DE10330308A1 - Storage system for cryogenic media - Google Patents

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DE10330308A1
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Wilfried-Henning Reese
Jaco Reijerkerk
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Abstract

Disclosed is a storage system, especially for storing a cryogenic medium. Said storage system comprises a) a storage container (S1) that is suitable for storing a cryogenic medium, b) a supply conduit (1) into the storage container (S1), via which the medium to be stored is delivered to the storage container (S1), c) a liquid withdrawing conduit (3, 4, 5, 6) via which the medium is delivered to a consumer, and d) a cryo compressor (K) that is disposed in the liquid withdrawing conduit (3, 4, 5, 6) and compresses the medium to be delivered to the consumer.

Description

Die Erfindung betrifft ein Speichersystem, insbesondere für die Speicherung eines kryogenen Mediums.The The invention relates to a storage system, in particular for storage a cryogenic medium.

Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung eines Speichersystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Speichersystem für Fahrzeuge jeder Art.The The invention further relates to the use of a storage system according to one of the preceding claims as a storage system for Vehicles of every kind.

Im Folgenden werden bei den Bezeichnungen spezieller kryogener Medien entsprechend ihrem Aggregatzustand die Buchstaben "G" für "gasförmig" und "L" für "flüssig" bzw. "liquid" vorangestellt bzw. verwendet; also z. B. GH2 bzw. LH2 für gasförmigen bzw. flüssigen Wasserstoff. Des Weiteren werden die Begriffe "CNG" und "LNG" für komprimiertes bzw. verflüssigtes Erdgas verwendet. Unter dem Begriff "kryogene Medien" seien im Folgenden auch komprimiertes sowie verflüssigtes Erdgas zu verstehen.In the following, the letters "G" for "gaseous" and "L" for "liquid" or "liquid" are prefixed or used in the designations of special cryogenic media according to their state of aggregation; So z. B. GH 2 or LH 2 for gaseous or liquid hydrogen. Furthermore, the terms "CNG" and "LNG" are used for compressed and liquefied natural gas, respectively. The term "cryogenic media" is to be understood below also compressed and liquefied natural gas.

Insbesondere Wasserstoff und Erdgas gewinnen gegenwärtig durch den steigenden Energiebedarf und das gestiegene Umweltbewusstsein als Energieträger zunehmend an Bedeutung. So werden bereits Lastkraftwagen, Busse, Personenkraftwagen und Lokomotiven mittels mit Erdgas- oder Wasserstoff-betriebenen Motoren sowie mittels Kombinationen aus Brennstoffzelle und Elektromotor angetrieben. Darüber hinaus sind erste Versuche im Gange, Flugzeuge mit den genannten Medien anzutreiben.Especially Hydrogen and natural gas are currently gaining as a result of rising energy demand and the increased environmental awareness as an energy source increasingly in importance. So are already trucks, buses, cars and Locomotives by means of natural gas or hydrogen powered engines as well as combinations of fuel cell and electric motor driven. About that In addition, first attempts are under way to aircraft with the above To drive media.

Die Speicherung des Wasserstoffs oder Erdgases "an Bord" der oben genannten Verkehrsmittel ist dabei in flüssiger Form am sinnvollsten. Zwar müssen der Wasserstoff und LNG dazu auf etwa 25 K bzw. 112 K abgekühlt und auf dieser Temperatur gehalten werden – was nur durch entsprechende Isoliermaßnahmen an den Speicherbehältern bzw. -tanks realisiert werden kann –, doch ist eine Speicherung in gasförmigem Zustand aufgrund der geringen Dichte von GH2 und CNG in der Regel in den obengenannten Verkehrsmitteln ungünstiger, da die Speicherung hierbei in großvolumigen und schweren Speicherbehältern bei hohen Drücken erfolgen muss.The storage of hydrogen or natural gas "on board" the above-mentioned means of transport is most useful in liquid form. Although the hydrogen and LNG must be cooled to about 25 K and 112 K and held at this temperature - which can only be realized by appropriate insulation measures on the storage tanks or tanks -, but is a storage in the gaseous state due to the low Density of GH 2 and CNG usually in the above means of transport unfavorable, since the storage must be done here in large-volume and heavy storage containers at high pressures.

Bei der vorbeschriebenen Speicherung von kryogenen Medien stellen sich zwei grundsätzliche Probleme. Das erste Problem betrifft die Form des Speicherbehälters, der aufgrund der geforderten Druckresistenz entweder rund oder zylindrisch geformt sein muss. Der Arbeitsdruck eines Kfz-Speichersystems beträgt beispielsweise 2 bis 3 bar, ist der Speicherbehälter auf wenigstens 5 bis 6 bar auszulegen, so dass – und hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen werden – eine akzeptable Standzeit erreicht werden kann. Die bisher realisierten Bauweisen der Speicherbehälter für kryogene Medien entsprechen jedoch nicht den Anforderungen der Kfz-Industrie, die aufgrund der vorgegebenen Einbaumöglichkeiten insbesondere flachere Speicherbehälter- bzw. Tankformen benötigt bzw. favorisiert.at the above-described storage of cryogenic media are two fundamental problems. The first problem concerns the shape of the storage container, the due to the required pressure resistance either round or cylindrical must be shaped. The working pressure of a motor vehicle storage system is, for example 2 to 3 bar, is the storage tank be interpreted to at least 5 to 6 bar, so that - and this will be in the following discussed in more detail become - one acceptable service life can be achieved. The previously realized Construction of the storage tank for cryogenic media However, they do not meet the requirements of the automotive industry due to the given installation options in particular flatter storage container or Tank forms needed or favored.

Das bereits angesprochene, zweite Problem betrifft das Thema Langzeitspeicherung. Selbst dann, wenn der kryogene Speicherbehälter eine sog. Superisolation aufweist, kann nicht verhindert werden, dass ein wenn auch geringer Restwärmestrom in das gespeicherte Medium verbleibt; dieser hat zur Folge, dass es zu einem langsamen Druckanstieg in dem gespeicherten kryogenen Medium und damit in dem Speicherbehälter kommt, also ein Teil des flüssigen Mediums verdampft. Erfolgt über einen längeren Zeitraum keine Entnahme von kryogenem Medium aus dem Speicherbehälter, steigt der Druck fortwährend an, was zur Folge hat, dass bei Erreichen eines bestimmten Druckschwellenwerts – auf den der Speicherbehälter ausgelegt ist – ein Abblasen des im Inneren des Speicherbehälters gebildeten gasförmigen Mediums erforderlich wird. Dieser Teil des kryogenen Mediums ist im Regelfall als Verlust anzusehen.The The second problem already mentioned concerns the topic of long-term storage. Even if the cryogenic storage container is a so-called super-insulation can not prevent that one though lower Residual heat flow in the stored medium remains; this has the consequence that it to a slow pressure rise in the stored cryogenic medium and thus in the storage container comes, so part of the liquid Medium evaporates. Done over a longer one Period no removal of cryogenic medium from the storage tank, increases the pressure is ongoing , which means that when a certain pressure threshold value is reached - on the the storage tank is designed - one Blowing off the gaseous medium formed in the interior of the storage container is required. This part of the cryogenic medium is usually to be regarded as a loss.

Aus der DE-PS 100 21 681 ist ein Energiespeichersystem mit zwei miteinander verbundenen Speichern bekannt, wobei der zweite Speicher als Druckspeicher, dem eine Einrichtung zur Druckerhöhung strömungstechnisch vorgeschaltet ist, ausgebildet ist. Kommt es bei diesem Energiespeichersystem zu einem Druckanstieg in dem ersten Speicher über einen voreingestellten Druckschwellenwert, so wird das abzublasende kryogene Medium mittels der Einrichtung zur Druckerhöhung komprimiert und dem zweiten Speicher zugeführt. Sobald der Verbraucher, dem das Energiespeichersystem zugeordnet ist, kryogenes Medium benötigt, wird er entweder aus dem ersten oder zweiten Speicher versorgt. Bei diesem Energiespeichersystem ist der erste Speicher jedoch nach wie vor in Form eines Tieftemperaturspeicherbehälters – also bestehend aus einem Innen- und Außenbehälter sowie dazwischen angeordneter (Super)Isolation – ausgebildet.Out DE-PS 100 21 681 is an energy storage system with two together connected memories, wherein the second memory as an accumulator, the upstream of a device for increasing the pressure fluidic is, is educated. Is it possible with this energy storage system? a pressure increase in the first memory via a preset Pressure threshold value, so the abzublasende cryogenic medium by means of the device for increasing the pressure compressed and supplied to the second memory. Once the consumer, the the energy storage system is assigned cryogenic medium needed is he either powered from the first or second memory. In this energy storage system However, the first memory is still in the form of a cryogenic storage tank - ie consisting of an inner and outer container as well interposed (super) insulation - formed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Speichersystem, insbesondere für die Speicherung eines kryogenen Mediums anzugeben, das zum einen die Realisierung unterschiedlichster Speicherbehälterformen und zum anderen eine deutlich verbesserte Langzeitspeicherung ermöglicht.task The present invention is a memory system, in particular for the Specify storage of a cryogenic medium, which on the one hand the Realization of different types of storage containers and on the other a significantly improved long-term storage allows.

Das erfindungsgemäße Speichersystem weist

  • a) einen für die Speicherung eines kryogenen Mediums geeigneten Speicherbehälter,
  • b) eine Zuleitung in den Speicherbehälter, über die dem Speicherbehälter das zu speichernde Medium zugeführt wird,
  • c) einer Flüssigentnahmeleitung, über die das Medium einem Verbraucher zugeführt wird, und
  • d) einen in der Flüssigentnahmeleitung angeordneten Kryokompressor, der das dem Verbraucher zuzuführende Medium verdichtet,
auf.The storage system according to the invention has
  • a) one for the storage of a cryogenic Me suitable storage tank,
  • b) a supply line into the storage container, via which the storage medium to be stored is supplied to the storage container,
  • c) a liquid receiving line, via which the medium is supplied to a consumer, and
  • d) a cryocooler arranged in the liquid receiving line, which compresses the medium to be supplied to the consumer,
on.

Im Gegensatz zu den bekannten Speichersystemen ist nunmehr auch eine nahezu drucklose Speicherung des kryogenen Mediums möglich. Somit kann im Prinzip jede beliebige Form für den Speicherbehälter gewählt werden. Eine Verringerung des Speicherdruckes hat zudem den Vorteil, dass die Speichermenge erhöht werden kann, da das zu speichernde Medium bei niedrigerem Druck eine höhere Dichte aufweist.in the Contrary to the known storage systems is now also a almost pressureless storage of the cryogenic medium possible. Consequently In principle, any desired shape for the storage container can be selected. A reduction of the accumulator pressure also has the advantage that the amount of storage increases can be because the medium to be stored at lower pressure a higher density having.

Mittels des in der Flüssigentnahmeleitung des Speicherbehälters angeordneten Kryokompressors wird das dem Verbraucher zuzuführende Medium auf den für den Verbraucher erforderlichen Druck verdichtet.through in the liquid handling line of the storage container arranged cryocompressor is the medium to be supplied to the consumer on the for the pressure required by the consumer.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speichersystems ist der Kryokompressor für eine Verdichtung auf einen Druck von wenigstens 100 bar, vorzugsweise wenigstens 500 bar ausgelegt.Corresponding an advantageous embodiment of the storage system according to the invention is the cryocompressor for a compression to a pressure of at least 100 bar, preferably designed at least 500 bar.

Bei der Versorgung von modifizierten Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff lassen sich hiermit Betriebsweisen ähnlich dem sog. Common-Rail-Verfahren realisieren.at the supply of modified internal combustion engines with hydrogen can be hereby modes similar to the so-called. Common Rail method realize.

Wasserstoff wird dabei beispielweise auf 100 bar in eine Leitung mit parallel geschalteten Einlassventilen (Common-Rail) hinein verdichtet. Die Druckerzeugung durch den Kryokompressor und die Kraftstoffeinspritzung sind voneinander getrennt. Der Einspritzdruck wird unabhängig von der Motordrehzahl und der Einpspritzmenge durch den Kryokompressor erzeugt.hydrogen In this case, for example, at 100 bar in a line with parallel switched inlet valves (common rail) into compressed. The Pressure generation by the cryocooler and the fuel injection are separated from each other. The injection pressure is independent of the engine speed and the injection quantity by the cryocompressor generated.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Speichersystems sind Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.Further advantageous embodiments of the storage system according to the invention are objects of dependent Claims.

Das erfindungsgemäße Speichersystem sowie weitere Ausgestaltungen desselben seien nachfolgend anhand des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The Inventive storage system as well as further embodiments thereof are described below of the embodiments shown in the figure explained in more detail.

Die Figur zeigt ein Speichersystem, bestehend aus einem ersten Speicherbehälter S1, dem eine Zuführleitung 1, über die ihm das zu speichernde Medium zugeführt wird, zugeordnet ist. Der Speicherbehälter S1 weist ferner eine Abblasleitung 2 auf, in der ein in der Figur nicht dargestelltes Sicherheitsventil angeordnet ist; dieses öffnet bei Erreichen eines voreingestellten Druckschwellenwertes die Leitung 2. Ferner ist im Regelfall eine ebenfalls in der Figur nicht dargestellte Überströmleitung vorgesehen, die dem Sicherheitsventil vorgeschaltet und strömungstechnisch parallel zu diesem angeordnet ist. Diese Überströmleitung ist auf einen niedrigeren Druck als das Sicherheitsventil eingestellt.The figure shows a storage system consisting of a first storage tank S1, which is a supply line 1 , via which the medium to be stored is supplied to it, is assigned. The storage tank S1 further comprises a discharge line 2 in which a not shown in the figure safety valve is arranged; This opens the line when a preset pressure threshold is reached 2 , Furthermore, as a rule, an overflow line, likewise not shown in the figure, is provided, which is connected upstream of the safety valve and arranged fluidically parallel thereto. This overflow line is set to a lower pressure than the safety valve.

Über die Flüssigentnahmeleitung(en) 3, 4, 5 und 6 wird bei geöffneten Ventilen a und b flüssiges Medium aus dem Speicherbehälter S1 entnommen, im Kryokompressor K auf den gewünschten Druck verdichtet und anschließend dem in der Figur nicht dargestellten Verbraucher – beispielsweise einem (modifizierten) Verbrennungsmotor oder einer Brennstoffzelle – zugeführt.About the liquid handling line (s) 3 . 4 . 5 and 6 liquid medium is removed from the storage tank S1 with open valves a and b, compressed in the cryocooler K to the desired pressure and then fed to the consumer, not shown in the figure - for example, a (modified) internal combustion engine or a fuel cell.

Ferner ist eine Gasentnahmeleitung 7, 8 bzw. 9 vorgesehen, die strömungstechnisch mit dem Eingang des Kryokompressors K verbunden ist.Furthermore, a gas extraction line 7 . 8th respectively. 9 provided, which is fluidically connected to the input of the cryocooler K.

Somit kann zusätzlich oder alternativ zu der Entnahme von flüssigem Medium aus dem Speicherbehälter S1 auch gasförmiges Medium entnommen und nach der Verdichtung im Kryokompressor K einem Verbraucher zugeführt werden. Die Entnahme von gasförmigem Medium aus dem Speicherbehälter S1 über die Gasentnahmeleitung(en) 7, 8 bzw. 9 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn entweder der Verbraucher lediglich einen geringen Massenstrom des gespeicherten Mediums benötigt oder es – beispielsweise nach einer längeren Standzeit – bereits zu einen deutlichen Druckanstieg in dem Speicherbehälter S1 gekommen ist.Thus, in addition to or alternatively to the removal of liquid medium from the storage tank S1 and gaseous medium can be removed and fed to a consumer after compression in the cryocooler K. The removal of gaseous medium from the storage tank S1 via the gas extraction line (s) 7 . 8th respectively. 9 is particularly useful if either the consumer only requires a small mass flow of the stored medium or it has already come to a significant increase in pressure in the storage tank S1 - for example, after a longer life.

Neben dem Speicherbehälter S1 ist ein Druckspeicherbehälter S2 vorgesehen, der über die Leitungen 11 und 10, in denen ein Ventil d angeordnet ist, mit der Druckseite des Kryokompressors K verbunden bzw. verbindbar ist. Ferner sind die beiden Speicherbehälter S1 und S2 über die Leitungen 7, 13 und 12 miteinander verbunden bzw. verbindbar.In addition to the storage tank S1, a pressure storage tank S2 is provided, which via the lines 11 and 10 in which a valve d is arranged, is connected to the pressure side of the cryocooler K or connectable. Furthermore, the two storage tanks S1 and S2 are above the lines 7 . 13 and 12 connected or connectable.

Diese Druckspeicherbehälter S2 kann beispielsweise durch eine oder mehrere Druckgasflaschen gebildet werden; konventionelle Druckgasflaschen sind heutzutage bis 300 bar ausgelegt. Aber auch Höchstdruck-Verbundbehälter für Drücke bis 1000 bar und mehr eignen sich als Druckspeicherbehälter.These Pressure storage tank S2, for example, by one or more gas cylinders be formed; Conventional gas cylinders are nowadays designed to 300 bar. But also high-pressure composite containers for pressures up to 1000 bar and more are suitable as accumulator tanks.

Insbesondere dann, wenn das erfindungsgemäße Speichersystem in einem Kraftfahrzeug eingesetzt wird, ist es von Vorteil, wenn der Kryokompressor K hydraulisch angetrieben wird, da dies neben wirtschaftlichen Vorteilen insbesondere aus Platzgründen von Vorteil ist.In particular, when the storage system according to the invention is used in a motor vehicle, it is advantageous if the cryocooler K is hydraulically driven, as this in addition to economic advantages in particular from space is advantageous.

Wird dem Verbraucher – aus welchen Gründen auch immer – kein im Speicherbehälter S1 gespeichertes Medium zugeführt, so kann das im Speicherbehälter S1 aufgrund des unvermeidbaren Wärmeeinfalles gebildete gasförmige Medium über die Gasentnahmeleitung(en) 7, 8 bzw. 9 abgezogen, im Kryokompressor K auf den gewünschten Druck – beispielsweise auf 100 bis 500 bar verdichtet und anschließend über die Leitungen 5, 10 und 11 dem Druckspeicherbehälter S2 zugeführt werden. Das im Speicherbehälter S1 anfallende gasförmige Medium muss somit nicht mehr über die Abblasleitung 2 an die Atmosphäre abgegeben werden, sondern kann in dem Druckspeicherbehälter S2 zwischengespeichert werden.If the consumer - for whatever reason - no stored in the storage tank S1 supplied medium, so that formed in the storage tank S1 due to the unavoidable heat incidence gaseous medium via the gas extraction line (s) 7 . 8th respectively. 9 withdrawn, compressed in the cryocooler K to the desired pressure - for example, to 100 to 500 bar and then over the lines 5 . 10 and 11 be supplied to the accumulator tank S2. The accumulating in the storage tank S1 gaseous medium must therefore no longer on the discharge line 2 can be delivered to the atmosphere, but can be cached in the accumulator tank S2.

Zur Realisierung der vorgeschriebenen Verfahrensweise ist der Kryokompressor K vorzugsweise mit einer Druckregelung wirkungsverbunden, welche die Kompression des über die Gasentnahmeleitung(en) 7, 8 bzw. 9 aus dem Speicherbehälter S1 abströmendem Mediums regelt.In order to realize the prescribed procedure, the cryocooler K is preferably connected to a pressure regulator which controls the compression of the gas via the gas extraction line (s). 7 . 8th respectively. 9 from the storage tank S1 effluent medium regulates.

Dies bedeutet, dass immer dann, wenn im Speicherbehälter S1 ein bestimmter Druckwert erreicht ist, die Ventile c und d geöffnet werden, so dass gasförmiges Medium dem Kryokompressor K zugeführt, in ihm verdichtet und anschließend im Druckspeicherbehälter S2 zugeführt werden kann.This means that whenever in the storage tank S1 a certain pressure value is achieved, the valves c and d are opened so that gaseous medium supplied to the cryocooler K, condensed in it and then in the accumulator tank S2 supplied can be.

Der Druckspeicherbehälter S2 kann nunmehr als Reservebehälter dienen, aus dem, wenn dem Verbraucher über einen längeren Zeitraum kein Medium zugeführt wurde und der Speicherbehälter S1 entleert ist, eine Versorgung mit dem benötigten Medium bis zum nächsten Betankungsvorgang erfolgt.Of the Pressure storage tank S2 can now be used as a reserve tank serve, from which, if the consumer over a longer period no medium supplied and the storage tank S1 is drained, a supply of the required medium until the next refueling operation he follows.

Zudem kann – sofern der Druck im Druckspeicherbehälter S2 ausreichend hoch ist – ein Startbetrieb des Verbrauchers ohne Einschaltung des Kryokompressors K realisiert werden.moreover can - if the pressure in the accumulator tank S2 is sufficiently high - one Starting operation of the consumer without the use of the cryocompressor K be realized.

Auch kann während der Startphase des Kryokompressors K, solange dieser nicht den erforderlichen Medienmassenstrom aus dem Speicherbehälter S1 bereitstellen kann, der Druckspeicherbehälter S2 zugeschaltet und aus ihm für eine Übergangszeit die benötigte Restmenge abgezogen und dem Verbraucher zugeführt werden.Also can while the startup phase of the cryocooler K, as long as this is not the required Can provide mass media flow from the storage tank S1, the accumulator tank S2 switched on and out of it for a transitional period needed Residual amount deducted and supplied to the consumer.

Auch dann, wenn das erfindungsgemäße Speichersystem nach einer Stillstandszeit wieder in Betrieb genommen werden soll, bietet es gegenüber dem bekannten Stand der Technik Vorteile. Während bisher in den Speicherbehältern Vorrichtungen zur Druckerhöhung vorgesehen sein mussten – hierzu wurden beispielsweise elektrische Heizungen verwendet -, wird nunmehr der Druckspeicherbehälter S2 über die Leitungen 12, 13 und 7 bei geöffnetem Ventil e mit dem Speicherbehälter S1 strömungstechnisch verbunden. Das aus dem Druckspeicherbehälter S2 in den Speicherbehälter S1 strömende verdichtete Medium führt in dem Speicherbehälter S1 zu einer ausreichenden Druckerhöhung, so dass sichergestellt ist, dass der Kryokompressor K im Startbetrieb ausschließlich mit Flüssigkeit versorgt wird.Even if the storage system according to the invention is to be put back into operation after a downtime, it offers advantages over the known prior art. While previously had to be provided in the storage tanks devices for increasing the pressure - this example, electric heaters were used - is now the accumulator tank S2 via the lines 12 . 13 and 7 with the valve open e fluidly connected to the storage tank S1. The compressed medium flowing from the pressure storage container S2 into the storage container S1 results in a sufficient pressure increase in the storage container S1, so that it is ensured that the cryocompressor K is supplied with liquid exclusively in the starting mode.

Darüber hinaus kann der Kryokompressor K jedoch auch während des Startvorganges – neben Flüssigkeit – mit gasförmigem Medium "versorgt" werden.Furthermore However, the cryocooler K can also be "supplied" during the starting process - in addition to liquid - with gaseous medium.

Das erfindungsgemäße Speichersystem schafft eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber dem bekannten Stand der Technik, die nachfolgend nochmals stichpunktartig aufgeführt sind:

  • – Standzeitverlängerung
  • – erhöhte Speichereffizienz
  • – niedrigere Speicherdrücke und damit die Möglichkeit, formoptimierte Speicherbehälter zu realisieren
  • – Reservetank in Form eines Druckspeicherbehälters
  • – Starbetreb des Kryokompressors und Startbetrieb des Kfz über Druckspeicherbehälter
The storage system according to the invention provides a multiplicity of advantages over the known prior art, which are listed again below in the following manner:
  • - life extension
  • - increased storage efficiency
  • - Lower storage pressures and thus the ability to realize shape-optimized storage container
  • - Reserved tank in the form of an accumulator tank
  • - Starbetreb of the cryocooler and starting operation of the car via accumulator tank

Das erfindungsgemäße Speichersystem ist für eine Vielzahl unterschiedlichster Medien, insbesondere jedoch für die Speicherung von LH2, LNG, LN2, etc. einsetzbar. Neben der bereits beschriebenen Anwendung im Kfz-Bereich ist seine Realisierung in den unterschiedlichsten mobilen sowie nicht-mobilen Anwendungsfällen denkbar.The storage system according to the invention can be used for a large number of different media, but in particular for the storage of LH 2 , LNG, LN 2 , etc. In addition to the application already described in the automotive sector, its implementation in a variety of mobile and non-mobile applications is conceivable.

Claims (9)

Speichersystem, insbesondere für die Speicherung eines kryogenen Mediums, aufweisend a) einen für die Speicherung eines kryogenen Mediums geeigneten Speicherbehälter (S1), b) eine Zuleitung (1) in den Speicherbehälter (S1), über die dem Speicherbehälter (S1) das zu speichernde Medium zugeführt wird, c) einer Flüssigentnahmeleitung (3, 4, 5, 6), über die das Medium einem Verbraucher zugeführt wird, und d) einen in der Flüssigentnahmeleitung (3, 4, 5, 6) angeordneten Kryokompressor (K), der das dem Verbraucher zuzuführende Medium verdichtet.Storage system, in particular for the storage of a cryogenic medium, comprising a) a storage container (S1) suitable for the storage of a cryogenic medium, b) a supply line ( 1 ) in the storage container (S1), via which the storage container (S1) is supplied to the medium to be stored, c) a liquid receiving line ( 3 . 4 . 5 . 6 ), via which the medium is supplied to a consumer, and d) one in the liquid handling line ( 3 . 4 . 5 . 6 ) arranged cryocooler (K), which compresses the consumer to be supplied medium. Speichersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (S1) eine Gasentnahmeleitung (7, 8, 9) ausweist, die strömungstechnisch mit dem Eingang des Kryokompressors (K) verbunden ist.Storage system according to claim 1, characterized in that the storage container (S1) has a gas extraction line ( 7 . 8th . 9 ), which is fluidically connected to the input of the cryocompressor (K). Speichersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichersystem einen Druckspeicherbehälter (S2) aufweist, der mit der Druckseite des Kryokompressors (K) verbunden bzw. verbindbar ist.Storage system according to claim 1 or 2, characterized in that the storage system ei NEN pressure accumulator container (S2), which is connected to the pressure side of the cryocompressor (K) or connectable. Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der der Speicherbehälter (S1) und der Druckspeicherbehälter (S2) miteinander verbunden bzw. verbindbar sind.Memory system according to one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the storage container (S1) and the accumulator tank (S2) are interconnected or connectable. Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kryokompressor (K) hydraulisch angetrieben wird.Memory system according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the cryocompressor (K) hydraulically is driven. Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kryokompressor (K) mit einer Druckregelung wirkungsverbunden ist, welche die Kompression des über die Gasentnahmeleitung (7, 8, 9) aus dem Speicherbehälter (S1) abströmenden Mediums regelt.Storage system according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that the cryocompressor (K) is operatively connected to a pressure control, which controls the compression of the gas via the gas extraction line ( 7 . 8th . 9 ) from the storage tank (S1) flowing medium controls. Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kryokompressor (K) für eine Verdichtung auf einen Druck von wenigstens 100 bar, vorzugsweise wenigstens 500 bar ausgelegt ist.Memory system according to one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the cryocompressor (K) for a compression on a pressure of at least 100 bar, preferably at least 500 bar is designed. Speichersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicherbehälter (S2) durch wenigstens eine Druckgasflasche und/oder wenigstens einen Höchstdruck-Verbundbehälter gebildet ist.Memory system according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the pressure storage container (S2) by at least one compressed gas cylinder and / or at least one High pressure composite container formed is. Verwendung eines Speichersystems nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Speichersystem für Fahrzeuge jeder Art, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die mit flüssigem Wasserstoff und/oder verflüssigtem Erdgas betrieben werden.Use of a memory system according to one of the preceding claims as a storage system for Vehicles of all kinds, in particular for motor vehicles containing liquid hydrogen and / or liquefied Natural gas to be operated.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060179A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for filling a fuel storage system of a motor vehicle
DE102011117158B4 (en) * 2011-10-28 2016-08-11 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tank system for a motor vehicle and operating method therefor
DE102019116255A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Vehicle which comprises a fuel tank storing gaseous fuel in liquid form, with an existing gas cushion in the fuel tank being used with priority before the vehicle is refueled

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8820096B2 (en) 2007-02-12 2014-09-02 Daewoo Shipbuilding & Marine Engineering Co., Ltd. LNG tank and operation of the same
DE102019108158A1 (en) * 2019-03-29 2020-10-01 Airbus Operations Gmbh Fuel extraction system, fuel tank device with fuel extraction system and fuel cell system with fuel extraction system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3342582C2 (en) * 1983-11-25 1986-02-13 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Method and device for operating a hydrogen engine
US5127230A (en) * 1991-05-17 1992-07-07 Minnesota Valley Engineering, Inc. LNG delivery system for gas powered vehicles
US5325894A (en) * 1992-12-07 1994-07-05 Chicago Bridge & Iron Technical Services Company Method and apparatus for fueling vehicles with liquefied natural gas
US5511955A (en) * 1995-02-07 1996-04-30 Cryogenic Group, Inc. Cryogenic pump
FR2785599B1 (en) * 1998-11-06 2000-12-22 Air Liquide DEVICE FOR CONNECTION AND TRANSFER OF A FLUID BETWEEN A DONOR TANK AND A RECEIVER TANK
DE10021681C2 (en) * 2000-05-05 2002-06-13 Messer Griesheim Gmbh Energy storage system, in particular system for storing hydrogen
US6354088B1 (en) * 2000-10-13 2002-03-12 Chart Inc. System and method for dispensing cryogenic liquids
FR2822927B1 (en) * 2001-04-03 2003-06-27 Messer France PROCESS AND INSTALLATION FOR THE DEPOSITION, BETWEEN A MOBILE SUPPLY TANK AND A USE TANK, OF A LIQUEFIED GAS

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011117158B4 (en) * 2011-10-28 2016-08-11 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tank system for a motor vehicle and operating method therefor
WO2014060179A1 (en) * 2012-10-16 2014-04-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for filling a fuel storage system of a motor vehicle
US10473267B2 (en) 2012-10-16 2019-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for filling a fuel storage system of a motor vehicle
DE102019116255A1 (en) * 2019-06-14 2020-12-17 Volkswagen Aktiengesellschaft Vehicle which comprises a fuel tank storing gaseous fuel in liquid form, with an existing gas cushion in the fuel tank being used with priority before the vehicle is refueled

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