EP4013988A1 - Kryobehälter und nebensystem zum befüllen und entlüften des kryobehälters - Google Patents

Kryobehälter und nebensystem zum befüllen und entlüften des kryobehälters

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EP4013988A1
EP4013988A1 EP20758102.6A EP20758102A EP4013988A1 EP 4013988 A1 EP4013988 A1 EP 4013988A1 EP 20758102 A EP20758102 A EP 20758102A EP 4013988 A1 EP4013988 A1 EP 4013988A1
Authority
EP
European Patent Office
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filling
valve
coupling
connection line
cryocontainer
Prior art date
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Pending
Application number
EP20758102.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Rebernik
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Cryoshelter Biolng GmbH
Cryoshelter Lh2 GmbH
Original Assignee
Cryoshelter GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Cryoshelter GmbH filed Critical Cryoshelter GmbH
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    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells

Definitions

  • cryogenic container and ancillary systems for filling and venting the cryogenic container
  • the invention relates to a system comprising a cryocontainer and an ancillary system for filling and venting the cryocontainer, the ancillary system comprising a connection line led into the first cryocontainer and a filling coupling being connected to the connection line.
  • cryocontainers mount cryocontainers on a motor vehicle, in which liquefied gas (e.g. LNG, "Liquid Natural Gas”) is stored, which is used, for example, as fuel for the motor vehicle.
  • liquefied gas e.g. LNG, "Liquid Natural Gas”
  • a connection line, via which the cryocontainer can be filled, is led into each of the cryogenic containers.
  • each of the cryocontainers also has a so-called vent coupling, which is used to specifically release gas from the respective cryocontainer to reduce the pressure in the cryocontainer, i.e. the cryocontainer is "vented".
  • a vent line is led into the respective cryocontainer.
  • the filling system and the vent system form what is known as the ancillary system of the cryocontainer.
  • the prior art has the disadvantage that the lines of the ancillary system on the motor vehicle are complicated to lay.
  • the space on the motor vehicle for lines to be laid is extremely tight and any gain in space can be used to enlarge the cryocontainer in order to store more cryofluid.
  • a system comprising a cryocontainer and an ancillary system for filling and venting the cryocontainer, the ancillary system comprising a connection line led into the first cryocontainer and a filling coupling being connected to the connection line, with a shut-off valve in the connection line is provided and by means of a branch line a non-return valve opening in the filling direction is connected in parallel to the shut-off valve, so that the cryocontainer can be filled via the filling coupling when the shut-off valve is closed and vented via the filling coupling or a separate valve connected to the connection line when the shut-off valve is open.
  • the solution according to the invention creates a possibility with which only a single connection line has to be led into the cryogenic container, i.e. the vent line and the filling lines no longer have to be connected separately to the cryogenic container.
  • the number of pipe penetrations on the cryocontainer for the ancillary system for filling and venting can be reduced from two to one.
  • the inventive solution contributes to the fact that heat losses of the cryogenic containers are reduced, because cryogenic containers are double-walled, vacuum-insulated containers and all pipelines that are connected to the actual storage volume must penetrate the insulation vacuum and are a thermally conductive and mechanical connection between an inner tank and an outer container .
  • the filling coupling is a combination coupling for filling and venting the cryocontainer, or a separate vent coupling can be provided for venting.
  • the filling coupling and the vent coupling can be connected to already existing gas station connections, which ensures backward compatibility.
  • cryocontainers mount two cryocontainers on a vehicle.
  • the cryocontainers are usually mounted on the left and right on the support frame of the vehicle between axles of the vehicle.
  • both cryocontainers have accessible filling couplings on the side of the motor vehicle so that the cryocontainers can be refueled individually.
  • the filling lines of the two cryocontainers can be connected via a connecting line in order to refuel both cryocontainers at the same time via a filling coupling.
  • a separate vent system is provided for each cryocontainer, with the two vent lines being able to be connected by means of a separate connecting line, so that both cryocontainers can be vented via a single vent coupling.
  • the above-mentioned system comprises a further cryocontainer, the ancillary system comprising a further connection line led into the further cryocontainer and a connection line which connects the two connection lines in such a way that both cryocontainers are filled via the filling coupling and preferably via the The filling coupling or the vent coupling can be vented.
  • the further cryocontainer can basically be designed as known from the prior art, with at least common refueling being made possible via the connecting line.
  • the connecting line could, in one embodiment, open into both the filling line and the vent line.
  • the connecting line could comprise a check valve that can be opened in the direction of the further cryocontainer and a shut-off valve connected in parallel thereto.
  • cryogenic containers are equipped with a combined filling and venting system with only one connection line each.
  • a further shut-off valve is provided in the further connection line and by means of another In the branch line, a further check valve opening in the filling direction is connected in parallel to the further shut-off valve.
  • another filling coupling can be connected to the connecting line, whereby the filling couplings are accessible at different points, e.g. opposite sides of the vehicle.
  • a further filling coupling can preferably be connected to the connecting line, the filling couplings being accessible on opposite sides of the motor vehicle.
  • an overpressure valve is connected to the first connection line and preferably a further overpressure valve is also connected to the second connection line.
  • a further overpressure valve is also connected to the second connection line.
  • the invention provides a motor vehicle comprising a vehicle frame and said system, wherein the cryocontainer is mounted on a first side of the support frame and the further cryocontainer is mounted on one of the first opposite second sides of the support frame, the ancillary system being installed on the motor vehicle in such a way that that the filling coupling is accessible on the first side or on the second side.
  • This motor vehicle is designed in such a way that the slim design of the ancillary system provides more installation space for further components or larger cryocontainers with more storage volume.
  • the motor vehicle is particularly preferably designed such that a filling coupling and a vent coupling or a combined filling and vent coupling is / are accessible on the first side and the second side.
  • a filling coupling and a vent coupling or a combined filling and vent coupling is / are accessible on the first side and the second side.
  • Figure 1 shows a motor vehicle with two mounted cryocontainers.
  • FIG. 2 shows two cryogenic containers and an ancillary system according to the prior art.
  • FIG. 3 shows a cryocontainer and a section of the ancillary system according to the invention.
  • FIG. 1 shows a motor vehicle 1 with a support frame 2 and two axles 3, 4.
  • a cryocontainer 7, 8 is mounted on each side 5, 6 of the support frame 2 between the axles 3, 4.
  • the cryogenic containers 7, 8 each store fluid 9, for example liquefied natural gas, which is also known to a person skilled in the art as LNG (“Liquid Natural Gas”).
  • LNG Liquid Natural Gas
  • the fluid 9 is in liquid form up to a level F, and above it in the gaseous state.
  • the cryocontainers 7, 8 are used in connection with a motor vehicle, the stored fluid 9 can serve as fuel for an engine of the motor vehicle 1, for example. In other embodiments, however, the cryocontainers could also be provided in other areas of use.
  • the lines connected to the cryogenic containers 7, 8 are referred to in technical terms as an ancillary system.
  • an ancillary system for filling and venting the first cryocontainer 7 and the second cryocontainer 8 will be discussed in detail.
  • FIG. 2 shows an ancillary system 10 known from the prior art for filling and venting two cryogenic containers 7, 8.
  • the ancillary system 10 is divided into a filling system 11 and an independent venting system 12.
  • the filling system 11 has a first filling line 13, which is led into the first cryogenic container 7, and a second filling line 14, which is led into the second cryogenic container 8.
  • the first filling line 13 has a first filling coupling 15 which is accessible on the first side 5 of the motor vehicle 1
  • the second filling line 14 has a second filling coupling 16 which is accessible on the second side 6 of the motor vehicle 1.
  • cryogenic containers 7, 8 can be filled at the same time through only one of the two filling couplings 15, 16, the filling lines 13, 14 are connected by means of a first connecting line 17.
  • the ventilation system 12 has a first vent line 18, which is led into the first cryocontainer 7, and a second vent line 19, which is led into the second cryocontainer 8.
  • the first vent line 18 has a first vent coupling 20 which is accessible on the first side 5 of the motor vehicle 1
  • the second vent line 19 has a second vent coupling 21 which is accessible on the second side 6 of the motor vehicle 1. So that both cryocontainers 7, 8 simultaneously through only one of the two vent couplings 20, 21 can be vented, the vent lines 18, 19 are connected by means of a second connecting line 22.
  • a shut-off valve 25, which is accessible on the side 5, 6 of the respective valve coupling 19, 20, can also be provided in the respective valve line 18, 19.
  • the cryogenic containers 7, 8 can be vented via the valve coupling 20, 21.
  • an overpressure valve 26 is provided in the respective valve line 18, 19 between the connection to the cryogenic container 7, 8 and the shut-off valve 25, wherein the overpressure valves 26 can be connected as shown.
  • FIG. 3 shows an ancillary system 27 for filling and venting the cryocontainers 7, 8 according to the invention. Accordingly, there are no separate filling and venting systems, each of which is routed separately into the cryocontainer by means of a line, but only a first connection line 28 is routed into the first cryocontainer 7 and a second connection line 29 is routed into the second cryocontainer 8.
  • connection lines 28, 29 thus serve firstly to introduce fluid 9 into the respective cryogenic container 7, 8, and secondly to vent the respective cryogenic container 7, 8. Furthermore, according to the invention, there is only one connection line 30 between the two connection lines 28, 29.
  • At least one filling coupling 31 and one vent coupling 32 are connected to the connecting line 30.
  • the filling coupling 31 and the vent coupling 32 can both be accessible on one side 5, 6 of the motor vehicle 1, so that both cryocontainers 7,
  • the connecting line 30 can be filled or vented by means of the connecting line 30. More generally, the filling coupling 31 and the vent coupling 32 could also be accessible on opposite sides 5, 6.
  • a further filling coupling 33 and / or a further vent coupling 34 can be connected to the connecting line 30.
  • the combination coupling shown further can be provided for filling and venting.
  • a filling coupling 31, 33 and a vent coupling 32, 34 are preferably provided on each side 5, 6 so that the cryocontainers 7, 8 are refueled or vented from both sides 5, 6 of the motor vehicle 1 can be.
  • a secondary system 27 is created in which both a filling coupling 31 and a vent coupling 32 (or a combination coupling) are connected to the same connecting line 30.
  • the first cryocontainer 7, the second cryocontainer 8, the filling coupling 31 and the vent coupling 32 are thus connected to one another via a single pipe string.
  • even two filling couplings 31, 33 and two vent couplings 32, 34 (or two combination couplings) are preferably connected to the same connecting line 30.
  • a shut-off valve 35 is provided in the connection line 28 and a check valve 37 that opens in the filling direction is connected in parallel to the shut-off valve 35 by means of a branch line 36.
  • the shut-off valve 35 is usually accessible in addition to the valve coupling 32 (or combination coupling). It can thereby be provided that the single connecting line 30 can also be used in conjunction with the shut-off valve 35 and the check valve 36.
  • an embodiment in which the shut-off valve 35 is provided in the branch line 36 and the check valve 37 is provided in the connecting line 28 is the same as the solution mentioned above. This embodiment can in particular only be used for one cryocontainer 7, 8, as a result of which the connecting line 30 can also be omitted.
  • connection line 28 is thus connected at one end to the cryocontainer 7 and opens at the other end into the filling coupling 31 and into the vent coupling 32 (or into the combination coupling), wherein in the connection line between the cryocontainer 7 and the filling coupling 31 or Vent coupling 32 (or in the combination coupling) the shut-off valve 35 is arranged with a check valve 37 connected in parallel.
  • the second (further) connection line 29 can be provided for the second (further) connection line 29, so that a further shut-off valve 38 is provided in the further connection line 29 of the second cryogenic container 8 and a further check valve 40, which opens in the filling direction, is connected in parallel to the further shut-off valve 38 by means of a further branch line 39.
  • the second cryocontainer 8 could also be equipped with a filling line and a vent line separate therefrom, as shown in Figure 2, so that the connecting line 30 on the one hand into the connection line 28 of the first cryocontainer and on the other hand into both the filling and the venting line of the second cryocontainer 8 opens.
  • an overpressure valve 41 is connected to the first connection line 28 and, preferably, a further overpressure valve 42 is also connected to the second connection line 29.
  • the pressure relief valve 41 or 42 can also be provided in the branch line 36 or further branch line 39 and be connected indirectly via these to the respective connection line 28, 29.
  • a pressure sensor 43 for a control unit and / or a visual pressure indicator 44 can be provided in the respective connection line 28, 29 or branch line 36, 39.
  • shut-off valves could also be provided in the first connection lines 28, the second connection line 29 and / or in the connection line 30 in order to selectively fill or fill only one of the two cryogenic containers 7, 8 via one of the filling couplings 31, 33 or valve couplings 32, 34 to bleed.
  • the ancillary system 27 shown above is shown for two cryogenic containers 7, 8, but could be expanded in a simple manner for use with one, three or more cryogenic containers.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Nebensystem (27) zum Befüllen und Entlüften eines ersten Kryobehälters (7) und eines zweiten Kryobehälters (8), umfassend eine in den ersten Kryobehälter (7) geführte erste Anschlussleitung (28) und eine in den zweiten Kryobehälter (8) geführte zweite Anschlussleitung (29), wobei die erste Anschlussleitung (28) mit der zweiten Anschlussleitung (29) über eine Verbindungsleitung (30) verbunden ist und eine Befüllkupplung (31) an die Verbindungsleitung (30) angeschlossen ist, sodass beide Kryobehälter (7, 8) über die Befüllkupplung (31) befüllt werden können, wobei das Nebensystem (27) mindestens eine an die Verbindungsleitung (30) angeschlossene Ventkupplung (32) umfasst, sodass beide Kryobehälter (7, 8) über die Ventkupplung (32) entlüftet werden können.

Description

Kryobehälter und Nebensvstem zum Befüllen und Entlüften des Kryobehälters
Die Erfindung betrifft ein System umfassend einen Kryobehälter und ein Nebensystem zum Befüllen und Entlüften des Kryobehälters, wobei das Nebensystem eine in den ersten Kryobehälter geführte Anschlussleitung umfasst und eine Befüllkupplung an die Anschlussleitung angeschlossen ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, auf einem Kraftfahrzeug Kryobehälter zu montieren, in denen verflüssigtes Gas (z.B. LNG, „Liquid Natural Gas“) gespeichert ist, welches beispielsweise als Kraftstoff für das Kraftfahrzeug verwendet wird. In jeden der Kryobehälter wird eine Anschlussleitung geführt, über welche der Kryobehälter befüllt werden kann.
Gemäß dem Stand der Technik weist jeder der Kryobehälter überdies eine sogenannte Ventkupplung auf, die dazu dient, zur Druckverminderung im Kryobehälter gezielt Gas aus dem jeweiligen Kryobehälter auszulassen, d.h. der Kryobehälter wird „entlüftet“. Dazu wird zusätzlich zu der Befüllleitung jeweils eine Ventleitung in den jeweiligen Kryobehälter geführt. Zusammen bilden das Befüllsystem und das Ventsystem das sogenannte Nebensystem des Kryobehälters.
Gemäß diesem Stand der Technik liegen somit zwei voneinander unabhängige Systeme zum Befüllen bzw. Entlüften vor. Der Stand der Technik hat den Nachteil, dass das die Leitungen des Nebensystems am Kraftfahrzeug kompliziert zu verlegen sind. Insbesondere ist der Platz am Kraftfahrzeug für zu verlegende Leitungen äußert knapp bemessen und jeder erzielte Raumgewinn kann dazu eingesetzt werden, um den Kryobehälter zu vergrößern, um mehr Kryofluid zu speichern.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Nebensystem zum Befüllen und Entlüften eines Kryobehälters zu schaffen, welches besonders platzsparend ist aber trotzdem ermöglicht, den Kryobehälter zu befüllen bzw. zu entlüften.
Dieses Ziel wird erfmdungsgemäß durch ein System umfassend einen Kryobehälter und ein Nebensystem zum Befüllen und Entlüften des Kryobehälters erzielt, wobei das Nebensystem eine in den ersten Kryobehälter geführte Anschlussleitung umfasst und eine Befüllkupplung an die Anschlussleitung angeschlossen ist, wobei in der Anschlussleitung ein Absperrventil vorgesehen ist und mittels einer Abzweigleitung ein in Befüllrichtung öffnendes Rückschlagventil zum Absperrventil parallelgeschalten ist, sodass der Kryobehälter bei geschlossenem Absperrventil über die Befüllkupplung befüllbar ist und bei geöffnetem Absperrventil über die Befüllkupplung oder über eine davon gesonderte, mit der Anschlussleitung verbundene Ventkupplung entlüftbar ist.
Die erfindungsgemäße Lösung schafft eine Möglichkeit, mit welcher nur eine einzige Anschlussleitung in den Kryobehälter geführt werden muss, d.h. die Ventleitung und die Befüllleitungen müssen nicht mehr gesondert an den Kryobehälter angeschlossen werden. Somit kann die Zahl der Rohrdurchführungen am Kryobehälter für das Nebensystem zum Befüllen und Entlüften von zwei auf eins reduziert werden. Durch Betätigung des Absperrventils wird ermöglicht, von einem Befüllmodus in den Entlüftmodus zu wechseln, was durch das parallelgeschaltene Rückschlagventil erzielt wird.
Die erfinderische Lösung trägt dazu bei, dass Wärmeverluste der Kryobehälter vermindert werden, denn Kryobehälter sind doppelwandige vakuumisolierte Behälter und alle Rohrleitungen, die in Verbindung mit dem eigentlichen Speichervolumen stehen, müssen das Isolationsvakuum durchdringen und sind eine wärmeleitende und mechanische Verbindung zwischen einem Innentank und einem Außenbehälter.
Erfindungsgemäß kann zum Entlüften entweder dieselbe Kupplung wie zum Befüllen eingesetzt werden, d.h. die Befüllkupplung ist eine Kombi-Kupplung zum Befüllen und Entlüften des Kryobehälters, oder es kann zum Entlüften eine gesonderte Ventkupplung vorgesehen werden. Dies hat den Zweck, dass Befüllkupplung und Ventkupplung an bereits bestehenden Tankstellenanschlüssen angeschlossen werden können, wodurch eine Rückwärtskompatibilität gegeben ist.
Weiters ist aus dem Stand der Technik bekannt, auf einem Fahrzeug zwei Kryobehälter zu montieren. Die Kryobehälter werden üblicherweise links und rechts am Tragrahmen des Fahrzeugs zwischen Achsen des Fahrzeugs montiert. Beide Kryobehälter weisen in der Regel an der Seite des Kraftfahrzeugs zugängliche Befüllkupplungen auf, sodass die Kryobehälter einzeln betankt werden können. Weiters ist bekannt, dass die Befüllleitungen der beiden Kryobehälter über eine Verbindungsleitung verbunden werden können, um beide Kryobehälter gleichzeitig über eine Befüllkupplung zu betanken. Gleichermaßen wird für jeden Kryobehälter ein eigenes Ventsystem vorgesehen, wobei die beiden Ventleitungen mittels einer gesonderten Verbindungsleitung verbunden werden können, sodass beide Kryobehälter über eine einzige Ventkupplung entlüftet werden können. Gemäß diesem Stand der Technik liegen somit zwei voneinander unabhängige Systeme zum Befüllen bzw. Entlüften vor, die jeweils eine durch den Tragrahmen des Kraftfahrzeugs verlaufende Verbindungsleitung aufweisen, damit zwei Kryobehälter gleichzeitig befüllt bzw. entlüftet werden können.
Dies hat jedoch den Nachteil, das noch mehr Leitungen im Bereich der Kryobehälter verlegt werden müssen. Es ist daher eine weitere Aufgabe der Erfindung, ein System zum Befüllen und Entlüften von zwei Kryobehältern zu schaffen, welches besonders platzsparend ist aber trotzdem ermöglicht, beide Kryobehälter von nur einer Seite zu befüllen bzw. zu entlüften.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch gelöst, dass das oben genannte System einen weiteren Kryobehälter umfasst, wobei das Nebensystem eine in den weiteren Kryobehälter geführte weitere Anschlussleitung und eine Verbindungsleitung umfasst, welche die beiden Anschlussleitungen derart verbindet, dass beide Kryobehälter über die Befüllkupplung befüllt und bevorzugt über die Befüllkupplung oder die Ventkupplung entlüftet werden können.
Der weitere Kryobehälter kann grundsätzlich wie aus dem Stand der Technik bekannt ausgebildet sein, wobei zumindest das gemeinsame Betanken über die Verbindungsleitung ermöglicht wird. Wenn der weitere Kryobehälter eine gesonderte Befüllleitung und eine gesonderte Ventleitung umfasst, könnte die Verbindungsleitung in einer Ausführungsform in sowohl die Befüllleitung als auch in die Ventleitung münden. Beispielsweise könnte die Verbindungsleitung hier wie im Fall des ersten Kryobehälters ein in Richtung des weiteren Kryobehälters öffenbares Rückschlagventil und ein dazu parallelgeschaltetes Absperrventil umfassen.
Lösungen mit einer einzigen Verbindungsleitung zum Befüllen und Entlüften beider Kryobehälter erlauben somit, dass nur eine einzige Verbindungsleitung durch bzw. über den Tragrahmen des Kraftfahrzeugs verlegt werden muss. Es wird daher ermöglicht, dass möglichst wenig Bauraum im Bereich der Tanks genutzt wird, wodurch der vorhandene Platz möglichst weitgehend für Kraftstoffvolumen genutzt werden kann.
Besonders bevorzugt wird jedoch, wenn beide Kryobehälter mit einem kombiniertem Befüll- und Entlüftsystem mit jeweils nur einer Anschlussleitung ausgestattet sind. Dazu ist in der weiteren Anschlussleitung ein weiteres Absperrventil vorgesehen und mittels einer weiteren Abzweigleitung ein in Befüllrichtung öffnendes weiteres Rückschlagventil zum weiteren Absperrventil parallelgeschalten.
Um die beiden Kryobehälter von beiden Seiten des Kraftfahrzeugs betanken zu können, kann eine weitere Befüllkupplung an die Verbindungsleitung angeschlossen werden, wobei die Befüllkupplungen jeweils an unterschiedlichen Stellen, z.B. gegenüberliegenden Seiten am Fahrzeug, zugänglich sind. Um den gleichen Vorteil für die Entlüftung vorzusehen, kann bevorzugt eine weitere Befüllkupplung an die Verbindungsleitung angeschlossen werden, wobei die Befüllkupplungen jeweils an gegenüberliegenden Seiten des Kraftfahrzeugs zugänglich sind. Dadurch können die Kryobehälter von beiden Seiten des Kraftfahrzeugs befüllt bzw. entlüftet werden.
Vorteilhaft ist weiters, wenn ein Überdruckventil mit der ersten Anschlussleitung verbunden ist und bevorzugt auch ein weiteres Überdruckventil mit der zweiten Anschlussleitung verbunden ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann vorgesehen werden, dass nur mehr ein Überdruckventil pro Kryobehälter vorgesehen wird.
Im eingebauten Zustand schafft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend einen Fahrzeugrahmen und das genannte System, wobei der Kryobehälter an einer ersten Seite des Tragrahmensund der weitere Kryobehälter auf einer der ersten gegenüberliegenden zweiten Seite des Tragrahmens montiert ist, wobei das das Nebensystem derart am Kraftfahrzeug verlegt ist, dass die Befüllkupplung auf der ersten Seite oder an der zweiten Seite zugänglich ist. Dieses Kraftfahrzeug ist derart ausgebildet, dass durch die schlanke Ausgestaltung des Nebensystems mehr Bauraum für weitere Komponenten oder größere Kryobehälter mit mehr Speichervolumen zur Verfügung steht.
Besonders bevorzugt ist das Kraftfahrzeug derart ausgebildet, dass je eine Befüllkupplung und eine Ventkupplung bzw. eine kombinierte Befüll- und Ventkupplung an der ersten Seite und der zweiten Seite zugänglich ist/sind. Dadurch können die Kryobehälter des Kraftfahrzeugs von beiden Seiten des Kraftfahrzeugs befüllt und entlüftet werden, wobei weiterhin ein hoher Raumgewinn gegenüber dem Stand der Technik erzielt wird.
Vorteilhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug mit zwei montierten Kryobehältern.
Figur 2 zeigt zwei Kryobehälter und ein Nebensystem gemäß dem Stand der Technik. Figur 3 zeigt einen Kryobehälter und einen Abschnitt des erfindungsgemäßen Nebensystems.
Figur 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Tragrahmen 2 und zwei Achsen 3, 4. Auf beiden Seiten 5, 6 des Tragrahmens 2 ist zwischen den Achsen 3, 4 jeweils ein Kryobehälter 7, 8 montiert. Die Kryobehälter 7, 8 speichern jeweils Fluid 9, beispielsweise verflüssigtes Erdgas, welches dem Fachmann auch als LNG („Liquid Natural Gas“) bekannt ist. Das Fluid 9 liegt in den Beispielen der Figuren 2 und 3 bis zu einem Füllstand F in flüssiger Form vor, darüber im gasförmigen Zustand. Werden die Kryobehälter 7, 8 in Verbindung mit einem Kraftfahrzeug eingesetzt, kann das gespeicherte Fluid 9 beispielsweise als Treibstoff für einen Motor des Kraftfahrzeugs 1 dienen. In anderen Ausführungsformen könnten die Kryobehälter jedoch auch in anderen Einsatzgebieten vorgesehen werden.
Die an die Kryobehälter 7, 8 angeschlossenen Leitungen werden in der Fachsprache als Nebensystem bezeichnet. Im Folgenden wird auf ein Nebensystem zum Befüllen und Entlüften des ersten Kryobehälters 7 und des zweiten Kryobehälters 8 im Detail eingegangen.
Figur 2 zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Nebensystem 10 zum Befüllen und Entlüften von zwei Kryobehältern 7, 8. Das Nebensystem 10 ist in ein Befüllsystem 11 und ein davon unabhängiges Entlüftungssystem 12 aufgeteilt.
Das Befüllsystem 11 weist eine erste Befüllleitung 13 auf, die in den ersten Kryobehälter 7 geführt ist, und eine zweite Befüllleitung 14, die in den zweiten Kryobehälter 8 geführt ist. Die erste Befüllleitung 13 weist eine erste Befüllkupplung 15 auf, die an der ersten Seite 5 des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich ist, und die zweite Befüllleitung 14 weist eine zweite Befüllkupplung 16 auf, die auf der zweiten Seite 6 des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich ist.
Damit beide Kryobehälter 7, 8 gleichzeitig durch nur eine der beiden Befüllkupplungen 15, 16 befüllt werden können, sind die Befüllleitungen 13, 14 mittels einer ersten Verbindungsleitung 17 verbunden.
Das Entlüftungssystem 12 weist eine erste Ventleitung 18 auf, die in den ersten Kryobehälter 7 geführt ist, und eine zweite Ventleitung 19, die in den zweiten Kryobehälter 8 geführt ist. Die erste Ventleitung 18 weist eine erste Ventkupplung 20 auf, die an der ersten Seite 5 des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich ist, und die zweite Ventleitung 19 weist eine zweite Ventkupplung 21 auf, die auf der zweiten Seite 6 des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich ist. Damit beide Kryobehälter 7, 8 gleichzeitig durch nur eine der beiden Ventkupplungen 20, 21 entlüftet werden können, sind die Ventleitungen 18, 19 mittels einer zweiten Verbindungsleitung 22 verbunden.
Aus dem Stand der Technik gemäß Figur 2 ist weiters bekannt, ein Rückschlagventil 23 in der jeweiligen Befüllleitung 13, 14 zwischen dem Anschluss an den Kryobehälter 7, 8 und der Befüllkupplung 15, 16 vorzusehen, um einen Fluidstrom aus dem Kryobehälter 7, 8 zu verhindern. Weiters ist an der jeweiligen Befüllleitung 13, 14 zwischen dem Anschluss an den Kryobehälter 7, 8 und dem Rückschlagventil 23 ein Überdruckventil 24 angeschlossen.
In der jeweiligen Ventleitung 18, 19 kann ferner ein Absperrventil 25 vorgesehen sein, welches auf der Seite 5, 6 der jeweiligen Ventkupplung 19, 20 zugänglich ist. Durch Bedienen eines der Absperrventile 25 können die Kryobehälter 7, 8 über die Ventkupplung 20, 21 entlüftet werden. Weiters ist in der jeweiligen Ventleitung 18, 19 zwischen dem Anschluss an den Kryobehälter 7, 8 und dem Absperrventil 25 ein Überdruckventil 26 vorgesehen werden, wobei die Überdruckventile 26 wie gezeigt verbunden werden können.
Figur 3 zeigt ein Nebensystem 27 zum Befüllen und Entlüften der Kryobehälter 7, 8 gemäß der Erfindung. Demgemäß liegen keine getrennten Befüll- und Entlüftungssysteme vor, die jeweils gesondert mittels einer Leitung in den Kryobehälter geführt sind, sondern es ist nur eine erste Anschlussleitung 28 in den ersten Kryobehälter 7 und eine zweite Anschlussleitung 29 in den zweiten Kryobehälter 8 geführt.
Die Anschlussleitungen 28, 29 dienen somit erstens dazu, Fluid 9 in den jeweiligen Kryobehälter 7, 8 einzubringen, und zweitens dazu, den jeweiligen Kryobehälter 7, 8 zu entlüften. Weiters liegt erfindungsgemäß nur eine Verbindungsleitung 30 zwischen den beiden Anschlussleitungen 28, 29 vor.
An die Verbindungsleitung 30 ist zumindest eine Befüllkupplung 31 und eine Ventkupplung 32 angeschlossen. Beispielsweise können die Befüllkupplung 31 und die Ventkupplung 32 beide an einer Seite 5, 6 des Kraftfahrzeugs 1 zugänglich sein, sodass beide Kryobehälter 7,
8 vermittels der Verbindungsleitung 30 befüllt oder entlüftet werden können. Allgemeiner könnten die Befüllkupplung 31 und die Ventkupplung 32 auch an gegenüberliegenden Seiten 5, 6 zugänglich sein.
Um die beiden Kryobehälter 7, 8 von beiden Seiten 5, 6 befüllen bzw. entlüften zu können, kann eine weitere Befüllkupplung 33 und/oder eine weitere Ventkupplung 34 an die Verbindungsleitung 30 angeschlossen werden. Alternativ bzw. zusätzlich kann eine nicht weiter dargestellte Kombi -Kupplung zum Befüllen und Entlüften vorgesehen werden. Bevorzugt sind dabei pro Seite 5, 6 je eine Befüllkupplung 31, 33 und eine Ventkupplung 32, 34 (bzw. je eine Kombi-Kupplung) vorgesehen, sodass die Kryobehälter 7, 8 von beiden Seiten 5, 6 des Kraftfahrzeugs 1 aus betankt oder entlüftet werden können.
Somit wird erfindungsgemäß ein Nebensystem 27 geschaffen, bei dem an dieselbe Verbindungsleitung 30 sowohl eine Befüllkupplung 31 als auch eine Ventkupplung 32 (bzw. eine Kombi-Kupplung) angeschlossen ist. Der erste Kryobehälter 7, der zweite Kryobehälter 8, die Befüllkupplung 31 und die Ventkupplung 32 sind somit über einen einzigen Rohrstrang miteinander verbunden. Bevorzugt sind wie beschrieben sogar zwei Befüllkupplungen 31, 33 und zwei Ventkupplungen 32, 34 (bzw. zwei Kombi-Kupplungen) an derselben Verbindungsleitung 30 angeschlossen.
In der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform wird weiters vorgesehen, dass in der Anschlussleitung 28 ein Absperrventil 35 vorgesehen ist und mittels einer Abzweigleitung 36 ein in Befüllrichtung öffnendes Rückschlagventil 37 zum Absperrventil 35 parallelgeschalten ist. Das Absperrventil 35 ist üblicherweise neben der Ventkupplung 32 (bzw. Kombi-Kupplung) zugänglich. Dadurch kann vorgesehen werden, dass die einzige Verbindungsleitung 30 auch im Zusammenspiel mit dem Absperrventil 35 und dem Rückschlagventil 36 eingesetzt werden kann. Es versteht sich für den Fachmann, dass eine Ausführungsform, bei der das Absperrventil 35 in der Abzweigleitung 36 und das Rückschlagventil 37 in der Anschlussleitung 28 vorgesehen ist, gleich zu der oben genannten Lösung ist. Diese Ausführungsform kann insbesondere auch nur für einen Kryobehälter 7, 8 eingesetzt werden, wodurch auch die Verbindungsleitung 30 entfallen kann.
Die Anschlussleitung 28 ist somit mit einem Ende an den Kryobehälter 7 angeschlossen und mündet mit einem anderen Ende in die Befüllkupplung 31 und in die Ventkupplung 32 (bzw. in die Kombi-Kupplung), wobei in der Anschlussleitung zwischen Kryobehälter 7 und Befüllkupplung 31 bzw. Ventkupplung 32 (bzw. in die Kombi-Kupplung) das Absperrventil 35 mit parallelgeschaltetem Rückschlagventil 37 angeordnet ist.
Selbiges kann für die zweite (weitere) Anschlussleitung 29 vorgesehen werden, sodass in der weiteren Anschlussleitung 29 des zweiten Kryobehälters 8 ein weiteres Absperrventil 38 vorgesehen ist und mittels einer weiteren Abzweigleitung 39 ein in Befüllrichtung öffnendes weiteres Rückschlagventil 40 zum weiteren Absperrventil 38 parallelgeschalten ist. Allgemein könnte der zweite Kryobehälter 8 auch mit einer Befüllleitung und einer davon gesonderten Entlüftungsleitung wie in Figur 2 gezeigt ausgestattet sein, sodass die Verbindungsleitung 30 einerseits in die Anschlussleitung 28 des ersten Kryobehälters und andererseits sowohl in die Befüll- als auch in die Entlüftungsleitung des zweiten Kryobehälters 8 mündet.
Weiters kann in der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen werden, dass ein Überdruckventil 41 mit der ersten Anschlussleitung 28 verbunden ist und bevorzugt zusätzlich auch ein weiteres Überdruckventil 42 mit der zweiten Anschlussleitung 29 verbunden ist. Beispielsweise kann das Überdruckventil 41 bzw. 42 auch in der Abzweigleitung 36 bzw. weiteren Abzweigleitung 39 vorgesehen werden und über diese mittelbar mit der jeweiligen Anschlussleitung 28, 29 verbunden sein.
Überdies können zusätzliche Komponenten wie ein Drucksensor 43 für eine Steuereinheit und/oder eine visuelle Druckanzeige 44 in der jeweiligen Anschlussleitung 28, 29 bzw. Abzweigleitung 36, 39 vorgesehen werden.
Auch zusätzliche Absperrventile könnten in der ersten Anschlussleitungen 28, der zweiten Anschlussleitung 29 und/oder in der Verbindungsleitung 30 vorgesehen werden, um über eine der Befüllkupplungen 31, 33 bzw. Ventkupplungen 32, 34 nur einen der beiden Kryobehälter 7, 8 selektiv zu befüllen bzw. zu entlüften.
Das oben dargestellte Nebensystem 27 ist für zwei Kryobehälter 7, 8 dargestellt, könnte jedoch in einfacher Art und Weise für den Einsatz mit einem, drei oder mehreren Kryobehältern erweitert werden.

Claims

Ansprüche:
1. System umfassend einen Kryobehälter (7) und ein Nebensystem (27) zum Befüllen und Entlüften des Kryobehälters (7), wobei das Nebensystem (27) eine in den ersten Kryobehälter (7) geführte Anschlussleitung (28) umfasst und eine Befüllkupplung (31) an die Anschlussleitung (28) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anschlussleitung (28) ein Absperrventil (35) vorgesehen ist und mittels einer Abzweigleitung (36) ein in Befüllrichtung öffnendes Rückschlagventil (37) zum Absperrventil (35) parallelgeschalten ist, sodass der Kryobehälter (7) bei geschlossenem Absperrventil (35) über die Befüllkupplung (31) befüllbar ist und bei geöffnetem Absperrventil (35) über die Befüllkupplung (31) oder über eine davon gesonderte, mit der Anschlussleitung (28) verbundene Ventkupplung (32) entlüftbar ist.
2. System nach Anspruch 1, umfassend einen weiteren Kryobehälter (8), wobei das Nebensystem (27) eine in den weiteren Kryobehälter (8) geführte weitere Anschlussleitung (29) und eine Verbindungsleitung (30) umfasst, welche die beiden Anschlussleitungen (28, 29) derart verbindet, dass beide Kryobehälter (7, 8) über die Befüllkupplung (31) befüllt und bevorzugt über die Befüllkupplung (31) oder die Ventkupplung (32) entlüftet werden können.
3. System nach Anspruch 2, wobei in der weiteren Anschlussleitung (29) ein weiteres Absperrventil (38) vorgesehen ist und mittels einer weiteren Abzweigleitung (39) ein in Befüllrichtung öffnendes weiteres Rückschlagventil (40) zum weiteren Absperrventil (38) parallelgeschalten ist.
4. System nach Anspruch 3, wobei das Absperrventil (35) und das weitere Absperrventil (38) pneumatisch miteinander verbunden sind.
5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine weitere Befüllkupplung (33) derart an die weitere Anschlussleitung (29) angeschlossen ist, dass die Befüllkupplungen (31, 33) an unterschiedlichen Stellen zugänglich sind.
6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Überdruckventil (41) mit der Anschlussleitung (28) verbunden ist und bevorzugt auch ein weiteres Überdruckventil (42) mit der weiteren Anschlussleitung (29) verbunden ist.
7. Kraftfahrzeug (1) umfassend einen Fahrzeugrahmen (2) und das System nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Kryobehälter (7) an einer ersten Seite (5) des Tragrahmens (2) und der weitere Kryobehälter (8) auf einer der ersten gegenüberliegenden zweiten Seite (6) des Tragrahmens (2) montiert ist, wobei das das Nebensystem (27) derart am Kraftfahrzeug (1) verlegt ist, dass die Befüllkupplung (31) auf der ersten Seite (5) oder an der zweiten Seite (6) zugänglich ist.
8. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 5 in Verbindung mit Anspruch 5, wobei die Befüllkupplung (31, 33) an der ersten Seite (5) und die weitere Befüllkupplung an der zweiten Seite (6) zugänglich ist.
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