DE10153931A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines Druckspeichers eines Druckluftmotors, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch sowie Mittel zum Verbinden des Druckspeichers mit der Quelle für verflüssigtes Gas oder Gasgemisch vorgesehen sind, sowie ein Verfahren zum Befüllen eine Druckspeichers eines Druckluftmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher mit einer Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch verbunden wird, aus der dem Druckspeicher das Gas oder Gasgemisch zugeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers eines Druckluftmotors.
  • Bekannt ist es den Druckspeicher eines Druckluftmotors mit Hilfe eines Kompressors zu füllen. Dabei ist jedoch zu beachten, dass die Füllzeiten in Anhängigkeit vom Volumen des Druckspeichers mehrere Stunden betragen können. Für einen durchschnittlichen Druckspeicher eines herkömmlichen Druckluftmotors wird bei der Füllung mit Hilfe eines Kompressors in etwa eine Füllzeit von vier Stunden benötigt.
  • Auch ist es bekannt, einen Druckspeicher aus einem Reservoir zu betanken, in dem die gasförmige Luft bereits unter hohem Druck vorliegt. Diese Art der Befüllung eines Druckspeichers benötigt zwar eine deutlich geringere Füllzeit als bei der Befüllung über einen Kompressor, im Gegenzug wird jedoch der Platzbedarf für eine Befüllstation durch das erforderliche große Volumen des Reservoirs wesentlich erhöht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Befüllung eines Druckluftpeichers für einen Druckluftmotor zu verbessern, wobei die erforderliche Füllzeit und der Platzbedarf einer Befüllstation verringert werden soll.
  • Vorrichtungsseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch sowie Mittel zum Verbinden des Druckspeichers mit der Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch vorgesehen sind. Dabei wird der Vorteil eines reduzierten Speichervolumens für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch gegenüber einem Speichervolumen, welches für eine Speicherung in der gasförmigen Phase notwendig wäre, genutzt. Das Befüllen eines Druckspeichers aus einer Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch ist darüber hinaus vorteilhaft in relativ kurzer Zeit zu bewerkstelligen. Des Weiteren ist es von besonderem Vorteil, dass durch den Eintrag des verflüssigten Gases oder Gasgemisches im Druckspeicher ein sehr hoher Druck erzeugt werden kann, womit ein Energiespeicher mit einer hohen Energiedichte zur Verfügung steht.
  • Die Bezeichnung Druckluftmotor wird in diesem Zusammenhang auch für mit anderen Gasen oder Gasgemischen als Luft betriebene derartige Motoren verwendet.
  • Bevorzugt ist als Quelle für ein verflüssigtes Gas eine Quelle für flüssigen Stickstoff vorgesehen. Flüssiger Stickstoff wird im großtechnischen Maßstab hergestellt und steht in der Regel kostengünstig zur Verfügung.
  • Besonders bevorzugt ist als Quelle für ein verflüssigtes Gasgemisch eine Quelle für flüssige Luft vorgesehen. Diese Luft wird in der Regel ebenfalls großtechnisch verflüssigt und manchmal auch als synthetische Luft bezeichnet. Diese Bezeichnung rührt daher, dass bei der Verflüssigung der Luft aufgrund der unterschiedlichen Siedetemperaturen der einzelnen Bestandteile der Luft die einzelnen Bestandteile getrennt in die flüssige Phase überführt werden. Um flüssige Luft zu erhalten ist es üblich, die Bestandteile der Luft in entsprechender Zusammensetzung nach der Verflüssigung wieder zu mischen.
  • Zweckmäßigerweise ist der Druckspeicher zur Speicherung eines Gases oder eines Gasgemisches vorgesehen. Dabei ist der Druckspeicher bevorzugt als für hohe Drücke ausgelegter Druckbehälter ausgeführt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist der Druckspeicher zur Speicherung eines verflüssigten Gases oder Gasgemisches vorgesehen. Besonders vorteilhaft ist eine handelsübliche Flasche oder ein handelsüblicher Tank für verflüssigte Gase als Druckspeicher vorgesehen. Bevorzugt weist der Druckspeicher eine thermische Isolierung auf. Eine thermische Isolierung ist auch für die Mittel zur Verbindung des Druckspeichers mit der Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch sowie für die Quelle selbst von Vorteil.
  • Verfahrensseitig wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der Druckspeicher mit einer Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch verbunden wird, aus der dem Druckspeicher das Gas oder Gasgemisch zugeführt wird.
  • Bevorzugt wird das verflüssigte Gas oder Gasgemisch beim Zuführen in den Druckspeicher in die gasförmige Phase übergeführt und gasförmig unter hohem Druck im Druckspeicher gespeichert.
  • Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird das verflüssigte Gas oder Gasgemisch beim Zuführen in den Druckspeicher im wesentlichen in der flüssigen Phase gehalten und flüssig im Druckspeicher gespeichert.
  • Die beschriebenen Ausführungformen der Erfindung weisen zusätzlich zur Zeitersparnis bei der Befüllung eines Druckspeichers folgende Vorteile auf:
    Zum einen kann die Luft flüssig im Druckspeicher gespeichert und erst unmittelbar vor den Einströmen in den Druckluftmotor in die gasförmige Phase übergeführt werden. Dieser Ausführungsform ist der Vorteil zu eigen, dass beide Reservoirs, die Quelle für flüssige Luft und der Druckspeicher selbst, einen minimierten Platzbedarf aufweisen.
  • Eine weitere vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass beim Eintrag der Luft in den Druckspeicher bevorzugt ein zumindest teilweiser Übergang der Luft in die gasförmige Phase zugelassen wird. D. h. die flüssige Luft aus der Quelle im Druckspeicher wird zumindest teilweise gasförmig unter hohem Druck gespeichert. Diese Ausführungsform der Erfindung bietet den Vorteil, dass ein herkömmlicher Druckspeicher eingesetzt werden kann. Der Vorteil der Platzersparnis bezieht sich in diesem Fall im wesentlichen auf das Volumen der Quelle aus der der Druckspeicher mit Luft befüllt wird.
  • Die am Beispiel Luft erläuterten Vorteile treffen selbstverständlich auch auf eine Vielzahl anderer Gase und Gasgemische zu. Besonders eignen sich für die Erfindung Gase und Gasgemische, die mit vertretbarem technischem Aufwand verflüssigt werden können und von denen keine Umweltgefährdung ausgeht. Daraus ergibt sich, dass beispielsweise flüssiger Stickstoff besonders geeignet ist.
  • Es ist auch üblich, den Druckspeicher als Druckluftspeicher zu bezeichnen, da in den Anfängen dieser Technik die Motoren überwiegend mit komprimierter Umgebungsluft betrieben wurden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren sind für Druckluftmotoren zum Antrieb von Fahrzeugen aller Art geeignet. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Flurförderzeug.
  • Besonders bei Flurförderzeugen ist die schnelle Befüllbarkeit des Druckspeichers von Vorteil, da damit eine hohe Verfügbarkeit des Flurförderzeugs sichergestellt werden kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Befüllen eines Druckspeichers eines Druckluftmotors, dadurch gekennzeichnet, dass eine Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch sowie Mittel zum Verbinden des Druckspeichers mit der Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle für ein verflüssigtes Gas eine Quelle für flüssigen Stickstoff vorgesehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle für ein verflüssigtes Gasgemisch eine Quelle für flüssige Luft vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher zur Speicherung eines Gases oder eines Gasgemisches vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher zur Speicherung eines verflüssigten Gases oder Gasgemisches vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher eine thermische Isolierung aufweist.
7. Verfahren zum Befüllen eines Druckspeichers eines Druckluftmotors, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckspeicher mit einer Quelle für ein verflüssigtes Gas oder Gasgemisch verbunden wird, aus der dem Druckspeicher das Gas oder Gasgemisch zugeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verflüssigte Gas oder Gasgemisch beim Zuführen in den Druckspeicher in die gasförmige Phase übergeführt wird und gasförmig unter hohem Druck im Druckspeicher gespeichert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das verflüssigte Gas oder Gasgemisch beim Zuführen in den Druckspeicher im wesentlichen in der flüssigen Phase gehalten wird und flüssig im Druckspeicher gespeichert wird.
10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 in einem Flurförderzeug.
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