用于低温燃料的箱容器和用于燃料吹入的系统的制作方法

文档序号:16047176发布日期:2018-11-24 10:58阅读:228来源:国知局

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于低温燃料的箱容器。此外,本发明还涉及一种用于在使用本发明箱容器的情况下实现气态燃料到内燃机的进气管道或燃烧室中的燃料吹入的系统。

背景技术

根据权利要求1前序部分的箱容器由us8650887b2已知。已知的箱容器用于贮存或存储在低温情况下呈液态的燃料。在此,在使用氢气或天然气的情况下涉及例如约-150℃或更低的温度。在此,这种箱的内部中的运行压力典型地而非局限地约处于3bar至5bar之间。尤其,这种箱容适用于用作机动车燃料的存储器,其中,该箱容器是用于气态燃料到内燃机进气管道或燃烧室中的燃料吹入的系统的组成部分。尤其,这种由现有技术已知的箱容器的优点在于其具有内箱,该内箱借助分界壁被分成两个部分室。通常具有较大体积的第一部分室用于存储被冷却的或者说液态的燃料。典型地,第一部分室不完全充注有液态燃料,以便在例如经由内箱的壁进行加热时能够这样使燃料膨胀,使得燃料能够溢流到内箱的用作平衡室的第二部分室中。为此,在现有技术中设置,通过连接部或开口耦合在两个部分室之间的分界壁,在连接部或开口中布置有止回阀。该止回阀尤其也防止气体从第二部分室中向第一部分室的方向回流或进入。为了能够实现存储在第一部分室中的燃料尽可能少地被加热,箱容器的内箱被外套包围,其中,内箱与外套之间的间隙被抽真空,以便避免或至少减小从环境向内箱方向的热传导。为了从内箱输送液态燃料,已知的箱容器还具有泵,该泵经由抽吸管路与内箱的第一部分室中的液态燃料连接。总之,用于低温燃料的已知箱容器的优点在于,内箱的第二部分室仅用于平衡温度波动或者说仅实现燃料从第一部分室到第二部分室中的体积溢流的可能性。

此外,由现有技术也已知通过压力差从箱容器输送燃料。压力差例如通过加热圈产生。在此,液态燃料从第一部分室中被取出、蒸发并且被引回到第一部分室中。由此,第一部分室中的压力上升,因为流体或者说燃料膨胀。所引起的压力差因此使得能够从第一部分室输送燃料。在此,在已知系统中由于在两个部分室之间的分界壁中构造的连接,整个箱容器常常被置于压力下。



技术实现要素:

从所示的现有技术出发,本发明基于以下任务:这样扩展根据权利要求1前序部分的用于低温燃料的箱容器,使得能够在设备技术费用较低的情况下从箱容器输送燃料。尤其,燃料输送的替代系统适合于能够使用在机动车中的用于实现燃料的气体吹入的系统中存在的过压源或者使用在那里存在的、处于压力下的引回管路来输送燃料。

根据本发明,在具有权利要求1特征的用于低温燃料的箱容器的情况下解决该任务。

本发明基于以下想法:这样使用否则在现有技术中仅用于体积平衡或压力平衡的第二部分室来主动地输送燃料,使得第二部分室相对于第一部分室被置于提高的压力下。该提高的压力,如接下来还将详细阐述的那样,用于从内箱的第一和/或第二部分室输送燃料。

在从属权利要求中列举用于低温燃料的本发明箱容器的有利扩展方案。

在本发明的第一设计构型中设置,用于输送燃料的装置布置在内箱的第二部分室的、构造为用于接收冷凝燃料的区域中。换言之,这意味着,用于输送燃料的所述装置输送经由两个部分室之间的分界壁进入到第二部分室中的、在第二部分室中冷凝的燃料。本发明的这种构型具有以下优点:仅需要在两个部分室之间设置唯一的连接,该连接能够实现燃料的气态成分从第一部分室到第二部分室中的溢流。这种实施方式尤其在体积流较低的情况下是有意义的或者说是可应用的,因为经由分界壁进入到第二部分室中的、在第二部分室中冷凝的气体的比例被限制并且与外部因素、尤其第二部分室中的变热和/或压力上升有关。

在本发明的扩展方案或替代构型中可以设置,用于输送燃料的装置借助横穿分界壁的管路与内箱的第一部分室连接。在该情况下,燃料从第一部分室的所述区域被取出或者说被输送。在此,第一部分室中的取出管路尤其布置在该部分室的底部区域中,使得保证(仅)输送液相的燃料。

特别优选地设置,利用处于比第一部分室高的压力下的第二部分室来运行构造为喷射泵的燃料输送泵。

然而替代地也能够实现,从箱容器不是取出或者说输送液态的冷却燃料,而是取出或者说输送燃料的气态成分或者说气态部分,所述成分或者说部分尤其经由分界壁从第一部分室溢流到第二部分室中。在该情况下有利的是,用于输送燃料的装置至少以其抽吸接头布置在第二部分室的构造为用于接收或者说存储燃料的气态成分的区域中。由此,通过相应构造的输送泵直接抽吸燃料的气态成分。

从安全性方面有意义或者说必需的是,将存在于第二部分室中的过压限制到这种程度上,使得箱容器的损坏被排除。为此尤其可以设置,内箱的第二部分室至少间接地可与过压阀连接,以便限制第二部分室中的气体压力。

在本发明的所有不同实施方式中重要的是,呈液态形式或气态形式的燃料的溢流始终仅从第一部分室向第二部分室的方向进行。为了保证上述情况设置,在两个部分室之间的分界壁中并且必要时在横穿分界壁的管路中布置止回阀,所述止回阀闭锁从第二部分室向第一部分室的方向的流动路径。

此外,本发明也包括一种用于在使用至此所述的本发明箱容器的情况下实现气态燃料到内燃机进气管道或燃烧室中的燃料吹入的系统。在此,根据本发明设置,用于从箱容器输送燃料的装置用于将燃料输送到与至少一个气体阀连接的存储体积中。换言之,这意味着,用于从箱容器输送燃料的装置用于保证在该系统中所必需或者说所希望的系统压力。为此,存储体积例如以轨或类似构件的形式构造,从所述轨可给至少一个气体阀供给气态燃料。

此外特别优选的是,用于给第二部分室供给过压的过压源通过由至少一个气体阀和/或存储体积构成的气体引回部来构造。这具有以下优点:可以以较低的设备技术费用使用气体来实现第二部分室中的压力提高,该气体例如在负荷变换期间或在可能的外置泵的冷却阶段期间在轨排风时产生。

本发明的其它优点、特征和细节由对优选实施例的以下描述以及根据附图得到。

附图说明

在唯一的图中,附图示出在使用气体阀的情况下用于实现气态燃料到内燃机进气管道或燃烧室中的气体吹入的系统的示意图。

具体实施方式

在该附图中示出系统100,其用于给内燃机的进气管道5或燃烧室供给气态燃料。气态燃料示例性地而非限制性地理解为一种燃气,如氢气或天然气。

系统100具有用于存储燃料1的箱容器10。尤其,燃料1在箱容器10内这样被冷却或以这样低的温度被贮存,使得所述燃料以液态形式存在。

箱容器10包括内箱11,该内箱被外套12带有间距地完全包封。内箱11与外套12之间的中间空间13例如可以以本身已知并因此对于本发明不重要的方式被抽真空,以便相对于环境隔绝内箱11或者至少减小从环境向内箱11的方向的热传递。经由输入管路15可以将液态燃料1馈入到箱容器10中。

内箱11具有例如垂直于附图的绘图平面延伸的分界壁18,该分界壁将内箱11分成两个部分室21,22。分界壁18这样布置在内箱11内,使得第一部分室21的体积比第二部分室22的体积大。第一部分室21用于存储或者说贮存燃料1,而第二部分室22尤其用于当处于第一部分室21中的燃料1变热并且在此膨胀时实现压力交换或体积交换。为此设置,在分界壁18中,在分界壁18的处于第一部分室21中的(液态)燃料1充注液位23上方的区段中构造有与集成的止回阀26的连接部25。止回阀26这样布置,使得燃料1的气态成分能够从第一部分室21到达第二部分室22中,然而不能反向地进行。

此外,在内箱11的底部区域中在第一部分室21中存在有液态燃料1,在该底部区域中,在分界壁18中布置有另一连接部28,该另一连接部以管路29的形式构造。管路29与用于将燃料从箱容器10输送到系统100的储存体积50(尤其是轨)中的装置30连接。尤其设置,装置30以喷射泵31的形式构造。通过在装置30与存储体积50之间的连接部中的另一止回阀32保证燃料1不能从存储体积50向装置30的方向流回。

此外在附图中示出,燃料1的经由分界壁18中的连接部25从第一部分室21溢流到第二部分室22中的气态成分在第二部分室22内这样冷凝,使得装置30被第二部分室22中的液化燃料1淹没。第二部分室22中的燃料1的充注液位33低于第一部分室21中的充注液位23。

过压管路35通到第二部分室22中,该过压管路在中间连接过压阀36与另一止回阀37的情况下例如与气体阀40耦合。气体阀40在示出的实施例中为过压源45,通过该过压源在由气体阀40进行气体吹入过程中可以将处于高压下的不必需的气体或者说燃料1引回到第二部分室22中,以便提高第二部分室22中的压力或者说气体压力。尤其,可以利用由此存在于第二部分室22中的提高的压力,用于借助装置30向存储体积50的方向输送存在于第二部分室22或第一部分室21中的燃料1。

附加地,在附图中画出另一引回管路41,其使储存体积50与另一止回阀37连接。因此,经由引回管路41,通过将处于高压下的气体从存储体积50导出到过压管路35中也可以将气体引回到第二部分室22中,以便提高第二部分室22中的压力。因此,存储体积50也构成过压源45。

至此所述的箱容器10可以以多样的方式来变型或改变,而不会偏离本发明构思。本发明构思在于,存在于箱容器10中的、通常(仅)被用于实现与第一部分室21的压力平衡的第二部分室22这样被置于提高的压力下,使得从而能够从箱容器10输送燃料。

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