JP6313386B2 - ガスの供給方法 - Google Patents

ガスの供給方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6313386B2
JP6313386B2 JP2016188145A JP2016188145A JP6313386B2 JP 6313386 B2 JP6313386 B2 JP 6313386B2 JP 2016188145 A JP2016188145 A JP 2016188145A JP 2016188145 A JP2016188145 A JP 2016188145A JP 6313386 B2 JP6313386 B2 JP 6313386B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
heat
regenerator
heat accumulator
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016188145A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017015262A (ja
Inventor
ペリー コーエン ジョセフ
ペリー コーエン ジョセフ
ジョン ファリーズ デイビッド
ジョン ファリーズ デイビッド
フランシス ミティカ ニコラス
フランシス ミティカ ニコラス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Air Products and Chemicals Inc
Original Assignee
Air Products and Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Air Products and Chemicals Inc filed Critical Air Products and Chemicals Inc
Publication of JP2017015262A publication Critical patent/JP2017015262A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6313386B2 publication Critical patent/JP6313386B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60SSERVICING, CLEANING, REPAIRING, SUPPORTING, LIFTING, OR MANOEUVRING OF VEHICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60S5/00Servicing, maintaining, repairing, or refitting of vehicles
    • B60S5/02Supplying fuel to vehicles; General disposition of plant in filling stations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17DPIPE-LINE SYSTEMS; PIPE-LINES
    • F17D1/00Pipe-line systems
    • F17D1/02Pipe-line systems for gases or vapours
    • F17D1/04Pipe-line systems for gases or vapours for distribution of gas
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01Pure fluids
    • F17C2221/012Hydrogen
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03Mixtures
    • F17C2221/032Hydrocarbons
    • F17C2221/033Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0115Single phase dense or supercritical, i.e. at high pressure and high density
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107Single phase
    • F17C2223/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/035High pressure (>10 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036Very high pressure (>80 bar)
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107Single phase
    • F17C2225/0115Single phase dense or supercritical, i.e. at high pressure and high density
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107Single phase
    • F17C2225/0123Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/035High pressure, i.e. between 10 and 80 bars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2225/00Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/036Very high pressure, i.e. above 80 bars
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0323Heat exchange with the fluid by heating using another fluid in a closed loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0337Heat exchange with the fluid by cooling
    • F17C2227/0341Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid
    • F17C2227/0355Heat exchange with the fluid by cooling using another fluid in a closed loop
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388Localisation of heat exchange separate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388Localisation of heat exchange separate
    • F17C2227/039Localisation of heat exchange separate on the pipes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2227/00Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04Methods for emptying or filling
    • F17C2227/047Methods for emptying or filling by repeating a process cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2250/00Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0443Flow or movement of content
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • F17C2260/023Avoiding overheating
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2265/00Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06Fluid distribution
    • F17C2265/065Fluid distribution for refueling vehicle fuel tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0171Trucks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0176Buses
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00Applications
    • F17C2270/01Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0178Cars
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/34Hydrogen distribution

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

本発明は、燃料として水素を用いる自動車に水素を供給するのに特に適切である。
産業界は、その供給操作の間に、周囲温度から狭い温度範囲内の温度に冷却した水素ガスを供給することを望んでいる。供給操作の間の冷却負荷は、平均の冷却必要量よりもずっと高い。
供給手順の1つの例においては、水素ガスを−33℃〜−40℃の間の温度で供給する必要性がある。水素ガスを、複数の連続供給操作の間に、この目標温度範囲内で供給する必要がある。したがって、サイズ及び流量で様々となるガス量に関して、典型的には3〜10kgのサイズ、かつ典型的には0.25〜3.6kg/分の流量で様々となるガス量に関して、供給基地及び供給方法は、複数の連続供給操作の各々で、目標温度範囲内への十分な冷却を与えることができる必要がある。
本発明は、ガスの供給方法に関する。以下に概説するように、この方法には、複数の態様が存在する。
態様1.以下の工程を含む方法:
ガス源から、ガスの第1分量を抜き出す工程;
前記ガスの第1分量を、第1の蓄熱器(thermal capacitor)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第1の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記第1の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する;
前記ガスの第1分量を、第2の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第2の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記第2の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第1分量を、第3の蓄熱器と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器と熱交換する;及び
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器から第1の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第1分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有している。
態様2.前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器との熱交換によって加熱する、態様1に記載の方法。
態様3.さらに以下の工程を含む、態様1又は2に記載の方法:
前記ガス源からガスの第2分量を抜き出す工程;
前記ガスの第2分量を、前記第1の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第2分量を、前記第2の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第2分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器と熱交換する;及び
前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器から第2の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有している。
態様4. 次の工程をさらに含む、態様1〜3のいずれか1つに記載の方法:
前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器を、冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環する。
態様5. 前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器のそれぞれへの前記冷媒の流量を、独立して制御する、態様4に記載の方法。
態様6. 次の工程をさらに含む、態様1〜3のいずれか1つに記載の方法:
前記第1の蓄熱器、及び前記第2の蓄熱器を、冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環する;及び
前記第3の蓄熱器を、第2の冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記第2の冷媒は、第2の冷却サイクルを循環する。
態様7. 前記冷媒が、R22、R404A、及びR507からなる群より選択される、態様4〜6のいずれか1つに記載の方法。
態様8. 前記第2の冷媒が、R22、R404A、及びR507からなる群より選択される、態様6に記載の方法。
態様9. 次の工程をさらに含む、態様1〜8のいずれか1つに記載の方法:
前記ガス源からガスの第3分量を抜き出す工程;
前記ガスの第3分量を、前記第1の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第3分量を、前記第2の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第3分量を、第4の蓄熱器と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第4の蓄熱器は、第2の目標温度範囲内の温度を有し、前記第2の目標温度範囲は、前記第1の目標温度範囲と異なっており、かつ前記ガスの第3分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第4の蓄熱器と熱交換する;及び
前記ガスの第3分量を、前記第4の蓄熱器から第3の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
態様10. 次の工程をさらに含む、態様1〜9のいずれか1つに記載の方法:
第4の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;
前記ガスの第4分量を、前記第1の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第4分量を、前記第2の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器及び第4の蓄熱器の1つと熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の温度範囲内の温度を有し、前記第4の蓄熱器は、前記第2の温度範囲内の温度を有し、前記第2の目標温度範囲は、前記第1の目標温度範囲と異なっており、かつ前記ガスの第4分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つと熱交換をし、前記第3の蓄熱器及び第4の蓄熱器の1つと熱交換することによって前記第4分量のガスを冷却する工程であるか加熱する工程であるかの選択は、前記第4の受入容器の周りの測定した前記周囲温度に依存する;及び
前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器又は前記第4の蓄熱器から第4の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第3の蓄熱器と熱交換した場合には、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有しており、又は前記第4の蓄熱器と熱交換した場合には、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
態様11. 前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器の少なくとも1つが、金属を含む、態様1〜10のいずれか1つに記載の方法。
態様12. 前記金属が、アルミニウムである、態様11に記載の方法。
態様13. 前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器の少なくとも1つが、液体を含む、態様1〜12のいずれか1つに記載の方法。
態様14. 前記液体が、液体炭化水素である、態様13に記載の方法。
態様15. 前記液体炭化水素が、C10〜C13のイソアルカンである、態様14に記載の方法。
態様16. 次の工程をさらに含む、態様1〜15のいずれか1つに記載の方法:
前記ガス源から前記ガスの第5分量を抜き出す工程;
前記ガスの第5分量を、前記ガス源から第5の受入容器に導入する工程、ここで前記ガス源からの前記ガスの第5分量の抜き出しから、前記ガスの第5分量の前記第5の受入容器への導入の間に、前記ガスの第5分量は冷却されない。
態様17. 次の工程をさらに含む、上記の態様のいずれか1つに記載の方法:
前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記第1の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;及び
前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記測定した周囲温度に応じて前記第1の目標温度範囲を設定する工程。
態様18. 次の工程をさらに含む、態様1〜17のいずれか1つに記載の方法:
前記ガスの第1分量を、追加の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記追加の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記追加の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、前記ガスの第1分量は、前記追加の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;及び
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記追加の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器と熱交換する。
態様19. 次の工程をさらに含む、態様1〜18のいずれか1つに記載の方法:
第4の蓄熱器を与える工程、ここで前記第4の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲とは異なる第2の目標温度範囲内の温度を有しており、かつ特に前記第1の温度範囲より高い温度を構成することができる;
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器か前記第4の蓄熱器のいずれか1つと熱交換することによって、加熱するか冷却するかの選択肢を与える工程、ここで前記第4の蓄熱器と熱交換する場合には、前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第4の蓄熱器と熱交換する;及び
前記ガスの第1分量を前記第3の蓄熱器との熱交換によって加熱するか冷却するかの前記選択肢を選ぶ工程。
態様20. 以下の工程を含む方法:
ガス源から、ガスの第1分量を抜き出す工程;
前記ガスの第1分量を、第1の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第1の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記第1の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する;
前記ガスの第1分量を、第2の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第2の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記第2の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;
第3の蓄熱器及び第4の蓄熱器を与える工程;
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つと熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、前記第4の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲とは異なる第2の目標温度範囲内の温度を有しており、かつ特に前記第1の温度範囲より高い温度を構成することができ、前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つと熱交換する;及び
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つから第1の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第1分量は、前記第3の蓄熱器と熱交換した場合には、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有しており、そして前記第4の蓄熱器と熱交換した場合には、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
態様21. 態様1〜19のいずれか1つ及び態様20の方法。
態様22. さらに次の工程を含む、態様20又は21に記載の方法:
前記ガスの第1分量を、追加の蓄熱器と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記追加の蓄熱器は、前記ガスの第1分量が前記追加の蓄熱器に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、前記ガスの第1分量は、前記追加の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器との熱交換によって冷却される;及び
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つと熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、前記第4の蓄熱器は、前記第2の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記追加の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器及び前記第4の蓄熱器の1つと熱交換する。
図1は、この方法を実行するのに適したシステムの概略図である。
原語書類中で用いた冠詞「a」及び「an」は、本明細書及び特許請求の範囲に記載の本発明の実施態様のいずれかの特徴に適用する場合、1以上を意味する。「a」及び「an」の使用は、限定を特に述べていない限り、単一の特徴の意味に限定するものではない。原語書類中において単数若しくは複数の名詞又は名詞句の前の冠詞「the」は、1つ又は複数の特定の特徴を表し、それが用いられる文脈に応じて単数又は複数の意味合いを有することができる。形容詞「any」は、どんな量であっても無差別に1つ、いくつか又はすべてを意味する。第1の語と第2の語との間に存在する用語「and/or」は、(1)第1の語、(2)第2の語、及び(3)第1の語及び第2の語、の1つを意味する。3つ以上の一覧の語の最後の2つの語の間に存在する用語「and/or」は、その一覧の語の1以上を意味する。
成句「少なくとも一部」は、「一部又は全部」を意味する。少なくとも一部の流は、それが導かれる流と同じ組成を有する場合がある。少なくとも一部の流は、それが導かれる流の特定の組成を含む場合がある。
本明細書で用いる場合、「第1」、「第2」、「第3」等は、複数の工程及び/又は特徴の間で区別され、相対的な時間及び/又は空間を意味しない。
圧縮天然ガス(CNG)及び水素は、屋外で通常設置される保管システムから供給される典型的な成分であり、幅広い周囲温度にさらされる。周囲温度は、水素の臨界点(−240℃(−400°F))、及びメタンの臨界点(−83℃(−117°F))より大幅に高く、したがってこれらの成分は、厳密な熱力学的な定義によれば、ガスではなく通常は超臨界流体として保存され、そして供給される。しかし、この用語「ガス」及び「圧縮ガス」が、ガス及び超臨界流体の両方に対して、一般用語として本分野では通常用いられている。本開示では、用語「ガス」及び「圧縮ガス」を、相互に入れ替えて用いる場合があり、ガス及び超臨界流体の両方の熱力学的状態にある元素及び化合物を含むものと意味する。本明細書で用いる場合、一般用語「流体」は、ガス及び超臨界流体の両方の熱力学的状態を含む。
ガス供給システムは、可動式の受入タンク又は受入容器に加圧ガスを与えるための、加圧ガスの貯蔵及び提供システムとして定義される。このガス供給システムは、ガス移送のための受入容器と適切な安全連結システムとを繋げるコネクタを含み、これにより充填工程の間での安全な作業性を確保する。受入タンク又は受入容器は、典型的には車両の一部、例えば自動車、トラック、バス、又はフォークリフトの一部である。
本発明は、1以上の目標温度範囲内の温度での、ガス、例えばHの供給方法に関する。目標温度範囲は、機器によって事前に設定されていてもよく、使用者又は作業者によって選択されてもよい。目標温度範囲は、測定された周囲温度に依存してもよい。目標温度範囲は、測定された受入容器の温度及び/又は受入容器内のガスの温度に依存してもよい。各目標温度範囲が所定の下限温度及び上限温度を有する。
この方法を実行するための適切な装置を例証する図面に参照して、以下にこの方法を解説する。
この装置は、ガス源7、少なくとも3つの蓄熱器101、103、及び107、圧縮機157、熱交換器(コンデンサー)117、制御機器119、温度測定器29、31及び35、様々な導管及びバルブを含む。この装置は、1以上の随意の蓄熱器105及び207を対応する温度測定器33及び37を有していてもよい。
この方法は、ガス源7から、ガスの第1分量を抜き出す工程を含む。ガス源は、1以上のタンク若しくは容器、パイプライン、又は他の既知のあらゆるガス源であってよい。ガスの第1分量は、車両の燃料タンクを再充填するのに十分な量、例えば3kg〜10kgであってよい。
ガスの第1分量は、第1の蓄熱器101と熱交換によって冷却される。ガスの第1分量を冷却し始めるときに、第1の蓄熱器101は、第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する。例えば、第1の目標温度が−33℃〜−40℃である場合、第1の蓄熱器101の温度は、−40℃未満である。第1の蓄熱器101の温度は、−60℃程度の低温であってもよい。
本明細書で用いる場合、蓄熱器は、冷媒及び/又はガスに熱を放出でき、また冷媒及びガスから熱を吸収することができる、あらゆる熱貯蔵要素である。蓄熱器は、40kJ/K超の熱容量(thermal mass)を有していてもよい。熱容量は、対象の質量と対象の比熱容量(specific heat capacity)を積算したものである。蓄熱器は金属を含んでもよい。蓄熱器は液体を含んでもよい。この液体は、液体炭化水素であってもよい。液体炭化水素は、C10〜C13のイソアルカン、例えばTherminol(商標)D12 伝熱流体であってもよい。蓄熱器は、相転移材料を含んでいてもよい。相転移材料は、Sb、Te及びGeを含有する共晶であってもよい(Phase Change Materials, Science and Applications, Simone Raoux and Matthias Wuttig, Editors, Springer Science+Business Media, New York, 2009を参照できる)。
蓄熱器は、好ましくは周囲の大気からの蓄熱器への熱を防ぐように断熱される。
ガスの第1分量は、第1の蓄熱器との熱交換によって冷却された後に、第2の蓄熱器103との熱交換によって冷却される。ガスの第1分量が冷却され始める時点で、第2の蓄熱器103は、第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する。
ガスの第1分量を、第2の蓄熱器との熱交換によって冷却した後、第3の蓄熱器107と熱交換することによって冷却又は加熱することができる。第3の蓄熱器は、第1の目標温度範囲内の温度を有する。前の蓄熱器との熱交換後に、ガスの第1分量の温度が第1の目標温度の下限温度より低い場合には、第3の蓄熱器107は、ガスの第1分量を第1の目標温度範囲内の温度に加熱するであろう。前の蓄熱器との熱交換後に、ガスの第1分量の温度が第1の目標温度の上限温度より高い場合には、第3の蓄熱器107は、ガスの第1分量を第1の目標温度範囲内の温度に冷却するであろう。
ガスの第1分量の温度を、第3の蓄熱器との熱交換によって、第1の目標温度範囲内にした後、第1の目標温度範囲内の供給温度を有するガスの第1分量を、第1の受入容器(図示せず)に導管137及び供給コネクタ(図示せず)を通じて導入する。第1の受入容器は、車両、例えば自動車、トラック、バス又はフォークリフトの一部であってもよい。供給コネクタは、受入容器にガスを供給するためにあらゆる適切な供給コネクタであることができる。供給コネクタは、本分野で公知である。
ガス流量を、特定の質量流量速度又は圧力ランプ速度(pressure ramp rate)を与えるように、制御することができる。
図に示すように、ガスの第1分量を、第2の蓄熱器103での冷却と、第3の蓄熱器での冷却又は加熱との間に、追加の蓄熱器105によって冷却することができる。
これらの蓄熱器の熱容量は、同じであってもよく、又は異なっていてもよい。一連の第1の蓄熱器は、それぞれが同じ熱容量を有していてもよく、一方で最終の蓄熱器が、異なる熱容量を有していてもよい。一連の第1の蓄熱器が、その一連の残りの蓄熱器と異なる熱容量を有していてもよい。
複数の蓄熱器を用いることの利点は、ガスがまず通過する蓄熱器を目標温度範囲より低く冷却できることである。ガスを、最終の蓄熱器で熱交換することによって目標温度範囲内にする。適切に設計することで、目標温度範囲の下限温度より低い温度でガスを供給するリスクがなくなる。第1の蓄熱器を目標温度範囲の下限温度より低い温度に冷却することによって、圧縮機を一度稼働させた後に、比較的長い期間運転させることができる。
ガスの第1分量を、第1の受入容器に供給した後に、第1の目標温度範囲内の温度を有するガスの第2分量を第2の受入容器に供給することができる。
この方法は、ガス源7からガスの第2分量を抜き出す工程をさらに含むことができる。このガスの第2分量は車両の燃料タンクを再充填するのに十分な量、例えば3kg〜10kgであってよい。
ガスの第2分量を、第1の蓄熱器101との熱交換によって冷却する。続いて、ガスの第2分量を、第2の蓄熱器103との熱交換によって冷却する。
第2の蓄熱器との熱交換によって冷却した後に、ガスの第2分量を、第3の蓄熱器107との熱交換によって冷却又は加熱してもよい。第3の蓄熱器は、第1の目標温度範囲内の温度を有する。ガスの第2分量の温度が、前の蓄熱器との熱交換後に、第1の温度範囲の下限温度より低い場合には、第3の蓄熱器107は、ガスの第2分量を、第1の目標温度範囲内の温度へと加熱するであろう。ガスの第2分量の温度が、前の蓄熱器との熱交換後に、第1の温度範囲の上限温度より高い場合には、第3の蓄熱器107は、ガスの第2分量を、第1の目標温度範囲内の温度へと冷却するであろう。
ガスの第2分量の温度を、第3の蓄熱器との熱交換によって第1の目標温度範囲内へとした後に、第1の目標温度範囲内の供給温度を有するガスの第2分量を、第2の受入容器(図示せず)に導管137及び供給コネクタ(図示せず)によって導入する。第2の受入容器は、車両の一部、例えば自動車、トラック、バス又はフォークリフトの一部であってもよい。
ガスの第2分量を、第2の蓄熱器103での冷却と、第3の蓄熱器107での加熱又は冷却との間に、追加の蓄熱器105によって冷却してもよい。
第1の目標温度範囲の下限値及び上限値の設定は、測定した周囲温度に依存してもよい。この方法は、充填前のいずれかの受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程を含んでもよい。周囲温度を、任意の適切な温度センサーによって測定することができ、これは図面に温度センサー57として概略的に示されている。おそらく、充填前の受入容器に残留しているあらゆるガスの温度は、周囲温度であるか、周囲温度に近いであろう。周囲温度を測定するための温度センサー57は、一般的には直接日光に当てるべきではない。第1の目標温度範囲の下限値及び上限値の設定は、充填前の受入容器内の任意の測定した温度に依存してもよく、この測定温度は、連結充填(communication fill)から得てもよい。これは、例えば寒い日に車両が温かいガレージから再充填のために到着したばかりで、受入容器が周囲温度より高い温度を有している場合に、適切な測定となるであろう。
第1の目標温度範囲に関する下限値及び上限値を調整する理由は、受入容器の過熱を防ぐのに必要な冷却の度合いが、周囲温度に依存する場合があるからである。寒い日には、ガスの冷却はあまり必要がない。さらに、寒い日に比較的高い温度に蓄熱器を維持することにより、蓄熱器を冷却するのに必要なエネルギーを抑える。
例えば周囲温度及び/又は受入容器の温度に依存して、異なる目標温度範囲内に異なるバッチのガスを供給する選択肢を持つことが望ましい場合がある。
ガスの第3分量を、第3の受入容器に導入することができ、ここでガスの第3分量は、第1の目標温度範囲と異なる第2の目標温度範囲内の供給温度で供給される。第2の目標温度範囲は、機器によって事前に設定されていてもよく、使用者又は作業者によって選択されてもよい。第2の目標温度範囲は、下限温度及び上限温度を有する。
例えば、第1の目標温度が−33℃〜−40℃であってもよく、かつ第2の目標温度範囲が−20℃〜+3℃であってもよい。使用者又は作業者は、第1の温度範囲内のガスか第2の温度範囲内のガスかのどちらを供給するか選ぶための選択肢を持つことを望む場合がある。例えば、周囲温度が15℃超である場合、及び/又は受入タンクで測定した温度が15℃超である場合には、第1の温度範囲を選択することができ、周囲温度が15℃未満である場合には第2の温度範囲を選択することができる。
第2の温度範囲内のガスを供給することが望ましい場合、この方法は、ガス源7からガスの第3分量を抜き出す工程をさらに含むことができる。ガスの第3分量は、車両の燃料タンクを再充填するのに十分な量、例えば3kg〜10kgであってよい。
ガスの第3分量を、第1の蓄熱器101との熱交換によって冷却する。続いて、ガスの第3分量を、第2の蓄熱器103との熱交換によって冷却する。
第2の蓄熱器との熱交換によって冷却した後に、ガスの第3分量を、第4の蓄熱器207との熱交換によって冷却又は加熱してもよい。第4の蓄熱器は、第2の目標温度範囲内の温度を有する。ガスの第3分量の温度が、前の蓄熱器との熱交換後に、第2の温度範囲の下限温度より低い場合には、第4の蓄熱器207は、ガスの第3分量を、第2の目標温度範囲内の温度へと加熱するであろう。ガスの第3分量の温度が、前の蓄熱器との熱交換後に、第2の温度範囲の上限温度より高い場合には、第4の蓄熱器207は、ガスの第3分量を、第2の目標温度範囲内の温度へと冷却するであろう。
ガスの第3分量の温度を、第4の蓄熱器との熱交換によって第2の目標温度範囲内へとした後に、第2の目標温度範囲内の供給温度を有するガスの第3分量を、第3の受入容器(図示せず)に導管237及び供給コネクタ(図示せず)によって導入する。第3の受入容器は、車両の一部、例えば自動車、トラック、バス又はフォークリフトの一部であってもよい。
ガスの第3分量を、第2の蓄熱器103での冷却と、第4の蓄熱器207での加熱又は冷却との間に、追加の蓄熱器105によって冷却してもよい。
蓄熱器101、103、(存在するならば)105、107、及び(存在するならば)207を、ガスを冷却するために冷却することができる。第3の蓄熱器は、冷媒との熱交換によって冷却してもよい。冷媒は、本分野で公知の適切な溶媒、例えばR508Aであってもよい。冷媒は、冷却サイクルを循環する。図に示すように、冷媒を、圧縮機157で圧縮し、熱交換器(コンデンサー)117で冷却し、そして膨張バルブ39、41、(存在するならば)43、45及び(存在するならば)245によって膨張させる。圧縮機及び熱交換器は、チラーユニット、例えばTrenton Refrigeration model T150V6−HT3ABの一部であってよい。バルブ39によって膨張した冷媒は、蓄熱器101を冷却する。バルブ41によって膨張した冷媒は、蓄熱器103を冷却する。バルブ43によって膨張した冷媒は、蓄熱器105を冷却する。バルブ45によって膨張した冷媒は、蓄熱器107を冷却する。バルブ245によって膨張した冷媒は、蓄熱器207を冷却する。
蓄熱器を冷媒によって冷却しながら、ガスを蓄熱器によって冷却してもよい。ガスが蓄熱器で冷却されていないときに、蓄熱器を冷媒で冷却してもよい。
各蓄熱器への冷媒の流量を、バルブ121、123、125、127及び129によって図示されるように、独立して制御することができる。
各蓄熱器の温度を、各別個の蓄熱器への冷媒の流量を制御することによって、個々に制御することができる。
温度測定器29、31、33、35及び37は、個々の蓄熱器の温度を測定する。制御器119は、蓄熱器について望ましい温度を維持するために、温度測定器からの信号を受けて、バルブ121、123、125、127及び129からの冷媒の流量を制御する。
各蓄熱器間の熱伝導を防ぐために、あらゆる連結パイプ、連結チューブ等を低い熱伝導率を有する材料から構築することができる。例えば、銅、真鍮又は冷却ユニットで通常用いられる他の材料よりも、ステンレス鋼を用いることができる。
冠詞「a」は、1以上を意味するので、第2の冷媒(a second refrigerant)、第2の圧縮機(a second compressor)、及び第2の熱交換器(a second heat exchanger)(コンデンサー)を第2の冷却サイクルに用いてもよい。いくつかの蓄熱器を、第1の冷却サイクルを循環する第1の冷媒によって冷却してもよく、また他のいくつかの蓄熱器を、第2の冷却サイクルを循環する第2の冷媒によって冷却してもよい。第1の冷媒及び第2の冷媒は、同じであってもよく、また異なっていてもよい。
複数の冷却サイクルを用いることの利点は、供給基地の能力を向上させながら、個々の圧縮機を、一度稼働させた後、長期間動かし続け、それにより各コンプレッサーの寿命を向上させることを可能とすることである。
いくつかの例では、ガスを受ける一連の受入容器の1以上の受入容器が、低温のガスを受け入れることができない場合がある。このため、随意のバイパスライン301を与えて、全ての蓄熱器を迂回させる。結果として、この方法は、さらにガス源7からガスの第4分量を抜き出す工程、及びガス源からのガスの第4分量を第4の受入容器に導入する工程さらに含んでもよく、ここではガスの第4分量をガス源から抜き出す工程とガスの第4分量を第4の受入容器に導入する工程の間に、ガスの第4分量の冷却は行わない。
比較例
5kgの充填の開始時に水素を35℃から−40℃に冷却するのに用いられ、かつ充填の最後で水素ガスがそれを−33℃で出る点まで加温するアルミニウムブロックは、約780kgの重さが必要である。このアルミニウムブロックは、充填後に完全に再冷却されるまで、水素ガスを−33℃に冷却するために再使用することはできないであろう。
実施例(3つの蓄熱器)
この例は、3つの蓄熱器を連続して有する水素ガス冷却用システムを考慮する。この例において水素ガスを供給するための目標温度範囲は、−30℃〜−40℃である。3つの蓄熱器は、この態様において、第1の蓄熱器、第2の蓄熱器、及び第3の蓄熱器と表される。この3つの蓄熱器は、特に図示された装置の第1の蓄熱器101、第2の蓄熱器103、及び第3の蓄熱器107であってもよい。
3つの蓄熱器のそれぞれが、アルミニウムから作られ、そして300kgの質量を有する。これは、273kj/Kの熱容量に相当する。この例に関して、蓄熱器は、完全に断熱されていると想定する。
始めに、第1の蓄熱器及び第2の蓄熱器は、−50℃であり、第3の(最終の)蓄熱器は、−39℃である。
合計で5kgの流量の水素を、各蓄熱器に流通させる。ガス源からの始めのガス温度は、35℃である。第1の蓄熱器から出る水素の始めの部分は、約−43℃であり、また最後の部分は、約−12℃で第1の蓄熱器を出る。第1の蓄熱器は、水素の第1分量が第1の蓄熱器を通過するに従って、−50℃から−33℃に加温される。
第2の蓄熱器に入る水素は、−50℃から−47℃に第2の蓄熱器が加温されるに従って、−49℃から−32℃の温度で出るであろう。第3の(最終の)蓄熱器を入る水素は、第3の(最終の)蓄熱器が−39℃から−40℃に冷却されるに従って、−40℃から−36℃の温度で出るであろう。
第2の受入容器を充填する時になると、冷却プラントが稼働しており、かつ充填と充填の間に十分な時間がある場合には、全ての蓄熱器を、その通常温度(例えば、第1及び第2の蓄熱器が−50℃、第3の(最終の)蓄熱器が−38℃)に冷却する。
第1の受入容器の充填後で、かつ第2の受入容器の充填前に、冷却ユニットが各蓄熱器に冷却を与えない場合には、この例では、蓄熱器が第1の受入容器の充填を終える時点の温度(例えば、第1の蓄熱器が−33℃、第2の蓄熱器が−47℃、第3の(最終の)蓄熱器が−40℃)を維持すると想定する。
合計で5kgの第2バッチの水素を、各蓄熱器に流通させる。ガス源からの第2バッチの開始ガス温度は、35℃である。第1の蓄熱器から出る水素の始めの部分は、約−28℃で出る。また最後の部分は、約−3℃で出る。第1の蓄熱器は、水素の第2分量が第1の蓄熱器を通過するに従って、−33℃から−20℃に加温される。
第2の蓄熱器に入る水素は、−47℃から−41℃に第2の蓄熱器が加温されるに従って、−45℃から−26℃の温度で出るであろう。第3の蓄熱器を入る水素は、第3の(最終の)蓄熱器が−40℃から−39℃に加温されるに従って、−40℃から−33℃の温度で出るであろう。
この例では、冷却ユニットを稼働する必要なく、さらに1回の充填に対して、このシステムは目標温度範囲内に水素を維持し続けるであろう。比較的小さな冷却ユニット(例えば、10kW)を稼働させると、車両の充填当たりの15分までの時間、4台の車両を充填する場合には1時間の連続運転までで稼働できる。これは、冷却ユニットの大きさを、ピークの冷却必要熱量だけではなく、平均の必要熱量を調整して、選択するようにする。出ていくガスの温度は、一定の温度で留まり、流量の変化に影響を受けない。
実施例(4つの蓄熱器)
この例は、4つの蓄熱器を連続して有する水素ガス冷却用システムを考慮する。この例において水素ガスを供給するための目標温度範囲は、−37℃〜−40℃である。4つの蓄熱器は、この態様において、第1の蓄熱器、第2の蓄熱器、追加の蓄熱器及び第3の蓄熱器と表される。この4つの蓄熱器は、特に図示された装置の第1の蓄熱器101、第2の蓄熱器103、追加の蓄熱器105、及び第3の蓄熱器107であってもよい。
4つの蓄熱器のそれぞれが、アルミニウムから作られ、そして200kgの質量を有する。これは、182kj/Kの熱容量に相当する。この例に関して、蓄熱器は、完全に断熱されていると想定する。
始めに、第1の蓄熱器、第2の蓄熱器、及び追加の蓄熱器は、−50℃であり、最終の蓄熱器、すなわち第3の蓄熱器は、−37℃である。
合計で5kgの流量の水素を、各蓄熱器に流通させる。ガス源からの始めのガス温度は、35℃である。第1の蓄熱器から出る水素の始めの部分は、約−43℃であり、また最後の部分は、約−13℃で第1の蓄熱器を出る。第1の蓄熱器は、水素の第1分量が第1の蓄熱器を通過するに従って、−50℃から−17℃に加温される。
第2の蓄熱器に入る水素は、−50℃から−46℃に第2の蓄熱器が加温されるに従って、−49℃から−32℃の温度で、出るであろう。追加の蓄熱器を入る水素は、追加の蓄熱器が−50℃から−44℃に加温されるに従って、−45℃から−39℃の温度で出るであろう。最終の又は第3の蓄熱器を入る水素は、最終の又は第3の蓄熱器が−37℃から−38℃に冷却されるに従って、一定の−37℃で出るであろう。
第2の受入容器を充填する時になると、冷却プラントが稼働しており、かつ充填と充填の間に十分な時間がある場合には、全ての蓄熱器を、その通常温度(例えば、第1、第2、及び追加の蓄熱器が−50℃、第3の(最終の)蓄熱器が−38℃)に冷却する。
第1の受入容器の充填後で、かつ第2の受入容器の充填前に、冷却ユニットが蓄熱器に冷却を与えない場合には、この例では、蓄熱器が第1の受入容器の充填を終える時点の温度(例えば、第1の蓄熱器が−17℃、第2の蓄熱器が−46℃、追加の蓄熱器が−44℃、及び最終の又は第3の蓄熱器が−38℃)を維持すると想定する。
合計で5kgの第2バッチの水素を、各蓄熱器に流通させる。ガス源からの第2バッチの開始ガス温度は、35℃である。第1の蓄熱器から出る水素の始めの部分は、約−13℃で出る。また最後の部分は、約+6℃で出る。第1の蓄熱器は、水素の第2分量が第1の蓄熱器を通過するに従って、−17℃から+2℃に加温される。
第2の蓄熱器に入る水素は、−46℃から−39℃に第2の蓄熱器が加温されるに従って、−44℃から−22℃の温度で、出るであろう。追加の蓄熱器を入る水素は、追加の蓄熱器が−44℃から−43℃に加温されるに従って、−44℃から−34℃の温度で出るであろう。最終の又は第3の蓄熱器が一定の−38℃に留まりながら、最終の又は第3の蓄熱器を入る水素は、一定の−37℃の温度で出るであろう。
この例では、冷却ユニットを稼働する必要なく、さらに2回の充填に対して、このシステムは目標温度範囲内に水素を維持し続けるであろう。比較的小さな冷却ユニット(例えば、10kW)を稼働させると、車両の充填当たりの15分までの時間、4台の車両を充填する場合には1時間の連続運転までで稼働できる。これは、冷却ユニットの大きさを、ピークの冷却必要熱量だけではなく、平均の必要熱量を調整して、選択するようにする。出ていくガスの温度は、一定の温度で留まり、流量の変化に影響を受けない。
本発明の実施態様としては、以下の態様を挙げることができる:
《態様1》
以下の工程を含む、ガスの供給方法:
ガス源(7)から、ガスの第1分量を抜き出す工程;
前記ガスの第1分量を、第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第1の蓄熱器(101)は、前記ガスの第1分量が前記第1の蓄熱器(101)に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する;
前記ガスの第1分量を、第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第2の蓄熱器(103)は、前記ガスの第1分量が前記第2の蓄熱器(103)に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第1分量を、第3の蓄熱器(107)と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器(107)と熱交換する;及び
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器(107)から第1の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第1分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有している。
《態様2》
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器(107)との熱交換によって加熱する、態様1に記載の方法。
《態様3》
さらに以下の工程を含む、態様1又は2に記載の方法:
前記ガス源(7)からガスの第2分量を抜き出す工程;
前記ガスの第2分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第2分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器(107)と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第2分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器(107)と熱交換する;及び
前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器(107)から第2の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有している。
《態様4》
次の工程をさらに含む、態様1〜3のいずれか一項に記載の方法:
前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、及び前記第3の蓄熱器(107)を、冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環する。
《態様5》
前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、及び前記第3の蓄熱器(107)のそれぞれへの前記冷媒の流量を、独立して制御する、態様4に記載の方法。
《態様6》
次の工程をさらに含む、態様1〜3のいずれか一項に記載の方法:
前記第1の蓄熱器(101)及び前記第2の蓄熱器(103)を、冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環する;及び
前記第3の蓄熱器(107)を、第2の冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記第2の冷媒は、第2の冷却サイクルを循環する。
《態様7》
次の工程をさらに含む、態様1〜6のいずれか一項に記載の方法:
前記ガス源(7)からガスの第3分量を抜き出す工程;
前記ガスの第3分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第3分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第3分量を、第4の蓄熱器(207)と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第4の蓄熱器(207)は、第2の目標温度範囲内の温度を有し、前記第2の目標温度範囲は、前記第1の目標温度範囲と異なっており、かつ前記ガスの第3分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第4の蓄熱器(207)と熱交換する;及び
前記ガスの第3分量を、前記第4の蓄熱器(207)から第3の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
《態様8》
次の工程をさらに含む、態様1〜7のいずれか一項に記載の方法:
第4の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;
前記ガス源(7)からガスの第4分量を抜き出す工程;
前記ガスの第4分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
前記ガスの第4分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)の1つと熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の温度範囲内の温度を有し、前記第4の蓄熱器(207)は、前記第2の温度範囲内の温度を有し、前記第2の目標温度範囲は、前記第1の目標温度範囲と異なっており、かつ前記ガスの第4分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)の1つと熱交換をし、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)の1つと熱交換することによって前記第4分量のガスを冷却する工程であるか加熱する工程であるかの選択は、前記第4の受入容器の周りの測定した前記周囲温度に依存する;及び
前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)から第4の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第3の蓄熱器(107)と熱交換した場合には、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有しており、又は前記第4の蓄熱器(207)と熱交換した場合には、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
《態様9》
前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、及び前記第3の蓄熱器(107)の少なくとも1つが、金属を含み、これは特にアルミニウムになることができる、態様1〜8のいずれか一項に記載の方法。
《態様10》
前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器の少なくとも1つが、液体を含む、態様1〜9のいずれか一項に記載の方法。
《態様11》
前記液体が、液体炭化水素である、態様10に記載の方法。
《態様12》
前記液体炭化水素が、C10〜C13のイソアルカンである、態様11に記載の方法。
《態様13》
次の工程をさらに含む、態様1〜12のいずれか一項に記載の方法:
前記ガス源(7)から前記ガスの第5分量を抜き出す工程;
前記ガスの第5分量を、前記ガス源から第5の受入容器に導入する工程、ここで前記ガス源からの前記ガスの第5分量の抜き出しから、前記ガスの第5分量の前記第5の受入容器への導入の間に、前記ガスの第5分量は冷却されない。
《態様14》
次の工程をさらに含む、態様1〜13のいずれか一項に記載の方法:
前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記第1の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;及び
前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記測定した周囲温度に応じて前記第1の目標温度範囲を設定する工程。
《態様15》
次の工程をさらに含む、態様1〜14のいずれか一項に記載の方法:
第4の蓄熱器(207)を与える工程、ここで前記第4の蓄熱器(207)は、前記第1の目標温度範囲とは異なる第2の目標温度範囲内の温度を有しており、かつ特に前記第1の温度範囲より高い温度を構成することができる;
前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器(107)か前記第4の蓄熱器(207)のいずれか1つと熱交換することによって、加熱するか冷却するかの選択肢を与える工程、ここで前記第4の蓄熱器(207)と熱交換する場合には、前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第4の蓄熱器(207)と熱交換する;及び
前記ガスの第1分量を前記第3の蓄熱器(107)との熱交換によって加熱するか冷却するかの前記選択肢を選ぶ工程。

Claims (14)

  1. 以下の工程を含む、ガスの供給方法:
    ガス源(7)から、ガスの第1分量を抜き出す工程、ここで前記ガスの第1分量は初期温度を有する;
    前記ガスの第1分量を、第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第1の蓄熱器(101)は、前記ガスの第1分量が前記第1の蓄熱器(101)に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有する;
    前記ガスの第1分量を、第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記第2の蓄熱器(103)は、前記ガスの第1分量が前記第2の蓄熱器(103)に冷却され始める時点で第1の目標温度範囲の下限温度より低い温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
    前記ガスの第1分量を、第3の蓄熱器(107)と熱交換することによって加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第1分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器(107)と熱交換する;
    前記ガスの第1分量を、前記第3の蓄熱器(107)から第1の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第1分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有しており、前記供給温度は、前記初期温度よりも低い;及び
    前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、第3の蓄熱器(107)を冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環し、前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、第3の蓄熱器(107)は、ガスを冷却していないときに、前記冷媒によって冷却される。
  2. さらに以下の工程を含む、請求項1に記載の方法:
    前記ガス源(7)からガスの第2分量を抜き出す工程;
    前記ガスの第2分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
    前記ガスの第2分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
    前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器(107)と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の目標温度範囲内の温度を有し、かつ前記ガスの第2分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第3の蓄熱器(107)と熱交換する;及び
    前記ガスの第2分量を、前記第3の蓄熱器(107)から第2の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第2分量は、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有している。
  3. 前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、及び前記第3の蓄熱器(107)のそれぞれへの前記冷媒の流量を、独立して制御する、請求項2に記載の方法。
  4. 次の工程をさらに含む、請求項1又は2に記載の方法:
    前記第1の蓄熱器(101)及び前記第2の蓄熱器(103)を、冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記冷媒は、冷却サイクルを循環する;及び
    前記第3の蓄熱器(107)を、第2の冷媒との熱交換によって冷却する工程、ここで前記第2の冷媒は、第2の冷却サイクルを循環する。
  5. 次の工程をさらに含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法:
    前記ガス源(7)からガスの第3分量を抜き出す工程;
    前記ガスの第3分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
    前記ガスの第3分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
    前記ガスの第3分量を、第4の蓄熱器(207)と熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第4の蓄熱器(207)は、第2の目標温度範囲内の温度を有し、前記第2の目標温度範囲は、前記第1の目標温度範囲と異なっており、かつ前記ガスの第3分量は、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却された後に前記第4の蓄熱器(207)と熱交換する;及び
    前記ガスの第3分量を、前記第4の蓄熱器(207)から第3の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第3分量は、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
  6. 次の工程をさらに含む、請求項5に記載の方法:
    第4の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;
    前記ガス源(7)からガスの第4分量を抜き出す工程;
    前記ガスの第4分量を、前記第1の蓄熱器(101)と熱交換することによって冷却する工程;
    前記ガスの第4分量を、前記第2の蓄熱器(103)と熱交換することによって冷却する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第1の蓄熱器(101)との熱交換によって冷却された後に、前記第2の蓄熱器(103)との熱交換によって冷却される;
    前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)の1つと熱交換することによって冷却又は加熱する工程、ここで前記第3の蓄熱器(107)は、前記第1の温度範囲内の温度を有し、前記第4の蓄熱器(207)は、前記第2の温度範囲内の温度を有し、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)の1つと熱交換することによって前記第4分量のガスを冷却する工程であるか加熱する工程であるかの選択は、前記第4の受入容器の周りの測定した前記周囲温度に依存する;及び
    前記ガスの第4分量を、前記第3の蓄熱器(107)及び第4の蓄熱器(207)から第4の受入容器に導入する工程、ここで前記ガスの第4分量は、前記第3の蓄熱器(107)と熱交換した場合には、前記第1の目標温度範囲内の供給温度を有しており、又は前記第4の蓄熱器(207)と熱交換した場合には、前記第2の目標温度範囲内の供給温度を有している。
  7. 前記第1の蓄熱器(101)、前記第2の蓄熱器(103)、及び前記第3の蓄熱器(107)の少なくとも1つが、金属を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記金属が、アルミニウムである、請求項7に記載の方法。
  9. 前記第1の蓄熱器、前記第2の蓄熱器、及び前記第3の蓄熱器の少なくとも1つが、液体を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記液体が、液体炭化水素である、請求項9に記載の方法。
  11. 前記液体炭化水素が、C10〜C13のイソアルカンである、請求項10に記載の方法。
  12. 次の工程をさらに含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法:
    前記ガス源(7)から前記ガスの第5分量を抜き出す工程;
    前記ガスの第5分量を、前記ガス源から第5の受入容器に導入する工程、ここで前記ガス源からの前記ガスの第5分量の抜き出しから、前記ガスの第5分量の前記第5の受入容器への導入の間に、前記ガスの第5分量は冷却されない。
  13. 次の工程をさらに含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法:
    前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記第1の受入容器の周りの条件を代表する周囲温度を測定する工程;及び
    前記ガス源から前記ガスの第1分量を抜き出す工程の前に、前記測定した周囲温度に応じて前記第1の目標温度範囲を設定する工程。
  14. 冷媒サイクルにおいて前記冷媒を、圧縮機で圧縮し、熱交換器で冷却し、膨張バルブによって膨張させる、請求項1に記載の方法。
JP2016188145A 2012-07-06 2016-09-27 ガスの供給方法 Active JP6313386B2 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201213542761A 2012-07-06 2012-07-06
US13/542,761 2012-07-06
US13/648,622 2012-10-10
US13/648,622 US9261238B2 (en) 2012-07-06 2012-10-10 Method for dispensing a gas

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013141678A Division JP2014016033A (ja) 2012-07-06 2013-07-05 ガスの供給方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017015262A JP2017015262A (ja) 2017-01-19
JP6313386B2 true JP6313386B2 (ja) 2018-04-18

Family

ID=48740915

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013141678A Withdrawn JP2014016033A (ja) 2012-07-06 2013-07-05 ガスの供給方法
JP2016188145A Active JP6313386B2 (ja) 2012-07-06 2016-09-27 ガスの供給方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013141678A Withdrawn JP2014016033A (ja) 2012-07-06 2013-07-05 ガスの供給方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9261238B2 (ja)
EP (1) EP2682664B1 (ja)
JP (2) JP2014016033A (ja)
KR (1) KR101426659B1 (ja)
CN (1) CN103542568B (ja)
CA (1) CA2819750C (ja)
ES (1) ES2675152T3 (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9261238B2 (en) * 2012-07-06 2016-02-16 Air Products And Chemicals, Inc. Method for dispensing a gas
US9586806B2 (en) * 2013-03-15 2017-03-07 Honda Motor Co., Ltd. Hydrogen fuel dispenser with pre-cooling circuit
US9605805B2 (en) * 2013-11-04 2017-03-28 Trillium Transportation Fuels, Llc Active pressure and flow regulation system
US10718468B2 (en) 2015-04-24 2020-07-21 Cmd Corporation Method and apparatus for dispensing gaseous fuel to a vehicle
EP3144577B1 (en) 2015-09-21 2018-08-01 Air Products And Chemicals, Inc. Method of operating a hydrogen dispensing unit
US9863583B2 (en) 2015-09-21 2018-01-09 Air Products And Chemicals, Inc. Method of operating a hydrogen dispensing unit
JP6643105B2 (ja) * 2016-01-22 2020-02-12 伸和コントロールズ株式会社 冷却水素供給ステーション及び水素冷却装置
EP3249282B1 (en) 2016-05-23 2020-11-04 Air Products and Chemicals, Inc. Compressed gas dispensing
EP3263969B1 (en) 2016-06-29 2020-06-24 Air Products And Chemicals, Inc. Compressed gas dispensing
US10059215B1 (en) 2017-03-08 2018-08-28 A3 Labs, Llc Energy source supply systems, energy source supply devices, and related methods
KR102554369B1 (ko) * 2018-05-29 2023-07-12 하이리움산업(주) 수소 충전소의 수소 냉각 방법
KR102554370B1 (ko) * 2018-05-29 2023-07-12 하이리움산업(주) 수소 충전소의 수소 냉각 시스템
KR102554368B1 (ko) * 2018-05-29 2023-07-12 하이리움산업(주) 수소 충전소의 수소 냉각 시스템 및 방법
EP4098931A1 (de) * 2021-06-01 2022-12-07 Linde GmbH Verfahren und anlage zum abkühlen und transportieren eines fluids
CN113566444B (zh) * 2021-07-31 2022-08-30 中国长江三峡集团有限公司 一种基于双蒸发温度的加氢预冷系统及其控制方法
US20230137335A1 (en) 2021-10-29 2023-05-04 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrogen storage and dispensing apparatus and method
CN114234696B (zh) * 2021-12-21 2024-05-28 江阴市索创工业精密制冷设备有限公司 一种35MPa加氢站冷却系统
US20230287875A1 (en) 2022-03-08 2023-09-14 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for cryogenic pump cooldown
US11946599B2 (en) 2022-06-08 2024-04-02 Air Products And Chemicals, Inc. Apparatus and method for hydrogen fuel dispensing

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1339431A (en) * 1919-06-06 1920-05-11 U S Ind Alcohol Company Compression, storage, &c., of ethylene
CN87103067B (zh) * 1987-04-28 1988-11-09 北京市城市建设工程设计院 液化气降温压力储存方法
US5409046A (en) * 1989-10-02 1995-04-25 Swenson; Paul F. System for fast-filling compressed natural gas powered vehicles
JP2514528Y2 (ja) * 1990-10-12 1996-10-23 大陽東洋酸素株式会社 液化ガス供給配管の予冷装置
JP2959947B2 (ja) * 1994-02-28 1999-10-06 信越石英株式会社 原料ガス供給方法及び装置
US5588472A (en) * 1995-06-14 1996-12-31 Morton International, Inc. Method for combined gas fill and proof test of pressure vessels
JPH10185090A (ja) * 1996-12-25 1998-07-14 Tokyo Gas Co Ltd ガス燃料中継設備
US5960636A (en) 1997-11-14 1999-10-05 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for precooling a mass prior to immersion in a cryogenic liquid
CA2298137A1 (en) * 1999-02-08 2000-08-08 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Fast fill method and apparatus
US6631615B2 (en) * 2000-10-13 2003-10-14 Chart Inc. Storage pressure and heat management system for bulk transfers of cryogenic liquids
US6439278B1 (en) * 2001-03-16 2002-08-27 Neogas Inc. Compressed natural gas dispensing system
FR2829401B1 (fr) * 2001-09-13 2003-12-19 Technip Cie Procede et installation de fractionnement de gaz de la pyrolyse d'hydrocarbures
US6427483B1 (en) 2001-11-09 2002-08-06 Praxair Technology, Inc. Cryogenic industrial gas refrigeration system
US6619336B2 (en) * 2002-02-14 2003-09-16 Air Products And Chemicals, Inc. System and method for dispensing pressurized gas
US6672104B2 (en) 2002-03-28 2004-01-06 Exxonmobil Upstream Research Company Reliquefaction of boil-off from liquefied natural gas
EP1593905A2 (en) 2002-09-25 2005-11-09 Taiyo Nippon Sanso Corporation Apparatus and method for filling a fuel tank with a compressed gas like hydrogen by controlling flow and temperatrure
US6810924B2 (en) * 2003-03-17 2004-11-02 Praxair Technology, Inc. Compressed gas stream introduction method and filling station
GB0400986D0 (en) * 2004-01-16 2004-02-18 Cryostar France Sa Compressor
US20070079892A1 (en) * 2005-10-10 2007-04-12 Cohen Joseph P Gas filling system
US8156970B2 (en) * 2005-10-10 2012-04-17 Air Products And Chemicals, Inc. Temperature-compensated dispensing of compressed gases
US7568507B2 (en) * 2005-12-06 2009-08-04 Air Products And Chemicals, Inc. Diagnostic method and apparatus for a pressurized gas supply system
RU2452908C2 (ru) * 2006-09-22 2012-06-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ и устройство для получения охлажденного потока углеводородов
CN201161923Y (zh) * 2006-12-25 2008-12-10 安瑞科(廊坊)能源装备集成有限公司 液压式天然气汽车加气子站系统
JP5374022B2 (ja) 2007-02-13 2013-12-25 三菱重工業株式会社 水素供給ステーション
EP2160539B1 (en) * 2007-03-02 2017-05-03 Enersea Transport LLC Apparatus and method for flowing compressed fluids into and out of containment
FR2928716B1 (fr) 2008-03-11 2012-12-28 Air Liquide Dispositif et procede de remplissage d'un gaz sous pression dans un reservoir
JP5489573B2 (ja) 2009-07-30 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 ガス充填システム及びガス充填装置
NO332687B1 (no) 2009-10-21 2012-12-10 Nel Hydrogen As Fremgangsmate for operasjonen og styring ved gassfylling
CN101832467B (zh) * 2010-06-03 2011-09-14 浙江大学 基于温升与能耗控制的加氢站氢气优化加注方法及其系统
US9261238B2 (en) * 2012-07-06 2016-02-16 Air Products And Chemicals, Inc. Method for dispensing a gas

Also Published As

Publication number Publication date
ES2675152T3 (es) 2018-07-09
CA2819750A1 (en) 2014-01-06
EP2682664A3 (en) 2015-03-11
JP2017015262A (ja) 2017-01-19
CN103542568A (zh) 2014-01-29
US20160003415A1 (en) 2016-01-07
KR101426659B1 (ko) 2014-08-05
JP2014016033A (ja) 2014-01-30
CN103542568B (zh) 2016-05-25
EP2682664B1 (en) 2018-06-20
US9261238B2 (en) 2016-02-16
US20140007975A1 (en) 2014-01-09
CA2819750C (en) 2015-07-28
EP2682664A2 (en) 2014-01-08
KR20140005787A (ko) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6313386B2 (ja) ガスの供給方法
KR102520436B1 (ko) 비석유 연료의 온도를 제어하기 위한 유체 바이패스 방법 및 시스템
JP6797817B2 (ja) タンクに加圧ガスを充填する方法
Cebolla et al. Effect of precooled inlet gas temperature and mass flow rate on final state of charge during hydrogen vehicle refueling
JP6199083B2 (ja) 水素ガス充填設備および水素ガス充填方法
US8671997B2 (en) Device and method for filling a container with a gas under pressure
JP4913427B2 (ja) 水素ガスの充填方法及び装置
WO2017040550A1 (en) Gas fueling systems and methods with minimum and/or no cooling
CN110792921A (zh) 向容器加注加压气体的装置和方法
JP2015537170A (ja) 圧力下にある気体の媒体を貯蔵容器に充填する方法及び充填装置
EP4019824B1 (en) System and method for pre-cooling fuel dispenser
EP3604893B1 (en) Device and process for refuelling containers with pressurized gas
CN110809691A (zh) 用于填充加压气体储罐的站和方法
JP2016133142A (ja) 水素ステーション
EP3604891A1 (en) Device and process for refuelling containers with pressurized gas
EP3604890A1 (en) Device and process for refuelling containers with pressurized gas
EP3604892B1 (en) Device and process for refuelling containers with pressurized gas
KR20220056809A (ko) 압축 가스를 형성 및 분배하기 위한 방법 및 시스템
Hastings et al. Characteristics of Subcooled Liquid Methane During Passage Through a Spray-Bar Joule-Thompson Thermodynamic Vent System
Nutter et al. An experimental investigation of the use of an auxiliary heater to promote more vapor generation during flash boiling of HCFC-22
Millis Design factors for applying cryogen storage and delivery technology to solar thermal propulsion
Mazzucco et al. A compressed hydrogen gas storage system with an integrated phase change material
Frank Cryogen requirements for on-orbit cool-down and replenishment of SIRTF

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180220

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180322

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6313386

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250