燃料存储系统的制作方法

本发明涉及一种用于在车辆上存储二甲醚(dme)、二甲醚的混合物、或者其它类似的高挥发性燃料(例如lpg(液化石油气)、丙烷、丁烷)的燃料存储系统。该燃料存储系统包括主存储罐、膨胀罐、被构造成接收加油站的燃料填充嘴的燃料填充接收座、以及至少具有正常运行设定和燃料填充设定的阀装置。所述阀装置在正常运行设定中提供主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道，并且所述阀装置在燃料填充设定中提供燃料填充接收座和主存储罐之间的燃料通道。

该燃料存储系统特别适合于存储和供应dme燃料。燃烧式发动机优选是压燃式的燃烧式发动机，例如柴油发动机。该发动机优选设置在重型车辆(例如重型卡车、施工车辆、公共汽车)或轮船中，但本发明不限于这些车辆类型，而是还可用于汽车或固定式发动机设备，例如用于固定式发电机或固定式液压泵的电源。

背景技术：

从原油获取的燃料的上升的价格、它对我们的气候影响的担心以及它即将到来的短缺已经导致在可替代燃料的生产过程和用于它们的使用的内燃式发动机方面的进一步发展。一种能够有效地从包括生物质的各种原料生产的、潜在地重要的可再生燃料是二甲醚(dme)或其它类似的高挥发性燃料。由于它的无碳烟的燃烧和高的十六烷值，dme非常好地适合于柴油型内燃过程。然而，与诸如柴油和汽油的传统燃料相比，dme在车辆上的燃料存储方面存在一些缺陷。文献us6,016,834公开了一种被设计用于在车辆上存储丙烷作为燃料的燃料存储系统。

技术实现要素：

dme或类似dme的燃料所具有的一个缺陷在于需要为车辆存储显著更大的燃料体积以获得特定的单次加满里程数(mileagepersinglefill-up)。很多类型的车辆具有非常有限的用于安设更大燃料罐的连续空间，这进而有效地限制了行驶里程。诸如dme的燃料的相对高的热膨胀系数使得该问题更加严重，这通常进一步限制了能够在单罐中存储的有效燃料体积。

dme、其某些混合物及类似的高挥发性燃料(例如lpg(液化石油气)、丙烷、丁烷等)具有相对高的热膨胀系数。这意味着：当液体燃料的温度增加时，特定数量的液体燃料的体积显著地增大(膨胀)。当燃料存储在被设计成在相对大的环境温度范围内(例如典型地从大约-40℃至+50℃)运行的车辆中时，这应该被加以考虑。燃料罐直接暴露在阳光下可能另外导致罐内存储的燃料的温度更高。因此，利用相对低温的液体dme燃料填满燃料罐的全部存储容积并然后允许燃料在燃料罐内变热将在燃料罐内产生相当大的压力增加，这由此造成罐爆裂和/或燃料渗出到大气中的风险。

从us6,016,834已知一种用于增加燃料存储罐的有效容积的尝试，其中设置了能够减轻主罐中的由于燃料的热膨胀而引起的可能过压的膨胀罐，因此使得能够更加完全地填满主罐。然而，这个特定的现有技术系统未能确保一种针对人为错误和/或阀磨损和加油站参数可变性而充分受到保护的自动防故障且足够可靠的系统，从而潜在地导致膨胀罐的过度填充、安全性和车辆可靠性相关的问题以及环境污染。

本发明的一个目的在于提供一种对用于dme燃料或者其它类似的高挥发性燃料的燃料存储系统补给燃料的燃料存储系统和方法，在燃料存储系统的补给燃料方面，该燃料存储系统和方法提供了提高的安全性。

根据本发明的第一方面，利用根据权利要求1所述的燃料存储系统实现了该目的。该燃料存储系统适合于在车辆上存储二甲醚(dme)或者其它类似的高挥发性燃料。该燃料存储系统包括主存储罐、膨胀罐、被构造成接收加油站的燃料填充嘴的燃料填充接收座、以及至少具有正常运行设定和燃料填充设定的阀装置，其中，处于正常运行设定中的阀装置提供主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道，并且其中，处于燃料填充设定中的阀装置既提供燃料填充接收座和主存储罐之间的燃料通道又防止主存储罐和膨胀罐之间的燃料流动，其中，该燃料存储系统被构造成以机械方式防止燃料填充嘴从燃料填充接收座断开，除非所述阀装置处于正常运行设定中。

根据本发明的第二方面，利用根据权利要求35所述的用于对燃料存储系统补给燃料的方法实现了该目的。该燃料存储系统包括主存储罐、膨胀罐、被构造成接收加油站的燃料填充嘴的燃料填充接收座、以及至少具有正常运行设定和燃料填充设定的阀装置，其中，处于正常运行设定中的阀装置提供主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道，并且其中，处于燃料填充设定中的阀装置既提供燃料填充接收座和主存储罐之间的燃料通道又防止主存储罐和膨胀罐之间的燃料流动。该方法包括：将燃料填充嘴插入在燃料填充接收座中；将燃料填充嘴锁定在燃料填充接收座中，使得以机械方式防止燃料填充嘴从燃料填充接收座断开，其中，该阀装置被自动设定在燃料填充设定中；对主存储罐补给燃料；以及将燃料填充嘴从燃料填充接收座解锁并移除，其中，该阀装置被自动设定在正常运行设定中。

通过提供根据权利要求1和35所述的燃料存储系统和相关的用于对燃料存储系统补给燃料的方法，能够增加针对燃料存储系统的过度填充的安全性。如果主存储罐和膨胀罐这两者均变得被完全填充，或者如果在补给燃料之后膨胀罐空闲但燃料通道被关闭而防止主存储罐中的燃料膨胀到膨胀罐中，包括主存储罐、膨胀罐和控制主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道的阀装置的燃料存储系统均可能变得被过度填充。

本发明的主要功能和安全性特征在于，当连接主罐和膨胀罐的燃料通道仍然被关闭时防止车辆的运行，即驶离加油站。该特征因此使得车辆离开加油站是不可能的，除非连接主存储罐与膨胀罐的燃料通道被再次打开。所打开的燃料通道允许主存储罐中的燃料在燃料温度增加时膨胀到膨胀罐中，由此降低了损坏燃料存储系统和/或燃料被释放到大气中的风险。

根据一个示例性实施例，可以防止阀装置将自身的设定从正常运行设定改变到燃料填充设定，除非燃料填充嘴被插入在燃料填充接收座中。这具有如下优点：在正常运行设定期间，即在燃料填充事件之间的时间，主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道不会意外地或者由于人为错误而关闭。所述燃料通道的这种意外的关闭将防止到膨胀罐的任何流体流动并且将因此造成安全性风险。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括机械锁定装置，该机械锁定装置被邻近燃料填充接收座定位并构造成选择性地将燃料填充嘴锁定在燃料填充接收座中。该主题代表了关于燃料存储系统如何能够在特定条件下以机械方式防止燃料填充嘴从燃料填充接收座断开的一个示例性实施例。

根据进一步的示例性实施例，该机械锁定装置可以控制所述阀装置的设定。即，该机械锁定装置的实际运行位置控制所述阀装置的设定，使得运行位置从锁定运行位置到解锁运行位置或者反过来的手动或非手动调节可以自动地导致所述阀装置的设定的改变。鉴于因为仅仅机械锁定装置的运行位置应该受到控制，而所述阀装置的设定是自动的，所以能够简化燃料存储系统的操控，这是有利的。用户因此并非必然需要直接地单独控制所述机械锁定装置和阀装置两者。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以包括机械联结机构，该机械联结机构将机械锁定装置与阀装置连接，使得机械锁定装置的致动位置可以自动地控制所述阀装置的设定。如上所述，对阀装置的所述设定的自动控制使得能够简化该燃料存储系统的操控。

根据进一步的示例性实施例，当机械锁定装置被设定在锁定位置时，机械联结机构可以自动地将阀装置设定在燃料填充设定中。这具有降低在补给燃料期间填充膨胀罐的风险的优点，从而实现了提高的安全性。

根据进一步的示例性实施例，当机械锁定装置被设定在释放位置时，机械联结机构可以自动地将阀装置设定在正常运行状态中。这具有如下优点：降低了车辆在膨胀罐和主存储罐之间的燃料通道处于关闭状态下时从加油站驶离的风险，从而实现了提高的安全性。

根据进一步的示例性实施例，可以防止机械锁定装置进入锁定位置，除非燃料填充嘴被插入在燃料填充接收座中。这具有如下优点：在燃料填充嘴未被插入时(例如在车辆的正常使用期间)防止将机械锁定装置意外地或错误地切换到锁定位置，从而所述膨胀罐和主存储罐之间的流动通道在非燃料补给事件的其它任何事件期间均不会意外关闭。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括锁定构件，该锁定构件位于燃料填充接收座处并构造成在燃料填充嘴插入在燃料填充接收座中时被燃料填充嘴从锁定位置致动到释放位置，并且该锁定构件可以与机械联结机构或机械锁定装置相互作用，从而防止机械锁定装置进入锁定位置，除非该锁定构件处于释放位置。该主题代表了一个示例性实施例，其用于防止机械锁定装置进入锁定位置，除非燃料填充嘴被插入在燃料填充接收座中。

根据进一步的示例性实施例，该锁定构件可以构造成在燃料填充嘴插入在燃料填充接收座中时被燃料填充嘴以滑动方式移动。该锁定构件在燃料填充嘴的插入期间的自动滑动(即，运行位置的改变)使得能够简化该燃料存储系统的操控。

根据进一步的示例性实施例，该锁定构件可以被诸如机械弹簧的弹性装置朝向锁定位置预加载。该机械弹簧确保耐用的设计并避免锁定构件的不确定的致动位置。

根据进一步的示例性实施例，所述阀装置可以包括至少一个可移动阀构件，该至少一个可移动阀构件用于控制通过阀装置的流动，并且所述机械联结机构可以连接到该至少一个可移动阀构件。通过使用机械联结机构建立必要的可移动阀构件的控制运动，提供了一种不必涉及用于控制阀构件的位置的机电构件的耐用、可靠且成本有效的解决方案。

根据进一步的示例性实施例，所述阀装置可以包括三通阀，所述三通阀连接到燃料填充接收座、主存储罐和膨胀罐，并且该三通阀可以在正常运行设定中提供主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道并在燃料填充设定中提供燃料填充接收座和主存储罐之间的燃料通道。因为减少了可能的阀设定的数量，具有两个不同的运行设定的单个三通阀使得能够进一步改善用户友好性，并且，所述正常运行设定和燃料填充设定之间的转换是通过对所述单个三通阀的控制实现的。

根据进一步的示例性实施例，所述阀装置的设定可以被手动地改变。这使得能够实现一种有成本有效且可靠的系统。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括出口燃料管线，用于将燃料供应至燃烧式发动机，并且该出口燃料管线可以连接到主存储罐的燃料出口。利用这种布置方式，由于整个燃料存储系统中的最后的剩余燃料优选位于燃料存储系统的燃料出口的位置处，所以能够构造该燃料存储系统，使得：一旦存在足够的可用容积，膨胀罐中的燃料就返回到主存储罐。就补给燃料时(即，当燃料存储系统中存在低填充水平时)增加所述膨胀罐的空闲可能性而言，这是有利的，用来确保当需要时(即，当主存储罐中的填充水平相对高时)，所要求的用于燃料的膨胀空间是可获得的。

根据进一步的示例性实施例，膨胀罐可以定位成高于主存储罐，以便燃料能够利用重力从膨胀罐自动返回到主存储罐。这种布置方式避免了对于使燃料从膨胀罐返回到主存储罐中的其它更复杂且昂贵的解决方案的需要，例如使用燃料传输泵的解决方案。

根据进一步的示例性实施例，膨胀罐和主存储罐可以是不具有任何公共侧壁的物理上分离的燃料罐。例如，在主存储罐的区域中的空间不足的情形中，这种布置方式使得能够改进车辆的装填。膨胀罐可以在更多空间可用的位置处被从主存储罐移位地定位，并且利用膨胀罐燃料管线连接到主存储罐。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括优选被浸没在罐内的液体燃料中的燃料进给泵，用于将燃料从主存储罐进给到出口燃料管线。这种布置方式降低了出口燃料管线中的燃料汽化的风险。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以构造成存储二甲醚(dme)或者其它类似的高挥发性燃料。就燃料压力和温度而言的低汽化水平意味着该燃料尽可能地在燃料罐中的压力下被存储，并且在燃料管线中的压力下被传送。此外，优选还包括燃料冷却装置，以避免燃料的温度升高太多。

根据进一步的示例性实施例，可选地带有自动减压功能的电磁切断阀可以设置在与主存储罐和/或膨胀罐连接的燃料管线中。就在发动机停止期间减小燃料蒸汽从主存储罐和/或膨胀罐的泄漏而言，这种切断阀可以是有利的。该电磁切断阀被构造成在发动机运行状态期间被设定在连续打开状态中并且仅在发动机停机时才关闭。由于数量相对少的打开/关闭事件，电磁切断阀的密封装置能够设有相对柔软的密封表面，以便能够实现高密封性能。由此，还有效防止了dme燃料蒸汽或来自类似燃料的蒸汽在发动机静止期间从燃料罐泄漏出去并沿着燃料管线迁移。dme燃料蒸汽是高挥发性的并且趋向于经过带有金属密封阀座的非精确的、受到磨损的阀迁移，且可能进一步进入各种燃料部件(例如燃料泵、燃料过滤器等)中，从而潜在地削弱它们的功能。

根据进一步的示例性实施例，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀可以设置在将所述阀装置和膨胀罐连接的膨胀罐燃料管线中。在该电磁切断阀包括自动减压功能的情形中，该阀可以构造成将阀装置和膨胀罐连接的膨胀罐燃料管线中的压力释放到膨胀罐中。

根据进一步的示例性实施例，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀可以设置在返回燃料管线中，该返回燃料管线连接到主存储罐并构造成使再循环的燃料从燃烧式发动机返回到主存储罐中。在电磁切断阀包括自动减压功能的情形中，该阀可以构造成将连接发动机和主存储罐的返回燃料管线中的压力释放到主存储罐中。

根据进一步的示例性实施例，被构造成从阀装置向主存储罐供应燃料的入口燃料管线可以在电磁切断阀和发动机之间的位置处连接到返回燃料管线。由此，带有或不带有自动减压功能的单个电磁切断阀可用于所述返回燃料管线和入口燃料管线这两者。

根据进一步的示例性实施例，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀可以设置在将阀装置和主存储罐连接的入口燃料管线中，该入口燃料管线可以构造成从阀装置向主存储罐供应燃料。在电磁切断阀设置有自动减压功能的情形中，该阀可以构造成减轻入口燃料管线中的压力。

根据进一步的示例性实施例，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀被设置在出口燃料管线中。在电磁切断阀包括自动减压功能的情形中，该阀可以构造成将连接发动机和主存储罐的出口燃料管线中的压力释放到主存储罐中。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以包括安全阀，所述安全阀被构造成当主存储罐中的压力超过预定极限时打开并将压力从主存储罐释放到大气中。该安全阀因此确保了燃料存储系统不因为燃料存储系统内的过度燃料压力而发生任何损坏。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括止回减压阀，该止回减压阀连接到主存储罐和入口燃料管线，其中，该止回减压阀可以适于允许将压力从主存储罐释放到膨胀罐。在电磁切断阀被设置在入口燃料管线中并且在发动机静止模式中有效地停止从主存储罐到膨胀罐的燃料流动的情况中，该止回减压阀可能是重要的。该止回减压阀能够使得能够实现从主存储罐经由该止回减压阀到膨胀罐的燃料膨胀燃料流动。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统包括连接到主存储罐和入口燃料管线的止回减压阀和设置在膨胀罐燃料管线中的电磁切断阀这两者，并且这两者适于允许将压力从主存储罐释放到膨胀罐。在电磁切断阀被设置在膨胀罐燃料管线中的情形中，电磁切断阀趋向于防止燃料流入膨胀罐和从膨胀罐流出。然而，为了能够在发动机静止期间实现从主存储罐到膨胀罐的燃料膨胀流动，膨胀罐燃料管线中的电磁切断阀可以设有用于使得能够实现经由止回减压阀和电磁切断阀这两者的从主存储罐到膨胀罐的燃料流动的自动减压功能。

根据进一步的示例性实施例，至少所述止回减压阀可以适于允许在低于安全阀的打开压力的压力水平下将压力从主存储罐释放到膨胀罐，可选地，设置在膨胀罐燃料管线中的电磁切断阀也可以适于允许在低于安全阀的打开压力的压力水平下将压力从主存储罐释放到膨胀罐。这种布置方式本质上使得能够还在发动机停机期间实现从主存储罐到膨胀罐的由热膨胀引起的燃料流动。

根据进一步的示例性实施例，燃料存储系统可以进一步包括填充止回阀，所述填充止回阀安设在主存储罐中并连接到被构造成从阀装置向主存储罐供应燃料的入口燃料管线，其中所述填充止回阀可以适于在入口燃料管线中的进给压力超过预定水平时打开并提高主存储罐的填充速率。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以包括两个、三个或更多个主存储罐，并且这些主存储罐可以连接到同一个阀装置。

本发明进一步的目的在于提供一种用于dme燃料或者其它类似的高挥发性燃料的燃料存储系统，该燃料存储系统提供降低的燃料存储系统的设计复杂度。根据本发明进一步的方面，利用根据权利要求2所述的燃料存储系统实现了该目的。该燃料存储系统适合于在车辆上存储二甲醚(dme)或者其它类似的高挥发性燃料。该燃料存储系统包括主存储罐、膨胀罐和被构造成向燃烧式发动机供应燃料的出口燃料管线。该出口燃料管线连接到主存储罐的燃料出口，并且，膨胀罐被定位成高于主存储罐，以便燃料能够利用重力从膨胀罐自动返回到主存储罐。这种布置方式避免了对于使燃料从膨胀罐返回到主存储罐的其它更复杂且昂贵的解决方案的需要，例如使用燃料传输泵的解决方案。

通过提供根据权利要求2所述的燃料存储系统，当主存储罐中有足够的存储容积可用时，由于燃料的热膨胀而从主存储罐膨胀到膨胀罐中的任何燃料可以只是自动地流回到主存储罐。由重力驱动的这种回流消除了对于另外的返回泵送装置(例如燃料传输泵和与此相关的所有控制机构)的需要。根据权利要求2所述的燃料存储系统因此提供了具有高可靠性、高耐用性和低成本的主存储罐和膨胀罐系统，即具有降低的设计复杂度的燃料存储系统。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以进一步包括被构造成接收加油站的燃料填充嘴的燃料填充接收座以及至少具有正常运行设定和燃料填充设定的阀装置，其中，被设定在正常运行设定中的阀装置可以提供主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道，并且其中，处于燃料填充设定中的阀装置可以既提供燃料填充接收座和主存储罐之间的燃料通道又防止主存储罐和膨胀罐之间的燃料流动。由此，能够增加针对燃料存储系统的过度填充的安全性。

如果主存储罐和膨胀罐这两者均变得被完全填充，或者如果在补给燃料之后膨胀罐空闲但燃料通道被关闭，那么，包括主存储罐、膨胀罐和控制主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道的阀装置的燃料存储系统均可能变得被过度填充，使得防止了主存储罐中的燃料膨胀到膨胀罐中。本发明的主要功能和安全性特征在于：当连接主存储罐和膨胀罐的燃料通道仍然被关闭时防止车辆的运行，即驶离加油站。该特征因此使得车辆离开加油站是不可能的，除非连接主存储罐和膨胀罐的燃料通道被再次打开。所打开的燃料通道允许主存储罐中的燃料在燃料温度升高时膨胀到膨胀罐中，由此降低损坏燃料存储系统和/或燃料被释放到大气中的风险。

根据进一步的示例性实施例，该燃料存储系统可以构造成以机械方式防止燃料填充嘴从燃料填充接收座断开，除非所述阀装置处于正常运行设定中。这种布置方式确保了车辆不能在主存储罐和膨胀罐之间的燃料通道关闭时驶离。

以下说明中和从属权利要求中公开了本发明的进一步的优点和有利特征。

附图说明

参考附图，下面是作为实例给出的对本发明实施例的更详细说明。

在这些图中：

图1是包括燃料存储系统的示例性实施例的车辆；

图2是燃料存储系统的示例性实施例；

图3是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；

图4是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；

图5是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；

图6是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；

图7是燃料存储系统的一部分的示例性实施例的第一视图；

图8是图7的示例性实施例的第二视图；

图9是图7的所述部分的示例性实施例的第三视图；

图10是图7的示例性实施例的第四视图；

图11是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；

图12是燃料存储系统的进一步的示例性实施例；并且

图13是一种方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

在下文中，将与附图相结合地描述本发明的各种方面，以示意而非限制本发明。创造性方面的各种变型不局限于具体地示出的示例性实施例，而是适用于本发明的其它变型。相同的附图标记表示相同的元件。

图1示出了可以实现本发明的车辆1的示例性实施例。在本实例中，车辆1是卡车，但本发明在任何其它车辆(例如大客车和小汽车)中实现将会同样有利。在该示例性实施例中，此车辆包括刚性车架4、前轮和后轮3、驾驶室8和适于联接到拖车的承载装置6。

图1的车辆进一步包括燃料存储系统的示例性实施例，该燃料存储系统包括附接到车架4的主存储罐11、邻近主存储罐11定位的再填充接收座13、和独立的膨胀罐12，该膨胀罐12位于主存储罐11上方，使得当主存储罐11有足够的容积可用时，膨胀到膨胀罐12中的燃料可以自动回流到主存储罐11。

如图1中示意性地示出的，膨胀罐12例如可以附接到驾驶室8的后壁。还设置有连接主存储罐11与膨胀罐12的燃料管线14，以便燃料能够在所述罐11、12之间流动。膨胀罐12和主存储罐11是不具有任何公共侧壁的物理上分离的燃料罐。

膨胀罐12可以定位成高于主存储罐11，以便燃料能够利用重力从膨胀罐12自动返回到主存储罐11。

主存储罐11和膨胀罐12之一或两者例如可以与用于存储丙烷的类型类似地被制成为相对简单的钢燃料罐。典型地，dme燃料在环境温度下以液体状态存储在燃料罐11、12中。当以特定的内部罐压力(例如大约75psi)存储dme燃料时，这是可能的。

图2示意性地示出了燃料存储系统20和系统20通常有时候或永久地与其相互作用的构件，即加油站21和燃烧式发动机24的示例性实施例。加油站21包括燃料罐21、燃料填充嘴22和连接燃料填充嘴与燃料罐21的燃料软管23。为了对主存储罐11补给燃料，车辆典型地行驶到加油站，燃料填充嘴被连接到燃料填充接收座13并且执行燃料从燃料罐21到主存储罐11的传输。在完成填充之后，燃料填充嘴被断开并从主燃料填充接收座13移除，并且车辆准备被再次使用。

燃烧式发动机24经由出口燃料管线25与主存储罐11连接。出口燃料管线25典型地连接到主存储罐11的燃料出口15并连接到燃烧式发动机24的燃料喷射系统。

在完成补给燃料之后，期望的是所述膨胀罐具有或多或少空闲的存储容积，以便在潜在的、存储于主存储罐11中的燃料的随后升温期间能够使用膨胀罐作为用于该燃料的膨胀容积。因此，期望的是避免在补给燃料期间填充膨胀罐12。然而，还期望的是使连接主存储罐11和膨胀罐12的燃料管线14保持打开，以便所述潜在的随后膨胀能够进行，只要它可能发生的话，例如在行驶或车辆静止期间。因此存在膨胀罐在补给燃料期间变得被填充的风险，使得主存储罐和膨胀罐这两者在补给燃料之后均或多或少地被完全填充，在此事件中，将不会存在在燃料随后的升温期间可用的膨胀容积，从而导致安全性风险。

通过为该燃料存储系统提供用于控制燃料向和从燃料填充接收座13、主存储罐11和膨胀罐12的流动的阀装置16，解决了这个矛盾的且潜在地危险的情况。在图2的示例性实施例中，阀装置16经由膨胀罐燃料管线14a连接到膨胀罐12、经由入口燃料管线14b连接到主存储罐11，并经由接收座燃料管线17连接到燃料填充接收座。

阀装置16至少包括正常运行设定和燃料填充设定。在正常运行设定中，阀装置16被布置成提供主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料通道，适当的在燃料升温时，燃料自由地膨胀到膨胀罐12中。然而，在燃料填充设定中，阀装置16被布置成既提供燃料填充接收座13和主存储罐11之间的燃料通道又防止主存储罐和膨胀罐之间的燃料流动。因此，阀装置16被布置成在车辆补给燃料期间防止任何意外的和非期望的对所述膨胀罐的填充，同时确保膨胀罐12在其它时间期间被用作膨胀容积。期望该膨胀罐在补给燃料开始期间是基本空闲的。

然而，因为在补给燃料完成之后存在这个流动通道不被打开的风险，所以，由于处于燃料填充设定中的阀装置16防止主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料流动的事实，出现了另外的安全性风险。这种事件例如可能在驾驶员补给燃料期间由人为错误引起。通向膨胀罐12的通道被关闭且主存储罐11被完全填充就意味着没有任何膨胀容积可用。

对于该问题的解决方案是将燃料存储系统20构造成以机械方式防止燃料填充嘴22从燃料填充接收座13断开，除非阀装置16处于正常运行设定中。阀装置16在正常运行设定中提供了主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料通道，并且确保在不首先再次打开主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料通道的情况下车辆不离开加油站，防止燃料填充嘴22的断开，除非阀装置16被设定在正常运行设定中。

除非阀装置16处于正常运行设定中，否则，以机械方式防止燃料填充嘴22从燃料填充接收座13的断开能够以很多不同的方式实现。例如，该燃料存储系统可以包括机械锁定装置。该机械锁定装置被邻近燃料填充接收座定位并构造成选择性地将燃料填充嘴锁定在燃料填充接收座中。该机械锁定装置例如能够包括能够在锁定位置和释放位置之间移动的锁定构件，其中，该锁定构件被布置成在燃料填充设定期间防止燃料填充嘴的移除。该机械锁定装置可以被手动地或者利用机电致动器或气动致动器等操作。类似地，该机械锁定装置甚至不必是可移动的，而是能够可替代地使用磁力。该机械锁定装置也能够定位在燃料填充嘴上或在燃料填充软管23的相邻部分上。

显然，应该在该燃料填充交互过程(session)和阀装置16的运行设定之间设置功能联系18，以确保阀装置16在燃料填充交互过程终止时如所期望地返回到正常运行设定。该功能联系18可以基于机械、电、机电、气动或手动系统或其组合中的任何一种。

可以利用燃料存储系统的触发特征的状态变化来识别所述燃料填充交互过程的开始和停止。用于将阀装置16暂时设定在燃料填充设定中的触发特征可以是将燃料填充嘴放置在燃料填充接收座内、将燃料填充嘴锁定到燃料填充接收座、或者将不能从加油站移除的加油站的任何其它部分(例如紧固到加油站的钥匙)放置在车辆上的特定位置处。这确保了在不首先已经移除了将阀装置16暂时设定在燃料填充设定中的触发特征的情况下，车辆不能离开加油站。注意，所述阀装置在这里优选布置成在离开燃料填充设定时恢复到正常运行设定。

图3和图4示意性地示出了燃料存储系统的更详细的示例性实施例，其中阀装置16包括三通阀30，该三通阀30连接到燃料填充接收座13、主存储罐11和膨胀罐12。图3示出了诸如在车辆停止和运行期间处于正常运行设定中的阀装置16。图4示出了诸如在主存储罐11的补给燃料期间处于燃料填充设定中的阀装置16。仅当阀30处于正常运行位置时，燃料填充嘴才能够连接至燃料填充接收座以及从燃料填充接收座断开。然而，三通阀30能够仅在加油站连接到车辆时、即当加油站的特定部分连接到车辆时才改变位置。

机械锁定装置(未示出)被邻近燃料填充接收座13定位，以选择性地将燃料填充嘴22锁定在燃料填充接收座13中。这里，还设置了之前描述的、所述燃料填充交互过程与阀装置16的运行设定之间的功能联系18。

三通阀30是包括两个运行位置34、35和三个端口31、32、33的阀。在图3中被示为使用中的第一运行位置34中，阀30提供第一端口31和第二端口32之间的流体通道并提供第一端口31和第三端口33之间的流体阻挡。在图4中被示为使用中的第二运行位置35中，阀30提供第一端口31和第二端口32之间的流体阻挡并提供第一端口31和第三端口33之间的流体通道。

在图3和图4中，第一端口31经由入口燃料管线14b被流体连通地连接到主存储罐，第二端口32经由膨胀罐燃料管线14a被流体连通地连接到膨胀罐12，并且第三端口33经由接收座燃料管线17被流体连通地连接到填充接收座13。因此，当三通阀30被设定在第一运行位置34时，三通阀30提供主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料通道，第一运行位置34在这里对应于所述正常运行设定。此外，当三通阀30被设定在第二运行位置35中时，三通阀30提供主存储罐11和燃料填充接收座13之间的燃料通道，第二运行位置35在这里对应于所述燃料填充设定。

由于未被连接的端口的流体阻挡，在第一运行位置34中，主存储罐11和燃料填充接收座13之间的流体通道被阻挡，而在第二运行位置35中，主存储罐11和膨胀罐12之间的流体通道被阻挡。

将阀装置16实现为三通阀30的优点在于：不可能发生本质上的任何联接错误，无论该联接错误是由人为错误还是由阀自身的故障而引起的。不可能将该阀设定成使得燃料在主存储罐11的再次填充期间被从燃料罐21传送到膨胀罐。

在图3和图4中，主存储罐被示意性地示出为包括燃料进给泵36、燃料过滤器37、用于驱动燃料进给泵36的马达38、以及在3615处连接到主存储罐1的出口燃料管线25。燃料在靠近主存储罐11的底部定位的燃料入口39处被抽吸到过滤器中。在本公开的范围内，用于布置燃料进给泵36和出口燃料管线25的很多可替代的实施例都是可能的。

图5和图6示意性地示出了与图3和图4中所示的类似但在这里替代地使用两个双通阀51、52作为替代例而实现的燃料存储系统。所述双通阀中的每一个在这里被示意为通过利用信号缆线54连接到每一个双通阀51、52的电子控制单元53电控制。用于检测燃料填充嘴22在燃料填充接收座13内或者靠近燃料填充接收座13的存在的传感器83或者类似的开关可以被邻近燃料填充接收座13设置并经由信号缆线56等连接到电子控制单元53。机械锁定装置82可以另外地被邻近燃料填充接收座13设置并经由另一信号缆线58连接到电子控制单元53，以选择性地将燃料填充嘴22锁定在燃料填充接收座13中。能够可替代地使用其它控制装置，例如双通阀51、52和/或机械锁定装置82的气动控制或手动控制。此外，在一些其它特征或布置结构被设置成用于将阀装置16暂时设定在燃料填充设定中的触发特征的情形中，可以省去作为触发特征的传感器。

第一双通阀51可以设置在膨胀罐燃料管线14a中并且第二双通阀52可以设置在接收座燃料管线17中。可以从主存储罐11至分支点57使用单个入口燃料管线14b，在分支点57处，单个入口燃料管线14b被分支成连接到各个阀51、52的两条燃料管线。

图5示出了处于正常运行设定中的阀装置16，并且图6示出了处于燃料填充设定中的阀装置16。图5和图6所示的示例性实施例的阀装置16的功能本质上与在图3和图4的阀装置16的上下文中描述的功能相同。

根据一个示例性实施例，图5和图6所示的燃料存储系统可以利用检测对主存储罐的燃料补给需求的传感器83而基本自动地运行。响应于所检测到的这种需求，电子控制单元53控制这两个双通控制阀51、52，使得阀装置16从正常运行设定改变到燃料填充设定，并且，用于将燃料填充嘴22紧固到燃料填充接收座13的机械锁定装置82被致动。

图7示意性地示出了用于实现带有相关联的燃料填充软管23、燃料填充接收座13和阀装置16的燃料填充嘴22的示例性实施例。燃料填充嘴22包括：内部流动路径70，前部71，该前部71被构造成与燃料填充接收座13的阀构件72配合；和后部73，该后部73被构造成连接到燃料填充软管23。燃料填充嘴22进一步包括空腔74，该空腔74适于与邻近燃料填充接收座13定位以将燃料填充嘴22紧固到燃料填充接收座13的机械锁定装置82配合。

燃料填充嘴22进一步包括邻靠部75，所述邻靠部75被构造成与燃料填充接收座13的锁定构件76配合。锁定构件76被构造成在燃料填充嘴插入在燃料填充接收座中时被燃料填充嘴从锁定位置致动到释放位置。这是利用接合锁定构件76的第一凸起81的邻靠部75实现的。锁定构件76进一步利用弹性装置77诸如机械弹簧、卷簧、弹性部件等被朝向锁定位置预加载。

燃料填充接收座13进一步包括：孔隙78，所述孔隙78用于接收燃料填充嘴22；和入口阀空腔79，所述入口阀空腔79捕捉阀构件72；和弹簧80，所述弹簧80朝着燃料填充接收座13的底座朝向关闭位置将阀构件预加载。阀构件72在这里被实现为球阀。接收座燃料管线17将阀构件72下游的入口阀空腔79与阀装置16连接。

机械锁定装置82在这里仅被示意性地示出为能够在如图7所示的释放位置和锁定位置之间移动的改进，在所述锁定位置，当燃料填充嘴被正确插入在孔隙78中时，机械锁定装置在空腔74的位置处凸出到燃料填充嘴22的路径中。

锁定构件76被布置成与机械锁定装置82相互作用，从而防止了机械锁定装置82进入锁定位置，除非锁定构件76被设定在释放位置。这通过使得燃料填充嘴的邻靠部75接合第一凸起81并随后在燃料填充嘴22的插入方向90上推动锁定构件76而实现。因此，锁定构件的第二凸起91与机械锁定装置82的锁定凹部92脱离，使得机械锁定装置自由地从释放位置移动到锁定位置。

由于锁定构件76的第二凸起91接合到机械锁定装置82的锁定凹部92中，防止了机械锁定装置82进入锁定位置，除非燃料填充嘴在使得锁定构件76变得移位并且第二凸起91离开锁定凹部92的这种程度上插入在燃料填充接收座中。此外，由于在机械锁定装置82和阀装置16之间的机械联结机构，还防止了阀装置16的设定从如图7所示的正常运行设定改变为燃料填充设定，除非燃料填充嘴被插入在燃料填充接收座中。

在该概略示意中，机械锁定装置82被示出为直接联接到阀装置16，使得机械锁定装置在其释放位置和锁定位置之间的运动直接导致阀装置16的运行位置的改变。图7的燃料存储系统因此包括将机械锁定装置82与阀装置16连接的机械联结机构，使得机械锁定装置的致动位置自动地控制所述阀装置的设定。例如，当机械锁定装置被设定在锁定位置时，该机械联结机构将自动地将阀装置设定在燃料填充设定中，并且当机械锁定装置被设定在释放位置时，该机械联结机构将自动地将阀装置设定在正常运行状态中。根据带有机械联结机构的构造，当阀装置16被从机械锁定装置82移位时，也能够使用这种构造。

所述阀装置被象征性地示出为具有两个运行位置34、35。这些运行位置典型地通过具有位于阀罩中以控制通过阀装置的流动的可移动阀构件(未示出)而实现。当使用机械联结机构时，这种联结机构可以直接连接到可移动阀构件。可替代地，阀构件的控制可以电动或气动地执行。

图8示出了在燃料填充嘴22插入在燃料填充接收座13中之后和在机械锁定装置82移动到其锁定位置之后的图7的示例性实施例。机械锁定装置82从释放位置到锁定位置的运动实际上仅在锁定构件76向后滑动足以使第二凸起91能够脱离锁定凹部92之后才是可能的。燃料填充嘴22因此被锁定在与燃料填充接收座13联接的联接位置中。机械锁定装置82从其释放位置到其锁定位置的运动自动地引起阀装置16的运行状态从所述正常运行设定改变到所述燃料填充设定，其中膨胀罐12被隔离并且燃料从加油站燃料罐经由燃料管线17、14b自由地流动到主存储罐11。由于阀构件72利用与燃料填充嘴22的前部71的相互作用而打开，自由流动也是可能的。在这种燃料填充状态中，燃料填充嘴的移除被禁止，直至机械锁定装置82缩退到释放位置并且已经发生相关联的阀装置位置到所述正常运行设定的改变。

图9示出了燃料填充嘴开始从燃料填充接收座13断开。机械锁定装置82已经例如手动地或者在电动、液压或气动控制下缩退到释放位置，并且，膨胀罐12和主存储罐11之间的燃料流动通道已经因此由于功能联系(例如机械联杆)而被打开。

图10示出了燃料填充嘴从燃料填充接收座13断开以后的阶段。燃料填充嘴在这里已充分在向后方向上缩退，使得锁定构件76能够再次接合机械锁定装置82并将机械锁定装置82锁定在打开状态中。由于功能联系，膨胀罐12和主存储罐11之间的燃料流动通道仍然是打开的并且然后被锁定在这种状态中。

图11示出了类似于图3的实施例的示例性实施例，因此将不再描述这两个实施例中类似的方面。阀装置16被设定在正常运行设定中。图11中的实施例的不同之处在于，它包括可选地带有自动减压功能的多个电磁切断阀110、111、113、114以及一些安全阀和/或止回阀115、116、117。

例如，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀110被设置在将阀装置16和膨胀罐12连接的膨胀罐燃料管线14a中。

另外或分开地，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀111被设置在返回燃料管线112中，该返回燃料管线112连接到主存储罐11并构造成使再循环的燃料从燃烧式发动机24返回到主存储罐11中。

另外或分开地，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀113被设置在连接阀装置16和主存储罐11的入口燃料管线14b中，该入口燃料管线14b被构造成从阀装置16向主存储罐11供应燃料。

此外，带有或不带有自动减压功能的电磁切断阀114被设置在出口燃料管线25中。

电磁切断阀110、111、113、114典型地由阀罩制成，该阀罩在其中具有可移动阀构件。带有自动减压功能的电磁切断阀能够被设计成常闭阀，这意味着，被压缩的机械弹簧通常总是朝向密封底座在关闭方向上推压可移动阀构件，为了适当的密封性能，密封底座在这里可以利用柔软的材料设计。电磁线圈可以围绕电磁切断阀的阀芯设置，以在线圈被通电时将阀构件推压到打开状态。

如关于膨胀罐燃料管线14a中的电磁切断阀110所示意的，带有自动减压功能的电磁切断阀的示例性实施例典型地包括两个流体连接110a、110b。第一流体连接110a靠近阀罩的轴向端布置并被如此布置，使得连接到第一流体连接110a的燃料管线中的流体压力在打开方向上(即在与关闭方向相反的方向上)在可移动阀构件上施加压力。第二流体连接110b可以位于阀罩的侧壁上并被如此布置，使得连接到第二流体连接的燃料管线中的流体压力不在打开方向或者关闭方向上在可移动阀构件上施加任何压力。克服机械弹簧的力而打开该阀所需的连接到第一流体连接110a的燃料管线中的流体压力对应于该阀的安全开启压力。

还可以设置有安设在主存储罐11中并连接到入口燃料管线14b的填充止回阀115，其中，所述填充止回阀115适于在入口燃料管线14b中的进给压力超过预定水平时打开并提高主存储罐11的填充速率。

还可以设置有安全阀116，该安全阀116被构造成在主存储罐11中的压力超过最大设计极限时的紧急情况下打开并减轻主存储罐11的压力。

还可以设置有安设在主存储罐11和连接阀装置16与主存储罐11的入口燃料管线14b之间的止回减压阀117。止回减压阀117适于允许在低于安全阀116的开启压力的压力水平下减轻主存储罐11的压力。当止回减压阀117设置在所述位置处时，位于入口燃料管线14b中的电磁切断阀113能够省去其自动减压功能。可选地，该减压功能可以由止回减压阀117和入口燃料管线14b中的电磁切断阀113这两者提供。

膨胀罐12也可以设置有用于避免损坏膨胀罐12的风险的安全性减压阀119。

填充止回阀115、安全阀116、止回减压阀117和安全性减压阀119可以全部被设计成具有由朝向密封底座推压阀罩中的阀构件的弹簧确定的特定开启压力的止回阀。因此，所述阀115、116、117、119的开启压力由弹簧的弹簧力确定。

在图11中，所有的电磁切断阀110、111、113、114、填充止回阀115、安全阀116、止回减压阀117和安全性减压阀119被示为处于关闭状态中。这本质上对应于其中燃烧式发动机24停机且不应允许任何液体或蒸汽燃料从主存储罐11或膨胀罐12泄漏的运行模式。

在发动机静止期间燃料温度由于任何原因(例如主存储罐11上的阳光)而升高的情形中，主存储罐11内的燃料的热膨胀导致主存储罐11内的压力增加。在特定的内部压力下，减压阀117将打开并使得燃料能够从主存储罐11流动到入口燃料管线14b和膨胀罐燃料管线14a中，并随后还打开膨胀罐燃料管线14a中的电磁切断阀110，从而使燃料能够膨胀到膨胀罐12中。在发动机运行模式期间，所有的电磁切断阀110、111、113、114均布置成被保持在打开状态中。

图12示出了又一示例性实施例，其中，连接所述阀装置16与主存储罐11的入口燃料管线14b可以连接到在返回电磁切断阀111和发动机之间的返回燃料管线112。由此，单个电磁切断阀111和单个罐连接能够用于具有作为普通功能的向主存储罐11供应燃料和在发动机静止时消除经由电磁切断阀111从主存储罐11的泄漏的功能的几个不同的功能。

此外，该燃料存储系统可替代地包括两个或更多个主存储罐，使得这些主存储罐连接到同一个阀装置16。

应该理解，结合图11和12描述的可选特征能够与上文参考图1-图10所述的该说明书的其它特征相组合地一个一个地、相互隔离地或者以各种相互组合或者其全部的形式实现。

还将参考图13简要地描述一种对用于在车辆上存储二甲醚(dme)、包括dme的混合物或者其它类似的高挥发性燃料的燃料存储系统补给燃料的方法。该燃料存储系统包括主存储罐11、膨胀罐12、被构造成接收加油站的燃料填充嘴22的燃料填充接收座13和至少具有正常运行设定和燃料填充设定的阀装置16，其中，处于正常运行设定中的阀装置16提供主存储罐11和膨胀罐12之间的燃料通道，并且其中，处于燃料填充设定中的阀装置16既提供燃料填充接收座13和主存储罐11之间的燃料通道又防止主存储罐和膨胀罐12之间的燃料流动。该方法包括以下步骤：

将燃料填充嘴22插入在13a燃料填充接收座13中；

将燃料填充嘴22锁定13b在燃料填充接收座13中，使得以机械方式防止燃料填充嘴22从燃料填充接收座13断开，其中，阀装置16被自动设定在燃料填充设定中；

对主存储罐11补给燃料13c；和

将燃料填充嘴22从燃料填充接收座13解锁并移除13d，其中，阀装置16被自动设定在正常运行设定中。

因为补给燃料利用处于燃料填充设定中的阀装置16执行，所以，到膨胀罐12的流体通道被关闭。此外，填充止回阀115适于在入口燃料管线14b中的进给压力超过预定水平时打开并提高主存储罐11的填充速率。

应该理解，本发明不限于以上描述并在附图中示出的示例性实施例；实际上，技术人员将会认识到，可以在所附权利要求的范围内实现很多改变和变型。