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天然气供应系统

阅读：299发布：2020-05-11

IPRDB可以提供天然气供应系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且天然气供应系统，其中包括一个压缩气体或冷凝液体形式的天然气源(2)、一个该天然气的供应柱(3)和被液压连接到天然气源上并且用于将天然气发送到供应柱上的供给装置(4)。供应柱(3)包括至少一个抽吸罩(100)，从地面抬起，配有一个易于收集释放到环境中的天然气的抽吸口(101)和至少一个用于排出收集气体的排出口(102)。气体供应枪(5)的预设点位于罩(100)抽吸口(101)的下方。一股空气流被强制或自然地穿过抽吸罩，拍打预设的机械和/或电动挡拦机构，以便控制到达枪5的气体流量，因此安全地避免任何损失。，下面是天然气供应系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.天然气供应系统，其中包括︰

-至少一个压缩气态或冷却液态的天然气源(2)；

-至少一个上述天然气的分配柱(3)；

-供应工具(4)，液压连接到上述天然气源(2)和上述柱(3)上，用于将上述天然气发送到后者中；

-该分配柱(3)，配有至少一个被通过一个软管液压连接到供应工具(4)上的供应枪(5)，并且易于在一个休息位置和一个操作位置之间移动，在休息位置上被用于上述分配柱(3)的一个第一支座(30)中，在操作位置上被连接到车辆(8)的燃料箱(7)上用于加燃料；

其特点是该分配柱(3)包括至少一个从地面提升的抽吸罩(100)，配有一个易于收集分散到环境中的气体的抽吸口(101)和至少一个用于排出被收集气体的排出口(102)；分配柱(3)的第一支座(30)设置在该罩(100)的抽吸口(101)的下方。

2.根据要求1，天然气供应系统的特点包括，连接到罩(100)的强制抽吸工具(110)，用于强制从抽吸口(101)抽吸的一股气体流朝向排除开(102)流动。

3.根据要求1，天然气供应系统的特点包括，罩(100)的抽吸口(101)，其尺寸大于该罩的排出口(102)，一股自然循环的空气流从该罩的抽吸口(101)到排出口(102)穿过该罩。

4.根据要求1，天然气供应系统的特点是，供应工具(4)包括至少一个连接到天然气源(2)的分配柱(3)上的供应管道(11)，并配有至少一段没有被埋入的通风端(11'、11”)，该端向上延伸到分配柱(3)上，并且由另一端供应。

5.根据上述任何一个要求，天然气供应系统的特点是，包括一个与一个逻辑控制单元通信的气体检测传感器(111)，被机械连接到分配柱(3)上和/或供应枪(5)上，易于检测天然气浓度是否超过一个预设的阈值；超过阈值时逻辑控制单元用于操作强制抽吸工具(110)。

6.根据上述任何一个要求，天然气供应系统的特点是，包括一个与一个逻辑控制单元通信的气体检测传感器(111)，被机械连接到分配柱(3)上和/或供应枪(5)上，易于检测天然气浓度是否超过一个预设的阈值；超过阈值时逻辑控制单元用于操作一个可视和/或声音报警信号的发出。

7.根据要求1，天然气供应系统的特点是，罩包括至少一个连接体(103)，该连接体连接至少一个抽吸口(101)和一个排出口(102)；供应工具(4)包括位于连接体(103)内部的机械和/或电动挡拦机构(200)，用于控制到达供应枪(5)的气体流量；在至少一个主抽吸口(101)和排出口(102)之间传递的罩(100)的空气流定义了挡拦机构(200)的一个通风，用于排出任何它们的泄漏。

8.根据要求1，天然气供应系统的特点是，天然气源包括一个液态天然气存储罐(2)；供应工具(4)包括连接到存储罐(2)和分配柱(3)的一个泵单元，通过一个第一通风供应管道(11')连接用于根据压缩气态天然气的流量要求供应给分配柱(3)，以及通过一个第二通风供应管道(11”)连接用于根据液态天然气的流量要求供应给分配柱(3)；一个通风蒸汽返回管道(11”')被设置为在为车辆加燃料期间连接车辆(8)的燃料箱(7)和存储罐(2)。

说明书全文

天然气供应系统

技术领域

[0001] 根据主要独立专利要求的序言部分，本发明涉及一个天然气供应系统。

[0002] 所述系统旨在更好地用于天然气的供应，无论在车辆服务站里是以压缩气体形式(CNG)还是以液体形式(LNG)存在。

[0003] 因此，本发明所述的系统适用于汽车能源供应的工业领域，特别是对于道路经销商的供应。

背景技术

[0004] 存在于沿街服务站中的液态或气态燃料分配系统，传统上包括一个存储罐，连接到供应枪的相应的分配柱上，用于向汽车燃料箱注入燃料。

[0005] 存储罐，通常在由汽油和柴油组成的传统燃料情况下由一个埋地池构成，在液态气体燃料情况下由一个地面罐构成。

[0006] 正如已知，除了汽油、柴油等液态燃料的更传统的分配系统以外，压缩气态NG(天然气)或液态LPG(液化石油气)的分配系统也分布普遍。最近，正在流行的也包括低温液态NG的分配系统(LNG：液化天然气)。

[0007] 相较于汽油和柴油等液体燃料，天然气(CNG、LNG、LPG)提供更低的成本和更小的环境影响，这得益于由于燃烧产生的二氧化碳、颗粒物、芳烃/致癌衍生物、氮和硫化物的排放很少。

[0008] 更具体地说，天然气既是一种化石燃料也是一种可再生生物燃料(生物气)，主要包括甲烷(CH4)，或者更精确地说由一种主要是甲烷和很少部分是挥发性碳氢化合物和氮组成的混合物组成。

[0009] 以气态形式用于汽车分配系统中的天然气(英文首个字母缩写为CNG)由道路分销商储存在通常是圆筒形或球形的罐中，该罐的压力为200-250bar，相较于正常大气压压缩200-250个体积。因此，气态天然气通常用于汽油/CNG双燃料型汽车的内燃机发动机中。

[0010] 以液态形式用于汽车分配系统的天然气，最近开始流行，特别是对于重型汽运，提供大气压下的低温(约-161摄氏度)运输和存储(LNG)。这种液态形式能够减小体积，具体约为大气压下气态的600倍，因此也就是一个小于压缩CNG气体三倍的体积，能够大量存储和运输，与传统的液态燃料(汽油和柴油)相比大大减少了空间。

[0011] LNG液化天然气通常由气态天然气冷却至凝结点获得，环境压力下对应的温度约为-161摄氏度。为了交付给服务站，要使用低温油罐车从沿海的仓库开始运输，该仓库由适用于低温运输已是液态气体的液化天然气运输船供应。

[0012] 生产者和用户特别关切的一个燃料分配系统的问题，涉及加燃料期间燃料或其蒸气发生火灾风险的安全，以及避免有毒或总之对环境本身有害的气体传播的环境保护。

[0013] 一般而言，在特别是用于车辆加燃料的道路燃料分配系统中，安全和环境保护标准要求在加燃料期间释放到汽车燃料箱外的由一种空气和燃料蒸汽混合物组成的气相不得传播到环境中。

[0014] 这种释放主要由于注入罐中的燃料受到移动而引起，因此会减少罐中液位量，排出一个等体积的蒸汽相。

[0015] 所以优化地，为了避免蒸汽释放到环境中，已知的是，燃料供应枪既配有燃料供应嘴也配有抽吸嘴。

[0016] 这种解决方案能够有限地降低加燃料期间燃料易燃蒸汽释放的问题，但是显然对由于泄漏、枪故障或者用户或服务区加燃料的操作人员的疏忽引起的任何燃料泄漏不会产生任何影响。

[0017] 如汽油和柴油等用于服务站的传统燃料比空气更重，尤其是它们是液体，会向地面流淌，因此，如果存在燃料自身的泄漏，特别是在汽车加燃料期间，那么泄漏的燃料将被流入特殊的处置管道中。LPG天然液化石油气也比空气重，它的蒸汽也会向地面流。

[0018] 因此，对于比空气更重的液体和蒸汽，在传统的分配系统中避免任何燃料泄漏的安全措施被研究。

[0019] 不同的是，以气态或液态形式分布在用于汽车的系统中的天然气具有一个比空气低的密度，因此，如果它被由于例如供应枪泄漏或用户操作错误而释放到大气压的环境中时，就会自然地向上分散。

[0020] 因此，用于排出进入环境中的传统燃料(向下分散)的安全和环保措施也可用于天然气分配系统(向上分散)中。

发明内容

[0021] 在这种情况下，因此，本发明最主要的问题是克服上面提到的技术缺陷，通过设置一种系统来分配天然气，并且对于用户非常安全。

[0022] 本发明的另一个目的是设置一种天然气供应系统，其制造简单、经济并且运行可靠。

附图说明

[0023] 根据上述目的，本发明的技术特点从以下权利要求的内容中清晰可见，其优点大致体现在了下面的详细描述中，并附有图纸以便参考，这些图纸表示了一个纯粹用于示例并且没有界定的实现形式，其中：

[0024] -图1展示本发明所述天然气供应系统的一个正面视图，其特点是一个有趣的多个分配柱部分；

[0025] -图2展示图1系统的关于单个分配柱的一个局部图；

[0026] -图3展示图2分配柱的一个侧视图；

[0027] -图4展示本发明所述天然气供应系统的整体示意图，某些部分被删除以便更好地突出其他部分。

具体实施方式

[0028] 参照附图，完整地展示了一个按照本发明实现的天然气供应系统。

[0029] 根据附图，系统1优化地包括了一个天然气源(该源根据图4实例由一个液态天然气罐2构成)和一个液态气体(LNG)或压缩气体(CNG)分配网(也根据一个因为行业内技术人员众所周知所以在这里没有被专门显示的实例构成)。

[0030] 此外，系统1还包括一个或多个分配柱3,该柱通过供应工具4来接收燃料，并且每个都配有一个或多个供应枪5。供应枪配有一个供应嘴6,易于机械连接到待加燃料车辆8的燃料箱7上。此外，供应枪5也通过一个软管9液压连接到供应工具4上，以便在加燃料期间方便操作。

[0031] 供应工具4本身包括一个泵单元10，在如图4实例显示与液态气体操作时连接到罐2上，或者在未给出实例的情况下与压缩气体操作时连接到气体分配网上。此外，上述供应工具4还包括至少一个供应管道11，该管道将泵单元10连接到分配柱3上，以便根据天然气流量要求来供应它。在柱3中有一个测量装置(未显示)，用于在向供应枪5的软管9输送之前测量被供应的天然气量。

[0032] 值得注意更优化地是，在测量器上连接有一个脉冲发生器，该发生器用于对每个单位的天然气供应生成一个电子脉冲，在此基础上形成一个逻辑控制单元，并指示供应量和加载气体的相关价格。

[0033] 本发明所述的系统只适用于气态形式的天然气(CNG)，或者只适用于液态形式的天然气(LNG)，或者还适用于在车辆服务站中以气态和液态形式通过的天然气。

[0034] 根据附图所示相关实例，一种供应压缩形态天然气或者供应液态形式天然气的运行系统被设计。

[0035] 为此，如图4所示，对于CNG气体的分支而言，泵单元10包括一个高压容积式泵60(例如300bar)和一些空气蒸发器61，这些蒸发器从容积泵那里获得高压液化气并且发送到一个“肺”装置62上，该装置更优化地是由一包气瓶组成。然后，这些气瓶通过供应管道11连接到分配柱3上，更优化地是包括至少一段由一个第一通风管道11'组成的最终段，如下所述。

[0036] 如图4所示，对于LNG气体的分支而言，泵单元10包括一个下沉式离心泵63(例如6bar)，该泵被通过其供应管道11连接到分配柱3上，更优化地是包括至少一个第二通风管道11″，如下所述。

[0037] 因此，本发明所述的天然气供应系统1将同时提供压缩天然气分配和液体天然气分配的可能性，更优化地是可以有共同的分配柱3。

[0038] 显然在没有超出本专利保护范围的情况下，系统将进行如上所述的操作来供应只是气态形式(CNG)或指示液态形式(LNG)的天然气。

[0039] 在这种情况下，泵单元10的类型是行业内技术人员完全已知的类型，并且将包括一个供应分支，例如在供应气态天然气的情况下，从气体分配网直接获得天然气，并通过一个高压压缩机(例如200-250bar)直接提供给上面提到的气瓶包“肺”装置62。

[0040] 由于行业内的技术人员都完全已知并且考虑到正常的压缩气态或冷却液态天然气分配系统的常识，上述这些被简要记住的特点没有被详细说明。

[0041] 根据本发明的基本想法，每个分配柱3包括至少一个抽吸罩100，用于抽吸分布在其附近的任何泄漏的气体或气体蒸汽，它们是由于例如故障、损失或简单地由于操作人员在加燃料时操作错误而引起的。

[0042] 罩100配有至少一个被适当扩大的抽吸口101，便于将天然气释放到环境中，和至少一个被适当限制的排出口102，位于抽吸口101上方，用于排出由抽吸口101收集的气体。这两个口101和102通过罩100的一个连接体103彼此相连。

[0043] 更优化地是，特别是在罩100无需强制抽吸工具而是通过天然气的抽吸来运行的情况下，抽吸口101被扩展而排出口102被限制，抽吸口102的宽度更小，通过从抽吸口101到排出口102呈锥体形的连接体103连接。

[0044] 根据这种实现的形式，罩100的连接体103包括一个截面为圆形或多边形、逐渐朝着排出口102呈锥体的锥形部分103'(在之前的具体强制抽吸情况下也可以被提供)。根据附图实例，连接体103还包括一个重极大的管状部分104，沿着锥形部分103'，直到罩100的排出口102。而管状部分104由一个排出管道105延续，端部是一个烟筒106。更一般地，连接到单个柱3的单个罩100将可能被一个由管道形成的排烟网彼此连接，这些管道包括单个垂直排出管道105和另一个由一个或多个烟筒106挡拦的水平连接管道107。

[0045] 分配柱3例如由一个固定在地面的柱40支撑，并且更优化地是配有一个第一支座易于保持，但是同时又可移动，当供应枪5不用于汽车8加燃料时，在这种情况下定义一个休息位置。

[0046] 更清楚地说，每个供应枪5易于在一个休息位置和一个操作位置之间移动，在休息位置中被用于分配柱的一个第一支座30中，在操作位置中被连接到加燃料车辆8的邮箱中。

[0047] 这个第一支座30位于罩100的抽吸口101下方。供应枪5在供应液态气体时是低温类型的，在供应压缩气态气体时是高压类型的；两种类型的枪对于行业内的技术人员是众所周知的，因此这里不详细介绍。

[0048] 更优化地是，系统1包括连接到罩100上的强制抽吸工具110，用于强制从抽吸口101抽吸的一股气流上升并朝着排出口102流动，然后定向排出。

[0049] 得益于连接体103，罩100在其最广泛的限制内扩展，从至少一个主要的抽吸口101扩展到排出口102，因此自然或强制地被一股空气流通过。

[0050] 供应工具4包括机械和/或电动挡拦机构用于控制气体的流量，例如气流供应到枪5的一个流量计或切断阀，一般是如图所示的位于上述连接体103内部的一个或多个阀200。

[0051] 空气流在至少一个主要抽吸口101和排出口102之间的传递定义了包含在连接体103中的上述挡拦机构200的通风，因此排出在其上的任何泄漏。更清楚地说，包含挡拦机构
200的罩100的连接体103被空气通过(无论是自然通过还是强制通过)并且不是像已知的柱那样的一个封闭结构。因此，在泄漏的情况下，这个结构可以轻松地在大气中吸气和吐气而不会在可能泄漏甚至爆炸或火灾的区域内到达危险浓度。

[0052] 更优化地是，罩100配有一个下部的第二抽吸口101'，例如位于离地面40-70cm处，在上述主抽吸口101下方。这个第二抽吸口101'的宽度小于主抽吸口101，并且易于收集在加燃料期间自由流入很低位置的气体和蒸汽。

[0053] 为此，在主抽吸口101下方，罩100的连接体103将包括一个附加的支撑部分108，在罩100的主抽吸口101处下半部分的外形尺寸如附图示例所示。

[0054] 在这种情况下，因此，连接体103在101'和102这两个开口之间延伸，这两个开口通过上述103'、104和108部分彼此相连。

[0055] 更优化地是，根据附图所示示例，因此像供应枪5的第一支座30那样的挡拦机构200被连接到罩200的那个支撑部分108上。

[0056] 在罩100也配有一个支撑部分108的情况下，强制抽吸将也更优化地通过第二抽吸口101'实现。

[0057] 根据附图实现的形式，强制抽吸工具110被设置用于挡拦连接罩100的排出口102和烟筒106的排出管道105。当供应枪5被从柱3的第一支座30提升时，这些强制抽吸工具110将被设备1的一个逻辑控制单元自动激活。

[0058] 更优化地，强制抽吸工具110包括一台气动马达，用于减少接触易燃气体引发火灾或爆炸的风险。

[0059] 也有不同的是，提供一台适用于当前相关防火法规的电动马达。

[0060] 不同的还有，根据实现形式的不同，抽吸工具110只在至少一个与该逻辑控制单元通信的气体检测传感器111检测到的天然气浓度超过阈值(最大值)时激活。这个至少一个的传感器111将被机械连接到分配柱3上和/或供应枪5上。

[0061] 此外，检测到气体浓度超过阈值时，气体检测传感器111还可能通过逻辑控制单元来确定一个可视和/或声音信号的发出命令。

[0062] 上面提到的供应工具4的供应管道11，为了根据天然气流量要求供应给分配柱3，更优化地是，由一个通风管构成，或者至少配有一段向上延展到柱3上的通风端11'、11″，并且由另有一端供应。该通风管在分配压缩气体的情况下如图11'所示，在分配液态气体的情况下如11″所述。

[0063] 在系统1提供液态天然气的分配或气态和液态联合天然气分配的情况下，还提供一个蒸汽返回管道11″'，该管道将例如平均压力为8bar的蒸汽从车辆8燃料箱传送到存储罐2中。该返回管道11″'，更优化地是，像通风供应管道11'、11″那样由一个通风管构成或者只是配有一段向上延展到柱3上的通风端。

[0064] 为此，分配柱3还配有一个排出枪5'，该枪被连接到形成最后一段蒸汽返回管道64的一个软管9'的端部上。

[0065] 在分配柱3中提供一个第二支座30'，当为车辆8加燃料期间不使用时用于放置排出枪5'。

[0066] 系统最后还包括连接到罩100上的一些抽吸喷口50，可以进行手动操作，用于将它们的一个吸嘴51带入车辆8的燃料箱7附近，以便抽吸出口的气体。该喷口50例如由一个连接到罩100上部管状部分104的管子构成，配有一个螺纹弯头型中间部分，以便易于在车辆8附近的一个抽吸位置和一个无操作收回的位置之间移动，在抽吸位置上强制抽吸工具110被自动激活，在操作位置上强制抽吸工具110处于关闭状态。这些喷口50，更优化地是，只提供液态天然气的供应，并且连接一个上述类型的气体检测传感器111，以便激活通过罩100进行的强制抽吸。

[0067] 因此该构思发明达到预定的目的。

[0068] 显而易见，在实际的实现过程中它也可以假设形状和构造不同于以上所述，出于这个原因，将超出本保护范围。

[0069] 此外，所有细节将可能被等效的技术元素代替，并且尺寸、形状和使用材料将根据需求而定。

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