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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Leitungssystem für Gasbrennstoff
und insbesondere eines mit einem Aufbau, der für das Auffinden von Lecks in
der Leitung geeignet ist, wie offenbart in EP-A-0 668 468, die verwandt
ist mit JP-A-7 301
359, und entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Leitungssysteme
zum Befüllen
eines Brennstoffbehälters
oder eines Tanks mit Gasbrennstoff und zum Leiten des Gasbrennstoffs
von diesem Behälter
zu einem Motor finden sich beispielsweise manchmal in Automobilen.
Ein Beispiel für
einen Gasbrennstoffbehälter
in den herkömmlichen
Leitungssystemen für
Automobile ist in 10 dargestellt,
wo komprimiertes natürliches
Gas (compressed natural gas, CNG) als Brennstoff verwendet wird.
Wie dargestellt, hat der Brennstoffbehälter 1, der mit dem
CNG gefüllt
ist, eine Ventilanordnung 2, die in einem Einlass des Behälters vorgesehen
ist. Die Ventilanordnung 2 beinhaltet einen Ventilkörper oder
ein Blockelement 3, in welchem ein Befülldurchgang 4 und
ein Zuführdurchgang 5 vorgesehen
sind. Der Ventilkörper 3 dient
als Stopfen des Brennstoffbehälters 1.
Ein Rückschlagventil 6 und
ein manuelles Absperrventil 7 sind quer durch den Befülldurchgang 4 bzw.
den Zuführdurchgang 5 angeordnet.
Ein Elektromagnetventil 8 ist an einem offenen Ende auf der
Brennstoffbehälter-Seite
des Zuführdurchgangs 5 zum Öffnen und
Verschließen
des offenen Endes angebracht. Ein CNG-Befülleinlass 10 ist am äußeren Ende
eines Befüllkanals 9 vorgesehen,
der mit dem Befülldurchgang 4 verbunden
ist. Außerdem
ist ein Rückschlagventil 11 in
dem Befülleinlass 10 angeordnet.
Der Zuführdurchgang 5 ist
mit einem mit einem Motor (nicht dargestellt) verbundenen Zuführkanal 12 verbunden.
Der Befülldurchgang 4 und
der Zuführdurchgang 5 sind
ein Paar von Bohrungen, die in dem Ventilkörper 3 für die Kommunikation
mit dem Befüllkanal 9 bzw.
dem Zuführkanal 12 vorgesehen sind,
die normalerweise mit den Bohrungen verbundene Leitungen sind.
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Um
den Brennstoffbehälter 1 mit
dem CNG zu befüllen,
wird das Elektromagnetventil 8 geschlossen, um den Zuführdurchgang 5 zu
verschließen. CNG
wird zu dem Befülleinlass 10 geleitet
und durch den Kanal 9 und den Befülldurchgang 4 zu dem Brennstoffbehälter 1 gezwungen.
Zum Zuführen
des CNG zu dem Motor wird das Elektromagnetventil 8 geöffnet, um
den Zuführdurchgang 5 freizugeben. Wenn
das manuelle Absperrventil 7 geöffnet wird, wird das CNG durch
den Zuführdurchgang 5 und
den Kanal 12 hindurch zu dem Motor geleitet. Falls das Elektromagnetventil 8 ausfällt, wird
das manuelle Absperrventil 7 geschlossen, um die Zufuhr
des CNG zu dem Motor anzuhalten.
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Das
Auffinden von Lecks in dem System wird wie folgt durchgeführt. Um
den Befüllkanal 9 zu überprüfen, wird
zunächst
das Elektromagnetventil 8 geschlossen, und dann wird ein
Inspektionsgas, nämlich
ein Stickstoffgas, von dem Befülleinlass 10 her eingefüllt, um
das System einschließlich
des Brennstoffbehälters 1 zu
füllen.
Dann wird jede Änderung des
Drucks in dem Kanal 9 überprüft, um zu
bestimmen, ob ein Leck vorliegt oder nicht. Um den Zuführkanal 12 zu überprüfen, wird
das manuelle Absperrventil 7 geschlossen, und ein Inspektions-
oder Stickstoffgas von einem in dem Kanal 12 vorgesehenen Leckageinspektionsgaseinlass
(nicht dargestellt) eingeführt.
Wenn der Kanal 12 mit dem Stickstoffgas gefüllt ist,
wird über
eine Veränderung
in dem Druck überprüft, ob ein
Leck vorliegt oder nicht.
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Die
in dem CNG-Befülleinlass
angebrachte Ventileinheit kann sich in der Anordnung von der oben
erwähnten
unterscheiden, in welcher der Befüllkanal und der Zuführkanal
nicht voneinander getrennt, sondern für einen gemeinsamen Gebrauch
integral vorgesehen sind. Beispielsweise ist eine Modifikation der
CNG-Ventileinheit in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. (Hei)7-301359 offenbart, wo der Befüllkanal und der Zuführkanal
nicht getrennt sind, sondern integral vorgesehen sind.
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Diese
bekannten Ventileinheiten haben jedoch die folgenden Nachteile.
Um die Leitung des Befülldurchgangs
oder den Kanal 9 zu überprüfen, muss
nicht nur der Kanal 9, sondern auch der Brennstoffbehälter 1 mit
dem Inspektionsgas gefüllt
werden. Dies braucht zusätzliche
Zeit für
das Befüllen und
verbraucht mehr Zeit für
das Auslassen des Inspektionsgases, so dass die Betriebseffizienz
der Leckageinspektion kaum ansteigt. Außerdem wird ein großes Volumen
an Stickstoffgas für
die Leckageinspektion benötigt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Leitungssystem
zum Zuführen
von Gasbrennstoff zu schaffen, wo die Leckageinspektion mit einer
höheren
Effizienz durchgeführt
werden kann, ohne dass ein Inspektionsgas in einen Brennstoffbehälter eingeführt werden
müsste
und es aus diesen Behälter
wieder ausgelassen werden müsste.
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Ein
Leitungssystem zum Zuführen
von Gasbrennstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Bypasskanal zum Verbinden
des Befüllkanals
mit dem Zuführkanal
und ein Zwischen-Verschlussventil zum Verschließen des Bypasskanals.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben. Gemäß der Erfindung
werden der Befüllkanal
und der Zuführkanal
von dem Brennstoffbehälter
mit den geschlossenen Stoppventilen des Befüllkanals und des Zuführkanals
getrennt, und verbunden über
den Bypasskanal und das geöffnete
Zwischen-Verschlussventil.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine strukturelle
Ansicht eines Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff (nicht
Teil der vorliegenden Erfindung);
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2 ist eine strukturelle
Ansicht eines Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3 ist eine strukturelle
Ansicht eines Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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4 ist eine strukturelle
Ansicht, die eine Modifikation des Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff
der 2 zeigt;
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5 ist eine strukturelle
Ansicht, die eine Modifikation des Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff
der 4 zeigt;
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6 ist eine strukturelle
Ansicht eines Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist ein Schaltkreisdiagramm,
das einen Anregungsschaltkreis für
einen Heizer zeigt;
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7A ist ein Blockdiagramm,
das eine Modifikation des Anregungsschaltkreises der 7 zeigt;
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8 ist ein Diagramm, das
die Beziehung des Drucks in dem Behälter und der Temperatur des Behälters sowie
der Temperatur des Heizers zu der Zeit in dem Leitungssystem zum
Zuführen
von Gasbrennstoff gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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9 ist eine strukturelle
Ansicht eines Leitungssystems zum Zuführen von Gasbrennstoff gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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10 ist eine strukturelle
Ansicht eines herkömmlichen
Leitungssystems zum Zuführen
von Gasbrennstoff.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
vorliegende Erfindung wird genauer mit Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben. 1 zeigt
einen hauptsächlichen
Teil eines CNG-Leitungssystems für
den Motor eines Automobils gemäß einer
Ausführungsform,
die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Gleiche Komponenten sind
durch gleiche Bezugsziffern wie in 10 bezeichnet.
Wie in 1 dargestellt,
ist ein Zuführkanal 12 mit
einem Motor (nicht dargestellt) verbunden. Ein Elektromagnetventil 8 hat
einen Plungerkolben 8a für eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung. Der Plungerkolben 8a ist
an seinem distalen Ende gegen ein offenes Ende eines Zuführdurchgangs 5 gezwungen, der
sich zum Inneren des Brennstoffbehälters 1 hin öffnet. Als
Antwort auf eine CNG-Zuführanforderung für den Motor,
die von einer Steuerung (nicht dargestellt) ausgegeben wird, wird
eine Spule 8b des Elektromagnetventils 8 angeregt,
um den Plungerkolben 8a einzuziehen und so das offene Ende
auf der Brennstoffbehälterseite
des Zuführdurchgangs 5 zu öffnen.
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Zusätzlich zu
einem manuellen Absperrventil (einem ersten Absperrventil) 7 ist
ein zweites Absperrventil 13 zwischen einem Befülleinlass 10 und einem
Rückschlagventil 6 vorgesehen.
Eine Zuführleitung 12 ist
mit einem Leckageinspektionsgaseinlass 14 versehen, um
das Leckageinspektionsgas in den Zuführkanal 12 einzuführen. Das
erste Absperrventil 7 und das zweite Absperrventil 13 haben
entsprechende Ventilelemente, die in einen Ventilkörper 3 hineingeschraubt
sind. Wenn das Ventilelement unter Verwendung eines Werkzeugs, wie
beispielsweise eines Schraubenschlüssels, zurückgezogen oder vorwärtsbewegt
wird, werden der Befülldurchgang 4 und
der Zuführdurchgang 5 geöffnet bzw.
geschlossen.
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Die
Leckageinspektion wird auf die folgende Art und Weise durchgeführt. Zum Überprüfen des
Befüllkanals 9 wird
das zweite Absperrventil 13 geschlossen, und ein Inspektionsgas
wird in den Kanal 9 hinein durch den Befülleinlass 10 geführt. Wenn
der Kanal 9 mit dem Inspektionsgas bei einem vorbestimmten
Druck gefüllt
worden ist, wird eine Veränderung
in dem Druck in dem Kanal 9 mit einem Druckmesser (nicht
dargestellt) überprüft, um zu
bestimmen, ob eine Leckage auftritt. Zum Überprüfen auf der Zuführseite
wird das erste Absperrventil 7 geschlossen, und das Inspektionsgas
wird in den Zuführkanal 12 hinein
durch den Leckageinspektionsgaseinlass 14 geführt. Nachdem
der Kanal 12 mit dem Inspektionsgas bei einem vorbestimmten
Druck gefüllt
worden ist, wird eine Veränderung
in dem Druck in dem Kanal 12 überprüft mit einem Druckmesser (nicht
dargestellt), um zu bestimmen, ob eine Leckage auftritt. Die Leckageinspektion
erfordert kein Befüllen
des Brennstoffbehälters 1 mit
dem Inspektionsgas, sondern ermöglicht
es, den Kanal 9 oder 12, der das zu überprüfende Ziel
ist, direkt mit dem Inspektionsgas zu befüllen.
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Nachdem
die Leckageinspektion abgeschlossen ist, werden sowohl das erste 7 als
auch das zweite Absperrventil 12 geöffnet, wobei das Elektromagnetventil 8 geschlossen
ist, und das Einfüllen von
CNG durch den Befülleinlass 10 hindurch folgt. Das
Elektromagnetventil 8 wird mittels der Feder gezwungen,
um den Durchgang 5 zu verschließen. Wenn CNG eingefüllt worden
ist, wird eine Brennstoffzuführanforderung
von der Steuerung abgegeben, um das Elektromagnetventil 8 für ein Zuführen des
Brennstoffs zu dem Motor zu öffnen.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. 2 zeigt einen hauptsächlichen Teil dieses CNG-Leitungssystems
für den
Motor eines Automobils. Das erste 7 und das zweite Absperrventil 13 sind
quer durch den Befülldurchgang 4 bzw.
den Zuführdurchgang 5 vorgesehen.
Insbesondere sind der Befülldurchgang 4 und
der Zuführdurchgang 5 miteinander über einen Bypass-Durchgang 15 verbunden.
Ein drittes Absperrventil 16 oder Zwischenabsperrventil 16 ist
quer durch den Bypass-Durchgang 15 vorgesehen, um Öffnungs-
und Schließvorgänge auszuführen. Der Leckageinspektionsgaseinlass
ist nicht vorgesehen, während
der Befülleinlass 10 für das Einführen des CNG
und des Leckageinspektionsgases gemeinsam verwendet wird.
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Die
Leckageinspektion erfolgt wie folgt. Das zweite Absperrventil 13 wird
verschlossen, um den Gasfluss zu dem Rückschlagventil 6 zu
verhindern, und gleichzeitig wird das erste Absperrventil 7 geschlossen,
um einen Gasfluss zu dem Elektromagnetventil 8 zu verhindern.
Außerdem
wird das Zwischenabsperrventil 16 geöffnet, um den Befüllkanal 9 und
den Zuführkanal 12 in
Verbindung zu setzen. Wenn das Inspektionsgas von dem Befülleinlass 10 her
eingeführt
wird, läuft
es in die Kanäle 9 und 12, während sein
Strom hin zu dem Brennstoffbehälter 1 verhindert
ist. Dann wird genau wie gemäß der Erfindung
auf Leckage überprüft. Demzufolge
können
sowohl der Befüllkanal 9 als
auch der Zuführkanal 12 gleichzeitig
auf Leckage überprüft werden.
Wenn irgendeine Spur eines Lecks beim Überprüfen gefunden wird, wird das
Zwischenabsperrventil 16 verschlossen, und die Leckageinspektion
wird wiederholt. Diese letzte Inspektion ermöglicht es, zu bestimmen, welcher
der beiden Kanäle 9 und 12 die
Leckage verursacht.
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In
einem normalen Betriebsmodus dieser ersten Ausführungsform sind das erste 7 und
das zweite Absperrventil 13 geöffnet, und das Zwischenabsperrventil 16 und
das Elektromagnetventil 8 sind geschlossen, bevor das CNG
in den Behälter 1 durch den
Befülleinlass 10 geleitet
wird. Wenn das Einfüllen des
CNG beendet ist, wird das Elektromagnetventil 8 geöffnet als
Antwort auf die Anforderungen von der Steuerung, um das CNG zu dem
Motor zu führen.
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Eine
zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird als Modifikation der Ausführungsform
in 2 beschrieben werden. 3 zeigt einen hauptsächlichen
Teil dieses CNG-Leitungssystems für den Motor
eines Automobils. Wie dargestellt, sind der Befülldurchgang 9 und
der Zuführdurchgang 12 miteinander
durch einen Bypass-Durchgang 18 verbunden. Der Bypass-Durchgang 18 hat
eine andere Form als der Bypass-Durchgang 15, der außerhalb des
Ventilkörpers 3 vorgesehen
ist. Ein viertes Absperrventil 19 oder Zwischenabsperrventil 19 ist
quer durch den Bypass-Durchgang 18 zum Öffnen und Schließen vorgesehen.
Das Zwischenabsperrventil 19 hat die gleiche Funktion wie
das Zwischenabsperrventil 16 in 2.
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Die
Leckageinspektion wird genau wie in der ersten Ausführungsform
durchgeführt.
Das erste 7 und das zweite Absperrventil 13 werden
geschlossen, um den Strom des Inspektionsgases zu dem Elektromagnetventil 8 bzw.
dem Rückschlagventil 6 zu
verhindern. Gleichzeitig wird das Zwischenabsperrventil 19 geöffnet, um
den Befüllkanal 9 mit
dem Zuführkanal 12 in
Verbindung zu setzen. Wenn das Inspektionsgas durch den Befülleinlass 10 hindurchgeführt wird,
strömt
es in die Kanäle 9 und 12,
während
sein Strom hin zu dem Brennstoffbehälter 1 blockiert ist.
Demzufolge können
sowohl der Befüllkanal 9 als
auch der Zuführkanal 12 gleichzeitig
auf Lecks überprüft werden,
indem die Leckageinspektion wie gemäß der Erfindung ausgeführt wird.
Wenn eine Leckage festgestellt wird, wird das Zwischenabsperrventil 19 verschlossen,
und die Leckageinspektion wird wiederholt, wie in der zweiten Ausführungsform. Die
zweite Inspektion ermöglicht
es, festzustellen, welcher der beiden Kanäle 9 und 12 die
Leckage erzeugt.
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In
einem normalen Betriebsmodus sind das erste 7 und das zweite
Absperrventil 13 geöffnet,
um den Befüllkanal 9,
den Befülldurchgang 4,
den Zuführdurchgang 5 und
den Zuführkanal 12 freizugeben,
und gleichzeitig sind das Zwischenabsperrventil 19 und
das Elektromagnetventil 8 geschlossen, um den Bypass-Durchgang 18 zu
verschließen,
bevor das CNG in dem Befülleinlass 10 eingeleitet
wird. Wenn das Einfüllen
des CNG beendet ist, wird das Elektromagnetventil 8 geöffnet als
Antwort auf die Anforderungen von der Steuerung, um das CNG zu dem
Motor zu führen.
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Die
erste und zweite Ausführungsform
können
wie folgt modifiziert werden. 4 zeigt
eine Modifikation der ersten Ausführungsform (2), während 5 eine Modifikation der
zweiten Ausführungsform
(3) zeigt, die eine
andere Art von Absperrventil in dem Zuführdurchgang 5 zeigt.
In jedem System ist das erste Absperrventil 7 durch ein
Rückschlagventil 17 ersetzt,
das quer durch den Zuführdurchgang 5 vorgesehen
ist, um zu verhindern, dass das Gas zurück in den Brennstoffbehälter 1 strömt. In 4 brauchen das zweite Absperrventil 13 und
das Zwischenabsperrventil 16 nur betätigt zu werden, um zwischen
dem Leckageinspektionsmodus und dem normalen Betrieb umzuschalten.
In 5 brauchen das zweite
Absperrventil 13 und das Zwischenabsperrventil 19 nur
betätigt
zu werden, um zwischen den beiden verschiedenen Betrieben umzuschalten.
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Die
Ausführungsform
in 1 kann auch dadurch
modifiziert werden, dass das erste Absperrventil 7 durch
ein Rückschlagventil
quer durch den Zuführdurchgang 5 ersetzt
wird, um den Strom des Gases zurück
zu dem Brennstoffbehälter 1 während der
Leckageinspektion zu verhindern.
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Eine
dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Wenn der Brennstoffbehälter 1 mit
dem CNG gefüllt
ist, sinkt die Temperatur des Ventilkörpers 3 steil ab,
aufgrund des Joule-Thomson-Effekts. Demzufolge werden Kunstharzkomponenten,
wie beispielsweise O-Ringe (nicht dargestellt), die in dem Elektromagnetventil 8 des Ventilkörpers 3 zum
Abdichten des Ventilelements montiert sind, eventuell durch die
steile Änderung
der Temperatur in thermischen Zyklen beeinflusst und verschlechtern
sich so mit der Zeit in ihrer Qualität.
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Für eine Kompensation
ist die dritte Ausführungsform
mit einem in dem Ventilkörper 3 vorgesehenen
Heizer versehen, um einen steilen Abfall der Temperatur des Ventilkörpers 3 zu
verhindern, wenn der Brennstoffbehälter 1 mit dem CNG
gefüllt
wird. 6 zeigt einen
in dem Leitungssystem der ersten Ausführungsform der Erfindung vorgesehenen
Heizer. Der Heizer 20 ist in eine in dem proximalen Ende eines
Vorsprungs 1a des Brennstoffbehälters 1 vorgesehenen
Nut eingepasst, der sich entlang des Befülldurchgangs 4 erstreckt.
Der Heizer 20 ist in der vorliegenden Ausführungsform
auf der Seite der CNG-Befüllung vorgesehen,
kann aber groß genug sein,
um auch den Zuführdurchgang 5 zu
umgeben. Vorzugsweise ist der Heizer 20 ein mit einer Keramikummantelung
versehener Keramikheizer, um zu verhindern, dass sein Heizbereich
dem CNG direkt ausgesetzt ist und damit reagiert. Es ist auch möglich, dass
ein nicht-keramischer Heizer um den Ventilkörper 3 herum montiert
wird und mit einer geeigneten Abdeckung zur Verhinderung der Reaktion
mit dem CNG bedeckt wird.
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7 zeigt einen Schaltkreis
zum Anregen des Heizers 20. Wie dargestellt, ist der Heizer 20 mit einer
Batterie 21 verbunden, die in einem Automobil normalerweise
vorgesehen ist, und ein Schalter 22 ist zwischen dem Heizer 20 und
der Batterie 21 vorgesehen. Der Schalter 22 kann
mit dem Schließen
und Öffnen
eines Deckels des Befülleinlasses 10 synchronisiert
sein, so dass der Heizer 20 angeregt wird, wenn der Deckel
für das
Einfüllen
des CNG geöffnet wird,
und abgeschaltet wird, wenn der Deckel nach dem Beenden des Befüllens geschlossen
wird.
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In
dem in 7 dargestellten
Schaltkreis kann ein Schaltkreis 23 zum Begrenzen der Anregungszeit
vorgesehen sein, der auf den Ablauf eines Zählers (nicht dargestellt) zum Öffnen eines
normalerweise geschlossenen Kontakts (nicht dargestellt) darin anspricht.
Das heißt,
wenn der Schalter 22 geschlossen wird, beginnt der Timer
in dem Schaltkreis 23 zu zählen. Der Ablauf des Timers
stößt das Öffnen des
normalerweise geschlossenen Kontakts an, der in Reihe mit einer
Energieversorgung 21 geschaltet ist. Demzufolge wird der
Heizer 20 abgeschaltet, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer
T (siehe 8), die in
dem Zähler
gesetzt ist, vom Öffnen
des Brennstoffdeckels an abgelaufen ist.
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Der
Schaltkreis 23 zum Beschränken der Anregungszeit kann
einen Drucksensor 28 beinhalten, der den Anstieg des Drucks
auf einen vorbestimmten Level in dem Brennstoffbehälter 1 erfasst
und seine Signalausgabe produziert, um den normalerweise geschlossenen
Kontakt 29 zu öffnen,
um den Heizer 20 abzuschalten, wie in 7A dargestellt. Da der Druck in dem Brennstoffbehälter 1 durch
das Einfüllen
des CNG ansteigt, nimmt der Joule-Thomson-Effekt ab, so dass die
Geschwindigkeit des Temperaturabfalls sich vermindert. Wenn der
Druck des CNG in dem Behälter
den vorher gewählten
Wert erreicht hat, kann der Heizer 20 so ausgestaltet sein,
dass er abgeschaltet wird. Der Timer in dem Schaltkreis 23 sollte
einen vorher gewählten
Ablaufwert haben, der auf der Zeit von dem Beginn des Einfüllens des
CNG in den Behälter 1 bis
zu dem Zeitpunkt begründet
ist, zu dem ein vorbestimmter Wert in einigen Experimenten erreicht
worden ist.
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8 ist ein Diagramm, das
die Beziehung des Drucks, der Temperatur des Ventilkörpers und der
Temperatur des Heizers 20 in dem Brennstoffbehälter zu
der Zeit zeigt. Der Heizer 20 wird angeschaltet gehalten,
bis die Zeit T nach dem Einschalten des Schalters 22 abgelaufen
ist. Wie sich aus dem Diagramm ergibt, steigert der Heizer 20 seine Temperatur,
wenn die Zeit abläuft.
Die Behältertemperatur
fällt aufgrund
des Joule-Thomson-Effekts am Anfang ab und schwebt dann in großer Höhe, wenn die
Temperatur des Heizers 20 ansteigt. Der Druck in dem Brennstoffbehälter 1 steigt
an, wenn das Einfüllen
des CNG fortschreitet. Die Einstellung des Ablaufwerts des Timers
kann gleich einer Zeitdauer T vom Beginn des CNG-Befehls zu der
Rückkehr
der Behältertemperatur
zu ihrem ursprünglichen
Grad sein.
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9 zeigt eine Anordnung eines
Leitungssystems gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wo ein einzelner Durchgang 25,
der sowohl als Befüll-
als auch als Zuführdurchgang
dient, in dem Ventilkörper 3 vorgesehen
und mit dem Heizer 20 ausgestattet ist. Wie dargestellt,
erstreckt sich der einzelne Durchgang 25 von der Verbindung
zwischen dem Befüllkanal 9 und
dem Zuführkanal 12 bis
hin zum Brennstoffbehälter 1,
und ein Elektromagnetventil 26 ist am distalen Ende des gemeinsamen
Durchgangs 25 angebracht. Der Heizer 20 ist in
einer Nut eingepasst, die in dem Ventilkörper 3 vorgesehen
ist, so dass er das Elektromagnetventil 26 umgibt. Ein
Absperrventil 27 dient zum Verschließen und Öffnen des gemeinsamen Durchgangs 25.
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Für die Leckageinspektion
wird in 9 ein Absperrventil 27 geschlossen,
und dann wird das Inspektionsgas von dem Befülleinlass 10 in die
Kanäle 9 und 12 eingefüllt. Dann
wird eine Druckveränderung
in den Kanälen 9 und 12 überwacht.
Nach dem Beenden der Leckageinspektion wird das Absperrventil 27 geöffnet, um
die beiden Kanäle 9 und 12 mit dem
gemeinsamen Durchgang 25 in Verbindung zu setzen.
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Das
Elektromagnetventil 26 hat eine Spule 26b, die
in einem Gehäuse 26a des
Ventils untergebracht ist, sowie einen Plungerkolben 26c,
der in dem mittleren Hohlraum der Spule 26b für eine Vorwärts- und
Abwärtsbewegung
vorgesehen ist. Wenn die Spule 26b angeregt wird, wird
der Plungerkolben 26c des Elektromagnetventils 26 abwärts in die
Spule 26b hinein bewegt, und eine Pilotöffnung 26d mit kleinem
Durchmesser wird zunächst
geöffnet.
Wenn der Plungerkolben 26c vollständig zurückgezogen ist, trennt sich
dann sein Tellerventil oder distales Ende C von dem Sitz des Ventilkörpers 3,
um den gemeinsamen Durchgang 25 in den Behälter 1 hinein zu öffnen. Beispielsweise
ist eine solche Art von Elektromagnetventil in der japanischen offengelegten Patentveröffentlichung
Nr. (Hei)7-301359 offenbart.
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Obwohl
die Absperrventile 7, 13, 16, 19 und 27 in
den Ausführungsformen
manuell betätigbar sind,
die im Hinblick auf einen einfachen Notfallbetrieb im Falle eines
Energieausfalls vorgesehen sind, können sie auch elektromagnetisch
sein, wenn die Energieversorgung zur Verfügung steht.
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Wie
oben erwähnt,
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung das Gas für
die Leckageinspektion durch den Befülleinlass für Brennstoffgas eingeführt werden,
um den Befüllkanal
aufzufüllen
und gleichzeitig auch den Zuführkanal,
während
kein besonderer Einlass für
das Inspektionsgas notwendig ist.
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Sowohl
der Befülldurchgang
als auch der Zuführdurchgang
können
Bohrungen sein, die durch den Ventilkörper hindurchtreten, was zu
der geringen Größe und zum
einfachen Aufbau des Systems beiträgt.
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Die
quer durch den Befüll-
und den Zuführdurchgang
vorgesehenen Absperrventile können manuell
betätigbare
Ventile sein. Die Leckageinspektion wird so vereinfacht, wenn die
entsprechenden Absperrventile manuell gesteuert werden, um ein geeignetes
Muster von Kanalverbindungen für
die Leckageinspektion zu bestimmen. Ein Rückschlagventil wird statt des
quer durch den Zuführdurchgang
vorgesehenen Absperrventils verwendet. Dann ist es nicht mehr notwendig,
das Absperrventil manuell zu betätigen,
um den Zuführdurchgang
von dem Zuführkanal
für dessen
Leckageinspektion zu isolieren.
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Die
Auslassbereiche des Befülldurchgangs und/oder
des Zuführdurchgangs
können
mittels des Heizers erhitzt werden, um einen Temperaturabfall in dem
Befülldurchgang
und/oder dem Zuführdurchgang
zu kompensieren, der durch den Joule-Thomson-Effekt verursacht wird. Dies wird verhindern, dass
die Qualität
von Komponenten, die angrenzend an den Befülldurchgang und den Zuführdurchgang vorgesehen
sind, sich verschlechtert.
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Der
Befüll-
und der Zuführdurchgang
können kombiniert
sein, so dass ein einzelner gemeinsamer Durchgang vorgesehen ist.
Da ein Temperaturabfall des gemeinsamen Durchgangs aufgrund des Joule-Thomson-Effekts
verhindert wird, wird eine Verschlechterung der Qualität von Komponenten,
die angrenzend an den gemeinsamen Durchgang vorgesehen sind, so
minimiert werden.
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Schließlich kann
der Heizer über
einen gewünschten
Zeitraum hinweg eingeschaltet bleiben, was den Verbrauch von zusätzlicher
Energie von einer Batterie oder ähnlichem
minimiert.
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Weitere
alternative Ausführungsformen
eines Zuführsystems
für Gasbrennstoff
werden nun noch beschrieben:
- 1. Leitungssystem
zum Zuführen
von Gasbrennstoff, mit einer Befüllleitung
zum Befüllen
eines Brennstoffbehälters
mit einem Gasbrennstoff für eine
Maschine und einer Zuführleitung
zum Leiten des Gasbrennstoffs von dem Brennstoffbehälter zu
der Maschine, mit:
einem Befüllkanal zum Verbinden der Befüllleitung
mit dem Brennstoffbehälter;
einem
Zuführkanal
zum Verbinden der Zuführleitung
mit dem Brennstoffbehälter;
einem
Verschlussventil zum Verschließen
des Befüllkanals;
einem
Verschlussventil zum Verschließen
des Zuführkanals;
einem
Gasbefülleinlass
an einem auswärtigen Ende
der Befüllleitung;
und
einem Gasbefülleinlass
zur Überprüfung des
Auslaufens, welcher Einlass an der Zuführleitung vorgesehen ist.
- 2. Leitungssystem zum Zuführen
von Gasbrennstoff, mit einer Befüllleitung
zum Befüllen
eines Brennstoffbehälters
mit einem Gasbrennstoff für eine
Maschine und einer Zuführleitung
zum Leiten des Gasbrennstoffs von dem Brennstoffbehälter zu
der Maschine, mit:
einem Befüllkanal zum Verbinden der Befüllleitung
mit dem Brennstoffbehälter;
einem
Zuführkanal
zum Verbinden der Zuführleitung
mit dem Brennstoffbehälter;
einem
Bypasskanal zum Verbinden des Befüllkanals mit dem Zuführkanal;
einem
Verschlussventil zum Verschließen
des Befüllkanals;
einem
Verschlussventil zum Verschließen
des Zuführkanals;
einem
Zwischen-Verschlussventil zum Verschließen des Bypasskanals; und
einem
Gasbefülleinlass
an einem auswärtigen Ende
der Befüllleitung.
- 3. Leitungssystem zur Zuführung
von Gasbrennstoff nach 1., weiter mit einem Blockelement, das als
Stopfen des Brennstoffbehälters
dient, wobei der Befüllkanal,
der Zuführkanal
sowie das Verschlussventil für
den Befüllkanal
und das Verschlussventil für
den Zuführkanal
in dem Blockelement angeordnet sind.
- 4. Leitungssystem zur Zuführung
von Gasbrennstoff nach 2., weiter mit einem Blockelement, das als
Stopfen des Brennstoffbehälters
dient, wobei der Befüllkanal,
der Zuführkanal,
der Bypasskanal sowie das Verschlussventil für den Befüllkanal, das Verschlussventil
für den
Zuführkanal
und das Zwischen-Verschlussventil in dem Blockelement angeordnet
sind.
- 5. Leitungssystem nach 2., in welchem das Verschlussventil für den Befüllkanal,
das Verschlussventil für
den Zuführkanal
und das Zwischen-Verschlussventil manuell betätigbar sind.
- 6. Leitungssystem nach 1, wobei das Verschlussventil für den Zuführkanal
ein Rückschlagventil zum
Blockieren eines rückwärts gerichteten Stroms
des Gases zu dem Brennstoffbehälter
ist.
- 7. Leitungssystem nach 1, weiter mit einem Heizer angrenzend
an ein offenes Ende des Befüllkanals
und/oder des Zuführkanals
und/oder an das offene Ende, das zu dem Inneren des Brennstoffbehälters hin
weist.
- 8. Leitungssystem mit einer Befüllleitung zum Befüllen eines
Brennstoffbehälters
mit einem Gasbrennstoff für
einen Motor sowie einer Zuführleitung
zum Zuführen
des Gasbrennstoffs von dem Brennstoffbehälter zum Motor, mit einem gemeinsamen
Kanal zum Verbinden sowohl der Befüllleitung als auch der Zuführleitung
mit dem Brennstoffbehälter;
und mit einem Heizer, der angrenzend an ein offenes Ende des gemeinsamen
Kanals und angrenzend an das offene Ende, das zum Inneren des Brennstoffbehälters hinweist, vorgesehen
ist.
- 9. Leitungssystem nach 7. oder 8., weiter mit einem Steuermittel
für den
Heizer zum Betätigen des
Heizers als Antwort auf den Beginn des Einleitens des Gasbrennstoffs
in den Behälter
hinein, und zum Abschalten des Heizers als Antwort auf das Ende
dieses Einleitens.
- 10. Leitungssystem nach 7. oder 8., weiter mit einem Schaltmittel,
das in Serie mit dem Heizer und mit einer Energiequelle angeschlossen
ist und schließbar
ist, um den Heizer als Antwort auf den Beginn des Einleitens des
Gasbrennstoffes in den Brennstoffbehälter hinein zu betätigen; und
Zeitbegrenzungsmitteln zum Abschalten des Heizers, wenn eine vorbestimmte
Zeitdauer nach dem Beginn des Einleitens abgelaufen ist.
- 11. Leitungssystem nach 7. oder 8., weiter mit einem Schaltmittel,
das in Serie mit dem Heizer und einer Energiequelle angeschlossen
ist und schließbar
ist, um den Heizer als Antwort auf den Beginn des Einleitens des
Gasbrennstoffes in den Brennstoffbehälter hinein zu betätigen; einem Drucksensor
zum Erzeugen eines Erfassungssignals, wenn ein Druck in dem Behälter einen
vorbestimmten Wert erreicht; und Zeitbegrenzungsmitteln zum Abschalten
des Heizers, wenn das Erfassungssignal erzeugt wird.
- 12. Leitungssystem nach 1., weiter mit einem Magnetventil, das
an einem offenen Ende des Zuführkanals,
das zum Inneren des Brennstoffbehälters hin weist, vorgesehen
ist, und zwar zum Steuern einer Öffnung
des offenen Endes.
- 13. Leitungssystem nach 8., weiter mit einem Magnetventil, das
an einem offenen Ende des gemeinsamen Kanals, das zum Inneren des
Brennstoffbehälters
hin weist, vorgesehen ist, um eine Öffnung des offenen Endes zu
steuern.