[发明专利]汽车油箱内低温燃料的充注/提取装置

说明书

本发明涉及一种用于将处于气态和液态的低温燃料注入油箱或从油箱提出的装置，它有一调节器和一根充注/提取导管。

这种类型的油箱是真空隔热的储存容器，其中储存低温液化气(低温介质)。液化气使用于固定式燃烧设备或汽车上，它们用燃料如氢或甲烷运行。燃料低温液化，以便以高的储存密度存储在这种油箱内。

低温液化燃料通过热渗透被加热，这种热渗透穿过真空隔热装置、内罐吊挂和内罐的导管进入。由于这种加热使部分液化燃料汽化，从而提高了油箱的内压。其结果是在达到为此所确定的压力水平时最终导致起动油箱安全阀。油箱安全阀防止破坏油箱，由于过压会造成这种破坏。为了预防在汽车运行期间起动油箱安全阀，试图将油箱的内压降到一个非危急的水平。

为了降低油箱的内压，已知采用所谓省油器开关。此开关设两根导管，通过它们此开关可释放和闭合配属的阀。

第一根导管终止在油箱上部并与气态的燃料接触。第二根导管终止在油箱下部并与液态的燃料接触。在汽车具有一个高于规定的压力水平的油箱内压运行时，上部第一根导管的阀打开。从油箱取出气态的燃料，由此达到快速降压。

若油箱内压通过这种压力下降达到了一个接近于为克服油箱与消耗器之间导管组件(阀、换热器、管弯头等)的压力损失所需的最小工作压力的水平时，上部第一导管的阀闭合，而下部的第二导管的阀打开。从现在起从油箱提取液态燃料，因此只有降低了的压差。

这种用于保证向消耗器供应低温介质的已知系统值得改进。为了对它进行控制需要一电的压力传感器，它可以根据压力开关阀门。此外，需要一根上部的和一根下部的通入油箱的导管。这导致增加向油箱内的热渗透，因为外界的热经导管外表穿过真空隔热装置传入油箱内。

已知系统中的另一个问题发生在提取燃料时。若提取燃料在原本高的内压的情况下开始，则燃料经上部第一导管进行提取。最后在油箱内压下降时从通过上部导管的提取转换为经下部导管进行。由此导致对燃料供应的干扰，因为在导管内起先存在的是热的气体，它以比较高的压力损失流向消耗器。只有在此导管由于液态的提取而降温时，才减少压力损失以及可按规定向消耗器供应燃料。

因此本发明的目的是按这样的方式设计和改进前言所提及的和在上面所介绍的装置，即，它可以只有小量的热渗透进入油箱。此外值得追求的是，为了从气态转换到液态取消电子辅助机构以及能按规定向消耗器供应燃料。

按本发明此目的借助于这样一种装置达到，即它在油箱内的调节器有一油箱阀以及只有充注/提取导管才从油箱内部向外引出。

由于只还有一根充注/提取导管直接从油箱内部向外引出，所以减少了穿过真空隔热装置引入油箱内的导管数量。在先有技术中，在两者都从油箱内向外引出的上部和下部充注/提取管的地方，现在只还存在唯一的一根导管。由此可靠地降低了向油箱内的热渗透。

按本发明的另一项规定，油箱阀设在油箱下部，尤其在油箱底上，所以直至油箱的剩余液位它仍始终与液态燃料接触。

本发明另一项最佳设计规定，一根在上部的和一根在下部的充注/提取管通过油箱内的连接段与充注/提取导管连接。采用这种布局可经由充注/提取导管从油箱按选择通过上部充注/提取管提取气态燃料或通过下部充注/提取管提取液态燃料。这尤其适用于在油箱阀通过下部充注/提取管与连接段连通的情况下。

按本发明的一种最佳实施形式，此连接段设计成T形。

为了从油箱提取液态和气态燃料，有利的是，通过上部充注/提取管只提取气态燃料，而通过下部充注/提取管只提取液态燃料。

这一方面通过设在油箱底上的油箱阀达到。所以此油箱阀直至达到油箱内的一个剩余液位时仍与处于液态的燃料接触。另一方面通过对上部充注/提取管作这种方式的设计也支持了这种分别提取，亦即它终止在油箱的上部区内，在那里燃料通常处于气相。

此外，此充注/提取装置在流动技术上是最佳的。在油箱阀进口与连接段之间的流动阻力与提取的最大质量流量相匹配。由此达到在油箱阀打开时在连接段内的压力决不会降低到要经上部充注/提取管提取气体的程度。

按本发明的另一项规定，油箱阀是一种机械式的阀。采用机械式油箱阀使得此调节器与电子控制无关。

为使油箱阀结构简单，此油箱阀有一个围绕着阀室的阀门外壳，它可通过出口与下部的充注/提取管连通，并通过可用阀盖封闭的进口与油箱内腔连通。

若阀盖弹性加载地与阀门外壳连接，则阀盖的闭合和开启取决于油箱的内压和弹性构件的弹性力。作为弹性构件优先采用螺旋弹簧。

原则上可设想通过“外来气体”调整转换压力。