DE19645488C5 - System and method for removing cold gas from a cryogenic tank - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung sieht ein System zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank vor, das einen isolierten Speicherbehälter für flüssiges Gas und eine Entnahmeleitung aufweist. Die Entnahmeleitung ist außerhalb des Kryotanks bis zu einem Verdampfungsvolumen isoliert. Das Verdampfungsvolumen kann die Form einer nicht-isolierten Erweiterung der Entnahmeleitung oder eines kleinen nicht-isolierten, mit der Entnahmeleitung verbundenen Bechers haben. Von dem Verdampfungsvolumen führt eine Leitung über ein Ventil zu einem Verbraucher. Aufgrund des Druckgefälles zwischen Tank und Verbraucher kommt es zu einer Flüssigkeitsströmung in der Entnahmeleitung bis zu dem nicht-isolierten Verdampfungsvolumen außerhalb des Tanks. Dort entsteht eine spontane Verdampfung, die eine Druckerhöhung in der Entnahmeleitung bewirkt und Flüssigkeit in der Leitung und ein Teil des verdampften Gases in den Tank zurückdrückt, bis der Druck in der Entnahmeleitung wieder ausgeglichen ist. Danach strömt die Flüssigkeit wieder durch die Entnahmeleitung nach, es entsteht eine natürliche Druckschwingung, welche den durch die Entnahme bedingten Druckabfall im Kryotank kompensiert.The invention provides a system for withdrawing cold gas from a cryotank, which system has an insulated storage container for liquid gas and a withdrawal line. The sampling line is isolated outside the cryotank up to an evaporation volume. The evaporation volume can take the form of a non-isolated extension of the extraction line or a small non-insulated beaker connected to the extraction line. A line leads from the evaporation volume via a valve to a consumer. Due to the pressure gradient between the tank and the consumer, there is a flow of liquid in the extraction line up to the non-isolated evaporation volume outside the tank. Spontaneous evaporation occurs there, which causes a pressure increase in the extraction line and pushes the liquid in the line and part of the vaporized gas back into the tank until the pressure in the extraction line is equalized again. The liquid then flows back through the extraction line, creating a natural pressure oscillation which compensates for the pressure drop in the cryotank caused by the extraction.

Description

Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank, welches einen isolierten Speicherbehälter und eine Entnahmeleitung aufweist.The invention relates to a system and method for withdrawing cold gas from a cryotank having an isolated storage tank and a withdrawal line.

Ein Kryotank ist ein isolierter Vorratsbehälter, in dem flüssige, tiefkalte Gase in der Regel unter Überdruck gespeichert werden. Die tiefe Temperatur der verflüssigten Gase kann durch eine Vakuumisolation über längere Zeitspannen aufrechterhalten werden. Solche Kryotanks werden beispielsweise in der Kraftfahrzeugtechnik als Treibstofftanks eingesetzt. Sie können verflüssigten Wasserstoff (LH2), flüssiges Erdgas (LNG), verflüssigten Stickstoff (LN2) oder dergleichen enthalten.A cryogenic tank is an insulated storage tank in which liquid, cryogenic gases are usually stored under overpressure. The low temperature of the liquefied gases can be maintained by vacuum insulation for extended periods of time. Such cryogenic tanks are used, for example, in motor vehicle technology as fuel tanks. They may contain liquefied hydrogen (LH 2 ), liquid natural gas (LNG), liquified nitrogen (LN 2 ) or the like.

Bei der Entnahme von flüssigem Gas aus einem Kryotank kommt es zu einem Druckabfall in dem Tank. Für viele Anwendungen, beispielsweise den obengenannten Einsatz als Treibstofftank für ein Kraftfahrzeug, ist es aber erforderlich, den Druck im Tank konstant zu halten. Der konstante Innendruck im Kryotank dient unter anderem einer kontinuierlichen Versorgung eines oder mehrerer Verbraucher mit dem Flüssiggas.When withdrawing liquid gas from a cryotank, there is a pressure drop in the tank. For many applications, such as the above-mentioned use as a fuel tank for a motor vehicle, it is necessary to keep the pressure in the tank constant. The constant internal pressure in the cryogenic tank is used inter alia a continuous supply of one or more consumers with the liquefied gas.

Zur Druckerhöhung in dem Kryotank wurden bisher elektrische Heizeinrichtungen im Inneren des Kryotanks oder Druckaufbauverdampfer ( DE-OS 23 29 053 ) eingesetzt. Ein Druckaufbauverdampfer entnimmt dem Kryotank eine kleine Menge des flüssigen Gases, das Gas wird außerhalb des Kryotanks verdampft und dem Tank wieder zugeführt. Dabei kann das ”Druckaufbau-Gas” aufgrund der Druckunterschiede zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase ohne zusätzliche Hilfsmittel zirkulieren. Diese Art der Aufrechterhaltung oder Erhöhung des Innendrucks in einem Kryotank mittels Druckaufbauverdampfer eignet sich insbesondere für große, stehende Flüssiggasspeicher. Die Leistung der Druckaufbauverdampfer ist vom Füllstand in dem Speichertank abhängig. Ferner können Probleme aufgrund des Phasenwechsels entstehen.To increase the pressure in the cryotank so far electric heaters were inside the cryotank or pressure build-up evaporator ( DE-OS 23 29 053 ) used. A pressure build-up evaporator removes a small amount of the liquid gas from the cryotank, the gas is vaporized outside the cryotank and returned to the tank. The "pressure build-up gas" can circulate due to the pressure differences between the liquid and the gaseous phase without additional aids. This type of maintenance or increase of the internal pressure in a cryogenic tank by means of pressure build-up evaporator is particularly suitable for large, standing liquid gas storage. The performance of the pressure build-up evaporator depends on the level in the storage tank. Furthermore, problems may arise due to the phase change.

Die auch dem Druckaufbau dienenden, oben genannten elektrischen Heizeinrichtungen sind in der Regel als Widerstandsheizungen realisiert. Diese benötigen nicht nur elektrische Energie, sondern sie erfordern auch aufwendige vakuumdichte sowie tieftemperatur- und druckbeständige Durchführungen. Bei einem Defekt erzeugen sie hohe Reparaturkosten. Die bisher bekannten Lösungen zum Aufrechterhalten oder Erhöhen des Drucks in einem Kryotank bei Entnahme von flüssigem Gas sind somit nicht vollkommen zufriedenstellend.The above-mentioned electrical heaters, which also serve to build up pressure, are generally realized as resistance heaters. These not only require electrical energy, but they also require complex vacuum-tight and low-temperature and pressure-resistant bushings. In case of a defect, they generate high repair costs. The hitherto known solutions for maintaining or increasing the pressure in a cryotank with the removal of liquid gas are thus not completely satisfactory.

Darüber hinaus ist aus der DE 44 11 338 A1 eine Vorrichtung zur Unterdrückung des Gasphasendruckes in Speicherbehältern für tiefkalte verflüssigte Gase bekannt, die die wärmsten Flüssigkeitsschichten an der Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels bei Flüssigkeitsentnahme abzieht.In addition, from the DE 44 11 338 A1 a device for suppression of the gas phase pressure in storage tanks for cryogenic liquefied gases known which subtracts the warmest liquid layers on the surface of the liquid level in liquid extraction.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein System und ein Verfahren zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank anzugeben, mit denen der Druck im Tank konstant gehalten oder sogar erhöht werden kann und die auch in kleinen, mobilen Kryotanks einsetzbar sind, beispielsweise in Treibstoff-Kryotanks für den Kraftfahrzeugbereich. Die Vorrichtung und das Verfahren sollten dabei möglichst einfach, wartungsfreundlich und kostengünstig sein, damit sie auch bei in großer Stückzahl hergestellten Tanks noch wirtschaftlich eingesetzt werden können.The object of the invention is therefore to provide a system and a method for removing cold gas from a cryotank, with which the pressure in the tank can be kept constant or even increased and which can also be used in small mobile cryotanks, for example in fuel cryotanks for the motor vehicle sector. The device and the method should be as simple as possible, easy to maintain and inexpensive, so that they can be used economically even in tanks produced in large quantities.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 9 gelöst.This object is achieved by a system having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 9.

Das erfindungsgemäße System weist einen isolierten Speicherbehälter für flüssiges Gas, eine Entnahmeleitung und eine Verdampfungskammer, oder ein Verdampfungsvolumen, auf. Die Verdampfungskammer ist mit der Entnahmeleitung verbunden und kann die Form einer Erweiterung der Entnahmeleitung oder eines kleinen Behälters haben. Vorzugsweise ist die Entnahmeleitung mindestens von dem Speicherbehälter bis zur Verdampfungskammer isoliert, während die Verdampfungskammer einen nicht-isolierten Raum aufweist. Je nach Anwendungsfall ist das Stück der Entnahmeleitung, welches von der Verdampfungskammer zu einem oder mehreren Verbrauchern führt, isoliert oder nicht isoliert. Die Entnahmeleitung weist zweckmäßigerweise im Speicherbehälter ein Steigrohr auf.The system according to the invention comprises an insulated storage tank for liquid gas, a withdrawal conduit and an evaporation chamber, or an evaporation volume. The vaporization chamber is connected to the sampling line and may be in the form of an extension of the sampling line or a small container. Preferably, the withdrawal conduit is isolated from at least the storage vessel to the vaporization chamber, while the vaporization chamber has a non-isolated space. Depending on the application, the piece of the extraction line, which leads from the evaporation chamber to one or more consumers, insulated or not isolated. The removal line expediently has a riser in the storage container.

Aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Kryotank und einem Verbraucher kommt es beim Öffnen eines Ventils in der isolierten Entnahmeleitung zu einer Strömung des flüssigen Gases bis zu der kleinen unisolierten Verdampfungskammer außerhalb des Tanks. Da die Verdampfungskammer, oder das Verdampfungsvolumen, zur Umgebung nicht isoliert ist, kommt es darin zu einer spontanen Verdampfung des flüssigen Gases, die eine Druckerhöhung in der Entnahmeleitung bewirkt. Die Flüssigkeit (das flüssige Gas) in der Entnahmeleitung und ein Teil des gebildeten Gases (der verdampften Flüssigkeit) aus der Verdampfungskammer strömen aufgrund dieser Druckerhöhung in den Kryotank zurück, bis der Druck in der Entnahmeleitung wieder ausgeglichen ist. Danach strömt wieder Flüssigkeit (flüssiges Gas) durch die Steigleitung nach oben. Dadurch entsteht eine natürliche Druckschwingung, oder Pulsation, auf der Behälterseite der Verdampfungskammer.Due to the pressure gradient between the cryotank and a consumer, when a valve is opened in the isolated extraction line, there is a flow of the liquid gas to the small uninsulated evaporation chamber outside the tank. Since the evaporation chamber, or the evaporation volume, to the environment is not isolated, it comes to a spontaneous evaporation of the liquid gas, which causes an increase in pressure in the extraction line. The liquid (the liquid gas) in the extraction line and a part of the formed gas (the evaporated liquid) from the evaporation chamber flow back into the cryotank due to this pressure increase until the pressure in the extraction line is balanced again. Thereafter, liquid (liquid gas) flows up through the riser again. This creates a natural pressure oscillation, or pulsation, on the container side of the evaporation chamber.

Da nur ein Teil des über die Entnahmeleitung in die Verdampfungskammer geförderten Flüssiggases verdampft und in den Kryotank zurückströmt, kann auf der Verbraucherseite der Verdampfungskammer gleichwohl eine relativ stetige Versorgung mit Flüssiggas erreicht werden.Since only a part of the extracted via the extraction line in the evaporation chamber Liquefied liquefied gas and flows back into the cryotank, however, a relatively steady supply of LPG can be achieved on the consumer side of the evaporation chamber.

In dem Speicherbehälter des Kryotanks bewirkt die Rückströmung des Gasanteils eine Druckerhöhung, die den durch die Entnahme des Flüssiggases bedingten Druckabfall kompensiert. Der Umfang dieses Druckaufbaus ist von der Auslegung der Entnahmeleitung und der Größe der Verdampfungskammer abhängig.In the storage tank of the cryotank, the backflow of the gas fraction causes a pressure increase, which compensates for the pressure drop caused by the removal of the liquid gas. The scope of this pressure build-up depends on the design of the sampling line and the size of the evaporation chamber.

Die Erfindung sieht zum ersten Mal ein System und ein Verfahren zum Entnehmen von kalten Gasen aus einem Kryotank vor, welche den Druckabfall aufgrund der Entnahme von Flüssiggas ohne zusätzliche Tankeinbauten, Rohrleitungen, elektrische Einrichtungen und dergleichen ausgleichen. Für die gewünschte Wirkung muß lediglich die Konstruktion der Entnahmeleitung außerhalb des Kryotanks angepaßt werden. Das System und das Verfahren gemäß der Erfindung sind besonders wartungsfreundlich und preisgünstig, weil keine zusätzlichen Einbauten im Tank vorgesehen und keine zusätzlichen Leitungen in den und aus dem Tank geführt werden müssen und weil keinerlei bewegliche Teile notwendig sind. Da keine zusätzlichen Durchführungen für Leitungen, Elektrokabel und dergleichen vorgesehen werden müssen, wird auch die Isolation des Kryotanks durch die Druckaufbaueinrichtung nicht beeinträchtigt. Schließlich ergeben sich keine Stillstandszeiten für den Druckaufbau im Speicherbehälter, weil ein Druckausgleich oder Druckaufbau automatisch mit der Entnahme des flüssigen Gases erfolgt.The invention provides, for the first time, a system and method for removing cold gases from a cryotank which equalize the pressure drop due to the removal of liquefied gas without additional tank internals, piping, electrical equipment, and the like. For the desired effect, only the construction of the extraction line outside the cryotank must be adapted. The system and method according to the invention are particularly easy to maintain and inexpensive, because no additional fittings in the tank provided and no additional lines in and out of the tank must be performed and because no moving parts are necessary. Since no additional feedthroughs for lines, electrical cables and the like must be provided, the insulation of the cryotank is not affected by the pressure build-up device. Finally, there are no downtime for the pressure build-up in the storage container, because a pressure equalization or pressure build-up automatically with the removal of the liquid gas.

Versuche mit dem erfindungsgemäßen System und dem Verfahren haben gezeigt, daß durch die gezielte Verdampfung eines Teils der Flüssigkeitsmenge in der Entnahmeleitung mittels dem nicht isolierten Verdampfungsvolumen Druckschwingung, oder Pulsation, erzeugt werden kann, die ausreichend ist, um den Druckabfall im Speicherbehälter aufgrund der Entnahme von flüssigem Gas zu kompensieren.Experiments with the system and the method according to the invention have shown that the targeted evaporation of a portion of the liquid amount in the extraction line by means of the non-isolated evaporation volume pressure oscillation, or pulsation can be generated, which is sufficient to reduce the pressure drop in the storage tank due to the removal of to compensate for liquid gas.

Es kann eine Umgehungsleitung vorgesehen werden, um flüssiges Gas unter Umgehung der Verdampfungskammer aus dem Speicherbehälter zu entnehmen. Die Umgehungsleitung wird insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn eine Druckabsenkung im Kryotank erfolgen soll. Es kann auch eine Umschalteinrichtung vorgesehen werden, um bei einer starken Abnahme des Flüssigkeitspegels im Kryotank oder einer zu starken Druckerhöhung im Speicherbehälter zwischen der Entnahme von flüssigem Gas und der Entnahme von gasförmigem Gas umzuschalten. Auch diese Maßnahme dient dem Druckabbau im Speicherbehälter.It may be provided a bypass line to remove liquid gas, bypassing the evaporation chamber from the storage container. The bypass line will be used in particular when a pressure reduction in the cryotank is to take place. It can also be provided a switching device to switch at a sharp decrease in the liquid level in the cryotank or excessive pressure increase in the storage tank between the removal of liquid gas and the removal of gaseous gas. This measure also serves to reduce the pressure in the storage tank.

Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen mit weiteren Einzelheiten in Bezug auf die Zeichnung erläutert. In den Figuren zeigen:The invention is explained below with reference to preferred embodiments with further details with reference to the drawing. In the figures show:

1 ein System zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank gemäß der Erfindung und 1 a system for removing cold gas from a cryotank according to the invention and

2 eine Umgehungsleitung für das erfindungsgemäße System. 2 a bypass line for the system according to the invention.

1 zeigt ein System zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank gemäß der Erfindung. Ein Kryotank 10, d. h. ein Speichertank für bei Tieftemperatur verflüssigte Gase, welche in dem Tank unter erhöhtem Druck, z. B. 5 bar, gespeichert sind, umfaßt einen inneren Speicherbehälter 12 und einen Vakuum-Isolationsmantel 14. Die Vakuum-Isolation dient dazu, die Temperatur des verflüssigten Gases weitgehend aufrechtzuerhalten. Der Kryotank 10 hat bei einer typischen Anwendung im Kraftfahrzeugbereich die Form eines liegenden Zylinders mit einem Durchmesser von beispielsweise einem halben Meter und einer Länge von beispielsweise einem Meter. Die Enden des Tanks können, wie gezeigt, abgerundet sein. Übliche Tankvolumen liegen im Bereich von 100 bis 140 Litern. Beispiele für das gespeicherte Flüssiggas sind verflüssigter Wasserstoff (LH2), verflüssigter Stickstoff (LN2) oder flüssiges Erdgas (LNG). 1 shows a system for removing cold gas from a cryotank according to the invention. A cryotank 10 ie a storage tank for liquefied at cryogenic gases, which in the tank under elevated pressure, for. B. 5 bar, are stored, comprises an inner storage container 12 and a vacuum insulation jacket 14 , The vacuum insulation serves to largely maintain the temperature of the liquefied gas. The cryotank 10 In a typical application in the automotive field, it has the shape of a horizontal cylinder with a diameter of, for example, half a meter and a length of, for example, one meter. The ends of the tank may be rounded as shown. Usual tank volumes are in the range of 100 to 140 liters. Examples of the stored liquefied gas are liquefied hydrogen (LH 2 ), liquefied nitrogen (LN 2 ) or liquid natural gas (LNG).

Ein Steigrohr oder eine Steigleitung 16 in dem Speicherbehälter 12 ist Teil einer Entnahmeleitung 18, welche aus dem Tank 10 herausführt und außerhalb des Tanks mit einem Vakuum-Isolationsmantel 20 isoliert ist.A riser or riser 16 in the storage container 12 is part of a sampling line 18 which is from the tank 10 leads out and outside the tank with a vacuum insulation jacket 20 is isolated.

Die Entnahmeleitung 18 führt zu einem Verdampfungsvolumen 22, das bei der in 1 gezeigten Ausführungsform die Form einer nicht-isolierten Erweiterung der Entnahmeleitung 18 hat. Das Verdampfungsvolumen 22 kann jedoch auch als ein kleiner, mit der Entnahmeleitung 18 verbundener nicht isolierter Becher ausgestaltet sein. Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung wird das Verdampfungsvolumen 22 durch einen nicht-isolierten und im übrigen unveränderten Abschnitt der Entnahmeleitung 18 gebildet.The sampling line 18 leads to an evaporation volume 22 that at the in 1 embodiment shown the form of a non-insulated extension of the extraction line 18 Has. The evaporation volume 22 However, it can also be considered a smaller, with the sampling line 18 connected uninsulated cup be configured. In a particularly simple embodiment of the invention, the evaporation volume 22 through a non-isolated and otherwise unchanged section of the sampling line 18 educated.

Von dem Verdampfungsvolumen 22 führt die Entnahmeleitung 18, je nach Anwendungsfall wieder isoliert oder nicht-isoliert, zu einem Absperrventil 24, das mit einem oder mehreren Verbrauchern (nicht gezeigt) verbunden ist. An dem Verdampfungsvolumen 22 kann zusätzlich eine Heizeinrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen werden.From the evaporation volume 22 leads the withdrawal line 18 , depending on the application again isolated or non-isolated, to a shut-off valve 24 associated with one or more consumers (not shown). At the evaporation volume 22 In addition, a heater (not shown) may be provided.

Im Speicherbehälter 12 herrscht ein Überdruck, der bei der Speicherung von verflüssigten Gasen der angegebenen Art im Bereich von beispielsweise 5 bar liegt. Aufgrund des Druckgefälles zwischen dem Tank 10 und dem Verbraucher, der in der Regel bei Umgebungsdruck liegt, kommt es zu einer Flüssigkeitsströmung durch das Steigrohr 16 der Entnahmeleitung 18 bis zu dem nicht-isolierten Verdampfungsvolumen 22, das außerhalb des Tanks 10 liegt. Der Zulauf des Flüssiggases ist in 1 mit F (Flüssigkeit) bezeichnet. In dem Verdampfungsvolumen oder der Verdampfungskammer 22 kommt es zu einer spontanen Verdampfung eines Teils des Flüssiggases, die eine Druckerhöhung in der Entnahmeleitung 18 bewirkt. Durch diesen erhöhten Druck wird die Flüssigkeit im Steigrohr und ein Teil des verdampften Gases in den Speicherbehälter 12 zurückgedrückt, und dieser Rückstrom hält an, bis der Druck in der Entnahmeleitung 18 wieder ausgeglichen ist. Die Rückströmung des Gases ist in 1 mit G (Gas) bezeichnet. Dann strömt wieder Flüssiggas durch das Steigrohr 16 in die Entnahmeleitung 18 nach. Der Zyklus der spontanen Verdampfung von Flüssiggas in dem Verdampfungsvolumen und der Rückströmung eines Teils des verdampften Gases wiederholt sich kontinuierlich, so daß eine natürliche Druckschwingung oder Pulsation entsteht. Diese Druckschwingung oder Pulsation läuft bei Öffnung des Ventils 24 automatisch ab, ohne daß von außen steuernd eingegriffen werden muß.In the storage tank 12 There is an overpressure, which is in the storage of liquefied gases of the specified type in the range of, for example, 5 bar. Due to the pressure gradient between the tank 10 and the consumer, which is usually at ambient pressure, there is a flow of liquid through the riser 16 the sampling line 18 to the non-isolated evaporation volume 22 that outside the tank 10 lies. The feed of the liquefied gas is in 1 denoted by F (liquid). In the evaporation volume or the evaporation chamber 22 it comes to a spontaneous evaporation of a portion of the liquefied gas, the pressure increase in the extraction line 18 causes. Due to this increased pressure, the liquid in the riser and a portion of the vaporized gas in the storage container 12 pushed back, and this backflow continues until the pressure in the extraction line 18 is balanced again. The backflow of the gas is in 1 denoted by G (gas). Then liquid gas flows through the riser again 16 in the sampling line 18 to. The cycle of spontaneous evaporation of liquefied petroleum gas in the evaporation volume and the backflow of a portion of the vaporized gas is repeated continuously to produce a natural pressure oscillation or pulsation. This pressure oscillation or pulsation runs when the valve opens 24 automatically, without having to intervene from the outside.

Im Tank bewirkt die Rückströmung des Gasanteils eine Druckerhöhung, die den durch die Entnahme bedingten Druckabfall kompensiert. Die rückströmende Gasmenge ist bei jedem Füllstand des Speicherbehälters 12 ausreichend, um den durch die Entnahme der Flüssigkeit entstehenden Druckverlust auszugleichen. Tatsächlich kann die Druckerhöhung mittels dem Pulsations-Druckaufbau so hoch sein, daß in Abständen auf eine Entnahme von Flüssigkeit ohne automatischen Druckaufbau umgeschaltet werden muß.In the tank, the backflow of the gas fraction causes a pressure increase, which compensates for the pressure drop caused by the removal. The amount of gas flowing back is at each level of the storage tank 12 sufficient to compensate for the pressure loss resulting from the removal of the liquid. In fact, the pressure increase by means of the pulsation pressure buildup can be so high that it must be switched at intervals to a withdrawal of liquid without automatic pressure build-up.

Hierzu wird die in 2 gezeigte Umgehungseinrichtung mit der das Verdampfungsvolumen umgangen wird, verwendet. In 2 ist der Kryotank bei 10 angedeutet. Dieser ist mit einem Druckmesser 26 verbunden, um den Innendruck im Speicherbehälter 12 zu erfassen. Neben der bereits in 1 gezeigten Entnahmeleitung 18, dem Verdampfungsvolumen 22 und dem zum Verbraucher führenden Ventil 24 ist ein kurzer Rohrstutzen 28, zum Anschluß des Verdampfungsvolumens und ein Ventil 30 vorgesehen, das vorzugsweise druckgesteuert ist. Das Ventil 30 hat eine Druckentlastungsfunktion damit im Verdampfungsvolumen 22 kein unzulässiger Überdruck entstehen kann. Der Leitungsabschnitt 36 auf der vom Tank 10 abgewandten Seite des Ventils 24 führt entsprechend der Darstellung in 1 zu einem (nicht gezeigten) Verbraucher.For this purpose, the in 2 shown by-pass device with which the evaporation volume is bypassed used. In 2 is the cryotank at 10 indicated. This one is with a pressure gauge 26 connected to the internal pressure in the storage tank 12 capture. In addition to already in 1 withdrawal line shown 18 , the evaporation volume 22 and the consumer leading valve 24 is a short pipe socket 28 , to connect the evaporation volume and a valve 30 provided, which is preferably pressure controlled. The valve 30 has a pressure relief function so in the evaporation volume 22 no unacceptable overpressure can occur. The pipe section 36 on the tank 10 opposite side of the valve 24 leads as shown in 1 to a consumer (not shown).

Das Druckmeßgerät 26 gibt Drucksignale an das druckgesteuerte Ventil 30 aus. Wenn ein bestimmter Druck im Kryotank 10, z. B. 6 bar, überschritten wird, schließt sich das Ventil 30 automatisch. Dadurch wird ein Zustrom von Flüssigkeit zur Verdampfungskammer 22 verhindert, und das Flüssiggas strömt direkt zum Verbraucher, ohne Druckaufbau in dem Speicherbehälter 12. Die Wirkung des Pulsations-Druckaufbaus kann somit auf einen vorgegebenen Druckbereich begrenzt werden.The pressure gauge 26 gives pressure signals to the pressure-controlled valve 30 out. When a certain pressure in the cryogenic tank 10 , z. B. 6 bar, is exceeded, the valve closes 30 automatically. This will cause an influx of liquid to the vaporization chamber 22 prevented, and the liquefied gas flows directly to the consumer, without pressure buildup in the storage container 12 , The effect of the pulsation pressure buildup can thus be limited to a predetermined pressure range.

Zusätzlich kann bei dem erfindungsgemäßen System und dem Verfahren vorgesehen sein, bei einer Druckerhöhung im Speicherbehälter 12 aufgrund des Pulsations-Druckaufbaus, oder auch bei der allmählichen Erwärmung des Tankinhalts von der Entnahme von Flüssigkeit auf eine Entnahme von kaltem Gas umzuschalten, und so einen übermäßigen Druckanstieg zu verhindern.In addition, in the system according to the invention and the method can be provided at a pressure increase in the storage container 12 due to the Pulsations pressure build-up, or even with the gradual warming of the tank contents of the removal of liquid to a withdrawal of cold gas to switch, and thus to prevent excessive pressure increase.

Die in der obigen Beschreibung, den Figuren und den Ansprüchen offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung von Bedeutung sein.The features disclosed in the above description, the figures and the claims may be of importance both individually and in any combination for the realization of the invention.

Claims (9)

System zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank (10), mit einem isolierten Speicherbehälter (12) für tiefkaltes, verflüssigtes Gas und einer Entnahmeleitung (18), welche aus dem Speicherbehälter (12) zu einem Verbraucher herausführt, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verdampfungsvolumen (22) mit der Entnahmeleitung (18) verbunden ist, wobei flüssiges Gas durch die Entnahmeleitung (18) in das Verdampfungsvolumen (22) gelangt, dort teilweise verdampft und das verdampfte Gas zumindest teilweise über die Entnahmeleitung (18) in den Speicherbehälter (12) zurückströmt, wobei die Entnahmeleitung (18) das einzige Mittel zum Ausgleich eines Druckabfalls beim Entnehmen von kaltem Gas aus dem Kryotank (10) ist.System for removing cold gas from a cryogenic tank ( 10 ), with an insulated storage container ( 12 ) for cryogenic, liquefied gas and a sampling line ( 18 ), which from the storage container ( 12 ) leads to a consumer, characterized in that an evaporation volume ( 22 ) with the sampling line ( 18 ), wherein liquid gas through the sampling line ( 18 ) in the evaporation volume ( 22 ), there partially evaporated and the vaporized gas at least partially via the sampling line ( 18 ) in the storage container ( 12 ) flows back, wherein the sampling line ( 18 ) the only means for equalizing a pressure drop when removing cold gas from the cryotank ( 10 ). System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeleitung (18) auf ihrer Länge zwischen dem Speicherbehälter (12) und dem Verdampfungsvolumen (22) isoliert ist.System according to claim 1, characterized in that the withdrawal line ( 18 ) on its length between the storage container ( 12 ) and the volume of evaporation ( 22 ) is isolated. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfungsvolumen einen nicht isolierten Raum (22) in Form einer Erweiterung der Entnahmeleitung (18) oder in Form eines kleinen Behälters aufweist.System according to claim 1 or 2, characterized in that the evaporation volume comprises a non-isolated space ( 22 ) in the form of an extension of the sampling line ( 18 ) or in the form of a small container. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdampfungsvolumen (22) beheizt ist. System according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporation volume ( 22 ) is heated. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entnahmeleitung (18) ein Steigrohr (16) im Inneren des Speicherbehälters (12) aufweist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the withdrawal line ( 18 ) a riser ( 16 ) inside the storage container ( 12 ) having. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung (28), um flüssiges Gas unter Umgehung des Verdampfungsvolumens (22) aus dem Speicherbehälter (12) zu entnehmen.System according to one of the preceding claims, characterized by a bypass ( 28 ) to liquid gas, bypassing the evaporation volume ( 22 ) from the storage tank ( 12 ) refer to. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Umschalteinrichtung, um von einer Entnahme von flüssigem Gas auf eine Entnahme von gasförmigem Gas umzuschalten.System according to one of the preceding claims, characterized by a switching device to switch from a removal of liquid gas to a removal of gaseous gas. System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas verflüssigter Wasserstoff (LH2), verflüssigter Stickstoff (LN2) oder flüssiges Erdgas (LNG) ist.System according to one of the preceding claims, characterized in that the gas is liquefied hydrogen (LH 2 ), liquefied nitrogen (LN 2 ) or liquid natural gas (LNG). Verfahren zum Entnehmen von kaltem Gas aus einem Kryotank (10), bei dem das Gas in flüssiger Phase über eine zu einem Verbraucher führende Entnahmeleitung (18) aus dem Kryotank entnommen wird, das flüssige Gas beim Entnehmen außerhalb des Kryotanks (10) teilweise verdampft wird und ein Teil des verdampften Gases über die Entnahmeleitung (18) in den Kryotank zurückgeführt wird, so dass ein Druckabfall aufgrund einer Entnahme ausschließlich über die Entnahmeleitung (18) ausgeglichen wird.Process for removing cold gas from a cryogenic tank ( 10 ), in which the liquid-phase gas is passed through a sample line leading to a consumer ( 18 ) is removed from the cryotank, the liquid gas during removal outside the cryotank ( 10 ) is partially evaporated and a portion of the vaporized gas via the sampling line ( 18 ) is returned to the cryotank, so that a pressure drop due to a withdrawal exclusively via the sampling line ( 18 ) is compensated.
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