DE102016014927A1 - Fuel system with a tank for storing LPG as fuel - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem (28), insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Tank (30) zum Speichern von Flüssiggas (32) als Kraftstoff, und mit einer Pumpeinrichtung (36) zum Fördern des Flüssiggases (32) zu einer Verbrennungskraftmaschine (38), insbesondere des Kraftwagens. Das Kraftstoffsystem (28) umfasst Mittel (48) zum Erhöhen eines Drucks des Flüssiggases (32) zumindest in einem Bereich des Kraftstoffsystems (28), welcher mit einer Saugseite (40) der Pumpeinrichtung (36) fluidisch gekoppelt ist.The invention relates to a fuel system (28), in particular for a motor vehicle, having a tank (30) for storing liquefied gas (32) as fuel, and having a pump device (36) for conveying the liquefied gas (32) to an internal combustion engine (38). , especially of the motor vehicle. The fuel system (28) comprises means (48) for increasing a pressure of the liquefied gas (32) at least in a region of the fuel system (28) which is fluidically coupled to a suction side (40) of the pumping device (36).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftstoffsystem mit einem Tank zum Speichern von Flüssiggas als Kraftstoff und mit einer Pumpeinrichtung zum Fördern des Flüssiggases zu einer Verbrennungskraftmaschine.The invention relates to a fuel system with a tank for storing LPG as fuel and with a pumping device for conveying the liquefied gas to an internal combustion engine.

Zukünftig wird es immer mehr Fahrzeuge geben, welche mit tiefkalten Kraftstoffen in Form von Flüssiggas betrieben werden. Beispielsweise kommt als solcher flüssiger, tiefkalter Kraftstoff Flüssigerdgas beziehungsweise LNG (LNG, liquefied natural gas, verflüssigtes natürliches Gas) zum Einsatz, welches überwiegend aus Methan besteht. Im Folgenden wird insbesondere der Begriff LNG stellvertretend für flüssige tiefkalte Kraftstoffe verwendet, also für Flüssiggas, welches nur bei sehr niedrigen Temperaturen in der Flüssigphase vorliegt. Betrachtet man die Temperatur in einem Tank zum Speichern von LNG, in welchem LNG in der flüssigen Phase vorliegt, dann liegt diese Temperatur beispielsweise bei etwa –160 Grad Celsius, sofern in dem Tank Umgebungsdruck herrscht. Insbesondere bei derart niedrigen Drücken muss also die Temperatur des LNC besonders gering sein, damit sich das LNG unterhalb des Siedepunkts befindet. Eine Speicherung des LNG bei niedrigen Drücken stellt jedoch für das Kraftstoffsystem neue Herausforderungen dar.In the future, there will be more and more vehicles, which are operated with cryogenic fuels in the form of LPG. For example, such as liquid, cryogenic fuel liquefied natural gas or LNG (LNG, liquefied natural gas, liquefied natural gas) is used, which consists predominantly of methane. In the following, the term LNG is used in particular for liquid cryogenic fuels, ie for liquefied gas, which is present only at very low temperatures in the liquid phase. Considering the temperature in a tank for storing LNG, in which LNG is in the liquid phase, then this temperature is for example about -160 degrees Celsius, if there is ambient pressure in the tank. In particular, at such low pressures, the temperature of the LNC must be particularly low, so that the LNG is below the boiling point. However, storing the LNG at low pressures poses new challenges to the fuel system.

Zur Erläuterung dieser Herausforderungen wird auf die 1 verwiesen, welche stark schematisiert ein Kraftstoffsystem 10 mit einem Tank 12 zum Speichern von Flüssiggas 14 etwa in Form von LNG zeigt. Der Tank 12 des Kraftstoffsystems 10 ist in der Regel sehr gut isoliert, etwa indem der Tank 12 doppelwandig ausgeführt ist und sich zwischen den Wänden ein Vakuum herrscht. Des Weiteren kann zur Isolierung des Tanks 12 ein Hitzeschild vorgesehen sein. In den Tank 12 wird das kalte Flüssiggas 14 getankt und zwar meist bei einer Temperatur von etwa –130 Grad Celsius und einem Druck von etwa 8 bar. In dem Tank 12 bildet sich dann ein thermodynamisches Gleichgewicht entlang einer Siedelinie 16, welche in 2 in einem Druck-Enthalpie-Diagramm 18 beispielhaft für Methan veranschaulicht ist.To explain these challenges will be on the 1 referenced, which heavily schematized a fuel system 10 with a tank 12 for storing LPG 14 in the form of LNG, for example. The Tank 12 of the fuel system 10 is usually very well insulated, such as the tank 12 double-walled and there is a vacuum between the walls. Furthermore, to isolate the tank 12 be provided a heat shield. In the tank 12 becomes the cold LPG 14 fueled and usually at a temperature of about -130 degrees Celsius and a pressure of about 8 bar. In the tank 12 then forms a thermodynamic equilibrium along a boiling line 16 , what a 2 in a pressure-enthalpy diagram 18 exemplified by methane.

Gemäß 2 liegt links der Siedelinie 16 das Methan in der flüssigen Phase vor und rechts einer Taulinie 20 in der Gasphase, also als Dampf. Die Siedelinie 16 und die Taulinie 20 begrenzen einen Nassdampfbereich 22, in welchem mit zunehmender Enthalpie E der Flüssigkeitsgehalt des Dampfes ansteigt. Im Nassdampfbereich 22 verlaufen die Isothermen parallel zu einer Abszisse des Druck-Enthalpie-Diagramms 18, weil hier eine Wärmeaufnahme zum Überführen von zunehmend mehr Methan aus der flüssigen Phase in die Dampfphase oder Gasphase führt. Die Enthalpie E ist in KJ/kg auf der Abszisse aufgetragen, und der Druck P logarithmisch in bar auf einer Ordinate des Druck-Enthalpie-Diagramms 18.According to 2 lies to the left of the boiling line 16 the methane in the liquid phase before and right of a dew line 20 in the gas phase, ie as steam. The boiling line 16 and the dew line 20 limit a wet steam area 22 , in which with increasing enthalpy E, the liquid content of the vapor increases. In the wet steam area 22 The isotherms are parallel to an abscissa of the pressure-enthalpy diagram 18 because here a heat absorption leads to the transfer of increasingly more methane from the liquid phase to the vapor phase or gas phase. The enthalpy E is plotted in KJ / kg on the abscissa and the pressure P logarithmically in bar on an ordinate of the pressure-enthalpy diagram 18 ,

Das kalte Flüssiggas 14 beziehungsweise LNG wird in dem Tank 12 gelagert und erwärmt sich aufgrund der sehr guten Isolierung des Tanks üblicherweise lediglich minimal. Mit dem Ansteigen der Temperatur steigt bei dem Flüssiggas 14, welches sich im Hinblick auf den thermodynamischen Zustand auf der Siedelinie 16 befindet, jedoch auch der Druck P leicht an.The cold liquid gas 14 or LNG is in the tank 12 stored and heated due to the very good insulation of the tank usually only minimally. As the temperature rises, the liquefied gas increases 14 , which is in terms of the thermodynamic state on the boiling line 16 but also the pressure P is light.

Unmittelbar nach dem Betanken des Tanks 12 an einer Tankstelle liegt in dem Tank 12 dann das Flüssiggas 14 beispielsweise bei einem Druck P von 8 bar und einer Temperatur von –130 Grad Celsius vor. Für derartige Kraftstoffsysteme 10 wäre eine Betankung bei –145 Grad Celsius und etwa 3 bar wünschenswert. Jedoch sind viele Tankstellen, an welchen LNC bereitgestellt wird, auf ein Kraftstoffsystem 10 mit 8 bar ausgelegt, und nur einige Tankstellen liefern das LNG mit einem Druck von 3 bar.Immediately after refueling the tank 12 at a gas station is in the tank 12 then the LPG 14 for example, at a pressure P of 8 bar and a temperature of -130 degrees Celsius ago. For such fuel systems 10 would be a refueling at -145 degrees Celsius and about 3 bar desirable. However, many gas stations on which LNC is provided are on a fuel system 10 designed with 8 bar, and only a few gas stations provide the LNG with a pressure of 3 bar.

Über die Zeit erwärmt sich das also LNC im Tank 12, und damit steigt auch der Druck im Tank 12. Bei einem Druck P von 16 bar öffnet dann ein (vorliegend nicht gezeigtes) Sicherheitsventil, welches den Druck ablässt. Dadurch fällt jedoch nicht nur der Druck, sondern auch die Temperatur ganz leicht. Ein weiteres Erwärmen führt zu einer Wiederholung einer derartigen Druckverminderung. Wenn ein das Kraftstoffsystem 10 aufweisendes Fahrzeug steht, können Zeiträume von etwa 7 bis 10 Tagen erreicht werden, bis das Druckventil öffnet. Vom Gesetzgeber ist derzeit vorgeschrieben, dass das Sicherheitsventil beziehungsweise Druckventil erst nach frühestens fünf Tagen öffnet. Wenn jedoch in den Tank 12 kaltes LNG nachgetankt wird, so wird das System wieder gekühlt, und das sich daran anschließende Erwärmen und Ablassen des Drucks beginnt von neuem.Over time, so the LNC warms up in the tank 12 , and so does the pressure in the tank 12 , At a pressure P of 16 bar then opens a (not shown here) safety valve, which releases the pressure. As a result, not only the pressure, but also the temperature drops quite easily. Further heating leads to a repetition of such pressure reduction. When a the fuel system 10 can be reached periods of about 7 to 10 days, until the pressure valve opens. Legislation currently requires that the safety valve or pressure valve only opens after at least five days. If, however, in the tank 12 When refueling with cold LNG, the system is again cooled, and the subsequent heating and releasing of the pressure begins again.

Ein derartiges Kraftstoffsystem 10 ist insbesondere für den Einsatz in einem Nutzfahrzeug von Interesse, da bei Nutzfahrzeugen die Standzeiten sehr gering sind. Dies führt dazu, dass das Kraftstoffsystem 10 im Betrieb nicht an die Druckgrenze herankommt. Vielmehr bleibt das Kraftstoffsystem 10, bei welchem Flüssiggas 14 aufgrund des Fahrens verbraucht wird und Flüssiggas 14 nachgetankt wird, und bei welchem sich zudem das Flüssiggas 14 in dem Tank 12 erwärmt, in einem Bereich von Temperaturen und Drücken in etwa um die Siedelinie 16 dynamisch stabil. Das Kraftstoffsystem 10 pendelt sich so durch Nachtanken von LNG um den Grenzwert des Drucks ein, welchen das Sicherheitsventil beziehungsweise Druckventil vorgibt. Das Flüssiggas 14 oder LNG wird also üblicherweise bei tiefen Temperaturen unter –80 Grad Celsius bei dementsprechend vergleichsweise niedrigen Drücken gespeichert, und es pendelt sich im Phasengleichgewicht ein, entsprechend der Siedelinie 16.Such a fuel system 10 is of particular interest for use in a commercial vehicle, since the service life of commercial vehicles is very low. This causes the fuel system 10 in operation does not approach the pressure limit. Rather, the fuel system remains 10 in which liquefied gas 14 is consumed due to driving and LPG 14 is refueled, and in which also the LPG 14 in the tank 12 heated, in a range of temperatures and pressures approximately around the boiling line 16 dynamically stable. The fuel system 10 settles so by refueling of LNG by the limit of the pressure, which dictates the safety valve or pressure valve. The liquefied gas 14 or LNG is thus usually stored at low temperatures below -80 degrees Celsius at correspondingly low pressures, and it settles in the phase equilibrium, corresponding to the boiling line 16 ,

Um ein Fahrzeug wie etwa einen Lastkraftwagen oder einen Personenkraftwagen mit dem LNG betreiben zu können, muss das LNG vom Tank 12 zu einem Motor 24 beziehungsweise einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs gepumpt und hierbei auf ein höheres Druckniveau gebracht werden. Aus energetischer Sicht ist es hierbei sinnvoll, das LNG in der Flüssigphase auf das höhere Druckniveau zu bringen. Eine hierfür vorgesehene Pumpe 26 (vergleiche 1) kann dabei komplett im Tank 12 angeordnet sein. Auch kann sich ein Pumpenkopf der Pumpe 26 im Tank 12 befinden und der Antrieb der Pumpe 26 außerhalb des Tanks 12. In order to operate a vehicle such as a truck or a passenger car with the LNG, the LNG has to be removed from the tank 12 to a motor 24 or an internal combustion engine of the vehicle to be pumped and thereby brought to a higher pressure level. From an energetic point of view, it makes sense to bring the LNG to the higher pressure level in the liquid phase. A dedicated pump 26 (see 1 ) can be completely in the tank 12 be arranged. Also, a pump head of the pump 26 in the tank 12 located and the drive of the pump 26 outside the tank 12 ,

Alternativ kann auch die Pumpe 26, wie in 1 beispielhaft gezeigt, komplett außerhalb des Tanks 12 angeordnet sein. Des Weiteren ist es möglich, zwei Pumpen zu verwenden, nämlich eine Vorförderpumpe und eine Hauptpumpe. Auch diese Pumpen können entsprechend den vorstehend beschriebenen Varianten in dem Kraftstoffsystem 10 angeordnet sein.Alternatively, the pump can 26 , as in 1 shown as an example, completely outside the tank 12 be arranged. Furthermore, it is possible to use two pumps, namely a prefeed pump and a main pump. These pumps can also according to the variants described above in the fuel system 10 be arranged.

Vorliegend soll nun der Fall betrachtet werden, bei dem die Pumpe 26 zum Fördern des Flüssiggases 14 zu dem Motor 24 außerhalb des Tanks 12 angeordnet ist. Bei der Pumpe 26 kann es vom Bauprinzip her erforderlich sein, dass die Pumpe 26 einen gewissen Vordruck benötigt, um anlaufen zu können. Da der Tank 12 für das LNC üblicherweise bereits an der tiefsten Stelle des Fahrzeugs angebracht ist und in manchen Fällen nicht unter Druck steht, ergibt sich das Problem einer geeigneten Erzeugung eines Vordrucks für die Pumpe 26. Hierfür kann die Vorförderpumpe eingesetzt werden. Alternativ kann die Pumpe 26 so ausgelegt werden, dass die Pumpe 26 keinen Vordruck benötigt. Beides geht jedoch mit erhöhten Kosten einher.In the present case, the case will be considered, in which the pump 26 for conveying the liquefied gas 14 to the engine 24 outside the tank 12 is arranged. At the pump 26 It may be necessary from the construction principle that the pump 26 a certain form needed to start. Because the tank 12 for the LNC is usually already mounted at the lowest point of the vehicle and in some cases is not under pressure, there is the problem of a suitable generation of a pre-pressure for the pump 26 , For this purpose, the pre-feed pump can be used. Alternatively, the pump 26 be designed so that the pump 26 no form required. Both, however, go hand in hand with increased costs.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Kraftstoffsystem der eingangs genannten Art zu schaffen.Object of the present invention is therefore to provide an improved fuel system of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird durch ein Kraftstoffsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a fuel system having the features of patent claim 1. Advantageous embodiments with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Kraftstoffsystem, welches insbesondere für einen Kraftwagen vorgesehen sein kann, umfasst einen Tank zum Speichern von Flüssiggas als Kraftstoff und eine Pumpeinrichtung zum Fördern des Flüssiggases zu einer Verbrennungskraftmaschine. Wenn das Kraftstoffsystem in dem Kraftwagen zum Einsatz kommt, fördert die Pumpeinrichtung das Flüssiggas zu der Verbrennungskraftmaschine des Kraftwagens. Das Kraftstoffsystem umfasst Mittel zum Erhöhen eines Drucks zumindest in einem Bereich des Kraftstoffsystems, welcher mit einer Saugseite der Pumpeinrichtung fluidisch gekoppelt ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass auf diese Weise das Auftreten von Kavitäten in dem Bereich unterbunden werden kann, welche anderenfalls im Betrieb der Pumpeinrichtung auftreten können. Denn beim Pumpen kommt es auf der Saugseite der Pumpeinrichtung immer zu einer Druckverminderung. Wenn sich das zu pumpende Medium, vorliegend also das Flüssiggas beziehungsweise LNG, an der Phasengrenze, nämlich an der Siedelinie 16 (vergleiche 2) befindet, so führt eine Druckverminderung dazu, dass der Siedepunkt des Flüssiggases überschritten wird. Dies muss für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Pumpeinrichtung verhindert werden.The fuel system according to the invention, which may be provided in particular for a motor vehicle, comprises a tank for storing LPG as fuel and a pumping device for conveying the LPG to an internal combustion engine. When the fuel system is used in the motor vehicle, the pumping means conveys the LPG to the internal combustion engine of the motor vehicle. The fuel system comprises means for increasing a pressure at least in a region of the fuel system which is fluidically coupled to a suction side of the pumping device. This is based on the finding that in this way the occurrence of cavities in the region can be prevented, which otherwise may occur during operation of the pumping device. Because when pumping occurs on the suction side of the pumping device always to a pressure reduction. If the medium to be pumped, in this case the liquid gas or LNG, at the phase boundary, namely at the boiling line 16 (see 2 ), a pressure reduction causes the boiling point of the liquefied gas to be exceeded. This must be prevented for proper operation of the pumping device.

Möglich ist es zwar, eine Pumpeinrichtung mit nur einer sehr geringen Saugleistung vorzusehen, damit nur eine sehr kleine Druckverminderung auf der Saugseite der Pumpeinrichtung auftritt. Eine derartige Druckverminderung etwa im Bereich von wenigen Millibar führt nicht unmittelbar dazu, dass es in größerem Ausmaß zu einem Überschreiten der Siedetemperatur des Flüssiggases kommt. Jedoch ist ein derartiger Betrieb der Pumpeinrichtung nicht immer wünschenswert oder machbar.Although it is possible to provide a pumping device with only a very low suction power, so that only a very small pressure reduction occurs on the suction side of the pumping device. Such a pressure reduction, for example in the range of a few millibars, does not directly lead to a greater extent exceeding the boiling point of the liquefied gas. However, such operation of the pumping device is not always desirable or feasible.

Vorliegend kommen daher die Mittel zum Erhöhen des Drucks des Flüssiggases zum Einsatz. Durch den Einsatz dieser Mittel wird das Flüssiggas quasi weg von der Siedelinie 16 (vergleiche 2) geführt. Eine solche Druckerhöhung zumindest eines Teilvolumens des Flüssiggases bewirkt (ebenso wie eine zusätzlich oder alternativ mögliche Temperaturerniedrigung des Teilvolumens), dass an der Saugseite der Pumpeinrichtung dann stets das Flüssiggas in der Flüssigphase zur Verfügung steht. Entsprechend kann dann das Kraftstoffsystem beispielsweise in einem als Lastkraftwagen ausgebildeten Kraftwagen so ausgeführt werden, dass die Pumpeinrichtung sich auf der Höhe des Kraftstofftanks befindet und dennoch keine Vorförderpumpe erforderlich ist. Des Weiteren braucht die Pumpeinrichtung nicht so ausgeführt zu werden, dass sie ohne Vordruck anlaufen kann. Folglich ist ein besonders einfaches und verbessertes Kraftstoffsystem geschaffen.In the present case, therefore, the means for increasing the pressure of the liquefied gas are used. Through the use of these funds, the liquefied gas is virtually away from the boiling line 16 (see 2 ) guided. Such an increase in pressure of at least a partial volume of the liquefied gas (as well as an additional or alternatively possible lowering of the temperature of the partial volume) causes the liquefied gas in the liquid phase to always be available on the suction side of the pumping device. Accordingly, the fuel system can then be designed, for example, in a truck designed as a motor vehicle so that the pumping device is at the height of the fuel tank and yet no prefeed pump is required. Furthermore, the pumping device does not need to be carried out so that it can start without pre-pressure. Consequently, a particularly simple and improved fuel system is provided.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der Tank eine erste Speichereinheit zum Speichern des Flüssiggases und eine zweite Speichereinheit zum Speichern des Flüssiggases. Hierbei ist mittels einer weiteren Pumpeinrichtung Flüssiggas aus der ersten Speichereinheit in die zweite Speichereinheit förderbar, und die zweite Speichereinheit ist mit der Saugseite der Pumpeinrichtung fluidisch gekoppelt. Es kann also aus der ersten Speichereinheit mittels der weiteren Pumpeinrichtung Flüssiggas in die zweite Speichereinheit gepumpt werden. Durch das partielle Anheben eines Flüssiggasspiegels in dem Tank, nämlich durch das Anheben des Flüssiggasspiegels in der zweiten Speichereinheit, kann der gewünschte Vordruck für die Pumpeinrichtung erzeugt werden, welche das Flüssiggas zu der Verbrennungskraftmaschine fördert.According to an advantageous embodiment, the tank comprises a first storage unit for storing the liquefied gas and a second storage unit for storing the liquefied gas. In this case, liquid gas can be conveyed from the first storage unit into the second storage unit by means of a further pumping device, and the second storage unit is fluidically coupled to the suction side of the pumping device. It can therefore be pumped from the first storage unit by means of the further pumping LPG in the second storage unit. By partially lifting a liquid gas level in the tank, namely by lifting the Liquefied gas in the second memory unit, the desired form for the pumping device can be generated, which promotes the liquefied gas to the internal combustion engine.

Der Tank kann hierfür mittels eines Trennelements in die erste Speichereinheit und die zweite Speichereinheit unterteilt sein. Alternativ können auch zwei getrennte Tanks die erste Speichereinheit und die zweite Speichereinheit bereitstellen. Der Vorteil einer derartigen Aufteilung des Tanks in zwei separate Speichereinheiten beziehungsweise zwei getrennte Teilvolumina liegt insbesondere darin, dass so die zweite Speichereinheit besonders leicht und besonders gut thermisch isoliert werden kann. Zudem kann die weitere Pumpeinrichtung zum Fördern des Flüssiggases aus der ersten Speichereinheit in die zweite Speichereinheit so besonders gut gekühlt werden. Des Weiteren ergibt sich durch Mengenerhöhung ein geschlossenes Teiltankvolumen.For this purpose, the tank can be subdivided into the first storage unit and the second storage unit by means of a separating element. Alternatively, two separate tanks may provide the first storage unit and the second storage unit. The advantage of such a division of the tank into two separate storage units or two separate partial volumes lies in particular in the fact that the second storage unit can thus be insulated particularly easily and particularly well thermally. In addition, the further pumping device for conveying the liquefied gas from the first storage unit into the second storage unit can be cooled particularly well. Furthermore, a volume increase results in a closed partial tank volume.

Zusätzlich oder alternativ kann der Tank mittels eines Trennelements in ein erstes Teilvolumen und in ein zweites Teilvolumen unterteilt sein. Hierbei ist in dem Tank wenigstens eine Kühleinrichtung angeordnet, welche zum Kühlen des Flüssiggases in dem zweiten Teilvolumen ausgebildet ist. Das zweite Teilvolumen ist hierbei mit der Saugseite der Pumpeinrichtung fluidisch gekoppelt.Additionally or alternatively, the tank may be divided by means of a separating element into a first partial volume and into a second partial volume. In this case, at least one cooling device is arranged in the tank, which is designed for cooling the liquid gas in the second partial volume. The second subvolume is fluidly coupled to the suction side of the pumping device.

Mittels der wenigstens einen Kühleinrichtung können also lokale Temperaturunterschiede zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen des Flüssiggases realisiert werden. Durch das Abkühlen des zweiten Teilvolumens befindet sich dieses zweite Teilvolumen des Flüssiggases auch bei konstantem Druck beziehungsweise bei gleichem Druck wie das erste Teilvolumen aufgrund der kälteren Temperatur weiter weg von der Siedelinie 16 (vergleiche 2). Insofern führt das Abpumpen von Flüssiggas aus dem zweiten Teilvolumen nicht zum Auftreten von Kavitäten auf der Saugseite der Pumpeinrichtung.By means of the at least one cooling device, therefore, local temperature differences between the first subvolume and the second subvolume of the liquefied gas can be realized. Due to the cooling of the second partial volume, this second partial volume of the liquid gas is located further away from the boiling line, even at constant pressure or at the same pressure as the first partial volume, due to the colder temperature 16 (see 2 ). In this respect, the pumping out of liquid gas from the second partial volume does not lead to the occurrence of cavities on the suction side of the pumping device.

Hierbei ist insbesondere von Bedeutung, dass das zweite Teilvolumen selbst bei gleichem Druck aber niedrigerer Temperatur weiter von der Siedelinie 16 (vergleiche 2) entfernt ist, als dies für den gesamten Tank ohne einen Temperaturunterschied zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen der Fall wäre. Dadurch lässt sich das Flüssiggas verbessert mittels der Pumpeinrichtung ansaugen.In this case, it is of particular importance that the second subvolume continues to be at the same pressure but lower temperature from the boiling line 16 (see 2 ) is removed than would be the case for the entire tank without a temperature difference between the first partial volume and the second partial volume. As a result, the liquefied gas can be sucked in improved by means of the pumping device.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Kühleinrichtung als Peltierelement ausgebildet. Hierbei ist eine im Betrieb des Peltierelements warme Seite des Peltierelements dem ersten Teilvolumen zugewandt und eine im Betrieb des Peltierelements kalte Seite des Peltierelements dem zweiten Teilvolumen zugewandt. Insbesondere kann das Peltierelement an dem Trennelement angeordnet sein. Mittels eines solchen Peltierelements lassen sich die lokalen Temperaturunterschiede besonders einfach erzeugen, vor allem da bei dieser internen Anordnung des Peltierelements nicht gegen die Umgebungstemperatur gekühlt zu werden braucht, sondern gegen das ebenfalls sehr kalte Flüssiggas im ersten Teilvolumen. Dadurch lassen sich auch besonders kleine beziehungsweise schwache Peltierelemente gut einsetzen.Preferably, the at least one cooling device is designed as a Peltier element. In this case, during operation of the Peltier element, a warm side of the Peltier element faces the first partial volume and a cold side of the Peltier element facing the second partial volume during operation of the Peltier element. In particular, the Peltier element can be arranged on the separating element. By means of such a Peltier element, the local temperature differences can be generated particularly easily, above all because in this internal arrangement of the Peltier element does not need to be cooled against the ambient temperature, but against the also very cold LPG in the first partial volume. As a result, it is also possible to use particularly small or weak Peltier elements well.

Vorzugsweise weist das Trennelement wenigstens einen Durchlass auf, über welchen in einer Gasphase vorliegendes Flüssiggas und/oder in einer Flüssigphase vorliegendes Flüssiggas aus dem ersten Teilvolumen in das zweite Teilvolumen gelangen kann. Hierbei führen bevorzugt die, insbesondere mittels des Peltierelements bewirkten, Temperaturunterschiede zwischen dem ersten Teilvolumen und dem zweiten Teilvolumen zu einem Verdampfen von Flüssiggas im ersten Teilvolumen und zu einem Kondensieren von Flüssiggas im zweiten Teilvolumen. Somit steigt einerseits der Flüssiggasspiegel beziehungsweise Pegel in dem zweiten Teilvolumen an. Des Weiteren wird das zweite Teilvolumen aus dem ersten Teilvolumen nachgefüllt, insbesondere nachdem mittels der Pumpeinrichtung Flüssiggas aus dem zweiten Teilvolumen entnommen wurde.Preferably, the separating element has at least one passage, via which liquid gas present in a gas phase and / or liquid gas present in a liquid phase can pass from the first partial volume into the second partial volume. In this case, the temperature differences, in particular caused by the Peltier element, between the first partial volume and the second partial volume preferably lead to vaporization of liquefied gas in the first partial volume and to condensation of liquefied gas in the second partial volume. Thus, on the one hand, the liquid gas level or level increases in the second partial volume. Furthermore, the second subvolume is refilled from the first subvolume, in particular after liquid gas has been removed from the second subvolume by means of the pumping device.

Der Durchlass kann jedoch auch in einem unteren Bereich des Trennelements angeordnet sein, also in einem Bereich des Tanks, in welchem das Flüssiggas in der Flüssigphase vorliegt. Auf diese Weise kann dann das in der Flüssigphase vorliegende Flüssiggas aus dem ersten Teilvolumen in das zweite Teilvolumen gelangen, ohne dass es hierfür zu einer Kondensation kommt. Der wenigstens eine Durchlass ist bevorzugt so bemessen, dass zwar ein Nachlaufen beziehungsweise Übertreten von Flüssiggas aus dem ersten Teilvolumen in das zweite Teilvolumen ermöglicht ist, ein freier Austausch zwischen den Teilvolumina jedoch unterbunden ist. Dann kann nämlich das zweite Teilvolumen gezielt gekühlt werden, sodass besonders kaltes Flüssiggas an der Saugseite der Pumpeinrichtung zur Verfügung gestellt werden kann.However, the passage can also be arranged in a lower region of the separating element, ie in a region of the tank in which the liquid gas is present in the liquid phase. In this way, the liquefied gas present in the liquid phase can then pass from the first partial volume into the second partial volume without this leading to condensation. The at least one passage is preferably dimensioned such that, although it is possible to run or pass liquid gas from the first partial volume into the second partial volume, free exchange between the partial volumes is prevented. Then, namely, the second partial volume can be specifically cooled, so that particularly cold LPG can be made available on the suction side of the pumping device.

Zusätzlich oder alternativ kann ein Volumen des Tanks, welches zum Speichern des Flüssiggases vorgesehen ist, veränderbar sein. Beispielsweise kann zum Verändern des zum Speichern des Flüssiggases vorgesehenen Volumens ein das Volumen begrenzendes Wandelement verformbar ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ kann das Wandelement in dem Tank verschiebbar ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Wandelement als in dem Tank angeordnete Membran ausgebildet. Des Weiteren kann das Wandelement durch einen in dem Tank angeordneten Ballon bereitgestellt sein, welcher über eine Medienleitung mit einem Medium befüllt werden kann.Additionally or alternatively, a volume of the tank, which is provided for storing the liquefied gas, be changeable. For example, to change the volume provided for storing the liquefied gas, a volume limiting wall element may be deformable. Additionally or alternatively, the wall element may be designed to be displaceable in the tank. Preferably, the wall element is designed as a membrane arranged in the tank. Furthermore, the wall element may be replaced by one in the tank arranged balloon can be provided, which can be filled via a media line with a medium.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein Kraftstoffsystem gemäß dem Stand der Technik; 1 a fuel system according to the prior art;

2 ein Druck-Enthalpie-Diagramm von Methan; 2 a pressure-enthalpy diagram of methane;

3 schematisch ein Kraftstoffsystem für einen Kraftwagen, bei welchem ein Kraftstofftank in eine erste Speichereinheit und eine zweite Speichereinheit unterteilt ist und eine Pumpe Flüssiggas aus der ersten Speichereinheit in die zweite Speichereinheit fördert; 3 schematically a fuel system for a motor vehicle, in which a fuel tank is divided into a first storage unit and a second storage unit and a pump delivers liquid gas from the first storage unit into the second storage unit;

4 eine Variante des Kraftstoffsystems, bei welcher mittels eines Peltierelements in einem Teilvolumen des Tanks ein erhöhter Flüssiggasspiegel eingestellt wird; 4 a variant of the fuel system in which by means of a Peltier element in a partial volume of the tank, an elevated liquid gas level is adjusted;

5 schematisch das Erzeugen eines Vordrucks für die Pumpe durch ein sich in dem Tank befindendes Druckgefäß mit einer Membran, wobei das Druckgefäß in 5 ein vergrößertes Volumen aufweist; und 5 schematically the generation of a pre-pressure for the pump by a located in the tank pressure vessel with a membrane, wherein the pressure vessel in 5 has an enlarged volume; and

6 die Variante des Kraftstoffsystems gemäß 5, wobei Druckluft aus dem Druckgefäß gegenüber dem in 5 gezeigten Zustand abgelassen ist. 6 the variant of the fuel system according to 5 , wherein compressed air from the pressure vessel relative to the in 5 is discharged state shown.

Zur Erläuterung der die 1 und 2 betreffenden Sachverhalte wird auf die Ausführungen im einleitenden Teil der vorliegenden Beschreibung verwiesen.To explain the the 1 and 2 The relevant facts are referred to in the introductory part of the present description.

3 zeigt stark schematisiert ein Kraftstoffsystem 28 für einen Kraftwagen, bei welchem es sich um einen Personenkraftwagen und insbesondere um ein Nutzfahrzeug handeln kann. Das Kraftstoffsystem 28 umfasst einen Tank 30 zum Speichern von Flüssiggas 32, bei welchem es sich insbesondere um LNG (liquefied natural gas, Flüssigerdgas) handeln kann. Der Tank 30 ist über eine Leitung 34 mit einer Pumpe 36 verbunden, welche das Flüssiggas 32 zu einer Verbrennungskraftmaschine beziehungsweise einem Motor 38 oder Gasmotor des Kraftwagens fördert. 3 shows a schematic diagram of a fuel system 28 for a motor vehicle, which may be a passenger car and in particular a commercial vehicle. The fuel system 28 includes a tank 30 for storing LPG 32 , which may in particular be LNG (liquefied natural gas). The Tank 30 is over a line 34 with a pump 36 connected, which is the liquefied gas 32 to an internal combustion engine or a motor 38 or gas engine of the motor vehicle promotes.

Um ein Auftreten von Kavitäten beim Pumpen des Flüssiggases 32 mittels der Pumpe 36 zu vermeiden, weist das Kraftstoffsystem 28 Mittel zur Druckerzeugung beziehungsweise zum Erhöhen eines Drucks des Flüssiggases 32 im Tank 30 beziehungsweise stromaufwärts der Pumpe 36 auf. Aufgrund des Erzeugens eines solchen Vordrucks in dem zu pumpenden Medium wird das von der Pumpe 36 angesaugte Flüssiggas 32 in einen thermodynamischen Zustand verbracht, welcher in dem Druck-Enthalpie-Diagramm 18 gemäß 2 in einem Bereich links neben der Siedelinie 16 zu liegen kommt. Gegenüber dieser Siedelinie 16 wird also ein Vordruck in dem Flüssiggas 32 erzeugt, welcher dazu führt, dass die Pumpe 36 das Flüssiggas 32 nicht aus dem Tank 30 anziehen muss. Mit anderen Worten erzeugt die Pumpe 36 keinen derartigen Unterdruck stromaufwärts einer Saugseite 40 der Pumpe 36, dass dieser lokale Unterdruck zu einem Sieden beziehungsweise Aufkochen des Flüssiggases 32 führt. Aufgrund des erzeugten Vordrucks kann also das Flüssiggas 32 aus dem Tank 30 in der Flüssigphase hin zu der Pumpe 36 gelangen und dann von dort hin zu dem Motor 38 gepumpt werden.To an occurrence of cavities when pumping the liquefied gas 32 by means of the pump 36 To avoid, the fuel system rejects 28 Means for generating pressure or for increasing a pressure of the liquefied gas 32 in the tank 30 or upstream of the pump 36 on. Due to the generation of such a form in the medium to be pumped, that of the pump 36 sucked LPG 32 spent in a thermodynamic state, which in the pressure-enthalpy diagram 18 according to 2 in an area to the left of the boiling line 16 to come to rest. Opposite this boiling line 16 So is a form in the liquefied gas 32 generated, which causes the pump 36 the liquefied gas 32 not from the tank 30 must wear. In other words, the pump generates 36 no such negative pressure upstream of a suction side 40 the pump 36 in that this local underpressure causes boiling or boil up of the liquefied gas 32 leads. Due to the generated form so the LPG 32 from the tank 30 in the liquid phase to the pump 36 and then from there to the engine 38 be pumped.

Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Ansaugen beziehungsweise Anziehen eines Mediums mittels der Pumpe 36 mit einem lokalen Unterdruck geschieht. Dies kann bei dem Flüssiggas 32 beziehungsweise LNG, also insbesondere bei tiefgekühltem Methan, zu einem Sieden der Flüssigkeit führen. Dies gilt selbst dann, wenn die Temperatur des Flüssiggases 32 unter dem Siedepunkt des Flüssiggases 32 bei dem im Tank 30 herrschenden Druck liegt. Denn der lokale Unterdruck kann dann geringer sein als der Dampfdruck im Tank 30, sodass ein Phasenwechsel ermöglicht ist. Es kann also bei einer lokalen Erniedrigung des Drucks zu Teilverdampfungen des Flüssiggases 32 beziehungsweise LNGs kommen. Dies wird vorliegend jedoch verhindert. Hierfür wird in dem Tank 30 ein Druck aufgebaut, welcher zu einem Fließen des Flüssiggases 32 aus dem Tank 30 hin zu der Pumpe 36 führt.This is based on the knowledge that a suction or tightening of a medium by means of the pump 36 happens with a local vacuum. This can happen with the LPG 32 or LNG, ie in particular with deep-frozen methane, lead to a boiling of the liquid. This is true even if the temperature of the liquefied gas 32 below the boiling point of the liquefied gas 32 in the tank 30 prevailing pressure lies. Because the local negative pressure can then be lower than the vapor pressure in the tank 30 so that a phase change is possible. It can therefore at a local lowering of the pressure to partial evaporation of the liquefied gas 32 or LNGs come. However, this is prevented in the present case. This is done in the tank 30 a pressure built up, which leads to a flow of the liquefied gas 32 from the tank 30 towards the pump 36 leads.

Gemäß der in 3 gezeigten Variante des Kraftstoffsystems 28 kann der Tank 30 mittels einer Trennwand 42 in zwei Teilbereiche beziehungsweise zwei Speichereinheiten 44, 46 unterteilt sein. Von der ersten Speichereinheit 44 kann mittels einer weiteren Pumpe 48 Flüssiggas 32 in die zweite Speichereinheit 46 gepumpt werden. Hierbei ist die zweite Speichereinheit 46 mit der Saugseite 40 der Pumpe 36 fluidisch gekoppelt. Durch das Fördern von Flüssiggas 32 in die zweite Speichereinheit 46 kann also der nötige Vordruck für die Pumpe 36 bereitgestellt werden. Denn das sich in der zweiten Speichereinheit 46 befindende Flüssiggas 32 steht dann unter einem etwas höheren Druck als das Flüssiggas 32 in der ersten Speichereinheit 44.According to the in 3 shown variant of the fuel system 28 can the tank 30 by means of a partition 42 in two subareas or two storage units 44 . 46 be divided. From the first storage unit 44 can by means of another pump 48 LPG 32 in the second storage unit 46 be pumped. Here is the second storage unit 46 with the suction side 40 the pump 36 fluidly coupled. By pumping LPG 32 in the second storage unit 46 So can the necessary pre-pressure for the pump 36 to be provided. Because that is in the second storage unit 46 located liquefied gas 32 is then under a slightly higher pressure than the LPG 32 in the first storage unit 44 ,

Zusätzlich oder alternativ kann, wie in einer Variante des Kraftstoffsystems 28 in 4 schematisch gezeigt, in oder an einer Wandung 50 in dem Tank 30, welche den Tank 30 in ein erstes Teilvolumen 52 und ein zweites Teilvolumen 54 unterteilt, ein Peltierelement 56 angeordnet sein. Die Funktionsweise eines solchen Peltierelements 56 ist hinlänglich bekannt, sodass auf diesbezügliche Ausführungen vorliegend verzichtet wird.Additionally or alternatively, as in a variant of the fuel system 28 in 4 shown schematically in or on a wall 50 in the tank 30 which the tank 30 in a first partial volume 52 and a second subvolume 54 divided, a Peltier element 56 be arranged. The operation of such a Peltier element 56 is well known, so it is omitted in the present case.

Eine im Betrieb des Peltierelements 56 kalte Seite 58 des Peltierelements 56 ist hierbei dem zweiten Teilvolumen 54 zugewandt. Dementsprechend ist eine im Betrieb des Peltierelements 56 warme Seite 60 des Peltierelements 56 dem ersten Teilvolumen 52 zugewandt. Im Betrieb des Peltierelements 56 wird daher die Wandung 50 auf der Seite des zweiten Teilvolumens 54 so kalt, dass dort in der Gasphase vorliegendes Flüssiggas kondensiert. Entsprechendes Kondensat 62 ist in 4 schematisch veranschaulicht. Das Kondensieren von Flüssiggas 32 in dem zweiten Teilvolumen 54 führt dazu, dass sich das zweite Teilvolumen 54 füllt beziehungsweise ein Flüssiggasspiegel oder Pegel in dem zweiten Teilvolumen 54 ansteigt.One during operation of the Peltier element 56 cold side 58 of the Peltier element 56 is here the second subvolume 54 facing. Accordingly, during operation of the Peltier element 56 warm side 60 of the Peltier element 56 the first partial volume 52 facing. In operation of the Peltier element 56 therefore becomes the wall 50 on the side of the second sub-volume 54 so cold that there condenses in the gas phase present liquefied gas. Corresponding condensate 62 is in 4 illustrated schematically. The condensation of liquefied gas 32 in the second subvolume 54 causes the second subvolume 54 fills or a liquid gas level or level in the second sub-volume 54 increases.

Auf der warmen Seite 60 des Peltierelements 56 führt die Wärme hingegen dazu, dass im ersten Teilvolumen 52 Flüssiggas 32 verdampft beziehungsweise in die Gasphase überführt wird. Dieses Gas gelangt über einen in der Wandung 50 oder zwischen der Wandung 50 und einer Deckenwand des Tanks 30 vorgesehenen Durchlass in das zweite Teilvolumen 54 und steht dann im zweiten Teilvolumen 54 zum Kondensieren zur Verfügung. Wenn das zweite Teilvolumen 54 beziehungsweise dieser Tank oder Tankbereich genügend gefüllt ist, kann das Peltierelement 56 abgeschaltet werden. Für die Pumpe 36 steht dann nämlich ein ausreichend hoher Vordruck zur Verfügung.On the warm side 60 of the Peltier element 56 On the other hand, the heat causes the heat in the first part volume 52 LPG 32 vaporized or transferred to the gas phase. This gas passes over one in the wall 50 or between the wall 50 and a ceiling wall of the tank 30 provided passage in the second sub-volume 54 and then stands in the second subvolume 54 available for condensing. If the second subvolume 54 or this tank or tank area is sufficiently filled, the Peltier element 56 be switched off. For the pump 36 is then namely a sufficiently high form available.

Anhand von 5 und 6 soll eine weitere, zusätzlich oder alternativ realisierbare Variante zum Erzeugen des Vordrucks für die Pumpe 36 beziehungsweise LNG-Pumpe erläutert werden. Hierbei ist in dem Tank 30 für das Flüssiggas 32 beziehungsweise LNG durch ein Wandelement in Form einer Membran 64 ein Volumen 66 des Tanks 30 veränderbar, welches zum Speichern des Flüssiggases 32 vorgesehen ist. Beispielsweise kann die Membran 64 ein in dem Tank 30 angeordnetes Druckgefäß 68 begrenzen. Durch Befüllen des Druckgefäßes 68 beispielsweise mit Druckluft aus einem Druckluftsystem des Kraftwagens kann entsprechend die Membran 64 verformt und/oder innerhalb des Tanks 30 verschoben werden. Die Membran 64 kann aus einem Kunststoff und/oder aus einem Metall bestehen.Based on 5 and 6 is another, additionally or alternatively feasible variant for generating the form for the pump 36 or LNG pump are explained. This is in the tank 30 for the liquefied gas 32 or LNG through a wall element in the form of a membrane 64 a volume 66 of the tank 30 changeable, which for storing the liquefied gas 32 is provided. For example, the membrane 64 one in the tank 30 arranged pressure vessel 68 limit. By filling the pressure vessel 68 For example, with compressed air from a compressed air system of the motor vehicle can according to the membrane 64 deformed and / or inside the tank 30 be moved. The membrane 64 can be made of a plastic and / or a metal.

In 5 ist durch einen Pfeil 70 das Einströmen von beispielsweise Druckluft in das Druckgefäß 68 veranschaulicht. Auf dieser Druckgasseite ist also der Tank 30 beispielsweise mit dem Druckluftsystem einer Bremseinrichtung des Kraftwagens verbunden. Soll also die Pumpe 36 gestartet werden, so wird bevorzugt kurzzeitig der Druck auf der Druckgasseite erhöht. Entsprechend vergrößert sich das Volumen des Druckgefäßes 68. Dies erhöht den Druck in dem Volumen 66 des Tanks 30, in welchem sich das Flüssiggas 32 befindet. Dadurch wird auch der stromaufwärts der Saugseite 40 der Pumpe 36 vorliegende Druck in dem Kraftstoffsystem 28 erhöht. Nachdem die Pumpe 36 angelaufen ist beziehungsweise gestartet wurde, kann die Druckgasseite wieder auf Umgebungsdruck gebracht werden.In 5 is by an arrow 70 the inflow of, for example, compressed air into the pressure vessel 68 illustrated. So on this gas side is the tank 30 For example, connected to the compressed air system of a braking device of the motor vehicle. So should the pump 36 are started, so preferably the pressure on the compressed gas side is increased for a short time. Accordingly, the volume of the pressure vessel increases 68 , This increases the pressure in the volume 66 of the tank 30 in which the liquefied gas 32 located. This will also be the upstream of the suction side 40 the pump 36 present pressure in the fuel system 28 elevated. After the pump 36 has started or was started, the compressed gas side can be brought back to ambient pressure.

Dieser Zustand, in welchem das Volumen des Druckgefäßes 68 wieder verringert ist, ist in 6 veranschaulicht. Zusätzlich oder alternativ kann zum Verändern des zum Speichern des Flüssiggases 32 vorgesehenen Volumens 66 des Tanks 30 in dem Tank 30 beispielsweise ein Ballon angeordnet sein, welcher von außen mit einem Druckmedium befüllt werden kann. Des Weiteren kann auch ein, insbesondere starres, Wandelement nach Art eines Kolbens innerhalb des Tanks 30 verschoben werden, um das zum Speichern des Flüssiggases vorgesehene Volumen 66 innerhalb des Tanks 30 zu verändern, insbesondere zu verringern.This condition, in which the volume of the pressure vessel 68 is reduced again, is in 6 illustrated. Additionally or alternatively, for changing the for storing the liquefied gas 32 provided volume 66 of the tank 30 in the tank 30 for example, be arranged a balloon which can be filled from the outside with a pressure medium. Furthermore, a, in particular rigid, wall element in the manner of a piston within the tank 30 be shifted to the volume provided for storing the liquefied gas 66 inside the tank 30 to change, in particular to reduce.

Insgesamt kann also in dem Kraftstoffsystem 28 das Flüssiggas 32 beziehungsweise LNG auf einem vergleichsweise niedrigen Druckniveau vorliegen. Durch die Mittel zum, insbesondere lokalen, Erhöhen des Drucks des Flüssiggases 32 in dem Tank 30 kann dennoch dafür gesorgt werden, dass der flüssige Kraftstoff beziehungsweise das Flüssiggas 32 nicht von der Pumpe 36 angesaugt zu werden braucht. Vielmehr steht auf der Saugseite 40 der Pumpe 36 das Flüssiggas 32 mit einem leicht erhöhten Druck zur Verfügung, welcher zu einem Fluten der Pumpe 36 mit Flüssiggas 32 vom Tank 30 her führt. Dann braucht die Pumpe 36 das Flüssiggas lediglich weiter zum Motor 38 zu pumpen.Overall, therefore, in the fuel system 28 the liquefied gas 32 or LNG be present at a relatively low pressure level. By the means for, in particular local, increasing the pressure of the liquefied gas 32 in the tank 30 Nevertheless, it can be ensured that the liquid fuel or the liquefied gas 32 not from the pump 36 needs to be sucked. Rather, it is on the suction side 40 the pump 36 the liquefied gas 32 with a slightly elevated pressure available, which causes flooding of the pump 36 with liquefied gas 32 from the tank 30 leads her. Then the pump needs 36 the liquefied gas only to the engine 38 to pump.

Mehrkosten des Kraftstoffsystems 28 gegenüber dem Kraftstoffsystem 10 (vergleiche 1) etwa für die weitere, interne Pumpe 48 (vergleiche 3), das Peltierelement 56 (vergleiche 4) oder die Membran 64 sowie für eine Vorrichtung zum Ansteuern des Druckgefäßes 68 (vergleiche 5) werden durch den Entfall einer Vorförderpumpe mehr als aufgewogen.Additional costs of the fuel system 28 opposite the fuel system 10 (see 1 ) about for the other, internal pump 48 (see 3 ), the Peltier element 56 (see 4 ) or the membrane 64 and for a device for driving the pressure vessel 68 (see 5 ) are more than offset by the omission of a prefeed pump.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
KraftstoffsystemFuel system
1212
Tanktank
1414
FlüssiggasLPG
1616
Siedelinieboiling
1818
Druck-Enthalpie-DiagrammPressure-enthalpy diagram
2020
Tauliniedew line
2222
NassdampfbereichWet steam range
2424
Motorengine
2626
Pumpepump
2828
KraftstoffsystemFuel system
3030
Tanktank
3232
FlüssiggasLPG
3434
Leitungmanagement
3636
Pumpepump
3838
Motorengine
4040
Saugseitesuction
4242
Trennwandpartition wall
4444
Speichereinheitstorage unit
4646
Speichereinheitstorage unit
4848
Pumpepump
5050
Wandungwall
5252
Teilvolumenpartial volume
5454
Teilvolumenpartial volume
5656
PeltierelementPeltier element
5858
Seitepage
6060
Seitepage
6262
Kondensatcondensate
6464
Membranmembrane
6666
Volumenvolume
6868
Druckgefäßpressure vessel
7070
Pfeilarrow

Claims (8)

Kraftstoffsystem, insbesondere für einen Kraftwagen, mit einem Tank (30) zum Speichern von Flüssiggas (32) als Kraftstoff, und mit einer Pumpeinrichtung (36) zum Fördern des Flüssiggases (32) zu einer Verbrennungskraftmaschine (38), insbesondere des Kraftwagens, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftstoffsystem (28) Mittel (48, 56, 64, 68) zum Erhöhen eines Drucks des Flüssiggases (32) zumindest in einem Bereich des Kraftstoffsystems (28) umfasst, welcher mit einer Saugseite (40) der Pumpeinrichtung (36) fluidisch gekoppelt ist.Fuel system, in particular for a motor vehicle, with a tank ( 30 ) for storing LPG ( 32 ) as a fuel, and with a pumping device ( 36 ) for conveying the liquefied gas ( 32 ) to an internal combustion engine ( 38 ), in particular the motor vehicle, characterized in that the fuel system ( 28 ) Medium ( 48 . 56 . 64 . 68 ) for increasing a pressure of the liquefied gas ( 32 ) at least in one area of the fuel system ( 28 ), which with a suction side ( 40 ) of the pumping device ( 36 ) is fluidically coupled. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank (30) ein erste Speichereinheit (44) zum Speichern des Flüssiggases (32) und eine zweite Speichereinheit (46) zum Speichern des Flüssiggases (32) umfasst, wobei mittels einer weiteren Pumpeinrichtung (48) Flüssiggas (32) aus der ersten Speichereinheit (44) in die zweite Speichereinheit (46) förderbar ist, und wobei die zweite Speichereinheit (46) mit der Saugseite (40) der Pumpeinrichtung (36) fluidisch gekoppelt ist.Fuel system according to claim 1, characterized in that the tank ( 30 ) a first storage unit ( 44 ) for storing the liquefied gas ( 32 ) and a second memory unit ( 46 ) for storing the liquefied gas ( 32 ), wherein by means of a further pumping device ( 48 ) LPG ( 32 ) from the first storage unit ( 44 ) in the second memory unit ( 46 ), and wherein the second memory unit ( 46 ) with the suction side ( 40 ) of the pumping device ( 36 ) is fluidically coupled. Kraftstoffsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank mittels eines Trennelements (50) in ein erstes Teilvolumen (52) und in ein zweites Teilvolumen (54) unterteilt ist, wobei in dem Tank (30) wenigstens eine Kühleinrichtung (56) angeordnet ist, welche zum Kühlen des Flüssiggases (32) in dem zweiten Teilvolumen (54) ausgebildet ist, und wobei das zweite Teilvolumen (54) mit der Saugseite (40) der Pumpeinrichtung (36) fluidisch gekoppelt ist.Fuel system according to claim 1 or 2, characterized in that the tank by means of a separating element ( 50 ) into a first partial volume ( 52 ) and into a second partial volume ( 54 ), wherein in the tank ( 30 ) at least one cooling device ( 56 ) arranged to cool the liquefied gas ( 32 ) in the second partial volume ( 54 ), and wherein the second partial volume ( 54 ) with the suction side ( 40 ) of the pumping device ( 36 ) is fluidically coupled. Kraftstoffsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kühleinrichtung als, insbesondere an dem Trennelement (50) angeordnetes, Peltierelement (56) ausgebildet ist, wobei eine im Betrieb des Peltierelements (56) warme Seite (60) des Peltierelements (56) dem ersten Teilvolumen (52) zugewandt ist und eine im Betrieb des Peltierelements (56) kalte Seite (58) des Peltierelements (56) dem zweiten Teilvolumen (54) zugewandt ist.Fuel system according to claim 3, characterized in that the at least one cooling device as, in particular on the separating element ( 50 ), Peltier element ( 56 ) is formed, wherein in operation of the Peltier element ( 56 ) warm side ( 60 ) of the Peltier element ( 56 ) the first partial volume ( 52 ) and in operation of the Peltier element ( 56 ) cold side ( 58 ) of the Peltier element ( 56 ) the second sub-volume ( 54 ) is facing. Kraftstoffsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trennelement (50) wenigstens einen Durchlass aufweist, über welchen in einer Gasphase vorliegendes Flüssiggas (32) und/oder in einer Flüssigphase vorliegendes Flüssiggas (32) aus dem ersten Teilvolumen (52) in das zweite Teilvolumen (54) gelangen kann.Fuel system according to claim 3 or 4, characterized in that the separating element ( 50 ) has at least one passage, above which in a gas phase present LPG ( 32 ) and / or liquefied gas present in a liquid phase ( 32 ) from the first partial volume ( 52 ) into the second partial volume ( 54 ) can get. Kraftstoffsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumen (66) des Tanks (30), welches zum Speichern des Flüssiggases (32) vorgesehen ist, veränderbar ist.Fuel system according to one of claims 1 to 5, characterized in that a volume ( 66 ) of the tank ( 30 ), which for storing the liquefied gas ( 32 ) is provided, is changeable. Kraftstoffsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verändern des zum Speichern des Flüssiggases (32) vorgesehen Volumens (66) ein das Volumen begrenzendes Wandelement (64) verformbar ausgebildet und/oder in dem Tank (30) verschiebbar ausgebildet ist.Fuel system according to claim 6, characterized in that for changing the for storing the liquefied gas ( 32 ) provided volume ( 66 ) a volume limiting wall element ( 64 ) deformable formed and / or in the tank ( 30 ) is designed to be displaceable. Kraftstoffsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement als in dem Tank (30) angeordnete Membran (64) ausgebildet und/oder durch einen in dem Tank (30) angeordneten Ballon bereitgestellt ist, welcher über eine Medienleitung mit einem Medium befüllbar ist.Fuel system according to claim 7, characterized in that the wall element as in the tank ( 30 ) arranged membrane ( 64 ) and / or through one in the tank ( 30 ) arranged balloon is provided, which is filled via a media line with a medium.
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DE102020115438A1 (en) 2020-06-10 2021-12-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Fuel supply system and method for operating an internal combustion engine operated with liquid gas stored in a storage tank, which includes reliquefaction components of the boil-off occurring in the storage tank

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CN110332459B (en) * 2019-07-31 2024-02-06 新地能源工程技术有限公司 Automatic filling device and method for ultralow-temperature liquid
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