DE102012024717A1 - Vehicle has liquefied petroleum gas tank for accommodating liquefied petroleum gas as fuel for internal combustion engine of vehicle and overpressure discharge line for discharging vaporized gas, which is connected with gas tank - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Flüssiggastank nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrzeugs.The invention relates to a vehicle having a liquefied gas tank according to the type defined in greater detail in the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for operating such a vehicle.
Die Verwendung von Flüssiggas zum Antreiben von Fahrzeugen ist aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Typischerweise wird das Flüssiggas dabei in einem Flüssiggastank unter Druck in dem Fahrzeug vorgehalten. Das Flüssiggas kann dann als alleiniger Treibstoff oder als einer von mehreren Treibstoffen, typischerweise in Ergänzung zu Benzin, in dem Fahrzeug eingesetzt werden.The use of LPG to propel vehicles is well known in the art. Typically, the liquefied gas is stored in a liquefied gas tank under pressure in the vehicle. The LPG may then be used as the sole fuel or as one of several fuels, typically in addition to gasoline, in the vehicle.
Nun ist es bei Fahrzeugen mit Flüssiggastanks für so, dass eine Erwärmung des Flüssiggases nicht immer und unter allen Umständen im Stillstand des Fahrzeugs ausgeschlossen werden kann. Durch das verdampfte Flüssiggas bildet sich ein Druckpolster über dem noch flüssigen Gas, was zu einem erhöhten Druck in dem Flüssiggastank führt. Das verdampfte Gas, welches auch als Boil-off-Gas bezeichnet wird, kann in dem Tank bei sehr starker Erwärmung einen so starken Druckanstieg auslösen, dass es abgelassen werden muss, um kein Sicherheitsrisiko darzustellen.Now it is for vehicles with LPG tanks for so that a warming of the liquefied gas can not always be excluded and under all circumstances at a standstill of the vehicle. The vaporized liquid gas forms a pressure cushion over the still liquid gas, which leads to an increased pressure in the liquefied gas tank. The vaporized gas, which is also referred to as boil-off gas, can cause such a strong increase in pressure in the tank at very high temperatures that it must be drained off in order not to pose a safety risk.
Typischerweise wird das Gas dabei über eine Überdruckablassleitung aus dem Gas abgeblasen und gelangt in die Umgebung. Nun ist es jedoch so, dass beispielsweise Methan einen extrem hohen Treibhausfaktor im Vergleich zu CO2 hat und damit für die Umwelt sehr schädlich ist. Beim Ablassen des Boil-off-Gas gelangt jedoch genau dieses Gas in die Umgebung und führt damit zu entsprechenden Umweltschäden.Typically, the gas is blown off via an overpressure discharge line from the gas and enters the environment. However, methane, for example, has an extremely high greenhouse factor compared to CO 2 and is therefore very damaging to the environment. When draining the boil-off gas, however, just this gas gets into the environment and thus leads to corresponding environmental damage.
Um dies zu verhindern und das Ablassen von Methan an die Umgebung zu unterbinden ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, dass das Boil-off-Gas aus der Überdruckablassleitung oxidiert wird, um so die Emissionen an Gas zu reduzieren. Der Nachteil ist dabei, dass das Gas ungenutzt verbrannt wird, und dass auch die Abgase der Verbrennung die Umwelt entsprechend schädigen, wenn auch nicht in dem extremen Maße, wie das direkt abgelassene Methan.In order to prevent this and to prevent the discharge of methane to the environment, it is known from the general state of the art that the boil-off gas from the overpressure discharge line is oxidized so as to reduce the emissions of gas. The disadvantage is that the gas is burned unused, and that the exhaust gases of the combustion damage the environment accordingly, albeit not to the extreme extent, such as the directly drained methane.
Aus dem Bereich der Schiffsantriebe ist es für den Antriebsfall beispielsweise aus der
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Fahrzeug anzugeben, welches die oben genannten Nachteile hinsichtlich der umweltschädlichen Emissionen verringert.The object of the present invention is now to provide a vehicle which reduces the above-mentioned disadvantages in terms of environmentally harmful emissions.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Fahrzeug mit den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich aus den abhängigen Unteransprüchen. Außerdem löst ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrzeugs die Aufgabe. Auch hier ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens aus den abhängigen Unteransprüchen.This object is achieved by the vehicle according to the invention with the features in the characterizing part of claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the vehicle according to the invention will become apparent from the dependent claims. In addition, a method of operating such a vehicle solves the problem. Here, too, advantageous developments of the method result from the dependent subclaims.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug ist es vorgesehen, dass neben dem Flüssiggastank ein zusätzlicher Gastank in dem Fahrzeug vorhanden ist. Dieser zusätzliche Gastank ist mit der Überdruckablassleitung des Flüssiggastanks verbunden. Er kann so, zumindest im Stillstand des Fahrzeugs, selbsttätig verdampfendes Flüssiggas, das sogenannte Natural-Boil-off-Gas, aufnehmen. Hierdurch lassen sich Emissionen von verdampftem Flüssiggas an die Umgebung verhindern, zumindest solange, wie die Aufnahmekapazität des Gastanks ausreicht.In the vehicle according to the invention, it is provided that an additional gas tank is present in the vehicle in addition to the liquefied gas tank. This additional gas tank is connected to the overpressure discharge line of the LPG tank. He can so, at least when the vehicle is stopped, automatically evaporating liquefied gas, the so-called natural boil-off gas record. This can prevent emissions of evaporated LPG to the environment, at least as long as the capacity of the gas tank sufficient.
Gemäß einer besonders günstigen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist es ferner vorgesehen, dass zwischen der Überdruckablassleitung und dem Gastank ein Gasverdichter angeordnet ist. Über einen solchen Verdichter kann das Boil-off-Gas, welches aus dem Flüssiggastank austritt, verdichtet und in verdichteter Form in dem Gastank gespeichert werden. Als Gastank kann dann beispielsweise ein Gastank eingesetzt werden, wie er beim Betrieb von Fahrzeugen mit komprimiertem Erdgas üblich ist. Durch die Kompression des Boil-off-Gas ist dabei eine vergleichsweise große Menge an Gas in einem hinsichtlich seines Volumens eher kleinen Gastank zwischenspeicherbar, sodass hierdurch ein erheblicher Bauraumvorteil entsteht.According to a particularly advantageous development of the vehicle according to the invention, it is further provided that a gas compressor is arranged between the overpressure discharge line and the gas tank. About such a compressor, the boil-off gas, which exits the liquefied gas tank, compressed and stored in a compressed form in the gas tank. As a gas tank then, for example, a gas tank can be used, as is common in the operation of vehicles with compressed natural gas. Due to the compression of the boil-off gas, a comparatively large amount of gas can be temporarily stored in a rather small gas tank in terms of its volume, so that a considerable space advantage is created as a result.
In einer weiteren sehr günstigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrzeugs kann es außerdem vorgesehen sein, dass der Gastank als Brennstoffquelle mit dem Verbrennungsmotor verbindbar ist. Diese besonders günstige und vorteilhafte Weiterbildung des Fahrzeugs ermöglicht es, dass das in dem Gastank während des Stillstands des Fahrzeugs zwischengespeicherte Gas später dem Verbrennungsmotor zugeleitet und in diesem entsprechend umgesetzt wird.In a further very favorable refinement of the vehicle according to the invention, it can also be provided that the gas tank can be connected as a fuel source to the internal combustion engine. This particularly favorable and advantageous development of the vehicle makes it possible for the gas cached in the gas tank during the stoppage of the vehicle to be fed later to the internal combustion engine and converted accordingly.
Alternativ dazu könnte auch eine Entleerung des Gastanks beispielsweise während der Betankung des Flüssiggastanks mit Flüssiggas oder dergleichen vorgesehen sein. Auch diese Vorgehensweise ist im Prinzip denkbar und könnte zu einer Nutzung des in dem Gastank zwischengespeicherten Boil-off-Gas führen.Alternatively, an emptying of the gas tank, for example during the Refueling of the liquid gas tank may be provided with LPG or the like. This procedure is conceivable in principle and could lead to a use of cached in the gas tank boil-off gas.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrzeugs sieht es vor, dass im Stillstand des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs über die Überdruckleitung und das Überdruckventil abströmendes selbsttätig verdampftes Flüssiggas in dem Gastank gespeichert wird. In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens kann es entsprechend vorgesehen sein, dass im Betrieb des Verbrennungsmotors in dem Fahrzeug der Gastank mit dem Verbrennungsmotor verbunden wird, bis sein Inhalt aufgebraucht ist. Hierdurch entsteht eine optimale Nutzung des Boil-off-Gas einerseits und andererseits steht der Gastank dann für die nächste Stillstandsphase wieder vollständig leer zur Aufnahme einer möglichst großen Menge an Boil-off-Gas zur Verfügung.The inventive method for operating such a vehicle provides that at standstill of the internal combustion engine of the vehicle via the pressure relief line and the pressure relief valve effluent self-evaporated liquefied gas is stored in the gas tank. In an advantageous development of the method, it may accordingly be provided that, during operation of the internal combustion engine in the vehicle, the gas tank is connected to the internal combustion engine until its contents have been used up. This results in optimal use of the boil-off gas on the one hand and on the other hand, the gas tank is then completely empty again for the next downtime phase to accommodate the largest possible amount of boil-off gas available.
In bestimmten Situationen kann es auch dazu kommen, dass der Gastank bereits voll ist, während weiteres Boil-off-Gas in dem Flüssiggastank entsteht und für einen kritischen Überdruck sorgt. In dieser besonderen Situation ist es dann vorgesehen, dass beim Erreichen eines vorgegebenen Druckniveaus im Gastank und einem Überdruck in dem Flüssiggastank über ein weiteres Überdruckventil Gas an die Umgebung abgelassen wird. Der Aufbau kann beispielsweise so realisiert werden, dass im Bereich der Überdruckleitung vor dem Kompressor ein Überdruckventil angeordnet ist, welches ab einem bestimmten Druck in dem Gastank öffnet. Ab einem Druckwert, welcher einen vollen Gastank anzeigt, wird dieses Ventil entsprechend geöffnet. Kommt es nun zu einem Ansprechen des Überdruckventils in der Überdruckleitung, dann kann durch das geöffnete weitere Überdruckventil das Gas an die Umgebung abströmen. Dies ist im Prinzip unerwünscht, ist aus Sicherheitsgründen jedoch notwendig. Ein Abströmen von Gas an die Umgebung wird jedoch bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeug bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren nur in seltenen Ausnahmefällen notwendig sein, sodass die Belastung der Umwelt durch das abströmende Boil-off-Gas gegenüber herkömmlichen Aufbauten und Verfahren deutlich reduziert werden kann.In certain situations, it may happen that the gas tank is already full, while further boil-off gas is generated in the liquefied gas tank and provides for a critical overpressure. In this particular situation, it is then provided that gas is discharged to the environment when a predetermined pressure level in the gas tank and an overpressure in the liquefied gas tank via another pressure relief valve. The structure can for example be realized so that in the region of the pressure line upstream of the compressor, a pressure relief valve is arranged, which opens from a certain pressure in the gas tank. From a pressure value indicating a full gas tank, this valve is opened accordingly. If it now comes to a response of the pressure relief valve in the pressure line, then the gas can flow through the open further pressure relief valve to the environment. This is undesirable in principle, but is necessary for security reasons. However, an outflow of gas to the environment will be necessary in the vehicle according to the invention or the method according to the invention only in rare exceptional cases, so that the burden on the environment by the outflowing boil-off gas over conventional structures and methods can be significantly reduced.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sowie des Verfahrens zum Betreiben des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments of the vehicle according to the invention and the method for operating the vehicle according to the invention will become apparent from the embodiment, which is described below with reference to the figure.
Die einzige beigefügte Figur zeigt ein prinzipmäßig angedeutetes Fahrzeug in einem Aufbau gemäß der Erfindung.The sole accompanying figure shows a principle indicated vehicle in a structure according to the invention.
In der Darstellung der
Über ein Rückschlagventil
In der Darstellung der einzigen beigefügten Figur ist außerdem ein weiteres Überdruckventil
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