid fuel to enter the gas recycle line 15. In an exemplary embodiment, the evaluation results appear on the gas station computer as maintenance information.

10: 연료 공급 호스
12: 연료 공급 노즐
15: 가스 재순환 라인
20: 플로우 센서
24: 측정 헤드
28: 온도 센서 10: fuel supply hose
12: fuel supply nozzle
15: gas recirculation line
20: flow sensor
24: measuring head
28: temperature sensor

Claims (15)

연료 시스템에서의 가스 재순환의 모니터링 동안 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법으로서:
상기 가스 재순환은 가스 재순환 라인(15)에 배치되는 열 유량 센서(20)를 갖는 모니터링 시스템에 의해 그리고 연료 공급 동작 동안 재순환되는 가스의 질량 유량이 감지되는 것에 의해 모니터링하는 단계; 여기에서 상기 열 유량 센서(20)는 가열 장치, 및 상기 가열 장치와 열 접촉하고 재순환된 가스가 플로우되는 온도 센서(28)를 구비하고;
상기 재순환된 가스의 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호를, 상기 온도 센서(28)의 온도와 가열 장치에 공급되는 화력(heatinf power)을 이용하여, 발생하는 단계;
상기 센서 신호를, 가스 재순환의 분열없는(disruption-free) 동작 동안 달성되지 않은 큰 질량 유량에 대응하는 역치(threshold)와 비교하는 단계; 및
상기 역치에 대응하는 질량 유량보다 큰 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호가, 상기 가스 재순환 라인(15)에서의 액체의 존재를 나타내는 분열 신호를 트리거링하는 단계를 포함하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.As a method of sensing liquid in a gas recycle line during monitoring of gas recycle in a fuel system:
The gas recirculation is monitored by a monitoring system having a heat flow sensor 20 disposed in the gas recirculation line 15 and by sensing the mass flow rate of the gas being recycled during the fueling operation; Wherein the heat flow sensor (20) comprises a heating device and a temperature sensor (28) in thermal contact with the heating device and in which the recirculated gas flows;
Generating a sensor signal indicative of a characteristic of the mass flow rate of the recycled gas, using the temperature of the temperature sensor 28 and the heatinf power supplied to the heating device;
Comparing the sensor signal with a threshold corresponding to a large mass flow rate that was not achieved during the disruption-free operation of gas recirculation; And
A sensor signal indicative of a mass flow characteristic greater than the mass flow rate corresponding to the threshold triggers a cleavage signal indicative of the presence of liquid in the gas recycle line 15. Way. 제 1 항에 있어서,
상기 센서 신호의 시간적 프로파일은 역치와 비교해서 평가되는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method of claim 1,
And the temporal profile of the sensor signal is evaluated in comparison to a threshold. 제 2 항에 있어서,
연료 공급 동작의 초기에 발생되는 분열 신호는 연료 공급 밸브(12)의 자동 스위치 오프 시스템의 결함의 증거를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method of claim 2,
A split signal generated at the beginning of the fuel supply operation indicates evidence of a defect in the automatic switch off system of the fuel supply valve (12). 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
연료 공급 동작의 코스에 걸쳐 분산되어 발생되는 분열 신호는 상기 가스 재순환 라인(15)의 시일의 결함의 증거를 나타내는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to claim 2 or 3,
A method of sensing liquid in a gas recirculation line, characterized in that the splitting signal generated by dispersing over the course of the fueling operation represents evidence of a defect in the seal of the gas recirculation line (15). 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 플로우 센서(20)의 가열 장치의 화력은 온도 센서(28)의 온도가 주변 온도보다 일정한 값 이상으로 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
The thermal power of the heating device of the flow sensor (20) is controlled so that the temperature of the temperature sensor (28) is above a constant value above the ambient temperature. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 역치는 미리 정해져 있는 고정값임을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
And said threshold value is a predetermined fixed value. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재순환된 가스의 성분에 대한 정보는, 상기 재순환 가스의 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호의 발생 동안 사용되는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
Information about the components of the recycled gas is used during generation of a sensor signal indicative of the nature of the mass flow rate of the recycled gas. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
분열 신호가 발생되는 연료 공급 동작은 로깅되는 것을 특징으로 하는 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
The fuel supply operation in which the split signal is generated is logged. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 연료 시스템은 주유소에 제공되는 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 방법.The method according to any one of claims 1 to 3,
Said fuel system being provided to a gas station. 연료 시스템에서의 가스 재순환의 모니터링 동안 가스 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치로서:
가스 재순환 라인(15)에 배치되어 연료 공급 동작 동안 재순환되는 가스의 질량 유량을 감지하는 열 유량 센서로서, 가열 장치 및 가열 장치와 열 접촉하고 재순환된 가스가 플로우되는 온도 센서(28)를 갖는 열 유량 센서(20);
상기 온도 센서(28)의 온도 및 가열 장치에 공급되는 화력(heating power)을 사용해서 재순환된 가스의 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호를 생성하기 위해 셋업되는 장치(18, 20); 및
가스 재순환의 분열없는(disruption-free) 동작 동안 달성되지 않은 큰 질량 유량에 대응하는 역치(threshold)와 센서 신호를 비교하기 위해 셋업하고, 역치에 대응하는 질량 유량보다 큰 질량 유량의 특성을 나타내는 센서 신호는 가스 재순환 라인에서의 액체의 존재를 나타내는 분열 신호(disruption signal)를 트리거링하도록 셋업하는 장치(18)를 포함하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.A device for sensing liquid in a gas recycle line during monitoring of gas recycle in a fuel system:
A heat flow sensor disposed in the gas recirculation line 15 for sensing the mass flow rate of gas recycled during a fuel supply operation, the heat flow sensor having a heat sensor and a temperature sensor 28 in thermal contact with the heating device and in which the recirculated gas flows Flow sensor 20;
An apparatus (18, 20) set up to generate a sensor signal indicative of a characteristic of the mass flow rate of the recycled gas using the temperature of the temperature sensor (28) and the heating power supplied to the heating device; And
Sensors set up to compare sensor signals with thresholds corresponding to large mass flow rates not achieved during disruption-free operation of gas recirculation, and are characterized by mass flow rates greater than the mass flow rate corresponding to thresholds. The device comprising a device (18) for setting up to trigger a disruption signal indicative of the presence of liquid in the gas recycle line. 제 10 항에 있어서,
상기 역치와 비교해서 상기 질량 유량 신호의 시간적 프로파일을 평가하기 위한 평가 장치(18)가 셋업되는 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.The method of claim 10,
Apparatus for sensing liquid in a recirculation line, characterized in that an evaluation device (18) is set up for evaluating the temporal profile of the mass flow signal compared to the threshold. 제 11 항에 있어서,
상기 평가 장치(18)는, 연료 공급 밸브(12)의 자동 스위치 오프 시스템의 결함의 증거로서 연료 공급 동작의 초기에 발생되는 분열 신호를 나타내기 위해 셋업되는 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.The method of claim 11,
The evaluation device 18 detects liquid in the recirculation line, characterized in that it is set up to indicate a cleavage signal generated early in the fuel supply operation as evidence of a defect in the automatic switch off system of the fuel supply valve 12. Device. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 평가 장치(18)는 상기 가스 재순환 라인(15)의 시일의 결함의 증거로서 연료 공급 동작의 코스에 걸쳐 분산되어 발생되는 분열 신호를 나타내기 위해 셋업되는 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.The method according to claim 11 or 12,
The evaluation device 18 detects liquid in the recirculation line, characterized in that it is set up to show a split signal generated by being distributed over the course of the fuel supply operation as evidence of a defect in the seal of the gas recirculation line 15. Device. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 센서(28)의 온도가 미리 정해진 값만큼 주변 온도보다 높은 상태를 유지하도록, 상기 플로우 센서(20)의 가열 장치의 화력을 조절하기 위한 레귤레이터(24)가 셋업되는 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.The method according to any one of claims 10 to 12,
A recirculation line, characterized in that a regulator 24 is set up to adjust the thermal power of the heating device of the flow sensor 20 such that the temperature of the temperature sensor 28 is maintained above the ambient temperature by a predetermined value. Device for detecting liquids in the 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
분열 신호가 발생되는 연료 공급 동작을 로깅하기 위한 장치(18)가 특징인 것을 특징으로 하는 재순환 라인에서 액체를 감지하는 장치.
The method according to any one of claims 10 to 12,
Apparatus for sensing liquid in a recirculation line, characterized by a device (18) for logging a fuel supply operation in which a split signal is generated.
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