EP1309818B1 - Verfahren und vorrichtung zum befüllen eines tanks mit erdgas - Google Patents
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- F17C2250/0605—Parameters
- F17C2250/0626—Pressure
Definitions
- the invention relates to a method for filling a tank with natural gas and to an apparatus for carrying out the method.
- Natural gas is used as fuel in various fields of technology. Usually, the natural gas is stored in natural gas tanks under high pressure and made available to the consumer. Recently, natural gas has also been used for the operation of motor vehicles. Corresponding motor vehicles are equipped with natural gas tanks that withstand pressures of eg 200 bar. On the other hand, motor vehicles with LPG tanks are also in operation, which are designed for filling with LPG at much lower tank pressures. As with the liquefied gas filling stations, such as from DE-A-19 650 999 As is known, different systems for filling the LPG tanks are common, it often happens that owners of motor vehicles with LPG tanks use adapters that also fit natural gas dispensers. If such equipped vehicles refuel at natural gas filling stations with natural gas under the usual high pressure for natural gas tanks, serious accidents can occur.
- the present invention is therefore based on the object to provide a method for filling a tank with natural gas and a device for carrying out the method, with which such accidents can be avoided without much investment.
- This object is achieved procedurally according to the invention in that the gas pressure in the tank is measured and at a measured initial pressure P1, which is equal to or greater than a preselected limit pressure Px, which in a pressure range from above the typical opening pressure P0 of a safety valve provided in liquid gas tanks to A maximum filling pressure of a liquefied gas tank is set, a filling of the tank takes place at the final pressure P2 provided for natural gas tanks, while at a measured initial pressure P1 ', which is below the preselected limit pressure Px, a holding phase is set and when the gas pressure in the tank falls during this Haltphase the filling is terminated.
- the invention is based on the consideration that LPG tanks are equipped with a safety valve which opens at a certain opening pressure which is slightly below the maximum permissible gas pressure.
- This opening pressure P0 is usually about 10 to about 20 bar, in particular about 15 bar.
- the limit pressure Px above this opening pressure, preferably about 2 to about 10 bar, in particular about 5 bar, above the opening pressure P0, an inadvertently fueled liquefied gas tank can be detected instead of a natural gas tank. This is achieved by having an initial pressure of the tank of e.g. more than 20 bar a normal filling to the final pressure of the natural gas tank, e.g. 200 bar, while determining an initial pressure below e.g. 20 bar the tank in a first step only on z. B.
- the safety valve is e.g. opened at an opening pressure of 15 bar, whereby the holding pressure drops in the holding phase.
- the ultimate pressure provided for natural gas tanks is usually at least ten times the opening pressure of the safety valve of LPG tanks.
- a leaking natural gas tank can be sensibly recognized by this filling.
- a warning signal is triggered during the holding phase, so that it can be established immediately that it is a wrong or defective tank.
- the filling process is automated.
- the natural gas dispenser can be equipped with software that controls the filling process in the manner described.
- the invention can be used in principle for all conceivable natural gas tanks, it is particularly intended for filling natural gas tanks in motor vehicles.
- the invention further relates to a device for filling tanks with natural gas with a natural gas supply device and an associated natural gas dispensing device which can be coupled to the tank.
- a control device is provided, which is on the one hand with a pressure measuring device for determining the gas pressure in the tank and on the other hand with a Erdgasabsperr worn in operative connection and has a time recording device.
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Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Befüllung eines Tanks mit Erdgas sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- In verschiedenen Bereichen der Technik wird Erdgas als Brennstoff eingesetzt. Üblicherweise wird das Erdgas in Erdgastanks unter hohem Druck gespeichert und für den Verbraucher zur Verfügung gestellt. In jüngster Zeit wird Erdgas auch für den Betrieb von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Entsprechende Kraftfahrzeuge sind mit Erdgastanks ausgerüstet, die Drücke von z.B. 200 bar aushalten. Andererseits sind auch Kraftfahrzeuge mit Flüssiggastanks in Betrieb, die für die Befüllung mit Flüssiggas bei wesentlich geringeren Tankdrücken ausgelegt sind. Da bei den Flüssiggastankstellen, wie z.B. aus der
DE-A-19 650 999 - Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Befüllung eines Tanks mit Erdgas sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit denen derartige Unfälle ohne großen Investitionsaufwand vermieden werden können.
- Diese Aufgabe wird verfahrensseitig erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Gasdruck im Tank gemessen wird und bei einem gemessenen Anfangsdruck P1, der gleich oder größer ist als ein vorgewählter Grenzdruck Px, welcher in einem Druckbereich von oberhalb des typischen Öffnungsdrucks P0 eines bei Flüssiggastanks vorgesehenen Sicherheitsventils bis zum maximal zulässigen Höchstdruck eines Flüssiggastanks festgelegt wird, eine Befüllung des Tanks auf den für Erdgastanks vorgesehenen Enddruck P2 erfolgt, während bei einem gemessenen Anfangsdruck P1', der unter dem vorgewählten Grenzdruck Px liegt, eine Haltephase eingestellt wird und bei Absinken des Gasdrucks im Tank während dieser Haltphase die Befüllung beendet wird.
- Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass Flüssiggastanks mit einem Sicherheitsventil ausgestattet sind, das bei einem bestimmten Öffnungsdruck, der etwas unterhalb des maximal zulässigen Gasdrucks liegt, öffnet. Dieser Öffnungsdruck P0 beträgt üblicherweise ca. 10 bis ca. 20 bar, insbesondere ca. 15 bar. Durch Festlegung des Grenzdrucks Px oberhalb dieses Öffnungsdrucks, vorzugsweise ca. 2 bis ca. 10 bar, insbesondere ca. 5 bar, oberhalb des Öffnungsdrucks P0, kann ein versehentlich betankter Flüssiggastank anstelle eines Erdgastanks erkannt werden. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem Anfangsdruck des Tanks von z.B. mehr als 20 bar eine ganz normale Befüllung auf den Enddruck des Erdgastanks, z.B. 200 bar, stattfindet, während bei Feststellen eines Anfangsdrucks unter z.B. 20 bar der Tank in einem ersten Schritt nur auf z. B. 20 bar aufgefüllt wird, und anschließend eine Haltephase von ca. 10 bis ca. 30 Sek., insbesondere ca. 20 Sek., eingehalten wird. Sinkt während der Haltephase der Gasdruck insbesondere um mehr als ca. 1 bar, z.B. 1 bis 2 bar, ab, wird die Befüllung beendet. Durch diese Befülltechnik wird bei einem fälschlicherweise betankten Flüssiggastank das Sicherheitsventil z.B. bei einem Öffnungsdruck von 15 bar geöffnet, wodurch der Haltedruck in der Haltephase absinkt. Dadurch kann erkannt werden, dass es sich um einen Flüssiggastank handeln muss, und nicht um einen Erdgastank, der für wesentlich höhere Gasdrücke, wie z.B. 150 bis 250 bar ausgelegt ist. Der für Erdgastanks vorgesehene Enddruck beträgt nämlich üblicherweise mindestens den zehnfachen Wert des Öffnungsdruckes des Sicherheitsventils von Flüssiggastanks.
- Außerdem kann auch ein undichter Erdgastank durch diese Befülltechnik sinnvoll erkannt werden.
- Vorteilhafterweise wird bei Absinken des Gasdrucks im Tank während der Haltephase ein Warnsignal ausgelöst, so dass sofort festgestellt werden kann, dass es sich um einen falschen oder defekten Tank handelt.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Befüllvorgang automatisiert. Beispielsweise kann hierfür die Erdgaszapfsäule mit einer Software ausgestattet sein, die den Befüllvorgang in der beschriebenen Weise steuert.
- Obwohl die Erfindung prinzipiell für alle denkbaren Erdgastanks eingesetzt werden kann, ist sie insbesondere zur Befüllung von Erdgastanks in Kraftfahrzeugen vorgesehen.
- Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Befüllung von Tanks mit Erdgas mit einer Erdgasversorgungseinrichtung und einer damit verbundenen Erdgaszapfeinrichtung, die an den Tank ankoppelbar ist.
- Vorrichtungsseitig wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einerseits mit einer Druckmesseinrichtung zur Ermittelung des Gasdrucks im Tank und andererseits mit einer Erdgasabsperreinrichtung in Wirkverbindung steht sowie eine Zeiterfassungseinrichtung aufweist.
- Herkömmliche Erdgastankstellen für Kraftfahrzeuge können ohne großen technischen Aufwand mit der Erfindung ausgerüstet werden. Hierzu genügt es, eine Steuereinrichtung vorzusehen, die mit einer entsprechenden Software derart ausgestattet ist, dass der beschriebene Befüllvorgang vorzugsweise automatisch abläuft. Auf diese Weise können Unfälle, die bei falschen Tanks auftreten, zuverlässig und ohne großen technischen Aufwand verhindert werden.
Claims (11)
- Verfahren zur Befüllung eines Tanks mit Erdgas, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Tank gemessen wird und bei einem gemessenen Anfangsdruck P1, der gleich oder größer ist als ein vorgewählter Grenzdruck Px, welcher in einem Druckbereich von oberhalb des typischen Öffnungsdrucks P0 eines bei Flüssiggastanks vorgesehenen Sicherheitsventils bis zum maximal zulässigen Höchstdruck eines Flüssiggastanks festgelegt wird, eine Befüllung des Tanks auf den für Erdgastanks vorgesehenen Enddruck P2 erfolgt, während bei einem gemessenen Anfangsdruck P1', der unter dem vorgewählten Grenzdruck Px liegt, eine Haltephase eingestellt wird und bei Absinken des Gasdrucks im Tank während dieser Haltphase die Befüllung beendet wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzdruck Px ca. 2 bis ca. 10 bar, insbesondere ca. 5 bar oberhalb des typischen Öffnungsdrucks P0 festgelegt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der typische Öffnungsdruck P0 ca. 10 bis ca. 20 bar, insbesondere ca. 15 bar beträgt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der für den Erdgastank vorgesehene Enddruck mindestens den zehnfachen Wert von P0 entspricht.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltphase von ca. 10 bis ca. 30 Sek., insbesondere ca. 20 Sek., eingehalten wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Befüllung des Tanks bei Absinken des Gasdrucks im Tank während der Haltephase um mehr als ca. 1 bar, insbesondere ca. 1 bis ca. 2 bar, beendet wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Absinken des Gasdrucks im Tank während der Haltphase ein Warnsignal ausgelöst wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Befüllvorgang automatisiert ist.
- Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Befüllung von Erdgastanks in Kraftfahrzeugen.
- Vorrichtung zur Befüllung von Tanks mit Erdgas mit einer Erdgasversorgungseinrichtung und einer damit verbundenen Erdgaszapfeinrichtung, die an den Tank ankoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die einerseits mit einer Druckmesseinrichtung zur Ermittlung des Gasdrucks im Tank und andererseits mit einer Erdgasabsperreinrichtung in Wirkverbindung steht sowie eine Zeiterfassungseinrichtung aufweist.
- Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfeinrichtung als Erdgaszapfsäule zum Betanken von Kraftfahrzeugen ausgebildet ist.
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