ITTO950496A1 - Serbatorio per il carburante per autoveicoli - Google Patents

Abstract

Il serbatolo comprende un recipiente (4) con un tubo di carico (5) con un bocchettone (6) di materiale elettricamente isolante connesso tramite organi di fissaggio (6a, 18; 23, 24) ad un'apertura (7) di una lamiera (8) della scocca (9) dell'autoveicolo (1) ed atto a ricevere, nelle stazioni di rifornimento di carburante (10), l'ugello terminale (17) di una pistola metallica (16) di erogazione del carburante (3). Almeno una porzione del bocchettone (6) destinata a venire a contatto con l'ugello (17) di una pistola di erogazione del carburante (16) è costituita da una materia plastica elettroconduttrice. Tale porzione del bocchettone (6) è connessa a detti organi di fissaggio (6a, 18; 23, 24) i quali sono almeno in parte costituiti da un materiale polimero elettroconduttore, in modo tale per cui nella condizione installata del serbatoio tale porzione del bocchettone (6) risulta elettricamente collegata alla scocca (9) dell'autoveicolo e la resistenza elettrica fra l'ugello (17) di una pistola di erogazione del carburante e la carrozzeria (9) dell'autoveicolo è sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm.(Figura 4)

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Serbatoio per il carburante per autoveicoli"

DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un serbatoio per il carburante per autoveicoli.

Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un serbatoio comprendente un recipiente presentante un tubo di carico con un bocchettone terminale di materiale elettricamente isolante, che nella condizione installata del serbatoio è connesso tramite mezzi di fissaggio ad un'apertura predisposta in una lamiera della scocca dell'autoveicolo ed è atto a ricevere, nelle stazioni di rifornimento di carburante, l'ugello terminale di una pistola metallica di erogazione del carburante.

Durante le operazioni di rifornimento di carburante con siffatti serbatoi si sono verificati casi di incendio della miscela di aria e vapore di carburante che si forma in prossimità del bocchettone del serbatoio.

Tali inconvenienti sono stati descritti ad esempio nella pubblicazione SAE n. 1645 del febbraio 1994.

L'attenzione a tali potenziali inconvenienti è stata inoltre richiamata nella pubblicazione NFPA 77 (National Fire Protection Association) e nella "API Recommended Practice 2003" del Safety and Fire Protection Department degli Stati Uniti.

Il fenomeno dell'incendio della miscela aria /vapori di benzina è stato qualitativamente spiegato nel modo seguente.

Nell'operazione di riempimento di un serbatoio in una stazione di rifornimento il carburante (benzina) percorre in modo rapido e vorticoso un tratto di tubazione isolante che termina con un pistola di erogazione di materiale metallico. Nel flusso attraverso tale tubazione si verificano fenomeni di adsorbimento di cariche di una determinata polarità, ad esempio negativa, da parte delle pareti della tubazione, mentre cariche di segno opposto, ad esempio cariche positive, si formano nella corrente fluida del carburante e vengono trasportate nel serbatoio dell'autoveicolo.

Ne consegue che nel serbatoio dell'autoveicolo si accumula una carica elettrica di un certo segno. Se il veicolo che contiene il serbatoio è isolato rispetto al terreno, tutte le sue parti metalliche, e quindi anche la carrozzeria, si portano ad un certo livello di tensione rispetto al serbatoio a causa di fenomeni di conduzione o induzione elettrica tra il serbatoio e la massa metallica del veicolo.

L'ugello terminale della pistola di erogazione del carburante diventa sede di una carica elettrica avente un valore assoluto minore della carica elettrica accumulata nel serbatoio e segno opposto a quello di tale carica.

Pertanto, fra la pistola di erogazione e l'autoveicolo si genera una differenza di potenziale, che nel caso peggiore è uguale alla somma delle differenze di potenziale fra il serbatoio ed il terreno e la differenza di potenziale fra la pistola erogatrice ed il terreno.

Per effetto di tale differenza di potenziale può scoccare una scintilla, che in presenza di una miscela aria/vapori di benzina può portare ad un incendio/scoppio nella regione adiacente al bocchettone del serbatoio.

Per ovviare a tale problema taluni costruttori hanno adottato la soluzione di provvedere nel bocchettone del serbatoio del carburante una bussola od altro elemento di materiale metallico collegato alla massa dell'autoveicolo. Tale bussola od altro elemento è disposto in modo tale da venire a contatto con l'ugello terminale della pistola di erogazione del carburante di una stazione di rifornimento.

Tale soluzione risulta tuttavia costruttivamente e realizzativamente complicata e possono presentarsi problemi di tenuta anche in vista delle severe normative già vigenti sulla limitazione dell'evaporazione del carburante, e problemi possono verificarsi a seguito del contatto di guarnizioni di tenuta con parti metalliche, le quali possono subire azioni abrasive da parte delle pistole di erogazione di carburante quando vengono introdotte nel bocchettone del serbatoio per effettuare il rifornimento.

Lo scopo della presente invenzione è di fornire una soluzione al problema precedentemente evidenziato, che sia costruttivamente e realizzativamente più semplice delle soluzioni note.

Tale scopo viene realizzato secondo l'invenzione con un serbatoio per il carburante del tipo sopra specificato, caratterizzato dal fatto che almeno una porzione del bocchettone destinata a venire a contatto con l'ugello terminale di una pistola di erogazione del carburante è costituita da una materia plastica elettroconduttrice; detta porzione del bocchettone essendo connessa ai suddetti mezzi di fissaggio, i quali sono almeno in parte costituiti da un materiale polimero elettroconduttore, in modo tale per cui nella condizione installata del serbatoio detta porzione del bocchettone risulta elettricamente collegata alla scocca dell'autoveicolo; detta porzione del bocchettone e gli associati mezzi di fissaggio essendo realizzati in modo tale che quando l'ugello di una pistola erogatrice del carburante è introdotto ed è a contatto con detta porzione del bocchettone la resistenza elettrica fra tale ugello e la carrozzeria dell'autoveicolo è sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro titolo di esempio non limitativo con riferimento ai disegni allegati nei quali:

la figura 1 mostra un autoveicolo con un serbatoio secondo la tecnica anteriore, nel corso di un'operazione di rifornimento di carburante;

la figura 2 mostra in scala ingrandita un particolare indicato con II nella figura 1;

la figura 3 è uno schema elettrico utile per comprendere il meccanismo dell'eventuale generazione di scintille fra una pistola di erogazione del carburante e la scocca di un autoveicolo, e

le figure 4 e 5 sono due viste sezionate che mostrano due diversi modi di realizzazione di bocchettoni per serbatoi di carburante secondo 1 'invenzione.

Nella figura 1 con 1 è complessivamente indicato un autoveicolo, in particolare un'autovettura provvista di un serbatoio 2 per il carburante 3. Tale serbatoio comprende un recipiente 4 di materiale elettricamente isolante, in particolare di materia plastica, formante un tubo di carico 5 con un bocchettone terminale 6 (figura 2). Tale bocchettone 6 è fissato ad un'apertura 7 (figura 2) prevista in una lamiera 8 della scocca 9 dell'autoveicolo.

Nella figura 1 è inoltre illustrata schematicamente una stazione 10 di rifornimento di carburante. Nella realizzazione esemplificativamente illustrata tale stazione comprende una colonna 11 collegata ad un serbatoio sotterraneo 12 attraverso una tubazione di aspirazione 13 cui è associata in modo per sé noto una pompa sommersa 14.

Il carburante 3 prelevato dal serbatoio sotterraneo 12 viene alimentato al serbatoio 4 dell'autoveicolo 1 tramite una tubazione flessibile 15 connessa alla colonna 11 e costituita ad esempio di materiale elastomerico. All'estremità distale di tale tubazione flessibile 15 è connessa in modo per sé noto una pistola metallica 16 di erogazione del carburante. Tale pistola termina con un ugello 17 che viene introdotto nel bocchettone 6 del serbatoio 4 dell'autoveicolo (si veda anche la figura 2).

Nell'effettuazione del rifornimento di carburante, nella tubazione 15 connessa alla pistola di erogazione 16 possono avvenire fenomeni di adsorbimento di cariche elettriche di una determinata polarità, ad esempio cariche negative, da parte delle pareti di tale tubazione. Cariche di segno opposto, ad esempio positive, vengono veicolate dal flusso di carburante nel serbatoio 4 dell'autoveicolo. In tale serbatoio si accumula dunque una carica elettrica. La pistola metallica 16 di erogazione del carburante diviene invece sede di una carica di segno contrario a quella accumulata nel serbatoio 4. La carica accumulata nel serbatoio può ritenersi in prima approssimazione distribuita sull'intera scocca metallica dell'autoveicolo, sia per conduzione, sia per induzione.

Indicando, come nella figura 3, con Cpj e C* la capacità elettrica fra la pistola di erogazione 16 ed il terreno e, rispettivamente, la capacità fra la scocca 9 dell'autovettura ed il terreno T, la pistola 16 tende a portarsi, rispetto al terreno, ad un potenziale ;;;;;e la scocca dell'autoveicolo tende a portarsi ad una potenziale ;;;;in cui Q- e Q+ indicano la carica che si localizza sulla pistola di erogazione e, rispettivamente, sull'autovettura · ;Fra la pistola di erogazione del carburante e la carrozzeria dell'autoveicolo si genera cosi una differenza di potenziale che nel caso peggiore è pari alla somma delle due differenze di potenziale di cui sopra, cioè: ;;;;;Tra la pistola di erogazione del carburante e la scocca 9 dell'autoveicolo possono quindi scoccare scintille, come è indicato simbolicamente dalle frecce seghettate della figura 2, le quali in presenza di una miscela aria/vapori di benzina possono portare ad un incendio/scoppio nella regione adiacente al bocchettone 6 del serbatoio dell'autoveicolo . ;La figura 3 mostra un modello elettrico semplificato dei fenomeni sopra descritti: la pistola di erogazione 16, ed in particolare il suo ugello 17, e la carrozzeria 9 formano nel complesso una sorta di scaricatore o spinterometro. La,carica Q- che si accumula in corrispondenza dell'ugello 17 della pistola corrisponde all'iniezione di una corrente I, = dQ- / dt, mentre la carica Q+ che si accumula sull'autoveicolo corrisponde all'iniezione di una corrente I2 = dQ+ / dt, t essendo il tempo. ;Fra l'ugello 17 di erogazione del carburante e la scocca 9 dell'autoveicolo esiste una resistenza R* che idealmente è infinita, ma in realtà è finita. Tale resistenza può così consentire un passaggio di corrente fra l'ugello 17 e la scocca 9 dell'autoveicolo che si trovano a diversi potenziali, corrente che tende a rendere equipotenziali tali elementi, tanto più quanto la resistenza Rd è bassa.

Da studi teorici e rilevamenti sperimentali effettuati dagli inventori è risultato che se la resistenza Rd è sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm, l'insorgere di scintille elettriche fra la pistola di erogazione del carburante 16 e la scocca 9 dell'autoveicolo è praticamente scongiurato.

Corrispondentemente, secondo l'invenzione il bocchettone del serbatoio 4 dell'autoveicolo è realizzato e connesso alla carrozzeria 9 di que-st'ultimo in modo tale per cui la resistenza elettrica fra l'ugello di una pistola di erogazione del carburante e la carrozzeria dell'autoveicolo risulti, nel corso di un'operazione di rifornimento, sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm.

Secondo l'invenzione ciò viene realizzato nel modo seguente.

Almeno una porzione del bocchettone 6 del serbatoio 4 dell'autoveicolo, destinata a venire a contatto con l'ugello terminale 17 di una pistola 16 di erogazione del carburante, è costituita da una materia plastica elettroconduttrice. Tale porzione del bocchettone 6 è quindi connessa alla carrozzeria 9 dell'autoveicolo mediante dispositivi di fissaggio che sono almeno in parte costituiti da un materiale polimero elettroconduttore, in modo tale per cui nella condizione installata del serbatoio 4 la porzione elettroconduttiva del bocchettone 6 risulta elettricamente collegata alla scocca 9 dell'autoveicolo.

La resistività dei materiali plastici/polimerici elettroconduttivi utilizzati, e la conformazione geometrica della porzione elettroconduttiva del bocchettone 6 e degli associati mezzi di fissaggio alla scocca sono progettati, con criteri per sé noti, in modo tale che quando l'ugello di una pistola erogatrice di carburante è introdotto e a contatto con la porzione elettroconduttiva del bocchettone, la resistenza elettrica fra l'ugello e la carrozzeria dell'autoveicolo sia sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm.

Nella figura 4 è mostrato un primo modo di realizzazione, in cui il bocchettone 6 del serbatoio 4 è integralmente costituito da una materia plastica elettroconduttiva. La porzione di estremità di tale bocchettone presenta una coppia di alette integrali 6a, anch'esse di materiale plastico elettroconduttivo, per il fissaggio del bocchettone nell'apertura 7 della scocca 9 dell'autoveicolo a mezzo di viti 18 di materiale conduttore. Nel bocchettone 6 del serbatoio 4 può essere prevista {come è ormai usuale nelle autovetture più recenti) una sorta di valvola a piattello includente un elemento tubolare 19 fissato nel bocchettone e presentante una porzione tronco-conica 19a, il cui bordo di estremità funge da sede di valvola con cui è suscettibile di cooperare un otturatore a piattello 20 articolato in 21 alla parete del bocchettone 6. Convenientemente, l'elemento tubolare 19 e l'otturatore a piattello 20 sono anch'essi costituiti da una materia plastica elettroconduttiva .

Come è mostrato nella figura 4, l'estremità del bocchettone 6 può essere provvista di un risalto anulare interno 22 integrale, anch'esso di plastica elettroconduttiva, destinato a venire a contatto con l'ugello terminale della pistola di erogazione del carburante .

Nella variante di realizzazione mostrata nella figura 5, il bocchettone 6 del serbatoio 4 è anch'esso realizzato con una plastica elettroconduttiva, ed è connesso all'apertura 7 predisposta nella carrozzeria 9 dell'autoveicolo mediante una cuffia tronco-conica di raccordo 23. Tale cuffia è convenientemente costituita da un materiale elastomerico elettroconduttivo, e nella realizzazione esemplificativamente illustrata è fissata nell'apertura 7 della scocca 9 mediante spine 24 o simili dispositivi di fissaggio, costituiti di materiale elettricamente conduttore. L'estremità rastremata della cuffia 23 è calzata a forzamento sull'estremità del bocchettone .

Anche nella realizzazione secondo la figura 5 può essere prevista una valvola a piattello del tipo già descritto in precedenza con riferimento alla figura 4.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, le forme di attuazioni ed i particolari di realizzazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito della presente invenzione.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Serbatoio per il carburante per autoveicoli, comprendente un recipiente (4) presentante un tubo di carico (5) con un bocchettone terminale (6) di materiale elettricamente isolante che nella condizione montata del serbatoio è connesso tramite mezzi di fissaggio (6a, 18; 23, 24) ad un'apertura (7) prevista in una lamiera (8) della scocca (9) dell'autoveicolo (1) ed è atto a ricevere, nelle stazioni di rifornimento di carburante (10), l'ugello terminale (17) di una pistola metallica (16) di erogazione del carburante (3); caratterizzato dal fatto che almeno una porzione del bocchettone (6) destinata a venire a contatto con l'ugello terminale (17) di una pistola di erogazione del carburante (16) è costituita da una materia plastica elettroconduttrice; detta porzione del bocchettone (6) essendo connessa a detti mezzi di fissaggio (6a, 18; 23, 24) i quali sono almeno in parte costituiti da un materiale polimero elettroconduttore, in modo tale per cui nella condizione installata del serbatoio detta porzione del bocchettone (6) risulta elettricamente collegata alla scocca (9) dell'autoveicolo; detta porzione del bocchettone (6) e gli associati mezzi di fissaggio (6a, 18; 23, 24) essendo realizzati in modo tale che quando l'ugello (17) di una pistola erogatrice del carburante (16) è introdotto ed è a contatto con detta porzione del bocchettone (6), la resistenza elettrica fra tale ugello (17) e la carrozzeria (9) dell'autoveicolo è sostanzialmente uguale a o minore di 100 Mohm.
2. 2. Serbatoio per il carburante per autoveicoli, sostanzialmente quanto descritto ed illustrato, e per gli scopi specificati.