KR20200023368A - 가압 가스 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법 - Google Patents

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KR20200023368A
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진-자퀴스 쵸래트
티바우트 프랑코이스
니콜라스 쟈닌
띠에리 오뜨
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레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레？드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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Abstract

가압 가스 탱크(2)를 충전하기 위한 스테이션으로서, 적어도 하나의 가스 소스(3)에 연결된 상류 단부, 및 하류 단부를 갖는 충전 회로(4)를 포함하며, 충전 회로(4)는 소스(3)로부터 나오는 가스를 압축하기 위한 장치(5)를 포함하고, 충전 스테이션은, 가압 가스와 냉각 유체 사이의 열 교환을 제공하도록 구성된 충전 회로(4)에 위치된 열교환기(6)를 포함하는, 압축 가스를 냉각하기 위한 장치(6, 7)를 포함하며, 냉각 장치(6, 7)는 냉각 유체를 구성하는 극저온 액체의 저장소(7); 및 가압 가스로부터의 열을 극저온 액체에 전달하기 위해, 극저온 액체의 저장소(7)를 열교환기(6)에 연결하는 냉각 회로(8)를 포함하고, 냉각 회로(8)는 저장소(7)로부터의 기화된 가스를 포함하는 체적을 열교환기(6)에 연결하는 가스 샘플링 라인(9)을 더 포함한다.

Description

가압 가스 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법
본 발명은 탱크 또는 탱크들을 충전(filling)하기 위한 스테이션(station) 및 방법에 관한 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 가압 가스 탱크, 특히 차량의 수소 탱크를 충전하기 위한 스테이션에 관한 것으로서, 적어도 하나의 가스 소스에 연결된 상류 단부, 및 충전될 적어도 하나의 탱크에 연결되도록 의도된 하류 단부를 갖는 충전 회로를 포함하며, 충전 회로는 소스로부터의 가스를 압축하기 위한 장치를 포함하고, 충전 스테이션은 가압 가스와 냉각 유체 사이의 열 교환을 보장하도록 구성된 충전 회로에 위치된 열교환기를 포함하는, 압축 가스를 냉각하기 위한 장치를 포함하며, 냉각 장치는, 냉각 유체를 구성하는 극저온 액체의 저장소, 및 극저온 액체로부터의 프리고리(frigory)를 가압 가스로 전달하기 위해 극저온 액체의 저장소를 열교환기에 연결하는 냉각 회로를 포함한다.
가압 수소 가스 탱크의 급속 충전 동안 냉각 작업을 수행하는 것은 알려진 관행이다.
이는 일반적으로 값비싼 냉각 장치가 필요하다. 또한, 주택가와 가까운 도시 환경에서 충전 스테이션을 설치하는 것은 스테이션으로부터의 소음을 줄이는 것이 필요하다.
알려진 솔루션은 액체 질소 냉각 시스템을 사용한다. 액체 질소 및 해당 열교환기의 관리가 불충분하게 최적화될 수 있기 때문에, 다른 솔루션은 자율 냉각 장치를 사용한다.
본 발명의 목적은 전술한 종래기술의 단점의 일부 또는 전부를 완화시키는 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 스테이션은, 또한 위의 전제부에서 이에 주어진 일반적인 정의에 따라, 기화된 극저온 냉각 유체로부터의 프리고리를 열교환기로 전달하기 위해, 냉각 회로가 저장소로부터의 기화된 가스를 포함하는 체적을 열교환기에 연결하는 가스 인출(withdrawal) 라인을 더 포함하는 것을 본질적으로 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시형태는 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 인출 라인은 밸브, 특히 파일럿 밸브를 포함하고,
- 인출 라인은 냉각 회로에 연결된 단부를 가지며,
- 냉각 회로는, 특히 압축 장치의 하나 이상의 압축 챔버와 냉각 유체의 열 교환에 의해 그리고 극저온 유체로부터의 프리고리를 압축 장치로 전달하기 위해, 열교환기의 배출구를 압축 장치에 연결하는 부분을 열교환기의 하류에서 포함하고,
- 냉각 회로는, 교환기의 상류 및/또는 하류에서 충전 회로와의 열 교환을 보장하는 덮개(jacket)를 열교환기의 배출구의 하류에서 포함하며,
- 냉각 회로는, 기화된 극저온 유체를 회수하기 위한 탱크에 압축 장치의 배출구를 연결하는 부분을 압축 장치의 하류에서 포함하고,
- 극저온 냉각 유체는 질소를 포함한다.
또한, 본 발명은 충전 스테이션에 의해, 탱크를 가압 가스로 충전하기 위한, 특히 차량의 탱크를 수소로 충전하기 위한 방법에 관한 것으로서, 충전 스테이션은, 적어도 하나의 가스 소스에 연결된 상류 단부, 및 충전될 적어도 하나의 탱크에 연결되도록 의도된 하류 단부를 구비한 충전 회로를 포함하며, 충전 회로는 소스로부터의 가스를 압축하기 위한 장치를 포함하고, 충전 스테이션은, 액화 극저온 유체 저장소의 액화 극저온 냉각 유체와 가압 가스 사이의 열 교환을 가능하게 하도록 구성된 충전 회로에 위치된 열교환기를 포함하는, 압축 가스를 냉각하기 위한 장치를 포함하며, 방법은 저장소의 기화된 극저온 유체와 열교환기 간에 프리고리를 전달하는 단계를 포함한다.
다른 구체적인 특징에 따라:
- 저장소의 기화된 극저온 유체와 열교환기 간에 프리고리를 전달하는 단계는 가압 가스와 액화 극저온 냉각 유체 사이의 열 교환과 별개의 시간에 수행되고,
- 저장소의 기화된 극저온 유체와 열교환기 간에 프리고리를 전달하는 단계는 가스 소스로부터의 유체를 충전될 탱크로 전달하는 2개의 단계 사이에 수행되며, 즉 충전 전에 또는 2개의 충전 작업 사이에 열교환기를 저온으로 유지시키기 위해 수행되며,
- 열교환기는 기화된 극저온 유체와 열교환기 간에 프리고리를 전달하는 단계에 의해 -30℃ 내지 -50℃의 온도로 유지되고,
- 방법은 전기 캐비닛, 유압 동력 소스, 유체 전달 라인의 스테이션의 요소 중 적어도 하나와 저장소의 기화된 극저온 유체 간에 프리고리를 전달하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 위 또는 아래의 특징의 임의의 조합을 포함하는 임의의 대안적인 장치 또는 방법에 관한 것일 수 있다.
다른 구체적인 특징 및 장점은 본 발명의 구조 및 작동의 하나의 가능한 실시예를 나타내는 단일 도면을 참조로 주어진 이하의 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도면에 도시된 충전 스테이션(1)은 통상적으로, 적어도 하나의 가스 소스(3)에 연결된 상류 단부, 및 충전될 적어도 하나의 탱크(2)에 연결되도록 의도된 적어도 하나의 하류 단부를 갖는 충전 회로(4)를 포함한다. "상류" 및 "하류"라는 용어는 유체의 유동 방향을 지칭한다.
가스 소스(3)는 하나 이상의 가압 가스 저장소(특히, 캐스케이드(cascade) 압력 평형 단계를 가능하게 하도록 병렬로 연결된 저장소들), 액화 가스의 소스, 기화기, 전해조 등 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
충전 회로(4)는 소스(3)로부터의 가스를 압축하기 위한 장치(5), 예를 들어 적어도 하나의 압축기를 포함한다.
압축기(5)의 하류에서, 스테이션(1)은 충전 회로(4)에 위치된 열교환기(6)를 포함하는, 압축 가스를 냉각하기 위한 장치를 더 포함한다.
통상적으로, 교환기(6)는 -196℃ 내지 -200℃에서, 냉각 유체(특히, 액체 질소)와 가압 가스 사이의 간접 열 교환을 보장하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 냉각 장치는 극저온 유체(액체 질소 또는 적절한 다른 것)의 저장소(7), 및 극저온 유체 프리고리를 가압 가스로 전달하기 위해 극저온 유체 저장소(7)를 열교환기(6)에 연결하는 냉각 회로(8)를 포함한다. 즉, 냉각 회로는 탱크(2)로 전달되는 가스를 냉각하기 위해 열교환기(6)로 이송되는 액체를 저장소(7)로부터 인출하기 위한 라인을 포함한다. 예를 들어, 가스는 충전 상태에 따라, 고정 또는 가변 목표 온도(예를 들어, -40℃ 내지 -20℃)로 냉각된다.
바람직하게는, 냉각 교환기(6)는 충분한 열 관성을 보장하도록 냉장실(cold store)(프리고리 저장소)을 형성하는 대량의 재료(금속 또는 기타)를 갖거나 이와 연관된다.
하나의 유리한 구체적인 특징에 따라, 냉각 회로(8)는, 기화된 극저온 유체로부터의 프리고리를 열교환기(6)로 전달하기 위해, 저장소(7)로부터의 기화된 가스를 포함하는 체적을 (바람직하게는 밸브(10)를 통해) 열교환기(6)에 연결하는 가스 인출 라인(9)을 포함한다. 즉, 가스 인출 라인(9)은 액체 인출 라인과 별개이다.
액체 인출 라인(8)은 탱크(7)의 하부 부분에 연결될 수 있는 반면에, 가스 인출 라인은 탱크(7)의 상부 부분에 연결될 수 있다.
수소 충전 동안, (냉각 회로(8)에서 액체의 순환을 통해) 많은 프리고리를 교환기(6)로 이동시킬 필요가 있을 수 있다.
성능을 최적화하기 위해, 특히 충전 단계를 제외하고, 교환기(6)를 저온으로 유지시키는 것이 필요할 수 있다. 따라서, 이러한 기화된 가스의 이용을 통해, 저온 상태의 유지가 이루어질 수 있다.
교환기(6)는 예를 들어, -30℃ 내지 -50℃로 유지될 수 있다. 이는 질소 소비량을 최적화할 수 있게 하고, 스테이션(1)의 냉각 시간을 감소시키면서 불필요한 손실을 방지할 수 있게 한다.
예를 들어, 도시된 바와 같이, 가스 인출 라인(9)의 상류 단부는 (기상(gas phase)을 수용하는) 탱크(7)의 상부 부분에 연결된다. 물론, 가스 인출 라인(9)은 기화된 유체("증발 가스")를 수용하는 별도의 탱크에 연결될 수 있다.
인출 라인(9)은 바람직하게는 밸브(10), 예를 들어 파일럿 밸브를 포함한다.
인출 라인(9)의 하류 단부는 예를 들어, 냉각 회로(8)에 연결된다(따라서, 이러한 2개의 회로의 일부는 공통일 수 있다).
도시된 바와 같이, 교환기(6)를 저온으로 유지시키기 위해 사용되었던 기화된 가스는 압축기(5)에서 또는 스테이션(1)의 다른 곳에서 추가로 이용될 수 있다.
따라서, 냉각 회로(8)는, 특히 압축 장치(5)의 하나 이상의 압축 챔버와의 열 교환에 의해 그리고 유체로부터의 프리고리를 압축기(5)로 전달하기 위해, 열교환기(6)의 배출구를 압축기(5)에 연결하는 부분을 열교환기(6)의 하류에서 포함할 수 있다.
유사하게, 교환기(6)의 하류에서, 전기 캐비닛, 유압 동력 소스, 유체 전달 라인 또는 임의의 다른 적절한 장치의 스테이션(1)의 요소 중 적어도 하나와 기화된 극저온 유체 간에 프리고리의 전달이 구상될 수 있다. 이것은 도면에서 회로들(8 및 4) 사이에 이중 화살표로 개략적으로 표시된다.
따라서, 열교환기(6)로 프리고리를 전달하기 위해 사용되었던 기화된 질소 또는 액체 질소는 또한 스테이션(1)의 하나 이상의 추가적인 장치를 냉각하기 위해 이용될 수 있다.
예를 들어, 냉각 회로(8)는 교환기(6)의 상류 및/또는 하류에서 충전 회로(4)와의 열 교환을 보장하는 덮개를 열교환기(6)의 배출구의 하류에서 포함한다. 예를 들어, 덮개는 냉각될 요소 또는 가스 회로와 냉각 회로 유체를 분리시키고, 덮개는 이러한 2개의 독립체 간의 열 교환을 가능하게 하도록 구성된다.
마지막으로, 이러한 저장 가열된 질소 가스(11)는 압축기(들)(5)의 중간 단계에서 챔버(들)와 같은 구성 요소의 불활성화를 위해, 그리고 또한 스테이션(1)을 조절하기 위한 밸브(들)를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
나머지는 배출구로 배출될 수 있다.

Claims (12)

  1. 가압 가스 탱크(2), 특히 차량의 수소 탱크를 충전하기 위한 스테이션으로서,
    적어도 하나의 가스 소스(3)에 연결된 상류 단부, 및 충전될 적어도 하나의 탱크(2)에 연결되도록 의도된 하류 단부를 갖는 충전 회로(4)를 포함하며,
    상기 충전 회로(4)는 상기 소스(3)로부터의 상기 가스를 압축하기 위한 장치(5)를 포함하고,
    상기 충전 스테이션은 상기 가압 가스와 냉각 유체 사이의 열 교환을 보장하도록 구성된 상기 충전 회로(4)에 위치된 열교환기(6)를 포함하는, 상기 압축 가스를 냉각하기 위한 장치(6, 7)를 포함하며,
    상기 냉각 장치(6, 7)는,
    상기 냉각 유체를 구성하는 극저온 액체의 저장소(7); 및
    상기 극저온 액체로부터의 프리고리를 상기 가압 가스로 전달하기 위해, 상기 저장소로부터의 액체를 상기 열교환기(6)로 전달하는, 상기 저장소로부터의 액체를 인출하기 위한 라인을 통해, 상기 극저온 액체의 저장소(7)를 상기 열교환기(6)에 연결하는 냉각 회로(8)를 포함하고,
    상기 냉각 회로(8)는, 상기 기화된 극저온 냉각 유체로부터의 프리고리를 상기 열교환기(6)로 전달하기 위해, 상기 저장소(7)의 기화된 가스를 포함하는 체적을 상기 열교환기(6)에 연결하는 가스 인출 라인(9)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    가압 가스 탱크(2), 특히 차량의 수소 탱크를 충전하기 위한 스테이션.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인출 라인(9)은 밸브(10), 특히 파일럿 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 인출 라인(9)은 상기 냉각 회로(8)에 연결된 단부를 갖는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 회로(8)는, 특히 상기 압축 장치(5)의 하나 이상의 압축 챔버와 상기 냉각 유체의 열 교환에 의해 그리고 상기 극저온 유체로부터의 프리고리를 상기 압축 장치(5)로 전달하기 위해, 상기 열교환기(6)의 배출구를 상기 압축 장치(5)에 연결하는 부분을 상기 열교환기(6)의 하류에서 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각 회로(8)는, 상기 교환기(6)의 상류 및/또는 하류에서 상기 충전 회로(4)와의 열 교환을 보장하는 덮개를 상기 열교환기(6)의 상기 배출구의 하류에서 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 냉각 회로(8)는 기화된 극저온 유체를 회수하기 위한 탱크(11)에 상기 압축 장치(5)의 배출구를 연결하는 부분을 상기 압축 장치(5)의 하류에서 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 극저온 냉각 유체는 질소를 포함하는 것을 특징으로 하는, 스테이션.
  8. 충전 스테이션(1)에 의해, 탱크(2)를 가압 가스로 충전하기 위한, 특히 차량의 탱크(2)를 수소로 충전하기 위한 방법으로서,
    상기 충전 스테이션(1)은, 적어도 하나의 가스 소스(3)에 연결된 상류 단부, 및 충전될 적어도 하나의 탱크(2)에 연결되도록 의도된 하류 단부를 구비한 충전 회로(4)를 포함하며,
    상기 충전 회로(4)는 상기 소스(3)로부터의 상기 가스를 압축하기 위한 장치(5)를 포함하고,
    상기 충전 스테이션은, 열교환기(6)로 공급되는 액체를 액화 극저온 유체 저장소(7)로부터 인출하기 위한 라인을 통해, 상기 액화 극저온 유체 저장소(7)의 액화 극저온 냉각 유체와 상기 가압 가스 사이의 열 교환을 가능하게 하도록 구성된 상기 충전 회로(4)에 위치된 상기 열교환기(6)를 포함하는, 상기 압축 가스를 냉각하기 위한 장치(6, 7)를 포함하며,
    상기 방법은 상기 저장소(7)의 기화된 극저온 유체와 상기 열교환기(6) 간에 프리고리를 전달하는 단계를 포함하는,
    충전 스테이션(1)에 의해, 탱크(2)를 가압 가스로 충전하기 위한, 특히 차량의 탱크(2)를 수소로 충전하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 저장소(7)의 상기 기화된 극저온 유체와 상기 열교환기(6) 간에 프리고리를 전달하는 단계는 상기 가압 가스와 상기 액화 극저온 냉각 유체 사이의 상기 열 교환과 별개의 시간에 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 저장소(7)의 기화된 극저온 유체와 상기 열교환기(6) 간에 프리고리를 전달하는 단계는 상기 가스 소스(3)로부터의 유체를 충전될 상기 탱크(2)로 전달하는 2개의 단계 사이에 수행되며, 즉 충전 전에 또는 2개의 충전 작업 사이에 상기 열교환기(6)를 저온으로 유지시키기 위해 수행되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열교환기(6)는 기화된 극저온 유체와 상기 열교환기(6) 간에 프리고리를 전달하는 단계에 의해 -30℃ 내지 -50℃의 온도로 유지되는 것을 특징으로 하는, 방법.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    전기 캐비닛, 유압 동력 소스, 유체 전달 라인의 상기 스테이션(1)의 요소 중 적어도 하나와 상기 저장소(7)의 기화된 극저온 유체 간에 프리고리를 전달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021004689B8 (de) * 2021-09-16 2023-03-30 Messer Se & Co. Kgaa Vorrichtung und Verfahren zum Betanken eines Fahrzeugtanks mit komprimiertem gasförmigem Wasserstoff
DE102022000752A1 (de) 2022-03-03 2023-09-07 Messer Se & Co. Kgaa Vorrichtung und Verfahren zum Befüllen eines Behälters mit komprimierten gasförmigem Wasserstoff

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN200975826Y (zh) * 2006-11-30 2007-11-14 牛东 一种工业废气回收液化装置
FR2960041B1 (fr) * 2010-05-11 2013-07-05 Air Liquide Dispositif et procede de remplissage d'un gaz sous pression dans un reservoir
FR3008165B1 (fr) * 2013-07-05 2017-10-27 Air Liquide Procede et station de remplissage de reservoir de gaz
CN203928485U (zh) * 2014-05-13 2014-11-05 上海安悦节能技术有限公司 液氮汽化冷回收系统
DE102014015987A1 (de) * 2014-10-28 2016-04-28 Linde Aktiengesellschaft Boil-Off-Gas-Management an Wasserstoff-Tankstellen
JP6415329B2 (ja) * 2015-01-09 2018-10-31 三菱重工エンジニアリング株式会社 ガス液化装置及びガス液化方法
FR3033867B1 (fr) * 2015-03-17 2018-06-29 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Procede de remplissage de reservoirs avec du gaz sous pression

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