DE19704362C1 - Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung - Google Patents
Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen BetankungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe, wie z. B.
verflüssigter Wasserstoff, verflüssigtes Erdgas, etc.
Die Erfindung betrifft fern er ein Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit
unterkühlter Flüssigkeit aus einer Betankungseinrichtung gemäß der Erfindung.
Im folgenden werden bei den Bezeichnungen spezieller kryogener Medien
entsprechend ihrem Aggregatzustand die Buchstaben "G" für "gasförmig" und "L" für
"flüssig" bzw. "liquid" vorangestellt; also z. B. GH₂ bzw. LH₂ für gasförmigen bzw.
flüssigen Wasserstoff. Weiterhin werden die Begriffe "konditioniert" und
"Konditionierung" verwendet; unter diesen Begriffen sei die Erhöhung des Druckes und
der Siedetemperatur der Flüssigkeit in dem Fahrzeug-Speicherbehälter auf die
Betriebswerte zu verstehen.
Insbesondere Wasserstoff gewinnt gegenwärtig durch den steigenden Energiebedarf
und das gestiegene Umweltbewußtsein als Energieträger zunehmend an Bedeutung.
So sind erste Versuche im Gange, Flugzeuge, Lastkraftwagen, Busse sowie
Personenkraftwagen mittels mit Wasserstoff-betriebener Turbinen bzw. Motoren
anzutreiben. Auch Erdgas, insbesondere verflüssigtes Erdgas, wird bereits in ersten
Feldversuchen zum Antreiben von Bussen und Personenkraftwagen verwendet.
Die Speicherung des Wasserstoffs oder Erdgases "an Bord" der oben genannten
Verkehrsmittel ist dabei in flüssiger Form am sinnvollsten. Zwar muß, z. B. im Falle
des Wasserstoffs, dieser dazu auf etwa 25 K abgekühlt und auf dieser Temperatur
gehalten werden, was nur durch entsprechende Isoliermaßnahmen an den
Speicherbehältern bzw. -tanks zu erreichen ist, doch ist eine Speicherung in
gasförmigem Zustand aufgrund der geringen Dichte von GH₂ in der Regel in den
obengenannten Verkehrsmitteln ungünstiger, da die Speicherung hierbei in
großvolumigen Speicherbehältern bei hohen Drücken erfolgen muß.
Neben den bei Wasserstoff-betriebenen Fahrzeugen notwendigen
Sicherheitsmaßnahmen, dem Preis/Leistungs-Verhältnis der verwendeten kryogenen
Kraftstoffe wird unter anderem die notwendige Betankungszeit eine wichtige Rolle
bezüglich der Akzeptanz von kryogenen Kraftstoffen für den Kunden spielen. Als mit
den ersten Test- bzw. Feldversuchen von Erdgas- und/oder Wasserstoff-betriebenen
Fahrzeugen begonnen wurde, lagen die Betankungszeiten für Pkw′s im Bereich von
20 bis 30 min. Zwischenzeitlich konnten die Betankungszeiten zwar deutlich reduziert
werden, jedoch sind die Betankungszeiten herkömmlicher Kraftstoff-Be
tankungseinrichtungen noch nicht erreicht.
Ein Nachteil der bisherigen Betankungssysteme besteht in den Abdampfraten
(Boil-off) der kryogenen Kraftstoffe, was sich negativ in der Energiebilanz
niederschlägt. Die wesentlichen Ursachen für die damit verbundenen Kraftstoffverluste
sind:
- - Der Druck im Fahrzeugspeicherbehälter muß vor dem Befüllen abgesenkt und während der Betankung konstant gehalten werden.
- - Die Betankungsleitung muß durch den kryogenen Kraftstoff vorgekühlt werden.
- - Die Druckabfälle in der Betankungsleitung bewirken Siedevorgänge.
- - Über Pumpen, Druckaufbausystem und Isolierungen wird dem System Wärme zugeführt.
Es sind Lösungsvorschläge bekannt, nach denen der abgedampfte Kraftstoff
rückverdichtet oder rückkondensiert wird. Diese Lösungen stehen jedoch im
Widerspruch zu dem Bestreben nach (möglichst) einfachen Anlagen- bzw.
Systemkonzepten. Zu bedenken ist ferner, daß ein hoher Anteil des Energieinhalts
kryogener Kraftstoffe zu deren Verflüssigung benötigt wird.
Um eine abgasfreie Betankung mit einem kryogenen Kraftstoff zu ermöglichen, wurde
zwischenzeitlich dazu übergegangen, den Kraftstoff in Form von unterkühlter
Flüssigkeit in den Speicherbehälter einzubringen bzw. einzuspeisen, wobei es zu einer
Drucksenkung innerhalb des Speicherbehälters kommt und damit das
Einkondensieren des noch im Speicherbehälter verbliebenen gasförmigen Mediums
erreicht wird.
Dieses Verfahren gelingt bisher nur, wenn die Betankungsleitung durch einen
vorgezogenen Verfahrensschritt vorgekühlt und der zu befüllende Speicherbehälter vor
dem Befüllen druckentlastet wird. Bei dieser Verfahrensweise fällt jedoch in
unerwünschter Weise vor dem Betankungsvorgang des Speicherbehälters Abgas an.
Auch gelingt es damit nicht, die Abgasraten, die z. B. durch Druckaufbausystem und
Isolierungen verursacht werden, zu eliminieren.
Während die ersten Betankungskupplungen für kryogene Kraftstoffe bzw. Medien eine
Rückführleitung für das während des Betankungsvorganges aus dem Speicherbehälter
ausströmende gasförmige Medium aufwiesen, können beim Verfahren des abgasfreien
Betankens mit unterkühlter Flüssigkeit einadrige Betankungskupplungen einfacherer
Bauart verwendet werden.
Zum Betanken von Speicherbehältern mit unterkühlter Flüssigkeit sind bisher folgende
drei Verfahrensweisen bekannt:
- - Das Betanken aus einem Standspeicherbehälter über eine Betankungsleitung in
den Speicherbehälter. Die Unterkühlung wird dadurch erreicht, daß der kryogene
Kraftstoff im Standspeicherbehälter bei niedrigem Druck gelagert wird und
kurzfristig vor dem Betanken Druck auf den Standspeicherbehälter gegeben wird.
Die wesentlichen Nachteile bei dieser Verfahrensweise sind die hohen Abgasverluste durch den Druckaufbauvorgang und die diskontinuierliche Betriebsweise. - - Das Betanken aus einem Standspeicherbehälter über eine Pumpe und über eine
Betankungsleitung in den Speicherbehälter. Die Unterkühlung wird dadurch
erreicht, daß der kryogene Kraftstoff im Standspeicherbehälter bei niedrigem
Druck gelagert wird und mittels der Pumpe in den Speicherbehälter gefördert wird.
Ein wesentlicher Nachteil dieser Verfahrensweise ist die Energieeinbringung durch die Pumpe, so daß bei Wasserstoff die Unterkühlung merklich gemindert wird. Zudem muß zum permanenten Kalthalten und Rückkühlen des Pumpsystems zusätzliches Kältemittel verdampft werden. Nachteilig ist ferner der erhöhte apparative Aufwand, der zudem ein erhöhtes Störpotential beinhaltet. Die vergleichsweise langen Rohrsysteme sowie die vergleichsweise großen Anzahl von Ventilen bewirken zusätzliche Druckabfälle und letztendlich erhöhte Abgasverluste, was sich insbesondere im Falle des Wasserstoffs sehr nachteilig bemerkbar macht. - - Das Betanken aus einem Standspeicherbehälter mit separatem
Portionierungsspeicherbehälter über eine Betankungsleitung in den
Speicherbehälter. Die Unterkühlung wird dadurch erreicht, daß der kryogene
Kraftstoff im Standspeicherbehälter bei niedrigem Druck gelagert wird, eine
bestimmte Portionierungsmenge, die mindestens für das Befüllen eines
Speicherbehälters ausreicht, aus dem Standspeicherbehälter in den
Portionierungsspeicherbehälter umgefüllt wird und unmittelbar vor dem Betanken
Druck auf den Portionierungsspeicherbehälter gegeben wird.
Die Nachteile dieses Anlagenkonzeptes besteht in dem zusätzlich erforderlichen externen Portionierungsspeicherbehälter und dem dazu gehörenden Leitungssystem, so daß Kosten, Platzbedarf und Verdampfungsverluste dadurch erhöht werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betankungseinrichtung für kryogene
Kraftstoffe sowie ein Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit
unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung anzugeben, die
bzw. das weder Verdichter noch Pumpen benötigt und mit nur einem vakuumisolierten
Speicherbehälter und einem Minimum an vakuumisolierten Leitungen zu realisieren ist,
wodurch eine kompakte und kostengünstige Bauweise ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäße Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe weist
- - wenigstens einen ersten Speicherbehälter sowie wenigstens einen zweiten Speicherbehälter, wobei die Speicherbehälter für die Speicherung von kryogenen Medien, wie z. B. verflüssigter Wasserstoff, verflüssigtes Erdgas, etc., geeignet sind, wobei der bzw. die zweiten Speicherbehälter innerhalb des bzw. der ersten Speicherbehälterangeordnet sind, wobei das Volumen des zweiten Speicherbehälters kleiner als das Volumen des ersten Speicherbehälters und gleichgroß oder größer als das Volumen des oder der Speicherbehälter des mittels der Betankungseinrichtung zu betankenden Fahrzeugs ist,
- - wenigstens eine Leitung für kryogene Medien zwischen den Speicherbehältern, wobei in dieser Leitung wenigstens ein Ventil vorgesehen ist,
- - wenigstens eine Leitung für kryogene Medien zwischen dem Volumen-mäßig kleineren der wenigstens zwei Speicherbehälter und der eigentlichen Betankungskupplung, und
- - wenigstens eine Leitung für kryogene Medien, die die erwähnte Leitung für kryogene Medien mit einem externen Leitungsnetz für kryogene Medien verbindet.
Im Gegensatz zu den bisher realisierten Betankungseinrichtungen für kryogene
Kraftstoffe bzw. Medien weist die erfindungsgemäße Betankungseinrichtung einen
zusätzlichen zweiten Speicherbehälter auf, der innerhalb des ersten Speicherbehälters
angeordnet ist. Unter dem Begriff "innerhalb des ersten Speicherbehälters" ist zu
verstehen, daß die beiden Speicherbehälter in einer gemeinsamen, mit einer Isolierung
versehenen Speicheraußenbehälterkonstruktion untergebracht sind.
Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung für kryogene
Kraftstoffe bzw. Medien zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Speicherbehälter
zumindest teilweise gegenüber dem ersten Speicherbehälter isoliert ausgeführt ist.
Hierbei ist es prinzipiell ausreichend, wenn derjenige Bereich des zweiten
Speicherbehälters, innerhalb dessen der Flüssigkeitsspiegel des in dem zweiten
Speicherbehälter gelagerten Mediums schwankt, gegen den ersten Speicherbehälter
isoliert ist.
Das Volumen des zweiten Speicherbehälters ist erfindungsgemäß kleiner als das
Volumen des ersten Speicherbehälters und zudem gleichgroß oder größer als das
Volumen des Speicherbehälters des mittels der Betankungseinrichtung zu
betankenden Fahrzeugs. Sollte das zu betankenden Fahrzeug mehrere
Speicherbehälter aufweisen, wie es z. B. oftmals bei Bussen der Fall ist, so ist das
Volumen des zweiten Speicherbehälters gleichgroß oder größer als die Summe der
Volumina der Einzelspeicherbehälter des mittels der Betankungseinrichtung zu
betankenden Fahrzeugs zu wählen. Dieser zweite Speicherbehälter dient als sog.
Portionierungsspeicherbehälter bzw. -tank.
Bei der erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung wird der für eine Betankung ohne
Pumpe notwendige Förderdruck lediglich in diesem zweiten Speicherbehälter erzeugt.
Dadurch wird zum einen der Einsatz einer Pumpe für kryogene Medien und die mit ihr
einhergehenden Nachteile, wie unerwünschter Wärmeeinfall in das
Betankungseinrichtungssystem, geringere Betriebssicherheit und Verfügbarkeit der
Betankungseinrichtung, etc., unnötig. Zum anderen wird nur derjenige Teil des
innerhalb der Speicherbehälter gespeicherten kryogenen Mediums unter Druck
gesetzt, der anschließend in das zu betankende Fahrzeug umgefüllt wird.
Es empfiehlt sich, daß das Volumen des zweiten Speicherbehälters ein Vielfaches des
Volumens des oder der Speicherbehälter des mittels der Betankungseinrichtung zu
betankenden Fahrzeugs ist.
Durch diese Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung wird es
möglich, daß gegebenenfalls mehrere Fahrzeuge unmittelbar hintereinander betankt
werden können, bevor ein erneuter Druckaufbau im zweiten Speicherbehälter
notwendig ist. Diese Methode eignet sich insbesondere dann, wenn das gespeicherte
Medium verflüssigtes Erdgas ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen
Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe sind in dem bzw. den ersten
Speicherbehältern und/oder dem bzw. den zweiten Speicherbehältern Mittel zum
Druckaufbau vorgesehen.
Sollten lediglich in dem ersten Speicherbehälter oder in dem zweiten Speicherbehälter
Mittel zum Druckaufbau vorgesehen sein, so sind diese vorzugsweise so auszulegen,
daß sie auch für den Druckaufbau in dem jeweils anderen Speicherbehälter
verwendbar sind.
Hierbei sind die Mittel zum Druckaufbau vorzugsweise als eine in eine dem bzw. den
ersten Speicherbehältern und/oder dem bzw. den zweiten Speicherbehältern
zuführenden Leitung angeordneten Heizvorrichtung ausgebildet.
Selbstverständlich sind neben der erwähnten Heizvorrichtung, weitere, äquivalent
wirkende Mittel zum Druckaufbau für den Fachmann denkbar.
Wie bereits erwähnt, liegt der Erfindung ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer
erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung anzugeben, das die genannten Nachteile
des Standes der Technik vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
- - nach Herstellen der Verbindung zwischen dem bzw. den Speicherbehältern des mittels der Betankungseinrichtung zu betankenden Fahrzeugs und dem externen Leitungsnetz über die Betankungskupplung, eine Druckentlastung des Fahr zeug-Speicherbehälters in das externe Leitungsnetz erfolgt,
- - nach erfolgter Druckentlastung in das externe Leitungsnetz ein Druckaufbau in dem zweiten Speicherbehälter erfolgt dadurch der Fahrzeug-Speicherbehälter aus dem zweiten Speicherbehälter mit flüssigem kryogenen Medium betankt wird, und
- - nach erfolgter Betankung des Fahrzeug-Speicherbehälters, der zweite Speicherbehälter über eine Leitung aus dem ersten Speicherbehälter mit flüssigem kryogenen Medium befüllt wird, wobei die Gasfüllung aus dem zweiten Speicherbehälter in das externe Leitungsnetz abgegeben wird.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß während des Betankens bzw. des Befüllens des Fahrzeug-Speicherbehälters mit
aus dem zweiten Speicherbehälter entnommenen kryogenen flüssigen Medium, ein
weiterer Druckaufbau in dem zweiten Speicherbehälter durch Verdampfen eines
Teilstromes des aus dem zweiten Speicherbehälter entnommenen kryogenen flüssigen
Mediums und Rückführen des verdichteten Mediums in den zweiten Speicherbehälter
erfolgt.
Die erfindungsgemäße Betankungseinrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren zum
Betanken von Fahrzeugen jeder Art sowie weitere Ausgestaltungen der- bzw.
desselben und die damit verbundenen Vorteile seien anhand der Fig. 1 bis 3 näher
erläutert.
Hierbei ist, gemäß den Fig. 1 bis 3, innerhalb des ersten Speicherbehälters D1 ein
zusätzlicher zweiter Speicherbehälter D2, der sog. Portionierungsspeicherbehälter
bzw. -tank, angeordnet. Die beiden Speicherbehälter D1 und D2 sind über die
Leitungen 5 und 6 sowie das in der Leitung 6 angeordnete Ventil d kommunizierend
miteinander verbunden. Das Volumen des Speicherbehälters D2 ist gleichgroß oder
größer als das Volumen des Speicherbehälters D3 des zu betankenden Fahrzeugs.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Speicherbehälter D2 die Flüssigkeitsfüllung
des Speicherbehälters D3 aufnehmen kann.
Sinnvollerweise empfiehlt es sich, daß der Durchmesser des Speicherbehälters D2
möglichst klein gehalten wird, da durch diese Maßnahme eine Verringerung der
(Rück)Kondensationsgeschwindigkeit in dem Speicherbehälter D2 erreicht wird.
In den Fig. 1 bis 3 ist ferner eine einadrige Betankungskupplung K dargestellt, die
aus einem sog. "Male"- und einem sog. "Female"-Teil, wobei diese jeweils ein Ventil b
bzw. c aufweisen, aufgebaut ist. Die Ventile b und c sind hierbei vorzugsweise als
Kugelhähne ausgebildet. Die Trennlinie zwischen der Betankungseinrichtung und dem
zu betankenden Fahrzeug ist schematisch durch die gestrichelt gezeichnete Linie, die
die Bereiche "T" und "F", stehend für "Betankungseinrichtung" bzw. "Fahrzeug",
gegeneinander abgrenzt, dargestellt. Der Speicherbehälter D3 des zu betankenden
Fahrzeugs ist in den Figuren lediglich schematisch und daher auch ohne die in der
Realität vorgesehene Isolierung dargestellt.
Nachdem über die Betankungskupplung K die Verbindung zwischen dem
Speicherbehälter D3 des zu betankenden Fahrzeugs und dem externen Leitungsnetz
hergestellt ist, wird bei geöffneten Ventilen c, b und f über die Leitungen 8, 7 und 9 die
Gasfüllung des Speicherbehälters D3 in das externe Leitungsnetz 10 entspannt.
Während dieses Verfahrensschrittes kühlen die Betankungsleitungen ab (dargestellt
durch die fett gezeichneten Leitungen bzw. Leitungsabschnitte in der Fig. 1).
Nach erfolgter Druckentlastung wird, wie in der Fig. 2 dargestellt, Ventil e, das
vorzugsweise als Kugelhahn ausgebildet ist, geöffnet und der Speicherbehälter D3 des
zu betankenden Fahrzeugs mit dem Speicherbehälter D2 über die Leitung 5, 4, 7 und
8 verbunden. Der notwendige Förderdruck wird durch Verdampfen einer
Flüssigkeitsteilmenge im Wärmetauscher E und durch Druckaufgabe über Leitung 1
auf die Flüssigfüllung im Speicherbehälter D2 erzeugt. Damit wird die Flüssigfüllung
des Speicherbehälters D2 in den Speicherbehälter D3 gefördert (dargestellt durch die
fett gezeichneten Leitungen bzw. Leitungsabschnitte in der Fig. 2).
Am Ende der Betankungsleitung 8 ist eine Brause B vorgesehen, mittels der die
unterkühlte Flüssigkeit in den Fahrzeug-Speicherbehälter D3 eingespeist bzw.
eingebracht wird, wodurch ein Rückkondensieren des noch in dem Speicherbehälter
D3 verbliebenen Gases erreicht wird. Durch diese Rückkondensation des noch im
Speicherraum des Speicherbehälters D3 befindlichen Gases, wird während des
Betankungsvorganges jegliche Gasbildung vermieden und es wird die Verwendung
einer einadrigen Betankungskupplung K ermöglicht, da während des Betankens kein
Rückgas aus dem Fahrzeug-Speicherbehälter D3 anfällt.
Nach erfolgter Betankung des Fahrzeug-Speicherbehälters D3 aus dem
Portionierungsspeicherbehälter D2, wird, wie in der Fig. 3 dargestellt, Ventil e
geschlossen und die Ventile a, d und f werden geöffnet. Nachdem über die Leitungen
6 und 5 Medium aus dem Speicherbehälter D1 in den Speicherbehälter D2 geströmt ist
und diesen dadurch wieder gefüllt hat, können erneut weitere Betankungsvorgänge
durchgeführt werden. Das während dieses Umfüllvorganges aus dem Speicherbehälter
D2 verdrängte gasförmige kryogene Medium wird über die Leitungen 1, 2, 3, 4 und 9
dem externen Leitungsnetz 10 zugeführt.
Da das Betankungsverfahren den Einsatz eines Verdichters nicht vorsieht, muß - falls
überhaupt erforderlich, also falls ein Fahrbetrieb nicht auch bei niedrigeren Drücken
möglich ist - die Konditionierung des in den Speicherbehälter D3 eingefüllten
kryogenen Mediums auf eine andere, hier nicht gezeigte Art und Weise erfolgen.
Erfolgt über einen längeren Zeitraum eine zu geringe Entnahme von kryogenem
flüssigen Medium aus dem Speicherbehälter D1, so würde es in diesem, aufgrund des
Wärmeeinfalls über die Isolierung des Speicherbehälters D1, zu einer Druck- und
Temperaturerhöhung kommen, wodurch der Unterkühlungsgrad der in den
Speicherbehälter D3 einzuspeisenden kryogenen Flüssigkeit vermindert würde. Um
dies zu vermeiden, wird in Intervallen das dadurch anfallende gasförmige Medium über
die Leitungen 1, 2, 3, 4 und 9 dem externen Leitungsnetz für kryogene Medien 10
zugeführt.
Bei der Inbetriebnahme eines Fahrzeuges oder nach einer längeren Stillstandszeit
eines Fahrzeuges ist es notwendig, daß der Speicherbehälter D3 vor dem eigentlichen
Betankungs- bzw. Befüllungsvorgang zunächst auf Betriebstemperatur abgekühlt wird.
Dieses Abkühlen erfolgt im Pilgerschrittverfahren, wobei mehrmals kryogene
Flüssigkeit aus dem Speicherbehälter D2 über die Leitungen 5, 4, 7 und 8 in den
Speicherbehälter D3 eingespeist und nach dem Erreichen des oberen Betriebsdrucks
des Speicherbehälters D3 über die Leitungen 8, 7 und 9, bei geöffnetem Ventil f in das
externe Leitungsnetz 10 abgeführt wird.
Die erfindungsgemäße Betankungseinrichtung sowie das erfindungsgemäße
Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit weisen
gegenüber den bekannten Betankungseinrichtungen bzw. Verfahren folgende Vorteile
auf:
- - Minimierung des Wärmeeinfalls und Optimierung der Flüssigkeitsunterkühlung durch das kompakte "Tank-in-Tank"-System.
- - Optimierung der Flüssigkeitsunterkühlung durch Verzicht auf eine Pumpe und durch kurze Leitungen ohne Ventilverengungen.
- - Hohe Betriebssicherheit und Verfügbarkeit, einfache Wartung und Kostenreduzierung, da auf kryogene Pumpe(n) verzichtet wird.
- - Geringer Platzbedarf aufgrund der Kompaktheit der Betankungseinrichtung.
- - Kurze Betankungszeit durch optimale Unterkühlung der Flüssigkeit, wobei aufgrund der kurzen und massearmen Betankungsleitung ohne Ventile ein Sieden der Flüssigkeit und ein ansonsten an den Drosselstellen eintretender Druckabfall und eine daraus resultierende Gasbildung vermieden wird.
- - Kein (Kalt-)Verdichter erforderlich.
Prinzipiell ist anzumerken, daß selbstverständlich die erfindungsgemäße
Betankungseinrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum abgasfreien
Betanken nicht nur auf das Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter
Flüssigkeit, sondern auch auf das Betanken bzw. Befüllen von z. B. stationären
Speicherbehältern anwendbar ist.
Claims (6)
1. Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe,
- - mit wenigstens einem ersten Speicherbehälter (D1) sowie wenigstens einem zweiten Speicherbehälter (D2), wobei die Speicherbehälter (D2, D1) für die Speicherung von kryogenen Medien, wie z. B. verflüssigter Wasserstoff, verflüssigtes Erdgas, etc., geeignet sind, wobei der bzw. die zweiten Speicherbehälter (D2) innerhalb des bzw. der ersten Speicherbehälter (D1) angeordnet sind, wobei das Volumen des zweiten Speicherbehälters (D2) kleiner als das Volumen des ersten Speicherbehälters (D1) und gleichgroß oder größer als das Volumen des oder der Speicherbehälter (D3) des mittels der Betankungseinrichtung zu betankenden Fahrzeugs ist,
- - mit wenigstens einer Leitung (5, 6) für kryogene Medien zwischen den Speicherbehältern (D2, D1), wobei in dieser Leitung (5, 6) wenigstens ein Ventil (d) vorgesehen ist,
- - mit wenigstens einer Leitung (1, 2, 4, 7) für kryogene Medien zwischen dem Volumen-mäßig kleineren der wenigstens zwei Speicherbehälter (D1, D2) und der eigentlichen Betankungskupplung (K), und
- - mit wenigstens einer Leitung (9) für kryogene Medien, die die erwähnte Leitung (1, 2, 4, 7) für kryogene Medien mit einem externen Leitungsnetz (10) verbindet.
2. Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Speicherbehälter (D2) zumindest teilweise
gegenüber dem ersten Speicherbehälter (D1) isoliert ausgeführt ist.
3. Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Mittel zum Druckaufbau in dem bzw. den ersten
Speicherbehältern (D1) und/oder dem bzw. den zweiten Speicherbehältern (D2)
vorgesehen sind.
4. Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittel zum Druckaufbau als eine in einer dem bzw. den
ersten Speicherbehältern (D1) und/oder dem bzw. den zweiten Speicherbehältern
(D2) zuführenden Leitung angeordneten Heizvorrichtung (E) ausgebildet sind.
5. Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit
aus einer Betankungseinrichtung gemäß den vorherigen Ansprüchen, dadurch
gekennzeichnet, daß
- - nach Herstellen der Verbindung zwischen dem bzw. den Speicherbehältern (D3) des mittels der Betankungseinrichtung zu betankenden Fahrzeugs und dem externen Leitungsnetz (10) über die Betankungskupplung (K), eine Druckentlastung des Fahrzeug-Speicherbehälters (D3) in das externe Leitungsnetz (10) erfolgt,
- - nach erfolgter Druckentlastung in das externe Leitungsnetz (10) ein Druckaufbau in dem Speicherbehälter (D2) erfolgt, dadurch der Fahrzeug-Spei cherbehälter (D3) aus dem zweiten Speicherbehälter (D2) mit flüssigem kryogenen Medium betankt wird, und
- - nach erfolgter Betankung des Fahrzeug-Speicherbehälters (D3), der Speicherbehälter (D2) über eine Leitung (6) aus dem Speicherbehälter (D1) mit flüssigem kryogenen Medium befüllt wird, wobei die Gasfüllung aus dem Speicherbehälter (D2) in das externe Leitungsnetz (10) abgegeben wird.
6. Verfahren zum Betanken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
während des Betankens bzw. des Befüllens des Fahrzeug-Speicherbehälters (D3)
mit aus dem Speicherbehälter (D2) entnommenen kryogenen flüssigen Medium,
ein Druckaufbau in dem Speicherbehälter (D2) durch Verdampfen (E) eines
Teilstromes des aus dem Speicherbehälter (D2) entnommenen kryogenen
flüssigen Mediums und Rückführen des verdichteten Mediums in den
Speicherbehälter (D2) erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19704362A DE19704362C1 (de) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung |
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DE19704362A DE19704362C1 (de) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung |
Publications (1)
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---|---|
DE19704362C1 true DE19704362C1 (de) | 1998-01-02 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19704362A Expired - Fee Related DE19704362C1 (de) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19704362C1 (de) |
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