KR20220017840A - 액화 가스로 충전하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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delivery
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얀 페넥
귀욤 프티파
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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

액화 가스로 충전하기 위한 장치로서, 유체 회로를 포함하고, 유체 회로는 액화 가스의 공급원(4)에 연결되도록 의도된 제1 단부(13) 및 피충전 탱크(5)에 연결되도록 의도된 제2 단부(23)를 포함하는 액체 전달용 제1 파이프(3), 액화 가스의 공급원(4)에 연결되도록 의도된 제1 단부(16) 및 피충전 탱크(5)에 연결되도록 의도된 제2 단부(26)를 포함하는 가스 전달용 제2 파이프(6)를 구비하고, 회로는 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)를 연결하는 적어도 하나의 제3 전달 파이프(7), 및 하나 이상의 안전 밸브의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)에 연결된 분출 장치(8)를 포함하고, 회로는 회로의 파이프 내의 유체의 스트림을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브(29)의 세트를 포함하고, 장치는 회로를 가스 플러싱하기 위한 시스템을 포함하는, 장치에 있어서, 플러싱 시스템이 가압 가스의 제1 공급원(9), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6) 모두에 병렬로 가압 가스의 제1 공급원(9)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(10, 22, 7, 40, 41, 28)의 제1 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.

Description

액화 가스로 충전하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR FILLING WITH LIQUEFIED GAS}
본 발명은 액화 가스, 특히 액체 수소로 충전하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 보다 특히 액화 가스로 충전하기 위한 장치에 관한 것으로서, 그러한 장치는 유체 회로를 포함하고, 유체 회로는 액화 가스의 공급원에 연결되도록 의도된 제1 단부 및 피충전 탱크에 연결되도록 의도된 제2 단부를 포함하는 액체 전달용 제1 파이프, 액화 가스의 공급원에 연결되도록 의도된 제1 단부 및 피충전 탱크에 연결되도록 의도된 제2 단부를 포함하는 가스 전달용 제2 파이프를 구비하고, 회로는 제1 및 제2 전달 파이프를 연결하는 적어도 하나의 제3 전달 파이프, 및 하나 이상의 안전 밸브의 세트를 통해서 제1 및 제2 전달 파이프에 연결된 분출 장치(vent device)를 포함하고, 회로는 회로의 파이프 내의 유체의 스트림을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브의 세트를 포함하고, 장치는 회로를 가스 플러싱(gas flushing)하기 위한 시스템을 포함한다.
현재, 극저온 유체를 충전하는 것은, 전달 펌프의 도움으로 또는 (하류와 상류 사이에서 양(positive)인) 압력차에 의해서, 2개의 탱크들 사이의 전달 수단에 의해서 이루어진다. 예를 들어, 액화 천연 가스 충전소는, 전달 펌프가 배치된 탱커 트럭으로부터 충전될 수 있다. 액체 질소 또는 액체 산소와 같은 유체에서도 마찬가지이다. 수소 또는 헬륨과 같이 밀도가 매우 낮은 극저온 액체에서, 단순한 압력차는 충분한 유량을 달성할 수 있게 한다. 대부분의 경우에, 유체의 일부를 증발시키는 것에 의해서 과압이 하류 탱크 내에서 생성된다. 하류 (또는 "고객") 탱크의 설치는 복수의 기능: 분자(molecule) 저장, 분자를 적절한 압력 및 유량으로 고객의 사용 장소(application)에 제공하기 위한 증발기의 도움을 이용한 가압, 탱크 배출구에서의 분자의 가열, 전달 전후의 (트럭과 정지적인 탱크 사이의) 전달 라인의 불활성화를 제공한다. 그에 따라, 현장에서("고객" 위치에서) 기체 수소 및 질소 그리고 연관된 제어부(밸브, 안전 부재, 파이핑, 등), 배출구가 일반적으로 탱크 위에 배치되는 분출부를 통해서 잔류 가스를 방출하기 위한 시스템, 접지(ground)에 대한 연결부, 안전 양태를 위한 계기 가스(instrument gas)의 공급부 등을 가질 필요가 있다. 극저온 설비의 대부분은 충분한 크기(몇 m3 내지 몇 십 m3)의 정지적인 시스템이다.
거의 대부분이 산업용인, 현재의 아키텍처 및 방법은 차량에 탑재하여 사용하기에 적합하지 않다. 이는, 부가적인 탑재 질량 및 부피와 관련된 제약이 너무 커서, 정지적인 설비의 전술한 기능의 전부를 차량에 옮길 수 없기 때문이다.
트럭과 탱크 사이에 라인을 불활성화하는 것은, 신속 충전에 있어서 너무 긴 시간(30분 이상)을 필요로 한다. 탑재형 액화 수소 기술의 개발에 대한 장애 중 하나는, 부분적으로, 공급이 용이하고 이하의 요건을 만족시키기가 용이한 충전 해결책이 존재하지 않기 때문이다: 시스템의 모든 (가요성의 또는 고정된) 라인 및 구성요소의 불활성화 및 퍼징, 건조 불활성 가스(질소, 아르곤, 헬륨 등)에 의한 공기의 방출, 다른 분자 동결을 방지하기 위한 기체 헬륨 또는 수소로 이러한 라인을 충전하는 것. 다른 요건은, 액체 공기(특히 산소)의 형성 및 가연성 물질과의 접촉을 수용하기 위해서 회로의 저온 스폿(cold spot)을 제어하는 것이다. 다른 요건은 액화 가스의 주입 온도를 정확하게 제어하는 것이다. 다른 요건은 전용 분출 시스템이다. 다른 요건은 충전 방법: 단일 충전 라인("양방향" 충전으로 지칭되는 충전), 또는 2개의 충전 라인: 유입 액체를 위한 하나의 충전 라인 및 배출 가스를 위한 다른 충전 라인("일방향" 충전으로 지칭되는 충전)에서의 융통성의 가능성이다. 다른 요건은 단일 위치에서의 중앙 집중형 제어 그리고 특히 중앙 집중형 정지 버튼, 밸브의 단순한 조작(수동적인 극저온 밸브는 일반적으로 작동이 어렵기 때문에, 가능한 경우에 비-수동적 조작)을 통한 안전(주 탱크의 격리)이다. 부가적인 요건은 장치의 기능(한편으로 저장 및 전달)과 다른 한편으로 보조적인 기능(예를 들어, 다른 한편으로 잔류 유체의 불활성화 또는 방출)을 디커플링(분리)시킬 수 있는 것이다.
본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 단점의 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명에 따른(다른 부분은 전술한 서두에 기재된 일반적인 정의에 따른다) 장치는 본질적으로, 플러싱 시스템이 가압 가스의 제1 공급원, 및 하나 이상의 밸브의 세트를 통해서 제1 및 제2 전달 파이프 모두에 병렬로 가압 가스의 제1 공급원을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프의 제1 세트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 실시예가 이하의 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 플러싱 시스템은 가압 가스의 제2 공급원, 및 하나 이상의 밸브의 세트를 통해서 제1 및 제2 전달 파이프의 모두에 병렬로 가압 가스의 제2 공급원을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프의 제2 세트를 포함하고,
- 플러싱 시스템은 가압 가스, 특히 수소의 제3 공급원, 및 하나 이상의 밸브의 세트를 통해서 제1 및 제2 전달 파이프의 모두에 병렬로 가압 가스의 제3 공급원을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프의 제3 세트를 포함하고,
- 플러싱 시스템은 흡입 부재, 특히 진공 펌프, 및 흡입 부재를 하나 이상의 밸브의 세트를 통해서 제1 및 제2 전달 파이프의 모두에 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프의 제4 세트를 포함하고,
- 플러싱 시스템은, 하나 이상의 플러싱 파이프의 세트들의 전부 또는 일부에 공통되는 적어도 하나의 파이프를 포함하고,
- 액체 전달용 제1 파이프는 격리 및/또는 유동 제어 밸브를 포함하고,
- 하나 이상의 플러싱 파이프의 하나 이상의 세트는 액체 전달용 제1 파이프의 격리 및/또는 유동 제어 밸브의 하나의 측부 또는 양 측부 상에서 제1 전달 파이프에 연결되고,
- 액체 전달용 제1 파이프는 액체-가스 혼합기를 포함하고, 장치는 가스 공급원, 및 가스 공급원을 혼합기에 연결하고 하나 이상의 밸브의 세트를 구비하는 가스 주입 파이프를 포함하며,
- 장치는 케이싱 또는 하우징 내에 배치되고, 액체 전달용 제1 파이프의 단부 및 가스 전달용 제2 파이프의 단부가 제거 가능 연결체에 의해서 하우징에 연결되고,
- 장치는 액체 전달용 제1 파이프의 제1 단부에 그리고 제2 전달 파이프의 제1 단부에 연결된 액화 가스의 공급원을 포함하고,
- 제2 전달 파이프는 압력 조절 밸브를 포함하고,
- 제2 전달 파이프의 압력 조절 밸브는, 이러한 제2 전달 파이프를 통해서 탱크를 빠져 나가는 가스 스트림의 압력을 제어하는 것에 의해서, 탱크의 충전 중에 피충전 탱크 내의 압력을 제어하도록 구성되고,
- 제2 전달 파이프의 압력 조절 밸브는, 특히 불활성화 및/또는 누출 밀봉성(leaktightness) 테스트를 위해서, 전달 파이프(6)가 격리될 수 있도록, 폐쇄될 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 또는 후술되는 특징 중 임의의 하나에 따른 장치를 이용하여 액화 가스로 극저온 유체 탱크를 충전하기 위한 방법에 관한 것이고, 그러한 방법은 탱크를 제1 및 제2 전달 파이프의 제2 단부들에 연결하는 단계를 포함하고, 방법은 액체 전달용 제1 파이프를 통해서 액체를 액체 탱크 내로 전달하는 단계를 포함한다.
다른 가능한 특정 특징에 따라, 방법은 이하의 단계 중 적어도 하나를 포함한다:
- 탱크 내로 전달되는 액체의 유량을 조절하는 단계,
- 가스의 유동을 제2 전달 파이프를 통해서 탱크로부터 공급원을 향해서 방출하는 단계,
- 결정된 양의 가스를 액체의 스트림 내로 주입하는 것에 의해서 전달 단계 중에 탱크 내로 전달되는 액체의 스트림을 가열하는 단계,
- 분출 장치를 통해서 회로 내의 과다 가압 가스를 방출하는 단계,
본 발명은 또한 청구항의 범위 내의 전술한 또는 이하의 특징의 임의의 조합을 포함하는 임의의 대안적인 장치 또는 방법에 관한 것일 수 있다.
추가적인 특정 특징 및 장점은 도면을 참조하여 제공된 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 충전 장치의 예시적인 구성 및 이용을 설명하는 전체적으로 개략적이고 부분적인 도면을 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 충전 장치의 예시적인 내부 구성 및 이용을 설명하는 전체적으로 개략적이고 부분적인 도면을 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 충전 장치의 혼합기의 상세 부분을 설명하는 개략적인 부분도를 도시한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 액화 가스로 충전하기 위한 장치(1)는 예를 들어, (고정된 또는 이동 가능한) 하우징(2) 또는 케이싱에 수용된 회로망 및 부재 또는 기능부를 포함한다. 이러한 조립체(2)는 특히, 액체의 공급원인 탱크(4)(예를 들어, 공급 트럭) 및 피충전 탱크(5)(예를 들어, 탱크가 충전되는 트럭)가 연결되는 충전소를 구성할 수 있다.
연결체는 바람직하게 신속 연결체 유형이고, 극저온 연결체는 "Johnston" 유형 또는 임의의 다른 적합한 기술일 수 있다. 특히 이러한 연결체에서 또는 그 부근에서, 하나 이상의 자가-폐쇄(분리) 밸브를 갖춘 안전 시스템이 우발적인 당김(accidental pulling)의 경우에 제공될 수 있다.
이는, 이러한 조립체(2)가 바람직하게 이동 가능한 탱크(4)(예를 들어, 전달 탱커)와 사용 장소(예를 들어, 피충전 차량(5)) 사이의 인터페이스를 형성한다.
도 2에서 확인될 수 있는 바와 같이, 장치는, 액화 가스의 공급원(4)에(특히 공급 탱크의 액체 상에) 연결되도록 의도된 제1 단부(13) 및 피충전 탱크(5)에(특히 그 액체 상에) 연결되도록 의도된 제2 단부(23)를 포함하는 액체 전달용 제1 파이프(3)를 구비하는 유체 회로를 포함한다.
공급원(4)은 전형적으로 기체 상이 위에 있는 액화 가스의 저장부를 포함한다. 공급원은 가압되거나 가압될 수 있고, 이러한 압력은 피전달 유체를 구동하는 힘이 될 수 있다. 전달 펌프가 또한 고려될 수 있다.
회로는, 액화 가스의 공급원(4)에 (예를 들어, 그 기체 상에) 연결되도록 의도된 제1 단부(16) 및 피충전 탱크(5)에 (예를 들어, 그 기체 상에) 연결되도록 의도된 제2 단부(26)를 포함하는, 가스 전달용 제2 파이프(6)를 포함한다.
회로는, 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)에 연결되고 밸브(14)를 구비하는, 적어도 하나의 제3 전달 파이프(7)를 포함한다. 이러한 제3 파이프(7)는 특히 분출 가스를 방출 수단(후술되는 분출 장치(8))을 향해서 수집하기 위해서 제공된다.
장치는 또한, 도시되지 않은 하나 이상의 안전 밸브(압력에 감응하고 회로 내의 비정상적인 과압을 분출부(8)를 향해서 방출하도록 구성된 밸브)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)에 연결된 분출 장치(8)를 포함한다. 방출 분출부(8)는 바람직하게 장치의 위에 위치되나, 필요한 경우에 오프셋될 수 있다. 이는 또한 탱크(4 및 5)를 감압시키기 위해서 이용될 수 있다.
회로는 회로의 파이프 내의 유체의 스트림을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브의 세트를 포함한다. 예를 들어, 액체 전달용 제1 파이프(3)는 유동 제어 및/또는 격리 밸브(29)를 포함한다.
이러한 아키텍처는 탱크(5)의 단일-스트림(단지 제1 액체 파이프(3)) 또는 이중-스트림(액체를 전달하는 제1 파이프(3) 및 가스를 방출하는 제2 파이프(6)) 충전을 가능하게 한다.
회로는 또한 라인(39)을 포함할 수 있고, 그러한 라인은 분출 장치(8)에 (또는 제3 파이프(7)에) 연결된 하나의 단부, 및 예를 들어 피충전 탱크(5)에 연결되지 않을 때 제2 단부(23 및 26)를 수용하기 위해서 연결되도록 의도된 연결 부재를 구비하는 하나 이상의 단부(44)를 포함한다. 제2 단부(23 및 26)가 단부(44)에 연결되는 구성에서, 또한 라인을 미리-냉각할 수 있고 및/또는 단부(23, 26 및 44)를 제빙(de-ice)할 수 있고 그에 따라 얼음의 형성을 방지할 수 있고 및/또는 연결체를 건조시킬 수 있다.
격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)는 탱크(4)로부터 탱크(5)로의 유체(특히 액체)의 주 유량을 제어하기 위해서 사용된다. 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)는 (단일 스트림만을 이용하여 충전하는 경우에) 피충전 탱크(5)의 기체 복귀를 제어하기 위해서 및/또는 충전 전에 탱크(5)를 감압시키기 위해서 이용될 수 있다. 이러한 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)는 또한 불활성화를 위해서, 및/또는 회로의 전부 또는 일부에서 누출 밀봉성 테스트를 실시하기 위해서 이용될 수 있다.
복귀 라인(6)에, 압력 조절기(42)(바람직하게 압력 제어 밸브)가 제공될 수 있고, 그에 따라 충전(탱크(5)로부터의 복귀 스트림) 중에 탱크(5) 내의 압력을 제어할 수 있게 한다. 이러한 압력 조절기(42)는, 적절한 경우에, 불활성화 및/또는 누출 밀봉성 테스트를 위해서 직렬로 제공될 수 있는 밸브(43)와 마찬가지로, 격리 밸브로서 또한 작용할 수 있다.
이러한 복귀 압력 제어 밸브(42)는 희석에 의한 불활성화를 위해서 그리고 회로, 하나 이상의 탱크 또는 충전 노즐의 하나 이상의 연결체 내의 누출을 검출하기 위해서 이용될 수 있다.
장치는 불활성화, 퍼징 또는 누출 밀봉성 압력 테스팅을 위해서 회로를 가스 플러싱하기 위한 시스템을 포함한다.
플러싱 시스템은 가압 가스, 특히 질소의 제1 공급원(9), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 병렬로 가압 가스의 제1 공급원(9)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(10, 22, 7, 41, 40, 28)의 제1 세트를 포함한다.
플러싱 시스템은 바람직하게 가압 가스, 특히 헬륨 또는 수소의 제2 공급원(17), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 병렬로 가압 가스의 제2 공급원(17)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(18, 7, 22, 40, 41, 28)의 제2 세트를 포함한다. 이러한 제2 공급원(17)은 회로의 전부 또는 일부 그리고 특히 (온도가 전형적으로 80 K 미만인) 극저온 액체를 전달하기 위한 파이프(3)를 불활성화 및/또는 가열하기 위해서 이용된다.
플러싱 시스템은 바람직하게 가압 가스, 특히 수소의 제3 공급원(38), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 병렬로 가압 가스의 제3 공급원(38)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(21, 7, 22, 40, 41, 28)의 제3 세트를 포함한다.
플러싱 시스템은 또한 흡입 부재(24), 특히 진공 펌프, 및 흡입 부재(24)를 하나 이상의 밸브(11, 15, 12, 14)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(7, 22, 40, 41, 28)의 제4 세트를 포함할 수 있다.
도시된 바와 같이, 플러싱 시스템은, 하나 이상의 플러싱 파이프의 세트들의 전부 또는 일부에 공통되는 적어도 하나의 파이프를 포함할 수 있다.
이러한 아키텍처는, 예를 들어, 누출 밀봉성 테스팅 또는 퍼징 또는 배기의 동작을 위해서 전술한 가스 중 하나로 회로의 전부 또는 일부를 플러싱 및/또는 희석하는 것에 의해서, 불활성화를 용이하게 할 수 있다. 플러싱 파이프 중 하나 이상이 또한 (예를 들어, 단일 스트림만을 이용하는 충전 전에) 탱크(5)를 감압시키기 위해서 및/또는 시스템의 파이프의 전부 또는 일부를 냉각하기 위해서 이용될 수 있다.
도시된 바와 같이, 하나 이상의 플러싱 파이프의 하나 이상의 세트는 바람직하게 액체 전달용 제1 파이프(3)의 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)의 양 측부 상에서 제1 전달 파이프(3)에 연결된다. 이러한 밸브(29)는 특히 피충전 차량의 탱크(5)에 진입하는 액체의 유량을 제어하도록 구성될 수 있다. 유량계(36)가 특히 파이프(3) 상에서 하류에 제공되어 밸브(29)(예를 들어, 통합된 질량 유동 제어기)를 제어할 수 있다. 밸브(29)는 바람직하게 원격적으로 제어되고, 예를 들어, 니들 밸브 유형일 수 있다. (제2 전달 파이프(6)를 통해서 피충전 탱크(5)로부터 복귀되는) 복귀 가스의 양은, 예를 들어, 필요한 경우에 제2 파이프(6)에 배치되는 제2 유량 측정 수단(136)(예를 들어, 질량 유량계)에 의해서 측정될 수 있다. 이러한 유량 측정 수단(136)은, 그 유량 측정 범위를 증가시키기 위해서 및/또는 피충전 탱크(5)를 예비 냉각하는 요건을 위한 유체의 통과를 최적화하기 위해서, 또는 충전의 종료의 정확한 검출을 가능하게 하기 위해서, 하나 이상의 유량계를 병렬로 가질 수 있다.
역류방지 밸브(33)가, 예를 들어 제1 단부(13)와 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29) 사이에서, 제1 전달 파이프(3) 상에 제공될 수 있다.
마찬가지로, 역류방지 밸브가 제2 전달 파이프(6) 상에 제공될 수 있다(간결함을 위해서 도시하지 않았다).
이는, 제1 단부(13, 16) 또는 제2 단부(23, 26)에서 회로의 일부의 분리되고 독립적인 플러싱을 가능하게 한다.
특히, 이러한 회로 및 밸브 아키텍처는, 예를 들어, 액체 공급원(4)과 격리/제어 밸브(29) 사이에서 액체 전달용 제1 파이프(3)의 불활성화를 가능하게 한다. 이러한 아키텍처는 케이싱 또는 스테이션(2) 내에 위치된 회로의 그리고 분출부(8)까지 먼 분출 회로의 플러싱(불활성화)을 가능하게 한다. 이러한 아키텍처는 또한 하류 부분 내의 회로(피충전 탱크(5)에서의 회로)의 플러싱(불활성화) 그리고 적절한 경우에 이러한 탱크(5)의 불활성화를 가능하게 한다.
이러한 아키텍처는 또한 전체 회로의 플러싱(불활성화)을 가능하게 한다.
마찬가지로, 이러한 아키텍처는 회로의 또는 피충전 탱크(5)의 전부 또는 일부를 미리 냉각할 수 있게 한다.
도시된 바와 같이, 액체 전달용 제1 파이프(3)는 바람직하게 액체-가스 혼합기(31), 및 가스 공급원(32), 및 가스 공급원(32)을 혼합기(31)에 연결하고 하나 이상의 밸브(34)의 세트를 구비하는 가스 주입 파이프(30)를 포함한다. 이는 가스의 스트림으로 진입 액체 유동을 가열할 수 있게 하고, 그에 따라 포화 조건(하류 탱크 내의 최소 압력)을 제공할 수 있게 한다. 예시적인 혼합기가 도 3에서 개략적으로 도시되어 있다. 가압 가스(예를 들어, 300 K 및 5 내지 10 bar의 수소)가 횡단 파이프를 통해서, 액체(예를 들어, 21 K 및 5 내지 10 bar의 압력의 액체 수소)를 이송하는 (파이프가 바람직하게는 진공 내에서 단열되는) 제1 액체 파이프(3) 내로 주입된다. 결과적인 하류 혼합물은 예를 들어 28 K의 결정된 온도 및 5 내지 10 bar의 유사한 압력을 가질 수 있다. 적절한 경우에, 탱크 중 하나로부터의 증발 가스가 수익성이 있는 용도에서 사용될 수 있고 혼합 가스로서 재사용될 수 있다.
장치는, 예를 들어 제2 단부(23, 26)에서, 하나 이상의 압력 및/또는 온도 센서(35)의 세트를 가질 수 있다. 이러한 온도 및/또는 압력 데이터는 기능의 전부 또는 일부를 자동화하기 위해서, 예를 들어 충전된 탱크(5)의 가능한 과충전을 자동적으로 검출하기 위해서 이용될 수 있다.
이러한 구조는 요소들이 통합될(pooled) 수 있게 하고, 특히 밸브 및 격리된 극저온 구성요소의 수를 제한할 수 있게 한다. 이러한 부재들은 분산될 수 있고, 회로의 중앙 부분 내에서 함께 그룹화될 수 있다. 밸브 및 센서의 전부 또는 일부가 바람직하게 유닛에 의해서 원격적으로 제어되거나 모니터링된다.
장치는 많은 수의 장점을 가지고, 특히 제어 및 안전 장비(분출부(8), 센서(35), 밸브(들) 등)가 통합될 수 있게 한다.
본 발명은 공급 차량에 탑재되는 부재들이 반드시 필요한 것으로 제한될 수 있게 하고, 그에 따라 모든 필수적인 주요 기능 및 이차적인 기능을 제공하면서, 시스템의 밀도가 최대화될 수 있게 한다. 장치는 또한 용이하게 이동될 수 있다.
장치는 또한 피충전 탱크(5)로부터의 또는 주변 온도의 탱크로부터의 증발(비등) 가스를 회수하기 위한 압축기를 포함할 수 있다. 이러한 회수되고 압축된 가스는, 예를 들어, 열 교환기/가열기, 예를 들어 제1 전달 파이프(3) 상의 가열기(37)에 공급하기 위해서 이용될 수 있다.
장치는, 장비의 여러 물품들이 동일한 전위에 있도록 보장하기 위해서, 탱크(4 및/또는 5)와 하우징(2) 사이에서 접지 연결부(미도시)를 포함할 수 있다. 케이싱 또는 하우징(2) 자체가 접지에 연결될 수 있다.
장치는, 안전을 위해서 및/또는 예를 들어 탱크(4 및/또는 5)의 밸브(들)를 제어하기 위한 개방 및/또는 폐쇄 제어를 위해서, 하우징(2)으로부터의 제어를 허용하기 위해, 탱크(4 및/또는 5)와 하우징(2) 사이에서, 도시되지 않은, 공압 제어 유체(특히 질소) 연결부를 포함할 수 있다. 동일한 방식으로, 하우징(2)과 하나 이상의 탱크(4 및 5) 사이의 통신을 위해서, 신호(전기 또는 기타)가 형성될 수 있다.
따라서, 장치는, 적절한 경우에, 이하의 특징 또는 기능의 전부 또는 일부를 가질 수 있다:
- 충전/불활성화 프로세스의/안전 관리 등의 중앙 집중형 제어,
- 희석에 의한 불활성화 및 누출 검출을 위한 복귀 압력 제어 밸브(42)의 이용,
- 주 저장부(4)를 향하는 라인들을 위한, 전달 케이싱 또는 모듈(2)을 위한, 피충전 탱크를 위한 별도의 불활성화 용량,
- 피충전 탱크(5)를 동작 조건(불활성화 및/또는 냉각 등)으로 배치할 수 있는 가능성,
- 냉각 또는 전달 가스를 혼합/가열 가스로서 수익성이 있는 용도에 사용하는 것,
- 특히 피충전 탱크(5)의 배출구에서의, 가스 유량 측정.

Claims (15)

  1. 액화 가스로 충전하기 위한 장치로서, 유체 회로를 포함하고, 유체 회로는 액화 가스의 공급원(4)에 연결되도록 의도된 제1 단부(13) 및 피충전 탱크(5)에 연결되도록 의도된 제2 단부(23)를 포함하는 액체 전달용 제1 파이프(3), 액화 가스의 공급원(4)에 연결되도록 의도된 제1 단부(16) 및 상기 피충전 탱크(5)에 연결되도록 의도된 제2 단부(26)를 포함하는 가스 전달용 제2 파이프(6)를 구비하고, 회로는 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)를 연결하는 적어도 하나의 제3 전달 파이프(7), 및 하나 이상의 안전 밸브의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)에 연결된 분출 장치(8)를 포함하고, 회로는 회로의 파이프 내의 유체의 스트림을 제어하기 위한 하나 이상의 밸브(29)의 세트를 포함하고, 장치는 회로를 가스 플러싱하기 위한 시스템을 포함하는, 장치에 있어서, 플러싱 시스템이 가압 가스의 제1 공급원(9), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6) 모두에 병렬로 가압 가스의 제1 공급원(9)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(10, 22, 7, 40, 41, 28)의 제1 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    플러싱 시스템은 가압 가스의 제2 공급원(17), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 병렬로 가압 가스의 제2 공급원(17)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(18, 7, 40, 41, 22, 28)의 제2 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    플러싱 시스템은 가압 가스, 특히 수소의 제3 공급원(38), 및 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 병렬로 가압 가스의 제3 공급원(38)을 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(21, 7, 40)의 제3 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    플러싱 시스템은 흡입 부재(24), 특히 진공 펌프, 및 흡입 부재(24)를 하나 이상의 밸브(11, 12, 14, 15)의 세트를 통해서 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 모두에 연결하는 하나 이상의 플러싱 파이프(25, 7, 22, 40, 41, 28)의 제4 세트를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    플러싱 시스템이 하나 이상의 플러싱 파이프의 세트들의 전부 또는 일부에 공통되는 적어도 하나의 파이프(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체 전달용 제1 파이프(3)가 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    하나 이상의 플러싱 파이프의 하나 이상의 세트는 액체 전달용 제1 파이프(3)의 격리 및/또는 유동 제어 밸브(29)의 하나의 측부 또는 양 측부 상에서 제1 전달 파이프(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체 전달용 제1 파이프(3)가 액체-가스 혼합기(31)를 포함하고, 장치는 가스 공급원(32), 및 가스 공급원(32)을 혼합기(31)에 연결하고 하나 이상의 밸브(34)의 세트를 구비하는 가스 주입 파이프(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치가 케이싱 또는 하우징(2) 내에 배치되고, 액체 전달용 제1 파이프(3)의 단부(13, 23) 및 가스 전달용 제2 파이프(6)의 단부(16, 26)가 제거 가능 연결체에 의해서 하우징에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체 전달용 제1 파이프(3)의 제1 단부(13)에 그리고 제2 전달 파이프(6)의 제1 단부(16)에 연결된 액화 가스의 공급원(4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2 전달 파이프(6)가 압력 조절 밸브(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    제2 전달 파이프(6)의 압력 조절 밸브(42)가, 이러한 제2 전달 파이프(6)를 통해서 탱크(5)를 빠져 나가는 가스 스트림의 압력을 제어하는 것에 의해서, 피충전 탱크의 충전 중에 피충전 탱크(5) 내의 압력을 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    제2 전달 파이프(6)의 압력 조절 밸브(42)는, 특히 불활성화 및/또는 누출 밀봉성 테스트를 위해서, 전달 파이프(6)가 격리될 수 있도록, 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 장치를 이용하여 액화 가스로 극저온 유체 탱크(5)를 충전하기 위한 방법이며, 방법은 탱크(5)를 제1 전달 파이프(3) 및 제2 전달 파이프(6)의 제2 단부들에 연결하는 단계를 포함하고, 방법은 액체 전달용 제1 파이프(3)를 통해서 액체를 액체 탱크(5) 내로 전달하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    이하의 단계:
    - 탱크(5) 내로 전달되는 액체의 유량을 조절하는 단계,
    - 가스의 유동을 제2 전달 파이프(6)를 통해서 탱크(5)로부터 공급원을 향해서 방출하는 단계,
    - 결정된 양의 가스를 액체의 스트림 내로 주입하는 것에 의해서 전달 단계 중에 탱크(5) 내로 전달되는 액체의 스트림을 가열하는 단계,
    - 분출 장치를 통해서 회로 내의 과다 가압 가스를 방출하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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