DE102021101340A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit Download PDF

Info

Publication number
DE102021101340A1
DE102021101340A1 DE102021101340.2A DE102021101340A DE102021101340A1 DE 102021101340 A1 DE102021101340 A1 DE 102021101340A1 DE 102021101340 A DE102021101340 A DE 102021101340A DE 102021101340 A1 DE102021101340 A1 DE 102021101340A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure
gas
container
inlet
line
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.)
Granted
Application number
DE102021101340.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102021101340B4 (de
Inventor
Richard Trott
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.)
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Original Assignee
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
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 IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr filed Critical IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority to DE102021101340.2A priority Critical patent/DE102021101340B4/de
Priority to PCT/DE2022/100056 priority patent/WO2022156859A1/de
Publication of DE102021101340A1 publication Critical patent/DE102021101340A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102021101340B4 publication Critical patent/DE102021101340B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F17C7/00Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • 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
    • F17C1/00Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • 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
    • F17C2201/00Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05Size
    • F17C2201/056Small (<1 m3)
    • 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
    • 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
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • 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
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0157Compressors
    • 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
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/066Fluid distribution for feeding engines for propulsion

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 eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit, welche mindestens zwei Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) aufweist.Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung mindestens eine Hochdruckerzeugungseinheit (4), mindestens einen ersten Pufferspeicher (2) und mindestens einen zweiten Pufferspeicher (3) auf.Ein erster Einlass (14) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) ist mit mindestens einem Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) verbindbar.Ein zweiter Einlass (15) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) ist mit mindestens einem zu entleerenden Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) verbindbar.Ein erster Auslass (16) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) ist mit dem mindestens einen ersten Pufferspeicher (2) verbindbar.Ein zweiter Auslass (18) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) ist mit dem mindestens einen zweiten Pufferspeicher (3) verbindbar.Zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck des mindestens einen Gasdruckbehälters (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) wird die Hochdruckerzeugungseinheit (4) verwendet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit, welche mindestens zwei Gasdruckbehälter aufweist gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und 5.
  • Stand der Technik
  • Die DE 10 2008 020 803 A1 beschreibt ein Gastank-Entleerungssystem zur Entleerung von Gasdruckbehältern für ein gasbetriebenes Verbrennungsmotor-System, welches mehr als einen Gasdruckbehälter und eine Kraftstoffleitung aufweist.
    Wenigstens einer der Gasdruckbehälter ist als ein antreibender Gasdruckbehälter zum Antreiben eines Unterdruckerzeugungsmittels ausgeführt, welches zum Rest-Entleeren des wenigstens einen anderen, zu entleerenden Gasdruckbehälters ausgeführt ist.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit bereitzustellen, welche eine Entleerung unabhängig von einer Leistungsanforderung der Antriebseinheit ermöglicht.
  • Lösung der Aufgabe
  • Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 5 gelöst.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit unabhängig von der Leistungsanforderung der Antriebseinheit ermöglicht.
  • Die Vorrichtung umfasst hierfür eine Hochdruckerzeugungseinheit, mindestens einen ersten Pufferspeicher sowie mindestens einen zweiten Pufferspeicher.
  • Ein erster Einlass für den Antrieb über eine Gasexpansion der Hochdruckerzeugungseinheit ist mit mindestens einem antreibenden Gasdruckbehälter zur Energieversorgung verbindbar, wobei hierfür das Druckniveau des antreibenden Gasdruckbehälters über dem Mindest-/Versorgungsdruck liegt.
  • Ein zweiter Einlass für eine Gaskompression der Hochdruckerzeugungseinheit ist mit mindestens einem zu entleerenden Gasdruckbehälter verbindbar, wobei hierfür das Druckniveau des Gasdruckbehälters über dem Restdruck, d.h. den minimal zulässigen Behälterrestdruck, liegt.
  • Ein erster Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit ist mit dem ersten Pufferspeicher verbindbar, wobei das Gas aus dem Antrieb über eine Gasexpansion in diesen ersten Pufferspeicher geleitet wird.
    Das in den ersten Pufferspeicher geleitete Gas hat hierbei ein Druckniveau über dem Mindest-/Versorgungsdruck.
  • Ein zweiter Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit ist mit dem zweiten Pufferspeicher verbindbar, wobei das Gas aus der Gaskompression in diesen zweiten Pufferspeicher geleitet wird.
    Das in den zweiten Pufferspeicher geleitete Gas hat hierbei ein Druckniveau über dem Mindest-/Versorgungsdruck.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter eine
    Hochdruckerzeugungseinheit verwendet.
    Die Hochdruckerzeugungseinheit umfasst dabei sowohl einen Antrieb zur Gasexpansion (Antriebsstufe) als auch eine Gaskompression (Kompressionsstufe).
    Der erste Einlass und der erste Auslass sind hierbei mit dem Antrieb zur Gasexpansion verbunden.
    Der zweite Einlass und der zweite Auslass sind wiederum mit der Gaskompression verbunden.
  • Der oder die zu entleerende(n) Gasdruckbehälter wird/werden mit dem zweiten Einlass der Hochdruckerzeugungseinheit verbunden, so dass Gas vom zu entleerenden Gasdruckbehälter zur Gaskompression (Kompressionsstufe) strömen kann.
  • Der oder die antreibende(n) Gasdruckbehälter wird/werden mit dem ersten Einlass der Hochdruckerzeugungseinheit verbunden, so dass Gas vom antreibenden Gasdruckbehälter zum Antrieb über eine Gasexpansion (Antriebsstufe) strömen kann.
  • Das expandierte Gas strömt über den ersten Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit zu dem mindestens einen ersten Pufferspeicher.
  • Das komprimierte Gas strömt über den zweiten Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit zu dem mindestens einen zweiten Pufferspeicher.
  • Die Hochdruckerzeugungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt die vorhandene Energie des Druckgases, welche zur gewöhnlichen Befüllung des Gasdruckbehälters aufgewendet werden muss, einer Betankung/Befüllung des Gasdruckbehälters zum Antrieb der Hochdruckerzeugungseinheit. Somit ist für die Hochdruckerzeugungseinheit keine anderweitige Antriebseinheit mit einem einhergehenden zusätzlichen Energiebedarf erforderlich.
  • Weiterhin können zusätzlich zu den Gasdruckbehältern der erste Pufferspeicher und der zweite Pufferspeicher mit Gas betankt werden, so dass die Reichweite eines mit der Antriebseinheit betriebenen Fahrzeugs erhöht wird.
  • Für das erfindungsgemäße Verfahren ist eine Methode zur Druckmessung, beispielsweise mittels Drucksensoren, oder eine modellbasierte Druckberechnung, beispielsweise über den Gasverbrauch oder eine Messung des Durchflusses durch Hochdruckerzeugungseinheit, für die Drücke in jedem Gasdruckbehälter, jedem ersten Pufferspeicher und jedem zweiten Pufferspeicher erforderlich, um die erforderlichen Drucklevel zwecks Messung zuzuschalten und die Druckgrenzen einzuhalten.
    Weiterhin besteht die Möglichkeit, abwechselnd jeden Gasdruckbehälter, jeden ersten Pufferspeicher und jeden zweiten Pufferspeicher mit einem im Leitungsstrang befindlichen Drucksensor zu verbinden, um die erforderlichen Drucklevel zwecks Messung zuzuschalten und die Druckgrenzen einzuhalten.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden sequentiell mittels der Hochdruckerzeugungseinheit mindestens zwei Gasdruckbehälter auf unterschiedliche Druckstufen zwischen einem maximalen Speicherdruck und dem erforderlichen Mindest-/Versorgungsdruck entleert.
  • Aus diesen teilentleerten Gasdruckbehältern wird der bestmögliche Antriebsdruck genutzt, um eine Anpassung auf das erforderliche Gaskompressionsverhältnis der Kompressionsstufe zu ermöglichen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Druckregelstufe am ersten Einlass der Hochdruckerzeugungseinheit angeordnet, welche zur Einstellung des erforderlichen antriebsseitigen Druckverhältnisses den Druck am ersten Einlass der Hochdruckerzeugungseinheit auf einen für den jeweiligen Betriebspunkt optimalen Einlassdruck reduziert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind der erste Auslass der
    Hochdruckerzeugungseinheit mit mindestens zwei ersten Pufferspeichern und/oder der zweite Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit mit mindestens zwei zweiten Pufferspeichern verbindbar, die unterschiedliche Drücke aufweisen, um unterschiedliche Druckverhältnisse zwischen dem ersten Einlass und dem ersten Auslass und/oder zwischen dem zweiten Einlass und dem zweiten Auslass der Hochdruckerzeugungseinheit einzustellen.
    Hiermit wird eine bessere Anpassung an das Druckverhältnis ermöglicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens zwei erste Pufferspeicher.
    Einer der ersten Pufferspeicher ist zusätzlich über eine weitere Leitung mit einem Ventil am ersten Einlass der Hochdruckerzeugungseinheit verbindbar.
    Durch die zusätzliche Verbindung über die weitere Leitung kann das in diesem ersten Pufferspeicher gespeicherte Gas zum Antrieb der Hochdruckerzeugungseinheit genutzt werden.
    Über entsprechende Ventile oder Ventilschaltungen über den ersten Einlass kann alternierend noch Gas von einem oder mehreren Gasdruckbehältern zugeführt werden, die einen Druck über dem Mindest-/Versorgungsdruck aufweisen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind alle Gasdruckbehälter mit einer zentralen Ventilschalteinheit an dem ersten Einlass und an dem zweiten Einlass verbindbar.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird zur Kühlung des komprimierten Gases der Kompressionsstufe der Hochdruckerzeugungseinheit das expandierte und damit abgekühlte Gas aus der Antriebsstufe der Hochdruckerzeugungseinheit verwendet.
  • Eine solche Kühlung kann insbesondere bei gegebenenfalls erforderlicher mehrstufiger Kompression über einen Wärmetauscher erfolgen, ohne dass eine weitere Kühlung über Kühlwasser oder direkte Kühlung gegen Außenluft mit dem damit verbundenen Komponentenaufwand und gegebenenfalls Energieaufwand bei Verwendung eines Gebläses erforderlich ist, oder der Kühlaufwand gegen die Umgebung kann zumindest minimiert werden.
  • Figurenliste
  • Es zeigt:
    • Fig.: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • Die Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Die Vorrichtung umfasst in diesem Ausführungsbeispiel vier Gasdruckbehälter 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 zur Speicherung von einem Gas für eine nicht dargestellte Antriebseinheit.
    Das Gas kann beispielsweise Erdgas (CNG) oder Wasserstoff (CGH2) sein.
    Die Gasdruckbehälter 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 können unterschiedliche Fassungsvolumina aufweisen.
  • Weiterhin umfasst die Vorrichtung einen ersten Pufferspeicher 2 und einen zweiten Pufferspeicher 3.
  • Zudem umfasst die Vorrichtung eine Hochdruckerzeugungseinheit 4.
    Eine Hochdruckerzeugungseinheit 4 können beispielsweise ein- oder mehrstufige Kolbenkompressoren, Radialkompressoren, Axialkompressoren oder Schraubenverdichter sein.
  • Jeder Gasdruckbehälter 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit einer ersten Leitung 5 verbindbar.
  • Weiterhin ist jeder Gasdruckbehälter 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit einer zweiten Leitung 6 verbindbar.
  • Die zweite Leitung 6 ist über ein Schaltventil 7 mit einer dritten Leitung 8 verbindbar.
  • Die dritte Leitung 8 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit einer vierten Leitung 9 verbindbar.
    Die vierte Leitung 9 ist über ein Druckregelventil 10 mit einer fünften Leitung 11, die zur nicht dargestellten Antriebseinheit führt, verbindbar.
  • Der erste Pufferspeicher 2 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit einer sechsten Leitung 12 verbindbar.
  • Der zweite Pufferspeicher 3 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit einer siebten Leitung 13 verbindbar.
  • Die sechste Leitung 12 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit der vierten Leitung 9 verbindbar.
  • Die siebte Leitung 13 ist über ein nicht dargestelltes Schaltventil mit der vierten Leitung 9 verbindbar.
  • Die erste Leitung 5 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit einem ersten Einlass 14 der Hochdruckerzeugungseinheit 4 verbindbar.
    Der erste Einlass 14 führt zu einem Antrieb über eine Gasexpansion.
  • Die zweite Leitung 6 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit einem zweiten Einlass 15 der Hochdruckerzeugungseinheit 4 verbindbar.
    Der zweite Einlass 15 führt zu einer Gaskompression.
  • Ein erster Auslass 16 der Hochdruckerzeugungseinheit 4 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit einer achten Leitung 17 verbindbar.
  • Ein zweiter Auslass 18 der Hochdruckerzeugungseinheit 4 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit einer neunten Leitung 19 verbindbar.
  • Die achte Leitung 17 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit dem ersten Pufferspeicher 2 verbindbar.
  • Die neunte Leitung 19 ist über ein nicht dargestelltes Ventil mit dem zweiten Pufferspeicher 3 verbindbar.
  • Jeder Gasdruckbehälter 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4, der erste Pufferspeicher 2 sowie der zweite Pufferspeicher 3 umfassen jeweils einen nicht dargestellten Drucksensor, um nach der jeweiligen Betriebsstrategie zu steuern.
  • In dem ersten Betriebsmodus ist die Hochdruckerzeugungseinheit 4 nicht aktiv.
  • Im ersten Betriebsmodus können in einer ersten Variante, bei welcher der erste Pufferspeicher 2 und der zweite Pufferspeicher 3 zu Beginn, beispielsweise nach einer Betankung, mit Gas oberhalb des Mindest-/Versorgungsdrucks befüllt sind, seriell oder parallel entleert werden.
  • Bei einer Entleerung des ersten Pufferspeichers 2 strömt das Gas über das nicht dargestellte Ventil in die sechste Leitung 12, anschließend über das nicht dargestellte Schaltventil in die vierte Leitung 9, und daran anschließend über das Druckregelventil 10 in die fünfte Leitung 11.
  • Bei einer Entleerung des zweiten Pufferspeichers 3 strömt das Gas über das nicht dargestellte Ventil in die siebte Leitung 13, anschließend über das nicht dargestellte Schaltventil in die vierte Leitung 9, und daran anschließend über das Druckregelventil 10 in die fünfte Leitung 11.
  • In einer weiteren Variante, bei welcher der erste Pufferspeicher 2 und der zweite Pufferspeicher 3 zu Beginn mit Gas unterhalb des Mindest-/Versorgungsdrucks befüllt sind, kann zuerst der Gasdruckbehälter 1.1 bis auf Mindest-/Versorgungsdruck entleert werden.
  • Bei einer Entleerung des Gasdruckbehälters 1.1 strömt das Gas über das nicht dargestellte Schaltventil in die zweite Leitung 6, anschließend über das Schaltventil 7 in dritte Leitung 8, anschließend über das nicht dargestellte Schaltventil in die vierte Leitung 9, und daran anschließend über das Druckregelventil 10 in die fünfte Leitung 11.
  • Ist der Gasdruckbehälter 1.1 bis auf den Mindest-/Versorgungsdruck entleert, so kann der Gasdruckbehälter 1.2 bis auf den Mindest-/Versorgungsdruck entleert werden.
  • Bei einer Entleerung des Gasdruckbehälters 1.2 strömt das Gas über das nicht dargestellte Schaltventil in die zweite Leitung 6, anschließend über das Schaltventil 7 in dritte Leitung 8, anschließend über das nicht dargestellte Schaltventil in die vierte Leitung 9, und daran anschließend über das Druckregelventil 10 in die fünfte Leitung 11.
  • Ist neben dem Gasdruckbehälter 1.1 auch der Gasdruckbehälter 1.2 bis auf den Mindest-/Versorgungsdruck entleert, so kann der Gasdruckbehälter 1.3 bis auf den Mindest-/Versorgungsdruck entleert werden.
  • Bei einer Entleerung des Gasdruckbehälters 1.3 strömt das Gas über das nicht dargestellte Schaltventil in die zweite Leitung 6, anschließend über das Schaltventil 7 in dritte Leitung 8, anschließend über das nicht dargestellte Schaltventil in die vierte Leitung 9, und daran anschließend über das Druckregelventil 10 in die fünfte Leitung 11.
  • In einer weiteren Variante werden die Gasdruckbehälter 1.1, 1.2 und 1.3 parallel bis auf den Mindest-/Versorgungsdruck entleert.
  • In einem zweiten Betriebsmodus ist die Hochdruckerzeugungseinheit 4 aktiv.
  • Ist der Mindest-/Versorgungsdruck in einem Gasdruckbehälter, beispielsweise im Gasdruckbehälter 1.1, erreicht, so kann beispielsweise der Gasdruckbehälter 1.2, bei welchem der Druck oberhalb des Mindest-/Versorgungsdrucks ist, zur weiteren Entleerung des Gasdruckbehälters 1.1 bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck herangezogen werden.
  • Hierzu strömt Gas von dem Gasdruckbehälter 1.2 über das nicht dargestellte Schaltventil in die erste Leitung 5, anschließend über das nicht dargestellte Ventil in den ersten Einlass 14 der Hochdruckerzeugungseinheit 4.
    Der erste Einlass 14 führt zu dem Antrieb über eine Gasexpansion.
  • Weiterhin strömt Gas von dem Gasdruckbehälter 1.1 über das nicht dargestellte Schaltventil in die zweite Leitung 6, anschließend über das nicht dargestellte Ventil in den zweiten Einlass 15 der Hochdruckerzeugungseinheit 4.
    Der zweite Einlass 15 führt zur Gaskompression.
  • Über den ersten Auslass 16 strömt das expandierte Gas über das nicht dargestellte Ventil in die achte Leitung 17 und anschließend über ein nicht dargestelltes Ventil in den ersten Pufferspeicher 2.
    Das in den ersten Pufferspeicher 2 geleitete Gas hat hierbei ein Druckniveau über dem Mindest-/Versorgungsdruck.
  • Über den zweiten Auslass 18 strömt das komprimierte Gas über das nicht dargestellte Ventil in die neunte Leitung 19 und anschließend über ein nicht dargestelltes Ventil in den zweiten Pufferspeicher 3.
    Das in den zweiten Pufferspeicher 3 geleitete Gas hat hierbei ein Druckniveau über dem Mindest-/Versorgungsdruck.
  • Bezugszeichenliste
  • 1.1
    Gasdruckbehälter
    1.2
    Gasdruckbehälter
    1.3
    Gasdruckbehälter
    1.4
    Gasdruckbehälter
    2
    erster Pufferspeicher
    3
    zweiter Pufferspeicher
    4
    Hochdruckerzeugungseinheit
    5
    erste Leitung
    6
    zweite Leitung
    7
    Schaltventil
    8
    dritte Leitung
    9
    vierte Leitung
    10
    Druckregelventil
    11
    fünfte Leitung
    12
    sechste Leitung
    13
    siebte Leitung
    14
    erster Einlass
    15
    zweiter Einlass
    16
    erster Auslass
    17
    achte Leitung
    18
    zweiter Auslass
    19
    neunte Leitung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008020803 A1 [0002]

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit, welche mindestens zwei Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Hochdruckerzeugungseinheit (4), mindestens einen ersten Pufferspeicher (2) und mindestens einen zweiten Pufferspeicher (3) aufweist, wobei ein erster Einlass (14) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) mit mindestens einem Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) verbindbar ist, und wobei ein zweiter Einlass (15) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) mit mindestens einem zu entleerenden Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) verbindbar ist, und wobei ein erster Auslass (16) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) mit dem mindestens einen ersten Pufferspeicher (2) verbindbar ist, und wobei ein zweiter Auslass (18) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) mit dem mindestens einem zweiten Pufferspeicher (3) verbindbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Druckregelstufe am ersten Einlass (16) der Hochdruckerzeugungseinheit (4) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens zwei erste Pufferspeicher (2) aufweist, wobei ein erster Pufferspeicher (2) über eine weitere Leitung mit einem Ventil am ersten Einlass (14) verbindbar ist.
  4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine zentrale Ventilschalteinheit aufweist, mit der die Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4), der erste Einlass (14) und der zweite Einlass (15) verbindbar sind.
  5. Verfahren zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck von mindestens einem Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit, welche mindestens zwei Gasdruckbehälter (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) aufweist, mit einer Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entleerung bis auf einen minimal zulässigen Behälterrestdruck des mindestens einen Gasdruckbehälters (1.1, 1.2, 1.3, 1.4) die Hochdruckerzeugungseinheit (4) verwendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des komprimierten Gases einer Kompressionsstufe der Hochdruckerzeugungseinheit (4) das expandierte und damit abgekühlte Gas aus einer Antriebsstufe der Hochdruckerzeugungseinheit (4) verwendet.
DE102021101340.2A 2021-01-22 2021-01-22 Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit Active DE102021101340B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021101340.2A DE102021101340B4 (de) 2021-01-22 2021-01-22 Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit
PCT/DE2022/100056 WO2022156859A1 (de) 2021-01-22 2022-01-20 Vorrichtung und verfahren zur entleerung von mindestens einem gasdruckbehälter für eine mit gas betreibbare antriebseinheit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021101340.2A DE102021101340B4 (de) 2021-01-22 2021-01-22 Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102021101340A1 true DE102021101340A1 (de) 2022-07-28
DE102021101340B4 DE102021101340B4 (de) 2022-09-15

Family

ID=80738944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021101340.2A Active DE102021101340B4 (de) 2021-01-22 2021-01-22 Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102021101340B4 (de)
WO (1) WO2022156859A1 (de)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008075882A1 (en) 2006-12-18 2008-06-26 Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. Fuel supply apparatus of liquefied gas carrier and fuel supply method thereof
DE102008020803A1 (de) 2008-04-23 2009-10-29 Volkswagen Ag Gastank-Entleerungs-System zur Entleerung von Gasdruckbehältern
DE102009039079A1 (de) 2009-08-27 2011-03-03 Daimler Ag Tankanordnung
US9611868B2 (en) 2010-04-09 2017-04-04 Shipstone Corporation System and method for energy storage and retrieval
WO2021001027A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Volvo Truck Corporation A fuel gas system for a vehicle

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102111202B1 (ko) * 2018-07-24 2020-05-14 한국조선해양 주식회사 액화가스 처리 시스템 및 이를 구비하는 액화가스 운반선

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008075882A1 (en) 2006-12-18 2008-06-26 Samsung Heavy Ind. Co., Ltd. Fuel supply apparatus of liquefied gas carrier and fuel supply method thereof
DE102008020803A1 (de) 2008-04-23 2009-10-29 Volkswagen Ag Gastank-Entleerungs-System zur Entleerung von Gasdruckbehältern
DE102009039079A1 (de) 2009-08-27 2011-03-03 Daimler Ag Tankanordnung
US9611868B2 (en) 2010-04-09 2017-04-04 Shipstone Corporation System and method for energy storage and retrieval
WO2021001027A1 (en) 2019-07-02 2021-01-07 Volvo Truck Corporation A fuel gas system for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022156859A1 (de) 2022-07-28
DE102021101340B4 (de) 2022-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1360084B1 (de) Tankstelle für wasserstoff
DE102007011742A1 (de) Verfahren zum Befüllen eines für ein tiefkaltes Speichermedium, insbesondere Wasserstoff, vorgesehenen Druckspeichers
DE102007023821B4 (de) Verfahren zum Befüllen eines kryogenen Wasserstoff vorgesehenen Speicherbehälters insbesondere eines Kraftfahrzeugs
DE102017004451A1 (de) Speichervorrichtung für Druckgas
DE102011121471A1 (de) Wärmespeicher zur Speicherung einer Abwärme für ein Fahrzeug sowie Verfahren und System zur Erzeugung mechanischer oder thermischer Energie aus einer Abwärme eines Fahrzeugs
DE102016112843B4 (de) Verfahren zum Betanken von insbesondere Lastkraftfahrzeugen mit Erdgas
DE102012024717A1 (de) Fahrzeug mit einem Flüssiggastank
EP1466122A1 (de) Verfahren zum betanken eines speicherbehälters mit einem gasförmigen treibstoff
DE102007049458A1 (de) Druckgasanlage und Verfahren zur Speicherung eines Gases
DE102021101340A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Entleerung von mindestens einem Gasdruckbehälter für eine mit Gas betreibbare Antriebseinheit
DE102011052478A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Verdampfungsgas-Handhabungs-Vorrichtung in einem Fahrzeug
EP4111088A1 (de) Vorrichtung zur kraftstoffversorgung und fahrzeug mit einer derartigen vorrichtung
DE10334055A1 (de) Verfahren zum Betanken eines Fahrzeuges
DE102013019555A1 (de) Speichereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine eines Kraftwagens
EP1291575A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen
DE102011108007A1 (de) Verfahren zum Steuern des Systemdrucks in einem Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine
DE102004005446A1 (de) Mit Brennstoff betreibbare Vorrichtung zur Wandlung von Energie, insbesondere Brennstoffzellenvorrichtung
DE3728683C2 (de)
DE102004050419A1 (de) Odorierung von Wasserstoff on-board
DE102017011169A1 (de) Fahrzeug
DE102020214697A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer mit gasförmigem Brennstoff betriebenen Antriebseinheit
DE10301159A1 (de) Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine für unter Normalbedingungen gasförmigen Kraftstoff und Verfahren zu deren Versorgung
EP1642062B1 (de) Speichersystem für kryogene medien
DE102021102553A1 (de) Gastankanordnung für eine Verbrennungsmaschine
DE102015014402A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Kraftstoffgemisches für Brennkraftmaschinen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final