DE102012021692A1 - Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff - Google Patents

Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff Download PDF

Info

Publication number
DE102012021692A1
DE102012021692A1 DE102012021692.0A DE102012021692A DE102012021692A1 DE 102012021692 A1 DE102012021692 A1 DE 102012021692A1 DE 102012021692 A DE102012021692 A DE 102012021692A DE 102012021692 A1 DE102012021692 A1 DE 102012021692A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
mass flow
filling
supply line
tank supply
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.)
Withdrawn
Application number
DE102012021692.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Robert Adler
Martin Pfandl
Georg Siebert
Michael Stefan
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 DE102012021692.0A priority Critical patent/DE102012021692A1/de
Priority to PCT/EP2013/002972 priority patent/WO2014067606A1/de
Publication of DE102012021692A1 publication Critical patent/DE102012021692A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323Valves
    • F17C2205/0326Valves electrically actuated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0352Pipes
    • F17C2205/0364Pipes flexible or articulated, e.g. a hose
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2205/00Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/037Quick connecting means, e.g. couplings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107Single phase
    • F17C2225/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/036Very high pressure, i.e. above 80 bars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04Methods for emptying or filling
    • F17C2227/047Methods for emptying or filling by repeating a process cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/01Intermediate tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0443Flow or movement of content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/024Improving metering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/065Fluid distribution for refueling vehicle fuel tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS 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
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0178Cars
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters (2) mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise mit gasförmigen, unter Druck stehenden Wasserstoff, bei dem ein Gaspufferspeicher (10) über ein zugeordnetes Ventil (20) und eine sich daran anschließende Tankzuleitung (100), die einen Massedurchflussmesser (30) stromab des Ventils (20) sowie ein Betankungsventil (50) stromab des Massedurchflussmessers (30) aufweist, mit dem Speicherbehälter (2) verbunden wird, wobei zunächst in einer ersten Befüllphase bei geschlossenem Ventil (20) und geöffnetem Betankungsventil (50) lediglich in der Tankzuleitung (100) befindliches, unter Druck stehendes Medium in den Speicherbehälter (2) gedrückt wird, und wobei das Ventil (20) zum weiteren Befüllen des Speicherbehälters (2) geöffnet wird, wenn in der ersten Befüllphase der Massenstrom des Mediums durch bzw. in die Tankzuleitung (100) in einem Bereich liegt, der durch den Massedurchflussmesser (30) erfassbar ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Befülleinrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters sowie eine entsprechende Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters, insbesondere in Form eines Fahrzeugtanks, mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise mit gasförmigen, unter Druck stehenden Wasserstoff.
  • Beim Befüllen eines Speicherbehälters (z. B. eines Fahrzeugtanks) mit einem unter Druck stehenden, gasförmigen Medium, insbesondere mit gasförmigem Wasserstoff, findet vor der eigentlichen Betankung des Speicherbehälters bzw. Fahrzeugtanks in einer ersten Befüllphase in der Regel ein Teststoß (Druckstoß) zur Ermittlung der Tankparameter und der Dichtheit des Systems statt. Hierbei wird ein Stoffstrom des Mediums in den Speicherbehälter gedrückt, um den im Speicherbehälter herrschenden Speicherbehälterdruck sowie die Dichtheit des Speicherbehälters bzw. der Verbindung zum Speicherbehälter zu überprüfen.
  • Die anschließende Befüllung erfolgt in der Regel ausgehend vom ermittelten Speicherbehälterdruck mit einem vordefinierten Druckanstieg, mit dem die Betankungszeit unter Berücksichtigung aller Randbedingungen (z. B. maximale Tanktemperatur, Außentemperatur etc.) entsprechend einem etwaigen Regelwerk minimiert wird.
  • Bei dem besagten Teststoß bzw. in einer solchen ersten Befüllphase ist der Massenstrom des besagten Mediums in bzw. durch die Tankzuleitung nur sehr gering und steigert sich im Verlauf der Betankung. Der in der ersten Befüllphase, insbesondere beim Teststoß, vorliegende Massenstrom des besagten Mediums durch den Tankzuleitungsquerschnitt (zum zu betankenden Speicherbehälter hin) liegt jedoch regelmäßig unterhalb der Messschwelle der zum Messen des Massedurchflusses üblicherweise verwendeten Massedurchflussmesser, d. h., die derzeit erhältlichen Massedurchflussmesser liefern in der Regel bei den in der ersten Befüllphase (Teststoß) vorliegenden niedrigen Massenströmen im Bereich von z. B. 1 Gramm Wasserstoff pro Sekunde (Teststoß) bis 7 Gramm Wasserstoff pro Sekunde nur sehr ungenaue oder gar keine Werte, was eine Eichung der Befülleinrichtung nach den herrschenden Gesetzen außerordentlich erschwert.
  • Hiervon ausgehend liegt daher der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine entsprechende Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters (Fahrzeugtank) mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere in Form von Wasserstoff, zur Verfügung zu stellen, bei dem bzw. bei der die Messgenauigkeit hinsichtlich des Massenstromes des zum Tanken verwendeten Mediums und somit die Möglichkeit zur Eichung verbessert ist.
  • Dieses Problem wird durch ein Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Danach wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Gaspufferspeicher, der das besagte Medium im gasförmigen Zustand vorhält, über ein zugeordnetes Ventil (z. B. ein Bankenventil), und eine sich daran anschließende Tankzuleitung, die einen Massedurchflussmesser stromab des besagten Ventils sowie ein Betankungsventil stromab des Massedurchflussmessers aufweist, mit dem Speicherbehälter verbunden, so dass besagtes Medium über die Tankzuleitung in den Speicherbehälter geleitet werden kann, wobei zunächst in einer ersten Befüllphase (bei geschlossenem Ventil und geöffnetem Betankungsventil) lediglich in der Tankzuleitung befindliches, unter Druck stehendes Medium in den Speicherbehälter gedrückt wird, und wobei das Ventil zum weiteren Befüllen des Speicherbehälters mit besagtem Medium erst dann geöffnet wird, wenn in der ersten Befüllphase der Massenstrom des Mediums in bzw. durch die Tankzuleitung in einem Bereich liegt, der durch den Massedurchflussmesser prinzipiell erfassbar ist.
  • Ist z. B. der minimale Massenstrom (Messschwelle), der von dem verwendeten Massedurchflussmesser gerade noch erfasst werden kann, durch z. B. 7 Gramm Wasserstoff pro Sekunde gegeben, so wird das besagte Ventil erst dann geöffnet, wenn der Massenstrom während der ersten Befüllphase in der Tankzuleitung oberhalb dieses Wertes liegt.
  • Diesbezüglich wird vorzugsweise die Tankzuleitung bzw. deren Volumen so ausgelegt, dass bei einem vorgegebenen Druck, mit dem die Tankzuleitung anfangs bedrückt wird, die besagte Messschwelle innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne von insbesondere 5 s bis 25 s erreicht wird.
  • Sollte im Einzelfall das Volumen einer gegebenen Tankzuleitung nicht ausreichen, um in der ersten Befüllphase ein Befüllen des Speicherbehälters mit einem Massestrom oberhalb der Messschwelle sicherzustellen, kann ein zusätzliches, mit der Tankzuleitung verbundenes Puffervolumen vorgesehen werden, das vorzugsweise stromab des Massedurchflussmessers mit der Tankzuleitung verbunden wird.
  • Der eingangs erwähnte Teststoß wird vorzugsweise zu Beginn der ersten Befüllphase durchgeführt, wobei hier bei einem Medium in Form von (gasförmigem) Wasserstoff der Massenstrom im Bereich von z. B. etwa 1 Gramm Wasserstoff pro Sekunde liegen kann. Hiernach wird der Speicherbehälter weiter mit dem anfänglich in der Tankzuleitung vorhandenen Medium (z. B. Wasserstoff) weiter befüllt, wobei sich hierbei der Massenstrom kontinuierlich erhöht, bis er durch den Massedurchflussmesser prinzipiell erfasst werden kann. Nach Erreichen eines ausreichenden Massenstromes oberhalb der Messschwelle des Massedurchflussmessers, wird das besagte Ventil (Bankenventil) geöffnet und die weitergehende Befüllung des Speicherbehälters eingeleitet.
  • Der Teststoß dient u. a. dazu, den im Speicherbehälter (Fahrzeugtank) herrschenden Druck zu bestimmen. Beim Öffnen des Speicherbehälterventils (z. B. Rückschlagventil) durch den in der Tankzuleitung herrschenden (höheren) Druck aufgrund des Teststoßes, ereignet sich ein Druckausgleich zwischen dem Speicherbehälter und der Tankzuleitung und der Speicherbehälterdruck entspricht dem Tankzuleitungsdruck, der in der Tankzuleitung gemessen werden kann. Weiterhin dient der Teststoß zum Ermitteln der Dichtheit der Tankzuleitung bzw. des Speicherbehälters, die z. B. gegeben ist, wenn der Druck in der Tankzuleitung nach dem Druckausgleich mit dem Speicherbehälter innerhalb einer gewissen Zeitspanne (in der Regel 5 s bis 25 s) nicht abfällt, sondern im Wesentlichen konstant bleibt.
  • Nach dem Öffnen des Ventils bzw. Bankenventils wird sodann eine Druckrampe gefahren, d. h., das Ventil wird mittels eines Rampenreglers so angesteuert, dass der Druck in der Tankzuleitung bzw. im Speicherbehälter durch Befüllen des Speicherbehälters mit dem Medium (z. B. Wasserstoff) im Wesentlichen linear bzw. monoton bis zum Abschluss der Befüllung ansteigt.
  • Vorzugsweise ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Tankzuleitung zur Vorbereitung der ersten Befüllphase bei geschlossenem Betankungsventil und geöffneten Ventil mit Medium (Wasserstoff) aus dem Gaspufferspeicher bedrückt wird. Ein derartiges Bedrücken der Tankzuleitung erfolgt vorzugsweise jeweils nach einem Befüllen eines Speicherbehälters bei geschlossenem Betankungsventil und geöffnetem Ventil, wobei hierbei das Bedrücken derart erfolgt, dass der Massenstrom des Mediums von vorneherein ausreicht, um den Massedurchflussmesser korrekt anzusprechen, so dass dieser den tatsächlichen Massestrom in die Tankzuleitung erfassen kann.
  • Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt dabei darin, dass zwar der Massenstrom in der ersten Befüllphase zeitweilig unterhalb der Messschwelle des Massedurchflussmessers liegt und dann nicht erfasst werden kann, die Tankzuleitung jedoch nach dem jeweiligen Befüllvorgang (zur Vorbereitung des nächsten Befüllvorgangs) mit einem ausreichenden, messbaren Massenstrom bedrückt wird, so dass an dieser Stelle ein korrektes Berechnen des Massenstromes möglich ist und ggf. dem Kunden entsprechend korrekt in Rechnung gestellt werden kann. Dies hat weiterhin den Vorteil, dass bei der nächsten Befüllung bereits gleich am Anfang die Tankzuleitung zur Durchführung der ersten Befüllphase (Teststoß) vorbereitet ist.
  • Weiterhin wird das erfindungsgemäße Problem durch eine Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters (z. B. Fahrzeugtank) mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise mit gasförmigen unter Druck stehenden Wasserstoff, mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
  • Danach weist jene Befülleinrichtung einen Gaspufferspeicher auf, der über ein Ventil (z. B. Bankenventil) zum Absperren des Gaspufferspeichers mit einem Anfang einer Tankzuleitung verbunden ist, ein Betankungsventil der Tankzuleitung zum Absperren der Tankzuleitung, eine Füllkupplung der Tankzuleitung, über die die Tankzuleitung mit dem Speicherbehälter verbindbar ist, sowie einen Massedurchflussmesser zum Messen eines Massenstromes des besagten Mediums durch die Tankzuleitung. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Massedurchflussmesser stromab des Ventils am Anfang der Tankzuleitung angeordnet ist.
  • Hierbei ist der Massedurchflussmesser bevorzugt so nah wie möglich nach dem Ventil (Bankenventil) positioniert, folgt also unmittelbar auf jenes Ventil, so dass insbesondere zwischen dem Ventil und dem Massedurchflussmesser – bis auf das Ventil mit dem Massedurchflussmesser verbindende Rohrleitungen und gegebenenfalls mit dem Ventil zusammenwirkende Sensoren (z. B. Drucksensor zum Regeln des Ventils) – keine weiteren Komponenten der Befülleinrichtung vorgesehen sind.
  • Bevorzugt ist weiterhin das Volumen der Tankzuleitung zwischen dem Massedurchflussmesser und der Füllkupplung um ein Vielfaches größer als das Volumen einer das Ventil mit dem Massedurchflussmesser verbindenden Rohrleitung. Das Verhältnis der besagten Volumina ist bevorzugt kleiner gleich 1/20.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Befülleinrichtung eine Kältemaschine zum Kühlen zumindest eines Abschnittes der Tankzuleitung auf, wobei in diesem Fall der besagte Massedurchflussmesser stromauf der Kältemaschine bzw. stromauf jenes gekühlten Abschnittes vorgesehen ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Massedurchflussmessers kann sichergestellt werden, dass nach dem jeweiligen Befüllvorgang der Massenstrom beim Bedrücken der Tankzuleitung (bei geschlossenem Betankungsventil) insgesamt korrekt dargestellt werden kann, obwohl der Messbereich des Massedurchflussmessers nicht ausreicht, um den Massenstrom während der ersten Befüllphase korrekt zu messen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Befülleinrichtung können natürlich auch mit einem Massedurchflussmesser durchgeführt werden, der den jeweiligen Massenstrom über die komplette Befüllphase exakt erfassen kann.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen durch die nachfolgende Figurenbeschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figur erläutert werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters, bei dem es sich insbesondere um einen Fahrzeugtank eines Fahrzeuges handelt, das mit dem getankten Medium angetrieben wird, wobei es sich bevorzugt bei dem besagten Medium um gasförmigen, unter Druck stehenden Wasserstoff handelt.
  • Der gasförmige Wasserstoff wird dabei gemäß 1 in einem oder mehreren Gaspufferspeichern 10 vorgehalten, die über ein zugeordnetes Ventil 20 (Bankenventil) mit einer Tankzuleitung 100 (Zapfsäulenleitung) verbunden sind. Die einzelnen Gaspufferspeicher 10 können mit unterschiedlicheren Drücken belegt sein, wobei in der Regel eine Hochdruckbank, eine Mitteldruckbank und eine Niederdruckbank vorhanden ist, die über das besagte Bankenventil 20 mit der Tankzuleitung 100 verbunden sind. Auf diese Weise kann in die Tankzuleitung 100 Wasserstoff mit entsprechend variablem Druck gegeben werden. Das Ventil 20 ist dabei mittels eines Rampenreglers regelbar, mit dessen Hilfe der Druck in der Tankzuleitung 100 in etwa linear gesteigert werden kann, um den Speicherbehälter 2 zu befüllen. Unmittelbar hinter dem Ventil 20 bzw. dem Rampenregler ist in der Tankzuleitung 100 am Anfang 101 der Tankzuleitung 100 ein Massedurchflussmesser 30 angeordnet, der vorliegend eine Messempfindlichkeit aufweist, die so beschaffen ist, dass der üblicherweise durchzuführende Teststoß massenstrommäßig nicht mittels des Massedurchflussmessers 30 korrekt erfasst werden kann.
  • Stromab des Massedurchflussmessers 30 ist des Weiteren eine Kältemaschine (z. B. ”Alu Cold Fill”) vorgesehen, die einen z. B. aus Aluminium gefertigten Thermoblock 41 aufweisen kann, in dem ein Abschnitt 140 der Tankzuleitung 100 ausgebildet ist, wobei der besagte Thermoblock 41 mittels eines sich durch den Thermoblock 41 erstreckenden Kühlkreislaufes 42 gekühlt werden kann, um auf diese Weise das in dem Abschnitt 140 befindliche Medium (Wasserstoff) den Anforderungen entsprechend zu kühlen.
  • Stromab der Kältemaschine 40 weist die Tankzuleitung 100 weiterhin ein Betankungsventil 50 auf, das zum Absperren der Tankzuleitung 100 dient, sowie stromab des Betankungsventils 50 ein manuell betätigbares Handventil 60. An das Handventil 60 schließt sich stromab eine Abreißkupplung 102 an, wobei zwischen dem Handventil 60 und der Abreißkupplung 102 ein Kamin 70 über ein Entlüftungsventil 80 abgeht, über den Wasserstoff (Medium) kontrolliert in die Umgebung abgegeben werden kann. Die Abreißkupplung 102 ist mit einem Füllschlauch 103 der Tankzuleitung 100 verbunden, der über eine Füllkupplung 104 mit dem Speicherbehälter (Fahrzeugtank) 2 verbindbar ist. Der Speicherbehälter 2 weist in der Regel ein Speicherbehälterventil in Form eines Rückschlagventils auf. Die Abreißkupplung 102 stellt sicher, dass beim Wegfahren eines Fahrzeuges mit eingekuppeltem Füllschlauch 103 letzterer kontrolliert von der Tankzuleitung 100 abgetrennt werden kann.
  • Der Massedurchflussmesser 30 ist deshalb am Anfang 101 der Tankzuleitung 100 vorgesehen, damit das Volumen der Tankzuleitung 100 vom Massedurchflussmesser 30 bis zur Füllkupplung 104 wesentlich größer ist, als das Volumen der Rohrleitung 32 vom Ventil 20 bis zum Massedurchflussmesser 30. Hierdurch wird sichergestellt, dass beim Bedrücken der Tankzuleitung 100 bei geöffnetem Ventil 20 und geschlossenen Betankungsventil 50 der Massenstrom in die Tankzuleitung 100, der hier oberhalb der Messschwelle des Massedurchflussmessers 30 liegt, korrekt festgestellt werden kann.
  • Ein derartiges Bedrücken der Tankzuleitung 100 mit dem zu tankenden Medium (Wasserstoff) erfolgt dabei nach jedem Befüllvorgang, so dass vor dem nächsten Befüllvorgang die Tankzuleitung 100 korrekt mit dem Medium bedrückt ist und beim nächsten Befüllvorgang sogleich der Teststoß (erste Befüllphase) durchgeführt werden kann.
  • Während dieser ersten Befüllphase, in der zunächst der Teststoß durchgeführt wird, kann der Massedurchflussmesser 30 den Massenstrom in dem Speichertank 2 zunächst nicht erfassen, da dieser vorliegend unterhalb der Messschwelle des Massedurchflussmessers 30 liegt. Allerdings wird der Speicherbehälter 2 bzw. dessen Rückschlagventil durch den Teststoß jedoch aufgedrückt, so dass es zu einem Druckausgleich zwischen der Tankzuleitung 100 und dem Speicherbehälter 2 kommt, wobei nun aufgrund des restlichen Wasserstoffes in der entsprechend dimensionierten Tankzuleitung 100 der Massenstrom in den Speicherbehälter 2 derart ansteigt, dass der Massedurchflussmesser 30 diesen erfassen kann. Wird ein ausreichender Massenstrom des Wasserstoffs oberhalb der besagten Messschwelle des Massedurchflussmessers erreicht (bei bekanntem Tankzuleitungsvolumen sowie Druck im Gaspufferspeicher kann nach Ablauf einer entsprechenden Zeitspanne, die vorzugsweise auf den Bereich von 5 s bis 25 s eingestellt wird, angenommen werden, dass der Massenstrom die Messschwelle erreicht hat), wird das Ventil 20 geöffnet und durch einen Rampenregler derart geregelt, dass der Druck in der Tankzuleitung bzw. in dem Speicherbehälter 2 rampenförmig ansteigt. Ist der Speicherbehälter 2 befüllt, wird bei geschlossenem Betankungsventil 50 und geöffnetem Ventil 20 die Tankzuleitung 100 aus dem Gaspufferspeicher 10 bedrückt, wobei nunmehr der Differenzdruck bzw. der Massenstrom des Mediums (Wasserstoff) in die Tankzuleitung 100 so beschaffen ist, dass der Massedurchflussmessers 30 am Anfang 101 der Tankzuleitung 100 jenen Massenstrom genau erfassen kann. Hierdurch kann letztendlich die Möglichkeit einer Eichung der Befülleinrichtung 1 gewährleistet werden. Bezugszeichenliste
    1 Befülleinrichtung
    2 Speicherbehälter (z. B. Fahrzeugtank)
    10 Gaspufferspeicher
    20 Ventil (Bankenventil) bzw. Rampenregler
    30 Massedurchflussmesser
    32 Rohrleitung
    40 Kältemaschine (z. B. Alu Cold Fill)
    41 Block
    42 Kühlkreislauf
    50 Betankungsventil
    60 Handventil
    70 Kamin
    80 Entlüftungsventil
    100 Tankzuleitung
    101 Anfang der Tankzuleitung
    102 Abreißkupplung
    103 Füllschlauch
    104 Füllkupplung
    140 Abschnitt (der Tankzuleitung)

Claims (7)

  1. Verfahren zum Befüllen eines Speicherbehälters (2) mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise mit gasförmigen, unter Druck stehenden Wasserstoff, bei dem ein Gaspufferspeicher (10) über ein zugeordnetes Ventil (20) und eine sich daran anschließende Tankzuleitung (100), die einen Massedurchflussmesser (30) stromab des Ventils (20) sowie ein Betankungsventil (50) stromab des Massedurchflussmessers (30) aufweist, mit dem Speicherbehälter verbunden wird, wobei zunächst in einer ersten Befüllphase bei geschlossenem Ventil (20) und geöffneten Betankungsventil (50) lediglich in der Tankzuleitung befindliches, unter Druck stehendes Medium in den Speicherbehälter (2) gedrückt wird, und wobei das Ventil (20) zum weiteren Befüllen des Speicherbehälters (2) geöffnet wird, wenn in der ersten Befüllphase der Massenstrom des Mediums durch die Tankzuleitung (100) in einem Bereich liegt, der durch den Massedurchflussmesser (30) erfassbar ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankzuleitung (100) zur Vorbereitung der ersten Befüllphase bei geschlossenen Betankungsventil (50) und geöffnetem Ventil (20) mit Medium aus dem Gaspufferspeicher (10) bedrückt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankzuleitung (100) zur Vorbereitung der ersten Befüllphase jeweils nach einem Befüllen eines Speicherbehälters (2) bei geschlossenen Betankungsventil (50) und geöffnetem Ventil (20) mit Medium aus dem Gaspufferspeicher (10) bedrückt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Tankzuleitung (100) mit einem Massenstrom des gasförmigen Mediums aus dem Gaspufferspeicher (10) bedrückt wird, der durch den Massedurchflussmesser (30) erfassbar ist.
  5. Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, vorzugsweise mit gasförmigen, unter Druck stehenden Wasserstoff, mit: einem Gaspufferspeicher (10), der über ein Ventil (20) mit einem Anfang (101) einer Tankzuleitung (100) verbunden ist, einem Betankungsventil (50) der Tankzuleitung (100) zum Absperren der Tankzuleitung (100), einer Füllkupplung (104) der Tankzuleitung (100), über die die Tankzuleitung (100) mit dem Speicherbehälter (2) verbindbar ist, sowie einem Massedurchflussmesser (30) zum Messen eines Massenstromes des besagten Mediums durch die Tankzuleitung (100), dadurch gekennzeichnet, dass der Massedurchflussmesser (30) stromab des Ventils (20) am Anfang der Tankzuleitung (101) angeordnet ist.
  6. Befülleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Tankzuleitung (100) zwischen dem Massedurchflussmesser (30) und der Füllkupplung (104) um ein Vielfaches größer ist als das Volumen einer das Ventil (20) mit dem Massedurchflussmesser (30) verbindenden Rohrleitung (32).
  7. Befülleinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befülleinrichtung (1) eine Kältemaschine (40) zum Kühlen zumindest eines Abschnittes (140) der Tankzuleitung (100) aufweist, wobei jener Massedurchflussmesser (30) stromauf jenes Abschnittes (140) angeordnet ist.
DE102012021692.0A 2012-11-02 2012-11-02 Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff Withdrawn DE102012021692A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012021692.0A DE102012021692A1 (de) 2012-11-02 2012-11-02 Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff
PCT/EP2013/002972 WO2014067606A1 (de) 2012-11-02 2013-10-02 Verfahren und befülleinrichtung zum befüllen eines speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter druck stehendem medium, insbesondere wasserstoff

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012021692.0A DE102012021692A1 (de) 2012-11-02 2012-11-02 Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012021692A1 true DE102012021692A1 (de) 2014-05-08

Family

ID=49385205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012021692.0A Withdrawn DE102012021692A1 (de) 2012-11-02 2012-11-02 Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102012021692A1 (de)
WO (1) WO2014067606A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3093160A1 (fr) * 2019-02-26 2020-08-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et dispositif de remplissage de réservoirs avec du gaz sous pression.

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3027999B1 (fr) * 2014-11-05 2016-11-25 H2Nova Station d'approvisionnement en hydrogene gazeux et procede associe permettant de determiner avec une precision donnee le debit massique d'hydrogene gazeux
DE102017114270A1 (de) * 2017-06-27 2018-12-27 Kautex Textron Gmbh & Co. Kg Detektieren des Abschaltens einer Befülleinrichtung

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5479966A (en) * 1993-07-26 1996-01-02 Consolidated Natural Gas Service Company, Inc. Quick fill fuel charge process
US7059364B2 (en) * 2004-02-12 2006-06-13 Gas Technology Institute Control method for high-pressure hydrogen vehicle fueling station dispensers
US7152637B2 (en) * 2005-02-17 2006-12-26 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for dispensing compressed gas
US8122918B2 (en) * 2005-08-31 2012-02-28 Honda Motor Co. Ltd. Pressure differential system for controlling high pressure refill gas flow into on board vehicle fuel tanks
DE102007012080A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-18 Linde Ag Verfahren zum Befüllen eines Wasserstoff-Speicherbehälters

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3093160A1 (fr) * 2019-02-26 2020-08-28 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procédé et dispositif de remplissage de réservoirs avec du gaz sous pression.
CN111609308A (zh) * 2019-02-26 2020-09-01 乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司 用于为储罐充填加压气体的方法和装置
EP3702661A1 (de) * 2019-02-26 2020-09-02 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Verfahren und vorrichtung zum füllen von tanks mit unter unter druck stehendem gas
US11408562B2 (en) 2019-02-26 2022-08-09 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Process and device for filling tanks with pressurized gas

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014067606A1 (de) 2014-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1205704B1 (de) Verfahren zum Befüllen eines Fahrzeugtanks mit Gas
DE2422561A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur leckueberwachung einer rohrleitung
DE19705601A1 (de) Erdgas-Betankungsverfahren
WO2018028824A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur eichfähigen erfassung einer gasmenge
WO2016059132A1 (de) Bunkermesssystem
EP2893247A1 (de) Verfahren zur durchführung eines drucktests an einem tank und betankungseinrichtung
EP1923349B1 (de) Verfahren zum Bestimmen der Gasrückführrate an Zapfsäulen
DE102012021692A1 (de) Verfahren und Befülleinrichtung zum Befüllen eines Speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbersondere Wasserstoff
WO2013007432A1 (de) Lecksucheinrichtung sowie verfahren zum überprüfen von gegenständen auf dichtigkeit mittels einer lecksucheinrichtung
DE102013002431A1 (de) Befüllung von Speicherbehältern mit einem gasförmigen, unter Druck stehenden Medium, insbesondere Wasserstoff
EP3227647A1 (de) Verfahren zum ermitteln einer gasmenge nebst vorrichtung zum durchführen dieses verfahrens
WO2014135258A1 (de) Verfahren zum betanken eines speicherbehälters mit einem gasförmigen, unter druck stehenden medium, insbesondere wasserstoff
DE102010023742A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen von Flüssigkeit in einer Gasrückführungsleitung
DE102011111609B4 (de) Verfahren, um zu verhindern, dass ein Druck in Behältern unter einen zulässigen Mindestdruck fällt
EP2918894B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Sicherheitsabsperrung von Flüssiggasanlagen
DE4417624C2 (de) Überwachungsgerät mit nach dem Überdruckprinzip arbeitenden Leckanzeigern
WO2022228752A1 (de) Dichtheitsprüfung und komponentenprüfung eines tanksystems
DE102004003213A1 (de) Gasbetankungsverfahren und Gasbetankungsvorrichtung mit Leckerkennungsfunktion
DE202009011888U1 (de) Vorrichtung zur Übergabe einer zumindest zeitweise einen Gaseinschluss aufweisenden Flüssigkeit und zur Bestimmung der übergebenen Flüssigkeitsmenge
EP2301800A2 (de) Vorrichtung zur Abgabe von flüssigen Medien aus einzelnen Kammern eines Tankwagens
DD282351A7 (de) Verfahren und vorrichtung zum betanken von kraftfahrzeugen mit erdgas
DE4242444A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen und Eichen eines Durchflußvolumenzählers
DE709277C (de) Verfahren zum Einpressen von unter Druck stehenden verfluessigten Gasen in Behaelter
DE102012104022A1 (de) Verfahren zum Überprüfen einer Dichtigkeitsmessung und Leckmessgerät mit einem Lecksimulator
DE3245148A1 (de) Verfahren und vorrichtung fuer die durchfuehrung des verfahrens zur ermittlung der mengencharakteristik von einspritzpumpen fuer verbrennungsmotoren

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee