DE10018612C1 - Anlage zur Befüllung von Gastanks - Google Patents
Anlage zur Befüllung von GastanksInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Befüllung von Gastanks, wie sie beispielsweise zur Aufnahme von gasförmigen Kraftstoffen für Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, wobei eine Befüllung mit den verschiedensten geeigneten Gasen und insbesondere von Erdgas durchgeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Anlage soll bevorzugt für kleine Kapazitäten flexibel und kostengünstig auf die verschiedensten Anforderungen bezüglich kurzer Tankzeiten und optimaler Befüllungsstrategie ausgelegt werden und die jeweils verfügbare Gasspeicherkapazität mit hohem Grad ausnutzen. Hierzu werden mindestens zwei Druck- oder Druckgasbehälter, als Gasspeicher, die über Leitungen eines Leitungssystems mit einer Zapfstelle oder einem Verteiler für mehrere Zapfstellen verbunden sind, verwendet und es ist zusätzlich in einer Bypassleitung des ventilgesteuerten Leitungssystems ein Verdichter angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Befüllung von
Gastanks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,
wie sie beispielsweise zur Aufnahme von gasförmigen
Kraftstoffen für Verbrennungskraftmaschinen einge
setzt werden. Sie verwendet mindestens zwei Druck-
oder Druckgasbehälter, als Gasspeicher, die über Lei
tungen eines Leitungssystems mit einer Zapfstelle
oder einem Verteiler für mehrere Zapfstellen verbun
den sind. Der zu befüllende Gastank kann aber auch
ein herkömmlicher orstbeweglicher Druckgasbehälter
sein.
Die erfindungsgemäße Anlage kann zur Befüllung von
Gastanks an erdgasbetriebenen Fahrzeugen, aber auch
für andere gasförmige Kraftstoffe, wie z. B. Biogas
oder Wasserstoff eingesetzt werden.
Zur Befüllung von Gastanks werden bisher unter ande
rem auch so genannte Banksysteme eingesetzt. Dabei
werden zwei oder drei Druck- oder Druckgasbehälter
verwendet, in denen Gas für unterschiedliche Druckbe
reiche beim Auffülen von Gastanks gespeichert werden
kann. So wird beispielsweise bei einem Dreibanksystem
ein Gasspeicher (L-Bank) für den unteren Druckbereich
im Gastank, ein Gasspeicher (M-Bank) für den mittle
ren Druckbereich und der dritte Gasspeicher (H-Bank)
für den oberen Druckbereich im Gastank verwendet. Da
die Strömungsgeschwindigkeit und demzufolge auch die
erforderliche Befüllzeit von Gastanks, ohne zusätzli
che Zwischenkomprimierung, von der jeweiligen Druck
differenz zwischen Gasspeicher und Gastank abhängt,
wird bei solchen Banksystemen so verfahren, dass zu
Beginn des Befüllvorgangs zuerst aus der L-Bank,
nachfolgend aus der M-Bank und zuletzt aus der H-Bank
befüllt wird. Dabei kann der entsprechende Gasspei
cher bis zum Erreichen des Druckausgleichs zwischen
den Gasspeichern und dem Gastank genutzt werden. Bei
Zweibanksystemen wird auf eine L-Bank verzichtet.
Mit diesem System kann daher wegen der Abhängigkeit
vom Druckgefälle nicht das gesamte in den einzelnen
Bänken vorgehaltene, komprimierte Gas zur Befüllung
des Gastanks benutzt werden und der Ausnutzungsgrad
liegt in der Regel bei ca. 35%. Ein weiterer Nach
teil besteht darin, dass der Gastank dann nicht auf
den maximalen Druck befüllt werden kann, wenn der
Gasspeicher schon teilweise entleert ist.
Dieser Nachteil des geringen Ausnutzungsgrades kann
auch mit einem so genannten Booster, als Nachverdich
ter, mit dem eine zusätzliche Druckerhöhung des in
den Gastank strömenden Gases erfolgen soll, nicht
befriedigend beseitigt werden. Denn die Leistung des
Boosters und damit die erforderliche Zeit bis zum
Erreichen des maximalen Druckes im Gastank ist abhän
gig vom Druck - und das heißt vom Füllungsgrad des
Gasspeichers.
Eine Lösung, die sowohl die geforderten Tank- bzw.
Befüllzeiten, als auch eine maximale Befüllung der
Gastanks und gleichfalls eine zumindest annähernd
100%-ige Nutzung des in Gasspeichern enthaltenen
komprimierten Gases ermöglicht, besteht bei der Ver
wendung dynamischer Gasspeicher, wie sie in DE 198 43 669 C1
beschrieben sind. Hierbei wird bei einem Über
strömen von Gas in den Gastank der Druck im Gasspei
cher dadurch konstant gehalten, dass das Volumen im
Gasspeicher entsprechend verringert wird.
Desweiteren ist in DE 196 50 999 C1 ein Verfahren zur
Befüllung eines mobilen Gastanks und einer Zapfanlage
beschrieben, bei der Gas aus einer Gaszuleitung mit
tels einer ersten Verdichteranlage in einen Gasspei
cher und aus dem Gasspeicher über eine Zapfsäule in
einen zu befüllenden mobilen Gastank abgegeben werden
soll. Nachfolgend an diesen ersten Gasspeicher sollen
eine zweite Verdichteranlage und ein zusätzlicher
zweiter Gasspeicher angeordnet werden, um Gas aus dem
ersten Gasspeicher unter Berücksichtigung des Gas
druckes in diesem Gasspeicher schneller in den mobi
len Gastank fördern zu können.
Bei allen bekannten Lösungen stellt sich aber das
Problem, dass von den Anwendern möglichst kurze Tank
zeiten und eine maximale Füllung der Gastanks gefor
dert, aber aus der Sicht der Anlagenbauer/-betreiber
gleichzeitig bzw. alternativ die in den Druck- bzw.
Druckgasbehältern gespeicherte Gasmenge maximal aus
genutzt werden soll.
Die Erfüllung dieser Forderungen und die oben ge
schilderten Gasspeichersysteme, mit denen diesen For
derungen entsprochen werden soll, führen zu hohen
Investitionskosten für die Gasspeicher.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, insbesondere für
kleine Kapazitäten eine Anlage zur Befüllung von Gas
tanks zur Verfügung zu stellen, mit der flexibel und
kostengünstig die verschiedensten Anforderungen be
züglich kurzer Tankzeiten und optimaler Befüllstrate
gie erfüllt und die verfügbare Gasspeicherkapazität
möglichst gut ausgenutzt werden kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Anlage
gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungs
formen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich
mit den in den untergeordneten Ansprüchen genannten
Merkmalen.
Die erfindungsgemäße Anlage zur Befüllung von Gastanks
verwendet mindestens zwei Druck- oder Druckgas
behälter herkömmlicher Bauart, die über Leitungen
eines Leitungssystems mit einer Zapfstelle oder einem
Verteiler für mehrere Zapfstellen verbunden sind.
Selbstverständlich können auch mehr als zwei solcher
Druck- oder Druckgasbehälter verwendet werden, wobei
die Möglichkeit besteht, diese zu zwei Einheiten zu
bündeln.
Wichtig ist es, dass im ventilgesteuerten Leitungs
system eine Bypassleitung, in die ein Verdichter an
geordnet ist, angeschlossen ist.
Durch entsprechende Schaltung der Ventile des Lei
tungssystems, wobei auf bestimmte Möglichkeiten nach
folgend noch zurückzukommen sein wird, können ver
schiedenste Befüllungsregimes realisiert werden, die
den jeweiligen Einsatzbedingungen und Anforderungen
des Betreibers Rechnung tragen. Die verwendeten
Druck- oder Druckgasbehälter stellen Gasspeicher dar,
in denen komprimiertes Gas mit gleichem oder unglei
chem Maximaldruck enthalten sein kann. In Anlehnung
an die bekannten Zwei- und Dreibanksysteme kann die
Befüllung des Gastanks unter Berücksichtigung der
momentanen Druckgefälle aus dem einen oder dem ande
ren Gasspeicher vorgenommen werden, wobei der in der
Bypassleitung angeordnete Verdichter sowohl, als Zwi
schenverstärker fungierend, beim Befüllen des Gast
anks eine Druckerhöhung bewirken, wie auch in Be
füllpausen eine Nachbefüllung von mindestens einem
der beiden Gasspeicher realisieren kann.
Für die Realisierung der verschiedenen Befüllregimes
können die in die verschiedenen Leitungen des
Leitungssystems geschaltenen Magnetventile je nach
Bedarf geöffnet oder geschlossen werden. Hierzu kön
nen an bzw. im Leitungssystem an den verschiedenen
Leitungen Sensoren eingesetzt werden, deren Signale
direkt aber auch über eine speicherprogrammierbare
Steuerung zum Betätigen der Magnetventile entspre
chend geschaltet werden können. Mit den Sensoren kann
in den Leitungen der jeweilige Druck, aber auch der
momentane Volumenstrom des in den Gastank strömenden
Gases gemessen werden.
In einer einfachen Ausführung kann auch eine zeit
taktgesteuerte Steuerung der verschiedenen Magnetven
tile erfolgen, wobei dann gegebenenfalls auf die Mes
sungen verzichtet werden kann.
Selbstverständlich besteht auch die Möglichkeit, den
Druck im Gastank und/oder den Gasspeichern für die
Manipulation der unterschiedlichsten Ventile zu mes
sen und diese Messsignale entsprechend zu nutzen.
Der in der Bypassleitung angeordnete Verdichter ist
vorteilhafterweise ein hydraulisch betriebener Dop
pelkolbenverdichter.
Ein solcher Verdichter kann mittels eines Wegeventils
gesteuert werden, so dass Hydraulikflüssigkeit wech
selweise in die zwei Hydraulikzylinder des Doppelkol
benverdichters gedrückt und durch entsprechende Bewe
gung des Doppelkolbens Gas aus einem von zwei Ar
beitszylindern in komprimierter Form verdrängt und in
den zweiten Arbeitszylinder im Nachgang zu komprimie
rendes Gas einströmen kann.
Zur Verhinderung von unerwünschtem Rückströmen von
Gas sind in die Verbindungsleitungen zwischen den
Arbeitszylindern des Verdichters und den Gasspeichern
bzw. zum Gastank Rückschlagventile geschaltet.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann den entspre
chenden Anforderungen gemäß, so gearbeitet werden,
dass eine möglichst kurze Befüllzeit für den Gastank,
mit entsprechend hohen Strömungsgeschwindigkeiten und
Volumenströmen genauso realisiert werden kann, wie
auch ein möglichst schonender Umgang mit den Gasspei
cherreserven, um auch gegebenenfalls nachfolgend vor
handene Befüllanforderungen weiterer Benutzer Rech
nung zu tragen, indem das Druckgefälle aus den minde
stens zwei Gasspeichern optimal ausgenutzt wird. Die
ser Sachverhalt kann relativ einfach und flexibel
durch die Anordnung des zusätzlichen Verdichters in
der Bypassleitung erreicht werden, da die mindestens
zwei vorhandenen Gasspeicher entkoppelt, der Verdich
ter aber flexibel, bei entsprechender Schaltung der
im Leitungssystem vorhandenen Magnetventile für die
verschiedenen Befüllfunktionen und Befüllwege einge
setzt werden kann.
An der Schnittstelle zum Nutzer einer Tankanlage än
dert sich gegenüber bekannten Systemen nichts, d. h.
es können alle bekannten Systeme von Tankautomaten,
Zapfsäulen und Abrechnungssysteme eingesetzt werden.
Nachfolgend soll die Erfindung an Hand von Ausfüh
rungsbeispielen näher erläutert werden.
Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anla
ge, in schematischer Darstellung und
Fig. 2 den schematischen Aufbau eines in einer
erfindungsgemäßen Anlage einsetzbaren Ver
dichters.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten schematischen Aufbau
einer erfindungsgemäßen Anlage sind zwei Gasspeicher
1 und 8 über Leitungen 23, 24 sowie 25, die ein ven
tilgesteuertes Leitungssystem bilden, mit einem Ver
teiler 15, an dem mehrere Zapfstellen angeschlossen
sein können, verbunden. Die beiden Gasspeicher 1 und
8 können ein unterschiedliches Druckniveau aufweisen
und demzufolge ähnlich wie eine bekannte M-Bank und
H-Bank genutzt werden.
Der Gasspeicher 1 kann über einen nicht dargestellten
Verdichter oder ein mobiles System mit komprimiertem
Gas versorgt werden. Der Gasspeicher 8 kann über den
Verdichter 7 aus dem Gasspeicher 1 oder ebenfalls
über den nicht dargestellten Verdichter aaufgefüllt
werden.
Durch entsprechende Schaltung der Magnetventile 10,
11 und 14 kann die Befüllung mindestens eines nicht
dargestellten Gastanks über den Verteiler 15 in ver
schiedenster Form realisiert werden.
So kann die Befüllung bei geschlossenen Magnetventi
len 10 und 11 und gleichzeitig ausgeschaltetem Ver
dichter 7, aus dem die M-Bank bildenden Gasspeicher 1
über die Leitung 23 und 25 direkt erfolgen, wobei
diese Schaltstellung so lange eingehalten werden
sollte, bis eine bestimmte verringerte Druckdifferenz
oder Druckausgleich zwischen Gasspeicher 1 und je
weils zu befüllenden Gastank erreicht worden ist.
Dann wird das Magnetventil 10 geöffnet und die Befül
lung erfolgt aus dem die H-Bank bildenden Gasspeicher
8 über die Leitungen 24 und 25, bei weiter geöffnetem
Magnetventil 14.
Da beim Umschalten der Ausgangsdruck im Gasspeicher 8
höher als der aktuelle Druck im Gasspeicher 1 ist,
ist selbstverständlich die ausnutzbare Druckdifferenz
zwischen Gasspeicher 8 und dem jeweils zu befüllenden
Gastank wieder größer, so dass die Befüllung in ent
sprechend kürzerer Zeit erfolgen und zu einem höheren
Füllgrad führen kann.
Sinkt der Druck im Gasspeicher 8 weiter ab, kann die
Befüllgeschwindigkeit erhöht und demzufolge die für
die Befüllung erforderliche Zeit verringert werden,
indem das Magnetventil 10 geschlossen und das in der
Leitung 27 vorhandene Magnetventil 11 geöffnet wird.
Das Gas kann dann in einem 3. Takt über die Bypass
leitung 2, 2' und den Verdichter 7 durch Leitung 25
zum Verteiler 15 geführt werden. Gleichzeitig wird
der Verdichter 7 eingeschaltet und Gas kann mit höhe
rem Druck über den Verteiler 15 zum Gastank gefördert
werden.
In Befüllpausen kann der Gasspeicher 8, als H-Bank
aus dem Gasspeicher 1 als M-Bank wieder aufgefüllt
werden. Dabei sind die Magnetventile 11 und 14 ge
schlossen. Das Gas gelangt aus dem Gasspeicher 1 über
die Leitung 23, den eingeschalteten Verdichter 7
durch das geöffnete Magnetventil 10 und die Leitung
24 in den Gasspeicher 8.
Für die Steuerung der Anlage können Sensoren, bei
spielsweise Drucksenoren, Volumenstromsensoren oder
auch Durchflussmengenmesser eingesetzt werden.
Die gestrichelt gezeichnete Leitung 27 mit dem Ma
gnetventil 11 und das gestrichelte Rückschlagventil
21 kann dann entfallen, wenn in einer niedrigeren
Ausbaustufe der Anlage auf den o. g. 3. Takt verzich
tet werden kann.
In der Leitung 23 sind ein Rückschlagventil 21 und
ein zweites Rückschlagventil 22 zwischen der Bypass
leitung 2 vorhanden, um unerwünschte Gaströme zu ver
hindern.
Der Druckschalter 13 schaltet das System ab, wenn im
Gastank der maximale Druck erreicht ist.
Mit den bereits beschriebenen Möglichkeiten, mit der
die Anlage betrieben werden kann, können die ver
schiedensten Anforderungen eines Betreibers nahezu
optimal berücksichtigt werden. Bei dem Primat mög
lichst kurzer Befüllzeiten von Gastanks kann eine
möglichst hohe Strömungsgeschwindigkeit gesichert
werden. In anderen Betriebsweisen besteht die Mög
lichkeit, die in den Gasspeichern 1 und 8 enthaltenen
Gasreserven weitestgehend zu schonen, wenn beispiels
weise Befüllanforderungen weiterer Nutzer kurzzeitig
nachfolgend befriedigt werden sollen. Grundsätzlich
geht es darum, das Druckgefälle zwischen den Gasspei
chern 1 und 8, die als M- und H-Bank fungieren, opti
mal zu nutzen.
Zur Minimierung der Befüllzeiten kann die Steuerung
so programmiert oder ein entsprechendes Steuerpro
gramm ausgewählt werden, dass die Befüllanforderung
vollständig aus dem Gasspeicher 8, als H-Bank abgedeckt
wird.
Mit Hilfe von Optimierungsrechnungen kann aber auch
bestimmt werden, ob vorab ein bestimmter Anteil des
benötigten Gases erst aus dem Gasspeicher 1, als M-
Bank entnommen wird.
Hierbei hängt es bei den Berechnungen vom Füllgrad
von Gasspeicher 1 (M-Bank) und Gasspeicher 8 (H-Bank)
ab, bis zu welchem Druck im Gastank eine Befüllung
aus dem Gasspeicher 1 erfolgen soll oder sinnvoll
durchgeführt werden kann, wobei diese Befüllung bis
zum Druckausgleich zwischen Gasspeicher 1 und Gastank
möglich ist.
In einer weiteren Simulation kann berechnet werden,
ob und in welchem Umfang es zur Verkürzung der Be
füllzeit günstiger ist, Gas aus dem Gasspeicher 8 (H-
Bank) in nachverdichteter Form über den Verdichter 7
zur Befüllung in den Gastank zu fördern.
In einigen Fällen kann es sich bei diesen Simulatio
nen als günstig erweisen, bereits vor Einstellung des
Druckausgleichs zwischen Gasspeicher 8 und Gastank
ein Nachverdichten durch Führung des Gasstromes aus
dem Gasspeicher 8 über den Verdichter 7, bei entspre
chend geöffneten bzw. geschlossenen Magnetventilen
10, 11 und 14, wie bereits vorab beschrieben, durch
zuführen, wobei sich der höhere Eintrittsdruck des
aus dem Gasspeicher 8 in den Verdichter 7 geführten
Gases vorteilhaft auswirkt.
In der Fig. 2 ist ein in der erfindungsgemäßen An
lage einsetzbarer Verdichter 7, mit den für seinen
Betrieb erforderlichen Elementen dargestellt. Es handelt
sich dabei um einen hydraulisch betriebenen Dop
pelkolbenverdichter, bei dem der Doppelkolben 3 durch
von einer Hydraulikpumpe 16 gefördertes und mit Hilfe
eines Wegeventils 6 gesteuertes Hydrauliköl angetrie
ben wird und translatorisch hin- und herbewegbar ist.
In der Darstellung gemäß Fig. 2 ist der Verdichter 7
in Ruhestellung gezeigt. Durch die geringe Lekage im
Wegeventil 6 hat sich der hydraulische Druck in den
Hydraulikzylindern 28, 28' abgebaut.
Zum Inbetriebsetzen des Verdichters - angesteuert,
wie oben beschrieben - wird das Ventil 29, das bei
spielsweise in der Leitung zum Gasdruckspeicher (H-
Bank) angeordnet ist, geöffnet und es kann Gas unmit
telbar über die Rückschlagventile 19, 19' und 20, 20'
in den Gastank strömen, wobei dies theoretisch bis
zum Druckausgleich zwischen Gasspeicher 8 und Gastank
erfolgen könnte.
Anschließend wird die Hydraulikpumpe 16 eingeschaltet
und das Wegeventil 6 schaltet in die Schaltposition
30. Dadurch wird Hydrauliköl über die Leitung A zum
Hydraulikzylinder 28 gefördert und der Doppelkolben 3
bewegt sich entsprechend nach rechts. Dadurch wird im
linken Arbeitszylinder 4 befindliches Gas komprimiert
und über das Rückschlagventil 20 durch die Leitung
18, je nach Schaltstellung der Magnetventile, wie
vorab beschrieben, entweder in den Gasspeicher 8 oder
unmittelbar in den zu befüllenden Gastank gefördert.
Gleichzeitig strömt Gas über das Rückschlagventil 19'
in den rechten Arbeitszylinder 4', der entsprechend
gefüllt wird. Das über Leitungen an diesen Arbeits
zylinder 4' angeschlossene Rückschlagventil 20' ist
dabei geschlossen. Im rechten Hydraulikzylinder 28'
befindliches Hydrauliköl wird über die Leitung B ver
drängt und gelangt über das Wegeventil 6 zum Hydrau
likölbehälter, an dem die Hydraulikpumpe 16 ange
schlossen ist.
Vorteilhaft ist es, dass die Bewegung des Doppelkol
bens 3 durch den Restgasdruck im rechten Arbeitszy
linder 4' unterstützt wird, und demzufolge vermindert
sich die von der Hydraulikseite erforderliche Kom
pressionsarbeit um die im komprimierten Gas gespei
cherte Energie. Bei Erreichen der rechten Endlage des
Doppelkolbens 3, die bei diesem Beispiel mit einem
entsprechenden Wegesensor WS erkannt werden kann,
schaltet das Wegeventil 6 in die Schaltposition 31
und Hydrauliköl wird entsprechend über die Leitung B
in den rechten Hydraulikzylinder 28' gefördert, so
dass sich der Doppelkolben 3 nunmehr nach links be
wegt und der Vorgang nunmehr in entgegengesetzter
Richtung wiederholt wird, wobei das im rechten
Arbeitszylinder 4' enthaltene Gas komprimiert und
durch das entsprechend angeordnete Rückschlagventil
20' in die Leitung 18 gefördert wird.
Mit Hilfe der Wegesensoren WS in den Endlagen des
Doppelkolbens 3 wird der Oszilliervorgang des Doppel
kolbens aufrecht gehalten, bis der Druckschalter DS
bzw. ein Drucksensor am Gasspeicher 8 oder am Gastank
bzw. dessen Zapfstelle das Erreichen des gewünschten
Druckes im Gastank bzw. im Gasspeicher 8 meldet. Das
Hydrauliksystem wird durch Abschalten der Hydraulik
pumpe 16 und Stromlosschaltung des Wegeventiles 6
abgeschaltet, wobei sich der Doppelkolben 3 wieder in
die dargestellte Mittelstellung bewegt.
Da in dem zuletzt genutzten Arbeitszylinder 4 oder 4'
noch ein entsprechend hoher Gasdruck herrscht, bewegt
sich der Doppelkolben 3 in eine Endlage und das im
Bewegungsrichtung noch vorhandene Hydrauliköl wird
aus dem entsprechenden Hydraulikzylinder 28 oder 28'
verdrängt und gelangt über das Wegeventil 6 wieder in
den Hydraulikölbehälter. Infolge der gedrosselten
Mittelstellung des Wegeventils 6 findet dieser Vor
gang zeitverzögert statt und es können dadurch
Schaltschläge verhindert werden. Damit der entgegen
gesetzte Hydraulikzylinder 28 bzw. 28' gefüllt
bleibt, wird aus dem Hydraulikbehälter über die Nach
saugleitung NL und das entsprechende Nachsaugventil
NV Hydrauliköl in diesen Hydraulikzylinder 28 bzw.
28' nachgesaugt.
Durch Einsatz einer leistungsgeregelten Hydraulikpum
pe 16 kann bei niedrigem Gasdruck im Gasspeicher 8
oder im Gastank ein hoher Volumenstrom erreicht wer
den. Mit der Wahl entsprechender Ventile läßt sich
der Lärmpegel gering halten.
Das Wegeventil 6 kann in einer so genannten "Soft-
Shift"-Ausführung verwendet werden. Dadurch können
die Schaltbewegungen des Wegeventiles 6 verzögert
ablaufen und Schaltschläge und Druckspitzen wirksam
vermieden werden. Über entsprechende Schaltverstärker
in den Ventilsteckern kann das Schaltverhalten opti
miert werden, so dass ein geräuscharmer Betrieb des
Verdichters 7 erreichbar ist.
Bei dem hier gezeigten Beispiel ist eine leistungs
geregelte Hydraulikpumpe 16 verwendet worden, bei der
bezogen auf die Antriebsleistung des Antriebsmotors
der Hydraulikpumpe, das Produkt aus Volumenstrom und
Betriebsdruck automatisch konstant gehalten werden
kann.
Somit kann der geforderte Volumenstrom der Hydraulik
pumpe, so lange der Druck auf der Gasaustrittsseite
noch relativ gering ist, auf einen Maximalwert gere
gelt werden und der Verdichter 7 oszilliert mit ent
sprechend höherer Frequenz. In dem Masse, mit dem der
Druck auf der Gasaustrittsseite zunimmt, wird die
Fördermenge der Hydraulikpumpe auf geringere Werte
zurückgeregelt, so dass die Frequenz der Bewegung des
Doppelkolbens 3 sich kontinuierlich verringert.
Da die installierte Antriebsleistung entsprechend dem
Druckniveau immer optimal in Kompressionsarbeit umge
setzt werden kann, sind die Anschaffungs- und die
Betriebskosten entsprechend verringert.
Wesentliche Vorteile eines solchen Verdichters 7 sind
die Entlastung des Hydraulikantriebes durch die gas
seitig ausgenutzte Energie. Die Antriebsleistung wird
durch die rein hydraulische Leistungsregelung stets
optimal in Kompressionsarbeit umgesetzt. Der Verdich
ter 7 kann relativ klein gebaut sein und erfordert
demzufolge nur einen geringen Raumbedarf. Die verwen
deten Steuerungselemente garantieren zusätzlich einen
geräuscharmen und materialschonenden Betrieb und die
Sicherheit ist durch entsprechende Elemente (Feinfil
ter, Sicherheitsventile, Druckschalter, Temperatur-
und Niveauüberwachung) gewährleistet.
Weitere in der Fig. 2 dargestellte Komponenten sind
ein Filter F, ein Sicherheitsventil SV, ein Manometer
Ma, der Antrieb M für die Hydraulikpumpe 16 und ein
optional verwendbarer Ölkühler K, ein Temperatur
schalter TS, ein Niveauschalter NS, die an das Wegeventil
angeschlossene Druckleitung P und eine Tank
leitung T für den Rücklauf.
Claims (8)
1. Anlage zur Befüllung von Gastanks mit mindestens
zwei Druck- oder Druckgasbehältern, als Gasspei
cher, die über Leitungen eines ventilgesteuerten
Leitungssystems mit einer Zapfstelle oder einem
Verteiler für mehrere Zapfstellen verbunden
sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in einer Bypassleitung des ventilgesteuer
ten Leitungssystems ein Verdichter (7) angeord
net ist.
2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass in den beiden Gas
speichern (1) und (8) komprimiertes Gas mit un
terschiedlichen Maximaldruck enthalten ist.
3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (7)
ein hydraulisch betriebener Doppelkolben-Ver
dichter ist.
4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (7)
mittels eines Wegeventils (6) gesteuert ist.
5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass an dem Leitungssystem
Sensoren zum Öffnen und Schließen von in
den Leitungen (23, 24, 25, 27) geschalteten Ma
gnetventilen (10, 11, 14) angeschlossen sind.
6. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei Arbeitszylin
der (4, 4') des Verdichters (7) über die Bypass
leitung (2, 2') mit den beiden Gasspeichern (1)
und (8) sowie mit der Zapfstelle oder dem Ver
teiler (15) verbunden sind und die durch einen
Doppelkolben (3) von Arbeitszylindern (4, 4')
getrennten zwei Hydraulikzylinder (28, 28') mit
einer Hydraulikpumpe (16) verbunden sind und das
Wegeventil (6) zwischen Hydraulikpumpe (16) und
den Hydraulikzylindern (28, 28') geschaltet ist.
7. Anlage nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindungs
leitungen (17, 18) zwischen den Arbeitszylindern
(4, 4') und den Gasspeichern (1) und (8) Rück
schlagventile (19, 19', 20, 20') geschaltet
sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Magnetventile
(10, 11, 14) zeittakt-, volumenstrom- und/oder
druckabhängig gesteuert sind.
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