DE3342581A1 - Hydrogen supply device - Google Patents

Hydrogen supply device

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Willi Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Nieratschker
Walter 7032 Sindelfingen Peschka
Gottfried Dipl.-Ing. Schneider
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Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
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Abstract

In order to achieve, in a device for supplying high-pressure hydrogen to a hydrogen motor, which comprises a cryo-tank for liquid hydrogen and a pump having an inlet and an outlet port, in which the inlet port communicates with the liquid hydrogen in the cryo-tank and the outlet port is provided with a supply line leading to the hydrogen motor, a lower evaporation rate of the cryo-tank and easier accessibility of the pump, it is proposed to arrange the pump outside the cryo-tank in a cryo-vessel and to provide a cooling line for passing cold, gaseous hydrogen from the cryo-tank into the cryo-vessel and for cooling the pump.

Description

HOEGER, STELLRECHT &; PARTNERHOEGER, STELLRECHT &; PARTNER

PATENTANWÄLTE ^ ^ Λ 7 R RPATENT Attorneys ^ ^ Λ 7 R R

UHLANDSTRASSE 14 c - D 7000 STUTTGART 'UHLANDSTRASSE 14 c - D 7000 STUTTGART '

A 45 559 u Anmelderin: Deutsche Forschungs-A 45 559 u Applicant: German research

7.November 1983 und Versuchsanstalt füiNovember 7, 1983 and research institute füi

x-35 Luft- und Raumfahrt e.\x-35 aerospace e. \

5300 Bonn5300 Bonn

Beschreibungdescription

WasserstoffzuführvorrichtungHydrogen supply device

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zuführen von Wasserstoff zu einem Wasserstoffmotor, die einen Kryotank für flüssigen Wasserstoff sowie eine eine Einlass- und eine Auslassöffnung aufweisende Pumpe umfasst, bei der die Einlassöffnung mit dem flüssigen Wasserstoff im Kryotank in Verbindung steht und die Auslassöffnung mit einer zum Wasserstoffmotor führenden Zuführleitung verbunden ist.The invention relates to a device for supplying hydrogen to a hydrogen engine, which has a cryotank for liquid hydrogen and a pump having an inlet and an outlet opening, in which the inlet opening communicates with the liquid hydrogen in the cryotank and the outlet opening with is connected to a supply line leading to the hydrogen engine.

Bei Wasserstoffzuführvorrichtungen mit kryogener Speicherung des flüssigen Wasserstoffs für Wasserstoffmotoren, insbesondere für Wasserstoffmotoren mit innerer Gemischbilduna. d.h. Motoren, bei welchen wie bei einem Dieselmotor der Wasserstoff bei einem oberen Totpunkt mit hohen Drücken eingeblasen wird, ist bekannt, dass die Pumpen innerhalb des Kryotanks angeordnete Flüssigwasserstoffhochdruckpumpen sind, die ständig in einem auf Betriebstemperatur im Bereich des Siedepunktes von Wasserstoff abgekühlten Zustand gehalten werden. Damit ist gewährleistet, dass die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpen auch nach längeren Betriebspausen sofort einsatzbereit sind und den Wasserstoffmotor mit unter Hochdruck stehendem Wasserstoff (30-100 bar und mehr) versorgen können. For hydrogen supply devices with cryogenic storage of liquid hydrogen for hydrogen engines, especially for hydrogen engines with internal mixture formation. i.e. engines in which, like a diesel engine, the hydrogen is blown in at a top dead center with high pressures it is known that the pumps are high pressure liquid hydrogen pumps located within the cryotank, the be kept constantly in a state cooled to operating temperature in the region of the boiling point of hydrogen. This ensures that the liquid hydrogen high pressure pumps are immediately ready for use even after longer breaks in operation and the hydrogen engine is under high pressure can supply standing hydrogen (30-100 bar and more).

BAD ORIGIRALBATH ORIGIRAL

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Die Nachteile dieser Anordnung sind, dass zum Einbau der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe in den Kryotank dieser notwendigerweise mit grossen Öffnungen versehen sein muss, so dass eine Behälterisolation stark beeinträchtigt wird. Ausserdem bilden zum Betrieb der Flüssigwasserstoff hochdruckpumpe notwendige, in den Kryotank führende Verbindungsleitungen zusätzliche Wärmebrücken. Dies führt dazu, dass die ohne besonderen konstruktiven Aufwand ohnehin hohe Abdampfrate der kleinen kraftfahrzeugtauglichen Kryotanks für Flüssigwasserstoff beträchtlich erhöht wird. Weiterhin ist die in den Kryotank eingebaute Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe kaum zugänglich, so dass Justierarbeiten an dieser im Betriebszustand erheblich erschwert sind und zur Durchführung von Wartungsarbeiten die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe aus dem Kryotank ausgebaut werden muss.The disadvantages of this arrangement are that the high-pressure liquid hydrogen pump has to be installed in the cryotank this must necessarily be provided with large openings, so that a container insulation is severely impaired will. In addition, they form liquid hydrogen for operation High-pressure pump necessary additional connecting lines leading into the cryotank Thermal bridges. This leads to the fact that the evaporation rate of the small automotive cryotanks for liquid hydrogen is increased considerably. Furthermore, it is in the cryotank built-in liquid hydrogen high-pressure pump hardly accessible, so adjustment work on this in the operating state are made considerably more difficult and the high-pressure liquid hydrogen pump is used to carry out maintenance work must be removed from the cryotank.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wasserstoffzuführvorrichtung der gattungsgemässen Art derart zu verbessern, dass die Abdampfrate des Kryotanks kleiner und die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe leicht zugänglich ist.The invention is based on the object of a hydrogen supply device to improve the generic type in such a way, that the evaporation rate of the cryotank is lower and the high-pressure liquid hydrogen pump is easily accessible is.

Diese Aufgabe wird bei einer Wasserstoffzuführvorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Pumpe ausserhalb des Kryotanks in einem Kryobehältnis angeordnet ist und dass eine Kühlleitung zum Einleiten von kaltem, gasförmigem Wasserstoff aus dem Kryotank in das Kryobehältnis und zum Abkühlen der Pumpe vorgesehen ist.This task is performed in a hydrogen supply device of the type described at the outset according to the invention solved that the pump is arranged outside the cryogenic tank in a cryogenic container and that a cooling line for introducing cold, gaseous hydrogen from the cryotank into the cryogenic container and for cooling the pump is provided.

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Mit dieser Anordnung von Kryotank und Pumpe wird erreicht, dass der Kryotank mit optimaler Wärmeisolation ausgeführt werden kann und die durch die Verbindungsleitungen zur Pumpe bedingten Wärmebrücken wegfallen, so dass der Kryotank eine wesentlich geringere Abdampfrate besitzt. Das trotz dieser geringeren Abdampfrate noch entstehende kalte Wasserstoffgas kann bei der erfindungsgemässen Anordnung in vorteilhafter Weise zum Kühlen der in dem Kryobehältnis angeordneten Pumpe, insbesondere während der Standzeit des Fahrzeugs, verwendet werden. Ausserdem ist die Pumpe für Wartungs- und Justierarbeiten wesentlich leichter zugänglich. With this arrangement of cryotank and pump it is achieved that the cryotank can be designed with optimal thermal insulation and that the connection lines to the Pump-related thermal bridges are eliminated, so that the cryotank has a significantly lower evaporation rate. That In spite of this lower evaporation rate, cold hydrogen gas that is still produced can with the arrangement according to the invention advantageously for cooling the in the cryogenic container arranged pump, in particular during the idle time of the vehicle, can be used. Also is the pump Much more easily accessible for maintenance and adjustment work.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn zum Absaugen des gasförmigen Wasserstoffes aus dem Kryobehältnis eine Hilfsgaspumpe mit einer in das Kryobehältnis mündenden Saugleitung und einer Abgasleitung vorgesehen ist. Diese Anordnung ermöglicht, durch Erhöhen der Durchflussmenge des kalten Wasserstoffgases in dem Kryobehältnis eine grössere Kühlleistung zu erzielen, so dass erforderlichenfalls die Pumpe schneller abgekühlt werden kann.In a preferred embodiment of the invention, it is advantageous if for sucking off the gaseous Hydrogen from the cryogenic container is an auxiliary gas pump is provided with a suction line opening into the cryogenic container and an exhaust line. This arrangement enables by increasing the flow rate of the cold hydrogen gas in the cryogenic container a greater one To achieve cooling performance, so that if necessary, the pump can be cooled down more quickly.

Dabei ist es günstig, wenn die Abgasleitung der Hilfsgaspumpe in eine von der Pumpe zum Kryotank führende Ansaugleitung mündet. Dadurch wird der Wasserstoff nach Durchströmen des Kryobehältnisses wieder in den Kryotank zurückgeleitet, so dass ein geschlossener Kühlkreislauf vorliegt und kein Wasserstoff verlorengeht. Ausserdem wird das in dem Kryobehältnis aufgewärmte Wasserstoffgas, das über die in den flüssigen Wasserstoff ein-It is advantageous if the exhaust pipe of the auxiliary gas pump opens into a suction line leading from the pump to the cryotank. This will cause the hydrogen to follow Flow through the cryocontainer is passed back into the cryotank, so that a closed cooling circuit is present and no hydrogen is lost. In addition, the hydrogen gas warmed up in the cryocontainer is that via the in the liquid hydrogen

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tauchende Ansaugleitung in den Kryotank zurückgeleitet wird, beim Hindurchströmen durch den flüssigen Wasserstoff wieder abgekühlt. Ein weiterer Vorteil der Benützung der Ansaugleitung zur Rückführung des Wasserstoffgases besteht darin, dass die Zahl der in den Kryotank führenden Leitungen, die Wärmebrücken bilden, so klein wie möglich gehalten wird.submerged suction line is returned to the cryotank while flowing through the liquid hydrogen cooled down again. There is a further advantage of using the suction line to recirculate the hydrogen gas that the number of lines leading into the cryotank that form thermal bridges is as small as possible is held.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es vorteilhaft, wenn in der Kühlleitung zwischen dem Kryotank und dem Kryobehältnis ein erstes Absperrorgan vorgesehen ist. Dies ermöglicht, die Kühlung der Pumpe durch den gasförmmigen Wasserstoff zu unterbinden, z.B. wenn die Pumpe flüssigen Wasserstoff fördert und somit durch den durch sie hindurchströmenden flüssigen Wasserstoff direkt ge-, kühlt wird oder wenn die Pumpe aufgewärmt werden soll.In the context of the present invention, it is advantageous if in the cooling line between the cryotank and the A first shut-off device is provided for the cryogenic container. This enables the pump to be cooled by the gas To prevent hydrogen, e.g. when the pump delivers liquid hydrogen and thus through the liquid hydrogen flowing through it is cooled or cooled directly or when the pump is to be warmed up.

Weiterhin ist es günstig, wenn in der Ansaugleitung der Pumpe ein zweites Absperrorgan vorgesehen ist. Damit kann z.B. zusammen mit dem ersten Absperrorgan der Kryotank während der Standzeit des Fahrzeugs verschlossen werden.It is also advantageous if a second shut-off element is provided in the suction line of the pump. So that can E.g. together with the first shut-off device, the cryotank can be closed while the vehicle is stationary.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass eine zwischen dem ersten Absperrorgan und dem Kryobehältnis von der Kühlleitung abzweigende Einwegleitung mit einem nur einen Gasstrom weg von der Kühlleitung zulassenden Rückschlagventil in die Ansaugleitung der Pumpe mündet. Diese Einwegleitung bietet zusätzlich die Möglichkeit, dass die Pumpe in besonderen Fällen auch gasförmigen Wasserstoff aus dem Kryotank fördern kann, sie verhindert jedoch, dass gasförmiger WasserstoffIn a further embodiment it is provided that one between the first shut-off element and the cryogenic container One-way line branching off from the cooling line with only one gas flow away from the cooling line Allowing check valve opens into the suction line of the pump. This one-way line also offers the Possibility that the pump can also deliver gaseous hydrogen from the cryotank in special cases, However, it prevents gaseous hydrogen

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von der Ansaugleitung in die Kühlleitung gelangen kann und somit der Kühlkreislauf für das Kryobehältnis kurzgeschlossen wird. can pass from the suction line into the cooling line and thus the cooling circuit for the cryogenic container is short-circuited.

Ein besonderes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche zum Abkühlen der Pumpe das erste Absperrorgan und das zweite Absperrorgan öffnet sowie gleichzeitig die Hilfsgaspumpe einschaltet.A special embodiment is characterized in that a control is provided which is used for The pump cools the first shut-off element and the second shut-off element opens, as well as the auxiliary gas pump at the same time turns on.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen Wasserstoffzuführvorrichtung „Further features and advantages of the invention emerge from the following description and the enclosed description graphic representation of an embodiment of the invention. The drawing shows a schematic representation a hydrogen supply device according to the invention "

Die Vorrichtung zeigt einen Kryotank 10, der zu einem Teil mit flüssigem Wasserstoff 12 gefüllt ist. Eine in dem Kryotank 10 in den flüssigen Wasserstoff 12 eintauchende Ansaugleitung 14 führt zu einer Einlassöffnung einer Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 und besitzt zwischen dem Kryotank 10 und der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 ein Absperrorgan 18. Eine Auslassöffnung der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 ist mit einer zu einem Wasserstoffmotor 20 (hier nur schematisch gezeichnet) führenden Zuführleitung 22 versehen, welche ein nur in Richtung des Wasserstoffmotors 20 durchlässiges Rückschlagventil 24 aufweist. Weiterhin ist zwischen diesem und dem Wasserstoffmotor 20 ein Absperrorgan 26 vorgesehen.The device shows a cryotank 10 which is partially filled with liquid hydrogen 12. One Suction line 14 immersed in the liquid hydrogen 12 in the cryotank 10 leads to an inlet opening a high pressure liquid hydrogen pump 16 and has a shut-off element 18 between the cryotank 10 and the high-pressure liquid hydrogen pump 16. An outlet opening the liquid hydrogen high-pressure pump 16 is connected to a hydrogen engine 20 (only shown schematically here) leading supply line 22 is provided, which is a permeable only in the direction of the hydrogen engine 20 Has check valve 24. Furthermore, there is a shut-off element between this and the hydrogen engine 20 26 provided.

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Zwischen dem Rückschlagventil 24 und dem Absperrorgan 26 zweigt von der Zuführleitung 22 eine zu einem Zwischenspeicher 28 für gasförmigen Wasserstoff führende Einwegleitung 30 mit einem Rückschlagventil 3 2 ab. Eine weitere Einwegleitung 34 mit einem Rückschlagventil 36 führt vom Zwischenspeicher 28 zur Zuführleitung 22 und mündet in diese zwischen einer Abzweigung der Einwegleitung 30 und dem Absperrorgan 26 ein.Between the check valve 24 and the shut-off element 26 branches from the supply line 22 one to one Intermediate storage 28 for gaseous hydrogen leading one-way line 30 with a check valve 3 2 from. Another one-way line 34 with a check valve 36 leads from the intermediate store 28 to the supply line 22 and opens into this between a branch of the one-way line 30 and the shut-off element 26.

Zur Kühlung der in einem Kryobehältnis 38 angeordneten Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 ist eine vom Kryotank 10 zum Kryobehältnis 38 führende Kühlleitung 40 vorgesehen, welche in eine im Kryotank 10 über dem flüssigen Wasserstoff 12 stehende Blase aus gasförmigem Wasserstoff hineinragt. Ausserdem weist die Kühlleitung 40 zur Durchflussregulierung ein Absperrorgan 42 auf. Eine Hilfsgaspumpe 44 mit einer Saugleitung 4 6 und einer Abgasleitung 4 8 ist so angeordnet, dass die Saugleitung 46 in das Kryobehältnis 38 und die Abgasleitung 48 zwischen dem Absperrorgan 18 und der Flüssigwassarstoffhochdruckpumpe 16 in die Ansaugleitung 14 mündet.To cool the liquid hydrogen high-pressure pump 16 arranged in a cryocontainer 38, one of the cryotank is used 10 leading to the cryogenic container 38 cooling line 40 is provided, which in a cryotank 10 above the liquid hydrogen 12 standing bubble of gaseous hydrogen protrudes. In addition, the cooling line 40 a shut-off device 42 for flow regulation. An auxiliary gas pump 44 with a suction line 46 and an exhaust line 4 8 is arranged so that the suction line 46 into the cryogenic container 38 and the exhaust line 48 between the shut-off element 18 and the high-pressure liquid hydrogen pump 16 opens into the suction line 14.

Zwischen dem Absperrorgan 42 und dem Kryobehältnis 38 zweigt von der Kühlleitung 40 eine Einwegleitung 50 mit einem Rückschlagventil 52 ab, die zwischen der Einmündung der Abgasleitung 48 und der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 in die Ansaugleitung 14 mündet.A one-way line 50 branches off from the cooling line 40 between the shut-off element 42 and the cryogenic container 38 with a check valve 52 located between the confluence of the exhaust line 48 and the high-pressure liquid hydrogen pump 16 opens into the suction line 14.

Die Ansteuerung des Absperrorgans 18 in der Ansaugleitung 14, des Absperrorgans 26 in der Zuführleitung 22The control of the shut-off element 18 in the suction line 14, of the shut-off element 26 in the supply line 22

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und des Absperrorgans 42 in der Kühlleitung 40 kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. So können z.B. die Absperrorgane 18, 26, 42 Magnetventile sein, die elektrisch betätigbar sind.and the shut-off element 42 in the cooling line 40 can take place in different ways. E.g. the shut-off devices 18, 26, 42 be solenoid valves which can be actuated electrically.

Die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 und die Hilfsgaspumpe 44 können mit unterschiedlichen Antrieben versehen sein. Bevorzugterweise ist die Hilfsgaspumpe 44 mit einem elektrischen und die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 mit einem hydraulischen Antrieb ausgestattet.The high pressure liquid hydrogen pump 16 and the auxiliary gas pump 44 can be provided with different drives. The auxiliary gas pump 44 is preferably with an electric and the liquid hydrogen high-pressure pump 16 is equipped with a hydraulic drive.

Bei stillstehendem Wasserstoffmotor 20 und abgeschalteter Wasserstoffzuführvorrichtung sind die Absperrorgane 18, 42, 26 geschlossen. Die in dem Kryobehältnis 38 angeordnete Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 wird nicht gekühlt und wärmt folglich auf.With the hydrogen engine 20 at a standstill and switched off The shut-off devices 18, 42, 26 are closed for the hydrogen supply device. The one in the cryocontainer 38 arranged liquid hydrogen high-pressure pump 16 is not cooled and consequently warms up.

Da die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 bei höheren Temperaturen als einer im Bereich des Siedepunkts von flüssigem Wasserstoff liegenden Betriebstemperatur nicht einwandfrei funktioniert und somit den Wasserstoff mit dem erforderlichen hohen Druck zum Betreiben des Wasserstoff motors 20 nicht liefern kann, muss diese vor einem Start des Wasserstoffmotors 20 auf Betriebstemperatur abgekühlt werden. Dazu öffnet man das Absperrorgan 42 in der Kühlleitung 40, das Absperrorgan 18 in der Ansaugleitung 14 und schaltet gleichzeitig die Hilfsgaspumpe 4 ein. Das im Kryotank 10 in der Gasblase über dem flüssigen Wasserstoff 1 2 befindliche kalte Wasserstoff gas wird über die Kühlleitung 40 in das Kryobehältnis 38 gesaugt und umströmt dort die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16, so dass diese abgekühlt wird. Das dadurch aufgewärmteSince the liquid hydrogen high pressure pump 16 at higher Temperatures as an operating temperature in the range of the boiling point of liquid hydrogen are not works perfectly and thus the hydrogen with the necessary high pressure to operate the hydrogen motor 20 can not deliver, this must before starting the hydrogen engine 20 to operating temperature be cooled down. To do this, open the shut-off element 42 in the cooling line 40 and the shut-off element 18 in the suction line 14 and at the same time switches the auxiliary gas pump 4 a. The cold hydrogen located in the cryotank 10 in the gas bubble above the liquid hydrogen 1 2 becomes gas is sucked into the cryogenic container 38 via the cooling line 40 and flows around the high-pressure liquid hydrogen pump 16 there, so that it is cooled down. That warmed up

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Wasserstoffgas wird nun von der Hilfsgaspumpe 44 über die Absaugleitung 46 aus dem Kryobehältnis 38 abgesaugt und über die Abgasleitung 48 in die Ansaugleitung 14 gedrückt. Von dort strömt es durch die in den flüssigen Wasserstoff 12 eintauchende Ansaugleitung 14 in den Kryotank 10 zurück und wird dabei durch den flüssigen Wasserstoff 12 hindurchgeblasen, so dass es durch diesen abgekühlt wird und in der Gasblase wieder als Kühlmedium zur Verfügung steht.Hydrogen gas is now over from the auxiliary gas pump 44 the suction line 46 is sucked out of the cryogenic container 38 and pressed into the suction line 14 via the exhaust line 48. From there it flows through the suction line 14, which is immersed in the liquid hydrogen 12, into the Cryotank 10 and is blown through the liquid hydrogen 12 so that it passes through it is cooled and is available again as a cooling medium in the gas bubble.

Dieser Abkühlprozess wird mindestens so lange fortgesetzt, bis die Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 ungefähr ihre Betriebstemperatur erreicht hat und in der Lage ist, Wasserstoff mit dem notwendigen hohen Druck an den Wasserstoff motor 20 abzugeben, so dass dieser nach deren Einschalten und nach Öffnen des Absperrorgans 26 gestartet werden kann. Der Zwischenspeicher 28 dient dabei als Druckausgleichsgefäss, so dass vor dem Start des Wasserstoffmotors 20 der erforderliche hohe Druck aufgebaut werden kann.This cooling process is continued at least until the high-pressure liquid hydrogen pump 16 is approximately its Has reached operating temperature and is able to deliver hydrogen with the necessary high pressure to the hydrogen motor 20 to be released, so that it is started after it has been switched on and after the shut-off device 26 has been opened can be. The intermediate storage 28 serves as a pressure equalization vessel so that before the start of the hydrogen engine 20 the required high pressure can be built up.

Ausserdem kann vor Abschalten des Wasserstoffmotors 20 bei rechtzeitigem Schliessen des Absperrorgans 26 in der Zuführleitung 22 aufgrund des zwischen dem Zwischenspeicher 28 und der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 angeordneten Rückschlagventils 24 während der Standzeit Wasserstoff in dem Zwischenspeicher 28 unter Hochdruck gehalten werden, so dass dieser zum späteren Starten des Wasserstoffmotors 20 ausreicht und die auf Betriebstemperatur befindliche Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 erst beim Starten des Wasserstoffmotors 20 oder kurz danach eingeschaltet werden muss.In addition, before switching off the hydrogen engine 20 when the shut-off element 26 in the supply line 22 closes in good time due to the between the intermediate store 28 and the liquid hydrogen high-pressure pump 16 arranged check valve 24 during the standing time hydrogen are kept under high pressure in the intermediate storage 28, so that this can be used for later starting the hydrogen engine 20 is sufficient and the liquid hydrogen high-pressure pump 16, which is at operating temperature, only when Starting the hydrogen engine 20 or shortly thereafter must be turned on.

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A 45 559 u - 11 -A 45 559 u - 11 -

7.November 1983November 7, 1983

Durch die Einwegleitung 50 besteht die Möglichkeit, dass mit der auf Betriebstemperatur abgekühlten Flüssigwasserstoff hochdruckpumpe 16 auch gasförmiger Waserstoff gefördert werden kann, der in diesem Fall bei geschlossenem Absperrorgan 18 in der Ansaugleitung 14 über die Kühlleitung 40 und die Einwegleitung 50 der Flüssigwasserstoffhochdruckpumpe 16 zugeführt wird.The one-way line 50 makes it possible to use the liquid hydrogen cooled to operating temperature high pressure pump 16 gaseous hydrogen can also be conveyed, which in this case with the shut-off element closed 18 in the suction line 14 via the cooling line 40 and the one-way line 50 of the high-pressure liquid hydrogen pump 16 is fed.

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Claims (1)

HOEGER, STELLRECHT & PARTNERHOEGER, LAW & PARTNER UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1UHLANDSTRASSE 14 c D 7000 STUTTGART 1 A 45 559 u Anmelderin: Deutsche Forschungs-A 45 559 u Applicant: German research 7.November 1983 und Versuchsanstalt fürNovember 7, 1983 and research institute for x-35 Luft- und Raumfahrt e.V.x-35 aerospace association 5300 Bonn5300 Bonn PatentansprücheClaims Vorrichtung zum Zuführen von Wasserstoff zu einem Wasserstoffmotor, die einen Kryotank für flüssigen Wasserstoff sowie eine eine Einlass- und eine Auslassöffnung aufweisende Pumpe umfasst, bei der die Einlassöffnung mit dem flüssigen Wasserstoff im Kryotank in Verbindung steht und die Auslassöffnung mit einer zum Wasserstoffmotor führenden Zuführleitung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (16) ausserhalb des Kryotanks (10) in einem Kryobehältnis (38) angeordnet ist und dass eine Kühlleitung (40) zum Einleiten von kaltem, gasförmigem Wasserstoff aus dem Kryotank (10) in das Kryobehältnis (38) und zum Abkühlen der Pumpe (16) vorgesehen ist.Device for supplying hydrogen to a hydrogen engine, which has a cryotank for liquid Hydrogen and a pump having an inlet and an outlet opening, in which the inlet opening with the liquid hydrogen in the cryotank in connection and the outlet opening with a to Hydrogen engine leading supply line is provided, characterized in that the The pump (16) is arranged outside the cryogenic tank (10) in a cryogenic container (38) and that a Cooling line (40) for introducing cold, gaseous hydrogen from the cryotank (10) into the cryogenic container (38) and for cooling the pump (16) is provided. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Absaugen des gasförmigen Wasserstoffs aus dem Kryobehältnis (38) eine Hilfsgaspumpe (44) mit einer in das Kryobehältnis (38) mündenden Saugleitung (46) und mit einer Abgasleitung (48) vorgesehen ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that for sucking off the gaseous hydrogen the cryogenic container (38) has an auxiliary gas pump (44) a suction line (46) opening into the cryogenic container (38) and an exhaust line (48) are provided. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abgasleitung (48) der Hilfsgaspumpe (44) in eine von der Pumpe (16) zum Kryotank (10) führende Ansaugleitung (14) mündet.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the exhaust line (48) of the auxiliary gas pump (44) into one of the pump (16) leading to the cryotank (10) Intake line (14) opens. 7.November 1983
χ-35November 7, 1983
χ-35 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kühlleitung (40) zwischen dem Kryotank (10) und dem Kryobehältnis (38) ein erstes Absperrorgan (42) vorgesehen ist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that in the cooling line (40) between the cryotank (10) and the cryogenic container (38) a first Shut-off element (42) is provided. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ansaugleitung (14) der Pumpe (16) ein zweites Absperrorgan (18) vorgesehen ist.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized characterized in that a second shut-off element (18) is provided in the suction line (14) of the pump (16) is. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen dem ersten Absperrorgan (42) und dem Kryobehältnis (38) von der Kühlleitung (40) abzweigende Einwegleitung (50) mit einem nur einen Gasstrom weg von der Kühlleitung (40) zulassenden Rückschlagventil (52) in die Ansaugleitung (14) der Pumpe (16) mündet.6. Apparatus according to claim 4 or 4 and 5, characterized in that that one between the first shut-off element (42) and the cryogenic container (38) from the cooling line (40) branching one-way line (50) with only one gas flow away from the cooling line (40) Check valve (52) opens into the suction line (14) of the pump (16). 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 5 oder 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung vorgesehen ist, welche zum Abkühlen der Pumpe (16) das erste Absperrorgan (42) und das zweite Absperrorgan (18) öffnet sowie gleichzeitig die Hilfsgaspumpe (44) einschaltet. 7. Device according to claims 4 and 5 or 5 and 6, characterized in that a control is provided which, for cooling the pump (16), the first The shut-off element (42) and the second shut-off element (18) open and the auxiliary gas pump (44) is switched on at the same time.
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