KR101361880B1 - 압력 가스 콘테이너를 충전시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

압력 가스 콘테이너를 충전시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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로랑 알리디에르
자야-씨트라 프레갸잠
또마스 샤르보노
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

충전 전에 선택되거나 계산된 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안, 정해진 온도(T)에서 고압(Psh)인 압력의 가스 공급원(2)으로부터 압력 가스 콘테이너(1)를 충전시키기 위한 본 발명의 방법은 공급원(2)과 콘테이너(1) 사이에 유체 통로(3)의 형태로 연결을 형성하고, 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안 복수의 통로 개방(O)-폐쇄(F) 시퀀스를 수행하는 것을 포함하고, 콘테이너(1)에서 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)는 시간(t)에 따라 충전 시간(Dab) 동안 충전 이전에 측정된 압력(Pci)과 충전 이후에 측정된 압력(Pcf)을 연결하는 이론적인 직선(AB)을 따르고, 미리 정해진 충전 시간(Dab)은 2초 내지 수백초의 범위 및 바람직하게는 5초 내지 20초 범위의 각각의 정해진 기간을 갖는 복수의 하위 시간 간격(dti)으로 분할된다.
충전 시간, 가스 공급원, 압력 가스, 통로, 충전 라인

Description

압력 가스 콘테이너를 충전시키기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND DEVICE FOR FILLING PRESSURE GAS CONTAINERS}
본 발명은 압력 가스 콘테이너를 충전시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 특히 가압된 가스 실린더 또는 탱크 등의 콘테이너를 충전시키기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
예를 들어 수소 가스로 주행하는 자동차에 탑재된 고압 용기의 충전은 자동차가 움직이지 못하는 시간을 줄이기 위해서 가능한 빠르게 수행되어야 한다.
이러한 용기 또는 탱크의 최종 작동 압력은 통상적으로 350 bar 내지 700 bar 사이이다.
탱크 내의 가스 압축의 실질적인 단열 특성과 높은 최종 압력 때문에, 탱크 내의 가스 온도는 빠르게 상승하고 탱크의 복합 구조에 손상을 입히는 원인이 된다.
그러므로, 이러한 온도 상승을 최대 허용 온도(통상적으로 약 85 ℃)인 탱크의 설계 온도로 제한하는 것이 중요하다.
이러한 충전 온도를 제어하기 위해 공지된 해결책으로는, 과열의 경우 충전을 중단시키는 것이 있다.
또 다른 해결책은 과도한 온도 상승을 일으킬 수 있는 유속보다 더 낮게 유지되도록 충전 속도를 제어하는 것이다.
이러한 두 가지 종래의 방법은 탱크에 공급되는 가스의 유속을 제어해야하기 때문에 매우 비싼 고압 제어 밸브를 사용해야 한다.
이러한 종래의 해결책에서, 제1 실시예는 제어 밸브의 상류측이나 하류측에서 직접 가스 유속을 제어한다.
유량계를 이용하지 않는 제2 실시예는 제어 밸브의 하류측에서 압력 상승 비율을 제어한다(압력 상승 비율은 시간에 대한 밸브의 하류측 압력의 도함수이다).
통상적으로 충전은 압력 가스 저장소에서부터 수행된다. 그러므로, 종래 기술의 해결책에서 피충전 탱크(밸브의 하류측)에서 압력이 상승하면 공급원에서의 압력은 감소한다. 그러므로, 밸브의 동적인 제어 범위가 매우 중요한데, 유속 또는 일정한 온도 상승을 제어해야 하지만 밸브의 상류측 압력이나 밸브의 하류측 압력 어느 것도 일정하지 않기 때문이다. 따라서, 밸브 제어 루프에서는 비교적 긴 조절 시간이 요구되고, 넓은 개폐 동적 범위를 갖는 제어 밸브가 요구된다. 밸브 제어 루프의 부실한 조절로 인해 충전 말미에 목표 압력에 도달하는 것이 방해받거나, 계획된 충전 시간 전에 목표 압력에 도달할 경우 탱크의 과열이 유발된다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 모든 또는 일부 결점을 극복하는 압력 가스 콘테이너를 충전시키기 위한 방법을 제안하는 것이다.
이러한 목적은, 특히 충전 이전에 선택되거나 계산된 미리 정해진 충전 시간 동안에 미리 정해진 온도에서 고압인 압력의 가스 공급원으로부터 압력 가스 콘테이너를 충전시키는 방법에서, 콘테이너는 충전 전의 미리 정해진 초기 내부 압력 및 충전 후의 미리 정해진 최종 압력을 가지며, 공급원과 콘테이너 사이에 유체 통로의 형태로 연결이 이루어지고, 미리 정해진 충전 시간 중 미리 정해진 하위 시간 간격 동안에 복수의 통로 개방 및 폐쇄 시퀀스가 수행되고, 상기 하위 시간 간격과 이에 대응하는 개방 및 폐쇄 시퀀스는 미리 정해진 충전 시간 동안 콘테이너의 현재 압력의 커브가 충전 시간 동안 충전 전에 측정된 압력과 충전 후에 측정된 압력을 연결하는 이론 라인을 시간의 함수로서 따르도록 수치 결정되고, 미리 정해진 충전 시간은 미리 정해진 기간을 가지는 2초 내지 수백초의 범위, 바람직하게는 5초 내지 20초의 범위의 여러개의 하위 시간 간격으로 분할됨으로써 달성된다.
또한, 본 발명은
- 시간의 함수로서 콘테이너의 현재 압력의 커브의 말미는 충전 전의 압력과 충전 후의 압력을 연결하는 이론 라인의 말미와 실질적으로 각각 합쳐지며,
- 상기 방법은, 각각의 하위 시간 간격 동안 하위 시간 간격의 시작시 통로를 개방하는 제1 단계와, 그런 후에 콘테이너 내의 현재 압력이 이러한 충전 시간에서 이론 라인에 의해 주어진 압력 값에 적어도 근접한, 바람직하게는 동일한 미리 정해진 값에 도달할 때의 시간에서 통로를 페쇄하는 제2 단계를 포함하며, 통로는 하위 시간 간격의 말미까지 폐쇄된 채 유지되고,
- 하위 시간 간격과 이에 대응하는 개방 및 폐쇄 시퀀스는, 실질적으로 미리 정해진 충전 시간 동안 주어진 충전 시간에서 시간의 함수로서 콘테이너에서의 현재 압력의 커브가 30 bar 미만, 바람직하게는 10 bar 미만이거나 상기 충전 시간에서 이론 라인에 의해 주어진 압력 값의 20% 미만, 바람직하게는 5% 미만인 압력 값만큼 이론 라인(AB)으로부터 벗어나도록 수치 결정되고,
- 충전 시간은 미리 정해진 기간을 가지는 2초 내지 수백초 범위, 바람직하게는 5초 내지 20초 범위의 여러 개의 하위 시간 간격으로 분할되고,
- 충전은 오로지 콘테이너의 현재 압력을 이용하여서만 제어되며,
- 주위 온도 및 콘테이너의 초기 압력은 충전 전에 측정되고,
- 최종 충전 압력은 원하는 충전 시간의 함수로서 계산되고,
- 콘테이너는 초기 내부 압력과, 주위 온도와, 충전 후의 최종 압력의 함수로서 계산된 온도에서 충전되며, 계산된 충전 온도는 가능한 주위 온도보다 낮은 특징들 중 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다.
다른 특징에 따르면, 본원 발명의 방법은
- 주위 충전 온도를 결정하는 단계와,
- 충전 전에 콘테이너의 초기 내부 압력을 결정하는 단계와,
- 충전 동안 콘테이너 내로 유입될 가스의 양을 선택하는 단계 및/또는 최대 충전 허용 시간을 선택하는 단계와,
- 주위 충전 온도와, 콘테이너의 초기 내부 압력과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 콘테이너의 충전 후 최종 압력을 계산하는 단계와,
- 주위 충전 온도와, 콘테이너의 초기 내부 압력과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 충전 전의 충전 시간을 결정하는 단계와,
- 콘테이너를 충전한 후의 최종 압력은 콘테이너의 공칭 충전 용량 또는 콘테이너의 설계 온도의 두 가지 조건 중 더 가혹한 조건에 대응하도록 계산되며,
- 개방 및 폐쇄 시퀀스는 유속이나 온도 조절 없이 "온-오프" 밸브 형태의 부재에 의해 수행되고,
- 개방 및 폐쇄 시퀀스는 공급원을 콘테이너에 연결시키는 충전 라인에서의 압력 측정값의 함수로서만 수행되는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 방법을 구현하며 압력 가스 콘테이너를 충전하기 위한 장치를 제공하는 것이다.
압력 가스 콘테이너를 충전시키고 전술된 특징들 중 어느 하나에 따른 방법을 구현하기 위한 장치는, 고압인 압력의 가스 공급원과, 주위 충전 온도를 측정하기 위한 수단과, 공급원과 콘테이너 사이에 유체 통로를 형성하기 위해 콘테이너에 연결되는 수단과, 통로 상의 밸브 형성 수단과, 콘테이너 내의 현재 압력을 결정하기 위한 수단과, 밸브 형성 수단과 현재 압력을 결정하기 위한 수단과 주위 온도를 측정하기 위한 수단에 연결된 데이터 처리 및 제어 수단을 포함하며, 데이터 처리 및 제어 수단은 밸브 형성 수단의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위해서 미리 정해진 충전 시간 및 충전 후의 콘테이너의 최종 압력에 대한 설정점을 계산 또는 수신하며, 충전될 콘테이너에 대해서 밸브 형성 수단은 충전 시간의 미리 정해진 하위 시간 간격 동안 통로의 복수의 개방 및 폐쇄 시퀀스를 수행하도록 제어되고, 상기 하위 시간 간격과 이에 대응하는 개방 및 폐쇄 시퀀스는, 미리 정해진 충전 시간 동안 콘테이너의 현재 압력의 커브가 시간의 함수로서 충전 시간 동안 충전 전에 측정된 압력과 충전 후에 측정된 압력을 연결하는 이론 라인과 대략 일치하도록 수치 결정되고, 밸브 형성 수단은 예를 들어 자동 제어에 의한 제1 온-오프 형태 밸브를 포함한다.
다른 가능한 특징에 따르면,
- 콘테이너에서의 현재 압력을 결정하기 위한 수단은 밸브 형성 수단의 하류측의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하며,
- 밸브 형성 수단은 미세 측정 유동 계량 밸브와 같은, 제1 밸브의 하류측에 위치한 제2 밸브를 포함하고,
- 장치는 안전 밸브 시스템과 감압 시스템 중 적어도 하나의 수단을 통로 상에 포함하며,
- 콘테이너의 오리피스에 연결되며 풀오프 방지 수단을 구비하고 콘테이너의 복합 결합 수단에 연결되기에 적합한 결합 수단을 구비한 라인이 통로에 포함된다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 도면을 참조하여 후술된 설명으로부터 더 명확히 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 예시적인 실시예를 따른 충전 시스템의 구조 및 기능을 도시하는 사시도이다.
도2 및 도3은 다양한 충전 동안 시간의 함수로서 콘테이너의 압력의 변동 커브에 대한 몇몇 예시를 도식적으로 도시한다.
도1에 도시된 압력 가스 콘테이너를 충전시키는 장치 또는 스테이션은 예를 들어 약 700 bar의 압력에서 가스를 저장하는 하나 이상의 용기 또는 실린더를 포함하는 가압 가스 공급원(2)을 포함한다. 공급원은 예를 들어 차량(20)의 탱크(1)를 충전시키기 위한 수소 가스를 포함한다. 가스 공급원(2)의 출구는 (예를 들어 약 5 mm 내지 10 mm의 유동 직경을 가지는) 비교적 넓은 통로를 갖는 제1 유동 제어 밸브(4)를 포함하는 충전 라인(11)에 연결된다. 제1 밸브(4)의 하류측에서 충전 라인(11)은 제1 밸브(4)의 하류측에 미리 정해진 압력 강하를 발생시키기 위해 제2 유동 제어 밸브(6)를 직렬로 포함한다. 직렬로된 두 개의 밸브(4, 6)는 적절한 통로(유속) 및 개폐 시스템을 가지는 예를 들어 공압의 단일 밸브로 대체될 수 있는 것을 알 수 있다.
제2 밸브(6) 하류측에서, 충전 스테이션은 제1 밸브(4)의 제어 수단(6)에 연결된 압력 센서(5) 또는 송신기(transmitter)를 포함한다. 밸브(4)의 제어 수단(6)은 충전이 진행되는 주위 온도(T) 등의 기타 데이터도 수신할 수 있다. 충전 라인(11)은 라인에서 과압이 발생될 경우를 위한 안전 밸브(7) 및 라인(11)에서 감압이 발생될 경우를 위한 밸브(8)를 포함한다. 하류측에서 라인(11)은 호스(12)에 연결된 풀 오프(pulloff) 방지 시스템(9)을 포함하는 것이 바람직한데, 호스의 단부는 차량(20)의 탱크와 같은 피충전 탱크(1) 또는 피충전 탱크(1)의 회로와 직접 협동하도록 구성된 커넥터(10)를 포함한다.
예시적인 충전은 다음과 같이 이루어질 수 있다. 충전을 하기 전에, 충전 스테이션은 압력 센서(5)에 의한 압력 측정치와 주위의 충전 온도 측정치(T)를 이용하여 차량(20)의 탱크(1)의 초기 압력(Pci)을 자동으로 결정할 수 있다. 이러한 변수와, 원하는 충전 시간 및/또는 원하는 가스의 양 등의 기타 선택적인 충전 변수에 따라, 스테이션[예를 들어 데이터 처리 수단(6)]은 탱크(1)에서 도달될 최종 압력(Pcf)과 이에 대응하는 충전 시간(Dab)을 자동으로 계산할 수 있다.
그러므로, 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 시스템은 탱크(1)에 대해서 시작 시간(ta)에 초기 압력(Pci)을 갖는 시작 지점 A를 정하고, 경과된 시간(tb)에 최종 압력(Pcf)을 갖는 종료 지점 B를 정할 수 있다[충전 시간(Dab) = tb-ta]. 이상적으로는, 충전은 시작 지점 A와 종료 지점 B의 두 개 지점을 연결하는 이론 라인(AB)을 따를 수 있다.
특정한 유리한 특징에 따르면 제1 밸브(4)는 개방(O) 및 폐쇄(F)를 연속적으로 수행하여 제어되고, 제2 밸브(6)는 개방된 채 유지된다.
제1 밸브(4)는 계획된 충전 시간(Dab)을 예를 들어 약 5 내지 20초의 짧은 기간(도2 참조)을 각각 가지는 몇 개의 하위 간격(sub-interval)으로 분할하여 제어되는 것이 바람직하다. 하위 시간 간격(dti)은 동일하거나 상이한 기간을 가질 수 있다.
각각의 하위 시간 간격(dti)에 대해서 제어 수단(6)은 이론 라인(AB)에 의해 얻어질 수 있는 압력 증가에 대응하는 압력 차이(dp; 도2 참조)를 계산한다. 제1 제어 밸브(4)는 각각의 하위 시간 간격(dti)의 시작시 개방(O)되고 이러한 압력 차(dp의 증가)가 도달될 때까지(도2 참조) 개방된 채 유지된다. 제1 밸브(4)는 이러한 압력 차(dp)에 도달되거나[예, 도2에서 지점(H)], 적어도 상기 압력 차(dp)에 근접한 값(더 높거나 더 낮은 값)에 도달할 때 폐쇄(F)된다.
제2 밸브(6)는 미세측정 계량 밸브(micrometric metering valve)인 것이 바람직하며, 그 유속은 각각의 하위 시간 간격(dti)의 말미에서 제1 밸브(4)의 폐쇄를 허용하도록 조절된다. 이러한 조절은 비어 있는 탱크를 완전히 충전시켜 스테이션을 구현하는 동안 이루어짐으로써, 밸브는 모든 구간(dti)에서, 특히 충전 말미에 폐쇄된다. 도2에 도시된 비제한적인 예시에서, 시작 지점 A(ta)와 종료 지점 B(tb) 사이의 압력 차(Pcf-Pci)는 8개의 동일한 하위 시간 간격(dti)으로 분할되고, 각각의 구간은 Dab=(tb-ta)/8 기간과, DP=(Pcf-Pci)/8의 압력 차를 가진다.
그러므로, 각각의 하위 시간 간격(dti)의 시작시에 제1 밸브(4)는 (O 단계에서) 개방된 다음, "목표 압력(dpi)"이 (H 지점에) 도달되자마자 폐쇄된다. 그런 다음, 밸브(4)는 하위 시간 간격의 말미까지 폐쇄된 채 유지된다.
이러한 방식으로 탱크(1)의 충전을 제어하는 역할을 하는 밸브(4)는 온-오프 타입의 자동 밸브일 수 있으므로 민감하고 비안정적인 비싼 고압 유동 제어 밸브가 필요 없게 된다. 본원 발명의 출원인은 이러한 충전의 결과가 제어 밸브에 의한 제어를 통해 얻어진 것과 동일하다는 것을 발견하였다.
실제로, 본원 발명의 출원인은 시작 지점 A에서부터 충전 종료 지점 B를 연결시키기 위해서 시간(t)의 함수로서 압력(P)의 커브가 취한 "경로(path)"에 상관 없이 탱크에서 최종 온도는 실질적으로 동일하므로 전달된 가스의 양이 실질적으로 동일하다는 것을 발견하였다. 그러므로 도3에 도시된 바와 같이 동일한 충전 시간(Dab)에 대해서 실질적으로 이론 라인(AB)에 근접한 두 개의 커브(C1, C2)에 있어서 충전 결과는 탱크의 최종 온도와 전달된 가스의 양의 관점에서 실질적으로 동 일하게 된다.
그러므로 본 발명에 따르면, 차량과의 데이터(압력 또는 온도) 전송 또는 통신이 불필요하다. 실제로, 스테이션의 충전 라인(11)에서 압력 측정으로 충분하다.
또한, 이러한 펄스형 충전 모드는 충전된 탱크 내의 온도를 균일하게 해주고, 부분적인 과열과 기타 온도 계층 현상(temperature stratification)을 방지한다. 충전 가스가 혼합물인 경우 본 발명에 의해 혼합물의 더 양호한 균질화가 이루어진다.
탱크 충전 요건은 다음 두 가지의 조건, 즉 "공칭 충전 용량(nominal filling capacity)" 또는 "탱크 설계 온도(tank design temperature)" 중 좀 더 엄격한 조건에 대응하는 최종 압력(Pcf)을 계산함으로써 만족되는 것이 바람직하다. 만약 최종 충전 압력이 최대 충전 압력보다 낮거나 동일할 경우, 작동은 실린더의 작동 한계 내에서 유지된다.
"탱크 설계 온도"는 사용되고 있는 탱크의 도달될 수 있는 최대 온도이며, 이러한 값은 제조업자에 의해 주어진다.
"공칭 충전 용량"은 소정 탱크에 저장될 수 있는 가스의 질량이다. 이러한 값도 제조업자에 의해 지정되며, 통상적으로 공칭 온도에서 공칭 압력의 형태로 주어진다.
입구 압력이 최대 충전 압력(Pcf)에 도달하면 충전이 중단된다.
이러한 방법은 공칭 용량 및 탱크에 대한 최대 허용 온도인 두 가지의 안전 제한 값을 만족시킨다.
실제로, 탱크의 초기 압력(Pci)은 소량의 가스를 주입하며 탱크와 커넥터 및 충전 라인의 균형을 맞춤으로써 측정될 수 있다. 주위 온도(T)도 충전 스테이션에서 측정된다. 스테이션에서 측정된 주위 온도(T)는 탱크의 주변의 대표값이어야 한다. 통상적으로, 충전 단자에서 측정된 온도는 탱크에서의 상당한 대표 온도값이지만, 이를 확인하고 선택적으로 보정을 하는 것이 유용할 수 있다.
그런 다음, 장치는 탱크의 주위 온도(T)와 초기 압력(Pci)인 측정된 변수를 이용하고, 원하는 충전 시간(Dab) 및/또는 원하는 가스의 양의 값을 이용하여 공칭 질량 또는 설계 온도에 대응하는 최대 압력을 계산한다.
충전하는 동안 가스 압력(P)은 밸브(4)의 하류측의 커넥터나 충전 라인에서 측정될 수 있다. 이러한 레벨에서 측정된 압력(P)은 충전하는 동안 탱크(1)에서의 압력과 동일하다.
그러므로, 충전은 오로지 측정된 입구 압력(P)을 이용해서만 제어될 수 있다. 따라서, 탱크 온도를 실시간으로 측정할 필요가 없다.
유리한 대안에 따르면, 충전은 "저온(cold)"에서 수행될 수 있는데, 즉 충전은 소정 온도로 냉각된 가스로 수행된다. 이러한 특정한 실시예에 따르면, 탱크로 유입되는 가스의 온도는 실린더의 작동 한계를 따르면서 초기 압력(Pci), 주위 온도(T), 최종 충전 압력(Pcf) 및 충전 시간 및/또는 피전달 가스의 양 등의 변수에 따라 계산된다.
최종 압력(Pcf)은 임의대로 설정되거나, 예를 들어 처리 조건에 따라 설정될 수 있다. 그러나, 분명한 것은 탱크에 대한 최대 허용 압력보다 더 낮아야 한다. 예를 들어, 탱크가 압력 저장 용기의 균형을 맞춘 후 충전되는 경우, 최종 압력은 용기의 저장 압력에 의해 제한되거나, 심지어 압력의 균형 맞춤 때문에 더 낮은 값으로 제한된다.
본 발명의 방법은 신속한 충전 중에서도 특별히 자동차의 신속한 충전에 특히 유용하다. 신속한 충전이란, 예를 들어 1분 내지 10분 미만의 기간 내에 수행되어야 하는 충전을 말한다. 이러한 기간은 피충전 실린더 및/또는 차량의 종류(예를 들어 스쿠터, 승용차 또는 버스)에 좌우된다.
본 발명은 가스의 종류에 상관없이 이용될 수 있다. 예를 들어, 메탄, 수소, 산소, 질소, 헬륨 등과 이용될 수 있다. 특히 차량의 응용 분야는 천연 가스, 수소 또는 천연 가스와 수소의 혼합물과 관련된다.

Claims (21)

  1. 충전 이전에 선택되거나 계산된 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안에, 미리 정해진 온도(T)에서 고압인 압력(Psh)의 가스 공급원(2)으로부터 압력 가스 콘테이너(1)를 충전시키는 방법이며,
    콘테이너(1)는 충전 전의 미리 정해진 초기 내부 압력(Pci) 및 충전 후의 미리 정해진 최종 압력(Pcf)을 가지며, 공급원(2)과 콘테이너(1) 사이에 유체 통로(3)의 형태로 연결이 이루어지고, 미리 정해진 충전 시간(Dab) 중 미리 정해진 하위 시간 간격(dti) 동안 복수의 통로 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스가 수행되고,
    상기 하위 시간 간격(dti) 및 이에 대응하는 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는 미리 정해진 충전 시간 동안에 콘테이너(1)의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)가 충전 시간(Dab) 동안 충전 전에 측정된 압력(Pci)과 충전 후에 측정된 압력(Pcf)을 연결하는 이론 라인(AB)을 시간(t)의 함수로서 따르도록 수치 결정되고,
    미리 정해진 충전 시간(Dab)은 미리 정해진 기간을 가지는 2초 내지 수백초의 범위의 여러 개의 하위 시간 간격(dti)으로 분할되는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  2. 제1항에 있어서, 시간(t)의 함수로서 콘테이너(1)의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)의 말미는 충전 전의 압력(Pci)과 충전 후의 압력(Pcf)을 연결하는 이론 라인(AB)의 말미와 실질적으로 각각 합쳐지는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테 이너 충전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 하위 시간 간격(dti) 동안 하위 시간 간격(dti)의 시작시 통로를 개방(O)하는 제1 단계와, 그런 후에 콘테이너(1) 내의 현재 압력(Pci)이 충전 시간(t)에서 이론 라인(AB)에 의해 주어진 압력 값에 적어도 근접하거나 동일한 미리 정해진 값에 도달할 때의 시간(t)에서 통로를 폐쇄(F)하는 제2 단계를 포함하며, 통로는 하위 시간 간격(dti)의 말미까지 폐쇄된 채 유지되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하위 시간 간격(dti) 및 이에 대응하는 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는, 실질적으로 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안 주어진 충전 시간(t)에서, 시간(t)의 함수로서 콘테이너(1)에서의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)가 30 bar 미만 또는 상기 충전 시간(t)에서 이론 라인(AB)에 의해 주어진 압력 값의 20% 미만인 압력 값만큼 이론 라인(AB)으로부터 벗어나도록 수치 결정되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 충전은 오로지 콘테이너(1)의 현재 압력(P)을 이용하여서만 제어되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 주위 충전 온도(T)를 결정하는 단계와,
    - 충전 전에 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)을 결정하는 단계와,
    - 충전 동안 콘테이너 내로 유입될 가스의 양을 선택하는 단계 및/또는 최대 충전 허용 시간을 선택하는 단계와,
    - 주위 충전 온도(T)와, 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 콘테이너(1)의 충전 후 최종 압력(Pcf)을 계산하는 단계와,
    - 주위 충전 온도(T)와, 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 충전 전의 충전 시간(Dab)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  7. 제6항에 있어서, 콘테이너(1)를 충전한 후의 최종 압력(Pcf)은 콘테이너(1)의 공칭 충전 용량 또는 콘테이너(1)의 설계 온도의 두 가지 조건 중 더 가혹한 조건에 대응하도록 계산되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는 유속이나 온도 조절 없이 "온-오프" 밸브 형태의 부재에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는 공급원(2)을 콘테이너(1)에 연결시키는 충전 라인에서의 압력 측정값의 함수로서만 수행되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 따른 방법을 구현하기 위한 압력 가스 콘테이너 충전 장치이며,
    고압인 압력(Psh)의 가스 공급원(2)과, 주위 충전 온도(T)를 측정하기 위한 수단과, 공급원과 콘테이너(1) 사이에 유체 통로(3)를 형성하기 위해 콘테이너(1)에 연결되는 수단과, 통로(3) 상의 밸브 형성 수단(4)과, 콘테이너(1) 내의 현재 압력(P)을 결정하기 위한 수단(5)과, 밸브 형성 수단(4)과 현재 압력(Pci)을 결정하기 위한 수단(5)과 주위 온도(T)를 측정하기 위한 수단에 연결된 데이터 처리 및 제어 수단(6)을 포함하며,
    데이터 처리 및 제어 수단(6)은 밸브 형성 수단(4)의 개방 및 폐쇄를 제어하기 위해서 미리 정해진 충전 시간(Dab) 및 충전 후의 콘테이너(1)의 최종 압력(Pcf)에 대한 설정점을 계산 또는 수신하며, 충전될 콘테이너(1)에 대해서 밸브 형성 수단(4)은 충전 시간(Dab)의 미리 정해진 하위 시간 간격(dti) 동안 통로의 복수의 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스를 수행하도록 제어되고,
    상기 하위 시간 간격(dti)과 이에 대응하는 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는, 미리 정해진 충전 시간 동안 콘테이너(1)의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)가 시간(t)의 함수로서, 충전 시간 동안 충전 전에 측정된 압력(Pci)과 충전 후에 측정된 압력(Pcf)을 연결하는 이론 라인(AB)과 일치하도록 수치 결정되고, 밸브 형성 수단은 자동 제어에 의한 제1 온-오프 형태 밸브(4)를 포함하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  11. 제10항에 있어서, 콘테이너(1)에서의 현재 압력(P)을 결정하기 위한 수단(5)은 밸브 형성 수단(4)의 하류측의 압력을 측정하는 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  12. 제10항에 있어서, 밸브 형성 수단은 미세 측정 유동 계량 밸브와 같은, 제1 밸브(4)의 하류측에 위치한 제2 밸브(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  13. 제10항에 있어서, 안전 밸브 시스템(7)과 감압 시스템(8) 중 적어도 하나를 통로(3) 상에 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  14. 제10항에 있어서, 콘테이너(1)의 오리피스에 연결되며 풀오프 방지 수단을 구비하고 콘테이너(1)의 복합 결합 수단에 연결되기에 적합한 결합 수단(10)을 구비한 라인이 통로(3)에 포함되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  15. 제4항에 있어서, 충전은 오로지 콘테이너(1)의 현재 압력(P)을 이용하여서만 제어되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    - 주위 충전 온도(T)를 결정하는 단계와,
    - 충전 전에 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)을 결정하는 단계와,
    - 충전 동안 콘테이너 내로 유입될 가스의 양을 선택하는 단계 및/또는 최대 충전 허용 시간을 선택하는 단계와,
    - 주위 충전 온도(T)와, 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 콘테이너(1)의 충전 후 최종 압력(Pcf)을 계산하는 단계와,
    - 주위 충전 온도(T)와, 콘테이너(1)의 초기 내부 압력(Pci)과, 유입될 가스의 양 및/또는 최대 허용 시간의 함수로서 충전 전의 충전 시간(Dab)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  17. 제11항에 있어서, 밸브 형성 수단은 미세 측정 유동 계량 밸브와 같은, 제1 밸브(4)의 하류측에 위치한 제2 밸브(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  18. 제17항에 있어서, 안전 밸브 시스템(7)과 감압 시스템(8) 중 적어도 하나를 통로(3) 상에 포함하는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  19. 제18항에 있어서, 콘테이너(1)의 오리피스에 연결되며 풀오프 방지 수단을 구비하고 콘테이너(1)의 복합 결합 수단에 연결되기에 적합한 결합 수단(10)을 구비한 라인이 통로(3)에 포함되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 장치.
  20. 충전 이전에 선택되거나 계산된 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안에, 미리 정해진 온도(T)에서 고압인 압력(Psh)의 가스 공급원(2)으로부터 압력 가스 콘테이너(1)를 충전시키는 방법이며,
    콘테이너(1)는 충전 전의 미리 정해진 초기 내부 압력(Pci) 및 충전 후의 미리 정해진 최종 압력(Pcf)을 가지며, 공급원(2)과 콘테이너(1) 사이에 유체 통로(3)의 형태로 연결이 이루어지고, 미리 정해진 충전 시간(Dab) 중 미리 정해진 하위 시간 간격(dti) 동안 복수의 통로 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스가 수행되고,
    상기 하위 시간 간격(dti) 및 이에 대응하는 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는 미리 정해진 충전 시간 동안에 콘테이너(1)의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)가 충전 시간(Dab) 동안 충전 전에 측정된 압력(Pci)과 충전 후에 측정된 압력(Pcf)을 연결하는 이론 라인(AB)을 시간(t)의 함수로서 따르도록 수치 결정되고,
    미리 정해진 충전 시간(Dab)은 미리 정해진 기간을 가지는 5초 내지 20초의 범위의 여러 개의 하위 시간 간격(dti)으로 분할되는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
  21. 제1항 또는 제2항에 있어서, 하위 시간 간격(dti) 및 이에 대응하는 개방(O) 및 폐쇄(F) 시퀀스는, 실질적으로 미리 정해진 충전 시간(Dab) 동안 주어진 충전 시간(t)에서, 시간(t)의 함수로서 콘테이너(1)에서의 현재 압력(Pci)의 커브(C1, C2)가 10 bar 미만 또는 상기 충전 시간(t)에서 이론 라인(AB)에 의해 주어진 압력 값의 5% 미만인 압력 값만큼 이론 라인(AB)으로부터 벗어나도록 수치 결정되는 것을 특징으로 하는 압력 가스 콘테이너 충전 방법.
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