EP1291574A2 - Fuel supply device and method for supplying fuel to cryogenically fuelled vehicles - Google Patents

Fuel supply device and method for supplying fuel to cryogenically fuelled vehicles Download PDF

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EP1291574A2
EP1291574A2 EP02014277A EP02014277A EP1291574A2 EP 1291574 A2 EP1291574 A2 EP 1291574A2 EP 02014277 A EP02014277 A EP 02014277A EP 02014277 A EP02014277 A EP 02014277A EP 1291574 A2 EP1291574 A2 EP 1291574A2
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EP
European Patent Office
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tank
pressure
fuel
refueling
storage tank
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Withdrawn
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EP02014277A
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Helmut Henrich
Joachim Krüll
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Air Liquide Deutschland GmbH
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Messer Griesheim GmbH
Air Liquide Deutschland GmbH
Messer Group GmbH
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Publication of EP1291574A3 publication Critical patent/EP1291574A3/en
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Definitions

  • the invention relates to a refueling device and a method for Refueling vehicles powered by cryogenic fuel.
  • Cryogenic fuels such as liquefied natural gas, liquefied hydrogen and the like. like. win because of their economical energy consumption and their environmentally friendly Operating as an energy source, especially as a fuel for vehicles such as Passenger cars, buses, rail vehicles or aircraft increasingly in importance.
  • the fuel is usefully stored in cryogenic conditions liquefied form.
  • the fuel in the vehicle tank is suitably Isolation measures to a value below the boiling point of the fuel held. Fuel is thus liquefied in the vehicle tank for refueling Form fed.
  • DE 197 04 360 C1 describes a refueling device in which a first storage container with a second storage container is connected to the flow, which is arranged within the first storage container and is fluidly connected to a vehicle tank.
  • the one to fill required pressure build-up in the second storage tank takes place at the beginning of Filling process using a heating device.
  • After completing the Filling process is the gas phase in the second in order to build up pressure Storage tank fluidly connected to the vehicle tank.
  • the fuel to be filled is made from one Stand storage tank fed to a portioning storage container, the Internal pressure through the heat exchanger with the environment or with a Liquid nitrogen storage is adjustable. After the filling process the Pressure build-up in the vehicle tank by establishing a flow connection the gas phase of the portioning storage container with that of the vehicle tank.
  • the problem with the aforementioned objects is that the content of the Vehicle tanks are not completely in after the filling process thermal equilibrium. This is especially true for vehicles whose The tank is completely empty before filling and warmed up to a greater or lesser extent was. That supplied after the actual liquid refueling, to build up pressure certain gas can condense and thereby the operating pressure in the Vehicle tank are below.
  • the object of the present invention is accordingly the refueling times of Vehicles that run on liquefied cryogenic fuels, especially in vehicles with heated vehicle tanks.
  • a pressure resistant and thermally insulated storage tank for storing liquefied cryogenic Fuel in a supercooled state, i.e. at temperatures well below the boiling temperature
  • means for generating a predetermined filling pressure and one that is fluidly connected to the storage tank via a liquid feed line
  • Fuel pump for refueling a vehicle tank is the liquid feed with adjusting means for Setting a predetermined temperature through the liquid line liquefied cryogenic fuel.
  • the cryogenic fuel supplied to the vehicle tank is therefore in the liquid Condition tempered.
  • the temperature of the Fuel inside the vehicle tank always according to the respective requirements is adjusted.
  • hypothermic Fuel supplied to cool the tank as quickly as possible achieve.
  • warmer fuel is successively supplied in order to achieve this
  • the inside of the tank is already in the process of filling when the tank is in operation to adjust the prevailing boiling state. A subsequent application of the tank with gas is not necessary.
  • the actuating means are preferably in data connection with a control unit which the temperature of the fuel as a function of the detection means recorded - and essential for the filling process - parameters of the Filling process regulates. These parameters include, for example Flow rate, pressure or temperature of the vehicle tank supplied cryogenic fuel. The parameters become continuous or recorded at predetermined time intervals and the recorded values of the Control unit fed. The temperature of the vehicle tank So cryogenic fuel is constantly updated in the liquid state Adapted to requirements. A vehicle is therefore at one after refueling Refueling device according to the invention ready for operation much faster than after refueling at refueling facilities according to the state of the art.
  • control unit can also be equipped with detection means Acquisition of parameters are brought into data exchange, the tank status affect. For example, the tank volume, the permissible maximum pressure, the Level or the internal temperature of the vehicle tank before the filling process recorded and in the control of the fuel temperature or the fuel inflow be taken into account in the vehicle tank.
  • This data can, for example transmitted by means of a chip card or by means of a contactless data carrier become.
  • the tank column is expediently provided with a gas discharge line for removing vaporized cryogenic fuel from the vehicle tank equipped with a gas collection container for at least temporarily storing the vaporized cryogenic fuel is fluidly connected. The one when filling the gaseous fuel produced in the vehicle tank is not lost, but is recycled.
  • the gas discharge is preferably with the storage tank in Flow connection can be brought. In this way, overpressure can for example in the course of the refueling process in the storage tank, derived and used again later.
  • At least one is preferably used to produce the required filling pressure
  • Pressurized container to be used during the filling process with the storage tank is connected to the flow and there for the construction of a corresponding Support pressure.
  • elaborate and fragile Pump arrangements avoided in the liquid feed line.
  • a pressure vessel come, for example, individual pressure bottles or a pressure bottle bundle for use.
  • a particularly variant of the refueling device according to the invention can be seen an alternating use of two containers.
  • Two containers are included Equipment for the liquefaction of gaseous cryogenic fuel equipped and with the liquid supply via suitable fluids connected that both containers alternately as a storage tank and as Gas collection containers can be used.
  • the object of the invention is also achieved with a method using Features of claim 9 solved.
  • An advantageous development of the invention provides that parameters of the respective vehicle tank status recorded before the start of the refueling process and to regulate the filling pressure or the temperature and the inflow of the Vehicle fuel supplied fuel are used.
  • the generation takes place in order to avoid complex pumping or heating systems the filling pressure expediently by pressurizing the Storage tank of stored cryogenic fuel.
  • a very quick filling of a vehicle tank is a special one Embodiment of the invention thereby ensures that the in the storage tank generated filling pressure does not fall below a value of 5 bar (overpressure).
  • the pressure value is preferably at least 10 bar (excess pressure).
  • a particularly advantageous embodiment of the invention envisages that when filling - especially warm Vehicle tanks - gaseous fuel escaping from the vehicle tank catch it by pressure and / or cold liquefy and feed to the storage tank. Alternatively or in addition to this the gas escaping from the vehicle tank during the filling process can also be fed into a gas supply network for further use.
  • FIG. Shows schematically an inventive Device for refueling vehicles powered by cryogenic fuel.
  • the refueling device - essentially built up from standard components 1 comprises a storage tank 2 for liquid, cryogenic fuel which is connected to a tank column 4 via a liquid feed line 3.
  • the storage tank 2 in the liquefied, cryogenic fuel 5, such as Subcooled hydrogen or natural gas, i.e. at temperatures well below the Boiling temperature of the fuel that can be stored is with heat insulated Provided walls 6 and for an operating pressure of at least 10 bar compared to the ambient pressure.
  • cryogenic fuel 5 such as Subcooled hydrogen or natural gas
  • liquid supply line 3 In the liquid supply line 3 are in a line section 7 one after the other continuously between a closed position and a position with maximum Flow flow adjustable valve 8 and a preferably with water arranged as a heat source operated heat exchanger 9.
  • a bypass line 10 with built-in, also continuously adjustable valve 11 bypasses the Line section 7 fluidically.
  • the heat exchanger 9 is used in the way described in more detail below, the through the line section 7th liquefied cryogenic fuel 5 passed through to temperatures to warm close to its boiling point without evaporating it.
  • measuring probes 13, 14 are arranged.
  • the Measuring probe 13 is used to measure the pressure
  • measuring probe 14 is used to Detection of the temperature of the liquid feed line 3 cryogenic fuel 5.
  • the fuel pump 4 is on to pass on the liquefied cryogenic fuel 5 a vehicle tank - not shown here - provided with a tank line 16.
  • a tank line 16 is a single pipe for the transportation of cryogenic Media suitable hose line, which in a known manner before the start of actual refueling process with a fill line of the vehicle tank pressure-tight is connected.
  • a flow meter 17 is assigned to the tank line 16 measures the flow rate through the tank line 16.
  • the permissible Operating pressure is 200-300 bar each, provided by means of a a valve 23 lockable pressure line with the storage tank 2 is connected to the flow.
  • the valve 23 opened until the desired filling pressure in the storage tank 2 is reached.
  • the temperature and the inflow of the vehicle tank Adapting cryogenic fuel 5 to the requirements as optimally as possible is one Control device 19 is provided.
  • the control device 19 is with the measuring probes 13, 14 for recording temperature and pressure as well as with the Flow meter 17 data-connected.
  • a reading unit 20 by means of the parameters of the vehicle tank to be filled, such as volume, maximum filling pressure, filling level, internal temperature and the like. the like the control device 19 can be transmitted.
  • Entering the data takes place for example with a separate and detachable with the reading unit connectable data carrier, such as a chip card or with a contactless one Disk. It is also conceivable to place the reader in the tank line 16 and those marked with the corresponding vehicle tank parameters Integrate data carriers into the filling line of the vehicle to be refueled.
  • the control device 19 recalculates with the parameters obtained in this way a given program for the current status of the filling process optimal temperature of the fuel and an optimal flow rate.
  • a second part of the fuel is in the supercooled, i.e. not warmed up condition passed through the bypass line 10 and in a mixing section 21 of the Liquid supply line with the heated from the line section 7 Mixed fuel.
  • the regulation takes place largely through regulation of the mass flows through the line section 7 or the bypass line 10.
  • the exhaust gas generated when filling, in particular, warm vehicle tanks Gaseous fuel is discharged from the tank feed line via an exhaust line 24 supplied to an exhaust gas tank 25.
  • the exhaust pipe 24 is provided with a valve 27 provided that below a predetermined limit pressure in the exhaust pipe 24 fluidically blocks this.
  • a present in the exhaust gas container 25 and constantly renewed liquid phase 26 of the feeds, not shown here cryogenic fuel ensures that when the heated flows in gaseous fuel from the vehicle tank the pressure build-up in Exhaust gas container 35 is damped.
  • the exhaust gas is in the exhaust gas container 25 temporarily stored and can be compressed in a gas compressor 28 if necessary and the compressed gas cylinder bundle 22 are supplied.
  • Gas compressor 28 can also use a cooling device in which the gas from the exhaust gas container 25 is liquefied by cooling and, for example via a line, not shown here, the storage tank 2 as a liquid cryogenic Fuel is supplied.
  • Excess gas can - for example, if there is one certain, predetermined excess pressure in the exhaust gas tank 25 - via a Connection line 30 fed into a decentralized gas supply network and on be recycled in this way.
  • the exhaust gas tank 25 is also via a gas line 32 which can be blocked by means of a valve 31 with the Gas phase in flow tank 2 connected to flow.
  • the gas line 32 serves approximately for longer breaks in use of the storage tank 2 to reduce pressure.
  • the vehicle tank After a certain time they are Interior walls of the vehicle tank to a temperature below the Boiling temperature of the filled fuel 5 cooled and there is none Evaporation of the filled fuel 5 more instead; the vehicle tank fills yourself.
  • the filling parameters from the control unit in one for each Vehicle tank type and tank status regulated in an optimized manner. Shortly before reaching The maximum fill level in the vehicle tank becomes an increasing part of the Fuel tank 5 supplied fuel via the line section 7. It increasingly warmer, liquid cryogenic fuel 5 gets into the Vehicle tank. In this way, the desired boiling state in the vehicle tank, as it prevails in the operation of the vehicle tank. The vehicle is thus ready for operation immediately after the refueling process.

Abstract

The fuel supply system (1) includes a gas compressor (28) connected to a set of gas bottles (22) and a feeder tank (2). The liquid may be held in this tank at below its boiling point. There is a connection (32) via a valve (31) from the top of the feeder tank to the bottom of a vapor collection tank (25). Liquid (5,26) may be drained from the bottom region of the two tanks and passes through control valves (11,27) to a filler column (4) with a connection to the vehicle tank (16). A branch (7) off the line from the holding tank (3) contains a control valve (8) followed by a heat exchanger (9) warmed by water. There is a control circuit (19) receiving signals from pressure and temperature sensors (13,14) in the line downstream of the heat exchanger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betankungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen.The invention relates to a refueling device and a method for Refueling vehicles powered by cryogenic fuel.

Kryogene Kraftstoffe, wie verflüssigtes Erdgas, verflüssigter Wasserstoff u. dergl. gewinnen wegen ihres sparsamen Energiebedarfs und ihres umweltfreundlichen Betriebs als Energieträger, insbesondere als Kraftstoff für Fahrzeuge, wie Personenkraftwagen, Bussen, Schienenfahrzeugen oder Flugzeugen zunehmend an Bedeutung.Cryogenic fuels such as liquefied natural gas, liquefied hydrogen and the like. like. win because of their economical energy consumption and their environmentally friendly Operating as an energy source, especially as a fuel for vehicles such as Passenger cars, buses, rail vehicles or aircraft increasingly in importance.

Die Speicherung des Kraftstoffes erfolgt dabei sinnvollerweise in tiefkalter verflüssigter Form. Dazu wird der Kraftstoff im Fahrzeugtank durch geeignete Isoliermaßnahmen auf einen Wert unterhalb des Siedepunktes des Kraftstoffes gehalten. Zur Betankung wird dem Fahrzeugtank somit Kraftstoff in verflüssigter Form zugeführt.The fuel is usefully stored in cryogenic conditions liquefied form. To do this, the fuel in the vehicle tank is suitably Isolation measures to a value below the boiling point of the fuel held. Fuel is thus liquefied in the vehicle tank for refueling Form fed.

In der US 5 373 702 erfolgt die Betankung dabei aus einem Standspeicherbehälter, in dem der Kraftstoff bei tiefer Temperatur und einem niedrigen Druck gelagert wird. Die Unterkühlung wird dadurch erreicht, dass der kryogene Kraftstoff im Standspeicherbehälter bei niedrigem Druck gelagert wird und mittels einer Pumpe in den Speicherbehälter gefördert wird. Da der Kraftstoff dem Fahrzeugtank im unterkühlten Zustand zugeführt wird, kommt es zu einer Drucksenkung im Fahrzeugtank und damit zum Einkondensieren von im Fahrzeugtank verbliebenen gasförmigem Mediums. Um den erforderlichen Betriebsdruck im Fahrzeugtank herzustellen, wird daher nach Abschluss des Befüllvorgangs verflüssigter Kraftstoffs mittels eines Wärmetauschers verdampft und dem Fahrzeugtank zwecks Druckerhöhung zugeführt.In US Pat. No. 5,373,702, the refueling takes place from a standing storage container, in which the fuel is at low temperature and low pressure is stored. Hypothermia is achieved by the cryogenic Fuel is stored in the still storage tank at low pressure and by means of a pump is pumped into the storage tank. Because the fuel the Vehicle tank is supplied in the supercooled state, there is a Pressure reduction in the vehicle tank and thus for condensing in Vehicle tank remaining gaseous medium. To the required Creating operating pressure in the vehicle tank is therefore after the completion of the Filling process liquefied fuel evaporated by means of a heat exchanger and fed to the vehicle tank for the purpose of increasing the pressure.

In der DE 197 04 360 C1 wird eine Betankungseinrichtung beschrieben, bei der ein erster Speicherbehälter mit einem zweiten Speicherbehälter strömungsverbunden ist, der innerhalb des ersten Speicherbehälters angeordnet ist und mit einem Fahrzeugtank strömungsverbunden wird. Der zum Befüllen erforderliche Druckaufbau im zweiten Speicherbehälter erfolgt zu Beginn des Befüllvorgangs mittels einer Heizeinrichtung. Nach Beendigung des Befüllvorgangs wird zwecks Druckaufbau die Gasphase im zweiten Speicherbehälter mit dem Fahrzeugtank strömungsverbunden.DE 197 04 360 C1 describes a refueling device in which a first storage container with a second storage container is connected to the flow, which is arranged within the first storage container and is fluidly connected to a vehicle tank. The one to fill required pressure build-up in the second storage tank takes place at the beginning of Filling process using a heating device. After completing the Filling process is the gas phase in the second in order to build up pressure Storage tank fluidly connected to the vehicle tank.

In der US 5 231 838 wird der zu befüllende Kraftstoff aus einem Standspeichertank einem Portionierungsspeicherbehälter zugeführt, dessen Innendruck durch Wärmetauscher mit der Umgebung bzw. mit einem Flüssigstickstoffspeicher einstellbar ist. Nach dem Befüllvorgang erfolgt der Druckaufbau im Fahrzeugtank durch die Herstellung einer Strömungsverbindung der Gasphase des Portionierungsspeicherbehälters mit der des Fahrzeugtanks.In US 5 231 838, the fuel to be filled is made from one Stand storage tank fed to a portioning storage container, the Internal pressure through the heat exchanger with the environment or with a Liquid nitrogen storage is adjustable. After the filling process the Pressure build-up in the vehicle tank by establishing a flow connection the gas phase of the portioning storage container with that of the vehicle tank.

Problematisch bei den vorgenannten Gegenständen ist, dass sich der Inhalt des Fahrzeugtanks nach Beendigung des Befüllvorgangs nicht vollständig im thermischen Gleichgewicht befindet. Dies gilt besonders für Fahrzeuge, deren Tank vor der Befüllung vollständig entleert und mehr oder weniger stark erwärmt war. Das nach der eigentlichen Flüssigbetankung zugeführte, zum Druckaufbau bestimmte Gas kann auskondensieren und hierdurch der Betriebsdruck im Fahrzeugtank unterschritten werden.The problem with the aforementioned objects is that the content of the Vehicle tanks are not completely in after the filling process thermal equilibrium. This is especially true for vehicles whose The tank is completely empty before filling and warmed up to a greater or lesser extent was. That supplied after the actual liquid refueling, to build up pressure certain gas can condense and thereby the operating pressure in the Vehicle tank are below.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist demnach, die Betankungszeiten von Fahrzeugen, die mit verflüssigten kryogenen Kraftstoffen betrieben werden, insbesondere bei Fahrzeugen mit erwärmten Fahrzeugtanks zu reduzieren.The object of the present invention is accordingly the refueling times of Vehicles that run on liquefied cryogenic fuels, especially in vehicles with heated vehicle tanks.

Gelöst ist diese Aufgabe durch eine Betankungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betanken mit den Merkmalen des Anspruchs 9.This task is solved by a refueling device with the features of claim 1 and by a method for refueling with the features of claim 9.

Die erfindungsgemäße0 Betankungseinrichtung zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen umfasst einen druckfesten und wärmeisolierten Vorratstank zur Speicherung von verflüssigtem kryogenen Kraftstoff in einem unterkühlten Zustand, d.h. bei Temperaturen deutlich unterhalb der Siedetemperatur, Mittel zum Erzeugen eines vorgegebenen Fülldrucks und eine über eine Flüssigzuleitung mit dem Vorratstank strömungsverbundenen Tanksäule zur Betankung eines Fahrzeugtanks. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist die Flüssigzuleitung mit Stellmitteln zum Einstellen einer vorgegebenen Temperatur des durch die Flüssigleitung hindurchgeführten verflüssigten kryogenen Kraftstoffes ausgerüstet.The refueling device according to the invention for refueling with cryogenic fuel powered vehicles includes a pressure resistant and thermally insulated storage tank for storing liquefied cryogenic Fuel in a supercooled state, i.e. at temperatures well below the boiling temperature, means for generating a predetermined filling pressure and one that is fluidly connected to the storage tank via a liquid feed line Fuel pump for refueling a vehicle tank. To solve the task according to the invention is the liquid feed with adjusting means for Setting a predetermined temperature through the liquid line liquefied cryogenic fuel.

Der dem Fahrzeugtank zugeführte kryogene Kraftstoff wird also im flüssigen Zustand temperiert. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Temperatur des Kraftstoffes im Innern des Fahrzeugtanks stets den jeweiligen Erfordernissen angepasst ist. So wird etwa beim Befüllen warmer Tanks zunächst unterkühlter Kraftstoff zugeführt, um ein eine möglichst rasche Abkühlung des Tanks zu erzielen. In der Folge wird sukzessive wärmerer Kraftstoff zugeführt, um das Tankinnere bereits während des Einfüllvorgangs dem im Betrieb des Tanks herrschenden Siedezustand anzugleichen. Eine nachfolgende Beaufschlagung des Tanks mit Gas ist nicht erforderlich.The cryogenic fuel supplied to the vehicle tank is therefore in the liquid Condition tempered. In this way it is achieved that the temperature of the Fuel inside the vehicle tank always according to the respective requirements is adjusted. For example, when filling warm tanks, it becomes hypothermic Fuel supplied to cool the tank as quickly as possible achieve. As a result, warmer fuel is successively supplied in order to achieve this The inside of the tank is already in the process of filling when the tank is in operation to adjust the prevailing boiling state. A subsequent application of the tank with gas is not necessary.

Bevorzugt stehen die Stellmittel mit einer Steuereinheit in Datenverbindung, die die Temperatur des Kraftstoffs in Abhängigkeit von an Erfassungsmitteln erfassten - und für den Befüllvorgang wesentlichen - Parametern des Füllvorgangs regelt. Zu diesen Parametern gehören etwa Strömungsgeschwindigkeit, Druck oder Temperatur des dem Fahrzeugtank zugeführten kryogenen Kraftstoffs. Dabei werden die Parameter kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfasst und die erfassten Werte der Steuereinheit zugeführt. Die Temperatur des dem Fahrzeugtank zugeführten kryogenen Kraftstoffes wird also im flüssigen Zustand laufend den aktuellen Erfordernissen angepasst. Ein Fahrzeug ist somit nach der Betankung an einer erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung sehr viel schneller betriebsbereit als nach der Betankung an Betankungseinrichtungen nach dem Stande der Technik.The actuating means are preferably in data connection with a control unit which the temperature of the fuel as a function of the detection means recorded - and essential for the filling process - parameters of the Filling process regulates. These parameters include, for example Flow rate, pressure or temperature of the vehicle tank supplied cryogenic fuel. The parameters become continuous or recorded at predetermined time intervals and the recorded values of the Control unit fed. The temperature of the vehicle tank So cryogenic fuel is constantly updated in the liquid state Adapted to requirements. A vehicle is therefore at one after refueling Refueling device according to the invention ready for operation much faster than after refueling at refueling facilities according to the state of the art.

In vorteilhafter Weise kann die Steuereinheit zusätzlich mit Erfassungsmitteln zur Erfassung von Parametern in Datenaustausch gebracht werden, die den Tank-Status betreffen. So kann etwa das Tankvolumen, der zulässige Höchstdruck, der Füllstand oder die Innentemperatur des Fahrzeugtanks vor dem Befüllvorgang erfasst und in der Regelung der Kraftstofftemperatur oder des Kraftstoffzustroms in den Fahrzeugtank berücksichtigt werden. Diese Daten können beispielsweise mittels einer Chipkarte oder mittels berührungsloser Datenträger übermittelt werden.Advantageously, the control unit can also be equipped with detection means Acquisition of parameters are brought into data exchange, the tank status affect. For example, the tank volume, the permissible maximum pressure, the Level or the internal temperature of the vehicle tank before the filling process recorded and in the control of the fuel temperature or the fuel inflow be taken into account in the vehicle tank. This data can, for example transmitted by means of a chip card or by means of a contactless data carrier become.

Zweckmäßigerweise ist die Tanksäule mit einer Gasableitung zum Abführen von verdampftem kryogenen Kraftstoff aus dem Fahrzeugtank ausgerüstet, die mit einem Gassammelbehälter zur zumindest vorübergehenden Speicherung des verdampften kryogenen Kraftstoffes strömungsverbunden ist. Der beim Befüllen des Fahrzeugtanks entstehende gasförmige Kraftstoff geht somit nicht verloren, sondern wird einer Weiterverwertung zugeführt.The tank column is expediently provided with a gas discharge line for removing vaporized cryogenic fuel from the vehicle tank equipped with a gas collection container for at least temporarily storing the vaporized cryogenic fuel is fluidly connected. The one when filling the gaseous fuel produced in the vehicle tank is not lost, but is recycled.

Die Gasableitung ist dabei bevorzugt mit dem Vorratstank in Strömungsverbindung bringbar. Auf diese Weise kann Überdruck, der beispielsweise im Verlauf des Betankungsvorgangs im Vorratstank entsteht, abgeleitet und einer späteren Nutzung wieder zugeführt werden.The gas discharge is preferably with the storage tank in Flow connection can be brought. In this way, overpressure can for example in the course of the refueling process in the storage tank, derived and used again later.

Zur Herstellung des erforderlichen Fülldrucks kommt bevorzugt wenigstens ein Druckbehälter zum Einsatz, der während des Befüllvorgangs mit dem Vorratstank strömungsverbunden wird und dort für den Aufbau eines entsprechenden Stützdrucks sorgt. Mit dieser Anordnung werden aufwändige und anfällige Pumpenanordnungen in der Flüssigzuleitung vermieden. Als Druckbehälter kommen beispielsweise einzelne Druckflaschen oder ein Druckflaschenbündel zum Einsatz.At least one is preferably used to produce the required filling pressure Pressurized container to be used during the filling process with the storage tank is connected to the flow and there for the construction of a corresponding Support pressure. With this arrangement, elaborate and fragile Pump arrangements avoided in the liquid feed line. As a pressure vessel come, for example, individual pressure bottles or a pressure bottle bundle for use.

Altemativ oder ergänzend zu den vorgenannten Druckerzeugern kommt ein Gasverdichter in Betracht, der mit der Gasableitung oder dem Gassammelbehälter strömungsverbunden ist. Auf diese Weise wird eine besonders vorteilhafte Nutzung des im Gassammelbehälter oder der Gasableitung vorliegenden Abgases erreicht.Alternatively or in addition to the aforementioned pressure generators Gas compressor into consideration, which with the gas discharge or the Gas collection container is connected to the flow. In this way, one particularly advantageous use of the gas collection container or the gas discharge present exhaust gas reached.

Eine besonders Variante der erfindungsgemäßen Betankungseinrichtung sieht einen alternierenden Einsatz zweier Behälter vor. Dazu sind zwei Behälter mit Einrichtungen zur Verflüssigung von gasförmigem kryogenem Treibstoff ausgerüstet und mit der Flüssigzuleitung über geeignete Strömungsmittel derart verbunden, dass beide Behälter abwechselnd als Vorratstank und als Gassammelbehälter einsetzbar sind.A particularly variant of the refueling device according to the invention can be seen an alternating use of two containers. Two containers are included Equipment for the liquefaction of gaseous cryogenic fuel equipped and with the liquid supply via suitable fluids connected that both containers alternately as a storage tank and as Gas collection containers can be used.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.The object of the invention is also achieved with a method using Features of claim 9 solved.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen, bei dem verflüssigter kryogener Kraftstoff in einem Vorratstank unterkühlt gelagert und unter einem vorgegebenen Fülldruck einem Fahrzeugtank zugeführt wird, werden also Parameter des Füllvorgangs wie Druck, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit in der Flüssigzuleitung, kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfasst. Mittels einer Steuereinrichtung wird die Temperatur und/oder der Zustrom des dem Fahrzeugtank zugeführten verflüssigten kryogenen Kraftstoffes in Abhängigkeit von den erfassten Parametern geregelt. Der flüssige kryogene Treibstoff wird also während der Betankung temperiert und in seinem Zustrom automatisch geregelt. Das Fahrzeug kann, insbesondere bei zuvor vollständig entleertem und warmem Fahrzeugtank, sehr viel rascher betankt werden, als dies bei Betankungsverfahren nach dem Stande der Technik möglich ist.In the method according to the invention for refueling with cryogenic fuel operated vehicles, with the liquefied cryogenic fuel in one Storage tank stored supercooled and under a predetermined filling pressure Vehicle tank is supplied, parameters of the filling process such as pressure, Temperature, flow rate in the liquid supply, continuous or recorded at predetermined intervals. By means of a control device Temperature and / or the inflow of the vehicle tank supplied liquefied cryogenic fuel depending on the detected Parameters regulated. The liquid cryogenic fuel is therefore during the Refueling tempered and automatically regulated in its inflow. The vehicle can, especially when the vehicle tank is completely empty and warm, can be refueled much more quickly than is the case with refueling procedures after State of the art is possible.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass auch Parameter des jeweiligen Fahrzeugtank-Status vor Beginn des Betankungsvorgangs erfasst und zur Regelung des Fülldrucks oder der Temperatur und des Zustroms des dem Fahrzeugtank zugeführten Kraftstoffes eingesetzt werden.An advantageous development of the invention provides that parameters of the respective vehicle tank status recorded before the start of the refueling process and to regulate the filling pressure or the temperature and the inflow of the Vehicle fuel supplied fuel are used.

Um aufwändige Pump- oder Heizsysteme zu vermeiden, erfolgt die Erzeugung des Fülldrucks zweckmäßigerweise durch eine Druckbeaufschlagung des im Vorratstank gespeicherten kryogenen Kraftstoffes.The generation takes place in order to avoid complex pumping or heating systems the filling pressure expediently by pressurizing the Storage tank of stored cryogenic fuel.

Eine sehr rasche Befüllung eines Fahrzeugtanks wird in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung dadurch gewährleistet, dass der im Vorratstank erzeugte Fülldruck einen Wert von 5 bar (Überdruck) nicht unterschreitet. Bevorzugt liegt der Druckwert bei wenigstens 10 bar (Überdruck). A very quick filling of a vehicle tank is a special one Embodiment of the invention thereby ensures that the in the storage tank generated filling pressure does not fall below a value of 5 bar (overpressure). The pressure value is preferably at least 10 bar (excess pressure).

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, den beim Befüllen - insbesondere von warmen Fahrzeugtanks - dem Fahrzeugtank entweichenden gasförmigen Kraftstoff aufzufangen, ihn mittels Druckeinwirkung und/oder Einwirkung von Kälte zu verflüssigen und dem Vorratstank zuzuführen. Alternativ oder ergänzend hierzu kann das dem Fahrzeugtank während des Befüllvorgangs entweichende Gas auch zur Weiterverwendung in ein Gasversorgungsnetz eingespeist werden.A particularly advantageous embodiment of the invention The procedure envisages that when filling - especially warm Vehicle tanks - gaseous fuel escaping from the vehicle tank catch it by pressure and / or cold liquefy and feed to the storage tank. Alternatively or in addition to this the gas escaping from the vehicle tank during the filling process can also be fed into a gas supply network for further use.

Anhand der Zeichnung soll nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.An exemplary embodiment of the invention will be described below with reference to the drawing are explained in more detail.

Die einzige Zeichnung (Fig.) zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Betankung von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen.The only drawing (Fig.) Shows schematically an inventive Device for refueling vehicles powered by cryogenic fuel.

Die - im wesentlichen aus Standard-Komponenten aufgebaute -Betankungseinrichtung 1 umfasst einen Vorratstank 2 für flüssigen, kryogenen Kraftstoff, der über eine Flüssigzuleitung 3 mit einer Tanksäule 4 verbunden ist.The refueling device - essentially built up from standard components 1 comprises a storage tank 2 for liquid, cryogenic fuel which is connected to a tank column 4 via a liquid feed line 3.

Der Vorratstank 2, in dem verflüssigter, kryogener Kraftstoff 5, wie etwa Wasserstoff oder Erdgas unterkühlt, d.h. bei Temperaturen deutlich unterhalb der Siedetemperatur des Kraftstoffes, gespeichert werden kann, ist mit wärmeisolierten Wänden 6 versehen und für einem Betriebsüberdruck von mindestens 10 bar gegenüber dem Umgebungsdruck ausgelegt.The storage tank 2, in the liquefied, cryogenic fuel 5, such as Subcooled hydrogen or natural gas, i.e. at temperatures well below the Boiling temperature of the fuel that can be stored is with heat insulated Provided walls 6 and for an operating pressure of at least 10 bar compared to the ambient pressure.

In der Flüssigzuleitung 3 sind in einem Leitungsabschnitt 7 nacheinander ein kontinuierlich zwischen einer Schließposition und einer Position mit maximalem Strömungsdurchfluss verstellbares Ventil 8 sowie ein vorzugsweise mit Wasser als Wärmequelle betriebener Wärmeübertrager 9 angeordnet. Eine Bypassleitung 10 mit eingebautem, gleichfalls kontinuierlich verstellbarem Ventil 11 umgeht den Leitungsabschnitt 7 strömungstechnisch. Der Wärmeübertrager 9 dient in der unten näher beschriebenen Weise dazu, den durch den Leitungsabschnitt 7 hindurch geführten verflüssigten kryogenen Kraftstoff 5 bis auf Temperaturen nahe an seinem Siedepunkt zu erwärmen, ohne ihn jedoch zu verdampfen. Im weiteren Verlauf der Flüssigzuleitung 3 sind Mess-Sonden 13,14 angeordnet. Die Mess-Sonde 13 dient zur Erfassung des Drucks, die Mess-Sonde 14 dient zur Erfassung der Temperatur des durch die Flüssigzuleitung 3 hindurchgeführten kryogenen Kraftstoffes 5.In the liquid supply line 3 are in a line section 7 one after the other continuously between a closed position and a position with maximum Flow flow adjustable valve 8 and a preferably with water arranged as a heat source operated heat exchanger 9. A bypass line 10 with built-in, also continuously adjustable valve 11 bypasses the Line section 7 fluidically. The heat exchanger 9 is used in the way described in more detail below, the through the line section 7th liquefied cryogenic fuel 5 passed through to temperatures to warm close to its boiling point without evaporating it. in the further course of the liquid feed line 3, measuring probes 13, 14 are arranged. The Measuring probe 13 is used to measure the pressure, measuring probe 14 is used to Detection of the temperature of the liquid feed line 3 cryogenic fuel 5.

Die Tanksäule 4 ist zur Weitergabe des verflüssigten kryogenen Kraftstoffes 5 an einen - hier nicht gezeigten - Fahrzeugtank mit einer Tankleitung 16 versehen. Bei der Tankleitung 16 handelt es um eine einrohrige, zum Transport von tiefkalten Medien geeignete Schlauchleitung, die in bekannter Weise vor Beginn des eigentlichen Tankvorgangs mit einer Einfüll-Leitung des Fahrzeugtanks druckdicht verbunden wird. Der Tankleitung 16 ist ein Durchflussmesser 17 zugeordnet, der den Mengendurchfluss durch die Tankleitung 16 hindurch misst.The fuel pump 4 is on to pass on the liquefied cryogenic fuel 5 a vehicle tank - not shown here - provided with a tank line 16. at the tank line 16 is a single pipe for the transportation of cryogenic Media suitable hose line, which in a known manner before the start of actual refueling process with a fill line of the vehicle tank pressure-tight is connected. A flow meter 17 is assigned to the tank line 16 measures the flow rate through the tank line 16.

Zur Herstellung eines vorgegebenen Fülldrucks in der Tankleitung 16 ist im Ausführungsbeispiel ein Bündel 22 aus Druckgasflaschen, deren zulässiger Betriebsdruck jeweils 200 - 300 bar beträgt, vorgesehen, das über eine mittels eines Ventil 23 sperrbare Druckleitung mit dem Vorratstank 2 strömungsverbunden ist. Vor Beginn eines Betankungsvorgangs wird das Ventil 23 so lange geöffnet, bis der gewünschte Fülldruck im Vorratstank 2 erreicht ist.In order to produce a predetermined filling pressure in the tank line 16 Embodiment a bundle 22 of compressed gas cylinders, the permissible Operating pressure is 200-300 bar each, provided by means of a a valve 23 lockable pressure line with the storage tank 2 is connected to the flow. Before starting a refueling process, the valve 23 opened until the desired filling pressure in the storage tank 2 is reached.

Um die Temperatur und den Zustrom des dem Fahrzeugtank zugeführten kryogenen Kraftstoffs 5 möglichst optimal den Erfordernissen anzupassen, ist eine Steuereinrichtung 19 vorgesehen. Die Steuereinrichtung 19 ist mit den Mess-Sonden 13, 14 zur Erfassung von Temperatur und Druck sowie mit dem Durchflussmesser 17 datenverbunden. Zugleich besteht eine Datenverbindung mit einer Leseeinheit 20, mittels der Parameter des zu befüllenden Fahrzeugtanks, wie etwa Volumen, maximaler Fülldruck, Füllstand, Innentemperatur u. dergl. an die Steuereinrichtung 19 übermittelt werden können. Die Eingabe der Daten erfolgt dabei beispielsweise mit einem separaten und mit der Leseeinheit lösbar verbindbarer Datenträger, etwa einer Chipkarte oder mit einem berührungslosen Datenträger. Es ist auch vorstellbar, das Lesegerät in die Tank-Leitung 16 und den mit den entsprechenden Fahrzeugtank-Parametern gekennzeichneten Datenträger in die Einfüll-Leitung des zu betankenden Fahrzeugs zu integrieren. The temperature and the inflow of the vehicle tank Adapting cryogenic fuel 5 to the requirements as optimally as possible is one Control device 19 is provided. The control device 19 is with the measuring probes 13, 14 for recording temperature and pressure as well as with the Flow meter 17 data-connected. At the same time there is a data connection with a reading unit 20, by means of the parameters of the vehicle tank to be filled, such as volume, maximum filling pressure, filling level, internal temperature and the like. the like the control device 19 can be transmitted. Entering the data takes place for example with a separate and detachable with the reading unit connectable data carrier, such as a chip card or with a contactless one Disk. It is also conceivable to place the reader in the tank line 16 and those marked with the corresponding vehicle tank parameters Integrate data carriers into the filling line of the vehicle to be refueled.

Mit den so gewonnenen Parametern berechnet die Steuereinrichtung 19 nach einem vorgegebenen Programm eine für den aktuellen Stand des Befüllvorgangs optimale Temperatur des Kraftstoffes und einen optimalen Mengendurchfluss. Zur Regelung der Temperatur des flüssigen kryogenen Kraftstoffs 5 wird ein erster Teil des dem Fahrzeugtank insgesamt zugeführten Kraftstoffes durch den Leitungsabschnitt 7 hindurchgeführt und vom Wärmetauscher 9 erwärmt, ein zweiter Teil des Kraftstoffes wird im unterkühlten, d.h. nicht erwärmten Zustand durch die Bypassleitung 10 hindurchgeführt und in einer Mischstrecke 21 der Flüssigzuleitung mit dem aus dem Leitungsabschnitt 7 herangeführten erwärmten Kraftstoff gemischt. Die Regelung erfolgt dabei weitgehend über die Regulierung der Mengendurchflüsse durch den Leitungsabschnitt 7 bzw. die Bypassleitung 10.The control device 19 recalculates with the parameters obtained in this way a given program for the current status of the filling process optimal temperature of the fuel and an optimal flow rate. to Regulation of the temperature of the liquid cryogenic fuel 5 becomes a first Part of the total fuel supplied to the vehicle tank by the Passed line section 7 and heated by the heat exchanger 9, a second part of the fuel is in the supercooled, i.e. not warmed up condition passed through the bypass line 10 and in a mixing section 21 of the Liquid supply line with the heated from the line section 7 Mixed fuel. The regulation takes place largely through regulation of the mass flows through the line section 7 or the bypass line 10.

Das beim Befüllen insbesondere warmer Fahrzeugtanks entstehende Abgas aus gasförmigem Kraftstoff wird aus der Tankzuleitung über eine Abgasleitung 24 einem Abgasbehälter 25 zugeführt. Die Abgasleitung 24 ist mit einem Ventil 27 versehen, das unterhalb eines vorgegebene Grenzdrucks in der Abgasleitung 24 diese strömungstechnisch sperrt. Eine im Abgasbehälter 25 vorliegende und ständig über hier nicht gezeigte Zuführungen erneuerte flüssige Phase 26 des kryogenen Kraftstoffes sorgt dafür, dass beim Einströmen des erwärmten gasförmigen Kraftstoffs aus dem Fahrzeugtank der Druckaufbau im Abgasbehälter 35 gedämpft wird. Das Abgas wird im Abgasbehälter 25 zwischengespeichert und kann bei Bedarf in einem Gasverdichter 28 verdichtet und den Druckgasflaschenbündel 22 zugeführt werden. Alternativ zum Gasverdichter 28 kann auch eine Kühleinrichtung zum Einsatz kommen, bei der das Gas aus dem Abgasbehälter 25 durch Kühlung verflüssigt und beispielsweise über eine hier nicht gezeigte Leitung dem Vorratstank 2 als flüssiger kryogener Kraftstoff zugeführt wird. Überschüssiges Gas kann - etwa bei Vorliegen eines bestimmten, vorgegebenen Überdrucks im Abgastank 25 - über eine Verbindungsleitung 30 in ein dezentrales Gasversorgungsnetz eingespeist und auf diese Weise einer Weiterverwertung zugeführt werden. Der Abgasbehälter 25 ist zudem über eine mittels eines Ventils 31 sperrbare Gasleitung 32 mit der Gasphase im Vorratstank 2 strömungsverbunden. Die Gasleitung 32 dient etwa bei längeren Einsatzpausen des Vorratstanks 2 zur Druckreduzierung. The exhaust gas generated when filling, in particular, warm vehicle tanks Gaseous fuel is discharged from the tank feed line via an exhaust line 24 supplied to an exhaust gas tank 25. The exhaust pipe 24 is provided with a valve 27 provided that below a predetermined limit pressure in the exhaust pipe 24 fluidically blocks this. A present in the exhaust gas container 25 and constantly renewed liquid phase 26 of the feeds, not shown here cryogenic fuel ensures that when the heated flows in gaseous fuel from the vehicle tank the pressure build-up in Exhaust gas container 35 is damped. The exhaust gas is in the exhaust gas container 25 temporarily stored and can be compressed in a gas compressor 28 if necessary and the compressed gas cylinder bundle 22 are supplied. Alternatively to Gas compressor 28 can also use a cooling device in which the gas from the exhaust gas container 25 is liquefied by cooling and, for example via a line, not shown here, the storage tank 2 as a liquid cryogenic Fuel is supplied. Excess gas can - for example, if there is one certain, predetermined excess pressure in the exhaust gas tank 25 - via a Connection line 30 fed into a decentralized gas supply network and on be recycled in this way. The exhaust gas tank 25 is also via a gas line 32 which can be blocked by means of a valve 31 with the Gas phase in flow tank 2 connected to flow. The gas line 32 serves approximately for longer breaks in use of the storage tank 2 to reduce pressure.

Beispiel: Betankung eines erwärmten Tanks für kryogene Kraftstoffe Example : Refueling a warmed tank for cryogenic fuels

Bei mit kryogenen Medien betriebene Fahrzeuge, die über einen längeren Zeitraum, etwa einige Wochen hinweg, nicht betankt werden, geht der Tankinhalt aufgrund eines unvermeidlichen Wärmeintrags in den Fahrzeugtank im Laufe der Zeit durch Verdampfen verloren. Ist der Tankinhalt vollständig abgedampft, erwärmt sich der Fahrzeugtank allmählich bis auf Umgebungstemperatur.In vehicles operated with cryogenic media that have a longer life If the tank is not refueled for a period of time, such as a few weeks, due to an inevitable heat input into the vehicle tank over the course of the Time lost through evaporation. Once the tank has completely evaporated, The vehicle tank gradually warms up to ambient temperature.

Zur Befüllung eines derartigen erwärmten Tanks mittels der Betankungseinrichtung 1 wird nach Herstellung der Strömungsverbindung zwischen der Tankleitung 16 und der Einfüll-Leitung eines zu betankenden Fahrzeugtanks flüssiger kryogener Kraftstoff 5 aus dem Vorratstank 2 über die Bypassleitung 10 der Flüssigzuleitung 3 herangeführt. Der Kontakt der unterkühlten Flüssigkeit mit dem warmen Fahrzeugtank führt einerseits zum Abkühlen des Fahrzeugtanks, andererseits dazu, dass ein großer Teil des eingefüllten Kraftstoffes zunächst verdampft. Der verdampfte Kraftstoff führt zu einem Überdruck im Fahrzeugtank und damit in der Abgasleitung 24. Bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzdrucks, beispielsweise 4 bar, öffnet das Ventil 27 und Abgas strömt in über die Abgasleitung 24 in den Abgasbehälter 25 ein. Dadurch entspannt sich der Druck im Fahrzeugtank und neuer, flüssiger Kraftstoff 5 kann aus dem Vorratstank 2 herangeführt werden. Nach einer gewissen Zeit sind die Innenwände des Fahrzeugtanks auf eine Temperatur unterhalb der Siedetemperatur des eingefüllten Kraftstoffs 5 abgekühlt und es findet keine Verdampfung des eingefüllten Kraftstoffes 5 mehr statt; der Fahrzeugtank füllt sich. Aufgrund der von der Leseeinheit 20 eingelesenen Tankdaten werden dabei die Füllparameter von der Steuereinheit in einer für den jeweiligen Fahrzeugtanktyp und Tankstatus optimierter Weise geregelt. Kurz vor Erreichen der maximalen Füllhöhe im Fahrzeugtank wird ein zunehmender Teil des dem Fahrzeugtank zugeführten Kraftstoffes 5 über den Leitungsabschnitt 7 geführt. Es gelangt also zunehmend wärmerer, flüssiger kryogener Kraftstoff 5 in den Fahrzeugtank. Auf diese Weise im Fahrzeugtank der gewünschte Siedezustand, wie er beim Betrieb des Fahrzeugtanks herrscht, hergestellt. Das Fahrzeug ist somit unmittelbar nach dem Betankungsvorgang betriebsbereit. For filling such a heated tank by means of the refueling device 1 is made after the flow connection between the Tank line 16 and the fill line of a vehicle tank to be refueled liquid cryogenic fuel 5 from the storage tank 2 via the bypass line 10 led to the liquid supply line 3. Contact of the supercooled liquid with the warm vehicle tank on the one hand leads to the vehicle tank cooling down, on the other hand, that a large part of the fuel initially filled evaporated. The evaporated fuel leads to excess pressure in the vehicle tank and thus in the exhaust pipe 24. When a predetermined value is exceeded Limit pressure, for example 4 bar, opens the valve 27 and exhaust gas flows into the exhaust pipe 24 into the exhaust gas container 25. This relaxes the Pressure in the vehicle tank and new, liquid fuel 5 can from the Storage tank 2 are brought up. After a certain time they are Interior walls of the vehicle tank to a temperature below the Boiling temperature of the filled fuel 5 cooled and there is none Evaporation of the filled fuel 5 more instead; the vehicle tank fills yourself. Based on the tank data read in by the reading unit 20 the filling parameters from the control unit in one for each Vehicle tank type and tank status regulated in an optimized manner. Shortly before reaching The maximum fill level in the vehicle tank becomes an increasing part of the Fuel tank 5 supplied fuel via the line section 7. It increasingly warmer, liquid cryogenic fuel 5 gets into the Vehicle tank. In this way, the desired boiling state in the vehicle tank, as it prevails in the operation of the vehicle tank. The vehicle is thus ready for operation immediately after the refueling process.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1.1.
Betankungseinrichtungfueling facility
2.Second
Vorratstankstorage tank
3.Third
Flüssigzuleitungliquid feed line
4.4th
Tanksäulepetrol pump
5.5th
verflüssigter kryogener Kraftstoffliquefied cryogenic fuel
6.6th
Wände (des Vorratstanks)Walls of the storage tank
7.7th
Leitungsabschnittline section
8.8th.
VentilValve
9.9th
WärmeübertragerHeat exchanger
10.10th
Bypassleitungbypass line
11.11th
VentilValve
12.12th
--
13.13th
Mess-Sonde (für Druck)Measuring probe (for pressure)
14.14th
Mess-Sonde (für Temperatur)Measuring probe (for temperature)
15.15th
--
16.16th
Tankleitungtank line
17.17th
DurchflussmesserFlowmeter
18.18th
--
19.19th
Steuereinrichtungcontrol device
20.20th
Leseeinheitreader
21.21st
Mischstreckemixing section
22.22nd
DruckgasflaschenbündelCompressed gas cylinders bundle
23.23rd
VentilValve
24.24th
Abgasleitungexhaust pipe
25.25th
Abgastankexhaust gas tank
26.26th
flüssige Phaseliquid phase
27.27th
VentilValve
28.28th
Gasverdichtergas compressor
29.29th
--
30.30th
Verbindungsleitungconnecting line
31.31st
VentilValve
32.32nd
Gasleitunggas pipe

Claims (14)

Betankungseinrichtung zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen, mit einem druckfesten und wärmeisolierten Vorratstank (2) zur Speicherung von unterkühltem, verflüssigtem kryogenen Kraftstoff, mit Mitteln (22) zum Erzeugen eines vorgegebenen Fülldrucks und mit einer über eine Flüssigzuleitung (3) mit dem Vorratstank (2) strömungsverbundenen Tanksäule (4) zur Betankung eines Fahrzeugtanks,
dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigzuleitung mit Stellmitteln (7,9,10) zum Einstellen einer vorgegebenen Temperatur des durch die Flüssigzuleitung (3) hindurchgeführten verflüssigten kryogenen Kraftstoffes (5) ausgerüstet ist.Refueling device for refueling vehicles operated with cryogenic fuel, with a pressure-resistant and heat-insulated storage tank (2) for storing supercooled, liquefied cryogenic fuel, with means (22) for generating a predetermined filling pressure and with a storage tank via a liquid supply line (3) (2) flow-connected fuel column (4) for refueling a vehicle tank,
characterized in that the liquid feed line is equipped with adjusting means (7, 9, 10) for setting a predetermined temperature of the liquefied cryogenic fuel (5) passed through the liquid feed line (3). Betankungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellmittel (7,9,10) mit einer Steuereinheit (19) in Datenverbindung stehen, die in Abhängigkeit von an Erfassungsmitteln (13,14) erfassten Parametern des Füllvorgangs, wie Strömungsgeschwindigkeit, Druck oder Temperatur des dem Fahrzeugtank zugeführten kryogenen Kraftstoffs (5), die Temperatur des Kraftstoffs regelt.Refueling device according to claim 1, characterized in that the actuating means (7, 9, 10) are in data connection with a control unit (19) which are dependent on parameters of the filling process, such as flow rate, pressure or temperature, which are detected on detection means (13, 14) of the cryogenic fuel (5) fed to the vehicle tank regulates the temperature of the fuel. Betankungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) mit Erfassungsmitteln (20) zur Erfassung von Parametern des Fahrzeugtank-Status, wie Tankvolumen, zulässiger Höchstdruck, Füllstand oder Innentemperatur in Datenverbindung bringbar ist.Refueling device according to claim 1 or 2, characterized in that the control unit (19) with detection means (20) for detecting parameters of the vehicle tank status, such as tank volume, permissible maximum pressure, level or internal temperature can be brought into a data connection. Betankungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Tanksäule (2) mit einer Gasableitung (24) zum Abführen von verdampftem kryogenen Kraftstoff aus dem Fahrzeugtank ausgerüstet ist, die mit einem Gassammelbehälter (25) zur zumindest vorübergehenden Speicherung des verdampften kryogenen Kraftstoffes strömungsverbunden ist. Refueling device according to one of the preceding claims,
characterized in that the tank column (2) is equipped with a gas discharge line (24) for discharging evaporated cryogenic fuel from the vehicle tank, which is flow-connected to a gas collecting container (25) for at least temporarily storing the evaporated cryogenic fuel. Betankungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasableitung (24) oder der Gassammelbehälter (25) mit dem Vorratstank (2) strömungsverbunden ist.Refueling device according to claim 4, characterized in that the gas discharge line (24) or the gas collection container (25) is flow-connected to the storage tank (2). Betankungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines Fülldrucks einen Gasverdichter (27) umfassen, der mit der Gasableitung (24) oder dem Gassammelbehälter (25) strömungsverbunden ist.Refueling device according to claim 4 or 5, characterized in that the means for generating a filling pressure comprise a gas compressor (27) which is flow-connected to the gas discharge line (24) or the gas collection container (25). Betankungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erzeugung eines Fülldrucks wenigstens einen mit dem Vorratstank (2) im Strömungsverbindung bringbarer Druckbehälter (22) umfassen.Refueling device according to one of the preceding claims,
characterized in that the means for generating a filling pressure comprise at least one pressure container (22) which can be brought into flow connection with the storage tank (2). Betankungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zwei Behälter jeweils mit Einrichtungen zur Verflüssigung von gasförmigem kryogenem Treibstoff ausgerüstet und mit der Flüssigzuleitung (3) über Strömungsmittel derart verbunden sind, dass beide Behälter abwechselnd als Vorratstank (2) und als Gassammelbehälter (25) einsetzbar sind.Refueling device according to one of the preceding claims,
characterized in that two containers are each equipped with devices for liquefying gaseous cryogenic fuel and are connected to the liquid feed line (3) by means of a fluid such that both containers can be used alternately as a storage tank (2) and as a gas collecting container (25). Verfahren zum Betanken von mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugen, bei dem verflüssigter kryogener Kraftstoff (5) in einem Vorratstank (2) unterkühlt gelagert und unter einem vorgegebenen Fülldruck einem Fahrzeugtank zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass Parameter des Füllvorgangs wie Druck, Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit in einer Tankzuleitung (18), kontinuierlich oder in vorgegebenen Zeitabständen erfasst werden, und mittels einer Steuereinrichtung (19) die Temperatur und/oder der Zustrom des dem Fahrzeugtank zugeführten verflüssigten kryogenen Kraftstoffes (5) in Abhängigkeit von den erfassten Parametern geregelt wird. Method for refueling vehicles operated with cryogenic fuel, in which liquefied cryogenic fuel (5) is stored undercooled in a storage tank (2) and fed to a vehicle tank under a predetermined filling pressure,
characterized in that parameters of the filling process such as pressure, temperature, flow velocity in a tank feed line (18) are recorded continuously or at predetermined time intervals, and by means of a control device (19) the temperature and / or the inflow of the liquefied cryogenic fuel (which is supplied to the vehicle tank) 5) is regulated depending on the recorded parameters. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor Beginn des Tankvorgangs Parameter des Fahrzeugtank-Status, wie Tankvolumen, zulässiger Höchstdruck, Füllstand oder Innentemperatur des Fahrzeugtanks erfasst und die so ermittelten Werte der Steuereinrichtung (19) übermittelt werden.A method according to claim 9, characterized in that before the start of the refueling process parameters of the vehicle tank status, such as tank volume, permissible maximum pressure, level or internal temperature of the vehicle tank, are recorded and the values determined in this way are transmitted to the control device (19). Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fülldruck durch Druckbeaufschlagung des unterkühlten, verflüssigten, kryogenen Kraftstoffes (5) im Vorratstank (2) erzeugt wird.A method according to claim 9 or 10, characterized in that the filling pressure is generated by pressurizing the supercooled, liquefied, cryogenic fuel (5) in the storage tank (2). Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der im Vorratstank (2) erzeugte Fülldruck mindestens 5 bar (Überdruck), vorzugsweise mindestens 10 bar (Überdruck) beträgt.A method according to claim 12, characterized in that the filling pressure generated in the storage tank (2) is at least 5 bar (gauge pressure), preferably at least 10 bar (gauge pressure). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Tankvorgang dem Fahrzeugtank entweichender gasförmiger Kraftstoff aufgefangen, durch Einwirkung von Druck und/oder Kälte verflüssigt und dem Vorratstank (2) zugeführt wird.Method according to one of claims 9 to 13, characterized in that gaseous fuel escaping from the vehicle tank is collected during the refueling process, liquefied by the action of pressure and / or cold and fed to the storage tank (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Tankvorgang dem Fahrzeugtank entweichender gasförmiger Kraftstoff aufgefangen und einem Gasversorgungsnetz zugeführt wird.Method according to one of claims 9 to 14, characterized in that gaseous fuel escaping from the vehicle tank is collected during the refueling process and is fed to a gas supply network.
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