EP4336091A1 - Verfahren und anlage zum umfüllen von verflüssigtem gas - Google Patents

Verfahren und anlage zum umfüllen von verflüssigtem gas Download PDF

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Publication number
EP4336091A1
EP4336091A1 EP22020436.6A EP22020436A EP4336091A1 EP 4336091 A1 EP4336091 A1 EP 4336091A1 EP 22020436 A EP22020436 A EP 22020436A EP 4336091 A1 EP4336091 A1 EP 4336091A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquefied gas
tank
vehicle
vehicle tank
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22020436.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Ehegartner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Priority to EP22020436.6A priority Critical patent/EP4336091A1/de
Publication of EP4336091A1 publication Critical patent/EP4336091A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • F17C5/04—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases requiring the use of refrigeration, e.g. filling with helium or hydrogen

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for transferring liquefied gas from a storage tank into a second vehicle tank.
  • Liquefied gas such as hydrogen is typically stored or stored in containers or tanks, i.e. in storage facilities.
  • containers or tanks i.e. in storage facilities.
  • Liquefied gas is typically stored or stored in containers or tanks, i.e. in storage facilities.
  • containers into which the liquefied gas is to be transferred must generally have a certain amount of free space, a so-called gas cushion. This can be difficult to comply with, particularly for small containers such as vehicle tanks.
  • the task is to provide a way to make the transfer of liquefied gas from storage into a vehicle tank safer.
  • the invention deals with the storage of liquefied gas (also liquid gas or liquid gas) in storage tanks and the transfer of liquefied gas from such a storage tank into a vehicle tank.
  • Hydrogen or liquefied hydrogen is particularly preferred as the liquefied gas. Nevertheless, other gases can also be considered or the process can also be used for other gases.
  • cryogenic container When storing liquefied gas in a container such as a storage tank or a vehicle tank - it is then in particular a so-called cryogenic container, since it is exposed to correspondingly low temperatures - it is usually provided that a certain amount of space in the container must remain free of liquefied gas; it is a so-called gas cushion.
  • a level measurement can be carried out, i.e. the level of liquefied gas in the container can be measured. This can be done via a differential pressure.
  • the hydrostatic pressure of the liquid column leads to a pressure difference. This pressure difference leads to a deflection of a measuring element that is proportional to the hydrostatic pressure.
  • a sensor can then be installed above the highest liquid level and a sensor at the bottom of the container and fed to a corresponding evaluation unit.
  • Such a level measurement can also be implemented via an overflow, e.g. with an outlet at the level of the maximum permissible filling quantity.
  • liquefied gas located in the vehicle tank can be transferred to the storage tank, in particular using a quantity measuring device. This can be used to determine how much liquefied gas was still present in the vehicle tank.
  • the liquefied gas removed from the vehicle tank can be passed through a processing device, in particular using the quantity measuring device, before it is fed to the storage tank, for example a storage tank at a gas station. It can then be reused there.
  • the processing device can be used, for example, to ensure that any contamination is removed.
  • the processing device can, for example, also be part of the quantity measuring device, for example integrated into a tank.
  • a vehicle tank is here understood to mean, in particular, a tank of a vehicle in which the liquefied gas, in particular hydrogen, is stored, which is used to drive the vehicle, for example a fuel cell, which in turn supplies an electric motor of the vehicle.
  • the vehicle tank has a fluid connection to a drive part. This can also be referred to as a fuel tank of the vehicle.
  • the vehicles that come into consideration here are in particular trucks (lorries) and passenger cars (cars), but also all other types of vehicles that serve, for example, as a means of transport and/or locomotion, e.g. watercraft, rail vehicles, aircraft and other land vehicles.
  • a predetermined amount of liquefied gas depending on a filling volume and/or a permissible filling quantity of the vehicle tank is transferred or decanted from the storage tank into the vehicle tank. Since the previous emptying ensures that the vehicle tank is empty, it can be ensured in this way that the vehicle tank is not overfilled and the necessary gas cushion is therefore maintained.
  • amount of liquefied gas from the Storage storage is transferred to the vehicle tank, which is intended as the permissible maximum filling quantity of the vehicle tank; This can be, for example, 90% or 95% of the volume of the vehicle tank, ie in this case 10% or 5% of the volume would be provided as free space (gas cushion).
  • a net amount of liquefied gas filled into the vehicle tank can also be determined.
  • a quantity measuring device can in particular be the one that may also be used for emptying.
  • a quantity measuring device allows the desired quantity of liquefied gas to be achieved or determined as accurately as possible. In principle, however, it is also conceivable to determine the quantity in another way, for example by changing the fill level of the storage tank.
  • a quantity measuring device can, for example, include a scale on which a vehicle with the vehicle tank is to be parked, or, for example, a measuring device connected to the fluid connection, such as a measuring device based on the Coriolis force, which can also be calibrated, for example.
  • the predetermined amount of liquefied gas is transferred from the storage tank into the vehicle tank via a conditioning unit;
  • the conditioning unit for example, a temperature and/or a density of the liquefied gas to be transferred can be adjusted; the liquefied gas can be brought into a defined state in order to make the best possible use of a volume or the maximum filling quantity of the vehicle tank.
  • the conditioning unit can, for example, also be combined with the quantity measuring device; it can, for example, be a tank of the quantity measuring device. This means that the maximum filling quantity can be maintained or achieved even more precisely, since any changes in density can also be taken into account.
  • the liquefied gas is then fed from the storage tank to the conditioning unit and then, if necessary, to the quantity measuring unit, and from there then filled into the vehicle tank. Any adjustments in the conditioning unit can then be taken into account directly when determining the quantity.
  • the invention furthermore relates to a system for transferring liquefied gas from a storage tank into a vehicle tank; the system has the storage facility.
  • a system for filling the vehicle tank with liquefied gas can be, for example, a gas station, for example a hydrogen filling station, or the like.
  • the system is designed to empty the vehicle tank when it is connected to the storage tank and to transfer a predetermined amount of liquefied gas from the storage tank into the vehicle tank depending on a filling volume and/or a permissible filling quantity of the vehicle tank.
  • a corresponding pump can also be provided.
  • the system is set up in such a way that when the vehicle tank is connected and a filling process is started, the vehicle tank is first emptied (automatically) and only then is liquefied gas transferred from the storage tank into the vehicle tank.
  • the invention also relates to the use of a transfer device according to the invention for transferring liquefied gas from a storage tank into a vehicle tank, in particular in a method according to the invention.
  • FIG. 1 an arrangement with a system 100 according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment.
  • the system 100 is used to transfer liquefied gas M from a storage tank 110 into a vehicle tank 120.
  • the system 100 has the storage tank 110.
  • the system 100 can be, for example, a gas station, in particular a hydrogen filling station.
  • the liquefied gas M which is held in storage 110, for example, can be liquefied hydrogen.
  • a storage volume of the storage tank can be between 3 and 100 m 3 , for example at 1.01 to 12 bar.
  • the system 100 also has a quantity measuring device 112, a processing device 114, a conditioning unit 116 and a boil-off device 118.
  • the system 110 also has, for example, a pump 102 and a clutch valve or a clutch 104.
  • the quantity measuring device 112 is connected to the storage tank 110 via the conditioning unit 116 (via connecting lines for the liquefied gas, which are not specified here).
  • the conditioning unit 116 is in turn connected to the boil-off device 118 so that any gas can evaporate.
  • the quantity measuring device 112 is connected to the storage tank 110 via the processing device 114 (via connecting lines for the liquefied gas, which are not specified here). Furthermore, the quantity measuring device 112 is connected to the clutch valve 104 via the pump 102, for example. It should be mentioned that this applies, for example, to a measuring device based on the Coriolis force, in which the liquefied gas must be passed over the measuring device. In the case of, for example, a scale as a quantity measuring device, no fluid connection is necessary.
  • a vehicle 122 here an example of a truck, which has a vehicle tank 120.
  • the vehicle tank 120 can, for example, be connected to the coupling valve 104 via a tank neck (not shown here) and a suitable connecting line if the vehicle tank is to be filled with liquefied gas from the storage tank 110 of the system 100. It goes without saying that the connections shown here are purely examples.
  • the vehicle tank 120 has, for example, a specific (maximum) permissible filling quantity for liquefied gas, which is indicated here by line 124. This means that liquefied gas, for example, may only be filled up to the level indicated by line 124.
  • the system 100 is now set up to supply the vehicle tank 120 when it is connected to the storage tank 110, such as in Figure 1 shown, to empty and to transfer a predetermined amount of liquefied gas from the storage tank 110 into the vehicle tank 120 depending on a filling volume and / or the permissible filling quantity 124 of the vehicle tank 120.
  • a gas station for example, a control panel or the like can be provided through which a filling process can be started; In this case, the vehicle tank is then first emptied before the vehicle tank 120 is then filled.
  • FIG 2 A sequence of a method according to the invention is shown schematically in a preferred embodiment as a flow chart.
  • the procedure for example, the in Figure 1 Plant 100 shown can be used, which will also be referred to below.
  • the vehicle tank 120 can be connected to the storage tank 110, for example by - as in relation to Figure 1 explained - the vehicle tank 120 is connected to the clutch valve 104 via a tank neck and a suitable connecting line.
  • the refueling process can then be started, with the vehicle tank 120 first being emptied.
  • the liquefied gas present in the vehicle tank 120 is transferred via the quantity measuring device 112 and the Processing device 114 pumped or transferred into the storage tank.
  • the quantity measuring device 112 can also be used to determine how much or what quantity 212 of liquefied gas was still present in the vehicle tank.
  • the decrease in the mass or weight of the vehicle 122 could be monitored in order to determine the quantity 212.
  • the filling process then follows in a step 220.
  • liquefied gas M is pumped or transferred from the storage tank 110 into the vehicle tank 120 via the conditioning unit 116 and the quantity measuring device 112.
  • the quantity 222 to be pumped or transferred is made dependent, for example, on the permissible filling quantity 124 of the vehicle tank 120;
  • the quantity to be transferred can in particular correspond to the permissible filling quantity, but can also be less, but should not be more.
  • This permissible filling quantity 124 is known for typical vehicle tanks and can be entered as the quantity to be transferred 222, for example in the control panel mentioned.
  • the quantity measuring device 112 can ensure that the quantity 222 to be transferred is not exceeded.
  • the net amount 232 of liquefied gas filled into the vehicle tank can be determined, namely by forming the difference between the amount 222 to be transferred (and then also transferred) and the previously emptied amount 212.
  • quantity 232 can be used as a reference quantity for a payment.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umfüllen von verflüssigtem Gas (M) aus einem Vorratsspeicher (110) in einen Fahrzeugtank (120), wobei der Fahrzeugtank (120) entleert wird, und wobei eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder einer zulässigen Füllmenge (124) des Fahrzeugtanks (120) vorgegebene Menge verflüssigten Gases (M) aus dem Vorratsspeicher (110) in den Fahrzeugtank (120) transferiert wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Anlage (100) hierfür.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Umfüllen von verflüssigtem Gas aus einem Vorratsspeicher in einen zweiten Fahrzeugtank.
  • Verflüssigtes Gas wie z.B. Wasserstoff wird typischerweise in Behältern oder Tanks, also in Vorratsspeichern, gelagert bzw. gespeichert. Für z.B. das Betanken von Fahrzeugen mit Wasserstoff bzw. allgemein verflüssigtem Gas ist es nötig, das verflüssigte Gas von dem Vorratsspeicher in einen anderen Fahrzeugtank umzufüllen. Dabei ist zu beachten, dass Behälter, in den das verflüssigte Gas umgefüllt werden soll, in der Regel einen gewissen freien Raum, ein sog. Gaspolster, aufweisen müssen. Dies kann schwierig einzuhalten sein, insbesondere bei kleinen Behältern wie Fahrzeugtanks.
  • Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine Möglichkeit bereitzustellen, ein Umfüllen von verflüssigtem Gas aus Vorratsspeicher in einen Fahrzeugtank sicherer zu gestalten.
    • Offenbarung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Anlage zum Umfüllen von verflüssigtem Gas mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
    • Vorteile der Erfindung
  • Die Erfindung beschäftigt sich mit dem Speichern von verflüssigtem Gas (auch flüssiges Gas oder Flüssiggas) in Vorratsspeichern sowie dem Umfüllen von verflüssigtem Gas aus einem solchen Vorratsspeicher in einen Fahrzeugtank. Als verflüssigtes Gas kommt dabei besonders bevorzugt Wasserstoff bzw. verflüssigter Wasserstoff in Betracht. Nichtsdestotrotz können auch andere Gase in Betracht gezogen werden bzw. das Verfahren kann auch für andere Gase verwendet werden.
  • Beim Speichern von verflüssigtem Gas in einem Behälter wie einem Vorratsspeicher oder auch einem Fahrzeugtank - es handelt sich dann insbesondere um einen sog. kryogenen Behälter, da dieser entsprechend tiefen Temperaturen ausgesetzt ist - ist in der Regel vorgesehen, dass ein gewisser Raum in dem Behälter von verflüssigtem Gas freibleiben muss; es handelt sich um ein sog. Gaspolster.
  • Bei stationären und insbesondere großen Behältern wie z.B. Vorratsspeichern (oder Lagertanks) kann hierzu eine Füllstandsmessung vorgenommen werden, d.h. der Füllstand von verflüssigtem Gas im Behälter kann gemessen werden. Dies kann über einen Differenzdruck erfolgen. In geschlossenen, drucküberlagerten Behältern führt der hydrostatische Druck der Flüssigkeitssäule zu einer Druckdifferenz. Diese Druckdifferenz führt zu einer Auslenkung eines Messelementes, das dem hydrostatischen Druck proportional ist. Es kann dann jeweils ein Sensor oberhalb des höchsten Flüssigkeitsspiegels und ein Sensor unten am Behälter installiert und einer entsprechenden Auswerteeinheit zugeführt werden.-Eine solche Füllstandsmessung kann auch über einen Überlauf realisiert werden, z.B. mit einem Ablauf in Höhe der maximal zulässigen Füllmenge.
  • Bei diesem Methoden der Füllstandsmessung wird allerdings der Zustand der Flüssigkeit bzw. des verflüssigtem Gases, insbesondere dessen Temperatur und/oder Dichte, nicht berücksichtigt. Während dies bei großen Behältern wie Vorratsspeichern vernachlässigt werden kann (z.B. aufgrund des Verhältnisses von Messgenauigkeit zu Füllgeschwindigkeit), gilt dies bei kleineren Behältern wie Fahrzeugtanks, in der Regel nicht. Eine zuverlässige Füllstandsmessung ist hier mit den genannten Methoden nicht möglich. Hier kann dann keine oder zumindest keine zuverlässige Aussage darüber getroffen werden, wieviel an verflüssigtem Gas (Restgas) sich noch im Behälter bzw. Fahrzeugtank befindet.
  • Wird ein - z.B. vermeintlich leerer - Fahrzeugtank befüllt, kann es zu einer Überfüllung kommen, da der Fahrzeugtank z.B. noch mehr Restgas bzw. Restflüssigkeit enthalten hat als angenommen worden war. Das benötigte Gaspolster kann somit nicht mehr sichergestellt bzw. eingehalten werden.
  • Vor diesem Hintergrund wird nunmehr vorgeschlagen, den Fahrzeugtank, in den das verflüssigte Gas um- bzw. eingefüllt werden soll, zunächst zu entleeren, d.h. flüssigkeitsleer zu machen. Hierzu kann z.B. in dem Fahrzeugtank befindliches verflüssigtes Gas in den Vorratsspeicher transferiert werden, insbesondere unter Verwendung einer Mengenmesseinrichtung. Damit kann bestimmt werden, wieviel verflüssigtes Gas noch in dem Fahrzeugtank vorhanden war.
  • Außerdem kann das aus dem Fahrzeugtank entnommene verflüssigte Gas, insbesondere unter Verwendung der Mengenmesseinrichtung, noch über eine Aufbereitungsvorrichtung geführt werden, bevor es dem Vorratsspeicher, z.B. einem Lagertank an einer Tankstelle, zugeführt wird. Dort kann es dann wiederverwendet werden. Mittels der Aufbereitungsvorrichtung kann z.B. sichergestellt werden, dass etwaige Verunreinigungen entfernt werden. Die Aufbereitungsvorrichtung kann z.B. auch Teil der Mengenmesseinrichtung sein, dort z.B. in einen Tank integriert sein.
  • Als Vorratsspeicher kommen dabei insbesondere stationäre Behälter wie z.B. Lagertanks an Tankstellen in Betracht. Denkbar wären aber auch (dann relativ große) mobile Behälter, z.B. auf einem Tankfahrzeug. Zweckmäßig ist es beispielsweise, das verflüssigte Gas von einem stationären Vorratsspeicher, z.B. von einer Tankstelle, in einen Fahrzeugtank umzufüllen. Unter einem Fahrzeugtank ist hierbei insbesondere ein Tank eines Fahrzeugs zu verstehen, in dem das verflüssigte Gas, insbesondere Wasserstoff, gespeichert wird, welches zum Antrieb des Fahrzeugs, z.B. einer Brennstoffzelle, die wiederum einen Elektromotor des Fahrzeugs versorgt, dient. Der Fahrzeugtank weist dabei eine Fluid-Verbindung zu einem Antriebsteil auf. Es kann dabei auch von einem Kraftstofftank des Fahrzeugs gesprochen werden. Als Fahrzeug kommen hierbei insbesondere Lastkraftwagen (LKWs) und Personenkraftwagen (PKWs), aber auch alle anderen Arten von Fahrzeugen, die z.B. als Transport- und/oder Fortbewegungsmittel dienen, in Betracht, z.B. Wasserfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Luftfahrzeuge sowie andere Landfahrzeuge.
  • Nachdem der Fahrzeugtank entleert ist, wird eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder einer zulässigen Füllmenge des Fahrzeugtanks vorgegebene Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher in den Fahrzeugtank transferiert bzw. umgefüllt. Da aufgrund des vorangegangenen Entleerens sichergestellt ist, dass der Fahrzeugtank leer ist, kann auf diese Weise sichergestellt werden, dass der Fahrzeugtank nicht überfüllt wird und somit das nötige Gaspolster eingehalten wird. Beispielsweise kann genau diejenige Menge an verflüssigtem Gas aus dem Vorratsspeicher in den Fahrzeugtank transferiert werden, die als zulässige, maximale Füllmenge des Fahrzeugtank vorgesehen ist; dies können z.B. 90% oder 95% des Volumens des Fahrzeugtank sein, d.h. in diesem Fall wären 10% bzw. 5% des Volumens als freier Raum (Gaspolster) vorgesehen.
  • Wenn die zuvor beim Entleeren entnommene Menge an verflüssigtem Gas z.B. mittels der Mengenmesseinrichtung bestimmt wurde, kann auch eine netto in den Fahrzeugtank gefüllte Menge an verflüssigtem Gas bestimmt werden.
  • Zweckmäßig ist es, wenn die vorgegebene Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher unter Verwendung einer Mengenmesseinrichtung in den Fahrzeugtank transferiert wird. Bei dieser Mengenmesseinrichtung kann es sich insbesondere um diejenige handeln, die ggf. auch für das Entleeren verwendet wird. Eine solche Mengenmesseinrichtung erlaubt es, die gewünschte Menge an verflüssigtem Gas möglichst genau zu erreichen bzw. zu bestimmen. Grundsätzlich denkbar ist jedoch auch, die Menge anderweitig zu bestimmen, z.B. durch Füllstandsänderung des Vorratsspeichers. Eine solche Mengenmesseinrichtung kann z.B. eine Waage umfassen, auf der ein Fahrzeug mit dem Fahrzeugtank abzustellen ist, oder z.B. auch eine in die Fluid-Verbindung geschaltete Messeinrichtung wie z.B. eine auf Coriolis-Kraft basierende Messeinrichtung, die z.B. auch eichbar ist.
  • Vorzugsweise wird die vorgegebenen Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher über eine Konditioniereinheit in den Fahrzeugtank transferiert; mittels der Konditioniereinheit können z.B. eine Temperatur und/oder eine Dichte des zu transferierenden verflüssigten Gases angepasst werden, das verflüssigte Gas kann in eine definierten Zustand gebracht werden, um ein Volumen bzw. die maximale Füllmenge des Fahrzeugtanks möglichst optimal auszunutzen. Die Konditioniereinheit kann z.B. auch mit der Mengenmesseinrichtung kombiniert sein, sie kann z.B. ein Tank der Mengenmesseinrichtung sein. Damit kann die maximale Füllmenge noch genauer eingehalten bzw. erreicht werden, da auch etwaige Dichteänderungen berücksichtigt werden können.
  • Zweckmäßig ist es, wenn das verflüssigte Gas dann aus dem Vorratsspeicher der Konditioniereinheit und dann ggf. der Mengenmesseinheit zugeführt wird, und von dort dann in den Fahrzeugtank gefüllt wird. Etwaige Anpassungen in der Konditioniereinheit können dann bei der Mengenbestimmung direkt berücksichtigt werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Anlage zum Umfüllen von verflüssigtem Gas aus einem Vorratsspeicher in einen Fahrzeugtank; die Anlage weist hierbei den Vorratsspeicher auf. Es kann also auch von einer Anlage zum Befüllen des Fahrzeugtank mit verflüssigtem Gas gesprochen werden. Bei einer solchen Anlage kann es sich z.B. um eine Tankstelle, z.B. eine Wasserstoff-Tankstelle, oder dergleichen handeln.
  • Die Anlage ist dazu eingerichtet, den Fahrzeugtank, wenn er mit dem Vorratsspeicher verbunden ist, zu entleeren und eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder einer zulässigen Füllmenge des Fahrzeugtanks vorgegebene Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher in den Fahrzeugtank zu transferieren. Hierzu kann z.B. auch eine entsprechende Pumpe vorgesehen sein. Insbesondere ist die Anlage also derart eingerichtet, dass, wenn der Fahrzeugtank angeschlossen (worden) ist und ein Befüllvorgang gestartet wird, zunächst der Fahrzeugtank (automatisch) entleert wird und erst dann verflüssigtes Gas aus dem Vorratsspeicher in den Fahrzeugtank transferiert wird.
  • Hinsichtlich weiterer Ausgestaltungen und Vorteile der Transfervorrichtung sei auch auf obige Ausführungen zum Verfahren verwiesen, die hier entsprechend gelten.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Verwendung einer erfindungsgemäßen Transfervorrichtung zum Umfüllen von verflüssigtem Gas aus einem Vorratsspeicher in einen Fahrzeugtank, insbesondere bei einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
    • Figur 1
    zeigt schematisch eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Anlage in einer bevorzugten Ausführungsform.
    Figur 2
    zeigt schematisch einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform.
    Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
  • In Figur 1 ist schematisch eine Anordnung mit einer erfindungsgemäßen Anlage 100 in einer bevorzugten Ausführungsform dargestellt. Die Anlage 100 dient zum Umfüllen von verflüssigtem Gas M aus einem Vorratsspeicher 110 in einen Fahrzeugtank 120. Dabei weist die Anlage 100 den Vorratsspeicher 110 auf. Bei der Anlage 100 kann es sich z.B. um eine Tankstelle, insbesondere eine Wasserstoff-Tankstelle, handeln. Insofern kann es sich bei dem verflüssigten Gas M, das z.B. im Vorratsspeicher 110 vorgehalten wird, um verflüssigtem Wasserstoff handeln. Ein Speichervolumen des Vorratsspeicher kann z.B. zwischen 3 und 100 m3 betragen, bei z.B. 1,01 bis 12 bar.
  • Die Anlage 100 weist weiterhin eine Mengenmesseinrichtung 112, eine Aufbereitungsvorrichtung 114, eine Konditioniereinheit 116 und eine Boil-Off-Einrichtung 118 auf. Die Anlage 110 weist außerdem beispielhaft eine Pumpe 102 sowie ein Kupplungsventil oder eine Kupplung 104 auf.
  • Die Mengenmesseinrichtung 112 ist zum einen über die Konditioniereinheit 116 mit dem Vorratsspeicher 110 verbunden (über hier nicht näher bezeichneten Verbindungsleitungen für das verflüssigten Gas). Die Konditioniereinheit 116 ist wiederum mit der Boil-Off-Einrichtung 118 verbunden, sodass etwaiges Gas abdampfen kann.
  • Die Mengenmesseinrichtung 112 ist zum anderen über die Aufbereitungseinrichtung 114 mit dem Vorratsspeicher 110 verbunden (über hier nicht näher bezeichneten Verbindungsleitungen für das verflüssigten Gas). Weiterhin ist die Mengenmesseinrichtung 112 beispielhaft über die Pumpe 102 an das Kupplungsventil 104 angebunden. Es sei erwähnt, dass dies z.B. für eine auf Coriolis-Kraft basierende Messeinrichtung gilt, bei der das verflüssigte Gas über die Messeinrichtung geführt werden muss. Im Falle z.B. einer Waage als Mengenmesseinrichtung ist keine Fluidverbindung nötig.
  • Weiterhin ist ein Fahrzeug 122, hier beispielhaft ein LKW, gezeigt, der einen Fahrzeugtank 120 aufwiest. Der Fahrzeugtank 120 kann z.B. über einen (hier nicht gezeigten) Tankstutzen und eine geeignete Verbindungsleitung an das Kupplungsventil 104 angeschlossen werden, wenn der Fahrzeugtank mit verflüssigtem Gas aus dem Vorratsspeicher 110 der Anlage 100 befüllt werden soll. Es versteht sich, dass die gezeigten Anschlüsse hier rein beispielhaft sind.
  • Der Fahrzeugtank 120 weist beispielhaft eine bestimmte (maximal) zulässige Füllmenge für verflüssigtes Gas auf, die hier mittels der Linie 124 angedeutet ist. Dies bedeutet, dass verflüssigtes Gas z.B. nur bis zum dem mit der Linie 124 angezeigten Füllstand befüllt werden darf.
  • Die Anlage 100 ist nun dazu eingerichtet, den Fahrzeugtank 120, wenn er mit dem Vorratsspeicher 110 verbunden ist, wie z.B. in Figur 1 gezeigt, zu entleeren und eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder der zulässigen Füllmenge 124 des Fahrzeugtanks 120 vorgegebene Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher 110 in den Fahrzeugtank 120 zu transferieren. Hierzu kann, wenn es sich z.B. um eine Tankstelle handelt, ein Bedientableau oder dergleichen vorgesehen sein, über das ein Befüllvorgang gestartet werden kann; hierbei wird dann zunächst der Fahrzeugtank entleert, bevor der Fahrzeugtank 120 dann befüllt wird.
  • In Figur 2 ist schematisch ein Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsform als Flussdiagramm dargestellt. Für das Verfahren kann z.B. die in Figur 1 gezeigte Anlage 100 verwendet werden, worauf nachfolgend auch Bezug genommen werden soll.
  • Hierbei kann in einem Schritt 200 der Fahrzeugtank 120 mit dem Vorratsspeicher 110 verbunden werden, und zwar z.B. indem - wie in Bezug auf Figur 1 erläutert - der Fahrzeugtank 120 über einen Tankstutzen und eine geeignete Verbindungsleitung an das Kupplungsventil 104 angeschlossen wird.
  • In einem Schritt 210 kann der Tankvorgang dann gestartet werden, wobei zunächst der Fahrzeugtank 120 entleert wird. Hierzu wird z.B. mittels der Pumpe 102 (bei geöffnetem Kupplungsventil 104) das in dem Fahrzeugtank 120 vorhandene, verflüssigte Gas über die Mengenmesseinrichtung 112 und die Aufbereitungseinrichtung 114 in den Vorratsspeicher gepumpt bzw. transferiert. Hierbei kann mittels der Mengenmesseinrichtung 112 auch bestimmt werden, wieviel bzw. welche Menge 212 verflüssigtes Gas in dem Fahrzeugtank noch vorhanden war. Im Falle einer Waage als Mengenmesseinrichtung könnte z.B. die Abnahme der Masse bzw. des Gewichts des Fahrzeugs 122 überwacht werden, um die Menge 212 zu bestimmen.
  • In einem Schritt 220 folgt dann der Befüllvorgang. Hier wird z.B. mittels der Pumpe 102 (bei geöffnetem Kupplungsventil 104) aus dem Vorratsspeicher 110 verflüssigtes Gas M über die Konditioniereinheit 116 und die Mengenmesseinrichtung 112 in den Fahrzeugtank 120 gepumpt bzw. transferiert. Dabei wird jedoch die zu pumpende bzw. transferierende Menge 222 z.B. von der zulässigen Füllmenge 124 des Fahrzeugtanks 120 abhängig gemacht; die zu transferierende Menge kann insbesondere der zulässigen Füllmenge entsprechen, kann jedoch auch weniger sein, sollte jedoch nicht mehr sein.
  • Diese zulässige Füllmenge 124 ist für typische Fahrzeugtanks bekannt und kann als zu transferierende Menge 222 z.B. in dem erwähnten Bedientableau eingegeben werden. Durch die Mengenmesseinrichtung 112 kann dabei sichergestellt werden, dass die zu transferierende Menge 222 nicht überschritten wird.
  • Nach Abschluss des Befüllvorgangs kann, in Schritt 230, z.B. noch die netto in den Fahrzeugtank gefüllte Menge 232 an verflüssigtem Gas bestimmt werden, nämlich durch Bildung der Differenz der zu transferierenden (und dann auch transferierten) Menge 222 und der zuvor entleerten Menge 212. Diese Menge 232 kann z.B. als Referenzmenge für ein Bezahlung verwendet werden.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Umfüllen von verflüssigtem Gas (M) aus einem Vorratsspeicher (110) in einen Fahrzeugtank (120), wobei der zweite Fahrzeugtank (120) entleert wird, und wobei eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder einer zulässigen Füllmenge (124) des Fahrzeugtanks (120) vorgegebene Menge (222) verflüssigten Gases (M) aus dem Vorratsspeicher (110) in den Fahrzeugtank (120) transferiert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die vorgegebene Menge (222) verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher (110) unter Verwendung einer Mengenmesseinrichtung (112) in den Fahrzeugtank (120) transferiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die vorgegebenen Menge verflüssigten Gases aus dem Vorratsspeicher (110) über eine Konditioniereinheit (116) in den Fahrzeugtank (120) transferiert wird
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei mittels der Konditioniereinheit (116) eine Temperatur und/oder eine Dichte des zu transferierenden verflüssigten Gases (M) angepasst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in dem Fahrzeugtank (120) befindliche verflüssigte Gas über eine Aufbereitungsvorrichtung (114) in den Vorratsspeicher (110) transferiert wird.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in dem Fahrzeugtank (120) befindliche verflüssigte Gas unter Verwendung einer Mengenmesseinrichtung (112) in den Vorratsspeicher (110) transferiert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein stationärer oder ein mobiler Behälter als Vorratsspeicher (110) verwendet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem ein Kraftstofftank als Fahrzeugtank (120) verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem verflüssigter Wasserstoff als verflüssigtes Gas (M) verwendet wird.
  10. Anlage (100) zum Umfüllen von verflüssigtem Gas (M) aus einem Vorratsspeicher (110) in einen Fahrzeugtank (120), wobei die Anlage (100) den Vorratsspeicher (110) aufweist und dazu eingerichtet ist, den Fahrzeugtank (120), wenn er mit dem Vorratsspeicher (110) verbunden ist, zu entleeren und eine in Abhängigkeit von einem Füllvolumen und/oder einer zulässigen Füllmenge (124) des Fahrzeugtanks (120) vorgegebene Menge (222) verflüssigten Gases (M) aus dem Vorratsspeicher (110) in den Fahrzeugtank (120) zu transferieren.
  11. Anlage (100) nach Anspruch 10, die weiterhin eine Mengenmesseinrichtung (112) aufweist, mittels welcher eine Füllmenge des Fahrzeugtanks (120) bestimmbar ist.
  12. Anlage (100) nach Anspruch 10 oder 11, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.
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