DE102021130372A1

DE102021130372A1 - Process and arrangement for producing a fuel mixture

Info

Publication number: DE102021130372A1
Application number: DE102021130372.9A
Authority: DE
Inventors: Lukas Werling; Chiara Erdmann; Michele Negri; Felix Lauck
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2023-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines homogenen Treibstoffgemisches aus zumindest zwei Treibstoffkomponenten, insbesondere aus einer Oxidatorkomponente und zumindest einer Brennstoffkomponente, in einem Mischvorgang, umfassend die Schritte Evakuierung einer Mischanordnung (10), Überführung zumindest einer der Treibstoffkomponenten, die zumindest teilweise gasförmige vorliegt, von einer Quelle (100, 100') in eine Verflüssigungseinrichtung (116, 116'), Vorverflüssigung der zumindest einen Treibstoffkomponente, insbesondere unter Beaufschlagung mit Kälte und/oder Druck, innerhalb der Verflüssigungseinrichtung (116, 116'), und Zusammenführung der Treibstoffkomponenten in einer Zusammenführungsanordnung (300) zu dem Treibstoffgemisch (Fig. 2).The invention relates to a method for producing a homogeneous fuel mixture from at least two fuel components, in particular from an oxidizer component and at least one fuel component, in a mixing process, comprising the steps of evacuating a mixing arrangement (10), transferring at least one of the fuel components, which is at least partially in gaseous form, from a source (100, 100') into a liquefaction device (116, 116'), pre-liquefaction of the at least one fuel component, in particular by applying cold and/or pressure, within the liquefaction device (116, 116'), and combining the fuel components in a merging arrangement (300) to the fuel mixture (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines homogenen Treibstoffgemisches aus zumindest zwei Treibstoffkomponenten, insbesondere aus einer Oxidatorkomponente und zumindest einer Brennstoffkomponente, in einem Mischvorgang. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Herstellung eines Treibstoffgemisches.The invention relates to a method for producing a homogeneous fuel mixture from at least two fuel components, in particular from an oxidizer component and at least one fuel component, in a mixing process. The invention also relates to an arrangement for producing a fuel mixture.

Ein Verfahren der oben genannten Art ist in der EP 0 895 804 A2 angegeben. Gezeigt sind ein Verfahren und Apparat zur Mischung zweier kryogener Flüssigkeiten, insbesondere Sauerstoff und Stickstoff. Der Apparat weist einen Mischbehälter auf, in den zunächst eine erste kryogene Flüssigkeit gefüllt wird, und nach Schließen der Ventile eine zweite kryogene Flüssigkeit. Aufgrund der Dichteunterschiede entsteht eine homogene Mischung. Während des Mischungsprozesses treten Verluste auf, sodass die genaue Gemischzusammensetzung anschließend bestimmt werden muss.A method of the type mentioned above is in the EP 0 895 804 A2 specified. A method and apparatus for mixing two cryogenic liquids, in particular oxygen and nitrogen, are shown. The apparatus has a mixing container, into which a first cryogenic liquid is initially filled and, after the valves have been closed, a second cryogenic liquid. Due to the difference in density, a homogeneous mixture is created. Losses occur during the mixing process, so that the exact composition of the mixture must then be determined.

In der EP 0 774 634 A2 sind ein Verfahren und ein Apparat zur Herstellung eines atembaren, kryogenen Flüssiggemisches zur Lagerung verderblicher Lebensmittel gezeigt, bei dem aus in ihrer Zusammensetzung veränderter Luft und Stickstoff ein Produktgasgemisch erzeugt wird. Die Mischung erfolgt (quasi-) kontinuierlich mit anschließender Verflüssigung über Kühlung.In the EP 0 774 634 A2 shows a method and an apparatus for the production of a breathable, cryogenic liquid mixture for the storage of perishable foodstuffs, in which a product gas mixture is produced from air and nitrogen which have been modified in their composition. Mixing takes place (quasi) continuously with subsequent liquefaction via cooling.

Die NZ 210129 offenbart ein Verfahren und eine Anlage zur Mischung flüssiger organischer Verbundstoffe.The NZ 210129 discloses a method and system for mixing liquid organic composites.

In der GB 1 311 467 A ist ein Apparat zum Mischen von mehreren Gasen mittels eines rotierenden Bauteils angegeben.In the GB 1 311 467 A discloses an apparatus for mixing multiple gases by means of a rotating member.

Die US 3 991 129 beschreibt ein Verfahren zur Polymerisierung von C1 - C5 Raffineriegasen unter Verwendung eines Katalysators und eines statischen Mischers.The U.S. 3,991,129 describes a process for polymerizing C1 - C5 refinery gases using a catalyst and a static mixer.

Die WO 94/27581 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Liposomen unter Zusammenführung einer phospholipiden und einer wässrigen Phase in einer kritischen, überkritischen oder nahezu kritischen Phase und anschließender Druckreduktion zur Entfernung der kritischen, überkritischen oder nahezu kritischen Phase unter Liposombildung.The WO 94/27581 discloses a process for preparing liposomes by bringing together a phospholipid phase and an aqueous phase in a critical, supercritical, or near-critical phase and then reducing the pressure to remove the critical, supercritical, or near-critical phase with liposome formation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines genau definierten Treibstoffgemisches aus zumindest teilweise gasförmig vorliegenden Treibstoffkomponenten mit hoher Volumeneffizienz bereitzustellen, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.The object of the invention is to provide a method for producing a precisely defined fuel mixture from at least partially gaseous fuel components with high volume efficiency, and an arrangement for carrying out the method.

Die Aufgabe wird für das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dabei umfasst das Verfahren die Schritte: Evakuierung einer Mischanordnung, Überführung zumindest einer der, vorzugsweise der jeweiligen, Treibstoffkomponente/n, die zumindest teilweise gasförmig vorliegt/vorliegen, von einer (z. B. jeweiligen) Quelle in eine (z. B. jeweilige) Verflüssigungseinrichtung, Vorverflüssigung der zumindest einen (z. B. der jeweiligen) Treibstoffkomponente, insbesondere unter Beaufschlagung mit Kälte und/oder Druck, innerhalb der Verflüssigungseinrichtung und Zusammenführung der Treibstoffkomponenten in einer Zusammenführungsanordnung zu dem (flüssigen, homogenen) Treibstoffgemisch.The object is achieved for the method with the features of claim 1. The method comprises the steps: Evacuation of a mixing arrangement, transfer of at least one of the, preferably the respective, fuel component(s), which is/are present at least partially in gaseous form, from a (e.g. respective) source into a (e.g. respective ) Liquefaction device, pre-liquefaction of the at least one (e.g. the respective) fuel component, in particular with the application of cold and/or pressure, within the liquefaction device and merging of the fuel components in a merging arrangement to form the (liquid, homogeneous) fuel mixture.

„Evakuierung“ bedeutet hierbei die Erzeugung eines technischen Vakuums unter Herstellung eines Unterdrucks."Evacuation" means the creation of a technical vacuum by creating a negative pressure.

Die Überführung der Treibstoffkomponenten und die Vorverflüssigung können zumindest zeitweise gleichzeitig und/oder nacheinander ablaufen. Möglich ist z. B. ein Überführen mit anschließender Vorverflüssigung bis zum Erreichen eines gewünschten verflüssigten Volumens. Durch die Vorverflüssigung können die Volumina der Mischanordnung auch mit gasförmigen Treibstoffkomponenten besonderes effizient ausgenutzt und so größere Mengen an Treibstoffgemisch in einer vergleichsweise kompakten Anlage bzw. Anordnung hergestellt werden.The transfer of the fuel components and the pre-liquefaction can at least temporarily take place simultaneously and/or one after the other. It is possible e.g. B. a transfer with subsequent pre-liquefaction until a desired liquefied volume is reached. As a result of the pre-liquefaction, the volumes of the mixing arrangement can also be used particularly efficiently with gaseous fuel components, and larger quantities of fuel mixture can thus be produced in a comparatively compact system or arrangement.

Besonders vorteilhaft lassen sich das Verfahren und die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens bei Gasen (d. h. unter Standardbedingungen zumindest teilweise gasförmig vorliegenden Treibstoffkomponenten) anwenden, welche unter Druck (z. B. mit einer kritischen Temperatur (Temperatur am kritischen Punkt) von mehr als 0 °C und/oder einem kritischen Druck (Druck am kritischen Punkt) von kleiner 100 bar) verflüssigbar sind, z. B. bei N₂O (insbesondere als Oxidatorkomponente), CO₂ und/oder Kohlenwasserstoffen wie C₂H₄, C₂H₆ oder C₃H₆.The method and the arrangement for carrying out the method can be used particularly advantageously with gases (ie fuel components present at least partially in gaseous form under standard conditions) which are under pressure (e.g. with a critical temperature (temperature at the critical point) of more than 0° C and/or a critical pressure (pressure at the critical point) of less than 100 bar) are liquefiable, e.g. B. with N ₂ O (in particular as an oxidizer component), CO ₂ and / or hydrocarbons such as C ₂ H ₄ , C ₂ H ₆ or C ₃ H ₆ .

In einer Ausführungsvariante des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Menge der jeweiligen Treibstoffkomponente während der Überführung in die Verflüssigungseinrichtung, insbesondere mittels einer Durchflussmesseinrichtung, vorzugsweise basierend auf dem Coriolis-Prinzip (mit dem Mengen in Gas- und/oder Flüssigphasen ermittelbar sind), ermittelt wird. Die Verflüssigungseinrichtung umfasst in diesem Fall insbesondere Verflüssigungsbehälter. Die Verflüssigungsbehälter fungieren zugleich als Dosierbehälter, in welche die exakten Mengen eindosiert werden. Auf diese Weise werden bereits stromauf der Verflüssigungseinrichtung (vor der Vorverflüssigung, insbesondere in gasförmigem Zustand) die exakten Mengen der Treibstoffkomponenten zum Erhalt einer definierten Menge des homogenen Treibstoffgemisches mit definiertem Mischungsverhältnis ermittelt.In an embodiment variant of the method, it can be provided that the quantity of the respective fuel component is determined during the transfer to the liquefaction device, in particular by means of a flow measuring device, preferably based on the Coriolis principle (with which quantities in gas and/or liquid phases can be determined). becomes. In this case, the liquefaction device comprises, in particular, liquefaction containers. The liquefaction tanks also function as dosing tanks into which the exact quantities are dosed. In this way, the exact quantities of the fuel components to obtain a defined quantity of the homogeneous Fuel mixture determined with a defined mixing ratio.

Eine vorteilhafte Reduktion oder ein Ersatz der Kühlleistung zur Verflüssigung wird bewirkt, wenn bei Vorverflüssigung die Treibstoffkomponenten innerhalb der Verflüssigungseinrichtung mittels Inertgas mit Druck beaufschlagt werden. Zu diesem Zweck steht vorzugsweise die Verflüssigungseinrichtung mit einer Quelle für Inertgas in steuer- bzw. regelbarer Strömungsverbindung, die Inertgas mit einem zur Verflüssigung benötigten Druck bereitstellt.An advantageous reduction or replacement of the cooling capacity for liquefaction is effected if, during pre-liquefaction, the fuel components within the liquefaction device are pressurized by means of inert gas. For this purpose, the liquefaction device is preferably in controllable or regulatable flow connection with a source for inert gas, which supplies inert gas at a pressure required for liquefaction.

Eine hohe Mischgüte insbesondere auch ohne Mischwerkzeuge wie bewegte Teile oder statische Mischer lässt sich erreichen, wenn die Zusammenführung mehrere aufeinanderfolgende Durchmischungsschritte umfasst, wobei insbesondere keine bewegten Mischeinrichtungen (und/oder statische Mischer) eingesetzt werden. So kann das Verfahren kostengünstig, in einer kostengünstigen Anordnung, durchgeführt werden.A high mixing quality, in particular even without mixing tools such as moving parts or static mixers, can be achieved if the combination comprises a plurality of successive mixing steps, with no moving mixing devices (and/or static mixers) being used in particular. In this way, the method can be carried out cost-effectively in a cost-effective arrangement.

In einer einfach gestalteten Ausführungsvariante des Verfahrens können in einem ersten Durchmischungsschritt die Treibstoffkomponenten (nach der Vorverflüssigung) durch einen Übergang von getrennten Leitungen zu einer gemeinsamen Gemischleitung zusammenströmen. Dies ist insbesondere vorteilhaft mit bereits exakt dosierten Mengen der Treibstoffkomponenten, z. B. bei genauer Mengenmessung vor oder bei Vorverflüssigung. Eine hohe Mischgüte, unter Homogenisierung des Treibstoffgemisches, kann insbesondere in Kombination mit einem zweiten Durchmischungsschritt erreicht werden, wobei die zusammengeführten Treibstoffkomponenten in ein größeres Volumen innerhalb der Gemischleitung unter Turbulenzbildung einströmen.In a simple design variant of the method, the fuel components (after pre-liquefaction) can flow together in a first mixing step through a transition from separate lines to a common mixture line. This is particularly advantageous with already precisely metered quantities of the fuel components, e.g. B. with precise quantity measurement before or with pre-liquefaction. A high quality of mixing, with homogenization of the fuel mixture, can be achieved in particular in combination with a second mixing step, with the combined fuel components flowing into a larger volume within the mixture line, with the formation of turbulence.

Eine Beibehaltung eines hohen Anteils an verflüssigten Treibstoffkomponenten wird ermöglicht, wenn nach Vorverflüssigung der Treibstoffkomponenten die jeweiligen Komponenten aus der Verflüssigungseinrichtung in jeweils einen Dosierbehälter innerhalb der Zusammenführanordnung überführt werden, wobei die Mengen der Komponenten die zur Gemischbildung benötigten Mengen übersteigen können. Die zur Gemischbildung benötigten Mengen stellen Mindestmengen dar. Bei einer derartigen Überführung können die Dosierbehälter möglichst schnell unter Verwendung von Leitungsmitteln mit großen Strömungsquerschnitten zwischen den Verflüssigungseinrichtungen und den Dosierbehältern befüllt werden. Aufgrund des kurzen Aufenthalts in den überführenden Leitungsmitteln und/oder geringen Querschnittsverengungen wird eine Nachverdampfung und/oder Kavitation bei der Überführung von den Verflüssigungseinrichtungen in die Dosierbehälter gering gehalten oder vermieden.A high proportion of liquefied fuel components can be retained if, after pre-liquefaction of the fuel components, the respective components are transferred from the liquefaction device into a dosing container within the merging arrangement, with the amounts of the components being able to exceed the amounts required for mixture formation. The amounts required to form the mixture represent minimum amounts. With such a transfer, the dosing containers can be filled as quickly as possible using lines with large flow cross sections between the liquefaction devices and the dosing containers. Due to the short stay in the transferring line means and/or small cross-sectional constrictions, post-evaporation and/or cavitation during the transfer from the liquefaction devices into the dosing containers is kept low or avoided.

Eine exakte Mischung ist insbesondere auch bei vorstehend angegebener, übersteigender Menge möglich, wenn nach Befüllen der Dosierbehälter und vor Zusammenführung der Treibstoffkomponenten eine Feindosierung vorgenommen wird, wobei die genaue Menge, die für das Treibstoffgemisch benötigt wird, eingestellt wird.Exact mixing is also possible, especially with the above-specified, exceeding quantity, if fine dosing is carried out after filling the dosing container and before combining the fuel components, with the exact quantity required for the fuel mixture being set.

Vorzugsweise wird zur Feindosierung ein Dosierungsbereich umfassend zumindest die Dosierbehälter und (jeweils den Treibstoffkomponenten zugeordnete) Entlüftungseinrichtungen, insbesondere umfassend Schließventile, von der übrigen Mischanordnung, insbesondere mittels Schließventilen, druckdicht entkoppelt, und eine Wartezeit eingehalten wird, bis sich die Flüssigphasen und die Gasphasen der jeweiligen Treibstoffkomponenten bei gegebener Temperatur (z. B. Umgebungstemperatur) innerhalb des Dosierungsbereiches im Phasengleichgewicht befinden. Preferably, for fine dosing, a dosing area comprising at least the dosing containers and ventilation devices (assigned to the fuel components), in particular comprising closing valves, is decoupled in a pressure-tight manner from the rest of the mixing arrangement, in particular by means of closing valves, and a waiting time is observed until the liquid phases and the gas phases of the respective Fuel components are in phase equilibrium at a given temperature (e.g. ambient temperature) within the dosage range.

Anschließend wird zur Feindosierung ein Füllstand (die Mengen der jeweiligen Treibstoffkomponenten) innerhalb eines für die Gemischbildung relevanten Volumens ermittelt, wobei sowohl die flüssig als auch die gasförmig vorliegenden Mengen der Treibstoffkomponenten innerhalb des relevanten Volumens berücksichtigt werden. Das für die Gemischbildung relevante Volumen ist das Volumen, in dem die Zusammenführung der Treibstoffkomponenten stattfindet und welches insbesondere von dem übrigen Volumen der Mischanordnung druckdicht entkoppelt werden kann bzw. während der Zusammenführung entkoppelt ist. Es kann insbesondere die Dosierbehälter und stromauf und/oder stromab angeordnete Leitungsabschnitte umfassen. Das relevante Volumen kann z. B. den Dosierungsbereich oder einen kleineren Bereich umfassen und befindet sich vorzugsweise zwischen Schließventilen. Die Mengenermittlung in der Flüssigphase erfolgt insbesondere mittels einer Dosiervorrichtung, beispielsweise einer Füllstandsanzeige an den Dosierbehältern, oder stromauf angeordnete Durchflussmesseinrichtungen, z. B. basierend auf dem Coriolis-Prinzip (mit dem Mengen in Gas- und Flüssigphasen ermittelbar sind). Die Mengenermittlung in der Gasphase erfolgt insbesondere unter Zugrundelegung von Temperatur- und Druckmesswerten unter Berücksichtigung des jeweiligen Phasengleichgewichts und den bekannten, von der Gasphase eingenommenen Volumina.Then, for fine dosing, a filling level (the amounts of the respective fuel components) is determined within a volume relevant for mixture formation, with both the liquid and the gaseous amounts of the fuel components within the relevant volume being taken into account. The volume relevant for mixture formation is the volume in which the fuel components are combined and which can be decoupled in a pressure-tight manner from the remaining volume of the mixing arrangement or is decoupled during the combination. In particular, it can comprise the dosing containers and line sections arranged upstream and/or downstream. The relevant volume can e.g. B. include the dosage range or a smaller range and is preferably located between closing valves. The determination of the quantity in the liquid phase is carried out in particular by means of a metering device, for example a level indicator on the metering containers, or flow measuring devices arranged upstream, e.g. B. based on the Coriolis principle (which can be used to determine quantities in gas and liquid phases). The quantity determination in the gas phase is carried out in particular on the basis of temperature and pressure measurements, taking into account the respective phase equilibrium and the known volumes occupied by the gas phase.

Eine exakte Feindosierung ist dadurch erreichbar, dass zur Feindosierung die genaue Menge, die für das Treibstoffgemisch benötigt wird, durch Ablassen von Teilen der Treibstoffkomponente/n aus der Gasphase, insbesondere mittels der Entlüftungseinrichtungen, eingestellt werden kann, wenn der ermittelte Füllstand in dem relevanten Volumen die für die Gemischbildung benötigte Menge zumindest einer der Treibstoffkomponenten übersteigt. Die Schritte zur Feindosierung können zumindest teilweise wiederholt werden (beispielsweise Wartezeit bis Phasengleichgewicht herrscht, Füllstandsermittlung, Ablassen), bis die exakten, zur Gemischbildung erforderlichen Mengen eingestellt sind.An exact fine metering can be achieved that for fine metering the exact amount that is required for the fuel mixture, by draining parts of the fuel component / s from the gas phase, in particular by means of Ventilation devices can be set when the level determined in the relevant volume exceeds the amount required for mixture formation at least one of the fuel components. The steps for fine dosing can be repeated at least in part (for example waiting time until phase equilibrium prevails, filling level determination, draining) until the exact quantities required for mixture formation have been set.

Die Treibstoffkomponenten können vorteilhaft (vor-)gemischt werden, wenn zur Zusammenführung die Dosierbehälter über zwei Strömungsverbindungen miteinander strömungswirksam gekoppelt werden, wobei eine Strömungsverbindung die Flüssigphasen und eine Strömungsverbindung die Gasphasen der Treibstoffkomponenten miteinander verbindet. Zu diesem Zweck werden beispielsweise Schließventile der entsprechenden Strömungsverbindungen (nacheinander) geöffnet.The fuel components can advantageously be (pre-)mixed if the dosing containers are fluidly coupled to one another via two flow connections, one flow connection connecting the liquid phases and one flow connecting the gas phases of the fuel components. For this purpose, for example, closing valves of the corresponding flow connections are opened (in succession).

Eine vorteilhafte stufenweise Mischung kann erfolgen, wenn zur Zusammenführung zunächst die Flüssigphasen (insbesondere unter Ausnutzung des Druckunterschieds) und anschließend die Gasphasen (insbesondere unter Ausnutzung des Dichteunterschieds) miteinander in Strömungsverbindung gebracht werden. Insbesondere bildet die Öffnung der Verbindung der Flüssigphasen z. B. einen ersten Durchmischungsschritt und die Öffnung zur Verbindung der Gasphasen einen zweiten Durchmischungsschritt. Aufgrund der Druck- und Dichteunterschiede der Treibstoffkomponenten kommt es jeweils zur Zusammenströmung der Treibstoffkomponenten z. B. unter Turbulenzbildung, wodurch eine Mischung bewirkt wird.An advantageous gradual mixing can take place if the liquid phases (in particular using the pressure difference) and then the gas phases (in particular using the density difference) are brought into flow connection with one another for the purpose of combining. In particular, the opening of the connection of the liquid phases forms z. B. a first mixing step and the opening for connecting the gas phases a second mixing step. Due to the pressure and density differences of the fuel components, the fuel components flow together, e.g. B. with formation of turbulence, whereby a mixing is effected.

Eine insbesondere abschließende Mischung unter Bildung des erwünschten homogenen Treibstoffgemisches wird bewirkt, wenn, insbesondere in einem zweiten oder dritten (abschließenden) Durchmischungsschritt, das (zusammengeführte) Treibstoffgemisch, z. B. unter Bedrückung, in einen Gemischbehälter umgefüllt wird, wobei es homogenisiert wird. Bei Verwendung der Bedrückung (auch) als Fördermethode kann die Umfüllung vorteilhaft unabhängig von der lageabhängig wirkenden Gravitationskraft erfolgen. Der Gemischbehälter kann ein Teil der Anordnung sein, und z. B. zugleich als Lagerbehälter fungieren. Möglich ist auch, dass der Gemischbehälter und/oder der Lagerbehälter von der Anordnung ausgelagert ist und z. B. durch einen Tank, insbesondere eines Raumfahrzeugs, gebildet ist, wo der abschließende Durchmischungsschritt stattfindet.A particularly final mixing to form the desired homogeneous fuel mixture is brought about when, particularly in a second or third (final) mixing step, the (combined) fuel mixture, e.g. B. under pressure, is transferred into a mixture container, where it is homogenized. When using the suppression (also) as a conveying method, the decanting can advantageously take place independently of the gravitational force acting as a function of the position. The mixture container can be part of the arrangement, and e.g. B. at the same time act as a storage container. It is also possible that the mixture container and / or the storage container is outsourced from the arrangement and z. B. is formed by a tank, in particular of a spacecraft, where the final mixing step takes place.

Eine hohe Genauigkeit hinsichtlich der Gemischzusammensetzung ist erreichbar, wenn während und/oder nach Zusammenführung der Treibstoffkomponenten (bzw. in die Gasphase übergegangener Anteile desselben) das Treibstoffgemisch nachverflüssigt wird, wobei es z. B. innerhalb des relevanten Volumens, und insbesondere vor der Homogenisierung (z. B. dem abschließenden, zweiten oder dritten, Durchmischungsschritt), mittels Inertgas bedrückt wird, insbesondere bei einem Druck (z. B. um mindestens 10 bar) oberhalb des Dampfdruckes der Treibstoffkomponente mit dem höheren Dampfdruck. Bei einem beispielhaften Gemisch aus N₂O und C₂H₆ beträgt der Druck z. B. etwa 60 bar bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C. Auf diese Weise werden etwaige, in die Gasphase übergegangene Anteile der Treibstoffkomponenten nach einer Wartezeit bis zur Einstellung des Phasengleichgewichts wieder in die Flüssigphase überführt. Die Flüssigphase wird z. B. gelagert und/oder im Raumfahrzeug als Treibstoff verwendet. Zur Beibehaltung des genauen Mischungsverhältnisses wird das Treibstoffgemisch vorzugsweise auch weiterhin, beispielsweise bei der Lagerung, mittels Inertgas bedrückt, wobei z. B. das Treibstoffgemisch mit einem Inertgaspolster beaufschlagt wird.A high degree of accuracy with regard to the mixture composition can be achieved if the fuel mixture is post-liquefied during and/or after the combination of the fuel components (or portions of the same that have passed into the gas phase). B. within the relevant volume, and in particular before the homogenization (e.g. the final, second or third, mixing step), is pressurized by means of inert gas, in particular at a pressure (e.g. by at least 10 bar) above the vapor pressure of the Fuel component with the higher vapor pressure. In an exemplary mixture of N ₂ O and C ₂ H ₆ , the pressure z. B. about 60 bar at an ambient temperature of 20 °C. In this way, any portions of the fuel components that have passed into the gas phase are converted back into the liquid phase after a waiting period until phase equilibrium has been established. The liquid phase is z. B. stored and / or used in spacecraft as fuel. To maintain the exact mixing ratio, the fuel mixture is preferably also further, for example during storage, depressed by means of inert gas, with z. B. the fuel mixture is subjected to an inert gas cushion.

Vorzugsweise kann die Bedrückung auch zur Förderung des Treibstoffgemisches z. B. in den Treibstofftank dienen, wobei unter Nutzung des Kostenvorteils auf eine separate Fördereinrichtung verzichtet werden kann.Preferably, the oppression can also be used to promote the fuel mixture z. B. serve in the fuel tank, which can be dispensed with using the cost advantage on a separate conveyor.

Eine unerwünschte Reaktion des Treibstoffgemisches mit dem Bedrückungsgas wird vermieden, wenn zur Bedrückung ein Inertgas, insbesondere Stickstoff, Argon und/oder Helium, und/oder Sauerstoff verwendet wird. Bei Verwendung von Inertgas bleiben vorteilhafterweise die Treibstoffkomponenten unbeeinflusst. Bei Verwendung von Sauerstoff kann sich selbiges zumindest teilweise in dem Treibstoffgemisch und/oder einer Treibstoffkomponente (z. B. in Lachgas, wobei die entstehende Mischung auch Nitrox genannt wird) lösen, was zu einer Anreicherung von Sauerstoff in dem Treibstoffgemisch führt. So kann eine Bedrückung mit Sauerstoff die Leistungsfähigkeit des entstehenden Treibstoffgemisches erhöhen.An undesired reaction of the fuel mixture with the suppression gas is avoided if an inert gas, in particular nitrogen, argon and/or helium, and/or oxygen, is used for suppression. When using inert gas, the fuel components remain advantageously unaffected. When using oxygen, the same can at least partially dissolve in the fuel mixture and/or a fuel component (e.g. in nitrous oxide, the resulting mixture also being called nitrox), which leads to an enrichment of oxygen in the fuel mixture. For example, pressurizing with oxygen can increase the performance of the resulting fuel mixture.

Für die Anordnung wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Anspruch 16 betrifft eine Anordnung zur Herstellung eines, insbesondere homogenen (und flüssigen), Treibstoffgemisches, die dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einer der vorstehenden Ausführungsvarianten durchzuführen (ggf. ausgenommen der abschließenden Homogenisierung des Treibstoffgemisches). Dabei ist vorgesehen, dass die Anordnung eine Vorverflüssigungsanordnung mit zumindest einer Verflüssigungseinrichtung für zumindest eine, vorzugsweise jede, Treibstoffkomponente zur separaten Vorverflüssigung der, vorzugsweise jeweiligen, Treibstoffkomponente/n und eine Zusammenführungsanordnung zur Zusammenführung der zumindest teilweise flüssig vorliegenden Treibstoffkomponenten zu dem Treibstoffgemisch umfasst. Zur Homogenisierung des Treibstoffgemisches kann die Anordnung ferner einen Gemisch- und/oder Lagerbehälter umfassen, in welchem das Gemisch bei, insbesondere durch, Einströmen homogenisiert wird. Der Gemisch- und/oder Lagerbehälter kann jedoch auch außerhalb der Anordnung, beispielsweise in einem Raumfahrzeug, angeordnet sein, insbesondere in Form eines Treibstofftanks.The object is achieved with the features of claim 16 for the arrangement. Claim 16 relates to an arrangement for producing a particularly homogeneous (and liquid) fuel mixture, which is designed to carry out a method according to one of the above embodiment variants (possibly with the exception of the final homogenization of the fuel mixture). It is provided that the arrangement has a pre-liquefaction arrangement with at least one liquefaction device for at least one, preferably each, fuel component for separate pre-liquefaction of the, preferably respective, fuel component/s and a merging arrangement tion for bringing together the at least partially liquid fuel components to form the fuel mixture. In order to homogenize the fuel mixture, the arrangement can also comprise a mixture and/or storage container, in which the mixture is homogenized as it flows in, in particular by inflow. However, the mixture and/or storage container can also be arranged outside the arrangement, for example in a spacecraft, in particular in the form of a fuel tank.

Die Anordnung kann z. B. ferngesteuert und/oder vollautomatisiert verwendet werden, was einen hohen Sicherheitsstandard bei der Treibstoffherstellung gewährleistet.The arrangement can e.g. B. be used remotely and / or fully automated, which ensures a high standard of safety in fuel production.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Verfahrensschema einer ersten Variante einer Mischanordnung zur Herstellung eines Treibstoffgemisches,
2 ein Verfahrensschema einer zweiten Variante einer Mischanordnung zur Herstellung eines Treibstoffgemisches,
3 ein Verfahrensschema einer dritten Variante einer Mischanordnung zur Herstellung eines Treibstoffgemisches und
4 ein Verfahrensschema einer vierten Variante einer Mischanordnung zur Herstellung eines Treibstoffgemisches.

The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:

1 a process diagram of a first variant of a mixing arrangement for the production of a fuel mixture,
2 a process diagram of a second variant of a mixing arrangement for the production of a fuel mixture,
3 a process diagram of a third variant of a mixing arrangement for producing a fuel mixture and
4 a process diagram of a fourth variant of a mixing arrangement for producing a fuel mixture.

1 zeigt ein Verfahrensschema einer ersten Variante einer Mischanordnung 10 zur Herstellung eines homogenen flüssigen Treibstoffgemisches (Monopropellant) aus zumindest zwei Treibstoffkomponenten. 1 shows a process diagram of a first variant of a mixing arrangement 10 for producing a homogeneous liquid fuel mixture (monopropellant) from at least two fuel components.

Bei den Treibstoffkomponenten handelt es sich vorzugsweise um eine Oxidatorkomponente (Oxidator 102), insbesondere Lachgas (N₂O), und eine Brennstoffkomponente (Brennstoff 106), insbesondere zumindest einen Kohlenwasserstoff, wie Ethan (C₂H₆), Ethen (C₂H₄) und/oder Ethanol (C₂H₅OH). Vorzugsweise lösen sich die verwendeten Komponenten ineinander oder sind dazu geeignet, eine sehr feine, homogene Dispersion zu bilden. Beispielsweise bei einer Kombination aus Lachgas als Oxidator 102 und einem Kohlenwasserstoff als Brennstoff 106 wirkt das eingesetzte Lachgas als Lösungsmittel, was einer Entmischung unter Abtrennung einer der beiden Phasen entgegenwirkt. So kann ein gegenüber konventionellen Monopropellants, z. B. Hydrazin oder Wasserstoffperoxid, vorteilhaftes Treibstoffgemisch hergestellt werden, das einen hohen spezifischen Impuls und einen hohen, zur Selbstbedrückung geeigneten Dampfdruck aufweist.The fuel components are preferably an oxidizer component (oxidizer 102), in particular nitrous oxide (N ₂ O), and a fuel component (fuel 106), in particular at least one hydrocarbon such as ethane (C ₂ H ₆ ), ethene (C ₂ H ₄ ) and/or ethanol (C ₂ H ₅ OH). The components used preferably dissolve in one another or are suitable for forming a very fine, homogeneous dispersion. For example, in the case of a combination of nitrous oxide as the oxidizer 102 and a hydrocarbon as the fuel 106, the nitrous oxide used acts as a solvent, which counteracts demixing with the separation of one of the two phases. Thus, compared to conventional monopropellants, e.g. B. hydrazine or hydrogen peroxide, advantageous fuel mixture can be prepared, which has a high specific impulse and a high vapor pressure suitable for self-depression.

Die Mischanordnung 10 weist eine Verflüssigungsanordnung 200 mit z. B. jeweils einer Verflüssigungseinrichtung 116, 116' pro Treibstoffkomponente auf, die vorzugsweise je zumindest einen Verflüssigungsbehälter umfasst. Die Verflüssigungsanordnung 200 ist zur Vorverflüssigung der Treibstoffkomponenten vor deren Zusammenführung unter Beaufschlagung mit Kälte 118 und/oder Druck ausgebildet. Zu diesem Zweck weist die Verflüssigungseinrichtung insbesondere eine Kühleinrichtung und/oder eine Anordnung zur Bedrückung der Treibstoffkomponenten auf. Das Druck- und/oder Kälteniveau sind so einstellbar oder eingestellt, dass die Treibstoffkomponenten vollständig verflüssigt werden können.The mixing arrangement 10 has a liquefaction arrangement 200 with e.g. B. each have a liquefaction device 116, 116 'per fuel component, which preferably each comprises at least one liquefaction container. The liquefaction arrangement 200 is designed for the pre-liquefaction of the fuel components before they are combined with the application of cold 118 and/or pressure. For this purpose, the liquefaction device has, in particular, a cooling device and/or an arrangement for compressing the fuel components. The pressure and/or cold level can be adjusted or adjusted in such a way that the fuel components can be completely liquefied.

Die Verflüssigungseinrichtung 116 ist über eine Oxidatorleitung 108 mit einer Quelle 100 für Oxidator 102 in Strömungsverbindung bringbar oder gebracht. Die Verflüssigungseinrichtung 116' ist über eine Brennstoffleitung 112 mit einer weiteren Quelle 100' für Brennstoff 106 in Strömungsverbindung bringbar oder gebracht. Die Leitungsmittel (Oxidatorleitung 108, Brennstoffleitung 112) weisen in diesem Abschnitt insbesondere jeweils einen (optionalen) Druckminderer 126, 126' und ein Mess-/Regelventil 128, 128' auf, sowie, in 1 beispielhaft, jeweils eine Durchflussmesseinrichtung 130, 130', insbesondere basierend auf dem Coriolis-Prinzip.The liquefier 116 is fluidly connectable or coupled to a source 100 of oxidizer 102 via an oxidizer line 108 . The liquefier 116' is fluidly connectable or fluidly connected to a further source 100' of fuel 106 via a fuel line 112. In this section, the line means (oxidizer line 108, fuel line 112) each have an (optional) pressure reducer 126, 126' and a measuring/regulating valve 128, 128', as well as, in 1 by way of example, in each case a flow measuring device 130, 130', in particular based on the Coriolis principle.

Die in 1 beispielhaft gezeigte Anordnung zur Bedrückung umfasst eine Inertgasleitung 110 mit einem gemeinsamen Leitungsabschnitt, der unter Aufteilung in Zweigleitungsabschnitte stromauf der Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' an die Oxidatorleitung 108 und an die Brennstoffleitung 112 angekoppelt ist. Mittels der Inertgasleitung 110 ist eine noch weitere Quelle 100" für Inertgas 104, z. B. Stickstoff, Argon oder Helium, mit jeweils der Verflüssigungseinrichtung 116, 116' in Strömungsverbindung bringbar bzw. gebracht. Das Inertgas ist vorzugsweise derart beschaffen, dass es auch unter den vorliegenden Bedingungen zur Verflüssigung der Treibstoffkomponenten in gasförmigem Zustand verbleibt. Das Inertgas 104 liegt in der Quelle 100" bei einem hohen Druck vor, mindestens so hoch wie zur Bedrückung notwendig. Zur Druckbeaufschlagung der Treibstoffkomponenten mit Inertgas 104 und/oder Regelung des Druckniveaus umfasst die Inertgasleitung 104 insbesondere in dem gemeinsamen Leitungsabschnitt z. B. einen Druckminderer 127, ein Meß-/Regelventil 129 und in den Zweigleitungsabschnitten der Oxidatorleitung 108 und der Brennstoffleitung 112 jeweils Schließventile 131, 131'. Durch die Bedrückung kann eine zur Verflüssigung notwendige Kältezufuhr reduziert oder ersetzt werden. In the 1 The arrangement for suppression shown as an example comprises an inert gas line 110 with a common line section which is coupled to the oxidizer line 108 and to the fuel line 112 upstream of the liquefaction devices 116, 116', being divided into branch line sections. By means of the inert gas line 110, yet another source 100" for inert gas 104, e.g. nitrogen, argon or helium, can be brought or brought into flow connection with the respective liquefaction device 116, 116' remains in the gaseous state under the present conditions for liquefaction of the fuel components. The inert gas 104 is present in the source 100'' at a high pressure, at least that necessary for suppression. In order to pressurize the fuel components with inert gas 104 and/or regulate the pressure level, the inert gas line 104 includes, in particular in the common line section, z. B. a pressure reducer 127, a measuring / control valve 129 and in the branch line sections of the oxidizer line 108 and the fuel line 112 each closing valves 131, 131 '. The oppression can lead to liquefaction necessary cold supply can be reduced or replaced.

Stromab der Verflüssigungsanordnung 200 ist eine Zusammenführungsanordnung 300 angeordnet, in der im Betrieb die Treibstoffkomponenten zu dem Treibstoffgemisch zusammengeführt werden. Die Zusammenführungsanordnung 300 umfasst bei der in 1 gezeigten Variante beispielhaft einen Übergang zwischen den noch getrennten Leitungsabschnitten (Oxidatorleitung 108 und der Brennstoffleitung 112) und der stromab anschließenden, gemeinsamen Gemischleitung 114, z. B. ohne ein zwischengeordnetes, gegenüber dem Übergang vergrößertes, Volumen, wie einen Behälter. Zwischen der Verflüssigungsanordnung 200 und der Zusammenführungsanordnung 300 sind Schließventile 132, 132' vorhanden, um die Strömungsverbindung kontrolliert zu öffnen oder zu schließen. Der Übergang der Oxidatorleitung 108 und Brennstoffleitung 112 zu der Gemischleitung 114 bildet eine erste Mischstufe.A merging arrangement 300 is arranged downstream of the liquefaction arrangement 200, in which the fuel components are combined to form the fuel mixture during operation. The merging arrangement 300 comprises in FIG 1 variant shown, for example, a transition between the still separate line sections (oxidizer line 108 and the fuel line 112) and the downstream connection, common mixture line 114, z. B. without an intermediate, compared to the transition enlarged, volume, such as a container. Closing valves 132, 132' are provided between the liquefaction arrangement 200 and the combining arrangement 300 in order to open or close the flow connection in a controlled manner. The transition from the oxidizer line 108 and fuel line 112 to the mixture line 114 forms a first mixing stage.

Zudem umfasst die Zusammenführungsanordnung 300 beispielhaft einen in der Gemischleitung 114 angeordneten Gemischbehälter 122, in den die zusammengeführten Komponenten einströmen können. Der Gemischbehälter 122 weist einen Querschnittssprung und ein größeres Füllvolumen gegenüber der Gemischleitung 114 auf und bildet eine zweite Mischstufe.In addition, the combining arrangement 300 includes, for example, a mixture container 122 which is arranged in the mixture line 114 and into which the combined components can flow. The mixture container 122 has a jump in cross section and a larger filling volume compared to the mixture line 114 and forms a second mixing stage.

Stromab des Gemischbehälters 122 ist in der Gemischleitung 114 zur definierten Herstellung oder Unterbrechung der Strömungsverbindung ein Schließventil 137 angeordnet.A closing valve 137 is arranged downstream of the mixture container 122 in the mixture line 114 for the defined establishment or interruption of the flow connection.

In den getrennten Leitungsabschnitten stromauf des Übergangs ist (in der in 1 gezeigten Ausbildungsvariante optional) jeweils eine Entlüftungseinrichtung 136, 136' angeordnet. Über die Entlüftungseinrichtung 136, 136' können die Oxidatorleitung 108 und die Brennstoffleitung 112 jeweils mittels Schließventilen 133, 133' mit der Umgebung in Strömungsverbindung gebracht werden.In the separate line sections upstream of the transition (in the in 1 training variant shown optionally) each have a ventilation device 136, 136 'arranged. The oxidizer line 108 and the fuel line 112 can each be brought into flow connection with the environment via the ventilation device 136, 136' by means of closing valves 133, 133'.

Zur Evakuierung der Mischanordnung 10 ist ferner eine Fördereinrichtung 134 in Form einer Vakuumpumpe in den Leitungsmitteln, hier beispielhaft stromab der Verflüssigungsanordnung 200 und stromauf des Übergangs in der Oxidatorleitung 108, angeordnet.In order to evacuate the mixing arrangement 10, a conveying device 134 in the form of a vacuum pump is also arranged in the line means, here for example downstream of the liquefaction arrangement 200 and upstream of the transition in the oxidizer line 108.

Stromab des Schließventils 137, und somit stromab des Gemischbehälters 122, ist in der Gemischleitung 114 optional eine Lageranordnung 400 mit einem Lagerbehälter 124 zur Lagerung des homogenen Treibstoffgemisches angeordnet.A storage arrangement 400 with a storage container 124 for storing the homogeneous fuel mixture is optionally arranged in the mixture line 114 downstream of the closing valve 137 and thus downstream of the mixture container 122 .

Stromab des Lagerbehälters 124 schließt sich eine Entnahmestelle zur Entnahme des Treibstoffgemisches und Überführung in einen Tank, beispielsweise eines Satelliten, an. Die Entnahmestelle weist zu diesem Zweck eine Fördereinrichtung 138 und/oder ein Entnahmeventil 140 auf.Downstream of the storage container 124 is a removal point for removing the fuel mixture and transferring it to a tank, for example a satellite. For this purpose, the removal point has a conveying device 138 and/or a removal valve 140 .

An unterschiedlichen Stellen kann die Mischanordnung 10 für den Betrieb erforderliche Komponenten aufweisen, insbesondere Sensorik und/oder Aktorik (z. B. zusätzlich zu den gezeigten Schließventilen), wie Druck- und/oder Temperatursensoren. Verwendete Schließventile können beispielsweise elektrisch-pneumatisch betreibbar sein bzw. betrieben werden.At different points, the mixing arrangement 10 can have components required for operation, in particular sensors and/or actuators (e.g. in addition to the closing valves shown), such as pressure and/or temperature sensors. Closing valves that are used can, for example, be or can be operated electrically-pneumatically.

Die Mischanordnung 10 ist zumindest in Teilen von der Umgebung strömungsmechanisch entkoppelbar, zur Erhaltung eines sich einstellenden und/oder eingestellten Druckniveaus.The mixing arrangement 10 can be fluidically decoupled from the environment at least in parts in order to maintain a pressure level that is set and/or set.

Im Betrieb erfolgt zur Herstellung des Treibstoffgemisches zunächst die Evakuierung der gesamten Mischanordnung 10 mittels der Fördereinrichtung 134.In operation, to produce the fuel mixture, the entire mixing arrangement 10 is first evacuated by means of the conveying device 134.

Anschließend werden die beiden Treibstoffkomponenten Oxidator 102 und Brennstoff 106 aus ihrer jeweiligen Quelle 100, 100' in die ihnen jeweils zugeordneten Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' überführt.The two fuel components, oxidizer 102 and fuel 106, are then transferred from their respective sources 100, 100' to the liquefaction devices 116, 116' assigned to them.

In der in 1 gezeigten Variante des Verfahrens werden die Mengen der jeweiligen Treibstoffkomponenten innerhalb der Leitungsmittel während der Überführung in die jeweiligen Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' insbesondere mittels der Durchflussmesseinrichtungen 130, 130' ermittelt. Dabei werden insbesondere die innerhalb der herzustellenden Charge des Treibstoffgemischs benötigten Mengen exakt bemessen.in the in 1 In the variant of the method shown, the quantities of the respective fuel components within the line means are determined during the transfer to the respective liquefaction devices 116, 116', in particular by means of the flow measuring devices 130, 130'. In particular, the quantities required within the batch of fuel mixture to be produced are measured precisely.

Innerhalb der Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' erfolgt die Vorverflüssigung der jeweiligen Treibstoffkomponente vor Zusammenführung. Bei der in 1 gezeigten Variante kann beispielhaft eine Kombination aus Einbringung von Kälte 118 und Bedrückung mittels Inertgas 104 zum Einsatz kommen, z. B. mit Drücken von bis zu 100 bar, je nach verwendeten Treibstoffkomponenten und/oder erfolgtem Kälteeintrag.Within the liquefaction devices 116, 116', the respective fuel components are pre-liquefied before they are combined. At the in 1 The variant shown can be used, for example, by introducing cold 118 and suppressing it with inert gas 104, e.g. B. with pressures of up to 100 bar, depending on the fuel components used and / or cold input.

Die Überführung und Vorverflüssigung können wechselweise mehrmals nacheinander und/oder zeitgleich stattfinden, wobei jeweils ein aufgrund von Teilverflüssigung wieder zur Verfügung stehendes (Teil)-Volumen innerhalb der Verflüssigungseinrichtung 116, 116' erneut mit gasförmiger Treibstoffkomponente zu deren Verflüssigung nachbefüllt werden kann.The transfer and pre-liquefaction can take place alternately several times in succession and/or at the same time, in which case a (partial) volume within the liquefaction device 116, 116′ that is available again due to partial liquefaction can be refilled with gaseous propellant components to liquefy them.

Nach der Vorverflüssigung werden die Treibstoffkomponenten in der Zusammenführungsanordnung 300 zu dem Treibstoffgemisch zusammengeführt. Zu diesem Zweck werden bei der in 1 gezeigten Anordnung die Schließventile 132, 132' geöffnet, und jeweils insbesondere der gesamte Inhalt der Verflüssigungseinrichtung 116, 116' bei geschlossenem Schließventil 137 in den Gemischbehälter 122 gefüllt. Die Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' fungieren so zusätzlich als Dosierbehälter 120, wobei die benötigten Mengen an Oxidator 102 und Brennstoff 106 z. B. durch Messen des Zuflusses mittels der Durchflussmesseinrichtung 130, 130' in die Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' ermittelt wurden.After pre-liquefaction, the fuel components are combined in the combining arrangement 300 to form the fuel mixture. For this purpose, at the in 1 shown arrangement, the closing valves 132, 132 'opened, and in particular the entire contents of the liquefaction device 116, 116' filled with the closing valve 137 closed in the mixture container 122. The liquefaction devices 116, 116' also function as dosing containers 120, with the required amounts of oxidizer 102 and fuel 106 z. B. by measuring the inflow using the flow meter 130, 130 'in the liquefaction devices 116, 116' were determined.

Innerhalb der Zusammenführungsanordnung 300 herrscht z. B. Umgebungstemperatur, um eine aufwändige Kühlung in diesem Bereich zu vermeiden. Etwaige, durch die erhöhte Temperatur (teil-)verdampfte Mengen können durch Bedrückung z. B. während oder nach dem Zusammenführen wieder verflüssigt und so dem Treibstoffgemisch zugeführt werden.Within the merging arrangement 300 z. B. ambient temperature, to avoid complex cooling in this area. Any, by the increased temperature (partially) evaporated amounts can be suppressed z. B. liquefied again during or after the merging and so fed to the fuel mixture.

Die Zusammenführung von Oxidator 102 und Brennstoff 106 im Übergang der Oxidatorleitung 108 und der Brennstoffleitung 112 zu der Gemischleitung 114 bewirkt aufgrund der Dichteunterschiede der Treibstoffkomponenten sowie der entstehenden Turbulenzen einen ersten Durchmischungsschritt. Durch das Umfüllen bzw. den Einlass der zusammengeführten Treibstoffkomponenten in den Gemischbehälter 122 wird das Treibstoffgemisch in einem zweiten Durchmischungsschritt unter Generierung weiterer Turbulenzen homogenisiert.The combination of oxidizer 102 and fuel 106 in the transition from the oxidizer line 108 and the fuel line 112 to the mixture line 114 causes a first mixing step due to the differences in density of the fuel components and the resulting turbulence. The fuel mixture is homogenized in a second mixing step, with the generation of further turbulence, due to the decanting or the introduction of the combined fuel components into the mixture container 122 .

Anschließend kann zur Überprüfung des hergestellten Treibstoffgemisches eine Probe entnommen werden.A sample can then be taken to check the fuel mixture that has been produced.

Der Gemischbehälter 122 kann zugleich als Lagerbehälter 124 dienen, oder es kann ein separater Lagerbehälter 124 vorhanden sein. Möglich ist auch eine Umfüllung der Treibstoffkomponenten nach dem ersten Durchmischungsschritt in einen Tank eines Raumfahrzeugs, z. B. Satelliten, unter Homogenisierung des Gemisches in dem zweiten Durchmischungsschritt. So wäre der zweite Durchmischungsschritt aus der Mischanordnung 10 ausgelagert.The mixture container 122 can also serve as a storage container 124, or a separate storage container 124 can be present. It is also possible to transfer the fuel components into a tank of a spacecraft, e.g. B. satellites, with homogenization of the mixture in the second mixing step. The second mixing step would thus be outsourced from the mixing arrangement 10 .

Die Zusammenführung zu dem homogen Treibstoffgemisch erfolgt vorzugsweise unter ständiger oder anschließender (z. B. nach dem ersten oder zweiten Durchmischungsschritt beginnender) Bedrückung mittels des Inertgases. Zu diesem Zweck bleiben die Schließventile 132, 132' bei geöffneten Schließventilen 129, 131, 131' während des Zusammenführens geöffnet, um eine Einströmung an Inertgas 104 zu ermöglichen. So wird ein Verdampfen eines Teils der Treibstoffkomponenten während des Mischvorgangs verhindert und/oder ein verdampfter Teil des Treibstoffgemisches nachverflüssigt, um die gewünschte Zusammensetzung in der Flüssigphase sicherzustellen. Das Druckniveau bei Bedrückung liegt z. B. zumindest 10 bar oberhalb des Dampfdruckes der reinen Treibstoffkomponente mit dem höheren Dampfdruck bei entsprechender (Umgebungs-)Temperatur.The combination to form the homogeneous propellant mixture preferably takes place under constant or subsequent pressure (eg starting after the first or second mixing step) by means of the inert gas. For this purpose, the closing valves 132, 132' remain open while the closing valves 129, 131, 131' are open during the merging in order to allow inert gas 104 to flow in. In this way, part of the fuel components is prevented from evaporating during the mixing process and/or a part of the fuel mixture that has been evaporated is post-liquefied in order to ensure the desired composition in the liquid phase. The pressure level when oppressed is z. B. at least 10 bar above the vapor pressure of the pure fuel component with the higher vapor pressure at the corresponding (ambient) temperature.

Nach Bildung des homogenen Treibstoffgemisches kann selbiges in dem Lagerbehälter 124 bis zur Überführung in den Satellitentank zwischengelagert werden.After formation of the homogeneous fuel mixture, the same can be temporarily stored in the storage container 124 until it is transferred to the satellite tank.

Nach Zusammenführung und ggf. anschließender Lagerung wird das Treibstoffgemisch mittels der Fördereinrichtung 138 und/oder Bedrückung durch Inertgas 108 in einen Treibstofftank (hier nicht gezeigt) überführt.After merging and possibly subsequent storage, the fuel mixture is transferred to a fuel tank (not shown here) by means of the conveying device 138 and/or pressurization with inert gas 108 .

2 zeigt eine Variante der Mischanordnung 10, wobei aus verflüssigten Treibstoffkomponenten, die in einem Vorverflüssigungsvorgang gewonnen werden, mehrere Chargen des homogenen Treibstoffgemisches, erforderlichenfalls mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen, hergestellt werden können. 2 10 shows a variant of the mixing arrangement 10, in which case several batches of the homogeneous fuel mixture, if necessary with different mixing ratios, can be produced from liquefied fuel components which are obtained in a pre-liquefaction process.

Zu diesem Zweck weist die Mischanordnung 10, insbesondere die Zusammenführungsanordnung 300, je Treibstoffkomponente zumindest einen von dem Verflüssigungsbehälter separaten Dosierbehälter 120, 120' auf. Jedem Dosierbehälter 120, 120' ist eine Dosiervorrichtung, hier beispielhaft eine Füllstandsanzeige 144, 144', zugeordnet, über die zumindest der Inhalt an flüssiger Treibstoffkomponente innerhalb des Dosierbehälters 120 oder 120' ermittelbar ist. Die Zusammenführung erfolgt (auch) innerhalb der Dosierbehälter 120, 120'.For this purpose, the mixing arrangement 10, in particular the combining arrangement 300, has at least one dosing container 120, 120' for each fuel component that is separate from the liquefaction container. Each dosing container 120, 120' is assigned a dosing device, here by way of example a level indicator 144, 144', via which at least the content of liquid fuel component inside the dosing container 120 or 120' can be determined. The merging takes place (also) within the dosing containers 120, 120'.

Die Dosierbehälter 120, 120' sind jeweils über die Oxidatorleitung 108 bzw. die Brennstoffleitung 112 und die darin befindlichen Schließventilen 132, 132' mit der stromauf angeordneten Verflüssigungseinrichtung 116, 116' in Strömungsverbindung bringbar bzw. gebracht. In den dazwischenliegenden Leitungsabschnitten sind die Entlüftungseinrichtungen 136, 136' angeordnet. Um ein definiertes Leitungsvolumen zu erhalten, befinden sich stromab der Entlüftungseinrichtungen 136, 136' und stromauf der Dosierbehälter 120, 120' jeweils ein weiteres Schließventil 135, 135' in der Oxidatorleitung 108 bzw. der Brennstoffleitung 112.The dosing containers 120, 120′ can be or are brought into flow connection via the oxidizer line 108 or the fuel line 112 and the closing valves 132, 132′ located therein with the liquefaction device 116, 116′ arranged upstream. The ventilation devices 136, 136' are arranged in the line sections lying in between. In order to obtain a defined line volume, there is a further closing valve 135, 135' in the oxidizer line 108 and the fuel line 112 downstream of the ventilation devices 136, 136' and upstream of the dosing containers 120, 120'.

Zwischen den Schließventilen 135, 135' und den Dosierbehältern 120, 120' ist eine öffenbare oder geöffnete Strömungsverbindung 145, hier beispielhaft ein Leitungsabschnitt, zwischen der Oxidatorleitung 108 und der Brennstoffleitung 112 angeordnet, die als Gasbrücke wirken kann. Die Öffnung erfolgt z. B. über ein in dem Leitungsabschnitt angeordnetes Schließventil 146.Between the closing valves 135, 135' and the dosing containers 120, 120' there is an openable or open flow connection 145, here by way of example a line section, between the oxidant line device 108 and the fuel line 112 arranged, which can act as a gas bridge. The opening takes place z. B. via a closing valve 146 arranged in the line section.

Stromab der Dosierbehälter 120, 120' sind die Oxidatorleitung 108 und die Brennstoffleitung 112 zu der Gemischleitung 114 zusammengeführt. Die Strömungsverbindung zur Gemischleitung 114 für den Oxidator 102 ist mittels eines Schließventils 148 öffenbar bzw. geöffnet.The oxidizer line 108 and the fuel line 112 are combined to form the mixture line 114 downstream of the metering containers 120, 120'. The flow connection to the mixture line 114 for the oxidizer 102 can be opened or opened by means of a closing valve 148 .

Die Schließventile 146 und 148 können jeweils als Mischstufen wirken, wobei jeweils bei ihrem Öffnen ein Durchmischungsschritt initiiert wird, wie nachstehend angegeben.The closing valves 146 and 148 can each act as mixing stages, each opening of which initiates a mixing step as indicated below.

Stromab befindet sich in der Gemischleitung 114 der Gemischbehälter 122, der in der gezeigten Variante zugleich als Lagerbehälter 124 dient. Der Gemischbehälter 122 weist einen Querschnittssprung und ein größeres Füllvolumen gegenüber der Gemischleitung 114 auf und bildet eine weitere Mischstufe.The mixture container 122 is located downstream in the mixture line 114 and, in the variant shown, also serves as a storage container 124 . The mixture container 122 has a jump in cross section and a larger filling volume compared to the mixture line 114 and forms a further mixing stage.

Die übrige Ausbildung entspricht z. B. der in 1 gezeigten Ausbildungsvariante.The rest of the training corresponds to B. the in 1 shown training variant.

Im Betrieb erfolgt die Evakuierung, die Überführung der Treibstoffkomponenten in die Verflüssigungseinrichtung 116, 116' und die Vorverflüssigung z. B. im Wesentlichen wie bzgl. der zu 1 angegebene Verfahrensvariante beschrieben. Die Vorverflüssigung erfolgt ebenfalls beispielhaft mittels Zufuhr von Kälte 118 und/oder Bedrückung durch das Inertgas 104.During operation, the evacuation, the transfer of the fuel components into the liquefaction device 116, 116' and the pre-liquefaction, e.g. B. essentially as with regard to 1 specified process variant described. The pre-liquefaction also takes place, for example, by means of the supply of cold 118 and/or suppression by the inert gas 104.

Bei der Überführung kann auf eine genaue Mengenermittlung der Treibstoffkomponenten in die Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' verzichtet und in einem späteren Verfahrensschritt durchgeführt werden. Aus diesem Grund sind stromauf der Verflüssigungsbehälter keine Durchflussmesseinrichtungen vorhanden.During the transfer, an exact quantity determination of the fuel components in the liquefaction devices 116, 116' can be dispensed with and carried out in a later method step. For this reason, there are no flow measuring devices upstream of the liquefaction tanks.

Die Vorverflüssigung kann in mehreren Schritten erfolgen, z. B. unter Nachfüllen von gasförmiger Treibstoffkomponente und anschließendem Druckaufbau oder konstanter Bedrückung durch die Inertgasbedrückung und/oder Kältezufuhr.The pre-liquefaction can take place in several steps, e.g. B. with refilling of gaseous fuel component and subsequent pressure build-up or constant pressure by the inert gas pressure and / or cold supply.

Nach Vorverflüssigung und vor Zusammenführung der Treibstoffkomponenten werden die jeweiligen Treibstoffkomponenten zumindest teilweise in die Dosierbehälter 120, 120' überführt. Die Schließventile 132, 132' und 135, 135' sind entsprechend geöffnet.After pre-liquefaction and before the fuel components are combined, the respective fuel components are at least partially transferred into the metering containers 120, 120'. The closing valves 132, 132' and 135, 135' are opened accordingly.

Es wird angestrebt, bei der Überführung in die Dosierbehälter 120, 120' einen möglichst hohen Anteil der Treibstoffkomponenten in flüssigem Zustand beizubehalten. Vorzugsweise weisen daher die zwischen den Verflüssigungseinrichtungen 116, 116' befindlichen Leitungsmittel und/oder Komponenten (z. B. Ventileinrichtungen) einen vergleichsweise großen Strömungsquerschnitt auf, um Kavitationseffekte, die mit einer Verdampfung der vorverflüssigten Treibstoffkomponente einhergehen würde, zu vermeiden. Vorteilhafterweise wird zu diesem Zweck auch auf eine Feindosierung der Mengen verzichtet, die mit der Verwendung von Messtechnik mit kleinen Strömungsdurchmessern verbunden sein kann. Insbesondere können die überführten Mengen an Treibstoffkomponenten die zur Gemischbildung benötigten Mengen übersteigen, z. B. um bis zu 10 %, 20 % oder 50 %.The aim is to keep the highest possible proportion of the fuel components in the liquid state during the transfer to the metering containers 120, 120'. The line means and/or components (e.g. valve devices) located between the liquefaction devices 116, 116′ preferably have a comparatively large flow cross section in order to avoid cavitation effects that would be associated with evaporation of the pre-liquefied fuel component. For this purpose, there is advantageously also no fine dosing of the quantities, which can be associated with the use of measurement technology with small flow diameters. In particular, the amounts of fuel components transferred may exceed the amounts required for mixture formation, e.g. B. by up to 10%, 20% or 50%.

Nach Überführen der Treibstoffkomponenten in die Dosierbehälter 120, 120' wird ein Dosierungsbereich umfassend die Dosierbehälter 120, 120' und die Entlüftungseinrichtungen 136 von der übrigen Mischanordnung 10 druckdicht entkoppelt. In dem in 1 gezeigten Beispiel erstreckt sich der Dosierungsbereich stromab der Schließventile 132, 132' und stromauf des Schließventils 137, und wird durch Schließen der Schließventile 132, 132' und 137 druckdicht entkoppelt.After the fuel components have been transferred to the dosing containers 120, 120', a dosing area comprising the dosing containers 120, 120' and the ventilation devices 136 is decoupled from the rest of the mixing arrangement 10 in a pressure-tight manner. in the in 1 In the example shown, the dosing area extends downstream of the closing valves 132, 132' and upstream of the closing valve 137, and is decoupled in a pressure-tight manner by closing the closing valves 132, 132' and 137.

Anschließend erfolgt die Feindosierung der Treibstoffmengen. Zu diesem Zweck wird eine Wartezeit eingelegt, bis sich die Flüssigphasen und die Gasphasen der jeweiligen Treibstoffkomponenten bei gegebener Temperatur (z. B. Umgebungstemperatur) im Phasengleichgewicht befinden. Dabei stellen sich in der Regel unterschiedliche Gleichgewichtsdrücke (Dampfdrücke) in den Gasphasen ein.This is followed by fine dosing of the fuel quantities. For this purpose, a waiting time is inserted until the liquid phases and the gas phases of the respective fuel components are in phase equilibrium at a given temperature (eg ambient temperature). As a rule, different equilibrium pressures (vapor pressures) are established in the gas phases.

Im Phasengleichgewicht wird ein Füllstand innerhalb des für die Gemischbildung relevanten Volumens, insbesondere zwischen den Schließventilen 135, 135', dem Schließventil 146, dem Schießventil 148 und dem Schließventil 137, ermittelt. Dabei werden sowohl die flüssig als auch die gasförmig vorliegenden Menge der Treibstoffkomponenten innerhalb des relevanten Volumens berücksichtigt. In der in 2 gezeigten Ausführungsvariante sind die flüssig vorliegenden Mengen innerhalb der Dosierbehälter 120, 120' mittels der Füllstandanzeige 144, 144' ablesbar. Die gasförmigen Mengen können aufgrund des bekannten relevanten Volumens und des unter gegebenen, gemessenen Druck- und Temperaturbedingungen herrschenden Phasengleichgewichts ermittelt werden.In phase equilibrium, a fill level within the volume relevant for mixture formation, in particular between the closing valves 135, 135', the closing valve 146, the closing valve 148 and the closing valve 137, is determined. Both the liquid and the gaseous quantity of the fuel components within the relevant volume are taken into account. in the in 2 In the embodiment variant shown, the quantities present in liquid form within the dosing containers 120, 120' can be read off by means of the level indicator 144, 144'. The gaseous quantities can be determined on the basis of the known relevant volume and the phase equilibrium prevailing under given, measured pressure and temperature conditions.

Die für die Gemischbildung genauen Mengen werden durch Ablassen von überschüssigen Teilen der Treibstoffkomponenten aus der Gasphase in die Umgebung (Bereich außerhalb der Mischanordnung 10) mittels der jeweiligen Entlüftungseinrichtungen 136, 136' eingestellt. Dabei kann z. B. die abgelassene Menge gemessen und bei Erreichen einer Sollmenge das jeweilige Schließventil 133, 133' geschlossen werden.The exact amounts for the mixture formation are set by venting excess parts of the fuel components from the gas phase into the environment (area outside of the mixing arrangement 10) by means of the respective venting devices 136, 136'. In doing so, e.g. B. the drained Its quantity is measured and the respective closing valve 133, 133' is closed when a target quantity is reached.

Erforderlichenfalls können die Schritte zur Feindosierung, mit Einlegen einer Wartezeit, Füllstandsermittlung und erforderlichenfalls Ablassen, wiederholt werden, wobei jeweils ein Teil aus der Flüssigphase in die Gasphase entsprechend dem Phasengleichgewicht bei vorliegender Temperatur nachverdampft.If necessary, the steps for fine dosing, with waiting time, level determination and, if necessary, draining, can be repeated, with a portion each time evaporating from the liquid phase into the gas phase in accordance with the phase equilibrium at the prevailing temperature.

Anschließend wird das relevante Volumen unter Schließen der Schließventile 135, 135', 146, 148 und 137 von der übrigen Mischanordnung 10 strömungsmechanisch entkoppelt.The relevant volume is then fluidically decoupled from the rest of the mixing arrangement 10 by closing the closing valves 135, 135', 146, 148 and 137.

Die Zusammenführung erfolgt in mehreren Schritten. In einem ersten Durchmischungsschritt wird die Strömungsverbindung der Flüssigphasen durch Öffnen des Schließventils 148 hergestellt. Dabei findet aufgrund der Druckunterschiede innerhalb der Flüssigphasen, einhergehend mit Ausgleichsbewegungen unter Turbulenzbildung, der erste Durchmischungsschritt statt.The merger takes place in several steps. In a first mixing step, the flow connection of the liquid phases is established by opening the closing valve 148 . The first mixing step takes place due to the pressure differences within the liquid phases, accompanied by compensating movements with the formation of turbulence.

Anschließend wird die Strömungsverbindung der Gasphase durch Öffnen der Strömungsverbindung 145 mit dem Schließventil 146 hergestellt. Dabei findet aufgrund der Dichteunterschiede, einhergehend mit Ausgleichsbewegungen, der zweite Durchmischungsschritt in der Gasphase, statt.The flow connection of the gas phase is then established by opening the flow connection 145 with the closing valve 146 . The second mixing step takes place in the gas phase due to the density differences, accompanied by compensating movements.

Im Anschluss wird das entstandene Treibstoffgemisch mit einem ausreichend hohen Druck bedrückt, z. B. um mindestens 10 bar oberhalb des Dampfdrucks der Treibstoffkomponente mit dem höheren Dampfdruck, um auch die in der Gasphase befindlichen Mengen nachzuverflüssigen und der Flüssigphase des Treibstoffgemisches zuzuführen. Dazu kann (zusätzlich oder alternativ zu der gezeigten Anordnung) die Inertgasleitung 110 derart angeordnet sein, dass sie in strömungswirksame Verbindung mit der Strömungsverbindung 145 bringbar oder gebracht ist (hier nicht gezeigt; vgl. 3 und 4). Auf diese Weise kann eine genaue Zusammensetzung des Treibstoffgemisches sichergestellt werden.The resulting fuel mixture is then subjected to a sufficiently high pressure, e.g. B. by at least 10 bar above the vapor pressure of the fuel component with the higher vapor pressure, in order to also reliquefy the amounts in the gas phase and feed them to the liquid phase of the fuel mixture. For this purpose (in addition to or as an alternative to the arrangement shown), the inert gas line 110 can be arranged in such a way that it can be brought or brought into flow-effective connection with the flow connection 145 (not shown here; cf. 3 and 4 ). In this way, an accurate composition of the fuel mixture can be ensured.

Anschließend wird das Gemisch in den zugleich als Lagerbehälter 124 dienenden Gemischbehälter 122 durch Öffnen des Schließventils 137 umgefüllt. Durch die bei der Umfüllung entstehenden Turbulenzen wird das Treibstoffgemisch in dem dritten Durchmischungsschritt abschließend homogenisiert. Möglich ist auch eine Umfüllung des Gemisches aus den Gemischbehältern in einen Tank eines Raumfahrzeugs, z. B. eines Satelliten, unter Homogenisierung des Gemisches in dem dritten Durchmischungsschritt. So wäre der zweite Durchmischungsschritt aus der Mischanordnung 10 ausgelagert.The mixture is then transferred into the mixture container 122 , which also serves as a storage container 124 , by opening the closing valve 137 . Due to the turbulence that occurs during decanting, the fuel mixture is finally homogenized in the third mixing step. It is also possible to transfer the mixture from the mixture containers into a tank of a spacecraft, e.g. B. a satellite, with homogenization of the mixture in the third mixing step. The second mixing step would thus be outsourced from the mixing arrangement 10 .

Die in 2 beschriebene Verfahrensvariante erlaubt eine präzise, kontrollierte und effektive Mischung unter Ausnutzung sowohl von Druck- als auch Dichteunterschieden zwischen den Treibstoffkomponenten.In the 2 The method variant described allows precise, controlled and effective mixing using both pressure and density differences between the fuel components.

In 3 ist eine Abwandlung der in 2 gezeigten Ausbildungsvariante der Mischanordnung 10 gezeigt. Bei dieser Variante erfolgt die Verflüssigung lediglich durch Zufuhr von Kälte 118, deren Betrag zur vollständigen Verflüssigung entsprechend zu erhöhen ist. Dies erleichtert eine schrittweise oder kontinuierliche Vorverflüssigung unter mehrmaligem oder kontinuierlichem Befüllen des Verflüssigungsbehälters mit gasförmigem Treibstoff nach Verflüssigung eines Teilvolumens. Das Inertgas 104 wird zur Bedrückung während oder nach der Zusammenführung verwendet, wobei die Inertgasleitung 110 mittels eines Schließventils 149 in strömungswirksame Verbindung mit der Strömungsverbindung 145 gebracht werden kann.In 3 is a modification of the in 2 shown training variant of the mixing assembly 10 is shown. In this variant, the liquefaction takes place only through the supply of cold 118, the amount of which must be increased accordingly for complete liquefaction. This facilitates stepwise or continuous pre-liquefaction with multiple or continuous filling of the liquefaction container with gaseous fuel after liquefaction of a partial volume. The inert gas 104 is used for suppression during or after the combination, it being possible for the inert gas line 110 to be brought into flow-effective connection with the flow connection 145 by means of a closing valve 149 .

Bei der in 4 gezeigten Ausbildungsvariante weist die Zusammenführungsanordnung 300 zur Mengenbestimmung in dem relevanten Volumen und/oder in den Dosierbehältern 120, 120' anstelle der Füllstandsanzeigen 144 (vgl. 2 und 3) Durchflussmesseinrichtungen 143, 143', insbesondere basierend auf dem Coriolis-Messprinzip, auf. Derartige Durchflussmesseinrichtungen erlauben eine Mengenmessung sowohl in Gas- als auch von Flüssigphase in zwei Flussrichtungen (Hin- und Rückdurchfluss) und somit die Überführung der Treibstoffkomponenten unter schneller, ungefähr quantifizierter Befüllung der Dosierbehälter 120, 120' und anschließende Feindosierung über das Ablassen von Gasphase.At the in 4 In the embodiment variant shown, the merging arrangement 300 for determining the quantity in the relevant volume and/or in the dosing containers 120, 120' instead of the level indicators 144 (cf. 2 and 3 ) Flow measuring devices 143, 143', in particular based on the Coriolis measuring principle. Such flow measuring devices allow quantity measurement in both the gas and liquid phase in two flow directions (back and forth flow) and thus the transfer of the fuel components with rapid, approximately quantified filling of the dosing tanks 120, 120' and subsequent fine dosing by draining the gas phase.

Die Merkmale der unterschiedlichen, in 1 bis 4 gezeigten Ausbildungsvarianten können auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden.The characteristics of the different, in 1 until 4 training variants shown can also be combined with one another in other ways.

Das vorstehend angegebene Verfahren kann insbesondere als Teil eines Verfahrens zur Betankung eines Raumfahrzeuges, insbesondere eines Satelliten, durchgeführt werden oder ein solches Verfahren bilden.The method specified above can be carried out in particular as part of a method for refueling a spacecraft, in particular a satellite, or form such a method.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

EP 0895804 A2 [0002]
EP 0774634 A2 [0003]
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GB1311467A [0005]
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WO 9427581 [0007]

Claims

Method for producing a homogeneous fuel mixture from at least two fuel components, in particular from an oxidizer component and at least one fuel component, in a mixing process, comprising the steps: - Evacuation of a mixing arrangement (10), - Transferring at least one of the fuel components, which is at least partially in gaseous form, from a source (100, 100') to a liquefaction device (116, 116'), - Pre-liquefaction of the at least one fuel component, in particular with the application of cold and/or pressure, within the liquefaction device (116, 116'), and - Combining the fuel components in a combining arrangement (300) to form the fuel mixture.

procedure after claim 1 , characterized in that the quantity of the respective fuel component is determined during the transfer into the liquefaction device (116, 116'), in particular by means of a flow meter (130).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of pre-liquefaction, the fuel components within the liquefaction device (116, 116') are pressurized by means of inert gas.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the merging comprises a plurality of successive mixing steps, with no moving mixing devices being used in particular.

procedure after claim 4 , characterized in that in a first mixing step the fuel components flow through a transition from separate lines to a common mixture line (114).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that after pre-liquefaction of the fuel components, the respective components are transferred from the liquefaction device (116, 116') into a metering container (120, 120') within the combining arrangement (300), the quantities of the Components can exceed the amounts required for mixture formation.

procedure after claim 6 , characterized in that after filling the dosing container (120, 120') and before the fuel components are combined, a fine dosing is carried out, with the precise quantity required for the fuel mixture being set.

procedure after claim 7 , characterized in that for fine dosing, a dosing area comprising at least the dosing containers (120, 120') and ventilation devices (136, 136') is decoupled from the rest of the mixing arrangement 10 in a pressure-tight manner, and a waiting time is observed until the liquid phases and the gas phases of the respective fuel components are in phase equilibrium at a given temperature within the dosage range.

procedure after claim 8 , characterized in that a filling level within a volume relevant for mixture formation is determined for fine dosing, both the liquid and the gaseous quantities of the fuel components being taken into account within the relevant volume.

procedure after claim 9 , characterized in that for fine dosing the precise amount required for the fuel mixture can be adjusted by releasing parts of the fuel components from the gas phase, in particular by means of the venting devices (136, 136').

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing containers (120, 120') are fluidically coupled to one another via two flow connections, one flow connection connecting the liquid phases and one flow connection connecting the gas phases.

procedure after claim 11 , characterized in that first the liquid phases and then the gas phases are flow-connected to one another for the purpose of bringing them together.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that, in particular in a second or third mixing step, the fuel mixture, z. B. under pressure, in a mixture container (122) is transferred, wherein it is homogenized.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fuel mixture is post-liquefied during or after the combination of the fuel components, it being z. B. is depressed within a relevant volume by means of inert gas, in particular at a pressure, z. B. by at least 10 bar, upper half the vapor pressure of the fuel component with the higher vapor pressure.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that an inert gas (104), in particular nitrogen, argon and/or helium, and/or oxygen, is used for the suppression.

Arrangement for producing a fuel mixture, which is designed in particular to carry out a method according to one of the preceding claims, comprising - a pre-liquefaction arrangement (200) with at least one liquefaction device (116, 116') for at least one, preferably each, fuel component for separate pre-liquefaction of the, preferably respective, fuel component(s) and - A merging arrangement (400) for merging the at least partially liquid fuel components to form the fuel mixture.