DE69217571T2

DE69217571T2 - Benzinspender mit Dampfrückgewinnungssystem

Info

Publication number: DE69217571T2
Application number: DE69217571T
Authority: DE
Inventors: Ralph G Spalding
Original assignee: Dresser Industries Inc
Current assignee: Dresser LLC
Priority date: 1991-04-30
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1997-06-12
Anticipated expiration: 2012-04-25
Also published as: US5332011A; BR9201598A; ATE149146T1; EP0511599B1; EP0511599A1; DE69217571D1; US5323817A; US5195564A; CA2067310A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verteilersystem zum Verteilen flüchtiger Flüssigkeiten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1; sie bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Verteilen flüssigen Kraftstoffs einer einzigen Oktanzahl sowie mehrerer Oktanzahlen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 9 und 10.
Wenn ein Kraftfahrzeug an einer Tankstelle mit Benzin betankt wird, verdrängen jeweils 3785,4 cm³ (1 Gallone) in den Benzintank fließendes Benzin etwa 4916 cm³ (300 Kubikzoll) Benzindampf, die, falls sie nicht aufgefangen werden, in die Atmosphäre entweichen. Diese Dämpfe tragen nicht nur zur Verschmutzung der Atmosphäre bei, sondern sind auch unangenehm für die den Zapffiahn betätigende Person und können die Gesundheit der Person langfristig beeinträchtigen. Als Ergebnis fordern einige regierungsamtuche Stellen, dass diese Dämpfe aufgefangen werden müssen. Es sind verschiedene Systeme vorgeschlagen und eingesetzt worden, die diese Dämpfe auffangen und in einen Speicherbehälter zurückleiten, typischerweise den unterirdischen Speichertank, aus dem das Benzin gezapft wird. Die auf diese Weise gespeicherten Dämpfe werden für die spätere Abführ durch Überland-Tankfahrzeuge gesammelt, wenn diese Benzin für den Speichertank liefern.
Bei einem derartigen System wird die Zapfpumpendüse gegenüber dem Füllstutzen des Benzintanks abgedichtet, sodass der entstehende Dampf über eine die Düse umgebende Ringleitung und einen Koaxial-Doppelschlauch sowie eine geeignete Verrohrung zu dem unterirdischen Speichertank geleitet werden. Die Ausgestaltung der Düse zum Erreichen einer Abdichtung beinhaltet im allgemeinen die zusätzliche Anbringung eines Balgs um die Mündung herum, um den ringförmigen Dampfkanal zu dem Abfüllstutzen des Tanks abzudichten. Außerdem sind zahlreiche weitere modifzierende Teile vorhanden, die die Handzapfpistole schwer und umständlich machen und mithin Ursache dafür sind, daß der Tankvorgang ziemlich schwierig und mühsam ist, insbesondere für den selbst tankenden Kraftfahrer. Die GB-A-2 014 544 offenbart ein Kraftstoffverteilersystem mit einem Dampfrückgewinnungs-Untersystem, bei dem eine Einrichtung zum Abpumpen des Dampfs betrieblich mit einer von dem Benzinstrom angetriebenen Einrichtung gekoppelt ist.
Die Probleme in Verbindung mit der Ausgestaltung der Düse wurden weitestgehend von einem System beseitigt, welches mit Hilfe einer Vakuumpumpe das Einfangen von Dampf und dessen Transfer in den Speichertank bewerkstelligt. Als Ergebnis des Einsatzes der Vakuumpumpe besteht nicht mehr die Notwendigkeit, die Dampfleitung an dem Füllstutzen des Tanks durch einen Balg abzudichten, was das Gewicht der Zapfpistole verringert und den Zapfvorgang vereinfacht. Bei diesem Systemtyp braucht der Vakuumeiniaß für die Dämpfe lediglich sehr nahe bei dem Füllstutzen des Tanks angeordnet zu werden. Allerdings ist es sehr wichtig bei diesem System, daß der Durchsatz der durch den Vakuumeinlaß angesaugten Gasgemische annähernd dem Dampfvolumen entspricht, welches von dem in den Tank fließenden Benzin verdrängt wird. Ist das Dampfvolumen geringer als dasjenige, welches dem Tank entsrömt, so entweicht natürlich etwas Dampf in die Atmosphäre. Wenn andererseits ein Volumen abgefangen wird, welches größer ist als die verdrängten Dämpfe, so wird entweder Luft zusammen mit den Dämpfen abgezogen, was in dem Speichertank zu einem gefährlichen Dampf- /Luft-Gemisch führen kann, oder ein Teil des in den Tank gefüllten Benzins wird verdampft, um die Differenz zwischen dem Volumendurchsatz durch die Vakuumpumpe und dem von dem in den Benzintank eingefüllten Benzin verdrängten Dampf auszugleichen.
Die zuvor eingesetzten Systeme, die von diesem System Gebrauch machten, erzielten die Einstellung des richtigen Verhältnisses von Dampf zu gezapfter Flüssigkeit dadurch, daß eine Verdrängerpumpe mit einem Hydraulikmotor angetrieben wurde, welcher seinerseits von dem in den Tank gefüllten Benzinstrom angetrieben wurde. Ein Hauptnachteil dieses Systemtyps (im folgenden näher in Verbindung mit Figur 2 diskutiert) ist das Erfordernis, daß es eine hydraulisch angetriebene Vakuumpumpe für jeden Verteilerschlauch oder jede Zapfpistole gibt, wobei jede Pumpeneinheit relativ teuer in der Herstellung ist. Die große Anzahl individueller Zapfpistolen, die an den typischen Verteilerstationen für unterschiedliche Oktanzahlen vorhanden sind, führt nicht nur zu einer komplizierten und aufwendigen Leitungsführung, sondern belegt außerdem beträchtlichen Raum. Damit sind die Gesamtkosten des Systems ein Hindernis für dessen größere Verbreitung.
Bei einem anderen Typ von System wird eine Strahlpumpe von einer der versenkbaren Pumpeneinheiten angetrieben, bspw. derjenigen für das Normalbenzin der Tankstelle, um in einer gemeinsamen Dampfverzweigung ein Vakuum zu erzeugen. Während dieses System nicht umhin kommt, für die an der Zapfpistole erforderliche Abdichtung zu sorgen, ermöglicht es die Verwendung einer weniger empfindlichen Abdichtung. Die Nachteile dieses Systemtyps liegen darin, daß immer dann, wenn ein Kraftstoff mit höherer Oktanzahl eingeschaltet wird, die Tauchpumpe für die normale Oktanzahl eingeschaltet werden muß, unabhängig davon, ob von einem Verbraucher Normalbenzin ausgewählt wurde oder nicht. Zusätzlich zu der Energieverschwendung führt dies auch dazu, daß in der Pumpeinheit für Normalbenzin Dampf erzeugt wird. Außerdem ist die erforderliche Leitungsführung kompliziert und leckanfällig, und es ist immer noch eine Abdichtung an der Zapfpistole erforderlich, die ausreicht, um Luft an einem Einsaugen in das System zu hindern, weil der Durchsatz der Strahlpumpe nicht in Relation steht zu dem Benzinstrom an der Verteilerstelle.
Die US-A-5 038 838 offenbart eine von einem Motor in der Drehzahl geregelte Verdrängerpumpe, die von einer Logikeinheit in Relation zu dem Durchsatz durch einen Durchsatzmesser für zu einer Zapfpistole gelieferten Kraftstoff gesteuert wird. Die Düse jeder Zapfpistole muß ihre eigene Dampfsammelpumpe besitzen. Ein ähnliches System ist aus der DE-U-90 07 190 bekannt. Eine Dampfpumpe wird von einem Steuersignal gesteuert, bei dem es sich um eine Funktion des Durchsatzes des Kraftstoffs handelt. Die Druckschrift offenbart lediglich eine an einen Kraftstofftank angeschlossene Zapfpistole, wobei in dem Tank nur eine einzige Dampfpumpe vorhanden ist. Dieses herkömmlich System kann nicht ohne weiteres erweitert werden auf mehrere Zapfpistolen.
Die US-A-4 273 164 offenbart ein Kraftstoffverteilersystem mit einer Mehrzahl von Handzapfpistolen, die an einen einzigen Speichertank angeschlossen sind, wobei zwischen der Flüssigkraftstoffleitung und der Dampfrücklaufleitung ein Ventilmechanismus vorgesehen ist. Die Dampfrücklaufleitung wird unter Vakuum gesetzt, welches nicht variabel, sondern konstant ist. Während dieses Verteilersystem mehrere Verteilerstationen enthält, erfordert es eine einzelne Vakuumpumpe und ein Verhältnis-Vakuumventil innerhalb jeder Verteilerstation.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein System und eine Verfahren zu schaffen, die die Notwendigkeit einer Abdichtung zwischen der Dampfsammelleitung und dem Füllstutzen des Kraftstofftanks erübrigen und dennoch ein wirtschaftliches System schaffen, welches nur das korrekte Dampfvolumen für die gezapfte Flüssigkeitsmenge sammelt, und welches einen progressiv zunehmenden wirtschaftlichen Vorteil aufweist, wenn das System komplexer wird, wie es typisch ist für ein mehrspuriges Mehroktanzahl-Verteilersystem, welches in modernen Selbstbedienungs-Betankungsanlagen eingesetzt wird.
Erreicht wird dies durch die Merkmale des Anspruchs 1 und der Ansprüche 9 bzw. 10.
Erfindungsgemäß wird eine flüchtige Flüssigkeit wie z.B. Benzin aus einem Speichertank durch einen Durchflussmesser gepumpt und über eine nach Bedarf zu betätigende Zapfpistole von dem Kunden in den Kraftstofftank eines Fahrzeugs gefüllt. Aus dem Tank verdrängte Dämpfe werden durch einen Vakuumeinlass gesammelt, welcher vorzugsweise konzentrisch bzgl. der Düse angeordnet ist und in der Nähe des Endes des Füllstutzens des Tanks mündet. Gepumpt werden die Dämpfe von einer durch einen Elektromotor angetriebenen Vakuumpumpe zu einem Vakuumspeichertank, vorzugsweise dem Kraftstoffspeichertank. Der Durchflussmesser erzeugt ein elektrisches Signal, welches repräsentativ ist für den Flüssigkeitsvolumendurchsatz, und welches dazu benutzt wird, das Dampfvolumen zu steuern, welches von der Dampfpumpe gepumpt wird, so daß ein vorab ausgewähltes Verhältnis des Dampfs in Bezug auf das in den Kraftstofftank strömende Flüssigkeitsvolumen aufrecht erhalten wird.
Erfindungsgemäß wird eine einzelne Vakuumpumpe mit einer Verzweigung ausgestattet, um Dämpfe von mehreren Zapfpistolen zu sammeln. Die Zapipistolen können Teil eines Mehroktan-Einzelstellen-Verkaufssystems sein oder eine Kombination daraus, indem man die Vakuumpumpe derart bemisst und deren Volumendurchsatz derart steuert, dass dies abhängig von dem Gesamtvolumen des flüssigen Kraftstoffs geschieht, der gleichzeitig aus den Zapfpistolen gezapft wird.

Beschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich für den. Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Es zeigen:
Figur 1 eine Draufsicht auf die typische Leitungsfiihrung eines zum Stand der Technik gehörigen Flüssigkeits-Verteilersystems;
Figur 2 ein schematisches Diagramm, welches eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsverteilersystem veranschaulichen soll;
Figur 3 eine Draufsicht auf ein Verrohrungsdiagramm, welches das Flüssigkeitsverteilersystem nach Figur 2 im Vergleich zu dem herkömmlichen System nach Figur 1 veranschaulicht;
Figur 4 ein schematisches Diagramm eines alternativen Flüssigkeitsverteilersystems gemäß der Erfindung.

Beschreibung des Standes der Technik

Ein zum Stand der Technik gehöriges System ist in Figur 1 offenbart. Es enthält ein Flüssigkeitsverteilersystem des oben angegebenen Typs, welches hydraulisch angetriebene Vakuumpumpen dazu verwendet, Dampf zu sammeln. Dieses System ist allgemein in dem US-Paten 4 202 385 beschrieben. Figur 1 veranschaulicht die Anordnung der Leitungen für ein derartiges System, welches dazu ausgelegt ist, drei Oktanstufen von Kraftstoff an zwei Verkaufsstellen auszugeben, eine Verkaufsstelle in jeder von zwei Fahrspuren. Damit werden drei Benzinarten über Schläuche und zugehörige Zapfpistolen verteilt, die an Schlauchverbindern H&sub1;L&sub1;, H&sub2;L&sub1; und H&sub3;L&sub1; zum Bedienen eines Kundenfahrzeugs in Straße eins angebracht sind. In ähnlicher Weise sind drei Schläuche an Schlauchverbindem H&sub1;L&sub1;, H&sub2;L&sub2; und H&sub3;L&sub2; angebracht, um eine von drei Benzinarten in der Straße zwei zu flillen. Jeder (in Figur nicht dargestellte) Schlauch enthält eine Kraftstoffzuführleitung und eine Dampfrücklaufleitung, die mit einer Handzapfpistole in Verbindung steht, die nur ein handbetätigtes Kraftstoffventil enthält. Hydraulisch angetriebene Dampfpumpen HVP&sub1;L&sub1;, HVP&sub2;L&sub1; und HVP&sub3;L&sub1; sind für die jeweiligen Schlauchverbinder H&sub1;L&sub1;, H&sub2;L&sub1; und H&sub3;L&sub1; für Straße eins vorgesehen. Von den jeweiligen Dampfpumpen ausgehend verlaufen Kraftstoffleitungen 12 zu den jeweiligen Schlauchverbindern sowie Dampfrücklaufleitungen 14, die mit den jeweiligen Schlauchverbindern und Vakuumpumpen verbunden sind. Nach dem Passieren eines Durchflußmessers wird Kraftstoff unter Druck zu den jeweiligen Hydraulikmotoren der Vakuumpumpen über Leitungen 10 transportiert, und der Dampf wird aus den Vakuumpumpen in einen gemeinsamen Dampfrohrverzweiger 16 ausgegeben, welcher Dampf in die separaten (nicht dargestellten) Kraftstoffspeichertanks für die drei Benzinarten zurückleitet. Die Tanks sind in konventioneller Weise über eine gemeinsame Dampfrohrverzweigung verbunden. Damit ist ersichtlich, daß bei einer Verkaufsanlage für drei unterschiedliche Kraftstoffarten an zwei Straßen und zwei Stellen insgesamt sechs hydraulisch angetriebene Dampfpumpen HVP zusammen mit der gesamten Verrohrung erforderlich sind. Jede HVP-Pumpe sammelt ein Gasvolumen (Dampf), welches 1,3-mal so groß ist wie das entsprechende Benzin-Flüssigvolumen, welches durch den Hydraulikmotorkomplex läuft, um die Vakuumpumpe anzutreiben.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes Verteilersystem für flüssigen Kraftstoff ist allgemein mit dem Bezugszeichen 30 in Figur 2 bezeichnet. Das System 30 zeigt ein Einzelpunkt-Verteilersystem für drei unterschiedliche Kraftstoffarten, die in Tanks T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; gespeichert sind. Eine Tauchpumpe P&sub1; liefert Kraftstoff aus dem Tank T&sub1; durch ein Durchflussmessgerät M&sub1; und eine Leitung 31 aus einem flexiblen Doppelschlauch H&sub1; zu einer Handzapfpistole N&sub1;, und in ähnlicher Weise wird Kraftstoff von dem Tank T&sub2; von einer Pumpe P&sub2; durch ein Durchflussmessgerät M&sub2; und die Kraftstoffleitung 31 eines Doppelleitungsschlauchs H&sub2; zu der Zapfpistole N&sub2; geliefert, und Kraftstoff aus dem Tank T&sub3; wird von einer Pumpe P&sub3; über ein Durchflussmessgerät M&sub3;, einen Doppelleitungsschlauch H&sub3; und eine Handzapfpistole N&sub3; geliefert.
Jedes der Druchflussmessgeräte M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; erzeugt ein elektrisches Signal, welches bezeichnend ist für das Flüssigkeitsvolumen, welches durch das Messgerät zu den jeweiligen Zapfpistolen fließt. Das Signal wird einem Digitalprozessor 32 zugeleitet. Der Digitalprozessor integriert kontinuierlich die Durchsatzinformation, um das Gesamtvolumen und die Kosten für das Benzin zu berechnen, welches über das Messgerät abgegeben wird, in dem die Kunden die jeweilige bei Bedarf betätigte Zapfpistole aktivieren. Diese Information wird typischerweise für den Kunden auf einer Anzeigevorrichtung 33 an der Verkaufsstelle angezeigt und kann außerdem für den Kassierer in einer Sebstbedienungsanlage zur Anzeige gebracht werden.
Jede der Düsen N&sub1;, N&sub2; und N&sub3; enthält ein Kraftstoffventil 34 und eine Vakuumpumpe 35, die gleichzeitig von einem Handhebel 36 betätigt werden. Neben der Kraftstoffauslaßdüse 38 befindet sich ein Vakuumeinlass 37, der sich teilweise im Inneren des Füllstutzens des Tanks befindet oder anderweitig so angeordnet ist, daß er in wirksamer Weise die Dämpfe einfangen kann, die aus dem Tank verdrängt werden, während Benzin in den Tank strömt. Wenn die Ventile 34 und 35 gleichzeitig durch den vom Kunden betätigten Hebel 36 geöffnet werden, wird der Vakuumeinlass bzgl. der Vakuumrücklaufleitung 39 des jeweiligen Schlauch H&sub1;, H&sub2; oder H&sub3; und anschließend zu einem gemeinsamen Vakuum-Schlauchverzweiger 44 geöffnet, welcher seinerseits an den Einlass einer Verdrängerpumpe 46 angeschlossen ist, bei der es sich vorzugsweise um einen konventionellen Pumpentyp handelt. Der Ausgang der Vakuumpumpe ist mit einem Vakuum-Rohrverzweiger 48 gekoppelt, der die Kraftstoffspeichertank T&sub1;, T&sub2; und T&sub3; miteinander verbindet.
Die Vakuumpumpe 46 wird von einem Elektromotor 49 veränderlicher Drehzahl angetrieben. Elektrische Energie für den Motor und weitere elektrische Bauteile sind aus Gründen der Vereinfachung nicht dargestellt. Die Drehzahl des Motors 49 wird von einer geeigneten Drehzahlsteuerschaltung 50 gesteuert, die ihrerseits von einem Ausgangssignal des Digitalprozessors 32 gesteuert wird. Ein Ausfallsensor 52 weist einen Ausfall des Betriebs der Vakuumpumpe nach und liefert ein entsprechendes Signal an den Digitalprozessor 32, der das System an der Abgabe von Kraftstoff im Fall des Ausfalls einer Vakuumpumpe hindert. Der Digitalprozessor 32 kann ein Spezial-Mikroprozessor sein, in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jedoch handelt es sich um den Prozessor, der auch die gesamte Tankstellenanlage bedient und die Berechnung des an den Kunden abgegebenen Volumens sowie die Kosten beinhaltet, welche Information an der Zapfstelle über eine Anzeige 33 angezeigt wird.
Ein typischer Kraftstoffdurchsatz durch eine ausgewählte Zapfpistole beträgt 37854 cm³ (zehn Gallonen) pro Minute und erfordert deshalb 49160 cm³ (3000 Kubikzoll) pro Minute Verdrängung für die Vakuumpumpe bei maximaler Drehzahl von 1500 Upm. Eine solche Pumpe erfordert typischerweise einen Elektromotor für 2 A, 120 Volt, 50/60 Hz mit einem Drehzahlbereich von 0 bis 1500 Upm. Derartige Pumpen und Motoren lassen sich relativ billig herstellen. Die Drehzahlsteuerung 50 ist konventionell ausgestaltet und spricht an auf ein geeignetes Signal, welches von dem Digitalprozessor 32 ansprechend auf das Signal von dem aktiven Durchflußmesser M&sub1;, M&sub2; oder M&sub3; erzeugt wird, wobei der Durchflussmesser typischerweise Impulse mit einer Geschwindigkeit erzeugt, die dem Durchsatz durch das Messgerät entspricht. Die Geschwindigkeit der Impulse läßt sich in einfacher Weise umsetzen in ein geeignetes Signal zum Synchronisieren des Pumpdurchsatzes der Vakuumpumpe mit dem Strömungsdurchsatz des Benzins durch das Messgerät, um ein vorbestimmtes Dampf/Benzin-Verhältnis von vorzugsweise 1,3:1,0 aufrechtzuerhalten.
Bei dem Betrieb des Systems 30 nach Figur 2 liefern die Pumpen P&sub1;, P&sub2; und P&sub3; flüssigen Kraftstoff unter Druck an die jeweiligen Zapfpistolen N&sub1;, N&sub2; und N&sub3;. Wenn ein Kunde einen bestimmten Kraftstofftyp auswählt und die ausgewählte Zapfpistole 38 in den Füllstutzen des Tanks einführt, befindet sich der Vakuumeinsatz 37 etwas innerhalb des Einfüllstutzens des Tanks. Wenn der Kunde den Bedienhebel der Zapfpistole betätigt, öffnet sich sowohl das Kraftstoffventil 34 als auch das Vakuumventil 35, und es fließt Kraftstoff in den Tank des Kunden. Durch das zugehörige Messgerät strömender Kraftstoff hat zur Folge, daß ein Signal an den Digitalprozessor 32 gesendet wird, was die Drehzahlregelung veranlaßt, den Elektromotor mit einer geeigneten Drehzahl zu betreiben, damit nur die aus dem Kraftstofftank verdrängten Dämpfe gesammelt werden. Die Dämpfe werden in die Kraftstoffspeichertanks zurückgeleitet, um den abgezogenen flüssigen Kraftstoff zu ersetzen.
Die Vorteile des Systems nach Figur 2 im Vergleich zum Stand der Technik gemäß Figur 1 sind leicht aus Figur 3 ersichtlich. Figur 3 zeigt das System nach Figur 2 für eine zweispurige Einheit, allgemein dargestellt durch das Bezugszeichen 80. Diese Einheit kann drei Kraftstoffarten an einer einzelnen Zapfstelle jeder Spur abgeben, wobei es sich um die gleiche Art von Einheit handelt, wie sie für den Stand der Technik in Figur 1 dargestellt ist. Dementsprechend werden gleich Bezugszeichen für entsprechende Komponenten H&sub1;L&sub1;, H&sub2;L&sub1;, H&sub3;L&sub1;, H&sub1;L&sub2; und H&sub2;L&sub2; und H&sub3;L&sub2; verwendet. Die Schlauchverbinder H&sub1;L&sub1;, H&sub2;L&sub1;, und H&sub3;L&sub1; sind Drehzapfenverbindungen für Doppelleitungsschläuche H&sub1;, H&sub2; und H&sub3; für das System 30 nach Figur 2. Der Dampfverzweiger 44 sammelt die Dämpfe von den drei Schläuchen und leitet sie zu dem Einlaß der Vakuumpumpe 46, deren Ausgang dem Speichertank-Verzweiger 48 zugeführt wird. Kraftstoffleitungen 40, 41 und 42 führen zu den jeweiligen Schläuchen H&sub1;, H&sub2; und H&sub3; für die Spur eins. Die Drehzahlsteuerung 50 steuert den Motor 49, welcher die Vakuumpumpe antreibt. Ein entsprechender Satz von Teilen, wie sie eben beschrieben wurden, gehört zu den Schläuchen H&sub1;L&sub2; und H&sub2;L&sub2; und H&sub3;L&sub2; zum Bedienen der Spur zwei, sie sind mit entsprechenden Bezugszeichen versehen. Aus einem Vergleich der Figuren 1 und 3 ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße System nach Figur 3 wesentlich weniger komplex ist und weniger teuer in der Herstellung ist als das in Figur 1 gezeigte System gemäß dem Stand der Technik. Je komplexer das System ist, desto größer sind die durch die Erfindung erreichten Kosteneinsparungen.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Figur 4 allgemein durch das Bezugszeichen 100 angegeben. Dieses System ist einem Einzelverkaufspunkt-Mehrartenkraftstoffsystem 30 nach Figur 3 ähnlich. Allerdings ist es so ausgebildet, daß mehrere Verkaufsstellen für eine einzige Kraftstoffart vorhanden sind. Wann immer möglich, werden gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet. Das System 100 enthält einen einzigen Kraftstofftank T mit einer Tauchpumpe P, die einen Kraftstoffverzweiger 102 unter Druck setzt. Der Verzweiger 102 liefert Kraftstoff an drei Durchflussmesser M&sub1;, M&sub2; und M&sub3;, die den Durchsatz von Kraftstoff messen, der durch konzentrische flexible Doppelleitungsschläuche H&sub1;, H&sub2; und H&sub3; an Zapfpistolen N&sub1;, N&sub2; und N&sub3; geliefert wird, die ihrerseits jeweils sowohl ein Kraftstoffventil als auch ein Vakuumventil besitzen, die sämtlich etwa ähnlich ausgebildet sind, wie dies für das System 30 nach Figur 2 erläutert wurde. Allerdings werden die elektrischen Signale, die die Volumenstrominformation von den Meßgeräten M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; repräsentieren, jeweils einem Digitalprozessor 104 zugeleitet, welcher seinerseits Volumen- und Kosteninformation der Verkaufsstelle an Anzeigen D&sub1;, D&sub2; und D&sub3; gibt, die zu dem über die jeweiligen Zapfpistolen N&sub1;, N&sub2; und N&sub3; abgegebenen Kraftstoff gehören. Eine Dampfsammelverzweigungsleitung 106 ist an den Einlass einer Dampfvakuumpumpe 108 angeschlossen, deren Ausgang über eine Leitung 110 zu dem Speichertank T zurückgeführt ist. Die Dampfpumpe wird von einem Elektromotor 112 angetrieben, dessen Drehzahl von einer Drehzahlsteuerung 114 gesteuert wird.
Das Dampfsammelsystem 100 ist somit dem in Figur 2 dargestellten System sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Dampfpumpe 108 eine Kapazität aufweisen muß, mit der die gesamte Dampfsammlung von sämtlichen Zapfpistolen N&sub1;, N&sub2; und N&sub3; gehandhabt werden kann, wenn von sämtlichen Zapfpistolen gleichzeitig Benzin abgegeben wird. Folglich liefert der Digitalprozessor 104 an die Drehzahlsteuerung 114 ein Ausgangssignal, bei dem es sich um die Summe der Gesamt-Durchsätze durch die Meßgeräte M&sub1;, M&sub2; und M&sub3; handelt. Außerdem ist die Verzweigungsleitung 106 derart ausgebildet, dass der Strömungswiderstand gegenüber dem Dampfstrom durch die jeweiligen Schläuche H&sub1;, H&sub2; und H&sub3; und die Verzweigungsleitung im wesentlichen gleich ist. Außerdem handelt es sich bei den von Hand betätigten Dampfsteuerventilen und den zugehörigen Kraftstoffventilen um Messventile, so dass der Dampf durch teilweise geöffnete Dampfventile in dem gleichen Anteil gemessen wird, in welchem Kraftstoff aus einem teilweise geöffneten Kraftstoffventil abgegeben wird. Damit wird die Vakuumpumpe 108 mit einem Durchsatz betrieben, der ausreicht, ein Gesamt-Dampfverdrängungsvolumen durchzusetzen, welches dem gesamten Flüssigkeitsvolumen entspricht, welches über sämtliche Düsen abgegeben wird. Das Betreiben der proportionierenden Ventile in den Dampfleitungen synchron mit den jeweiligen Kraftstoffventilen führt dazu, dass die richtige Menge Dampf von jedem der befüllten Kraftstofftanks abgezogen wird. Man sieht natürlich, daß das System nach Figur 4 auch für eine oder irgendeine andere Zahl von Zapfpistolen einsetzbar ist.
Man erkennt, daß die Vakuumpumpeneinrichtung 46 und 49 alternativ ein Elektromotor mit konstanter Drehzahl in Verbindung mit einer Vakuumpumpe veränderlichen Volumens sein kann, wobei letztere auf das von dem Digitalprozessor kommende elektrische Signal anspricht. Man sieht auch, daß ein Spezial-Digitalprozessor oder ein anderes elektrisches System zum Steuern des Volumendurchsatzes durch die Vakuumpumpe in Abhängigkeit des gemessenen Flüssigkeitsdurchsatzes verwendet werden kann.
Wenngleich bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben wurden, versteht sich, daß zahlreiche Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, wie er durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.

Claims

1. Verteilersystem zum Verteilen flüchtiger Flüssigkeiten wie z. B. Kohlenwasserstofffluide für Kraftfahrzeuge bei gleichzeitigem Sammein der Dämpfe zur Verringerung der Luftverschmutzung, mit einer Mehrzahl von Flüssigkeitsverteilereinrichtungen, jeweils beinhaltend eine Handzapfpistole (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) und eine Flüssigkeitsventileinrichtung (34) an dem Ende eines flexiblen Kraftstoffschlauchs (31) zum Einlassen von Flüssigkeit in den Kraftstofftank eines Fahrzeugs unter Steuerung einer Bedienungsperson, mit einer Dampfeinlaßeinrichtung (37), die sich bei jeder Zapfpistole befindet und den offenen Endabschnltt eines Vakuumsaugschlauchs (39) für jede Zapfpistole aufweist, der zusammen mit dem zu jeder Zapfpistole gehörigen Kraftstoffschlauch zu einer Kraftstoffabgabestelle führt, mit einem Kraftstoffspeichertank (T) mit einer Kraftstoffpumpe (P), die über ein Kraftstoffdurchsatzmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) und eine flexible Kraftstoffleitung mit dem flexiblen Kraftstoffschlauch einer der Flüssigkeitsabgabeeinrichtungen gekoppelt ist, mit einer Dampfansaugeinrichtung, die an der Einlaßseite über eine Leitung (44, 106) an den Vakuumsaugschlauch (39) jeder Zapfpistole gekoppelt ist, umfassend eine Verdränger-Vakuumpumpeinrichtung, die mit ihrer Ausgangsseite mit einem Dampfverzweiger (48, 110) strömungsverbunden ist, welcher zu dem Speichertank (T) führt, und mit einer elektrischen Steuereinheit, welche Signale von jedem Kraftstoffdurchflußmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) empfängt, die dazu dienen, die Abgabe der Vakuumpumpeneinrichtung zu steuern, um das von der Dampfeinlaßeinrichtung (37) einer gegebenen Handzapfpistole gesammelte Dampfvolumen anzupassen an das durch die Zapfpistole gepumpte Kraftstoffvolumen, damit das durch die Zapfpistole gepumpte Volumen flüssigen Kraftstoffs im wesentlichen ersetzt und so das aus dem Kraftstoffspeichertank entfernte und - setzt wird durch den von dem Tankbetrieb der Zapfpistole gesammelten Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß

die Dampfansaugeinrichtung eine einzelne Verdränger-Vakuumpumpe (46, 108) für die mehreren Handzapfpistolen (38, N&sub1; - N&sub3;) ist,

die Eingangsseite der Vakuumpumpe (46, 108) mit einem gemeinsamen Vakuumverzweiger (44, 106) verbunden ist,

die Vakuumsaugschläuche (39, H&sub1; - H&sub3;) der mehreren Handzapfpistolen jeweils in Strömungsverbindung mit dem gemeinsamen Vakuumverzweiger (44, 106) stehen,

jede der Zapfpistolen ein Handvakuumventil (35, N&sub1; - N&sub3;) für die Vakuumsaugschläuche enthält, welches geöffnet wird, wenn Kraftstoff von der Zapfpistole in einen Kraftfahrzeugtank abgegeben wird, und geschlossen wird, wenn die Abgabe aufhört; und

die Steuereinheit (32, 104) eine gemeinsame Steuereinheit für die mehreren Handzaptpistolen ist, welche die Verdränger-Vakuumpumpe (46, 108) derart einstellt, daß diese einen Volumendurchsatz gesammelten Dampfs von dem gemeinsamen Vakuumverzweiger mit einer vorbestimmten Relation zu dem Volumendurchsatz erzeugt, mit dem Kraftstoff von einer gegebenen der mehreren Zapfpistolen abgegeben wird, so daß die Dampfbeseitigung stets angepaßt ist an den abgegebenen Kraftstoff, um so eine atmosphärische Verunreinigung an einer Tankstelle zu vermeiden.

2. Verteilersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Handvakuumventil (35, N&sub1; - N&sub3;) in jeder der Zapfpistolen ein Meßventil ist, so daß Dampf durch das teilweise geöffnete Meßventil in dem gleichen Anteil eingelassen wird, in welchem Kraftstoff von der teilweise geöffneten Flüssigkeitsventileinrichtung (34) in den Zapfpistolen ausgegeben wird.

3. Verteilersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfe von dem Dampfeinlaß (37) gesammelt werden, der sich in enger Nachbarschaft des Einfüllstutzens des Kraftfahrzeugtanks befindet, demgegenüber jedoch nicht abgedichtet ist.

4. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch

mehrere Kraftstoffspeichertanks (T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;) mit jeweils einer Kraftstoffpumpe (P1, P2, P3), die über eine Leitung (31) in Fluidverbindung mit einem der flexiblen Kraftstoffschläuche über ein Durchflußmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) für jede Handzapfpistole (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) gekoppelt ist,

wobei der Dampfverzweiger (48, 110) mit den Kraftstofftanks gekoppelt ist, um von irgendeiner der Düsen gesammelten Dampf in die Tanks zurückzuführen.

5. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Steuereinheit (32, 104) eine Verkaufsstellenanzeige (33, D&sub1;, D&sub2;, D&sub3;) aufweist, die Volumen und Kosten des abgegebenen Kraftstoffs anzeigt.

6. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Kraftstoffdurchflußmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) ein erstes elektrisches Signal erzeugt, welches repräsentativ ist für den Strömungsdurchsatz, mit dem Kraftstoff von einer der Zapfpistolen abgegeben wird; und

die Steuereinheit (32, 104) eine Digitaiprozessoreinheit aufweist, die jedes von den ersten elektrischen Signalen empfängt und die Vakuumpumpe (46, 108) betreibt, wodurch praktisch sämtlicher Kraftstoffdampf dem Dampfverzweiger (48, 106) zugeleitet wird, der zu einem oder mehreren Kraftstofftanks führt.

7. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Ausfallsensor (52) enthält, der einen Betriebsausfall der Vakuumpumpe (46, 108) nachweist und ein entsprechendes Signal an die elektrische Steuereinheit (32, 104) liefert, wodurch das System daran gehindert wird, im Fall eines Vakuumpumpenausfalls Kraftstoff abzugeben.

8. Verteilersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Handvakuumventil (35) und die Flüssigkeitsventileinrichtung (34) jeder Zapfpistole gleichzeitig durch einen Handhebel (36) betätigt werden.

9. Verfahren zum Verteilen eines Typs eines flüssigen Kraftstoffs mit Hilfe eines Systems, welches einen einzigen Speichertank (T) enthält, aus dem Kraftstoff zu mehreren Handzaptpistolen (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;), die sich jeweils an einer getrennten Abgabestelle befinden, in den einen Füllstutzen aufweisenden Kraftstofftank eines Kunden gepumpt wird, wobei das System eine Flüssigkeitsventileinrichtung (34) und eine Dampfeinlaßeinrichtung (37) an jeder Zapfpistole aufweist, welche den offenen Endbereich eines Vakuumsaugschlauchs (34) aufweist, der zu einer Dampfsaugeinrichtung führt, die mit dem Tank (T) verbunden ist, wobei Durchflußmeßgeräte (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) zwischen einer Kraftstoffpumpe und der Flüssigkeitsventileinrichtung (34) vorhanden sind, die Signale erzeugen, die repräsentativ sind für den Kraftstoffstrom und die von einer elektrischen Steuereinheit (104) verarbeitet werden, welche die Dampfansaugeinrichtung betreibt, damit sie Dampf aus der Dampfeinlaßeinrichtung (37) mit einem Durchsatz abzieht, der ausreicht, um das durch die Zapfpistolen abgegebene Flüssigkeitsvolumen im wesentlichen zu ersetzen und den gesammelten Dampf an den Kraftstofftank zu geben, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Bereitstellen einer Vakuumansaugeinrichtung mit einer einzigen Verdränger-Vakuumpumpe (108), die über einen Verzweiger (106) an die mehreren Zapfpistolen (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) angeschlossen sind;

Bereitstellen eines Handventils (35), bestehend aus einem Meßventil, an jeder Zapfpistolen-Dampfeinlaßeinrichtung (37), welches geöffnet wird, wenn von der Zapfpistole Kraftstoff in einen Kraftfahrzeugtank abgegeben wird, und geschlossen wird, wenn die Abgabe aufhört;

gleichzeitiges Öffnen der Flüssigkeitsventileinrichtung (34) und des Handvakuumventils (35), die zu einer entsprechenden Zapfpistole gehören, bei Anforderung von einem oder mehreren Kunden,

Pumpen von Kraftstoff aus dem Kraftstofftank und Erzeugen von Signalen entsprechend dem durch das jeweilige Durchflußmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) und die Zapfpistole (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) strömenden Kraftstoffvolumen;

Halten des Öffnungsgrads des Vakuumventils (35) in einer vorbestimmten Relation zu dem Öffnungsgrad der Flüssigkeitsventileinrichtung (34), wodurch die an jedem Kraftfahrzeugtank gesammelten Kraftstoffdämpfe im Verhältnis zu dem abgegebenen, flüssigen Kraftstoff gehalten werden; und

digitales Verarbeiten der von sämtlichen Durchflußmeßgeräten (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) kommenden Signale und Betreiben der einzelnen Vakuumpumpen (108), um aus sämtlichen Kraftstofftanks, in die Kraftstoff abgegeben wird, verdrängten Dampf zu sammeln mit einem Dampfvolumendurchsatz, der in einer vorbestimmten Beziehung steht zu dem gesamten Kraftstoffdurchsatz zu sämtlichen Kraftfahrzeugtanks.

10. Verfahren zum Verteilen mehrerer Arten von flüssigen Kraftstoffen aus einem System, welches mehrere Flüssigkeitsspeichertanks (T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;) aufweist, über eine Mehrzahl von Handzapfpistolen (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) in einen einen Füllstutzen aufweisenden Kraftstofftank eines Kunden, wobei das System eine Flüssigkeitsventileinrichtung (34) und eine Dampfeinlaßeinrichtung (37) an jeder Düse aufweist, beinhaltend den offenen Endbereich eines Vakuumsaugschlauchs (39), der zu der an die Speichertanks (T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;) angeschlossenen Dampfsaugeinrichtung führt; Durchflußmeßgeräte (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) zwischen den Kraftstoffpumpen (P&sub1;, P&sub2;, P&sub3;) für jeden Tank und der Flüssigkeitventileinrichtung (34), wobei die Durchflußmeßgeräte Signale erzeugen, die repräsentativ sind für den Kraftstoffstrom und in einer elektrischen Steuereinheit (32) verarbeitet werden, welche die Dampfsaugeinrichtung betreibt, damit Dampf von der Dampfeinlaßeinrichtung (37) mit einem Volumendurchsatz abgezogen wird, der ausreicht, das Volumen flüssigen Kraftstoffs, der über die Zapfpistolen abgegeben wird, im wesentlichen zu ersetzen, und der gesammelte Dampf den Speichertanks zugeleitet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

Bereitstellen einer Dampfsaugeinrichtung mit einer einzigen Verdränger-Vakuumpumpe (46), die über einen Verzweiger (44) an Vakuumsaugschläuche (39) angeschlossen ist, die ihrerseits mit den mehreren Handzapfpistolen (N&sub1;, N&sub2;, N&sub3;) verbunden sind;

Ausstatten jeder Zapfpistole mit einem Handvakuumventil (35) hinter der Dampfeinlaßeinrichtung (37), welches geöffnet wird, wenn Kraftstoff von der Zapfpistole in einen Kraftfahrzeugtank abgegeben wird, und geschlossen wird, wenn die Abgabe endet;

auf Aufforderung seitens eines Kunden durch dessen gleichzeitiges Betätigen der Flüssigkeitsventileinrichtung (34) und des Handvakuumventils (35) einer ausgewählten Zapfpistole, Pumpen von Kraftstoff aus dem entsprechenden Speichertank (T&sub1;, T&sub2;, T&sub3;) durch ein Durchflußmeßgerät (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) zu dem Kraftstofftank des Kunden, während ein elektrisches Signal erzeugt wird, welches repräsentativ für den Volumendurchsatz des Kraftstoffs ist;

digitales Verarbeiten dieser Signale von den Durchflußmeßgeräten (M&sub1;, M&sub2;, M&sub3;) und Betreiben der einzelnen Vakuumpumpen (46) derart, daß aus dem Kraftstofftank durch den Dampfeinlaß (37) in der Nachbarschaft der Einflillstelle des Kraftstofftanks des Kunden verdrängte Dämpfe mit einem Dampfvolumendurchsatz gesammelt werden, der eine vorbestimmte Relation zu dem Kraftstoffdurchsatz aufweist, welcher durch das elektrische Signal repräsentiert wird, und

Ableiten der gepumpten Dämpfe zu einem Dampfverzweiger (48), welcher sämtliche Speichertanks miteinander verbindet.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Signal digital verarbeitet wird, um das Gesamtvolumen des ausgewählten Kraftstoffs zu berechnen, welches in den Tank des Kunden abgegeben wird, ferner der Gesamtkosten, wobei die Volumen- und Kosteninformation für den Kunden an der Abgabestelle angezeigt werden.