KR20220133204A - 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법 - Google Patents

수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220133204A
KR20220133204A KR1020227026425A KR20227026425A KR20220133204A KR 20220133204 A KR20220133204 A KR 20220133204A KR 1020227026425 A KR1020227026425 A KR 1020227026425A KR 20227026425 A KR20227026425 A KR 20227026425A KR 20220133204 A KR20220133204 A KR 20220133204A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat transfer
transfer fluid
flow
heat exchanger
hydrogen
Prior art date
Application number
KR1020227026425A
Other languages
English (en)
Inventor
빈센트 페어리
Original Assignee
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
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 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드, 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드 filed Critical 레르 리키드 쏘시에떼 아노님 뿌르 레뜌드 에렉스뿔라따시옹 데 프로세데 조르즈 클로드
Publication of KR20220133204A publication Critical patent/KR20220133204A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0338—Pressure regulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/04—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by other properties of handled fluid before transfer
    • F17C2223/042—Localisation of the removal point
    • F17C2223/046—Localisation of the removal point in the liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/01—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2225/0107—Single phase
    • F17C2225/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2225/00—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel
    • F17C2225/03—Handled fluid after transfer, i.e. state of fluid after transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2225/036—Very high pressure, i.e. above 80 bars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0107—Propulsion of the fluid by pressurising the ullage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/01—Propulsion of the fluid
    • F17C2227/0128—Propulsion of the fluid with pumps or compressors
    • F17C2227/0135—Pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0304—Heat exchange with the fluid by heating using an electric heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0311—Air heating
    • F17C2227/0313—Air heating by forced circulation, e.g. using a fan
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0302—Heat exchange with the fluid by heating
    • F17C2227/0309—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid
    • F17C2227/0323—Heat exchange with the fluid by heating using another fluid in a closed loop
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/03—Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/0367—Localisation of heat exchange
    • F17C2227/0388—Localisation of heat exchange separate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2227/00—Transfer of fluids, i.e. method or means for transferring the fluid; Heat exchange with the fluid
    • F17C2227/04—Methods for emptying or filling
    • F17C2227/043—Methods for emptying or filling by pressure cascade
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/01—Intermediate tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/032—Control means using computers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/043—Pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
    • F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
    • F17C2250/0439—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0636—Flow or movement of content
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
    • F17C2250/06—Controlling or regulating of parameters as output values
    • F17C2250/0605—Parameters
    • F17C2250/0642—Composition; Humidity
    • F17C2250/0652—Calorific or heating value
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F17C2260/032—Avoiding freezing or defrosting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/02—Mixing fluids
    • F17C2265/022—Mixing fluids identical fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2265/00—Effects achieved by gas storage or gas handling
    • F17C2265/06—Fluid distribution
    • F17C2265/065—Fluid distribution for refueling vehicle fuel tanks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS 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
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0134—Applications for fluid transport or storage placed above the ground
    • F17C2270/0139—Fuel stations
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

연료 전지 전기 차량의 탱크를 충전하기 위한 수소 재충전 스테이션은 열교환기를 또한 포함하는 충전 회로의 상류 단부에 액체 수소를 공급하는 액체 수소 탱크를 포함한다. 열교환기는 액체 수소와 열 전달 유체 유동 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 회로의 하류 단부에서 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위한 고압 수소 가스의 공급을 제공한다. 액체 수소는 열교환기 내부의 열 전달 유체에 의해 둘러싸여 있기 때문에, 포깅이 거의 일어나지 않는다.

Description

수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법
본 발명은 가압 가스 탱크를 충전하기 위한 장치에 관한 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명은 연료 전지 전기 차량(FCEV)의 탱크를 충전하기 위한 장치에 관한 것이며, 이 장치는 액화 가스 소스, 및 액화 가스 소스와 하류로 유체 연통하는 전달 회로를 포함하고, 전달 회로는 충전될 차량 수소 탱크에 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 적어도 하나의 하류 단부를 포함한다.
액체 수소 소스를 사용하는 수소 가스 충전 스테이션이 알려져 있다. 이러한 알려진 장치는 충전 동안 탱크 내의 가스 온도의 과도한 상승을 겪지 않고 급속 충전을 위한 사전-냉각된 가압 수소 가스를 생성하기 위해 액체 수소로부터의 냉각을 사용하는 것을 가능하게 한다.
예를 들어, Daney 등은 차량 탱크에 공급되기 전에 후속적으로 냉각되는 주변 온도의 고압 기체 수소를 제공하기 위해 기화기를 사용하는 개념적 재충전 스테이션을 제안했다. Daney 등의 "Hydrogen-fuelled vehicle fuelling station"(Advances in Cryogenic Engineering, vol 41, 1996).
도시 버스 재충전 스테이션에 구현된 이와 같은 다른 스테이션은 차량 탱크에 고압 기체 수소의 유동을 제공하기 위해 주변 공기로부터 액체 수소의 펌핑된 유동으로 열을 전달하는 기화기를 이용한다. Raman 등의 "A rapid fill hydrogen fuel station for fuel cell buses"(12th World Energy conference Hydrogen energy Progress 2, pp1629-1642).
대기압에서, 수소의 비등점은 -252.8 ℃이다. Raman 등에 개시된 스테이션은 액체 수소와 주변 공기 사이에서 열을 교환하는 기화기를 사용하기 때문에, 대기 기화기의 스킨 온도(skin temperature)가 극히 낮다. 결과적으로, 주변 공기의 수증기가 대기 기화기의 표면 상에 응축되어 동결된다. 또한 대기 기화기 주위의 공기가 응축되어 아래의 장비 상에 떨어진다. 이것은 아래의 장비에 위험을 야기한다. 장비, 특히 탄소강으로 제조된 장비는 열에 취약할 수 있으며, 플레이트에는 균열이 생길 수 있고, 구조 빔이 파괴될 수 있고, 파이프가 파열될 수 있다. 산소는 질소보다 높은 온도에서 응축되기 때문에, 산소-풍부 분위기가 생성될 수 있다. 물론 산소-풍부 분위기로 인한 많은 알려진 위험이 존재하고 있다. 또한, 응축된 공기는 장비 주위의 극저온 클라우드(cryogenic cloud)를 악화시킨다.
대기 기화기의 표면 상에 결빙된 물의 깊이가 불만족스러운 깊이에 도달하여, 효과적인 열 전달이 감소하거나 심지어 대기 기화기의 인접한 베인들 사이에 브리징(bridging)이 생기는 경우, 이와 같은 기화기는 추가 사용이 계속되기 전에 제상(defrosting)되어야 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 2 개의 대기 기화기는 하나가 제상되는 동안에 다른 하나가 액체 수소를 기화시키는 데 사용되도록 교대 방식으로 사용된다. 이것은 문제를 해결하지만, 각각의 충전 회로에 대해 2 개의 대기 기화기를 가질 필요가 있기 때문에 자본 비용을 불만족스럽게 증가시킬 수 있다. 부동산 가격이 비싼 지역에 위치된 수소 충전 스테이션 및/또는 충전 스테이션의 공간을 소매 주유소로부터 임대하는, 소매 주유소와 함께 위치된 수소 충전 스테이션의 경우, 2 개의 기화기를 가질 필요가 있으므로 충전 스테이션의 액체 기화 부분이 차지하는 풋프린트(footprint) 또는 공간이 배가되기 때문에 자본 비용도 또한 증가한다.
대기 기화기의 스킨 온도가 너무 낮기 때문에, 주변 공기 내의 수증기가 또한 기화기 주변 영역에서 응축되어, 포깅 상태(fogging condition)를 야기한다.
보통 소비자와 멀리 떨어진 산업 지역에서와 같이 대중과 격리된 재충전 스테이션에서는 포깅은 성가신 문제일 수 있지만, 소매 수소 재충전 스테이션, 개방 공개 재충전 스테이션(open demonstration refilling station) 및 소매 주유소와 함께 위치된 수소 충전 스테이션과 같은 눈에 더 잘 띄는 재충전 스테이션에서는 포깅은 훨씬 더 심각한 문제이다. 이것은 대중들이 수소 재충전 스테이션에서 나오는 포깅을 보고 스테이션에서 위험한 수소 누출이 일어났거나 심지어 스테이션에서 화재가 발생한 것으로 잘못 판단하기 때문이다. 따라서, 비상 대응 요원에게 치명적인 누출 또는 위험한 화재에 대한 잘못된 보고가 이루어지면, 스테이션이 작동하기에 안전한 것으로 선언되기 전에 스테이션을 비상 정지한 후에 철저한 안전 평가를 받는 것을 필요로 할 것이다. 이러한 이유로, 대기 기화기의 사용은 현장의 액체 수소 탱크에 의해 공급되고 대중이 볼 수 있는 눈에 띄는 지역에 위치된 수소 재충전 스테이션의 개발을 심각하게 방해할 수 있다.
본 발명의 목적은 상기에서 언급된 종래 기술의 단점의 전부 또는 일부를 극복하는 것이다.
액체 수소를 저장하도록 적합화 및 구성된 액체 수소 소스, 충전 회로, 및 열교환 유체 회로를 포함하는 수소 재충전 스테이션이 개시되어 있다. 충전 회로는 액체 수소 소스로부터 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, FCEV 탱크를 충전하기 위해 FCEV 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 갖는다. 열 전달 회로는, 유동 순서로, 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 열 전달 유체 펌프는 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성된다. 제2 열교환기는 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된다. 제1 열교환기는 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있다.
또한, 액체 수소를 저장하도록 적합화 및 구성된 액체 수소 소스, 제1 및 제2 충전 회로, 열 전달 유체 저장소, 및 제1 및 제2 열교환 유체 회로를 포함하는 수소 재충전 스테이션이 개시되며, 제1 충전 회로는 액체 수소 소스로부터 제1 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 수소 연료 차량 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 제1 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 가지며; 제2 충전 회로는 액체 수소 소스로부터 제2 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 수소 연료 차량 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 제2 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 가지며; 제1 열 전달 회로는, 유동 순서로, 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 제1 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프는 제1 열 전달 회로의 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제1 충전 회로의 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고; 제2 열 전달 회로는, 유동 순서로, 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 제2 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프는 제2 열 전달 회로의 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제2 충전 회로의 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고; 제1 열 전달 회로의 제2 열교환기는 제1 열 전달 회로의 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성되고; 제2 열 전달 회로의 제2 열교환기는 제2 열 전달 회로의 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성되고; 열 전달 유체 저장소는 제2 열교환기와 제1 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프 사이에서 유체 연통하고, 제2 열교환기와 제2 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프 사이에서 유체 연통하며; 제1 충전 회로의 제1 열교환기는 제1 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 제1 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제1 충전 회로의 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있고; 제2 충전 회로의 제1 열교환기는 제2 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 제2 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제2 충전 회로의 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있다.
또한, 하기의 단계를 포함하는, 수소 연료 차량 탱크를 가압 수소로 충전하는 방법이 개시되어 있다. 액체 수소 소스로부터, 하류 단부가 수소 연료 차량의 탱크에 제거 가능하게 연결된 충전 회로로 액체 수소가 공급되고, 충전 회로 내에는 제1 열교환기가 배치되고, 제1 열교환기는 액체 수소 입구, 기체 수소 출구, 열 전달 유체 입구 및 열 전달 유체 출구를 갖는다. 제1 열교환기로부터 그리고 제1 열교환기로의 루프를 이루는 열 전달 회로를 통해 열 전달 펌프에 의해 열 전달 유체가 펌핑되고, 열 전달 회로는, 열 전달 유체 출구로부터 열 전달 유체 입구로의 유동 순서로, 제2 열교환기 및 열 전달 유체 펌프를 포함한다. 열 전달 유체 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 소스로부터 충전 회로로 공급되는 액체 수소 사이에서 제1 열교환기로 열이 교환되어, 이에 의해 공급된 액체 수소를 기화시키고 열 전달 유체를 냉각시키며, 제1 열교환기 내부의 공급된 액체 수소는 열 전달 유체에 의해 둘러싸여 있다. 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체는 제2 열교환기로 가열된다. 수소 연료 차량의 탱크는 충전 회로의 하류 단부로부터의 가압된 기체 수소로 충전된다.
스테이션 또는 방법은 하기의 양태 중 하나 이상을 포함할 수 있다:
- 액체 수소는 액체 수소 펌프에 의해 소스로부터 충전 회로 내로 펌핑된다.
- 제1 열교환기 하류의 충전 회로에서 가압된 기체 수소의 압력은 압력 센서로 측정되고; 가압된 기체 수소의 압력은 압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 압력 제어 밸브로 제어된다.
- 액체 수소 펌프는 액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된다.
- 충전 회로는 제1 교환기의 하류에 있는 압력 제어 밸브 및 압력 센서를 추가로 포함하며, 압력 제어 밸브는 압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성된다.
- 열 전달 회로는 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며; 1차 라인은 제1 열교환기와 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고; 바이패스 라인은 1차 라인에서 분기되고, 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고; 제2 열교환기는 1차 라인에 배치되고; 삼방향 유동 제어 밸브는 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 열 전달 펌프로 지향시키고; 온도 센서는 삼방향 유동 제어 밸브와 제1 열교환기 사이에서 열 전달 회로에 배치되고; 삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 삼방향 제어 밸브와 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어한다.
- 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함한다.
- 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터이다.
- 스테이션은 2 개 이상의 완충 용기, 제1 열교환기의 하류에 있는 충전 회로에서 분기되고 가압된 기체 수소를 제1 열교환기로부터 2 개 이상의 완충 용기로 지향시키도록 적합화 및 구성된 레그, 밸브 세트, 및 압력 제어 밸브를 포함하며, 밸브 세트는 가압된 기체 수소가 레그를 통해 완충 용기 중 하나 내로 유동할 수 있게 하지만 완충 용기 중 다른 하나 내로는 유동하지 않게 하고, 가압된 기체 수소가 완충 용기 중 하나로부터 레그를 통해 충전 회로의 하류 단부로 유동할 수 있게 하도록 적합화 및 구성되고, 압력 제어 밸브는 레그와 충전 회로의 하류 단부 사이에서 충전 회로에 배치된 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 충전 회로의 하류 단부로부터 유출되는 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성된다.
- 충전 회로는 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인, 1차 라인으로부터 분기되고 제1 열교환기의 하류에서 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 및 바이패스 라인이 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 충전 회로의 하류 단부의 상류에서 충전 회로에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 제1 열교환기는 1차 라인에 배치되고, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어한다.
- 열 전달 회로는 제2 열교환기와 열 전달 펌프 사이에서 유체 연통하는 열 전달 저장소를 추가로 포함하며, 열 전달 저장소는 소정 체적의 열 전달 유체를 수용하도록 적합화 및 구성된다.
- 스테이션은 액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제1 충전 회로의 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된 제1 액체 수소 펌프; 및 액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제2 충전 회로의 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된 제2 액체 수소 펌프를 추가로 포함한다.
- 충전 회로 각각은 관련 제1 교환기의 하류에 있는 압력 제어 밸브 및 압력 센서를 추가로 포함하며, 압력 제어 밸브는 압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성된다.
- 열 전달 회로 각각은 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며; 각각의 1차 라인은 관련 제1 열교환기와 관련 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고; 각각의 바이패스 라인은 관련 1차 라인에서 분기되고, 관련 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고; 각각의 제2 열교환기는 관련 1차 라인에 배치되고; 각각의 삼방향 유동 제어 밸브는 관련 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 관련 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 관련 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 관련 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 관련 열 전달 펌프로 지향시키고; 각각의 온도 센서는 관련 삼방향 유동 제어 밸브와 관련 제1 열교환기 사이에서 관련 열 전달 회로에 배치되고; 각각의 삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 각각의 삼방향 제어 밸브와 관련 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어한다.
- 각각의 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 관련 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함한다.
- 각각의 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터이다.
- 각각의 충전 회로는, 각각의 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인; 관련 1차 라인으로부터 분기되고 관련 제1 열교환기의 하류에서 관련 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인; 관련 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브; 관련 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브; 및 관련 바이패스 라인이 관련 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 각각의 충전 회로의 관련 하류 단부의 상류에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 관련 제1 열교환기는 관련 1차 라인에 배치되고, 관련 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 관련 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 관련 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 관련 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어한다.
- 하류 단부는 적어도 2 개의 노즐을 포함하며, 노즐 각각은 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된다.
도면을 참조하여 하기의 설명을 읽으면 다른 특징적인 특징 및 이점이 드러날 것이다:
도 1은 본 발명의 독창적 스테이션 및 방법의 실시 형태에 대한 개략도이다.
도 2는 도 1의 스테이션 및 방법의 변형예의 개략도이다.
도 3은 도 1의 스테이션 및 방법의 변형예의 개략도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 스테이션 및 방법의 특징의 조합의 개략도이다.
도 5는 도 4의 스테이션 및 방법의 변형예의 개략도이다.
도 6은 도 5의 스테이션 및 방법의 변형예의 개략도이다.
범례
액체 수소 소스 1
충전 회로 2
제1 열교환기 3
열 전달 유체 회로 4
압력 제어 밸브 5
차량 6
선택적인 냉각기 7
압력 센서 9
차단 밸브 10
온도 센서 11
제2 열교환기 15
열 전달 유체 회로 1차 라인 16
열 전달 유체 회로 바이패스 라인 17
송풍기 19
삼방향 제어 밸브 21
열 전달 유체 저장소 23
열 전달 유체 펌프 25
온도 센서 27
온도 센서 29
액체 수소 펌프 31
밸브 33
완충 용기 35
레그 37
충전 회로 1차 라인 39
충전 회로 바이패스 라인 41
결합 지점 42
온도 제어 밸브 43
온도 제어 밸브 45
차단 밸브 46
차단 밸브 48
차단 밸브 50
도 1에 가장 잘 도시된 바와 같이, 액체 수소 소스(1)로부터의 액체 수소는 제1 열교환기(3), 압력 제어 밸브(5), 제2 열교환기(15)를 포함하는 충전 회로(2)로 그 상류 단부를 통해 공급된다. 충전 회로(2)의 하류 단부는 수소 연료 전지 전기 차량(FCEV)(6)의 탱크에 제거 가능하게 연결된다. 열 전달 유체는 열 전달 유체 펌프(25), 온도 센서(27) 및 액체 수소 펌프(31)를 포함하는 열 전달 유체 회로(4)에서 유동한다.
소스는, 유동 제어 밸브를 사용하여, 소스를 빠져나가고 주변 공기와 열적으로 연결된 라인 내로 진입하도록 소스로부터의 액체 수소의 양을 제어함으로써, 소스의 헤드스페이스(headspace) 내의 압력을 생성하기 위한 압력 생성 회로(pressure building circuit)를 선택적으로 포함한다. 액체 수소는 라인에서 기화되고 헤드스페이스 내로 지향된다. 압력 센서는 헤드스페이스 내부의 압력을 측정한다. 제어기는 헤드스페이스의 원하는 압력에 도달하도록 측정된 헤드스페이스 압력에 기초하여 유동 제어 밸브를 작동시키는 데 사용된다.
액체 수소 펌프(31)는 소스로부터 충전 회로 내로 액체 수소를 공급하고 가압하는 데 사용된다. 액체 수소 펌프(31)의 사용은 액체 수소가 수소 연료 차량(6) 탱크의 고압 충전에 요구되는 초임계 압력으로 펌핑될 수 있게 한다. 예를 들어, 약 50 bar의 압력으로 소스(1)에 저장된 액체 수소는 900 bar 또는 그보다 훨씬 더 높은 압력으로 용이하게 펌핑될 수 있다. 이용되는 특정 액체 수소 펌프(31)의 특성 및 특징은 보통 FCEV(6)의 탱크에 제공되는 원하는 최대 압력 및 재충전 스테이션의 원하는 충전 용량에 의해 결정된다. 바람직하게는, 각각의 액체 수소 펌프(31)는 하기의 작동 조건을 특징으로 한다: 2 내지 5 psi의 유효 흡입 헤드, 45 kg/h의 공칭 유량, 100 psi의 액체 수소 흡입 압력, 및 약 15,000 psi의 최대 배출 압력.
소스(1)로부터 충전 회로(2) 내로 공급된 액체 수소는 제1 열교환기(3)에서 기화되어 FCEV(6)의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공한다. 제1 열교환기(3)는 열 전달 유체 회로(4)에서 유동하는 열 전달 유체와 충전 회로(2)에서 유동하는 액체 수소 사이에서 열을 교환하여, 이에 의해 액체 수소를 기화시키고(초임계 유체 상태의 저온 수소를 생성함) 열 전달 유체를 냉각시킨다. 기화된 액체 수소는 수소 연료 차량(6)의 탱크를 충전하는 데 사용되는 가압된 기체 수소를 구성한다. FCEV(6)의 운전자/고객 또는 재충전 스테이션의 운영자는 표준 주유소(즉, 가스 펌프)에 전형적으로 비치된 인터페이스에 편리하게 위치된 노즐(충전 회로(2)의 하류 단부에 있음)에 접근할 수 있으며, 인터페이스는 수소 가격, 전달된 수소 양, 및 시작/중지 버튼의 디스플레이를 포함한다.
냉각된 열 전달 유체는 제2 열교환기(15)에서 가온되고, 열 전달 유체 펌프(25)를 사용하여 제1 열교환기(3)로 다시 펌핑된다. 제2 열교환기(15)는 대기 기화기일 수 있으며, 대기 기화기에서, 냉각된 열 전달 유체는 송풍기에 의해 대기 기화기 상으로 송풍된 주변 공기로부터의 열로 가온된다. 선택적으로, 제2 열교환기는 전기 히터일 수 있다.
공칭 압력에서 적어도 -135 ℃까지 액상인 임의의 알려진 열 전달 유체가 있지만, 이 열 전달 유체의 비제한적이고 특히 적합한 예는 상표명 Therminol VLT®로 Eastman에서 입수 가능하다. Therminol VLT®는 메틸시클로헥산과 트리메틸펜탄의 혼합물이며, -135 ℃에서의 1.29 kJ/(kg·K) 내지 40 ℃에서의 2.04 kJ/(kg·K)의 범위인 보고된 액체 열 용량을 갖는다.
열 전달 유체의 온도는 하기와 같이 제어될 수 있다. 제어기(도시되지 않음)는 온도 센서(29)에 의해 감지된 열 전달 유체의 온도에 기초하여 열 전달 유체 펌프(25)의 속도를 제어한다(예컨대, 펌프(25)의 가변 주파수 드라이브의 속도를 증가시키거나 감소시킴으로써 제어함). 제1 열교환기(3) 바로 상류의 열 전달 유체의 온도가 불만족스러울 정도로 높으면, 열 전달 유체가 제1 열교환기(3)를 통해 유동하는 액체 수소를 가온하는 능력을 손상시킬 것이다. 반면에, 열 전달 유체의 온도가 너무 낮으면, 열 전달 유체는 점도가 너무 높거나 동결될 수 있다. 제어기는 전형적으로 컴퓨터 또는 프로그램가능 로직 제어기이다. 보다 구체적으로, 제1 열교환기 하류의 열 전달 유체의 온도는 온도 범위 내에서 또는 온도 설정치에 따라 제어될 수 있다.
제1 교환기(3) 내부에서, 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸인다. 이것은 제1 교환기(3)의 외부 스킨 온도가 종래의 액체 수소 소스 수소 충전 스테이션의 대기 기화기가 겪는 극히 낮은 온도에 도달하는 것을 방지한다. 따라서, 제1 열교환기(3) 상의 수증기 응축 및 그 결과로서 생기는 성에(및 상기에서 논의된 바와 같은 종래 기술에서의 제상 관련 문제)가 회피된다. 또한, 제1 교환기(3)를 둘러싸는 영역에서의 수증기의 응축(및 상기에서 논의된 바와 같은 종래 기술에서의 포깅 관련 문제)이 회피된다. 전형적으로, 제1 열교환기(3)의 구성은 액체 수소가 내부 튜브를 통해 유동하고 열 전달 유체가 외부 튜브에서 유동하는 튜브-인-튜브(tube-in-tube)이다. 약 900 bar의 압력에서, 튜브-인-튜브 열교환기는 쉘 및 튜브 열교환기(shell and tube heat exchanger)보다 덜 복잡하고 비용이 덜 든다. 제1 열교환기는 대신에, 튜브 유체가 액체 수소이고 쉘 유체가 열 전달 유체인 쉘 및 튜브 열교환기일 수 있다. 액체 수소가 열 전달 유체에 의해 둘러싸이고/싸이거나 제1 열교환기(3) 외부의 스킨 온도가 종래의 대기 기화기의 극히 낮은 온도에 도달하지 않고 포깅 및 성에가 회피되는 한, 파이프-인-파이프 또는 쉘 및 튜브 구성 이외의 유형의 열교환기가 본 발명과 함께 사용될 수 있는 제1 열교환기(3)에 사용될 수 있다. 제1 열교환기의 상류에 있는 충전 회로 부분은 성에 및 포깅 문제를 방지하기 위해 진공-재킷 처리될 수 있다.
FCEV(6)의 탱크를 충전하는 데 사용되는 수소의 압력은 압력 제어 밸브(5)로 제어될 수 있다. 탱크를 충전하는 특정 방식은 제한되지 않지만, 전형적으로 탱크는 미국 자동차 기술자 협회(Society of Automotive Engineers; SAE) 표준 J2601과 같은 표준 충전 방식에 따라 충전된다. 압력 제어 밸브(5)
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 수소 충전 스테이션은 또한 제1 열교환기의 하류에서 고압 수소를 수용하기 위한 하나 이상의 완충 용기(35)를 포함할 수 있다. 완충 용기 각각에는 원하는 압력을 내부에서 유지하기 위해 압력 생성 회로가 제공될 수 있다. 기화된 수소는 충전 회로(2)로부터 부가된 레그(37)를 통해 완충 용기에 공급된다. 압력 제어 밸브(5)는 상기에서 논의된 바와 같은 충전 알고리즘을 사용하여 수소 연료 차량의 탱크를 충전하는 데 사용될 수 있다. 도 1에서와 같이, 액체 수소는 액체 수소 펌프(31)에 의해 고압으로 펌핑되고, 제1 열교환기(3)에서 열 전달 유체에 의해 가열된다. 차단 밸브(48)는 폐쇄되고, 차단 밸브(46)는 개방되며, 차단 밸브(50) 중 하나 이상은 개방된다. FCEV에 직접 공급되는 대신에, 저온 초임계 수소가 완충 용기(35) 중 하나 이상을 충전하는 데 사용된다. 선택적으로, 완충 용기(35) 중 하나는 중압에 있는 반면, 다른 하나는 고압에 있다. 차단 밸브(50)의 선택적인 개방 또는 폐쇄에 의해, 고압의 완충 용기(35)가 먼저 충전될 수 있고, 중압의 완충 용기(35)가 두 번째로 충전될 수 있다. 완충 용기(35) 중 하나 이상이 바람직하지 않게 낮은 압력에 있지 않는 한, 액체 수소 펌프(31)는 연속적으로 작동될 필요가 없다. 완충 용기(35)가 가득 차면, 당업계에 알려진 바와 같이 중압의 완충 용기(35)가 FCEV(6)의 탱크와 압력 평형을 이루고, 이어서 고압의 완충 용기(35)가 탱크와 압력 평형을 이루는 캐스케이드 충전(cascade fill)으로 완충 용기(35)에 저장된 수소로 FCEV(6)의 탱크가 충전될 수 있다.
도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 제2 열교환기(15)는 대기 기화기일 수 있고, 충전 회로(2)는 또한 선택적인 냉각기(7) 및 압력 및 온도 센서(9, 11)를 포함할 수 있으며, 열 전달 유체 회로(4)는 열 전달 유체 저장소(23) 및 온도 센서(27)를 포함할 수 있다. FCEV의 탱크는, 압력 및 온도 센서(9, 11)에 의해 감지된 압력 및 온도에 기초하여, 전술한 바와 같은 압력 제어 밸브(5)를 사용하여 충전될 수 있다. 열 전달 유체 회로(4)에는 제2 열교환기(15)가 배치된 1차 라인(16)이 제공된다. 냉각된 열 전달 유체는 송풍기(19)에 의해 제2 열교환기(15) 상으로 송풍된 주변 공기로부터의 열로 가온된다. 선택적으로, 냉각된 열 전달 유체의 일부가 제2 열교환기(15)에서 가온되지 않도록 1차 라인(16)에서 분기되는 바이패스 라인(17) 또한 있다. 이와 같은 선택적인 경우에, 1차 라인(16) 내의 가온된 열 전달 유체는 삼방향 제어 밸브(21)를 사용하여 바이패스 라인(17) 내의 가온되지 않은 열 전달 유체와 조합된다. 송풍기(19)에 의해 송풍된 주변 공기 온도는 연중 시간(time of year)에 따라 변할 것이기 때문에, 삼방향 제어 밸브(21)는 계절에 따라 변하는 제어 방식에 따라 제어될 수 있다. 예를 들어, 북반구의 겨울 동안에는, 열 전달 유체의 유동 전체가 1차 라인(16)을 통해 공급되고 제2 열교환기(15)에서 가열될 수 있는 반면, 여름 동안에는 열 전달 유체의 유동의 일부 또는 전부가 바이패스 라인(17)을 통해 공급되어 열 전달 유체 저장소(23)에 저장하기 위한 보다 저온의 열 전달 유체를 생성할 수 있다. 이것은 열 누출이 사전결정된 최대 온도 미만으로 열 전달 유체를 유지하는 능력을 손상시키는 여름의 특히 무더운 날씨 동안에 유용하다.
삼방향 제어 밸브(21)로부터의 열 전달 유체의 조합된 유동의 온도는 대안적으로 하기의 방식으로 제어될 수 있다. 제어기(제1 열교환기(3)의 하류에서 열 전달 유체의 온도를 제어하는 데 사용되는 제어기와 동일하거나 상이할 수 있음)는 열 전달 회로의 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 1차 라인 내의 가온된 열 전달 유체와 바이패스 라인 내의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동의 비율을 달성하도록 삼방향 제어 밸브의 작동을 제어한다.
압력 및 온도 센서(9, 11)는 FCEV 탱크로 전달되는 수소의 압력 및 온도를 변수로서 전술한 바와 같은 충전 알고리즘에 입력하는 데 사용될 수 있다. 특히, 충전 알고리즘은 SAE 표준 J2601을 준수한다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 도 2 및 도 3의 실시 형태의 특징이 조합될 수 있다.
도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 충전 회로는 1차 라인(39), 및 1차 라인에서 분기되는 바이패스 라인(41)을 포함한다. 1차 라인(39)으로 공급되는 액체 수소의 부분은 제1 열교환기(3)에서 기화되고, 바이패스 라인(41)으로 공급되는 액체 수소의 부분은 기화되지 않는다. 2 개의 수소 유동은 제1 열교환기(3)의 하류 지점(42)에서 조합되어 가압된 기체 수소를 제공한다. 가압된 기체 수소의 온도는 온도 제어 밸브(43, 45)에 의해 1차 및 바이패스 라인(39, 41) 내로의 액체 수소의 유동을 제어함으로써 제어될 수 있다. 온도 제어 밸브(43, 45)는 온도 센서(11)에 의해 측정된 온도에 기초하여 제어기(도시되지는 않았지만, 예는 삼방향 제어 밸브(21) 및/또는 액체 수소 펌프 가변 주파수 드라이브의 작동을 제어하는 제어기(들)와 동일하거나 상이할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램가능 로직 제어기를 포함함)로 제어될 수 있다. 당업자는, 온도 센서에 의해 감지된 온도가 너무 낮을(높을) 때, 1차 라인(39)으로의 액체 수소의 유동이 증가(감소)될 수 있고, 바이패스 라인(41)으로의 액체 수소의 유동이 대응하는 양만큼 감소(증가)될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 가압된 기체 수소의 온도 제어는 선택적인 냉각기(7) 없이 수행될 수 있거나, 선택적인 냉각기(7)는 보충 냉각만을 제공할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, FCEV 탱크로의 기체 수소의 유동은 상기에서 설명된 바와 같은 압력 및 온도 센서(9, 11)에 의해 감지된 압력 및 온도에 선택적으로 기초하여 압력 제어 밸브(5)에 의해 제어된다.
FCEV 탱크가 완충 용기(35)로부터의 수소로 충전되지 않으면, 차단 밸브(50)가 폐쇄되고, 2 개의 수소 유동이 제1 열교환기(3)의 하류 지점(42)에서 조합되어 FCEV 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공한다. 완충 용기(35) 중 하나가 FCEV 탱크를 충전하는 데 사용되는 경우, 차단 밸브(50) 중 하나가 폐쇄되고, 차단 밸브(50) 중 하나가 개방되며, 완충 용기(35) 중 하나로부터의 수소의 유동은 제1 열교환기(3)의 하류 지점(42)에서 바이패스 라인(41)으로부터의 액체 수소의 유동과 조합된다. 이와 같은 충전 동안, 펌프(31)는 계속 작동할 수 있거나, 선택적으로 꺼질 수 있다. 기화된 수소가 1차 라인(39)으로부터 직접 얻어지든지 완충 용기(35) 중 하나로부터 얻어지든 지에 관계없이, 가압된 기체 수소의 온도는 온도 제어 밸브(43, 45)에 의해 1차 및 바이패스 라인에서의 액체 수소의 유동을 제어함으로써 제어될 수 있다. 온도 제어 밸브(43, 45)는 온도 센서에 의해 측정된 온도에 기초하여 제어기(도시되지 않았지만, 예는 제어기(29)와 동일하거나 상이할 수 있는 컴퓨터 또는 프로그램가능 로직 제어기를 포함함)로 제어될 수 있다. 당업자는, 온도 센서에 의해 감지된 온도가 너무 낮을(높을) 때, 1차 라인(39)으로의 액체 수소의 유동이 증가(감소)될 수 있고, 바이패스 라인(41)으로의 액체 수소의 유동이 대응하는 양만큼 감소(증가)될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 가압된 기체 수소의 온도 제어는 선택적인 냉각기 없이 수행될 수 있거나, 선택적인 냉각기는 보충 냉각만을 제공할 수 있다. 이러한 실시 형태에서, FCEV 탱크로의 기체 수소의 유동은 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 압력 제어 밸브에 의해 제어된다.
도 5의 실시 형태의 변형예에서 그리고 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 스테이션은 2 개의 충전 회로(4', 4")를 가질 수 있다. 이것은 소스(1)로부터의 액체 수소가 액체 수소 펌프(31) 중 어느 하나에 공급될 수 있게 하고, 압축된 액체 수소는 어느 하나의 액체 수소 펌프로부터 2 개의 충전 회로(4', 4") 중 어느 하나로 공급될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 단일 세트의 완충 용기(35)가 충전 회로(4', 4") 각각과 공통으로 공유될 수 있으며, 이는 완충 용기의 크기가 최적화될 수 있게 하여, 이에 의해 자본 비용을 감소시킨다.
전술한 실시 형태 각각에서, 하류 단부에는 적어도 2 개의 노즐이 장착될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 노즐 각각은 탱크를 충전하기 위해 FCEV의 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된다. 임의의 알려진 구성의 노즐이 사용될 수 있지만, 전형적으로 노즐은 소매 수소 재충전 스테이션에서 사용하기 위해 Tatsuno Corporation에서 입수 가능한 수소 디스펜서(hydrogen dispenser)의 일부이다.
특정 실시 형태에 관계없이, 재충전 스테이션은 FCEV 탱크가 재충전을 필요로 하는 임의의 곳에 위치될 수 있지만, 고압 수소의 취급 및 분배에 대한 임의의 훈련을 반드시 받지는 않은 FCEV의 운전자가 사용하기 위한 수소 디스펜서가 설치된 소매 연료 스테이션에 위치될 때 특히 유용하다. 바람직한 충전 시퀀스에서, 노즐이 FCEV 탱크와 기밀 방식으로 연결된 후에, 기체 수소는, 줄-톰슨 효과(Joule-Thomson effect)의 영향을 감소시키기 위해, 먼저 가장 낮은 압력의 완충 용기(즉, 탱크 내의 수소의 압력보다 높은 압력에 있음)로부터 탱크 내로 공급된다. 충전을 수행하는 특정 방식은 SAE J2601 표준을 준수하는 것과 같은 충전 알고리즘에 의해 좌우된다. 노즐로부터의 기체 수소의 압력 제어는 압력 센서에 의한 노즐 또는 탱크 내의 기체 수소의 압력에 기초하여 압력 제어 밸브로 실행된다. 저압 완충 용기와 탱크가 본질적으로 압력 평형을 이루는 경우, 기체 수소는 대신에 보다 고압의 완충 용기로부터 탱크 내로 분배된다. 이것은 알고리즘에 따라 충전 완료가 표시될 때까지 계속된다. 다른 FCEV 탱크가 충전되기 전에, 액체 수소가 소스로부터 제1 열교환기로 펌핑되고, 결과적인 가압된 기체 수소가 완충 용기를 재충전하는 데 사용된다.
본 발명은 몇몇 이점을 제공한다.
본 발명에 사용된 기화기는 매우 높을 필요는 없다. 실제로, 기화기는 높이가 10' 미만으로 유지될 수 있다. 이것은, 도시 위치에서, 가공 전력선, 전화선 또는 나무의 존재가 종래의 대기 기화기가 차지할 수 있는 수직 공간을 제한하기 때문에 중요하다. 본 발명에 사용된 기화기와 대조적으로, 종래의 대기 기화기는 종종 높이가 10'를 초과한다.
대기 기화기와 비교하여, 본 발명에 사용된 기화기는 SAE J2601과 같은 많은 수소 충전 프로토콜에 의해 요구되는 엄격한 온도 제어 프로파일을 충족하는 데 필요한 디스펜서에서의 수소의 출구 온도의 보다 정밀한 제어를 허용한다. 종래의 대기 기화기는 주로 수동적인 방식으로 액화 극저온 가스와 열을 교환하기 때문에, 기화된 극저온유체(cryogen)의 온도는 주변 온도에 크게 의존할 것이다. 본 발명에 있어서, 제2 열교환기를 빠져나가는 열 전달 유체의 온도는 송풍기 속도 또는 히터에 공급되는 전력의 정밀한 제어를 통해 정밀하게 제어될 수 있다. 이것은 결국 온도 제어된 열 전달 유체와 열을 교환한 후에 제1 열교환기를 빠져나가는 기화된 수소의 보다 정밀한 제어를 허용한다.
본 발명의 구체적인 실시 형태와 함께 본 발명을 설명하였지만, 전술한 설명을 고려할 때 많은 대안, 수정 및 변경이 당업자에게 명확해질 것이 분명하다. 따라서, 본 발명은, 첨부된 청구항의 사상 및 넓은 범위 내에 포함되는 그러한 대안, 수정, 및 변경 모두를 포함하도록 의도된다. 본 발명은 개시된 요소를 적절하게 포함하거나, 그러한 요소로 이루어지거나 그러한 요소로 본질적으로 이루어질 수 있고, 개시되지 않은 요소 없이도 실시될 수 있다. 또한, 제1 및 제2와 같이 순서를 지칭하는 언어가 있는 경우에, 이는 예시적인 의미로서 이해되어야 하고 제한적인 의미로 이해되지 않아야 한다. 예를 들어, 당업자는, 특정 단계들이 단일 단계로 조합될 수 있다는 것을 인식할 수 있다.
문맥에서 달리 명백하게 기재되어 있지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")가 복수의 대상을 포함한다.
청구항 내의 "포함한다"는 개방형 전이적 용어(open transitional term)이며, 이는, 후속하여 식별되는 청구항의 요소가 비배타적인 나열이라는 것, 즉 임의의 다른 것이 부가적으로 포함될 수 있고 "포함한다"의 범위 내에서 유지될 수 있다는 것을 의미한다. "포함한다"는 본원에서 더 제한된 전이적 용어인 "본질적으로 ~으로 이루어진" 및 "~으로 이루어진"을 필수적으로 포함하는 것으로 정의되고; "포함한다"는 그에 따라 "본질적으로 ~으로 이루어진" 또는 "~으로 이루어진"에 의해서 대체될 수 있고, 명백하게 정의된 "포함한다"의 범위 내에서 유지된다.
청구항 내의 "제공한다"는 무언가를 구비한다, 공급한다, 이용 가능하게 한다, 또는 준비한다는 것을 의미하는 것으로 정의된다. 단계는 청구항에서 달리 명백하게 반대되는 기재가 없는 경우에 임의의 행위자에 의해서 실시될 수 있다.
"선택적인" 또는 "선택적으로"는, 후속 설명되는 이벤트 또는 상황이 발생되거나 발생되지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 서술은, 이벤트 또는 상황이 발생되는 경우 및 그러한 것이 발생되지 않는 경우를 포함한다.
범위는 본원에 대략적으로 하나의 특정 값으로부터, 및/또는 대략적으로 다른 특정 값까지인 것으로 표현될 수 있다. 그러한 범위가 표현되었을 때, 또 다른 실시형태가, 상기 범위 내의 모든 조합과 함께, 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지라는 것이 이해되어야 한다.
그에 의해서, 본원에 기재된 모든 언급 각각은 그 전체가, 그리고 그 각각이 인용된 구체적인 정보를 위해서, 본원에 참조로 포함된다.

Claims (34)

  1. 액체 수소를 저장하도록 적합화 및 구성된 액체 수소 소스, 충전 회로, 및 열교환 유체 회로를 포함하는 수소 재충전 스테이션으로서,
    충전 회로는 액체 수소 소스로부터 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 수소 연료 차량 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 가지며;
    열 전달 회로는, 유동 순서로, 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 열 전달 유체 펌프는 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고;
    제2 열교환기는 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성되고;
    제1 열교환기는 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있는, 수소 재충전 스테이션.
  2. 제1항에 있어서, 액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된 액체 수소 펌프를 추가로 포함하는, 스테이션.
  3. 제1항에 있어서, 충전 회로는 제1 교환기의 하류에 있는 압력 제어 밸브 및 압력 센서를 추가로 포함하며, 압력 제어 밸브는 압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성되는, 스테이션.
  4. 제1항에 있어서,
    열 전달 회로는 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며;
    1차 라인은 제1 열교환기와 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고;
    바이패스 라인은 1차 라인에서 분기되고, 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고;
    제2 열교환기는 1차 라인에 배치되고;
    삼방향 유동 제어 밸브는 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 열 전달 펌프로 지향시키고;
    온도 센서는 삼방향 유동 제어 밸브와 제1 열교환기 사이에서 열 전달 회로에 배치되고;
    삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 삼방향 제어 밸브와 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어하는, 스테이션.
  5. 제1항에 있어서, 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함하는, 스테이션.
  6. 제1항에 있어서, 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터인, 스테이션.
  7. 제1항에 있어서, 2 개 이상의 완충 용기, 제1 열교환기의 하류에 있는 충전 회로에서 분기되고 가압된 기체 수소를 제1 열교환기로부터 2 개 이상의 완충 용기로 지향시키도록 적합화 및 구성된 레그, 밸브 세트, 및 압력 제어 밸브를 추가로 포함하며, 밸브 세트는 가압된 기체 수소가 레그를 통해 완충 용기 중 하나 내로 유동할 수 있게 하지만 완충 용기 중 다른 하나 내로는 유동하지 않게 하고, 가압된 기체 수소가 완충 용기 중 하나로부터 레그를 통해 충전 회로의 하류 단부로 유동할 수 있게 하도록 적합화 및 구성되고, 압력 제어 밸브는 레그와 충전 회로의 하류 단부 사이에서 충전 회로에 배치된 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 충전 회로의 하류 단부로부터 유출되는 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성되는, 스테이션.
  8. 제1항에 있어서, 충전 회로는 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인, 1차 라인으로부터 분기되고 제1 열교환기의 하류에서 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 및 바이패스 라인이 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 충전 회로의 하류 단부의 상류에서 충전 회로에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 제1 열교환기는 1차 라인에 배치되고, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어하는, 스테이션.
  9. 제1항에 있어서, 열 전달 회로는 제2 열교환기와 열 전달 펌프 사이에서 유체 연통하는 열 전달 저장소를 추가로 포함하며, 열 전달 저장소는 소정 체적의 열 전달 유체를 수용하도록 적합화 및 구성되는, 스테이션.
  10. 액체 수소를 저장하도록 적합화 및 구성된 액체 수소 소스, 제1 및 제2 충전 회로, 열 전달 유체 저장소, 및 제1 및 제2 열교환 유체 회로를 포함하는 수소 재충전 스테이션으로서,
    제1 충전 회로는 액체 수소 소스로부터 제1 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 수소 연료 차량 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 제1 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 가지며;
    제2 충전 회로는 액체 수소 소스로부터 제2 충전 회로 내로의 액체 수소의 유동을 허용하기 위해 소스와 하류로 유체 연통하는 상류 단부, 수소 연료 차량 탱크를 충전하기 위해 수소 연료 차량 탱크와 제거 가능하게 연결되도록 적합화 및 구성된 하류 단부, 및 제2 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에 배치된 제1 열교환기를 가지며;
    제1 열 전달 회로는, 유동 순서로, 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 제1 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프는 제1 열 전달 회로의 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제1 충전 회로의 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고;
    제2 열 전달 회로는, 유동 순서로, 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 하류로 유동 연통하는 상류 단부, 제2 열교환기, 열 전달 유체 펌프, 및 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하는 하류 단부를 포함하고, 제2 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프는 제2 열 전달 회로의 제2 열교환기로부터 열 전달 유체를 수용하고 열 전달 유체를 제2 충전 회로의 제1 열교환기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고;
    제1 열 전달 회로의 제2 열교환기는 제1 열 전달 회로의 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성되고;
    제2 열 전달 회로의 제2 열교환기는 제2 열 전달 회로의 제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성되고;
    열 전달 유체 저장소는 제2 열교환기와 제1 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프 사이에서 유체 연통하고, 제2 열교환기와 제2 열 전달 회로의 열 전달 유체 펌프 사이에서 유체 연통하며;
    제1 충전 회로의 제1 열교환기는 제1 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 제1 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제1 충전 회로의 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있고;
    제2 충전 회로의 제1 열교환기는 제2 열 전달 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 제2 충전 회로 내의 액체 수소 사이에서 열을 교환하여 열 전달 유체를 냉각시키고 액체 수소를 기화시켜서 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소를 제공하도록 적합화 및 구성되고, 제2 충전 회로의 제1 열교환기 내부의 액체 수소의 유동은 열 전달 유체의 유동에 의해 둘러싸여 있는, 수소 재충전 스테이션.
  11. 제10항에 있어서,
    액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제1 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제1 충전 회로의 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된 제1 액체 수소 펌프; 및
    액체 수소 소스와 하류로 유동 연통하고 제2 충전 회로의 제1 열교환기와 상류로 유동 연통하며, 액체 수소 소스로부터의 액체 수소의 유동의 압력을 증가시키고 가압된 액체 수소의 유동을 제2 충전 회로의 제1 열교환기를 향해 지향시키도록 적합화 및 구성된 제2 액체 수소 펌프를 추가로 포함하는, 스테이션.
  12. 제10항에 있어서, 충전 회로 각각은 관련 제1 교환기의 하류에 있는 압력 제어 밸브 및 압력 센서를 추가로 포함하며, 압력 제어 밸브는 압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성되는, 스테이션.
  13. 제10항에 있어서,
    열 전달 회로 각각은 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며;
    각각의 1차 라인은 관련 제1 열교환기와 관련 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고;
    각각의 바이패스 라인은 관련 1차 라인에서 분기되고, 관련 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고;
    각각의 제2 열교환기는 관련 1차 라인에 배치되고;
    각각의 삼방향 유동 제어 밸브는 관련 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 관련 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 관련 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 관련 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 관련 열 전달 펌프로 지향시키고;
    각각의 온도 센서는 관련 삼방향 유동 제어 밸브와 관련 제1 열교환기 사이에서 관련 열 전달 회로에 배치되고;
    각각의 삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 각각의 삼방향 제어 밸브와 관련 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어하는, 스테이션.
  14. 제10항에 있어서, 각각의 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 관련 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함하는, 스테이션.
  15. 제10항에 있어서, 각각의 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터인, 스테이션.
  16. 제10항에 있어서, 각각의 충전 회로는,
    각각의 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인;
    관련 1차 라인으로부터 분기되고 관련 제1 열교환기의 하류에서 관련 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인;
    관련 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브;
    관련 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브; 및
    관련 바이패스 라인이 관련 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 각각의 충전 회로의 관련 하류 단부의 상류에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 관련 제1 열교환기는 관련 1차 라인에 배치되고, 관련 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 관련 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 관련 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 관련 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어하는, 스테이션.
  17. 연료 전지 전기 차량의 탱크를 가압 수소로 충전하는 방법으로서,
    액체 수소 소스로부터, 하류 단부가 탱크에 제거 가능하게 연결된 충전 회로로 액체 수소를 공급하는 단계로서, 충전 회로 내에는 제1 열교환기가 배치되고, 제1 열교환기는 액체 수소 입구, 기체 수소 출구, 열 전달 유체 입구 및 열 전달 유체 출구를 갖는, 단계;
    제1 열교환기로부터 그리고 제1 열교환기로의 루프를 이루는 열 전달 회로를 통해 열 전달 펌프에 의해 열 전달 유체를 펌핑하는 단계로서, 열 전달 회로는, 열 전달 유체 출구로부터 열 전달 유체 입구로의 유동 순서로, 제2 열교환기 및 열 전달 유체 펌프를 포함하는, 단계;
    열 전달 유체 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 소스로부터 충전 회로로 공급되는 액체 수소 사이에서 제1 열교환기로 열을 교환하여, 이에 의해 공급된 액체 수소를 기화시키고 열 전달 유체를 냉각시키는 단계로서, 제1 열교환기 내부의 공급된 액체 수소는 열 전달 유체에 의해 둘러싸여 있는, 단계;
    제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 제2 열교환기로 가열하는 단계; 및
    충전 회로의 하류 단부로부터의 가압된 기체 수소로 수소 연료 차량의 탱크를 충전하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 액체 수소 펌프를 사용하여 소스로부터 충전 회로 내로 액체 수소를 펌핑하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  19. 제17항에 있어서,
    압력 센서를 사용하여 제1 열교환기 하류의 충전 회로에서 가압된 기체 수소의 압력을 측정하는 단계; 및
    압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 압력 제어 밸브를 사용하여 가압된 기체 수소의 압력을 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  20. 제17항에 있어서,
    열 전달 회로는 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며;
    1차 라인은 제1 열교환기와 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고;
    바이패스 라인은 1차 라인에서 분기되고, 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고;
    제2 열교환기는 1차 라인에 배치되고;
    삼방향 유동 제어 밸브는 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 열 전달 펌프로 지향시키고;
    온도 센서는 삼방향 유동 제어 밸브와 제1 열교환기 사이에서 열 전달 회로에 배치되고;
    삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 삼방향 제어 밸브와 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어하는, 방법.
  21. 제17항에 있어서, 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함하는, 방법.
  22. 제17항에 있어서, 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터인, 방법.
  23. 제17항에 있어서, 2 개 이상의 완충 용기, 제1 열교환기의 하류에 있는 충전 회로에서 분기되고 가압된 기체 수소를 제1 열교환기로부터 2 개 이상의 완충 용기로 지향시키도록 적합화 및 구성된 레그, 밸브 세트, 및 압력 제어 밸브를 추가로 포함하며, 밸브 세트는 가압된 기체 수소가 레그를 통해 완충 용기 중 하나 내로 유동할 수 있게 하지만 완충 용기 중 다른 하나 내로는 유동하지 않게 하고, 가압된 기체 수소가 완충 용기 중 하나로부터 레그를 통해 충전 회로의 하류 단부로 유동할 수 있게 하도록 적합화 및 구성되고, 압력 제어 밸브는 레그와 충전 회로의 하류 단부 사이에서 충전 회로에 배치된 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 충전 회로의 하류 단부로부터 유출되는 가압된 기체 수소의 압력을 제어하도록 적합화 및 구성되는, 방법.
  24. 제17항에 있어서, 충전 회로는 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인, 1차 라인으로부터 분기되고 제1 열교환기의 하류에서 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 및 바이패스 라인이 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 충전 회로의 하류 단부의 상류에서 충전 회로에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 제1 열교환기는 1차 라인에 배치되고, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어하는, 방법.
  25. 제17항에 있어서, 열 전달 회로는 제2 열교환기와 열 전달 펌프 사이에서 유체 연통하는 열 전달 저장소를 추가로 포함하며, 열 전달 저장소는 소정 체적의 열 전달 유체를 수용하도록 적합화 및 구성되는, 방법.
  26. 연료 전지 전기 차량의 탱크를 가압 수소로 충전하는 방법으로서,
    액체 수소 소스로부터, 하류 단부가 수소 연료 차량의 탱크에 제거 가능하게 연결된 충전 회로로 액체 수소를 공급하는 단계로서, 충전 회로 내에는 제1 열교환기가 배치되고, 제1 열교환기는 액체 수소 입구, 기체 수소 출구, 열 전달 유체 입구 및 열 전달 유체 출구를 갖는, 단계;
    제1 열교환기로부터 그리고 제1 열교환기로의 루프를 이루는 열 전달 회로를 통해 열 전달 펌프에 의해 열 전달 유체를 펌핑하는 단계로서, 열 전달 회로는, 열 전달 유체 출구로부터 열 전달 유체 입구로의 유동 순서로, 제2 열교환기 및 열 전달 유체 펌프를 포함하는, 단계;
    열 전달 유체 회로를 통해 유동하는 열 전달 유체와 소스로부터 충전 회로로 공급되는 액체 수소 사이에서 제1 열교환기로 열을 교환하여, 이에 의해 공급된 액체 수소를 기화시키고 열 전달 유체를 냉각시키는 단계로서, 제1 열교환기 내부의 공급된 액체 수소는 열 전달 유체에 의해 둘러싸여 있는, 단계;
    제1 열교환기로부터 수용된 냉각된 열 전달 유체를 제2 열교환기로 가열하는 단계;
    기화된 액체 수소를 하나 이상의 완충 용기 내로 지향시키는 단계; 및
    하나 이상의 완충 용기로부터의 가압된 기체 수소로 수소 연료 차량의 탱크를 충전하는 단계를 포함하는, 방법.
  27. 제26항에 있어서, 액체 수소 펌프를 사용하여 소스로부터 충전 회로 내로 액체 수소를 펌핑하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    압력 센서를 사용하여 제1 열교환기 하류의 충전 회로에서 가압된 기체 수소의 압력을 측정하는 단계; 및
    압력 센서에 의해 측정된 가압된 기체 수소의 압력에 기초하여 압력 제어 밸브를 사용하여 가압된 기체 수소의 압력을 제어하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    열 전달 회로는 1차 라인, 바이패스 라인, 삼방향 유동 제어 밸브, 온도 센서, 및 삼방향 유동 제어 밸브와 열 전달 유체 펌프 사이에서 유동 연통하는 하류 라인을 추가로 포함하며;
    1차 라인은 제1 열교환기와 삼방향 유동 제어 밸브 사이에서 유동 연통하도록 연장되고;
    바이패스 라인은 1차 라인에서 분기되고, 삼방향 유동 제어 밸브와 상류로 유동 연통하고;
    제2 열교환기는 1차 라인에 배치되고;
    삼방향 유동 제어 밸브는 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체 및 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 제어하며, 1차 라인으로부터의 가온된 열 전달 유체의 유동과 바이패스 라인으로부터의 가온되지 않은 열 전달 유체의 유동을 조합하고, 열 전달 유체의 조합된 유동을 열 전달 펌프로 지향시키고;
    온도 센서는 삼방향 유동 제어 밸브와 제1 열교환기 사이에서 열 전달 회로에 배치되고;
    삼방향 제어 밸브는 열 전달 유체의 조합된 유동에서 가온된 열 전달 유체의 유량 대 가온되지 않은 열 전달 유체의 유량의 비율을 조정함으로써 삼방향 제어 밸브와 제1 열교환기 사이의 열 전달 유체의 온도를 제어하는, 방법.
  30. 제26항에 있어서, 열 전달 유체 회로는 송풍된 주변 공기의 열로 열 전달 유체를 가온하기 위해 제2 열교환기에서 주변 공기를 송풍하도록 적합화 및 구성된 송풍기를 추가로 포함하는, 방법.
  31. 제26항에 있어서, 제2 열교환기는 열 전달 유체를 가온하도록 적합화 및 구성된 전기 히터인, 방법.
  32. 제26항에 있어서,
    하나 이상의 완충 용기는 2 개 이상의 완충 용기를 포함하며,
    레그는 제1 열교환기의 하류에 있는 충전 회로에서 분기되고 가압된 기체 수소를 제1 열교환기로부터 하나 이상의 완충 용기로 지향시키도록 적합화 및 구성되고;
    밸브 세트는 가압된 기체 수소가 레그를 통해 2 개 이상의 완충 용기 중 하나 내로 유동할 수 있게 하지만 2 개 이상의 완충 용기 중 다른 완충 용기 내로는 유동하지 않게 하고, 가압된 기체 수소가 2 개 이상의 완충 용기 중 하나로부터 레그를 통해 충전 회로의 하류 단부로 유동할 수 있게 하도록 적합화 및 구성되고;
    방법은, 압력 제어 밸브를 사용하여, 레그와 충전 회로의 하류 단부 사이에서 충전 회로에 배치된 압력 센서에 의해 감지된 압력에 기초하여 충전 회로의 하류 단부로부터 유출되는 가압된 기체 수소의 압력을 제어하는 단계를 포함하는, 방법.
  33. 제26항에 있어서, 충전 회로는 충전 회로의 상류 단부와 하류 단부 사이에서 유체 연통하는 1차 라인, 1차 라인으로부터 분기되고 제1 열교환기의 하류에서 1차 라인과 재결합하는 바이패스 라인, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브, 및 바이패스 라인이 1차 라인과 재결합하는 지점의 하류 및 충전 회로의 하류 단부의 상류에서 충전 회로에 배치된 온도 센서를 추가로 포함하며, 제1 열교환기는 1차 라인에 배치되고, 1차 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 1차 라인을 통해 유동하는 기화된 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 바이패스 라인에 배치된 유동 제어 밸브는 바이패스 라인을 통해 유동하는 액체 수소의 유동을 제어하도록 적합화 및 구성되고, 유동 제어 밸브들은, 온도 센서에 의해 감지된 온도에 기초하여, 기화된 수소 및 액체 수소의 유동을 제어하여, 결국 탱크를 충전하기 위한 가압된 기체 수소의 온도를 제어하는, 방법.
  34. 제26항에 있어서, 열 전달 회로는 제2 열교환기와 열 전달 펌프 사이에서 유체 연통하는 열 전달 저장소를 추가로 포함하며, 열 전달 저장소는 소정 체적의 열 전달 유체를 수용하도록 적합화 및 구성되는, 방법.
KR1020227026425A 2019-12-31 2020-12-22 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법 KR20220133204A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962956067P 2019-12-31 2019-12-31
US201962956064P 2019-12-31 2019-12-31
US62/956,064 2019-12-31
US62/956,067 2019-12-31
PCT/US2020/066740 WO2021138169A1 (en) 2019-12-31 2020-12-22 Station and method for filling tanks of hydrogen-fuelled vehicles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220133204A true KR20220133204A (ko) 2022-10-04

Family

ID=74191969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227026425A KR20220133204A (ko) 2019-12-31 2020-12-22 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4085216A1 (ko)
JP (1) JP2023517439A (ko)
KR (1) KR20220133204A (ko)
CN (1) CN115244327A (ko)
WO (1) WO2021138169A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11920736B2 (en) 2021-12-31 2024-03-05 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
US20230279995A1 (en) * 2022-03-03 2023-09-07 China Energy Investment Corporation Limited Hydrogen refueling station and system, and method of using the same
US11933458B1 (en) 2022-09-15 2024-03-19 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8726676B2 (en) * 2007-05-17 2014-05-20 The Boeing Company Thermodynamic pump for cryogenic fueled devices
DE102008060127A1 (de) * 2008-12-03 2010-06-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Anlage zum Betanken von Kraftfahrzeugen mit Wasserstoff
FR3009058A1 (fr) * 2013-07-29 2015-01-30 Air Liquide Procede et installation de production de gaz sous pression
JP2015158225A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 帝人エンジニアリング株式会社 液化水素気化システム
JP6688583B2 (ja) * 2015-10-02 2020-04-28 株式会社神戸製鋼所 ガス供給装置及びガス供給方法
WO2018226254A1 (en) * 2017-06-05 2018-12-13 Ut-Battelle, Llc Gaseous hydrogen storage system with cryogenic supply
HRP20220955T1 (hr) * 2018-04-26 2022-10-28 Chart Inc. Sustav za doziranje kriogenog fluida sa rashladnim rezervoarom

Also Published As

Publication number Publication date
CN115244327A (zh) 2022-10-25
WO2021138169A1 (en) 2021-07-08
JP2023517439A (ja) 2023-04-26
EP4085216A1 (en) 2022-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20220133204A (ko) 수소 연료 차량의 탱크를 충전하기 위한 스테이션 및 방법
US11493175B2 (en) Method for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
US20210198095A1 (en) Station for filling tanks of hydrogen-fuelled vehicles
US9458968B2 (en) Hydrogen dispensing process and system
JP5227000B2 (ja) Ｌｎｇ貯蔵タンク
US10961109B2 (en) Fluid bypass method and system for controlling the temperature of a non-petroleum fuel
KR100804967B1 (ko) 연료가스 추진수단을 갖는 ｌｎｇ 운반선의 ｌｎｇ저장탱크의 압력상승 저감장치 및 방법
AU2013291836B2 (en) Equipment and method for filling pressurized gas cylinders from a liquefied gas tank
US20170130901A1 (en) Fuel refilling systems and methods
NO334344B1 (no) Tankkjølesystem
US20220136654A1 (en) Device and method for filling tanks
EP3084286B1 (en) Liquid natural gas transfer
US10775080B2 (en) LNG gasification systems and methods
US20190003648A1 (en) Method for Cooling a First Cryogenic Pressure Vessel
CN216480236U (zh) 加氢、加液化天然气合建站的氢气冷却系统
US11920736B2 (en) Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
US20040154315A1 (en) Method for vaporizing and heating compressed liquefied gases
US11933458B1 (en) Method and system for filling tanks of hydrogen-fueled vehicles
US20030182941A1 (en) Combustion turbine inlet for air cooling via refrigerated liquid hydrocarbon fuel vaporization
RU2133403C1 (ru) Способ заполнения емкости сжатым газом
NZ535118A (en) Combustion turbine inlet air cooling via refrigerated liquid hydrocarbon fuel vaporization
JP2004108653A (ja) 空気分離装置における圧縮機吸入空気の冷却システム
ZA200407138B (en) Apparatus and method for cooling combustion turbine inlet air using liquid hydrocarbon fuel