DE102012207576A1 - Supplying a pump with cryogenic liquid - Google Patents

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Fritz Papmahl
Julian Terpitz
Chaojie Zhang
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TGE Gas Engineering GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein System zur Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit insbesondere als Treibstoff für ein Flugzeug. Als kryogener Treibstoff wird vorzugsweise ein Flüssiggas wie Flüssigerdgas, also LNG, verwendet. Beim Ansaugen von kryogenen Flüssigkeiten, die als siedende Flüssigkeiten gelagert werden, kann es durch Sieden zu einer Dampfbildung und damit zu einem Flüssigkeitsabriss kommen. Insbesondere wenn die kryogene Flüssigkeit als Treibstoff für ein Flugzeug verwendet wird, beeinträchtigen Turbulenzen beim Flug eine zuverlässige Pumpenversorgung. Um eine zuverlässige Versorgung der Pumpe und ein Zwischenspeichern der kryogenen Flüssigkeit zu erreichen, wird zwischen einem Behälter zum Lagern der kryogenen Flüssigkeit und einer Pumpe zur Entnahme der kryogenen Flüssigkeit eine Puffervorrichtung geschaltet. Vorzugsweise ist ferner eine Einrichtung zur Erhöhung des Behälterinnendrucks und/oder des Drucks in der Puffervorrichtung vorgesehen.The invention relates to a system for supplying a pump with cryogenic liquid, in particular as fuel for an aircraft. The cryogenic fuel used is preferably a liquid gas such as liquefied natural gas, ie LNG. When sucking cryogenic liquids that are stored as boiling liquids, boiling can lead to vapor formation and thus liquid segregation. In particular, when the cryogenic liquid is used as fuel for an aircraft, turbulence during flight impairs a reliable pumping supply. In order to achieve a reliable supply of the pump and a caching of the cryogenic liquid, a buffer device is connected between a container for storing the cryogenic liquid and a pump for withdrawing the cryogenic liquid. Preferably, a device for increasing the internal pressure of the container and / or the pressure in the buffer device is also provided.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit insbesondere als Treibstoff für ein Flugzeug. Als kryogener Treibstoff wird vorzugsweise ein Flüssiggas wie Flüssigerdgas, also LNG, verwendet.The invention relates to a system for supplying a pump with cryogenic liquid, in particular as fuel for an aircraft. The cryogenic fuel used is preferably a liquid gas such as liquefied natural gas, ie LNG.

Für den Antrieb von Flugzeugen mittels kryogenen Treibstoff spielt Flüssigerdgas (LNG) als Ergänzung oder Ersatz von Kerosin eine wichtige Rolle, Flüssigerdgas wird in der Regel bei Temperaturen um –160°C und nahe beim Atmosphärendruck von 1 bar (abs.) gelagert. Dies ist die Gleichgewichtstemperatur zwischem dem Gasgemisch und dem im Behälter vorhandenen absoluten Druck, so dass es sich dabei um eine Lagerung als siedende Flüssigkeit handelt.For the propulsion of aircraft using cryogenic fuel, liquefied natural gas (LNG) plays an important role as a supplement or substitute for kerosene. LNG is usually stored at temperatures around -160 ° C and near atmospheric pressure of 1 bar (abs.). This is the equilibrium temperature between the gas mixture and the absolute pressure present in the container, so that it is a storage as a boiling liquid.

Für eine im Behälter oder außerhalb eines Behälters vorgesehene Pumpe ist der Zustand der kryogenen Flüssigkeit im Behälter entscheidend für ein Pumpen insbesondere im Hinblick auf die Ansaugfähigkeit der kryogenen Flüssigkeit. Wird die Pumpe als Treibstoffpumpe für ein Flugzeug verwendet, so wird die kryogene Flüssigkeit wie Flüssigerdgas in der Regel auf einen Austrittsdruck von mehr als 40 bar erhöht und einem Flugzeugtriebwerk zugeführt. Im Gegensatz zu Kerosin, welches weit unterhalb des Siedepunktes im Flugzeug gelagert wird, kann beispielsweise Flüssigerdgas, das als siedende Flüssigkeit im Behälter vorliegt, nicht problemlos angesaugt werden. Beim Ansaugen kann im Saugstutzen der Pumpe ein Druck unterhalb des Lagerdruckes entstehen. Dies führt bei Flüssigerdgas durch Sieden zu einer Dampfbildung und damit zu einem Flüssigkeitsabriss, Ein Ansaugdruck der Pumpe unterhalb des Gleichgewichtsdrucks entsprechend einer Lagertemperatur der kryogenen Flüssigkeit ist demnach nicht möglich.For a pump provided in the container or outside of a container, the state of the cryogenic liquid in the container is critical to pumping, especially with regard to the ability to aspirate the cryogenic liquid. If the pump is used as a fuel pump for an aircraft, the cryogenic liquid such as liquefied natural gas is usually increased to an outlet pressure of more than 40 bar and fed to an aircraft engine. In contrast to kerosene, which is stored far below the boiling point in the aircraft, for example, liquefied natural gas, which is present as a boiling liquid in the container, can not be sucked in easily. During suction, a pressure below the bearing pressure can occur in the suction nozzle of the pump. This results in liquefied natural gas by boiling to a vapor formation and thus to a liquid break, a suction pressure of the pump below the equilibrium pressure corresponding to a storage temperature of the cryogenic liquid is therefore not possible.

Weiterhin ist es erforderlich, eine zuverlässige Versorgung der Pumpe mit kryogener Flüssigkeit sicherzustellen, insbesondere dann wenn die kryogene Flüssigkeit als Treibstoff für ein Flugzeug verwendet wird. Beim Flug sind hierbei insbesondere Turbulenzen oder das Passieren von „Luftlöchern” problematisch, da diese u. a. einen Druckabfall im Behälter bewirken können. Zudem können die äußeren Erschütterungen eine Umwälzung der kryogenen Flüssigkeit im Behälter hervorrufen, so dass eine verlässliche Versorgung der Pumpe beeinträchtigt wird. Als Grenzwert am Boden bei dynamischer Landung kommt es in der Regel zu einer leichten Schwerkraftumkehrung von –0,2 g (g-Kraft). Im Flug bei vertikalen Windböen muss mit erheblichen Schwerkraftumkehrungen bis zu –2,0 g (g-Kraft) gerechnet werden. Wenn die Flüssigkeit kurzfristig nach oben geschleudert wird, befindet sich im unteren Teil des Behälters in diesem Augenblick Gas und keine Flüssigkeit, Die Zeitdauer dieser Vorgänge ist gering und liegt üblicherweise bei einem Bruchteil einer Sekunde. Danach sackt die Flüssigkeit wieder zum Behälterboden.Furthermore, it is necessary to ensure a reliable supply of the cryogenic liquid to the pump, in particular when the cryogenic liquid is used as fuel for an aircraft. In the case of flight, in particular turbulence or the passage of "air holes" are problematical, since these u. a. can cause a pressure drop in the container. In addition, the external shocks can cause a circulation of the cryogenic liquid in the container, so that a reliable supply to the pump is impaired. As a threshold on the ground with dynamic landing, there is usually a slight gravity inversion of -0.2 g (g-force). In flight with vertical gusts of wind, considerable gravity reversals of up to -2.0 g (g-force) must be expected. When the liquid is briefly thrown upwards, there is gas and no liquid in the lower part of the container at that moment. The duration of these processes is small and usually takes a fraction of a second. Then the liquid sank back to the bottom of the container.

Aus der Druckschrift US 2010/0005812 A1 ist eine Vorrichtung zum Aufbereiten und Zuführen von kryogenen Flüssigkeiten zu einem Verbraucher bekannt, die einen Versorgungstank, einen Wärmetauscher und einen Akkumulator umfasst. Der Wärmetauscher wandelt die kryogene Flüssigkeit in ein Gas um, um es einem Verbraucher wie einem Verbrennungsmotor zuzuführen. Ferner kann ein Akkumulator vorgesehen werden, um den Durchfluss der im Wärmetauscher verdampften kryogenen Flüssigkeit zu einem Verbraucher zu regeln. Die Vorrichtung weist jedoch keine Pumpe für die Zuführung der kryogenen Flüssigkeit auf.From the publication US 2010/0005812 A1 For example, a device for processing and supplying cryogenic liquids to a consumer is known, which comprises a supply tank, a heat exchanger and a rechargeable battery. The heat exchanger converts the cryogenic liquid into a gas for delivery to a consumer such as an internal combustion engine. Further, an accumulator may be provided to control the flow of the cryogenic liquid evaporated in the heat exchanger to a consumer. However, the device does not have a pump for supplying the cryogenic liquid.

Aus der Druckschrift US 3,131,713 ist eine Pumpe für kryogene Flüssigkeiten bekannt, die zur Erhöhung der Betriebssicherheit im Inneren eines Behälters angeordnet ist.From the publication US 3,131,713 a cryogenic liquid pump is known, which is arranged to increase the reliability inside a container.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System für eine zuverlässige und effiziente Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit bereitzustellen.The invention has for its object to provide a system for reliable and efficient supply of a cryogenic liquid pump.

Zur Lösung der Aufgabe umfasst das System zur Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit insbesondere als Treibstoff für ein Flugzeug die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.To achieve the object, the system for supplying a cryogenic liquid pump, in particular as fuel for an aircraft, comprises the features of the independent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Zur Lösung der Aufgabe wird eine Puffervorrichtung zwischen dem Behälter zur Lagerung der kryogenen Flüssigkeit und der Pumpe zur Entnahme der kryogenen Flüssigkeit vorgesehen. Die Puffervorrichtung erlaubt eine Zwischenspeicherung der kryogenen Flüssigkeit darin, so dass sowohl Schwankungen der angesaugten kryogenen Flüssigkeit aus dem Behälter als auch Änderungen der Pumpenleistung anhand der Puffervorrichtung ausgeglichen werden können. Auf diese Weise können Störungen in der Versorgung der Pumpe verhindert werden. Insbesondere bei Verwendung der kryogenen Flüssigkeit als Treibstoff für ein Flugzeug, kann so die Betriebssicherheit der Pumpe insbesondere im Fall einer Treibstoffpumpe erhöht werden.To achieve the object, a buffer device is provided between the container for storing the cryogenic liquid and the pump for withdrawing the cryogenic liquid. The buffer device allows buffering of the cryogenic liquid therein so that both fluctuations in the aspirated cryogenic liquid from the container and changes in pump performance from the buffer device can be compensated. In this way, disturbances in the supply of the pump can be prevented. In particular, when using the cryogenic liquid as a fuel for an aircraft, so the reliability of the pump can be increased, especially in the case of a fuel pump.

In einer Ausführung der Erfindung wird eine Einrichtung zur Erhöhung des Behälterinnendrucks vorgesehen. Der erhöhte Behälterinnendruck bewirkt zugleich einen Überdruck der kryogenen Flüssigkeit in der nachgelagerten Puffervorrichtung. Die hiermit in Verbund stehende Entnahmepumpe wird aufgrund des Überdrucks verbessert mit kryogener Flüssigkeit versorgt. Da der Überdruck in der Puffervorrichtung im Wesentlichen gravitationsunabhängig ist, kann so im Besonderen sichergestellt werden, dass bei einer Verwendung des System an Bord eines Flugzeugs Beeinträchtigungen durch Turbulenzen verhindert werden. Der erhöhte Druck im Behälter sowie in der Puffervorrichtung ermöglicht somit verbessert eine sichere, zuverlässige Treibstoffversorgung eines Flugzeugs. Des Weiteren wird ein Sieden der kryogenen Flüssigkeit beim Ansaugen durch die Pumpe vermieden, so dass die Ansaugfähigkeit der kryogenen Flüssigkeit erhöht wird.In one embodiment of the invention, a device for increasing the container internal pressure is provided. The increased internal container pressure also causes an overpressure of the cryogenic liquid in the downstream buffer device. The extraction pump, which is connected in this way, is supplied with cryogenic liquid in an improved way due to the overpressure. Since the overpressure in the buffer device is essentially independent of gravity, it is possible to do so in particular, to ensure that turbulence disturbances are prevented when the system is used on board an aircraft. The increased pressure in the container as well as in the buffer device thus allows improved safe, reliable fuel supply of an aircraft. Furthermore, boiling of the cryogenic liquid upon suction by the pump is avoided, so that the suction capacity of the cryogenic liquid is increased.

Die Einrichtung zur Erhöhung des Behälterinnendrucks kann u. a. einen Verdampfer aufweisen, der beispielsweise einen Teil der gelagerten kryogenen Flüssigkeit zur Druckbeaufschlagung des Behälters verwendet. Alternativ oder ergänzend kann ein komprimiertes Gas insbesondere ein Inertgas wie Argon oder Stickstoff in den Behälter zur Druckbeaufschlagung zugeführt werden. Auf diese Weise kann zweckmäßig ein Überdruck in der Puffervorrichtung erzeugt werden. Es ist zudem vorteilhaft, ein Pufferrohr insbesondere eine spiral- oder wendelförmige Rohrschlange in der Puffervorrichtung vorzusehen. Die kompakte Anordnung insbesondere in Ausgestaltung einer Rohrschlange minimiert den Wärmeeintrag in die Puffervorrichtung. Das Volumen des Pufferrohrs ist bevorzugt so bemessen, dass eine Versorgung der Entnahmepumpe für wenigstens 1 Sekunde, bevorzugt wenigstens 3 Sekunden ermöglicht wird, so dass eine zeitweilige Störung wie ein Druckabfall im Behälter ausreichend kompensiert werden kann. Weiterhin vorteilhaft ist es, eine Entgasungseinrichtung insbesondere vorgelagert zur Entnahmepumpe vorzusehen, und zwar vorzugsweise zwischen Entnahmepumpe und Pufferrohr. Ein Gaspfropfen in der Pufferleitung kann auf diese Weise in die Entgasungseinrichtung entweichen, so dass die Entnahmepumpe vor Beeinträchtigungen der Leistung oder Beschädigungen geschützt wird. Das Gas kann dann durch die vergleichsweise große Oberfläche der kryogenen Flüssigkeit wie LNG in der Entgasungseinrichtung kondensieren, so dass die Entgasungseinrichtung wieder vollständig mit Flüssigkeit gefüllt ist.The device for increasing the internal pressure of the container may u. a. an evaporator, for example, uses a portion of the stored cryogenic liquid for pressurizing the container. Alternatively or additionally, a compressed gas, in particular an inert gas such as argon or nitrogen, can be fed into the container for pressurization. In this way, it is expedient to generate an overpressure in the buffer device. It is also advantageous to provide a buffer tube, in particular a spiral or helical coil in the buffer device. The compact arrangement, in particular in the design of a tube coil minimizes the heat input into the buffer device. The volume of the buffer tube is preferably such that a supply of the removal pump for at least 1 second, preferably at least 3 seconds is made possible, so that a temporary disturbance such as a pressure drop in the container can be sufficiently compensated. It is also advantageous to provide a degassing device in particular upstream of the removal pump, preferably between the removal pump and the buffer tube. A gassing in the buffer line can escape in this way in the degassing, so that the sampling pump is protected against deterioration of performance or damage. The gas can then condense through the comparatively large surface of the cryogenic liquid such as LNG in the degassing device, so that the degassing device is again completely filled with liquid.

In einer weiteren Ausführung weist die Puffervorrichtung einen auslenkbaren Pufferspeicher auf, der ein Zwischenspeichern der kryogenen Flüssigkeit ermöglicht. Der auslenkbare Pufferspeicher ist bevorzugt als flexibler Balg ausgestaltet, um ein veränderliches Volumen umfassen zu können. Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere flexible Membrane vorgesehen werden, die ebenfalls ein Auslenken des Pufferspeichers erlauben. Der Pufferspeicher ist bevorzugt so ausgestaltet, dass keine reibenden Teile für die Auslenkung des Pufferspeichers vorgesehen werden und die Auslenkung verschleißfrei arbeitet. Die Wartungsfreiheit des Pufferspeichers kann so erhöht werden. Der auslenkbare Pufferspeicher trägt dazu bei, dass die kryogene Flüssigkeit unter Druck in der Puffervorrichtung zwischengespeichert werden kann und so eine zuverlässige Versorgung der Entnahmepumpe ermöglicht wird.In a further embodiment, the buffer device has a deflectable buffer memory, which enables a buffering of the cryogenic liquid. The deflectable buffer memory is preferably designed as a flexible bellows in order to be able to include a variable volume. Alternatively or additionally, one or more flexible membranes can be provided, which also allow deflection of the buffer memory. The buffer memory is preferably designed so that no frictional parts are provided for the deflection of the buffer memory and the deflection works wear-free. The freedom from maintenance of the buffer memory can be increased. The deflectable buffer memory helps to ensure that the cryogenic liquid can be intermediately stored under pressure in the buffer device and thus a reliable supply of the removal pump is made possible.

Es ist besonders vorteilhaft, ein oder mehrere elastische Elemente am Pufferspeicher anzuordnen, vorzugsweise derart, dass die Rückstellkräfte der elastischen Elemente zu einem späteren Zeitpunkt als „gespeicherte Energie” zur Verfügung steht. Der Pufferspeicher kann beispielsweise mittels Federn vorgespannt werden, um einen federbelasteten Pufferspeicher zu erhalten. Um einen Rückfluss der kryogenen Flüssigkeit aus dem Pufferspeicher zu verhindern, ist dem Pufferspeicher bevorzugt ein Rückschlagventil vorgelagert. So kann bei Entlastung der elastischen Elemente wie Federn aufgrund der Rückstellkräfte ein Durchfluss der kryogenen Flüssigkeit ausschließlich in Pumpenrichtung erzeugt werden. Bevorzugt ist das Volumen des Pufferspeichers so ausgelegt, dass eine Versorgung der Entnahmepumpe für wenigstens 1 Sekunde, besonders bevorzugt für wenigstens 5 Sekunden, ermöglicht wird, um Störungen wie einem Druckabfall im Behälter ausreichend kompensieren zu können und eine kontinuierliche Versorgung der Entnahmepumpe sicherzustellen.It is particularly advantageous to arrange one or more elastic elements on the buffer memory, preferably in such a way that the restoring forces of the elastic elements are available at a later time as "stored energy". The buffer can be biased by means of springs, for example, to obtain a spring-loaded buffer memory. In order to prevent a backflow of the cryogenic liquid from the buffer memory, the buffer memory is preferably preceded by a check valve. Thus, when relieving the elastic elements such as springs due to the restoring forces, a flow of the cryogenic liquid can be generated exclusively in the pump direction. Preferably, the volume of the buffer memory is designed so that a supply of the sampling pump for at least 1 second, more preferably for at least 5 seconds, is made possible to compensate for disturbances such as a pressure drop in the container sufficient and ensure a continuous supply to the sampling pump.

In einer Ausführung umfasst die Einrichtung zur Erhöhung des Drucks in der Puffervorrichtung eine Vorstufenpumpe. Die Vorstufenpumpe ist vorzugsweise als Niederdruckpumpe für einen Betriebsdruck von nicht mehr als 10 bar ausgelegt. Zwischen Vorstufenpumpe und Pufferspeicher kann zweckmäßig ein Rückschlagventil vorgesehen werden, um einen Rückfluss aus dem Pufferspeicher zu verhindern. Die Vorstufenpumpe fördert die kryogene Flüssigkeit aus dem Behälter bevorzugt unter Druck in die Puffervorrichtung, und zwar insbesondere in den auslenkbaren Pufferspeicher, so dass eine Druckerhöhung der kryogenen Flüssigkeit in der Puffervorrichtung bewirkt wird. Insbesondere durch Vorsehen von elastischen Elementen wie Federn am Pufferspeicher ist es zugleich möglich, den erzeugten Überdruck in der Puffervorrichtung zu speichern, indem die elastischen Elemente beim Befüllen des Pufferspeichers belastet werden. Bei Entlastung der elastischen Elemente beispielsweise durch eine reduzierte Leistung der Vorstufenpumpe oder einer Störung wie dem Ausfall der Vorstufenpumpe bewirken die Rückstellkräfte der elastischen Elemente eine Druckwirkung auf die kryogene Flüssigkeit im Pufferspeicher, so dass der erhöhte Druck in der Puffervorrichtung aufrechterhalten werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, die Vorstufenpumpe für eine Druckerhöhung der kryogenen Flüssigkeit von wenigtens 2 bar auszulegen, um ein effektives Befüllen des Pufferspeicher zu ermöglichen. Beim Vorsehen einer Vorstufenpumpe zur Erhöhung des Drucks in der Puffervorrichtung ist eine Einrichtung zur Erhöhung des Behälterinnendrucks nicht zwingend notwendig.In one embodiment, the means for increasing the pressure in the buffer device comprises a precursor pump. The precursor pump is preferably designed as a low-pressure pump for an operating pressure of not more than 10 bar. Between the precursor pump and the buffer memory, a check valve may expediently be provided to prevent backflow from the buffer reservoir. The precursor pump conveys the cryogenic liquid from the container preferably under pressure into the buffer device, in particular into the deflectable buffer memory, so that an increase in pressure of the cryogenic liquid in the buffer device is effected. In particular, by providing elastic elements such as springs on the buffer memory, it is also possible to store the excess pressure generated in the buffer device by the elastic elements are charged during filling of the buffer memory. When relieving the elastic elements, for example by a reduced performance of the precursor pump or a fault such as the failure of the precursor pump, the restoring forces of the elastic elements cause a pressure effect on the cryogenic liquid in the buffer memory, so that the increased pressure in the buffer device can be maintained. It is particularly advantageous to design the precursor pump for an increase in pressure of the cryogenic liquid of at least 2 bar in order to allow effective filling of the buffer memory. When providing a precursor pump for increasing the pressure in the Buffer device is a device for increasing the container internal pressure is not mandatory.

Konstruktiv vorteilhaft lässt sich die Vorstufenpumpe im Behälter zur Lagerung der kryogenen Flüssigkeit anordnen. Durch die Anordnung im Behälter können aufwendige Dichtungsmaßnahmen entfallen. Des Weiteren können hierdurch Wärmeverluste verringert werden, so dass die thermische Effizienz des Systems erhöht werden kann. Es ist ebenso vorteilhaft, die Entnahmepumpe im Behälter anzuordnen. Des Weiteren kann die Puffervorrichtung insbesondere mit dem auslenkbaren Pufferspeicher in vorteilhafter Weise im Behälter vorgesehen werden. Für die Puffervorrichtung sind dann keine aufwendigen Dichtungsmaßnahmen sowie thermische Isolierungen erforderlich. Es gelingt so eine für kryogene Anwendungen wärmetechnisch besonders effiziente Anordnung, die sich durch ihre kompakte Anordnung insbesondere für den Einsatz an Bord eines Flugzeugs eignet. Ein Behälter bei dem Vorstufenpumpe, Puffervorrichtung und/oder Entnahmepumpe integriert angeordnet ist/sind, kann dann auf besonders einfache Weise in einem Flugzeug nachgerüstet werden, so dass eine einfache Umrüstung von vorhandenen Flugzeugen ermöglicht wird.Constructively advantageous, the precursor pump can be arranged in the container for storage of the cryogenic liquid. Due to the arrangement in the container complex sealing measures can be omitted. Furthermore, heat losses can be reduced thereby, so that the thermal efficiency of the system can be increased. It is also advantageous to arrange the removal pump in the container. Furthermore, the buffer device can be provided in particular advantageously with the deflectable buffer memory in the container in an advantageous manner. For the buffer device then no complex sealing measures and thermal insulation are required. It succeeds so for cryogenic applications thermally particularly efficient arrangement, which is particularly suitable for use on board an aircraft by their compact arrangement. A container in which the pre-stage pump, buffer device and / or removal pump is / are integrated, can then be retrofitted in a particularly simple manner in an aircraft, so that a simple retrofitting of existing aircraft is made possible.

In einer Ausführungsform wird ein mit Gas und/oder Flüssigkeit befüllbarer Druckbehälter zur Druckbeaufschlagung des darin angeordneten auslenkbaren Pufferspeichers vorgesehen. Bevorzugt wird dabei ein extern gelagertes komprimiertes Gas in den Druckbehälter zugeführt, um so die Druckbeaufschlagung regeln zu können. Als Gas für den Druckbehälter wird vorzugsweise ein Gas verwendet, welches bei dem Betriebsdruck und den Betriebstemperaturen nicht kondensiert. Als bevorzugtes Gas wird Stickstoff verwendet, wobei auch Gase wie Helium, Argon und Wasserstoff verwendet werden können. Der Druckbehälter weist bevorzugt keinen oder nur einen geringen Überdruck im Vergleich zum Innendruck des Pufferspeichers auf, da der Innendruck des Pufferspeichers ausgehend von der Vorstufenpumpe nahezu identisch ist zum beaufschlagten Druck im Druckbehälter, Der Druckbehälter mit auslenkbaren Pufferspeicher kann auch außerhalb des Behälters zur Lagerung der kryogenen Flüssigkeit angeordnet werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Entnahmepumpe ebenfalls außerhalb des Behälters vorgesehen wird.In one embodiment, a pressure vessel which can be filled with gas and / or liquid is provided for pressurizing the deflectable buffer store arranged therein. Preferably, an externally stored compressed gas is fed into the pressure vessel so as to be able to regulate the pressurization. As gas for the pressure vessel, a gas is preferably used which does not condense at the operating pressure and the operating temperatures. Nitrogen is used as the preferred gas, although gases such as helium, argon and hydrogen can also be used. The pressure vessel preferably has no or only a slight overpressure in comparison to the internal pressure of the buffer memory, since the internal pressure of the buffer memory, starting from the precursor pump is almost identical to the applied pressure in the pressure vessel, the pressure vessel with deflectable buffer memory can also outside the container for the storage of cryogenic Liquid can be arranged. This is particularly advantageous if the removal pump is also provided outside the container.

Um wärmetechnische Verluste der Systemkomponenten zu minimieren, sind in einer Ausführung ein oder mehrere Behälter, Pumpen und/oder Leitungen zum Lagern, Fördern oder Transportieren der kryogenen Flüssigkeit mehrwandig aufgebaut sind, vorzugsweise derart, dass ein Kühlmittel in einer Wandschicht geführt werden kann. Bevorzugt sind die außenliegenden Komponenten wie Verbindungsrohre, Pumpen, Behälter mit einer zusätzlichen Kühlung versehen. Diese umfasst vorzugsweise ein Kältemittel, welches zwischen einer Isolierung und einer Komponente geführt wird. Die Isolierung ist in diesem Fall bevorzugt als Vakuumisolierung ausgeführt, um eine effiziente Kühlung zu erreichen. Zwischen Vakuumisolierung und der Komponentenwandung wird vorzugsweise ein geschlossener Raum bereitgestellt, der zur Führung des Kältemittels dient. Als Kältemittel wird bevorzugt ein Gas eingesetzt, so dass eine schnellere und gleichmäßigere Kühlmittelverteilung als bei Flüssigkeiten erzielt werden kann. Die Temperatur des Kältemittels wird insbesondere unterhalb der Lagertemperatur der kryogenen Flüssigkeit wie Flüssigerdgas eingestellt. So kann eine Dampfbildung auch dann verhindert werden, wenn keine kryogene Flüssigkeit in der Systemkomponenten vorhanden ist bzw. gefördert wird. Das Gesamtsystem bleibt auf diese Weise jederzeit betriebsbereit. Duch die Vakuumisolierung sind die erforderlichen Kälteleistungen sehr niedrig und es kann eine einfache Kälteanlage beispielsweise beruhend auf Gasentspannung vorzugsweise mit Stickstoff eingesetzt werden.To minimize thermal losses of the system components, in one embodiment, one or more containers, pumps and / or lines for storing, conveying or transporting the cryogenic liquid are constructed multi-walled, preferably such that a coolant can be guided in a wall layer. Preferably, the external components such as connecting pipes, pumps, containers are provided with an additional cooling. This preferably comprises a refrigerant, which is guided between an insulation and a component. The insulation in this case is preferably designed as a vacuum insulation in order to achieve efficient cooling. Between vacuum insulation and the component wall, a closed space is preferably provided, which serves to guide the refrigerant. As a refrigerant gas is preferably used, so that a faster and more uniform distribution of coolant than in liquids can be achieved. The temperature of the refrigerant is adjusted in particular below the storage temperature of the cryogenic liquid such as liquefied natural gas. Thus, vapor formation can be prevented even if no cryogenic liquid is present in the system components or is promoted. The entire system thus remains ready for operation at any time. Duch the vacuum insulation, the required cooling capacities are very low and it can be a simple refrigeration system, for example, based on gas relaxation, preferably used with nitrogen.

Es ist weiterhin vorteilhaft einen Frequenzumrichter am Antrieb der Vorstufenpumpe zur Drehzahlregelung vorzusehen. Der Frequenzumrichter ist bevorzugt geeignet, in Abhängigkeit vom Druck an der Saugseite der Pumpe zur Entnahme der kryogenen Flüssigkeit betrieben zu werden. Hierfür wird vorzugsweise eine Messeinrichtung für den Druck an der Saugseite der Entnahmepumpe vorgesehen. Die Messeinrichtung kann zur Ansteuerung des Frequenzumrichters eine Druckregelung umfassen. Es gelingt so, an der Saugseite der Entnahmepumpe in gezielter Weise einen Druck einzustellen, so dass eine anforderungsgerechte Versorgung der Entnahmepumpe ermöglicht wird. Besonders vorteilhaft ist es, den Druck in der Puffervorrichtung insbesondere an der Saugseite der Entnahmepumpe wenigstens 2 bar, beispielsweise 3 bis 6 bar über dem Behälterinnendruck einzustellen.It is also advantageous to provide a frequency converter on the drive of the precursor pump for speed control. The frequency converter is preferably adapted to be operated in response to the pressure on the suction side of the pump for removal of the cryogenic liquid. For this purpose, a measuring device for the pressure on the suction side of the removal pump is preferably provided. The measuring device may include a pressure control for controlling the frequency converter. It is thus possible to set a pressure on the suction side of the removal pump in a targeted manner, so that a demand-adequate supply of the removal pump is made possible. It is particularly advantageous to set the pressure in the buffer device, in particular on the suction side of the removal pump, to at least 2 bar, for example 3 to 6 bar, above the container internal pressure.

Es ist zudem vorteilhaft, einen Frequenzumrichter am Antrieb der Entnahmepumpe zur Drehzahlregelung vorzusehen. Der Frequenzumrichter ist bevorzugt geeignet, in Abhängigkeit vom Durchfluss am Ausgang der Entnahmepumpe betrieben zu werden. Hierfür wird bevorzugt eine Messeinrichtung für den Durchfluss am Ausgang der Entnahmepumpe vorgesehen. Die Messeinrichtung kann zur Ansteuerung des Frequenzumrichters eine Durchfluss-Anzeige-Regelung umfassen. Auf diese Weise kann für die Entnahme der kryogenen Flüssigkeit aus dem Behälter ein gewünschter Durchfluss eingestellt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer Entnahme der kryogenen Flüssigkeit als Treibstoff für ein Flugzeug. Hierbei kann die Durchfluss-Anzeige-Regelung auch durch eine Kraftstoffregelung des Flugzeugtriebwerks eingestellt werden, welche insbesondere im Cockpit des Flugzeugs vorgesehen ist.It is also advantageous to provide a frequency converter on the drive of the sampling pump for speed control. The frequency converter is preferably suitable to be operated as a function of the flow at the outlet of the removal pump. For this purpose, a measuring device for the flow is preferably provided at the outlet of the removal pump. The measuring device may comprise a flow rate display control for controlling the frequency converter. In this way, a desired flow can be adjusted for the removal of the cryogenic liquid from the container. This is particularly advantageous when removing the cryogenic liquid as fuel for an aircraft. In this case, the flow rate control can also by a fuel control of the Aircraft can be adjusted, which is provided in particular in the cockpit of the aircraft.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems, 1 a schematic representation of a system according to the invention,

2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform, 2 a schematic representation of another embodiment,

3 eine Detailansicht eines Pufferspeichers und 3 a detail view of a cache and

4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform. 4 a schematic representation of another embodiment.

Das System zur Versorgung einer Pumpe umfasst gemäß 1 einen Behälter 1 zur Lagerung von Flüssigerdgas 2, das mittels einer Entnahmepumpe 8 insbesondere als Treibstoff für ein Flugzeug zu einem Verbraucher wie einem Flugzeugtriebwerk zugeführt wird. Der Behälter 1 ist vorzugsweise als druckfester Tank ausgeführt und weist zweckmäßig eine Isolierungsschicht als Schutz vor eindringender Wärme aus der Umgebung auf. Über dem Flüssigerdgas 2 befindet sich eine Gasphase 3 des Flüssigerdgases 2, welche insbesondere verdampftes Flüssigerdgas, also „Boil-Off-Gas” aufnehmen kann. Im oberen Bereich des Behälters 1 kann eine Zuführungsleitung 4 vorgesehen werden. Diese kann einerseits zur Befüllung des Behälters 1 mit Flüssigerdgas 2 dienen. Des Weiteren kann über diese Zuführungsleitung 4 ein Gas oder Dampfgemisch zugeführt werden, um den Innendruck des Behälters 1 zu erhöhen und so einen Überdruck im Behälter 1 zu erreichen. Als Gas kann beispielsweise ein Inertgas wie Stickstoff oder Argon verwendet werden. Es ist auch möglich, verdampftes LNG zur Druckbeaufschlagung des Behälters 1 zu verwenden, welches vorzugsweise aus dem Behälter selbst gespeist wird. Die Entnahmepumpe 8 ist bevorzugt eine Hochdruckpumpe mit einem Betriebsdruck von wenigstens 40 bar, um die kryogene Flüssigkeit insbesondere als verdichteten Treibstoff für ein Flugzeug zu verwenden. Der Antrieb der Entnahmepumpe 8 kann elektrisch oder pneumatisch beispielsweise mittels komprimierter Luft wie z. B. Zapfluft aus einem Flugzeugtriebwerk erfolgen.The system for supplying a pump comprises according to 1 a container 1 for the storage of liquefied natural gas 2 , by means of a removal pump 8th especially as fuel for an aircraft is supplied to a consumer such as an aircraft engine. The container 1 is preferably designed as a pressure-resistant tank and expediently has an insulating layer as protection against penetrating heat from the environment. Above the liquefied natural gas 2 there is a gas phase 3 of the liquefied natural gas 2 , which can absorb in particular evaporated liquefied natural gas, so "boil-off gas". In the upper part of the container 1 can be a supply line 4 be provided. This can on the one hand to fill the container 1 with liquefied natural gas 2 serve. Furthermore, it can be connected via this supply line 4 a gas or vapor mixture can be supplied to the internal pressure of the container 1 to increase and so an overpressure in the container 1 to reach. As the gas, for example, an inert gas such as nitrogen or argon can be used. It is also possible to vaporize LNG to pressurize the container 1 to be used, which is preferably fed from the container itself. The extraction pump 8th Preferably, a high-pressure pump with an operating pressure of at least 40 bar, in order to use the cryogenic liquid in particular as a compressed fuel for an aircraft. The drive of the extraction pump 8th can be electrically or pneumatically, for example by means of compressed air such. B. bleed air from an aircraft engine.

Die Puffervorrichtung umfasst gemäß 1 ein Pufferrohr 5 und eine Entgasungeinrichtung beispielsweise einen Entgasungsbehälter 6. Pufferrohr 5 und Entgasungsbehälter 6 weisen bevorzugt eine zusätzliche Kühlung wie Vakuumisolierung 25 und Kältemittel 26 auf, um einen Wärmeeintrag in die Puffervorrichtung zu verhindern. Das Pufferrohr 5 ist bevorzugt als Rohrschlange ausgestaltet, so dass in kompakter Weise ein Puffervolumen in der Puffervorrichtung vorgehalten werden kann. Die Dimensionen des Pufferrohrs 5 insbesondere Durchmesser und Länge sind für eine gewünschte Pufferzeit ausgelegt, um eine zuverlässige Versorgung der Entnahmepumpe 8 zu ermöglichen. Der Entgasungsbehälter 6 kann als druckfeste Hohlkugel ausgestaltet werden. Das Volumen des Entgasungsbehälters 6 ist bevorzugt an das Volumen des Pufferrohrs 5 angepasst, um eine entsprechend ausreichende Entgasung sicherzustellen. Die Befüllung des Entgasungsbehälters 6 kann im oberen Bereich des Behälters vorgesehen werden, während die Entnahme aus dem Entgasungsbehälter 6 aus dem unteren Bereich erfolgt. Gasförmige Anteile in der kryogenen Flüssigkeit insbesondere Gasblasen, welche beispielsweise durch Turbulenzen in die Puffervorrichtung gefördert wurden, können so im Entgasungsbehälter 1 getrennt werden. Die nachgelagerte Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8 weist somit weitesgehend keine gasförmigen Anteile in der kryogenen Flüssigkeit auf. Dies ist insbesondere vorteilhaft beim Einsatz des Systems an Bord eines Flugzeugs, wo aufgrund von Turbulenzen das Ansaugen von gasförmigen Anteilen in die Puffervorrichtung nicht ausgeschlossen werden kann. Der vor die Entnahmepumpe 8 geschaltete Entgasungsbehälter 6 schützt die Entnahmepumpe somit vor Beeinträchtigungen der Leistung und Pumpenschäden.The buffer device comprises according to 1 a buffer tube 5 and a degassing device, for example a degassing tank 6 , buffer tube 5 and degassing tank 6 preferably have additional cooling such as vacuum insulation 25 and refrigerants 26 on to prevent heat input into the buffer device. The buffer tube 5 is preferably designed as a pipe coil, so that in a compact manner a buffer volume can be kept in the buffer device. The dimensions of the buffer tube 5 in particular diameter and length are designed for a desired buffer time to provide reliable supply to the sampling pump 8th to enable. The degassing tank 6 can be configured as a pressure-resistant hollow sphere. The volume of the degassing tank 6 is preferred to the volume of the buffer tube 5 adapted to ensure a sufficiently adequate degassing. The filling of the degassing tank 6 may be provided in the upper region of the container while the removal from the degassing 6 from the lower area. Gaseous fractions in the cryogenic liquid, in particular gas bubbles which have been conveyed for example by turbulence into the buffer device, can thus be present in the degassing vessel 1 be separated. The downstream suction side 7 the extraction pump 8th thus has largely no gaseous components in the cryogenic liquid. This is particularly advantageous when using the system on board an aircraft, where due to turbulence, the suction of gaseous portions in the buffer device can not be excluded. The one in front of the withdrawal pump 8th switched degassing tank 6 protects the sampling pump from impairments of performance and pump damage.

In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Puffervorrichtung gemäß 2 eine Vorstufenpumpe 9 und einen auslenkbaren Pufferspeicher 11. Die Vorstufenpumpe 9 kann ebenso wie die Entnahmepumpe 8 unmittelbar im Inneren des Behälters 1 zur Lagerung der kryogenen Flüssigkeit angeordnet werden, um eine wärmetechnisch vorteilhafte Anordnung zu ermöglichen. Die Vorstufenpumpe 9 ist bevorzugt als Niederdruckpumpe ausgelegt, vorzugsweise für einen Betriebsdruck von nicht mehr als 10 bar. Die Vorstufenpumpe 9 erzeugt insbesondere beim Fördern der kryogenen Flüssigkeit in die Puffervorrichtung eine Druckerhöhung, so dass die Puffervorrichtung im Vergleich zum Behälter 1 einen Überdruck aufweist. Der Pufferspeicher 11 ist auslenkbar ausgestaltet beispielsweise mittels elastischer Elemente wie Federn, um ein Speichern des Flüssigerdgases unter Druck zu ermöglichen. Die Auslenkung des Pufferspeichers 11 erfolgt dabei vorzugsweise reibungsfrei. Um einen Rückfluss aus dem Pufferspeicher 11 zu verhindern, kann zwischen Vorstufenpumpe 9 und Pufferspeicher 11 ein Rückschlagventil 10 vorgesehen werden. Es gelingt so, einen Überdruck an der Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8 aufrechtzuerhalten, so dass insbesondere auch bei einem Ausfall der Vorstufenpumpe 9 aufgrund der gespeicherten Energie eine zuverlässige Versorgung der Entnahmepumpe 8 ermöglicht wird. Dies ist besonders vorteilhaft bei der Entnahme von Flüssigerdgas als Treibstoff für ein Flugzeug, um beispielsweise einen Notbetrieb der Treibstoffversorgung zu gewährleisten.In a further embodiment, the buffer device according to 2 a pre-stage pump 9 and a deflectable buffer memory 11 , The pre-stage pump 9 can as well as the extraction pump 8th immediately inside the container 1 be arranged for storage of the cryogenic liquid to allow a thermally advantageous arrangement. The pre-stage pump 9 is preferably designed as a low-pressure pump, preferably for an operating pressure of not more than 10 bar. The pre-stage pump 9 In particular, when conveying the cryogenic liquid into the buffer device generates a pressure increase, so that the buffer device compared to the container 1 has an overpressure. The cache 11 is deflectable designed, for example, by means of elastic elements such as springs to allow storage of the liquefied natural gas under pressure. The deflection of the buffer tank 11 takes place without friction. To return a reflux from the buffer 11 To prevent, can between precursor pump 9 and cache 11 a check valve 10 be provided. It succeeds so, an overpressure on the suction side 7 the extraction pump 8th maintain, so that in particular in case of failure of the precursor pump 9 due to the stored energy a reliable supply to the sampling pump 8th is possible. This is particularly advantageous in the removal of liquefied natural gas as fuel for an aircraft For example, to ensure emergency operation of the fuel supply.

Die Vorstufenpumpe 9 sowie die Entnahmepumpe 8 können zur Drehzahlregelung des jeweiligen Pumpenantriebs einen Frequenzumrichter 12/14 aufweisen. Dieser ist insbesondere dafür ausgestaltet, Werte einer Messeinrichtung beispielsweise für Druck oder Durchfluss zu verarbeiten. Um einen gewünschten Druck an der Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8 einzustellen, ist vorzugsweise eine Messeinrichtung für den Druck, beispielsweise in Form einer Druckregelung 13, vorgesehen. Diese kann zweckmäßig mit dem Frequenzumrichter 12 der Vorstufenpumpe 9 verbunden sein. Dies ermöglicht es, die Vorstufenpumpe 9 in Abhängigkeit vom Druck an der Saugseite 7 zu betreiben. Besonders vorteilhaft ist es, den Druck an der Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8 wenigstens 2 bar, bevorzugt nicht mehr als 6 bar, über dem Innendruck des Behälters 1 zur Lagerung des Flüssigerdgases 2 einzustellen. Die Druckdifferenz zwischen dem Behälter 1 und der Puffervorrichtung, insbesondere der Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8, kann so anforderungsgerecht geregelt werden, um in der Puffervorrichtung ausreichend Energie zur Verwendung zu einem späteren Zeitpunkt bereitzustellen.The pre-stage pump 9 as well as the removal pump 8th For the speed control of the respective pump drive, a frequency converter can be used 12 / 14 exhibit. This is in particular designed to process values of a measuring device, for example, for pressure or flow. To get a desired pressure on the suction side 7 the extraction pump 8th is preferably a measuring device for the pressure, for example in the form of a pressure control 13 , intended. This can be useful with the frequency converter 12 the precursor pump 9 be connected. This allows the pre-stage pump 9 depending on the pressure on the suction side 7 to operate. It is particularly advantageous, the pressure on the suction side 7 the extraction pump 8th at least 2 bar, preferably not more than 6 bar, above the internal pressure of the container 1 for storage of the liquefied natural gas 2 adjust. The pressure difference between the container 1 and the buffer device, in particular the suction side 7 the extraction pump 8th , can be controlled as required to provide sufficient energy in the buffer device for use at a later time.

Am Ausgang der Entnahmepumpe 8, und zwar an der Druckseite der Entnahmepumpe 8, kann eine Messeinrichtung für den Durchfluss, beispielsweise in Form einer Durchflussregelung 15, vorgesehen werden. Diese kann zweckmäßig mit dem Frequenzumrichter 14 der Entnahmepumpe 8 verbunden sein. Dies ermöglicht es, die Entnahmepumpe 8 in Abhängigkeit vom Durchfluss am Ausgang der Entnahmepumpe 8 zu betreiben. Die Durchflussregelung 15 kann insbesondere als Kraftstoffregelung für ein Flugzeugtriebwerk verwendet werden. Zu diesem Zweck kann die benötigte Treibstoffzufuhr, also die Durchflussregelung 15, vom Cockpit eines Flugzeugs eingestellt werden.At the exit of the withdrawal pump 8th , on the pressure side of the sampling pump 8th , may be a measuring device for the flow, for example in the form of a flow control 15 be provided. This can be useful with the frequency converter 14 the extraction pump 8th be connected. This allows the sampling pump 8th depending on the flow at the outlet of the sampling pump 8th to operate. The flow control 15 can be used in particular as a fuel control for an aircraft engine. For this purpose, the required fuel supply, so the flow control 15 , to be set from the cockpit of an airplane.

3 verdeutlicht eine Detailansicht eines Pufferspeichers 11 gemäß 2. Der Pufferspeicher 11 kann eine Deckplatte 19 und eine Bodenplatte 20 aufweisen, die mittels Stangen 21 verbunden sind. Innerhalb des Pufferspeichers 11 kann ein Pufferbalg 17 angeordnet werden, der ein auslenkbares und daher veränderbares Puffervolumen umschließt. Am oberen Ende des Pufferbalgs 17 können Federn 18 vorgesehen werden, die wiederum an der Deckplatte 19 fixiert sind, um bei Auslenkung des Pufferbalgs 17 eine Belastung der Federn zu erreichen. Die belasteten Federn ermöglichen so eine Energiespeicherung, so dass die gespeicherte Energie zu einem späteren Zeitpunkt zur Verfügung steht. Die Auslenkung des Pufferbalgs 17 erfolgt im Wesentlichen reibungsfrei. Die Befüllleitung 22 des Pufferspeichers 11 ist bevorzugt am unteren Ende angeordnet. Es ist zudem vorteilhaft, die Entnahmeleitung 23 am oberen Ende anzuordnen, um eine lineare Strömung im Pufferbalg 17 zu erhalten. Vorzugsweise weist der Pufferspeicher 11 ein flexibles Spiralrohr 24 an der Entnahmeleitung 23 auf, so dass die Auslenkung des Pufferbalgs 17 durch das flexible Spiralrohr 24 ausgeglichen werden kann. Das flexible Spiralrohr 24 kann schließlich mit der Saugseite 7 der Entnahmepumpe 8 in Verbindung stehen. Die Federn 18 sind vorzugsweise so ausgelegt, dass durch die Rückstellkräfte ein Druck im Pufferspeicher 11 von wenigstens 2 bar, bevorzugt nicht mehr als 6 bar, über den Innendruck des Behälters 1 erzeugt werden kann. 3 illustrates a detailed view of a buffer memory 11 according to 2 , The cache 11 can be a cover plate 19 and a bottom plate 20 have, by means of rods 21 are connected. Inside the cache 11 can a buffer bellows 17 can be arranged, which encloses a deflectable and therefore changeable buffer volume. At the upper end of the buffer bellows 17 can springs 18 be provided, in turn, on the cover plate 19 are fixed to at deflection of the buffer bellows 17 to achieve a load on the springs. The loaded springs thus enable energy storage, so that the stored energy is available at a later time. The deflection of the buffer bellows 17 is essentially frictionless. The filling line 22 of the buffer memory 11 is preferably arranged at the lower end. It is also advantageous, the sampling line 23 to arrange at the upper end to a linear flow in the buffer bellows 17 to obtain. Preferably, the buffer memory 11 a flexible spiral tube 24 at the sampling line 23 on, so that the deflection of the buffer bellows 17 through the flexible spiral tube 24 can be compensated. The flexible spiral tube 24 finally can with the suction side 7 the extraction pump 8th keep in touch. The feathers 18 are preferably designed so that by the restoring forces a pressure in the buffer memory 11 of at least 2 bar, preferably not more than 6 bar, above the internal pressure of the container 1 can be generated.

Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß 4 wird ein mit Gas befüllbarer Druckbehälter 27 als Energiespeicher für die Puffervorrichtung verwendet. Der auslenkbare Pufferspeicher 11 in Form eines Pufferbalgs 17 ist hierbei im Inneren des Druckbehälters 27 angeordnet. Die Regelung der Vorstufenpumpe 9 und der Entnahmepumpe 8 erfolgt vorzugsweise wie zuvor beschrieben. Da die Federkraft durch Gasdruck ersetzt wird, ist eine Druckregelung 30 des in den Druckbehälter 27 zugeführten Gases erforderlich. Das komprimierte Gas wird bevorzugt in einem separaten Vorratsbehälter 28 vorgehalten, und zwar vorzugsweise unter hohem Druck. Mittels eines Regelventils 29 kann das in den Druckbehälter zugeführte Gas auf den gewünschten Druck reduziert werden, um so als gespeicherte Energie zur Verfügung zu stehen. Um das Volumen des Pufferspeichers 11 beispielsweise eines Pufferbalgs 17, effizient zu nutzen, wird der Innendruck im Druckbehälter 27 vorzugsweise geringfügig unterhalb des Innendrucks des Pufferbalgs 17 eingestellt. Der Innendruck des Pufferbalgs 17 entspricht dabei im Wesentlichen den durch die Vorstufenpumpe 9 erzeugten Druck, der mittels einer Druckregelung 13, nachgeschaltet zur Vorstufenpumpe 9, ermittelt werden kann. Die Druckregelung 30 des Druckbehälters 27 erfolgt vorteilhafter Weise als Differenzdruckregelung zwischen Vorstufenpumpendruck, ermittelt durch Druckregelung 13, und Innendruck im Druckbehälter 27, ermittelt durch Druckregelung 30. Alternativ oder ergänzend kann die Befüllung des Pufferbalgs 17 durch eine Niveauregelung 31 eingestellt werden, die wiederum den Innendruck des Druckbehälters 27 mittels Druckregelung 30 einstellt oder den Vorstufenpumpendruck durch Druckregelung 13 beeinflusst.In a further embodiment according to 4 becomes a gas-filled pressure vessel 27 used as energy storage for the buffer device. The deflectable buffer 11 in the form of a buffer bellows 17 is here inside the pressure vessel 27 arranged. The regulation of the pre-stage pump 9 and the withdrawal pump 8th is preferably as previously described. Since the spring force is replaced by gas pressure, is a pressure control 30 in the pressure vessel 27 supplied gas required. The compressed gas is preferably in a separate reservoir 28 held, and preferably under high pressure. By means of a control valve 29 For example, the gas supplied to the pressure vessel can be reduced to the desired pressure so as to be available as stored energy. To the volume of the buffer 11 for example, a buffer bellows 17 To use efficiently, the internal pressure in the pressure vessel 27 preferably slightly below the internal pressure of the buffer bellows 17 set. The internal pressure of the buffer bellows 17 This corresponds essentially to that of the precursor pump 9 generated pressure by means of a pressure control 13 , downstream of the pre-stage pump 9 , can be determined. The pressure control 30 of the pressure vessel 27 takes place advantageously as differential pressure control between precursor pump pressure, determined by pressure control 13 , and internal pressure in the pressure vessel 27 , determined by pressure control 30 , Alternatively or additionally, the filling of the buffer bellows 17 by a level control 31 are set, in turn, the internal pressure of the pressure vessel 27 by means of pressure regulation 30 or the precursor pump pressure by pressure control 13 affected.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Behältercontainer
22
FlüssigerdgasLNG
33
Gasphase von 2 Gas phase of 2
44
Zuführungsleitungfeed pipe
55
Pufferrohrbuffer tube
66
Entgasungsbehälterdegassing
77
Saugseite von 8 Suction side of 8th
88th
Entnahmepumpewithdrawal pump
9 9
Vorstufenpumpeprecursor pump
1010
Rückschlagventilcheck valve
1111
Pufferspeicherbuffer memory
1212
Frequenzumrichter für 9 Frequency converter for 9
1313
Druckregelung von 9 Pressure control of 9
1414
Frequenzumrichter für 8 Frequency converter for 8th
1515
Durchflussregelung von 8 Flow control of 8th
1616
Austrag von 2 Discharge of 2
1717
PufferbalgPufferbalg
1818
Federfeather
1919
Deckplattecover plate
2020
Bodenplattebaseplate
2121
Stangepole
2222
Befüllleitungfilling line
2323
Entnahmeleitungwithdrawal line
2424
Spiralrohrspiral pipe
2525
Vakuumisolierungvacuum insulation
2626
Kältemittelrefrigerant
2727
Druckbehälterpressure vessel
2828
Vorratsbehälter für GasReservoir for gas
2929
Regelventil für GaszuführungControl valve for gas supply
3030
Druckregelung von 27 Pressure control of 27
3131
Niveauregelung von 17 Level control of 17

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2010/0005812 A1 [0005] US 2010/0005812 Al [0005]
  • US 3131713 [0006] US 3131713 [0006]

Claims (14)

System zur Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit insbesondere als Treibstoff für ein Flugzeug, mit einem Behälter (1) zur Lagerung einer kryogenen Flüssigkeit, einer Pumpe (8) zur Entnahme der kryogenen Flüssigkeit aus dem Behälter, gekennzeichnet durch eine zwischen Behälter und Pumpe geschaltete Puffervorrichtung,System for supplying a cryogenic liquid pump, in particular as fuel for an aircraft, with a container ( 1 ) for storing a cryogenic liquid, a pump ( 8th ) for removing the cryogenic liquid from the container, characterized by a buffer device connected between container and pump, System nach dem vorhergehenden Anspruch, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Erhöhung des Behälterinnendrucks und/oder des Drucks in der Puffervorrichtung.System according to the preceding claim, characterized by a device for increasing the internal pressure of the container and / or the pressure in the buffer device. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Puffervorrichtung ein Pufferrohr (5) umfasst, welches vorzugsweise als spiral- oder wendelförmige Rohrschlange ausgeführt ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer device comprises a buffer tube ( 5 ), which is preferably designed as a spiral or helical coil. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Entgasungseinrichtung (6), die insbesondere zwischen Pumpe (8) und Pufferrohr (5) geschaltet ist.System according to one of the preceding claims, characterized by a degassing device ( 6 ), in particular between pump ( 8th ) and buffer tube ( 5 ) is switched. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Puffervorrichtung einen auslenkbaren Pufferspeicher (11) umfasst, der insbesondere reibungsfrei arbeitet.System according to one of the preceding claims, characterized in that the buffer device comprises a deflectable buffer memory ( 11 ), which in particular works without friction. System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am oder im Pufferspeicher (11) ein oder mehrere elastische Elemente (18) angeordnet sind, vorzugsweise derart, dass die Rückstellkräfte der elastischen Elemente (18) einen Druck auf die kryogene Flüssigkeit im Pufferspeicher zu erzeugen vermögen.System according to the preceding claim, characterized in that on or in the buffer memory ( 11 ) one or more elastic elements ( 18 ) are arranged, preferably such that the restoring forces of the elastic elements ( 18 ) be able to generate a pressure on the cryogenic liquid in the buffer memory assets. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erhöhung des Drucks in der Puffervorrichtung eine Vorstufenpumpe (9) umfasst, die insbesondere den auslenkbaren Pufferspeicher (11) unter Druck zu befüllen vermag.System according to one of the preceding claims, characterized in that the device for increasing the pressure in the buffer device comprises a precursor pump ( 9 ), in particular the deflectable buffer memory ( 11 ) to fill under pressure. System nach einem der Ansprüche 5–7, gekennzeichnet durch einen mit Gas und/oder Flüssigkeit befüllbaren Druckbehälter (27) zur Druckbeaufschlagung des darin angeordneten auslenkbaren Pufferspeichers (11), vorzugsweise derart, dass ein komprimiertes Gas in den Druckbehälter zugeführt werden kann.System according to one of claims 5-7, characterized by a gas container and / or liquid-filled pressure vessel ( 27 ) for pressurizing the deflectable buffer memory ( 11 ), preferably such that a compressed gas can be supplied to the pressure vessel. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (8) zur Entnahme der kryogenen Flüssigkeit, die Vorstufenpumpe (9) und/oder die Puffervorrichtung im Behälter angeordnet ist/sind.System according to one of the preceding claims, characterized in that the pump ( 8th ) for withdrawing the cryogenic liquid, the precursor pump ( 9 ) and / or the buffer device is / are arranged in the container. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung für den Druck an der Saugseite (7) der Pumpe (8) und/oder eine Messeinrichtung für den Durchfluss am Ausgang der Pumpe (8), vorzugsweise derart, dass die Pumpe (8) und/oder die Vorstufenpumpe (9) angesteuert werden kann/können.System according to one of the preceding claims, characterized by a measuring device for the pressure on the suction side ( 7 ) of the pump ( 8th ) and / or a measuring device for the flow at the outlet of the pump ( 8th ), preferably such that the pump ( 8th ) and / or the precursor pump ( 9 ) can / can be controlled. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Vorstufenpumpe (9) einen Frequenzumrichter (12) umfasst, welcher insbesondere in Abhängigkeit vom Druck an der Saugseite (7) der Pumpe (8) betrieben werden kann.System according to one of the preceding claims, characterized in that the drive of the precursor pump ( 9 ) a frequency converter ( 12 ), which in particular in dependence on the pressure on the suction side ( 7 ) of the pump ( 8th ) can be operated. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Pumpe (8) einen Frequenzumrichter (14) umfasst, welcher insbesondere in Abhängigkeit vom Durchfluss am Ausgang der Pumpe (8) betrieben werden kann.System according to one of the preceding claims, characterized in that the drive of the pump ( 8th ) a frequency converter ( 14 ), which in particular depends on the flow at the outlet of the pump ( 8th ) can be operated. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Behälter, Pumpen und/oder Leitungen zum Lagern, Fördern oder Transportieren der kryogenen Flüssigkeit mehrwandig aufgebaut sind, vorzugsweise derart, dass ein Kühlmittel in einer Wandschicht geführt werden kann.System according to one of the preceding claims, characterized in that one or more containers, pumps and / or lines for storing, conveying or transporting the cryogenic liquid are constructed multi-walled, preferably such that a coolant can be guided in a wall layer. Flugzeug mit einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Versorgung einer Pumpe mit kryogener Flüssigkeit insbesondere Flüssigerdgas als Treibstoff für das Flugzeug.Aircraft with a system according to one of the preceding claims for supplying a pump with cryogenic liquid, in particular liquefied natural gas as fuel for the aircraft.
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