DE10242159A1 - Gas supply system, for supplying liquefied gas, comprises transport container for liquefied gas, mobile feeding unit for compressing gas produced from liquefied gas, and compressed gas container - Google Patents

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Abstract

Gas supply system comprises a transport container (1) for liquefied gas, a mobile feeding unit (10) for compressing the gas produced from the liquefied gas, and a compressed gas container (5). Independent claims are also included for; (1) A feeding unit used in the above gas supply unit; and (2) A process for supplying a consumer with gas by using the above unit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gasversorgungssystem mit kälteverflüssigtem Gas, eine mobile Abfüllstation für Gas, ein Verfahren zur Versorgung eines Anwenders mit Gas und die Verwendung eines Transportbehälters mit kälteverflüssigtem Gas und einer mobilen Abfüllstation für eine Gas-Versorgungskette.The invention relates to a gas supply system with cold liquefied Gas, a mobile filling station for gas, a method of supplying a user with gas and use of a transport container with cold liquefied Gas and a mobile filling station for one Gas supply chain.

In der EP 0520937 B1 wird ein Verfahren zum Transport und Verteilen von flüssigem Helium beschrieben.In the EP 0520937 B1 describes a method for transporting and distributing liquid helium.

Die Versorgung mit gasförmigem Helium erfolgt üblicherweise in Druckgasflaschen 200/300 Bar, mit Druckgasflaschenbündeln oder mit Druckgasflaschewagen und stationärem Speichertank beim Kunden.The supply of gaseous helium usually takes place in 200/300 bar compressed gas cylinders, with compressed gas cylinder bundles or with compressed gas cylinder wagons and stationary storage tank at the customer's.

In den beiden ersten Fällen wird das Helium im Füllwerk über entsprechende Fülleinrichtungen in Druckgasflaschen abgefüllt und dann per LKW zum Kunden gefahren.In the first two cases the helium in the filler via appropriate Equipment for filling filled in compressed gas cylinders and then drove to the customer by truck.

Die Versorgung mit Heliumgas bis zu einer Menge von 3000 m3 erfolgt beispielsweise durch Anlieferung einer entsprechenden Menge mit Druckgasflaschenwagen. Das Gas wird vor Ort aus diesen Druckgasflaschenwagen in Speichertanks mit einem geometrischen Volumen von bis zu 100m3 mit Betriebsdrucken bis zu 200 bar umgefüllt. Diese Versorgung mit Heliumgas ist mit hohem Investitions- und Transportaufwand verbunden, bedingt durch die geringe Speicherdichte bei der gasförmigen Versorgung.The supply of helium gas up to a quantity of 3000 m 3 takes place, for example, by supplying a corresponding quantity with compressed gas cylinder wagons. The gas is transferred from these compressed gas cylinder wagons to storage tanks with a geometric volume of up to 100m 3 with operating pressures of up to 200 bar. This supply of helium gas is associated with high investment and transport costs, due to the low storage density in the gaseous supply.

Diese Versorgungssysteme sind völlig ungeeignet, wenn der Transport über weite Strecken erfolgen soll, insbesondere bei einem Transport per Flugzeug für die Heliumversorgung im Ausland. Hier spielt das Gewicht eine große Rolle. Große Entfernungen müssen überwunden werden bei beschränkter Transportkapazität.These supply systems are completely unsuitable if the transport is over long distances should take place, especially with a transport by Plane for the helium supply abroad. Weight plays a major role here. Size Distances have to be overcome are limited Transport capacity.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Gasversorgungssystem bereitzustellen.The invention is based on the object to provide alternative gas supply system.

Gelöst wurde die Aufgabe durch ein Gasversorgungssystem mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.The task was solved by a gas supply system with the features described in claim 1.

Das Gasversorgungssystem umfaßt eine Quelle für tiefkalt verflüssigtes Gas, z.B. Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Argon oder vorzugsweise kälteverflüssigtes Helium (LHe), und eine Einheit mit einem Mittel zur Erzeugung von gasförmigem Gas aus tiefkalt verflüssigtem Gas und einem Mittel zur Verdichtung des erzeugten gasförmigem Gases, wobei das Gas vorzugsweise auf Hochdruck, insbesondere 100 bis 300 bar, verdichtet wird. Die Quelle für das tiefkalt verflüssigte Gas ist vorzugsweise ein Transportbehälter, vorteilhaft ein isolierter Speicherbehälter, besonders vorteilhaft ein supervakuum-isolierter oder superisolierter Behälter, mit tiefkalt verflüssigtem Gas, insbesondere Helium oder Wasserstoff. Die supervakuum-isolierten Behälter für den Transport und die Lagerung des tiefkalten, verflüssigten Gases haben im allgemeinen einen Inhalt von 50 bis 2000 Liter, vorzugsweise bis zu 1000 Liter. In der Regel liegen die Verdampfungsraten im Bereich von 0,5 bis 1,4 % pro Tag bei einem Betriebsdruck von 0,5 bis 3 bar. Diese Behälter werden mit dem tiefkalten, verflüssigten Gas gefüllt zum Anwender transportiert. Während des Transportes ist das Eindringen von Luft zu vermeiden. Deshalb sind diese Behälter, z.B. für den überdrucklosen Transport, vorzugsweise mit Transportsicherheitsventilen ausgerüstet. Bei Lufttransporten sind die Behälter vorzugsweise mit einem vom absoluten Druck abhängigen Transportsicherheitsventil ausgestattet. Der Transportbehälter wird vorteilhaft in einer schwingungsabsorbierenden Vorrichtung angeordnet, beispielsweise eine schwingungsgedämpfte Transportpalette.The gas supply system includes a source for cryogenic liquefied Gas, e.g. Hydrogen, nitrogen, oxygen, argon or preferably kälteverflüssigtes Helium (LHe), and a unit with a means of producing gaseous Gas from cryogenic liquefied Gas and a means for compressing the gaseous gas produced, the gas preferably being at high pressure, in particular 100 to 300 bar, is compressed. The source of the cryogenic liquefied gas is preferably a transport container, advantageously an insulated one Storage container a super vacuum-insulated or super-insulated is particularly advantageous Container, with cryogenic liquefied Gas, especially helium or hydrogen. The super vacuum insulated container for the Transport and storage of cryogenic, liquefied gas have in general a content of 50 to 2000 liters, preferably up to 1000 liters. The evaporation rates are usually in the range from 0.5 to 1.4 % per day at an operating pressure of 0.5 to 3 bar. These containers will with the cryogenic, liquefied Gas filled transported to the user. While transport must be avoided. Therefore are these containers, e.g. for the depressurized Transport, preferably equipped with transport safety valves. at Air transport is the container preferably with a transport safety valve dependent on the absolute pressure fitted. The shipping container will advantageously arranged in a vibration-absorbing device, for example a vibration-dampened transport pallet.

Vorteilhaft wird als Transportbehälter ein Isolierbehälter mit Druckerzeuger/Gaserzeuger, vorzugsweise elektrischem Druckerzeuger/Gaserzeuger, eingesetzt (z.B. supervakuum-isolierter Behälter Stratos® 380 SL der Firma Messer), so daß erzeugtes Gas aus dem Transportbehälter direkt zum Verdampfer geführt werden kann, der in diesem Fall nur noch dazu benötigt wird, das Gas auf die Eintrittstemperatur des Verdichters zu bringen. Dadurch wird ein Heber für die Flüssiggasentnahme entbehrlich. Der Anwender braucht im diesem Fall nicht für die Bedienung des Hebers und im Umgang mit tiefkalten Gasen geschult werden. Das Handling wird vereinfacht. Weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß die Entnahme von Gas einfach zu automatisieren ist. Besonders vorteilhaft wird mittels einer regelbaren Heizeinrichtung die erzeugte Gasmenge gesteuert. Insbesondere bei der Gasentnahme kann so der Gasdruck konstant gehalten werden. Die Heizeinrichtung wird beispielsweise über ein Kontaktmanometer relaisgesteuert.An insulating container with a pressure generator / gas generator, preferably an electrical pressure generator / gas generator, is advantageously used as the transport container (for example super vacuum-insulated container Stratos ® 380 SL from Messer), so that the gas generated can be fed directly from the transport container to the evaporator, which is in this Case is only needed to bring the gas to the inlet temperature of the compressor. This eliminates the need for a siphon for liquid gas extraction. In this case, the user does not need to be trained to operate the jack or handle cryogenic gases. Handling is simplified. Another major advantage is that the removal of gas is easy to automate. The amount of gas generated is particularly advantageously controlled by means of a controllable heating device. The gas pressure can be kept constant in this way, in particular when gas is withdrawn. The heating device is relay-controlled, for example, via a contact manometer.

Das Mittel zur Erzeugung von gasförmigem Gas (auch Gaserzeuger genannt) ist vorteilhaft ein Wärmetauscher oder Verdampfer, insbesondere ein luftbeheizter Verdampfer für tiefkalt verflüssigtes Gas. Das Mittel zur Verdichtung von erzeugtem gasförmigen Gas (auch Verdichter genannt) ist vorzugsweise ein Kompressor oder Hochdruckverdichter, insbesondere ein luftgekühlter Hochdruckverdichter. Die Einheit mit dem Mittel zur Erzeugung von gasförmigem Gas aus tiefkalt verflüssigtem Gas und dem Mittel zur Verdichtung des erzeugten gasförmigem Gases bilden die Grundbestandteile einer Abfülleinheit. In der Regel enthält die Abfülleinheit einen Pulsationsdämpfer. Der Gaserzeuger, gegebenenfalls der Pulsationsdämpfer und der Verdichter bilden somit die Abfülleinheit. An die Abfülleinheit wird zur Befüllung mit Gas mindestens ein Druckgasbehälter angeschlossen. Druckgasbehälter sind beispielsweise Druckgasflaschen, Druckgasflaschenbündel, Speichertanks (stationär oder mobil), vorzugsweise Druckgasflaschen. Die Druckgasflaschen haben in der Regel einen Rauminhalt von 0,5, 1, 2, 5, 10, 20 oder 50 Liter. Die Abfülleinheit ist vorteilhaft als mobile Einheit ausgeführt.The means for generating gaseous gas (also called gas generator) is advantageously a heat exchanger or evaporator, in particular an air-heated evaporator for cryogenic liquefied gas. The means for compressing generated gaseous gas (also called a compressor) is preferably a compressor or high-pressure compressor, in particular an air-cooled high-pressure compressor. The unit with the means for generating gaseous gas from cryogenic liquefied gas and the means for compressing the generated gaseous gas form the basic components of a filling unit. The filling unit usually contains a pulsation damper. The gas generator, possibly the pulsation damper and the compressor thus form the filling unit. At the filling unit becomes Be filling with gas at least one compressed gas tank connected. Pressurized gas containers are, for example, pressurized gas bottles, bundles of pressurized gas bottles, storage tanks (stationary or mobile), preferably pressurized gas bottles. The compressed gas cylinders usually have a volume of 0.5, 1, 2, 5, 10, 20 or 50 liters. The filling unit is advantageously designed as a mobile unit.

Das bevorzugte Gasversorgungssystem besteht aus mindestens einer Transporteinheit (Transportbehälter) für das tiefkalt verflüssigte Gas, der Abfülleinheit und vorübergehend mindestens einem Druckgasbehälter zur Abfüllung des Gases.The preferred gas supply system consists of at least one transport unit (transport container) for the cryogenic liquefied Gas, the filling unit and temporarily at least one compressed gas tank for bottling of the gas.

In dem Gasversorgungssystem wird tiefkalt verflüssigtes Gas aus der Quelle für tiefkalt verflüssigtes Gas, z.B. dem superisolierten Speicherbehälter, dem Gaserzeuger (z.B. Verdampfer) zugeführt. Der Verdampfer ist ein Wärmetauscher mit dessen Hilfe das entnommene tiefkalt verflüssigte Gas erwärmt und dabei in ein Gas überführt wird. Das erzeugte Gas wird in der Regel mittels einem Hochdruckverdichter in einen oder mehrere Druckgasbehälter gefüllt. Beispielsweise werden Druckgasflaschen mit dem Gas gefüllt, z.B. 200 bar oder 300 bar Fülldruck. Bei dem System dient die Quelle für das tiefkalt verflüssigte Gas (z.B. superisolierter Behälter mit LHe) als Transporteinheit, insbesondere als Einheit für den Transport mit dem Flugzeug, diese wird z.B. im Gasabfüllwerk befüllt, zum Verbraucher (Anwender) transportiert und dort mit einer vorzugsweise mobilen Abfülleinheit mit Verdampfer und Verdichter verbunden. Mittels der Abfülleinheit wird das erzeugte Gas in kleinere Speichereinheiten für Gas (z.B. Druckgasflaschen) umgefüllt.In the gas supply system cryogenic liquefied Gas from the source for cryogenic liquefied Gas, e.g. the super insulated storage tank, the gas generator (e.g. Evaporator) supplied. The Evaporator is a heat exchanger with the help of which the extracted cryogenic liquefied gas is heated and thereby being converted into a gas. The gas generated is usually using a high pressure compressor filled in one or more pressurized gas containers. For example Compressed gas cylinders filled with the gas, e.g. 200 bar or 300 bar filling pressure. The system serves as the source for the cryogenic liquefied gas (e.g. superinsulated container with LHe) as a transport unit, in particular as a unit for transport by plane, this is e.g. filled in the gas filling plant, to the consumer (user) transported and there with a preferably mobile filling unit connected with evaporator and compressor. By means of the filling unit the generated gas is converted into smaller gas storage units (e.g. compressed gas cylinders) decanted.

Das Gasversorgungssystem umfaßt vorzugsweise einen Transportbehälter für tiefkalt verflüssigte Gas (Gas oder Gasgemisch), einen Verdampfer und einen Hochdruckverdichter (Kompressor).The gas supply system preferably comprises a shipping container for cryogenic liquefied Gas (gas or gas mixture), an evaporator and a high pressure compressor (Compressor).

Der Einsatz des Gasversorgungssystems umfaßt den Transport einer großen oder größeren Gasmenge als verflüssigtes Gas zur Abfülleinheit, dort Überführung des verflüssigten Gases in gasförmiges Gas und Abfüllung von Gas in einen oder mehrere Druckgasbehälter (Umfüllung).The use of the gas supply system includes transportation a big one or larger amount of gas as liquefied Gas to the filling unit, there transfer of the liquefied Gases in gaseous Gas and bottling of gas into one or more pressurized gas containers (decanting).

Das Gasversorgungssystem besteht beispielsweise aus mobilem Transportbehälter und mobiler oder stationärer Abfülleinheit und mindestens einem stationärem oder mobilen Druckgasbehälter. Transportbehälter und Abfülleinheit können als mobile Einheit (Transport-Abfülleinheit) zusammengefaßt werden. Eine mobile Transport-Abfülleinheit (z.B. LKW) kann die stationären oder mobilen Druckgasbehälter bedienen. So können verschiedene Versorgungsketten zum Verbraucher aufgebaut werden. Die einzelnen Glieder einer Versorgungskette können als stationäre oder mobile Teile beliebig variiert und kombiniert werden.The gas supply system exists for example from a mobile transport container and a mobile or stationary filling unit and at least one stationary or mobile compressed gas container. Transport containers and filling unit can can be summarized as a mobile unit (transport / filling unit). A mobile transport filling unit (e.g. trucks) can be stationary or mobile compressed gas container serve. So can different supply chains to the consumer are set up. The Individual links in a supply chain can be considered stationary or mobile parts can be varied and combined as required.

Das Gasversorgungssystem mit dem dazugehörigen Versorgungskonzept wird im folgenden am Beispiel einer Helium-Gasversorgung erläutert.The gas supply system with the associated The supply concept is described below using the example of a helium gas supply explained.

Basis ist die Versorgung mit LHe in superisolierten Behältern mit einem Fassungsvermögen bis zu 1000 l LHe (entspricht ca. 750 m3 Gasphase) Hier wird eine wesentlich höhere Speicherdichte erreicht bei geringerem Transportvolumen und Gewicht. Hinzukommt die Möglichkeit der Verschickung mit dem Flugzeug.The basis is the supply of LHe in super-insulated containers with a capacity of up to 1000 l LHe (corresponds to approx. 750 m 3 gas phase). Here a much higher storage density is achieved with lower transport volume and weight. Added to this is the possibility of being shipped by plane.

Eine bevorzugte Anlage besteht im wesentlichen aus:
Transportbehälter: LHe-Speicherbehälter mit bis zu 1000 l LHe (z. B. Stratos® 380 SL, der Firma Messer), dazugehörige Spezialpalette mit Schwingungselementen zum schonenden Transport der LHe-Behälter auch bei widrigen Staßenverhältnissen, einer mobilen / teilstationären Verdampfer- und Abfülleinheit mit Kompressor( z.B. Kompresor Fa. Sauer bis zu 450 m3 h Förderleistung), Gasspeicher vor Ort (beim Anwender), stationär( Mitteldruckspeichertank, z. B. Messer Standtank SH 65) oder stationär/mobil als Druckgasflaschen oder Bündel.A preferred system essentially consists of:
Transport container: LHe storage container with up to 1000 l LHe (e.g. Stratos® 380 SL, from Messer), associated special range with vibration elements for gentle transport of the LHe container even in adverse road conditions, a mobile / semi-stationary evaporator and filling unit with compressor (e.g. compressor from Sauer up to 450 m 3 h delivery capacity), gas storage on site (at the user), stationary (medium pressure storage tank, e.g. Messer floor tank SH 65) or stationary / mobile as compressed gas cylinders or bundles.

Ein Beispiel einer mobilen Heliumversorgungsanlage ist in 1 gezeigt. Sie ist geeignet für die Abfüllung von Helium in Druckgasflaschenbündeln, ausgehend von tiefkalt verflüssigtem Helium. Sie ist für einen Volumenstrom von ca. 11 m3 (1 bar, 15 °C)/ h und einen Enddruck von 200 bar ü ausgelegt. Die Umgebungstemperaturen während des Betriebs betragen min. –10 °C und max. 30 °C.An example of a mobile helium supply system is in 1 shown. It is suitable for filling helium in compressed gas cylinder bundles, starting from cryogenic liquefied helium. It is designed for a volume flow of approx. 11 m 3 (1 bar, 15 ° C) / h and a final pressure of 200 bar g. The ambient temperatures during operation are min. -10 ° C and max. 30 ° C.

Die mobile Heliumversorgungsanlage (1) besteht im wesentlichen aus einem superisolierten Speicherbehälter 1 für verflüssigtes Helium, einem luftbeheizten Verdampfer 2, einem Pulsationsdämpfer 3, einer luftgekühlten Hochdruck-Gas-Kompressoranlage 4 und Druckgasflaschenbündeln 6,7 und 8 mit Druckgasflaschen 5. Der LHe-Transportbehälter 1 weist einen elektrischen Druckaufbau (inklusive Steuerung 12) auf.The mobile helium supply system ( 1 ) consists essentially of a super insulated storage tank 1 for liquefied helium, an air-heated evaporator 2 , a pulsation damper 3 , an air-cooled high-pressure gas compressor system 4 and bundles of compressed gas cylinders 6 . 7 and 8th with compressed gas cylinders 5 , The LHe transport container 1 has an electrical pressure build-up (including control 12 ) on.

Der Speicherbehälter 1 (Transportbehälter) wird zum Transportieren mittels Gabelstapler in eine geeignete Vorrichtung gestellt und befestigt. Die Befestigungspunkte werden mit Schwingungsdämpfungselementen ausgeführt. Dieses Gestell für den Speicherbehälter 1 sowie die unten erwähnte Grundpalette sind Sonderkonstruktionen speziell für diesen Anwendungsfall.The storage container 1 (Transport container) is placed and fastened in a suitable device for transport using a forklift. The attachment points are carried out with vibration damping elements. This rack for the storage tank 1 as well as the basic range mentioned below are special constructions especially for this application.

Die Anlagenkomponenten luftbeheizter Verdampfer 2, Pulsationsdämpfer 3, Hochdruckverdichter 4 (inklusive Steuerung 11) und Füllrechen 9 (z.B. für 3 Druckgasflaschenbündel) bilden eine Abfülleinheit 10 und werden vorteilhaft in einer Grundpalette zusammengefaßt. Die Grundpalette weist in der Regel einen Schutzrahmen z.B. aus VA-Stahl auf. Die Anlagenkomponenten sind komplett verrohrt und elektrisch verdrahtet. Die Anlagenteile werden mittels Schwingungsdämpfungselementen an der Grundpalette befestigt. Die Grundpalette ist zum Bewegen mittels Gabelstapler mit Staplerschuhen und zum Verzurren im Transportfahrzeug entsprechend ausgeführt.The system components of air-heated evaporators 2 , Pulsation dampener 3 , High pressure compressor 4 (including control 11 ) and filling rake 9 (e.g. for 3 Compressed gas cylinder bundles) form a filling unit 10 and are advantageously summarized in a basic range. The basic range usually has a protective frame made of VA steel, for example. The system components are completely piped and electrically wired. The system parts are attached to the basic pa by means of vibration damping elements lette attached. The basic range is designed for moving using a forklift with forklift shoes and for lashing in the transport vehicle.

Die mobile Heliumfüllstation wird am Einsatzort vorzugsweise mittels flexiblen Rohrleitungen mit dem superisolierten Speicherbehälter und den Druckgasflaschenbündeln verbunden. Die Verbindungselemente (z.B. Kugel/Konus-Verschraubungen) sind z.B. einfach und unverlierbar ausgeführt.The mobile helium filling station is preferably carried out on site by means of flexible pipes the super insulated storage tank and the compressed gas cylinder bundles connected. The connecting elements (e.g. ball / cone screw connections) are e.g. simple and captive.

Eine bevorzugte Helium-Abfülleinheit besteht z.B. aus den Hauptkomponenten: 1 Stück Sondertransportpalette für den Transportbehälter (z.B. Stratos 380SL von Messer); 1 Stück luftbeheizter Verdampfer geeignet für die Verdampfung und Erwärmung bis Umgebungstemperatur des tiefkalt verflüssigten Heliums (Nennleistung :max. 20 m3 (1 bar, 15 °C)/h Helium, Hauptabmessungen: ca. L 800 mm × B 400 mm × H 1750 mm, Länge des Alu-berippten Rohres: ca. 7 m, Auslegungsdruck: PN 25, Nennweite: DN 15, Gewicht: ca: 70 kg); 1 Stück Pulsationsdämpfer (Hauptabmessungen: min. ⌀ 400 mm × H 1000 mm, Werkstoff: VA-Stahl, gemäß AD W10, Anschlussabmessungen: Eintritt: DN 15, Austritt: DN 40, Auslegungsdruck; PN 2,5, Gewicht: max. 90 Kg);1 Stück Hochdruck-Gas-Kompressoranlage, luftgekühlt (Lieferleistung nach DIN 1945/ISO 1217: 11 m3/h, min. Ansaugdruck: Umgebungsdruck, Ansaugtemperatur: bis max. 45 °C, Umgebungstemperatur: +5 °C bis 45 °C, Betriebsüberdruck: 90 bar bis 200 bar, einstellbar, Drehzahl: 1470 1/min, Verdichterstufen: 3, Zylinderzahl: 3, Kraftbedarf: 5,9 kW, min. Kühlluftstrom: 1050 m3/h, Gewicht: ca. 300 Kg, technische Daten des Antriebsmotors: Art: Drehstrommotor,- Nennleistung: 7,5 kW,- Drehzahl: 1470 1/min, Schutzart / Isolierstoffklasse: IP55/F, Betriebsspannung: 400 V, Frequenz: 50 Hz, Zubehör:- Kompressorsteuerung für automatischen Betrieb, Filtration); 1 Stück Abfüllrechen (zur Abfüllung von max. 3 Druckgasflaschenbündeln gleichzeitig).A preferred helium filling unit consists, for example, of the main components: 1 piece special transport pallet for the transport container (eg Stratos 380SL from Messer); 1 piece of air-heated evaporator suitable for evaporation and heating up to ambient temperature of the cryogenic liquefied helium (nominal output: max. 20 m 3 (1 bar, 15 ° C) / h helium, main dimensions: approx. L 800 mm × W 400 mm × H 1750 mm, length of the aluminum finned tube: approx. 7 m, design pressure: PN 25, nominal width: DN 15, weight: approx. 70 kg); 1 piece pulsation damper (main dimensions: min. ⌀ 400 mm × H 1000 mm, material: VA steel, according to AD W10, connection dimensions: inlet: DN 15, outlet: DN 40, design pressure; PN 2.5, weight: max. 90 Kg); 1 piece high-pressure gas compressor system, air-cooled (delivery performance according to DIN 1945 / ISO 1217: 11 m 3 / h, min.suction pressure: ambient pressure, suction temperature: up to max. 45 ° C, ambient temperature: +5 ° C to 45 ° C, operating pressure: 90 bar to 200 bar, adjustable, speed: 1470 1 / min, compressor stages: 3, number of cylinders: 3, power requirement: 5.9 kW, min.cooling air flow: 1050 m 3 / h, weight: approx. 300 Kg, technical data of the drive motor: Type: three-phase motor, - nominal power: 7.5 kW, - speed: 1470 1 / min, protection / insulation class: IP55 / F, operating voltage: 400 V, frequency: 50 Hz, accessories: - compressor control for automatic operation, filtration); 1 piece of filling rake (for filling a maximum of 3 compressed gas cylinder bundles at the same time).

Die Anlage (Abfülleinheit) wird mit einer Schutzhaube gegen Transportschäden ausgestattet. Sie ist wettertest ausgeführt, einfach abnehmbar und technisch belüftet (mit Staub- und Sandfilter) für die Kompressorkühlung. Diese Haube hat die weitere Funktion, das Anfahren des Kompressors bei tiefen Temperaturen zu erleichtern und ist daher elektrisch beheizt (Heizung mit Thermostatregelung).The system (filling unit) comes with a protective hood against transport damage fitted. It is weather-tested, easy to remove and technical ventilated (with dust and sand filter) for the compressor cooling. This hood has the further function of starting the compressor to facilitate at low temperatures and is therefore electrically heated (Heating with thermostat control).

Die Abmessungen der bevorzugten Gesamtanlage (Abfülleinheit) sind L × B × N: ca. 1500mm × 1200mm × 1500mm. Das Gesamtgewicht der kompletten Abfülleinheit beträgt ca.: 630 kg.The dimensions of the preferred overall system (Filling unit) are L × W × N: approx. 1500mm × 1200mm × 1500mm. The total weight of the complete filling unit is approx .: 630 kg.

Ein Druckgasflaschenbündel besteht z.B. aus 12 Stück 50 Liter-Stahlflaschen (Betriebsüberdruck: 200bar/300bar). Das Leergewicht des Druckgasflaschenbündels beträgt ca. 960/1060 kg, das Füllgewicht: ca. 18kg (200bar).There is a bundle of compressed gas cylinders e.g. from 12 pieces 50 liter steel bottles (operating pressure: 200 bar / 300 bar). The empty weight of the compressed gas cylinder bundle is approx. 960/1060 kg, the filling weight: approx. 18kg (200bar).

Alternativ zum Druckgasflaschenbündel werden z.B. Mitteldruck/Hochdruckspeicher mit einem geometrischen Volumen von 1 m3 bis 100 m3 oder größer eingesetzt.As an alternative to the compressed gas cylinder bundle, medium pressure / high pressure accumulators with a geometric volume of 1 m 3 to 100 m 3 or larger are used.

Die Verrohrung des Gasversorgungssystems ist z.B. aus Edelstahl, natur (nicht gestrichen).The piping of the gas supply system is e.g. made of stainless steel, natural (not painted).

Als Transportbehälter für flüssiges Helium dient vorzugsweise ein supervakuumisolierter Behälter, erhältlich bei der Firma Messer unter der Bezeichnung STRATOS® 380 SL (Super-Leicht) mit folgenden technischen Daten: LHe-Transportbehälter komplett mit elektrischem Druckaufbau (inklusive Steuerung) und Sicherheitsaufsatz, zugelassen nach deutscher Druckbehälterverordnung, AD-Merkblätter, TRG, GGVS/ADR, GGVE/RID; serienmäßige Ausrüstung: Transportschutzrahmen mit 4 leichtlaufenden Lenkrollen und Kranaufhängevorrichtung, Überströmeinrichtung 70 mbar, Sicherheitshalsrohr und Sicherheitsaufsatz mit freiem Querschnitt ⌀74mm, absperrbarer KF25-Anschluß für Evakuieren /Abgas/Druckaufbau, Sicherheitseinrichtung mit Manometer und 2 bauteilgeprüften Sicherheitsventilen, 4 zentrische Halsanschlüsse auf abnehmbarem Blindflansch KF25, Befüllanschluß mit Kugelhahn/Quetschverschraubung 16 für Entnahmeheber, Quetschverschraubung ⌀12 für Füllstandssonde, Klemmringverschraubung ⌀18 mit Druckaufbauheizung, einstellbares Schaltmanometer zur Einstellung des Entnahmedruckes, Kontaktschutzrelais mit Kontrolleuchte für Heizung.Preferably serves as a transport container for liquid helium a super vacuum insulated container, available at the company Messer under the name STRATOS® 380 SL (super light) with the following technical data: LHe transport container complete with electrical Pressure build-up (including control) and safety attachment, approved according to the German pressure vessel regulation, AD leaflets, TRG, GGVS / ADR, GGVE / RID; standard equipment: transport protection frame with 4 smooth-running castors and crane suspension device, overflow device 70 mbar, safety neck tube and safety attachment with free cross section ⌀74mm, lockable KF25 connection for evacuation / exhaust gas / pressure build-up, Safety device with manometer and 2 component-tested safety valves, 4 centric neck connections on removable blind flange KF25, filling connection with ball valve / compression fitting 16 for Withdrawal jack, compression fitting ⌀12 for level probe, compression fitting ⌀18 with Pressure build-up heater, adjustable switching manometer for setting the Withdrawal pressure, contact protection relay with control lamp for heating.

Der Behälter ist vorbereitet für den nachträglichen Einbau eines integrierten Entnahmehebers (mit Antioszillationseinrichtung). Der Behälter ist ausgelegt für max. Betriebsüberdruck : 1,5 bar / -1 bar. Weitere technische Daten sind: geometrisches Volumen: 380 l, 95% – Füllmenge: 360 l, Gesamtbreite: 750 mm ± 20 mm, Gesamthöhe: 1900 mm ± 20 mm (mit Standardrollen Werkstoff: AIMg-Legierung), Gewicht leer: ca 100 kg, Gewicht voll: ca 145 kg, Verdampfungsrate : ca 1.4 %/Tag.The container is prepared for the subsequent one Installation of an integrated sampling device (with anti-oscillation device). The container is designed for Max. Operating pressure : 1.5 bar / -1 bar. Further technical data are: geometric Volume: 380 l, 95% - filling quantity: 360 l, total width: 750 mm ± 20 mm, total height: 1900 mm ± 20 mm (with standard rollers material: AIMg alloy), empty weight: approx. 100 kg, full weight: approx. 145 kg, evaporation rate: approx. 1.4% / day.

Die Gasversorgungsanlage wurde optimiert im Hinblick auf: Gewicht und leichter Transportierbarkeit, klimatische Bedingungen (auch widrige Umgebungsbedingungen), einfaches Handling, Minimierung von Schnittstellen zum Zusammenfügen der Anlage.The gas supply system was optimized in Regarding: weight and easy portability, climatic Conditions (including adverse environmental conditions), easy handling, Minimization of interfaces for assembling the system.

Vorteilhaft ist der Einsatz von Kugelkonus-Verbindungen, die mit konventionellem Werkzeug angeschlossen werden können. Ferner ist ein höchsteffizienter Kryo-Spezialbehälter als Transportbehälter geeignet, der bei der Firma Messer erhältlich ist, der bei einem Gesamtgewicht von 150 kg LHe ca. 270 m3 gasförmiges Helium beinhaltet (zum Vergleich: 1 Bündel 200 Bar, ca. 110 m3).It is advantageous to use ball cone connections that can be connected using conventional tools. A highly efficient special cryogenic container is also suitable as a transport container, which is available from Messer and which, with a total weight of 150 kg LHe, contains approx. 270 m 3 of gaseous helium (for comparison: 1 bundle of 200 bar, approx. 110 m 3 ) ,

Der spezielle Eigendruckaufbau des Transportbehälters macht dem Umgang mit LHe sicher und von jedem bedienbar. Eine spezielle Palettenkonstruktion sorgt für höchstmöglichen Transportschutz des Kryo-Spezialbehälters (Transportbehälters). Vorteilhaft ist weiter eine Schutzhaube für die Einheit Kompressor/Verdampfer (Abfülleinheit). Sie bietet guten Transport- und Lagerschutz auch unter widrigen Bedingungen.The special pressure build-up of the transport container makes the handling of LHe safe and usable by everyone. A special one Pallet construction ensures highest possible Transport protection of the special cryogenic container (transport container). A protective hood for the compressor / evaporator unit is also advantageous (Filling unit). It offers good transport and storage protection even under adverse conditions Conditions.

Das Gasversorgungssystem ermöglicht ein besonderes Versorgungskonzept:
Die Gas-Versorgung des Anwenders erfolgt mit Transportbehältern für kryogene Gase (z.B. LHe-Behälter). Die Abfülleinheit wird zum Anwender/Einsatzort verbracht und ist auf Grund des geringen Gesamtgewichtes sehr gut transportierbar, auch mit dem Fluzeug. Die kontinuierliche Versorgung erfolgt, nach Verbringung der Abfülleinheit und der Gasspeicherbehälter (z.B. Druckgasflaschenbündel oder Standtank), über die Transportbehälter mit kryogenem oder kälteverflüssigtem Gas (z.B. LHe-Behälter). Dieses System ist transporttechnisch und logistisch wirtschaftlicher als die Gasversorgung mit Druckgasflaschenwagen.The gas supply system enables a special supply concept:
The user is supplied with gas using transport containers for cryogenic gases (eg LHe containers). The filling unit is brought to the user / place of use and is very easy to transport due to the low overall weight, even with the aircraft. The continuous supply takes place after the filling unit and the gas storage containers (e.g. compressed gas cylinder bundles or standing tanks) have been moved, via the transport containers with cryogenic or cryogenic liquefied gas (e.g. LHe containers). In terms of transportation and logistics, this system is more economical than gas supply with compressed gas cylinder trucks.

Die Beispielanlage kann beliebig in der Leistung erweitert werden.The example plant can be any to be expanded in performance.

Damit kann sie auch als quasistationäre Anlage bei dem Anwender mit größerem Gasebedarf eingesetzt werden.It can also be used as a quasi-stationary system used by the user with greater gas requirements become.

Claims (20)

Gasversorgungssystem, umfassend einen Transportbehälter (1) für kälteverflüssigtes Gas, eine mobile Abfülleinheit (10) zur Verdichtung des aus dem kälteverflüssigten Gas erzeugten Gases und mindestens einen Druckgasbehälter (5).Gas supply system comprising a transport container ( 1 ) for refrigerated liquefied gas, a mobile filling unit ( 10 ) to compress the gas generated from the refrigerated gas and at least one compressed gas tank ( 5 ). Gasversorgungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleinheit (10) einen Verdampfer (2) und einen Hochdruckverdichter (4) aufweist.Gas supply system according to claim 1, characterized in that the filling unit ( 10 ) an evaporator ( 2 ) and a high pressure compressor ( 4 ) having. Gasversorgungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleinheit (10) einen Pulsationsdämpfer (3) aufweist.Gas supply system according to claim 2, characterized in that the filling unit ( 10 ) a pulsation damper ( 3 ) having. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbehälter (1) in einer schwingungsabsorbierenden Vorrichtung angeordnet ist.Gas supply system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the transport container ( 1 ) is arranged in a vibration-absorbing device. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbehälter (1) ein supervakuum-isolierter Behälter ist.Gas supply system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transport container ( 1 ) is a super vacuum insulated container. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbehälter (1) mit einem Druckerzeuger/Gaserzeuger zur Verdampfung von kälteverflüssigtem Gas zur Entnahme von gasförmigem Gas ausgestattet ist.Gas supply system according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transport container ( 1 ) is equipped with a pressure generator / gas generator for the vaporization of refrigerated gas for the extraction of gaseous gas. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das kälteverflüssigte Gas Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Argon ist.Gas supply system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the refrigerated gas Is helium, hydrogen, nitrogen, oxygen or argon. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Transportbehälter (1) und Abfülleinheit (10) als mobile Einheit zusammengefaßt sind.Gas supply system according to one of claims 1 to 7, characterized in that the transport container ( 1 ) and filling unit ( 10 ) are combined as a mobile unit. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasversorgungssystem eine Steuerung und/oder Regelung für eine Automatisierung der Gasentnahme aus dem Transportbehälter (1) aufweist.Gas supply system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gas supply system is a control and / or regulation for automation of the gas removal from the transport container ( 1 ) having. Gasversorgungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Transportbehälter (1) mit einer steuerbaren und/oder regelbaren Heizeinrichtung als Druckerzeuger/Gaserzeuger zur gesteuerten und/oder geregelten Verdampfung von kälteverflüssigtem Gas zur Entnahme von gasförmigem Gas, insbesondere zur Überführung von gasförmigen Gas vom Transportbehälter (1) zur Abfülleinheit (10), ausgestattet ist.Gas supply system according to claim 9, characterized in that the transport container ( 1 ) with a controllable and / or regulatable heating device as a pressure generator / gas generator for the controlled and / or regulated evaporation of refrigerated liquefied gas for the removal of gaseous gas, in particular for the transfer of gaseous gas from the transport container ( 1 ) to the filling unit ( 10 ), Is provided. Gasversorgungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung über ein Kontaktmanometer relaisgesteuert ist.Gas supply system according to claim 10, characterized in that that the Heater over a contact manometer is relay controlled. Gasversorgungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgasbehälter (5) stationär oder mobil ausgeführt ist und eine Druckgasflasche, ein Druckgasflaschenbündel oder einen Standtank umfaßt. 13 Mobile Abfülleinheit (10) mit einem Verdampfer (2) für kälteverflüssigtes Gas und Hochdruckverdichter (4) zur Verdichtung von aus kälteverflüssigtem Gas erzeugten Gas.Gas supply system according to one of claims 1 to 8, characterized in that the compressed gas container ( 5 ) is stationary or mobile and includes a pressurized gas bottle, a pressurized gas bottle bundle or a standing tank. 13 mobile filling unit ( 10 ) with an evaporator ( 2 ) for refrigerated liquefied gas and high pressure compressors ( 4 ) for the compression of gas generated from refrigerated liquefied gas. Abfülleinheit (10) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß Abfülleinheit (10) als Anlagenkomponenten einen luftbeheizten Verdampfer (2), einen Pulsationsdämpfer (3), einen Hochdruckverdichter (4) mit Steuerung (11) und einen Füllrechen (9) aufweist, die in einer Grundvorrichtung zusammengefaßt und komplett verrohrt und elektrisch verdrahtet sind.Filling unit ( 10 ) according to claim 13, characterized in that the filling unit ( 10 ) an air-heated evaporator as system components ( 2 ), a pulsation damper ( 3 ), a high pressure compressor ( 4 ) with control ( 11 ) and a filling rake ( 9 ), which are combined in a basic device and completely piped and electrically wired. Abfülleinheit (10) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagenteile mittels Schwingungsdämpfungselementen an einer Grundpalette als Grundvorrichtung befestigt sind.Filling unit ( 10 ) according to claim 14, characterized in that the system parts are attached to a basic pallet as a basic device by means of vibration damping elements. Abfülleinheit (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleinheit (10) eine Schutzhaube aufweist, die die Anlagenteile oder zumindest Verdampfer (2) und Hochdruckverdichter (4) vor Beschädigung oder Verschmutzung schützt.Filling unit ( 10 ) according to one of claims 13 to 15, characterized in that the filling unit ( 10 ) has a protective hood that covers the system parts or at least evaporators ( 2 ) and high pressure compressors ( 4 ) protects against damage or contamination. Abfülleinheit (10) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfülleinheit (10) und ein Transportbehälter (1) für tiefkalt verflüssigte Gase verbunden sind und eine mobile Einheit bilden.Filling unit ( 10 ) according to one of claims 13 to 15, characterized in that the filling unit ( 10 ) and a transport container ( 1 ) are connected for cryogenic liquefied gases and a mobile Form unity. Verfahren zur Versorgung eines Anwenders mit Gas, gekennzeichnet durch den Transport des Gases als kälteverflüssigtes Gas in einem Transportbehälter (1) zu einer Abfülleinheit (10), eine Umwandlung des kälteverflüssigten Gases in gasförmiges Gas und Abfüllung des erzeugten Gases in mindestens einen Druckgasbehälter (5), wobei der Transportbehälter (1) mit kälteverflüssigtem Gas zu einer stationären oder mobilen Abfülleinheit (10) transportiert wird, wobei an diesem Ort sich ein oder mehrere stationäre oder mobile Druckgasbehälter (5) befinden, oder der Transport des kälteverflüssigtem Gases in dem Transportbehälter (1) zunächst zu einer mobilen Abfülleinheit (10) transportiert wird und dann der Transportbehälter (1) mit der Abfülleinheit (10) zu einem oder mehreren stationären oder mobilen Druckgasbehältern (5) transportiert werden.Method for supplying a user with gas, characterized by the transport of the gas as refrigerated liquefied gas in a transport container ( 1 ) to a filling unit ( 10 ), a conversion of the refrigerated gas into gaseous gas and filling of the generated gas into at least one pressurized gas container ( 5 ), the transport container ( 1 ) with refrigerated liquefied gas to a stationary or mobile filling unit ( 10 ) is transported, with one or more stationary or mobile compressed gas containers ( 5 ), or the transport of the refrigerated gas in the transport container ( 1 ) first to a mobile filling unit ( 10 ) is transported and then the transport container ( 1 ) with the filling unit ( 10 ) to one or more stationary or mobile pressurized gas containers ( 5 ) be transported. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als kälteverflüssigtes Gas Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Argon dient.A method according to claim 18, characterized in that as kälteverflüssigtes Gas helium, hydrogen, nitrogen, oxygen or argon is used. Verwendung eines Transportbehälters (1) mit kälteverflüssigtem Gas und einer mobilen Abfüllstation (10) zum Aufbau oder Betrieb einer Versorgungskette zur Versorgung eines Anwenders mit gasförmigem Gas.Use of a transport container ( 1 ) with refrigerated liquefied gas and a mobile filling station ( 10 ) to set up or operate a supply chain to supply a user with gaseous gas. Verwendung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Versorgung die Gase Helium, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff oder Argon umfaßt.Use according to claim 20, characterized in that that the Supply of the gases helium, hydrogen, nitrogen, oxygen or argon.
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