專利名稱：用于機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)及用于油箱系統(tǒng)的操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)，包括設(shè)計(jì)成填充有天然氣的至少一個(gè)第一壓縮氣體容器。本發(fā)明還涉及用于所述類型油箱系統(tǒng)的操作方法，在該方法中，油箱系統(tǒng)的至少一個(gè)第一壓縮氣體容器填充有天然氣。
背景技術(shù)：
長(zhǎng)期以來(lái)，利用天然氣操作的車輛已經(jīng)為人所知。盡管在價(jià)格和環(huán)境相容性方面，天然氣均優(yōu)于汽油和柴油兩者，但利用天然氣操作的車輛在全部已注冊(cè)車輛的總數(shù)中僅占據(jù)微不足道的部分。這具體地是因?yàn)橛糜谔烊粴獾娜剂瞎?yīng)站明顯地少于用于汽油和柴油的燃料供應(yīng)站這一事實(shí)，因此車主想轉(zhuǎn)換到天然氣的意愿非常低。為解決所述問(wèn)題，從日本專利2002257618A已知油箱能夠填充天然氣(CNG-壓縮天然氣)或液化氣(LPG-液化石油氣)。雖然這樣增強(qiáng)了車輛的適應(yīng)性，但這也要基于某些條件。例如，天然氣在大約200bar的壓力下存儲(chǔ),而液化氣在大約10到15bar的壓力下存儲(chǔ)。這意味著填充天然氣的油箱不能輕易地再填充液化氣。這僅在油箱中的壓力已降至10到15bar以下時(shí)是可能的。如所清楚明了的，由此，看似獲得的適應(yīng)性在實(shí)踐中是非常受限的。此外，用天然氣且還用汽油兩者來(lái)操作車輛是眾所周知的。為此，所述車輛具有大約10到15升存儲(chǔ)容量的單獨(dú)的油箱。雖然這樣可以受益于非常密集的用于汽油的燃料供應(yīng)站網(wǎng)絡(luò)，但為此需要提供具有單獨(dú)的管線、泵等等的完整汽油箱系統(tǒng)，這首先限制了談到的車輛中的空間可用性，并且其次導(dǎo)致這樣的車輛的增加的購(gòu)買成本。因此，潛在用戶很少購(gòu)買這樣的車輛。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是列出一種改進(jìn)的油箱系統(tǒng)以及改進(jìn)的用于該油箱系統(tǒng)的操作方法。具體地，尋求增大氣體操作車輛在日常使用中的適應(yīng)性并由此明顯地增大使用者的接受性，而不需要單獨(dú)的汽油箱。通過(guò)前文部分中所述類型的油箱系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，該油箱系統(tǒng)包括被設(shè)計(jì)成填充有天然氣和/或液化氣的至少一個(gè)第二壓縮氣體容器。此外，通過(guò)前文部分中所列舉的類型的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，在該方法中，油箱系統(tǒng)的至少一個(gè)第二壓縮氣體容器填充有天然氣和/或液化氣。這樣，即使當(dāng)相當(dāng)數(shù)量的天然氣仍儲(chǔ)存在車輛中、具體地儲(chǔ)存在第一壓縮氣體容器中時(shí)，車輛可以加注液化氣燃料。不言而喻地，兩個(gè)壓縮氣體容器也可以都只填充天然氣。藉此，通過(guò)所陳述措施，至少明顯地增大了車輛的適應(yīng)性并由此提高了使用者的接受性，而不需要單獨(dú)的用于汽油的油箱系統(tǒng)。本發(fā)明的進(jìn)一步有利的實(shí)施方式和改進(jìn)方案從從屬權(quán)利要求以及結(jié)合附圖從說(shuō)明書中將變得清楚。
可取地，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器小于所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器。由此，促進(jìn)了第二壓縮氣體容器的快速排空，并因而促進(jìn)了用液化氣及早續(xù)加燃料的可能性。然而不言而喻地，第一和第二壓縮氣體容器也可以具有相同尺寸，或者甚至第二壓縮氣體容器可以大于第一壓縮氣體容器。這樣，能夠增大以液化氣操作的車輛的范圍。有利地，第二壓縮氣體容器包括在其上部區(qū)域中的第一抽氣管和在其下部區(qū)域中的第二抽氣管。如果天然氣和液化氣的混合物儲(chǔ)存在第二壓縮氣體容器中，則可以從第二壓縮氣體容器針對(duì)性地通過(guò)兩個(gè)抽氣管來(lái)抽取天然氣或液化氣。由于不同的比重，天然氣聚集在壓縮氣體容器的上部區(qū)域中，而液化氣聚集在下部區(qū)域中。此外有利地，至少一個(gè)第二壓縮氣體容器包括高度可調(diào)的抽氣管。這是從第二壓縮氣體容器針對(duì)性地抽取天然氣或液化氣的另一可能性。如果抽氣管處于第二壓縮氣體容器的上部區(qū)域中，則抽取天然氣，而如果抽氣管處于下部區(qū)域中，則抽取液化氣。可取地，至少一個(gè)第一壓縮氣體容器和至少一個(gè)第二壓縮氣體容器包括分開的抽氣管。這樣，可以針對(duì)性地排空特定的壓縮氣體容器。此外可取地，至少一個(gè)第一壓縮氣體容器分配用于天然氣的加注口頸，至少一個(gè)第二壓縮氣體容器分配用于天然氣的加注口頸以及用于液化氣的加注口頸。這里優(yōu)選地，僅提供單個(gè)用于天然氣的加注口頸用于兩個(gè)壓縮氣體容器。這樣，可以利用用于天然氣和液化氣的不同的連接系統(tǒng)。此外可取地，油箱系統(tǒng)包括布置在與至少一個(gè)第二壓縮氣體容器相連的抽提管線的路線中的流體分離器。這樣，可以防止將天然氣和液化氣以混合形式引導(dǎo)離開油箱系統(tǒng)，因?yàn)樵诹黧w分離器中分離出液化氣。有利地，至少一個(gè)第二壓縮氣體容器包括加熱設(shè)備。這樣，能夠從第二壓縮氣體容器以氣態(tài)蒸發(fā)和抽取液化氣。加熱設(shè)備可例如是電操作的。然而，此外在本情況中特別有利地，加熱設(shè)備被設(shè)計(jì)用于聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)和/或燃料電池。加熱設(shè)備可例如設(shè)計(jì)成聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)的和/或燃料電池的冷卻系統(tǒng)。此外，加熱設(shè)備可設(shè)計(jì)用于聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)的和/或燃料電池的排氣系統(tǒng)。這樣，加熱設(shè)備不需要消耗附加的能量，因?yàn)閮H使用了內(nèi)燃機(jī)的和/或燃料電池的廢熱?？扇〉?，優(yōu)先排空至少一個(gè)第二壓縮氣體容器。這樣，不僅能夠盡可能快地執(zhí)行續(xù)加天然氣燃料，而且能夠盡可能快地執(zhí)行續(xù)加液化氣燃料。就此而論，此外可取地，至少一個(gè)第二壓縮氣體容器的殘壓降低到低于15bar，具體地低于5bar。這樣，不必完全排空第二壓縮氣體容器以便允許續(xù)加液化氣燃料。有利地，通過(guò)儲(chǔ)存在至少一個(gè)第一壓縮氣體容器中的天然氣的壓力能來(lái)執(zhí)行至少一個(gè)第二壓縮氣體容器中的減壓。這樣，第二壓縮氣體容器的排空不需要消耗附加的能量。就此而論，特別有利地，通過(guò)由天然氣驅(qū)動(dòng)的抽吸射流泵來(lái)執(zhí)行減壓。為此，至少一個(gè)第一壓縮氣體容器連接到抽吸射流泵的推進(jìn)劑噴嘴，并且至少一個(gè)第二壓縮氣體容器連接到抽吸射流泵的吸氣口。抽吸射流泵包括布置在在管線中的推進(jìn)劑噴嘴并且包括混合管，所述混合管布置在推進(jìn)劑噴嘴的下游并且形成或連接到在流動(dòng)路線中定位在推進(jìn)劑噴嘴出口孔上游的吸氣口。由于所產(chǎn)生的從推進(jìn)劑噴嘴排出的流體的負(fù)壓，液體和氣體通過(guò)吸氣口被抽吸到混合管中。例如，在德國(guó)專利DE 198 35 157中公開了所述類型的抽吸射流泵的示例。
本發(fā)明的上述實(shí)施方式和改進(jìn)方案可以以任意期望的方式組合。


基于在附圖的示意圖中所示的示例性實(shí)施例，將在下面更為詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，在圖中:圖1示出了示例性的油箱系統(tǒng)的回路框圖；圖2示出了具有兩個(gè)抽氣管的壓縮氣體容器；并且圖3示出了具有高度可調(diào)的抽氣管的壓縮氣體容器。
具體實(shí)施例方式圖1示出了用于機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)1，具有第一壓縮氣體容器2并具有第二壓縮氣體容器3。這兩個(gè)壓縮氣體容器2和3在各情況中分別分配一個(gè)切斷閥4和5。此外，第一壓縮氣體容器2被分配用于天然氣的加注口頸6，并且第二壓縮氣體容器3被分配用于天然氣的加注口頸6和用于液化氣的加注口頸7。具體地，油箱系統(tǒng)I包括用于天然氣的單獨(dú)的加注口頸6，該單獨(dú)的加注口頸6能夠用于壓縮氣體容器2和3兩者。此外，油箱系統(tǒng)包括多路閥8和流體分離器9，流體分離器9布置在與第二壓縮氣體容器3相連的抽提管線的路線中。此外，油箱系統(tǒng)I包括另一切斷閥10、調(diào)壓閥11、分配到第二壓縮氣體容器3的加熱設(shè)備13和抽吸射流泵14。這里，第一壓縮氣體容器2連接到抽吸射流泵14的推進(jìn)劑噴嘴，并且至少一個(gè)第二壓縮氣體容器3連接到抽吸射流泵14的吸氣口。如從圖1能夠看到的，油箱系統(tǒng)I連接到內(nèi)燃機(jī)12。所述油箱系統(tǒng)I的功能如下:在正常操作中，第一壓縮氣體容器2經(jīng)由加注口頸6被填充大約200bar壓力下的天然氣。為此，打開閥4并且閉合閥10。多路閥8移動(dòng)到其關(guān)閉來(lái)自加注口頸6的管線的位置。同樣地，第二壓縮氣體容器3能夠再次經(jīng)由加注口頸6被填充天然氣。為此，閉合閥4和10，而打開閥5。另外，多路閥8移動(dòng)到加注口頸6與第二壓縮氣體容器3相連的位置。替代地或另外地，第二壓縮氣體容器3能夠經(jīng)由加注口頸7被填充10到15bar壓力下的液化氣。這時(shí)，多路閥8移動(dòng)到第二壓縮氣體容器3與加注口頸7相連的位置。在第一示例中，現(xiàn)在采取壓縮氣體容器2和3兩者均被填充天然氣的情況作為起始點(diǎn)。借助于打開閥4和10，能夠以本身已知的方式操作內(nèi)燃機(jī)12，其中通過(guò)調(diào)壓閥11將壓力調(diào)節(jié)到適于內(nèi)燃機(jī)12的值。內(nèi)燃機(jī)12能夠這樣運(yùn)轉(zhuǎn)直到排空第一壓縮氣體容器2或殘壓已經(jīng)下降到大約ISbar。之后，借助于閉合閥4和/或10、打開閥5并且將多路閥切換到流體分離器9，內(nèi)燃機(jī)12能夠從第二壓縮氣體容器3操作直到同樣地排空后者或者殘壓已經(jīng)降低到大約18bar。不言而喻，也可同時(shí)從壓縮氣體容器2和3兩者供應(yīng)內(nèi)燃機(jī)。現(xiàn)在，車輛可以再次加注天然氣燃料。但是，在所述的狀態(tài)中，加注液化氣燃料是不可能的，因?yàn)榈诙嚎s氣體容器3中的壓力大約為18bar，由此，其高于發(fā)生液化氣燃料加注過(guò)程下的壓力(大約為10到15bar)。
因此，現(xiàn)在將描述替代方案，其中再次采取壓縮氣體容器2和3兩者均被填充天然氣的情況作為起始點(diǎn)。但是，現(xiàn)在優(yōu)先排空第二壓縮氣體容器3。當(dāng)所述第二壓縮氣體容器中的殘壓大約為ISbar時(shí)，多路閥8被切換使得抽吸射流泵14連接到流體分離器9。在所述狀態(tài)下，第一壓縮氣體容器2被排空，但是同樣地通過(guò)抽吸射流泵14繼續(xù)從第二壓縮氣體容器3抽取天然氣。這樣，第二壓縮氣體容器3中的壓力降低到低于15bar，優(yōu)選地降低到低于IObar并且更優(yōu)選地降低到低于5bar。這里，由此通過(guò)儲(chǔ)存在第一壓縮氣體容器2中的天然氣的壓力能來(lái)實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)第二壓縮氣體容器3中的減壓。當(dāng)?shù)诙嚎s氣體容器3中的壓力已經(jīng)下降時(shí)，如上所述，能夠直接經(jīng)由閥4來(lái)進(jìn)一步排空第一壓縮氣體容器2?，F(xiàn)在，第二壓縮氣體容器3中的壓力有利地低于液化氣填充過(guò)程中的壓力水平。也就是說(shuō)，現(xiàn)在第二壓縮氣體容器3也被填充液化氣。這樣，顯著地增大了油箱系統(tǒng)I的適應(yīng)性。如果重新加注液化氣燃料，則天然氣和液化氣的混合物存儲(chǔ)在第二壓縮氣體容器3中。為能夠針對(duì)性地從第二壓縮氣體容器3抽取天然氣或液化氣，如圖2中所示，第二壓縮氣體容器3包括在其上部區(qū)域中的第一抽氣管和在其下部區(qū)域中的第二抽氣管。由于不同的比重，現(xiàn)在可以經(jīng)由閥5a抽取天然氣且經(jīng)由閥5b抽取液化氣。替代地，第二壓縮氣體容器3為此還可包括如圖3中所示的高度可調(diào)的抽氣管15。如果抽氣管15位于第二壓縮氣體容器3的上部區(qū)域中，則抽取天然氣，而如果抽氣管位于下部區(qū)域中，則抽取液化氣。在上述示例中，已經(jīng)假設(shè)油箱系統(tǒng)I被提供用于內(nèi)燃機(jī)12的供給源。但是，這并不是必需的；例如，代替內(nèi)燃機(jī)12或除內(nèi)燃機(jī)12之外，還可以提供燃料電池。這里，該油箱系統(tǒng)具體地適用于機(jī)動(dòng)車輛。其具體的優(yōu)點(diǎn)在于可利用銷售天然氣的燃料供應(yīng)站以及銷售液化氣的燃料供應(yīng)站兩者。由此，大大地增強(qiáng)了車輛適應(yīng)性并由此也增大了使用者的接受性。在另一變型例中，加熱第二壓縮氣體容器3以便增強(qiáng)液化氣的抽出。由于加熱，蒸汽壓力上升，并且能夠具體地經(jīng)由同樣被提供用于抽出天然氣的管線以氣態(tài)形式抽取液化氣。然后，如圖2中所示的分開的抽氣管或如圖3中所示的高度可調(diào)的抽氣管15不是不可或缺的?？赏ㄟ^(guò)與內(nèi)燃機(jī)12和/或燃料電池相聯(lián)的加熱設(shè)備13實(shí)現(xiàn)該加熱。例如，可利用內(nèi)燃機(jī)12的和/或燃料電池的冷卻系統(tǒng)的廢熱來(lái)加熱第二壓縮氣體容器3。替代地或另外地，還可以利用內(nèi)燃機(jī)12的和/或燃料電池的排氣中包含的能量來(lái)加熱第二壓縮氣體容器3。因此，加熱設(shè)備13可聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)12的和/或燃料電池的冷卻系統(tǒng)或聯(lián)接到其排氣系統(tǒng)。最后，應(yīng)指出，圖中的部件可能不是按比例示出，并且圖中示出的各個(gè)變型例還可形成獨(dú)立發(fā)明的主題。諸如“右”、“左”、“上”、“下”等空間限定涉及各個(gè)部件的圖示位置，并且在列舉的位置變化時(shí)應(yīng)適當(dāng)?shù)卦谒季S上適應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種用于機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)(I)，包括設(shè)計(jì)成填充有天然氣的至少一個(gè)第一壓縮氣體容器⑵， 其特征在于 設(shè)計(jì)成填充有天然氣和/或液化氣的至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)小于所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)包括在其上部區(qū)域中的第一抽氣管(5a)和在其下部區(qū)域中的第二抽氣管(5b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)包括高度可調(diào)的抽氣管(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)和所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)包括分開的抽氣管(4，5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)分配有用于天然氣的加注口頸￠)，并且所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)分配有用于天然氣的加注口頸(6)和用于液化氣的加注口頸(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于流體分離器(9)，所述流體分離器(9)布置在與所述 至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)相連的抽提管線的路線中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)包括加熱設(shè)備(13)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述加熱設(shè)備(13)設(shè)計(jì)成用于聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)(12)和/或燃料電池。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述加熱設(shè)備(13)設(shè)計(jì)成用于聯(lián)接到所述內(nèi)燃機(jī)(12)的和/或所述燃料電池的冷卻系統(tǒng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述加熱設(shè)備(13)設(shè)計(jì)成用于聯(lián)接到所述內(nèi)燃機(jī)(12)的和/或所述燃料電池的排氣系統(tǒng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油箱系統(tǒng)(I)，其特征在于，所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)連接到抽吸射流泵(14)的推進(jìn)劑噴嘴，并且所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)連接到所述抽吸射流泵(14)的吸氣口。
13.一種具有內(nèi)燃機(jī)(12)和/或燃料電池的機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求1的油箱系統(tǒng)(I)，所述油箱系統(tǒng)(I)設(shè)計(jì)成將天然氣和/或液化氣供給到所述內(nèi)燃機(jī)(12)和/或所述燃料電池。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的機(jī)動(dòng)車輛，其特征在于根據(jù)權(quán)利要求9的油箱系統(tǒng)(1)，其中所述加熱設(shè)備(13)聯(lián)接到所述內(nèi)燃機(jī)(12)和/或燃料電池。
15.一種用于操作機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)(I)的方法，在所述方法中，所述油箱系統(tǒng)(I)的至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)填充有天然氣， 其特征在于， 所述油箱系統(tǒng)(I)的至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)填充有天然氣和/或液化氣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，優(yōu)先地排空所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器⑶。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)的殘壓降低到低于15bar,具體地低于5bar。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，通過(guò)儲(chǔ)存在所述至少一個(gè)第一壓縮氣體容器(2)中的天然氣的壓力能來(lái)執(zhí)行在所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)中的減壓。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，通過(guò)由天然氣驅(qū)動(dòng)的抽吸射流泵(14)來(lái)執(zhí)行所述減壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，加熱所述至少一個(gè)第二壓縮氣體容器(3)用于抽取液化氣。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，通過(guò)來(lái)自內(nèi)燃機(jī)的廢熱實(shí)現(xiàn)所述加熱，其中，利用來(lái)自所述壓縮氣體 容器(2，3)的氣體來(lái)操作所述內(nèi)燃機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明列舉了一種用于機(jī)動(dòng)車輛的油箱系統(tǒng)(1)以及用于該油箱系統(tǒng)(1)的操作方法。油箱系統(tǒng)(1)包括用于天然氣的第一壓縮氣體容器(2)和用于天然氣和/或液化氣的第二壓縮氣體容器(3)。
文檔編號(hào)F17C5/00GK103090178SQ20121041134
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者W.林特納, P.普徹 申請(qǐng)人:馬格納斯泰爾汽車技術(shù)兩合公司