EP4392703B1 - Verfahren und fördervorrichtung - Google Patents

Verfahren und fördervorrichtung Download PDF

Info

Publication number
EP4392703B1
EP4392703B1 EP22765406.8A EP22765406A EP4392703B1 EP 4392703 B1 EP4392703 B1 EP 4392703B1 EP 22765406 A EP22765406 A EP 22765406A EP 4392703 B1 EP4392703 B1 EP 4392703B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
volume
consumer
pressure
cryogen
storage tank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP22765406.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4392703C0 (de
EP4392703A1 (de
Inventor
Anton Wellenhofer
Eva Müller
Stefan Felbinger
Clemens Wolferstetter
Harald Zenz
Kathrin Wellenhofer
Nabeel HAKEMI
Petya TONEVA
Jose Albert CRUZ
Denis DURNEV
Johannes SCHAFRANEK
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linde GmbH
Original Assignee
Linde GmbH
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 Linde GmbH filed Critical Linde GmbH
Publication of EP4392703A1 publication Critical patent/EP4392703A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4392703B1 publication Critical patent/EP4392703B1/de
Publication of EP4392703C0 publication Critical patent/EP4392703C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • F17C9/00—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure
    • F17C9/02—Methods or apparatus for discharging liquefied or solidified gases from vessels not under pressure with change of state, e.g. vaporisation
    • 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
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0326—Valves electrically actuated
    • 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
    • F17C2221/011—Oxygen
    • 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
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • 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
    • F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
    • F17C2221/017—Helium
    • 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
    • F17C2225/033—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
    • 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
    • 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
    • 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
    • F17C2227/0393—Localisation of heat exchange separate using a vaporiser
    • 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
    • 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
    • F17C2250/03—Control means
    • F17C2250/034—Control means using wireless transmissions
    • 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
    • F17C2250/0443—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
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/02—Improving properties related to fluid or fluid transfer
    • 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
    • F17C2270/0102—Applications for fluid transport or storage on or in the water
    • F17C2270/0105—Ships
    • 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
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • 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
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells

Definitions

  • the invention relates to a method for supplying a consumer with a cryogen from a storage container and a conveying device for supplying a consumer with a cryogen from a storage container.
  • storage containers for liquid hydrogen can have a pressure build-up evaporator, which makes it possible to build up pressure within the storage container so that gaseous hydrogen can be made available to a consumer, for example in the form of a fuel cell, at a stable supply pressure of, for example, 1 to 2.5 bara.
  • a pressure build-up evaporator which makes it possible to build up pressure within the storage container so that gaseous hydrogen can be made available to a consumer, for example in the form of a fuel cell, at a stable supply pressure of, for example, 1 to 2.5 bara.
  • WO 2014/076290 A1 forms the preamble of claim 1.
  • the object of the present invention is to provide an improved method for supplying a consumer with a cryogen from a storage container.
  • a method for supplying a consumer with cryogen from a storage container comprises the following steps: a) introducing a portion of the cryogen from the storage container into a volume that can be separated from the consumer and the storage container; b) separating the volume from the consumer and the storage container by first closing a supply valve arranged between the volume and the consumer and then closing an inlet valve arranged between the storage container and the volume; c) evaporating the cryogen in the volume so that the volume is subjected to a pressure that is higher than a pressure prevailing in the storage container; and d) discharging the evaporated cryogen from the volume to the consumer upon a load demand from the consumer by opening the supply valve; wherein, with the supply valve open, the inlet valve is opened as soon as the pressure in the volume drops below the pressure prevailing in the storage container.
  • the volume can be used as a pressure reservoir to supply the consumer with the vaporized cryogen, movement of the storage vessel, for example, during rough seas, has no negative impact on the consumer's supply of vaporized cryogen. This allows the storage vessel to be operated at the lowest possible pressure. This extends the cryogen's retention time. Furthermore, moving parts, such as those found in cryopumps, can be eliminated.
  • the cryogen is preferably hydrogen.
  • cryogen and “hydrogen” can therefore be interchanged. In principle, however, the cryogen can also be any other cryogen. Examples of cryogenic fluids or liquids, or cryogens for short, are, in addition to the aforementioned hydrogen, liquid helium, liquid nitrogen, or liquid oxygen. A “cryogen” is therefore understood to be a liquid in particular.
  • the cryogen can also be evaporated and thus converted into the gaseous phase. After evaporation, the cryogen is a gas or can be stored as a gaseous or vaporized Cryogen can be referred to as cryogen.
  • cryogen can therefore encompass both the gas phase and the liquid phase.
  • evaporated cryogen preferably refers only to the gas phase of the cryogen.
  • the cryogen After or during filling of the cryogen into the storage vessel, a gas zone and an underlying liquid zone form in the storage vessel.
  • a phase boundary is provided between the gas zone and the liquid zone.
  • the cryogen therefore preferably has two phases with different states of aggregation, namely liquid and gaseous.
  • the liquid phase can transition into the gaseous phase and vice versa.
  • the liquid phase can be referred to as the liquid phase.
  • the gaseous phase can be referred to as the gas phase.
  • a purely liquid filling of the storage vessel is also possible.
  • the pressure prevailing in the storage vessel is preferably approximately 3.5 bara.
  • the pressure prevailing in the storage vessel is, in particular, constant.
  • the consumer is preferably a fuel cell.
  • a “fuel cell” is understood here to be a galvanic cell that converts the chemical reaction energy of a continuously supplied fuel, in this case hydrogen, and an oxidizing agent, in this case oxygen, into electrical energy.
  • the cryogen is supplied to the consumer itself, particularly in gaseous form, at a defined supply pressure. This means that the cryogen is completely vaporized before or upstream of the consumer.
  • the cryogen is supplied to the consumer at a supply pressure of 1 to 2.5 bara and a temperature of +10 to +25°C.
  • the supply pressure can also be up to 6 bara.
  • the cryogen may be biphasic.
  • the liquid phase or a portion of the liquid phase of the cryogen is introduced from the storage vessel into the volume separable from the consumer and the storage vessel.
  • a "portion" is understood in particular to mean that a certain volume of the liquid phase of the cryogen is introduced from the storage vessel into the volume. A remainder of the liquid phase remains in the storage vessel.
  • one or more valves may be provided. Steps a) to d) are preferably carried out consecutively.
  • a conveying device is used, which will be explained below.
  • the volume can be realized, for example, by a container, a pipe loop, or the like.
  • the volume can also be referred to as a header or collector.
  • the terms "volume,” “header,” and “collector” can be interchanged in this context.
  • a “volume” is generally understood to mean an area that can be fluidically separated from the storage container and the consumer and pressurized. The volume thus serves as a pressure reservoir.
  • the volume can therefore also be referred to as a pressure accumulator. This means that the terms "volume” and “pressure accumulator” can be interchanged in this context.
  • the volume is preferably separated from the consumer and the storage container by means of valves.
  • Separating is understood here to mean that a fluid connection or a fluidic connection between the volume and the consumer, as well as between the volume and the storage container, is severed, so that the fluid can neither flow from the storage container into the separated volume nor can the fluid flow from the separated volume to the consumer.
  • the liquid phase of the cryogen remaining in the sealed volume is evaporated.
  • heat is preferably introduced into the cryogen.
  • the pressure in the volume increases.
  • the pressure in the volume rises to a pressure of 3 to 10 bara.
  • a substantially constant pressure of, for example, 3.5 bara prevails in the storage container.
  • the discharge of the vaporized cryogen in or during step d) from the volume to the consumer is preferably carried out with the aid of a valve, in particular a supply valve, which can be controlled depending on the load requirement of the consumer in order to supply the consumer with the vaporized cryogen.
  • the valve is also particularly suitable for supplying the consumer with the cryogen at the appropriate supply pressure. or during step d), a fluid connection or fluidic connection is thus established between the volume and the consumer, so that the vaporized cryogen can flow from the volume to the consumer. In this case, a pressure reduction can be achieved with the aid of the valve.
  • step d) the pressure prevailing in the volume is reduced to a supply pressure suitable for the consumer when discharging the cryogen from the volume by means of the supply valve.
  • the suitable supply pressure can be, for example, 1 to 2.5 bara.
  • a suitable supply temperature can be +10 to +25 °C.
  • the supply valve can be controlled by a control and regulating device in such a way that it reduces the pressure prevailing in the separated volume to the suitable supply pressure.
  • the supply pressure suitable for the consumer is lower than the pressure prevailing in the storage tank.
  • the pressure in the storage tank can be as high as 3.5 bara.
  • the suitable supply pressure is 1 to 2.5 bara.
  • the supply valve can be used to reduce the pressure in the storage tank to the appropriate supply pressure.
  • step d) the supply valve is opened depending on the load requirement of the consumer.
  • the supply valve is only opened when there is a load demand from the consumer.
  • the supply valve can be opened continuously to adjust the volume flow of vaporized cryogen to the consumer's load demand.
  • step d) the supply valve is controlled by means of a control and regulating device based on Sensor signals from a pressure sensor and/or a flow sensor located downstream of the supply valve.
  • Downstream in this case means along a flow direction of the cryogen from the storage vessel to the consumer.
  • the control and regulating device is configured to receive and appropriately evaluate sensor signals from the pressure sensor and/or the flow sensor. Based on the sensor signals from the pressure sensor and/or the flow sensor, the control and regulating device can then control the supply valve.
  • step b) the supply valve is closed.
  • the supply valve remains closed until the load demand from the consumer is met. Once the load demand from the consumer is met, the supply valve begins to open to supply the consumer with cryogen at the appropriate supply pressure.
  • step b the inlet valve located upstream of the supply valve is closed.
  • the supply valve and the inlet valve separate the volume from the consumer and the storage vessel.
  • the volume is thus placed, arranged, or provided between the inlet valve and the supply valve.
  • Upstream is understood here with reference to the direction of flow of the cryogen from the storage vessel to the consumer.
  • the inlet valve is closed as long as the pressure in the volume is greater than the pressure prevailing in the storage container.
  • the inlet valve As long as the inlet valve is closed, no cryogen can flow from the storage vessel into the volume.
  • the closed inlet valve prevents the cryogen from being forced back into the storage vessel from the volume as long as the pressure in the volume is greater than the pressure in the storage vessel.
  • the inlet valve is opened as soon as the pressure in the volume drops below the pressure in the storage tank.
  • cryogen can flow from the storage vessel into the volume.
  • the supply valve can then reduce the pressure in the storage vessel to the appropriate supply pressure for the consumer.
  • the cryogen from the storage vessel can be evaporated using an evaporator unit assigned to the volume.
  • step c) heat is introduced into the cryogen by means of an evaporator unit in order to evaporate it.
  • the evaporator unit can, for example, be or include an electric heating device.
  • the evaporator unit can also be any heat exchanger or heat transfer device.
  • the evaporator unit can be part of the volume.
  • the conveying device comprises an inlet valve arranged between the storage container and a volume that can be separated from the consumer and the storage container, a supply valve arranged between the volume and the consumer, an evaporator unit, and a control and regulating device, wherein the control and regulating device is configured to control the inlet valve such that the inlet valve introduces a portion of the cryogen from the storage container into the volume, wherein the control and regulating device is configured to control the inlet valve and the supply valve such that the inlet valve and the supply valve separate the volume from the consumer and from the storage container, wherein the control and regulating device is configured to first close the supply valve and then the inlet valve, wherein the evaporator unit is configured to evaporate the cryogen accommodated in the separated volume in order to subject the separated volume to a pressure that is higher than a pressure prevailing in the storage container, wherein the control and regulating device is configured to Supply valve in such a way that
  • the conveying device can comprise the storage container.
  • the conveying device can also comprise the consumer.
  • the storage container and/or the consumer can also not be part of the conveying device.
  • the conveying device can also be part of a conveying arrangement, which can comprise the consumer and/or the storage container in addition to the conveying device.
  • the “volume” differs from the “separated volume” in that, in the separated volume, the inlet valve and the supply valve are closed, thus separating the volume from the consumer and the storage vessel.
  • the fact that the inlet valve is "configured" to introduce a portion of the cryogen from the storage vessel into the volume means, in this case, in particular, that the inlet valve can be opened and closed so that the cryogen, in particular the liquid phase of the cryogen, can flow from the storage vessel into the volume.
  • the fact that the inlet valve and the supply valve are "configured" to separate the volume from the consumer and the storage container means, in this case, in particular that the inlet valve and the supply valve can both be closed to separate the volume, thus separating the volume.
  • the evaporator unit is particularly suitable for evaporating the cryogen by introducing heat into the cryogen.
  • the evaporated cryogen can be supplied to the consumer from the separated volume using the supply valve.
  • the supply valve can be opened and closed.
  • the supply valve is arranged downstream of the inlet valve.
  • the volume is provided between the inlet valve and the supply valve.
  • the volume can be any hollow space that can be pressurized by evaporating the cryogen.
  • the volume can also be referred to as a collector, header, or accumulator.
  • the volume is formed by means of one or more pipe loops, a pipeline and/or a storage volume.
  • the volume is formed by a pipe loop with a length of 15 to 20 m and a pipe diameter of 200 to 600 mm, in particular up to 400 mm.
  • the volume can comprise a meandering pipe loop.
  • the storage volume can be any container or similar.
  • the conveying device further comprises the control and regulating device for controlling the inlet valve and/or the supply valve.
  • a pressure sensor and a flow sensor are provided downstream of the supply valve.
  • the pressure sensor and the flow sensor provide sensor signals to the control and regulation device, so that the control and regulation device can control the supply valve in such a way that the pressure in the volume is reduced to the supply pressure suitable for the consumer as the vaporized cryogen flows out with the aid of the supply valve.
  • A in this case is not necessarily limited to one element. Rather, several elements, such as two, three or more. Any other counting term used here should not be understood as implying a strict limitation to the exact number of elements. Rather, numerical deviations upwards and downwards are possible.
  • the Fig. 1 shows a schematic view of an embodiment of a conveying arrangement 1 for conveying hydrogen H2 from a storage container 2 to a consumer 3.
  • the conveying arrangement 1 is designed to continuously supply the consumer 3 with gaseous hydrogen, independent of movements of the storage container 2.
  • the delivery arrangement 1 can also be referred to as a hydrogen delivery arrangement.
  • the storage container 2 and/or the consumer 3 can be part of the delivery arrangement 1.
  • the conveyor assembly 1 is particularly suitable for mobile applications.
  • the conveyor assembly can be part of a vehicle, in particular part of a land vehicle, a watercraft, or an aircraft.
  • the conveyor assembly 1 is part of a ship, such as a passenger ferry, a motor vehicle, for example a truck or commercial vehicle, or the like.
  • the storage container 2 can also be referred to as a storage tank. Multiple storage containers 2 can also be provided (not shown).
  • the storage container 2 can be constructed rotationally symmetrically to a central or symmetry axis 4.
  • the symmetry axis 4 can be oriented perpendicular to a direction of gravity g. This means that the storage container 2 is positioned lying down or horizontally. However, the storage container 2 can also be positioned upright or vertically. In this case, the symmetry axis 4 is oriented parallel to the direction of gravity g.
  • the liquid hydrogen H2 is stored in the storage tank 2. As long as the hydrogen H2 is in the two-phase region, a gas zone 5 with vaporized hydrogen H2 and a liquid zone 6 can be formed in the storage tank 2. with liquid hydrogen H2. After being filled into the storage tank 2, the hydrogen H2 therefore has two phases with different states of aggregation, namely liquid and gaseous. This means that in the storage tank 2 there is a phase boundary 7 between the liquid hydrogen H2 and the gaseous hydrogen H2.
  • a pressure sensor 8 is assigned to the storage tank 2 and can detect the pressure in the storage tank 2.
  • the pressure in the storage tank 2 is approximately 3.5 bara.
  • the pressure in the storage tank 2 is essentially constant.
  • Consumer 3 is preferably a fuel cell.
  • a "fuel cell” is understood here to be a galvanic cell that converts the chemical reaction energy of a continuously supplied fuel, in this case hydrogen H2, and an oxidizing agent, in this case oxygen, into electrical energy.
  • the resulting electrical energy can, for example, be used to drive an electric motor (not shown).
  • This sloshing also referred to as sloshing, leads to a cooling of the gas phase in the gas zone 5 above the liquid hydrogen H2 and thus to a pressure reduction of a gas cushion forming above the liquid hydrogen H2.
  • this can have adverse effects on the supply pressure available for operating components of the consumer 3, which can lead to unstable operation of the consumer 3.
  • liquid-cooled and liquid-bearing pump for pumping liquid hydrogen H2.
  • a pump has moving parts.
  • intermittent operation of the pump can lead to bubbles forming in the liquid hydrogen H2 due to its heating. This can cause the pump to malfunction.
  • the hydrogen H2 can first be evaporated and then brought to the required supply pressure using a compressor. However, this is energetically unfavorable.
  • the storage tank 2 can also be operated directly at the supply pressure. In this case, an equilibrium is established in the storage tank 2 with the liquid phase and the gas phase layered above it. Due to the low surface tension of liquid hydrogen, movement of the storage tank 2, for example when arranged on or near a vehicle as mentioned above, leads to the liquid phase and the gas phase mixing with one another, and thus the liquid hydrogen H2 cools the warmer gaseous hydrogen H2. Maintaining the supply pressure is then not possible until an equilibrium is established between the temperature of the liquid hydrogen H2 and the gaseous hydrogen H2.
  • the conveying arrangement 1 comprises a conveying device 9.
  • the storage container 2 and/or the consumer 3 are preferably not part of the conveying device 9. However, it is not excluded that the storage container 2 and/or the consumer 3 are part of the conveying device 9.
  • the conveying device 9 comprises a line 10 that exits the storage tank 2 below the phase boundary 7, i.e., in the region of the liquid zone 6.
  • the liquid hydrogen H2 from the storage tank 2 can be fed via the line 10 to an inlet valve V2 of the conveying device 9.
  • An evaporator unit 11 is located downstream of the inlet valve V2. The evaporator unit 11 is suitable for evaporating the liquid hydrogen H2 by introducing heat Q.
  • the inlet valve V2 is operatively connected to a control and regulating device 13 of the conveying device 9 via an operative connection 12.
  • the operative connection 12 can be a data connection.
  • the operative connection 12 can be wireless or wired.
  • the control and regulating device 13 is suitable for opening and closing the inlet valve V2 as needed.
  • the control and regulating device 13 can also be suitable for receiving and/or evaluating sensor signals from the pressure sensor 8.
  • a header 14 leads from the inlet valve V2 to a supply valve V1.
  • the evaporator unit 11 can be part of the header 14.
  • the header 14 can be routed through the evaporator unit 11.
  • the evaporator unit 11 can be connected into the header 14.
  • a "header” is understood in particular to be an enclosed volume that can be pressurized.
  • a “header” is understood here to be a volume located between the valves V1, V2 that can be pressurized.
  • the header can also be referred to as a volume, pressure accumulator, or collector.
  • the terms “header,” “volume,” “pressure accumulator,” or “collector” can therefore be interchanged.
  • the header 14 can, for example, be implemented as one or more pipe loops with a length of, for example, 15 to 20 m and a diameter of 200 to 250 mm.
  • the pipe loop can be meandering.
  • a pressure of 3 to 10 bara can prevail in the header 14.
  • the header 14 is also part of the conveying device 9.
  • a pressure sensor 15 for monitoring the pressure of the header 14 is connected to the header 14.
  • the pressure sensor 15 is located in the header 14 downstream of the evaporator unit 11 and upstream of the supply valve V1.
  • the terms "downstream” and “upstream” are to be understood with regard to a flow direction of the hydrogen H2 from the storage container 2 to the consumer 3.
  • the pressure sensor 15 can communicate with the control and regulating device 13 such that the control and regulating device 13 receives and/or evaluates sensor signals from the pressure sensor 15.
  • the supply valve V1 is coupled to the control and regulating device 13 via an operative connection 16.
  • the operative connection 16 can be a data connection.
  • the operative connection 16 can be wireless or wired.
  • the control and regulating device 13 is suitable for opening and closing the supply valve V1 as needed.
  • the distributor 18 can be omitted.
  • the pressure in line 17 and/or in the distributor 18 is between 1 and 2.5 bara, thus providing a suitable supply pressure for consumer 3.
  • the pressure in the header 14 is therefore significantly higher than the pressure in line 17 and/or the distributor 18.
  • the line 17 has a pressure sensor 19, which is coupled to the control and regulating device 13 via an operative connection 20.
  • the line 17 also includes a flow sensor 21, which is coupled to the control and regulating device 13 via an operative connection 22.
  • the control and regulating device 13 is configured to evaluate sensor signals from the pressure sensor 19 and/or the flow sensor 21 and to receive them via the operative connections 20, 22.
  • Fig. 2 shows a diagram in which a pressure p in the storage tank 2 or in the header 14 and a load or load requirement L of the consumer 3 are plotted over time t.
  • Time t is plotted in seconds on the right-hand axis.
  • the pressure p in the storage tank 2 or in the header 14 is plotted in bar, and the load demand L of the consumer 3 is plotted in percent on the vertical axis.
  • a pressure p14 prevailing in the header 14 is represented by a solid line.
  • a pressure p2 prevailing in the storage tank 2, which is essentially constant, is illustrated by a dash-dotted line.
  • a dashed line 23 represents the opening and closing behavior of the supply valve V1.
  • a double-dash-dotted line 24 represents the opening and closing behavior of the inlet valve V2.
  • the load requirement L of consumer 3 is shown with a dotted line.
  • valves V1 and V2 are fully open. As long as consumer 3 has a load demand L, inlet valve V2 is open, and supply valve V1 regulates the flow of gaseous hydrogen H2 to consumer 3. This is done based on sensor data from pressure sensor 19 and/or flow sensor 21 with the aid of control and regulation device 13. Evaporator unit 11 evaporates the liquid hydrogen H2 from storage tank 2.
  • the load demand L begins to decrease.
  • the supply valve V1 is closed with a slight delay from a time t2.
  • the load demand L is at zero percent.
  • the supply valve V1 is fully closed with a slight delay at a time t4.
  • the inlet valve V2 is still fully open.
  • the inlet valve V2 is fully closed. From time t4, consumer 3 is therefore no longer supplied with hydrogen H2. Consumer 3 is only supplied with hydrogen H2 when the load demand L is present.
  • the header 14 now forms a closed volume from time t4. With the help of the evaporator unit 11, the header 14 can now be pressurized by evaporating the liquid hydrogen H2 from the storage container 2. To this end, the evaporator unit 11 introduces heat Q into the liquid hydrogen H2. The evaporation of the hydrogen H2 is indicated in the diagram by a hatched area 25. At a time t5, the hydrogen H2 in the header 14 and in the evaporator unit 11 has completely evaporated, and, as previously mentioned, a pressure of 3 to 10 bara prevails in the header 14.
  • the hatched area 25 represents in particular the pressure build-up due to the re-evaporation of the liquid hydrogen H2 still present in the evaporator unit 11.
  • the evaporator unit 11 In normal operation, the evaporator unit 11 is not completely filled with gas, but rather a liquid level results in the tubes of the evaporator unit 11 due to the load and the heat transfer. This liquid level of the liquid Hydrogen H2 is used to build up pressure.
  • time t5 all hydrogen H2 in the evaporator unit 11 and in the header 14 has evaporated.
  • a load request L is made by consumer 3.
  • the supply valve V1 is opened with a slight delay at a time t7 and, based on sensor data from the pressure sensor 19 and the flow sensor 21, is controlled via the control and regulating device 13 in such a way that consumer 3 is supplied with gaseous hydrogen H2 at a suitable supply pressure as previously mentioned.
  • the hydrogen H2 stored in the header 14 enables rapid start-up of consumer 3, as shown in the Fig. 2 is indicated by a hatched area 26.
  • the inlet valve V2 can be opened again at a time t11 to supply the evaporator unit 11 and/or the header 14 with liquid hydrogen H2 from the storage tank 2.
  • the consumer 3 can then be supplied with the appropriate supply pressure again via the supply valve V1.
  • the Fig. 3 shows a schematic block diagram of an embodiment of a method for supplying the consumer 3 with hydrogen H2 from the storage container 2. The method is carried out with the aid of the conveying arrangement 1 or the conveying device 9.
  • a portion of the hydrogen H2 from the storage container 2 is transferred into the storage container 2 detachable header 14.
  • the inlet valve V2 is opened.
  • the header 14 is separated from the consumer 3 and from the storage tank 2.
  • the supply valve V1 is closed during step S2.
  • the inlet valve V2 located upstream of the supply valve V1 is also closed.
  • step S3 the hydrogen H2 in the separated header 14 is evaporated so that the header 14 is subjected to the pressure p14, which is higher than the pressure p2 prevailing in the storage container 2.
  • step S3 heat Q is introduced into the liquid hydrogen H2 in the header 14 with the aid of the evaporator unit 11 in order to completely evaporate the liquid hydrogen H2 in the header 14.
  • step S4 when a load demand L of consumer 3 is met, the vaporized hydrogen H2 is discharged from the header 14 to the consumer 3.
  • step S4 the pressure p14 prevailing in the header 14 is reduced to the supply pressure suitable for consumer 3 with the aid of the supply valve V1 as the hydrogen H2 is discharged from the header 14.
  • the supply pressure suitable for consumer 3 is lower than the pressure p2 prevailing in the storage tank 2.
  • step S4 the supply valve V1 is opened depending on the load demand L of the consumer 3.
  • the supply valve V1 is controlled by the control and regulating device 13 based on sensor signals from the pressure sensor 19 and/or the flow sensor 21 arranged downstream of the supply valve V1.
  • the inlet valve V2 remains closed as long as the pressure p14 in the header 14 is greater than the pressure p2 prevailing in the storage tank.
  • the inlet valve V2 opens as soon as the pressure p14 in the header 14 falls below the pressure p2 prevailing in the storage tank.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter und eine Fördervorrichtung zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter.
  • Speicherbehälter für flüssigen Wasserstoff können gemäß betriebsinternen Erkenntnissen der Anmelderin einen Druckaufbauverdampfer aufweisen, welcher es ermöglicht, innerhalb des Speicherbehälters einen Druck aufzubauen, so dass gasförmiger Wasserstoff einem Verbraucher, beispielsweise in Form einer Brennstoffzelle, mit einem stabilen Versorgungsdruck von beispielsweise 1 bis 2,5 bara zur Verfügung gestellt werden kann. Im Betrieb eines derartigen Speicherbehälters, beispielsweise im maritimen Bereich, kann eine Bewegung des Speicherbehälters, beispielsweise durch den Seegang, dazu führen, dass die Betriebsbedingungen in dem Speicherbehälter nur sehr schwer so stabil gehalten werden können, dass der erforderliche Versorgungsdruck für die Brennstoffzelle konstant bereitgestellt werden kann.
  • Der Anmelderin ist ferner betriebsinterner Stand der Technik bekannt, bei dem der Wasserstoff in dem Speicherbehälter annähernd drucklos gelagert wird. In diesem Fall wird der Wasserstoff mit Hilfe einer Kryopumpe gefördert und der Brennstoffzelle mit dem zuvor erwähnten Versorgungsdruck zugeführt. Eine derartige Kryopumpe weist jedoch bewegliche Teile auf, was zu einem gewissen Wartungsaufwand und damit zu Stillstandszeiten führen kann. US 2014/076290 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Versorgung eines Verbrauchers mit gasförmigem Wasserstoff aus einem Flüssigwasserstoff-Speichertank. Eine mechanische Kryopumpe wird nicht benötigt.
  • WO 2014/076290 A1 bildet den Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Weiterhin ist es gemäß betriebsinternen Erkenntnissen auch möglich, den Wasserstoff vor der Brennstoffzelle zu verdampfen und anschließend zu verdichten, um den erforderlichen Versorgungsdruck zu erreichen. Dies ist jedoch energetisch ungünstig.
  • Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Verfahren zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter zur Verfügung zu stellen.
  • Demgemäß wird ein Verfahren zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Einleiten eines Teils des Kryogens aus dem Speicherbehälter in ein von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abtrennbares Volumen, b) Abtrennen des Volumens von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter, indem zuerst ein zwischen dem Volumen und dem Verbraucher angeordnetes Versorgungsventil und anschließend ein zwischen dem Speicherbehälter und dem Volumen angeordnetes Einlassventil geschlossen wird, c) Verdampfen des Kryogens in dem Volumen, so dass das Volumen mit einem Druck beaufschlagt wird, der höher als ein in dem Speicherbehälter herrschender Druck ist, und d) Ausleiten des verdampften Kryogens aus dem Volumen zu dem Verbraucher bei einer Lastanforderung des Verbrauchers, indem das Versorgungsventil geöffnet wird, wobei das Einlassventil bei geöffnetem Versorgungsventil geöffnet wird, sobald der Druck in dem Volumen unter den in dem Speicherbehälter herrschenden Druck abfällt.
  • Dadurch, dass das Volumen als Druckspeicher zum Versorgen des Verbrauchers mit dem verdampften Kryogen eingesetzt werden kann, hat eine Bewegung des Speicherbehälters, beispielsweise bei hohem Seegang, keine negativen Auswirkungen auf die Versorgung des Verbrauchers mit dem verdampften Kryogen. Der Speicherbehälter kann hierdurch bei einem möglichst niedrigen Druck betrieben werden. Dies verlängert die Haltezeit des Kryogens. Ferner kann auf bewegliche Teile, wie diese bei einer Kryopumpe vorhanden sind, verzichtet werden.
  • Das Kryogen ist vorzugsweise Wasserstoff. Die Begriffe "Kryogen" und "Wasserstoff" können daher beliebig gegeneinander getauscht werden. Grundsätzlich kann das Kryogen jedoch auch ein beliebiges anderes Kryogen sein. Beispiele für kryogene Fluide oder Flüssigkeiten, oder kurz Kryogene, sind neben dem zuvor erwähnten Wasserstoff flüssiges Helium, flüssiger Stickstoff oder flüssiger Sauerstoff. Unter einem "Kryogen" ist somit insbesondere eine Flüssigkeit zu verstehen. Das Kryogen kann auch verdampft und so in die gasförmige Phase überführt werden. Nach dem Verdampfen ist das Kryogen ein Gas oder kann als gasförmiges oder verdampftes Kryogen bezeichnet werden. Der Begriff "Kryogen" kann somit beides, nämlich die Gasphase und die Flüssigphase, umfassen. Der Begriff "verdampftes Kryogen" bezieht sich vorliegend bevorzugt nur auf die Gasphase des Kryogens.
  • In dem Speicherbehälter bildet sich nach oder bei einem Einfüllen des Kryogens in den Speicherbehälter eine Gaszone sowie eine darunterliegende Flüssigkeitszone. Zwischen der Gaszone und der Flüssigkeitszone ist eine Phasengrenze vorgesehen. Das Kryogen weist also nach dem Einfüllen in den Speicherbehälter vorzugsweise zwei Phasen mit unterschiedlichen Aggregatszuständen, nämlich flüssig und gasförmig, auf. Die flüssige Phase kann in die gasförmige Phase und umgekehrt übergehen. Die flüssige Phase kann als Flüssigphase bezeichnet werden. Die gasförmige Phase kann als Gasphase bezeichnet werden. Auch eine rein flüssige Befüllung des Speicherbehälters ist möglich. Der in dem Speicherbehälter herrschende Druck liegt bevorzugt bei etwa 3,5 bara. Der in dem Speicherbehälter herrschende Druck ist insbesondere konstant.
  • Der Verbraucher ist bevorzugt eine Brennstoffzelle. Unter einer "Brennstoffzelle" ist vorliegend eine galvanische Zelle zu verstehen, welche die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffs, vorliegend Wasserstoff, und eines Oxidationsmittels, vorliegend Sauerstoff, in elektrische Energie wandelt. Das Kryogen wird dem Verbraucher selbst insbesondere in gasförmiger Form mit einem definierten Versorgungsdruck zugeführt. Das heißt, das Kryogen wird vor dem Verbraucher oder stromaufwärts des Verbrauchers vollständig verdampft. Beispielsweise wird das Kryogen dem Verbraucher mit einem Versorgungsdruck von 1 bis 2,5 bara und einer Temperatur von +10 bis +25 °C zugeführt. Der Versorgungsdruck kann jedoch auch bis zu 6 bara betragen.
  • Wie zuvor erwähnt, kann das Kryogen zweiphasig sein. Vorzugsweise wird in oder während des Schritts a) die Flüssigphase oder ein Teil der Flüssigphase des Kryogens aus dem Speicherbehälter in das von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abtrennbare Volumen eingeleitet. Unter einem "Teil" ist insbesondere zu verstehen, dass ein gewisses Volumen der Flüssigphase des Kryogens aus dem Speicherbehälter in das Volumen geleitet wird. Ein Rest der Flüssigphase verbleibt in dem Speicherbehälter. Hierzu kann ein Ventil oder es können mehrere Ventile vorgesehen sein. Die Schritte a) bis d) werden bevorzugt aufeinanderfolgend durchgeführt. Für das Durchführen des Verfahrens wird insbesondere eine nachfolgend noch erläuterte Fördervorrichtung eingesetzt.
  • Das Volumen kann beispielsweise durch einen Behälter, eine Rohrschleife oder dergleichen verwirklicht werden. Das Volumen kann auch als Header oder Sammler bezeichnet werden. Die Begriffe "Volumen", "Header" und "Sammler" können vorliegend beliebig gegeneinander getauscht werden. Unter einem "Volumen" ist vorliegend ganz allgemein ein Bereich zu verstehen, der fluidisch von dem Speicherbehälter und dem Verbraucher abgetrennt und unter Druck gesetzt werden kann. Das Volumen dient somit als Druckspeicher. Das Volumen kann daher auch als Druckspeicher bezeichnet werden. Das heißt, dass die Begriffe "Volumen" und "Druckspeicher" beliebig gegeneinander getauscht werden können.
  • In oder während des Schritts b) wird das Volumen vorzugsweise mit Hilfe von Ventilen von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abgetrennt. Unter "Abtrennen" ist vorliegend zu verstehen, dass eine Fluidverbindung oder eine fluidische Verbindung zwischen dem Volumen und dem Verbraucher sowie zwischen dem Volumen und dem Speicherbehälter getrennt wird, so dass das Fluid weder aus dem Speicherbehälter in das abgetrennte Volumen hineinströmen noch das Fluid aus dem abgetrennten Volumen zu dem Verbraucher strömen kann.
  • In oder während des Schritts c) wird insbesondere die in dem abgeschlossenen Volumen verbleibende flüssige Phase des Kryogens verdampft. Hierzu wird vorzugsweise Wärme in das Kryogen eingebracht. Durch das Verdampfen des Kryogens in dem abgetrennten Volumen steigt der Druck in dem Volumen. Beispielsweise steigt der Druck in dem Volumen auf einen Druck von 3 bis 10 bara. Vorzugsweise herrscht in dem Speicherbehälter ein im Wesentlichen konstanter Druck von beispielsweise 3,5 bara.
  • Das Ausleiten des verdampften Kryogens in oder während des Schritts d) aus dem Volumen zu dem Verbraucher erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Ventils, insbesondere eines Versorgungsventils, welches in Abhängigkeit von der Lastanforderung des Verbrauchers angesteuert werden kann, um den Verbraucher mit dem verdampften Kryogen zu versorgen. Das Ventil ist insbesondere auch geeignet, dem Verbraucher das Kryogen mit dem geeigneten Versorgungsdruck zuzuführen. In oder während des Schritts d) wird somit eine Fluidverbindung oder fluidische Verbindung zwischen dem Volumen und dem Verbraucher hergestellt, so dass das verdampfte Kryogen aus dem Volumen zu dem Verbraucher strömen kann. Hierbei kann mit Hilfe des Ventils eine Druckreduktion durchgeführt werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird während des Schritts d) der in dem Volumen herrschende Druck bei dem Ausleiten des Kryogens aus dem Volumen mit Hilfe des Versorgungsventils auf einen für den Verbraucher geeigneten Versorgungsdruck reduziert.
  • Wie zuvor erwähnt, kann der geeignete Versorgungsdruck beispielsweise 1 bis 2,5 bara betragen. Eine geeignete Versorgungstemperatur kann +10 bis +25 °C betragen. Das Versorgungsventil kann mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinrichtung derart angesteuert werden, dass dieses den in dem abgetrennten Volumen herrschenden Druck auf den geeigneten Versorgungsdruck reduziert.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der für den Verbraucher geeignete Versorgungsdruck kleiner als der in dem Speicherbehälter herrschende Druck.
  • Wie zuvor erwähnt, kann der in dem Speicherbehälter herrschende Druck 3,5 bara betragen. Demgegenüber beträgt der geeignete Versorgungsdruck 1 bis 2,5 bara. Mit Hilfe des Versorgungsventils kann der in dem Speicherbehälter herrschende Druck auf den geeigneten Versorgungsdruck reduziert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird während des Schritts d) das Versorgungsventil in Abhängigkeit von der Lastanforderung des Verbrauchers geöffnet.
  • Das heißt insbesondere, dass das Versorgungsventil erst dann geöffnet wird, wenn eine Lastanforderung des Verbrauchers vorliegt. Das Versorgungsventil kann stufenlos geöffnet werden, um einen Volumenstrom an verdampftem Kryogen an die Lastanforderung des Verbrauchers anzupassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird während des Schritts d) das Versorgungsventil mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinrichtung basierend auf Sensorsignalen eines stromabwärts des Versorgungsventils angeordneten Drucksensors und/oder eines Durchflusssensors angesteuert.
  • "Stromabwärts" bedeutet vorliegend entlang einer Strömungsrichtung des Kryogens von dem Speicherbehälter zu dem Verbraucher betrachtet. Die Steuer- und Regeleinrichtung ist dazu eingerichtet, Sensorsignale des Drucksensors und/oder des Durchflusssensors zu empfangen und geeignet auszuwerten. Auf Basis der Sensorsignale des Drucksensors und/oder des Durchflusssensors kann die Steuer- und Regeleinrichtung dann das Versorgungsventil ansteuern.
  • Während des Schritts b) wird das Versorgungsventil geschlossen.
  • Das Versorgungsventil bleibt so lange geschlossen, bis die Lastanforderung des Verbrauchers vorliegt. Sobald die Lastanforderung des Verbrauchers vorliegt, beginnt sich das Versorgungsventil zu öffnen, um den Verbraucher mit dem Kryogen bei dem geeigneten Versorgungsdruck zu versorgen.
  • Während des Schritts b) wird das stromaufwärts des Versorgungsventils platzierte Einlassventil geschlossen.
  • Mit Hilfe des Versorgungsventils und des Einlassventils ist das Volumen von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abtrennbar. Das Volumen ist somit zwischen dem Einlassventil und dem Versorgungsventil platziert, angeordnet oder vorgesehen. "Stromaufwärts" ist vorliegend mit Bezug auf die Strömungsrichtung des Kryogens von dem Speicherbehälter zu dem Verbraucher zu verstehen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Einlassventil geschlossen, solange der Druck in dem Volumen größer als der in dem Speicherbehälter herrschende Druck ist.
  • Solange das Einlassventil geschlossen ist, kann somit kein Kryogen aus dem Speicherbehälter in das Volumen nachströmen. Dadurch, dass das Einlassventil geschlossen ist, wird verhindert, dass das Kryogen, solange der Druck in dem Volumen größer als der in dem Speicherbehälter herrschende Druck ist, aus dem Volumen zurück in den Speicherbehälter gedrückt wird.
  • Das Einlassventil wird geöffnet, sobald der Druck in dem Volumen unter den in dem Speicherbehälter herrschenden Druck abfällt.
  • Sobald das Einlassventil geöffnet ist, kann das Kryogen aus dem Speicherbehälter in das Volumen nachfließen. Mit Hilfe des Versorgungsventils kann dann der in dem Speicherbehälter herrschende Druck auf den geeigneten Versorgungsdruck für den Verbraucher reduziert werden. Das Kryogen aus dem Speicherbehälter kann mit Hilfe einer dem Volumen zugeordneten Verdampfereinheit verdampft werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird während des Schritts c) mit Hilfe einer Verdampfereinheit Wärme in das Kryogen eingebracht, um dieses zu verdampfen.
  • Die Verdampfereinheit kann beispielsweise eine elektrische Heizeinrichtung sein oder umfassen. Die Verdampfereinheit kann beispielsweise auch ein beliebiger Wärmeübertrager oder Wämetauscher sein. Die Verdampfereinheit kann Teil des Volumens sein.
  • Ferner wird eine Fördervorrichtung zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter vorgeschlagen. Die Fördervorrichtung umfasst ein Einlassventil, das zwischen dem Speicherbehälter und einem von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abtrennbaren Volumen angeordnet ist, ein Versorgungsventil, das zwischen dem Volumen und dem Verbraucher angeordnet ist, eine Verdampfereinheit, und eine Steuer- und Regeleinrichtung, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, das Einlassventil derart anzusteuern, dass das Einlassventil, einen Teil des Kryogens aus dem Speicherbehälter in das Volumen einleitet, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, das Einlassventil und das Versorgungsventil derart anzusteuern, dass das Einlassventil und das Versorgungsventil das Volumen von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abtrennen, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, zuerst das Versorgungsventil und anschließend das Einlassventil zu schließen, wobei die Verdampfereinheit dazu eingerichtet ist, das in dem abgetrennten Volumen aufgenommene Kryogen zu verdampfen, um das abgetrennte Volumen mit einem Druck zu beaufschlagen, der höher als ein in dem Speicherbehälter herrschender Druck ist, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, das Versorgungsventilderart anzusteuern, dass das Versorgungsventil das verdampfte Kryogen bei einer Lastanforderung des Verbrauchers aus dem abgetrennten Volumen zu dem Verbraucher ausleitet, und wobei die Steuer- und Regeleinrichtung dazu eingerichtet ist, das Einlassventil bei geöffnetem Versorgungsventil zu öffnen, sobald der Druck in dem Volumen unter den in dem Speicherbehälter herrschenden Druck abfällt.
  • Mit Hilfe der Fördervorrichtung kann das zuvor erläuterte Verfahren durchgeführt werden. Die Fördervorrichtung kann den Speicherbehälter umfassen. Die Fördervorrichtung kann auch den Verbraucher umfassen. Alternativ können der Speicherbehälter und/oder der Verbraucher auch nicht Teil der Fördervorrichtung sein. Die Fördervorrichtung kann auch Teil einer Förderanordnung sein, welche neben der Fördervorrichtung den Verbraucher und/oder den Speicherbehälter aufweisen kann.
  • Das "Volumen" unterscheidet sich von dem "abgetrennten Volumen" dadurch, dass bei dem abgetrennten Volumen das Einlassventil und das Versorgungsventil geschlossen sind, um so das Volumen von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abzutrennen. Dass das Einlassventil "dazu eingerichtet ist", einen Teil des Kryogens aus dem Speicherbehälter in das Volumen einzuleiten, bedeutet vorliegend insbesondere, dass das Einlassventil geöffnet und geschlossen werden kann, so dass das Kryogen, insbesondere die Flüssigphase des Kryogens, aus dem Speicherbehälter in das Volumen einströmen kann.
  • Dass das Einlassventil und das Versorgungsventil "dazu eingerichtet sind", das Volumen von dem Verbraucher und von dem Speicherbehälter abzutrennen, bedeutet vorliegend insbesondere, dass das Einlassventil und das Versorgungsventil zum Abtrennen des Volumens beide geschlossen werden können, um so das Volumen abzutrennen. Die Verdampfereinheit ist insbesondere dazu geeignet, mit Hilfe des Einbringens von Wärme in das Kryogen das Kryogen zu verdampfen. Das verdampfte Kryogen kann dem Verbraucher mit Hilfe des Versorgungsventils aus dem abgetrennten Volumen zugeführt werden. Hierzu kann das Versorgungsventil geöffnet und geschlossen werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das Versorgungsventil stromabwärts des Einlassventils angeordnet.
  • Das heißt, dass das Versorgungsventil entlang der Strömungsrichtung des Kryogens von dem Speicherbehälter zu dem Verbraucher betrachtet nach dem Einlassventil platziert ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Volumen zwischen dem Einlassventil und dem Versorgungsventil vorgesehen.
  • Das Volumen kann ein beliebiger Hohlraum sein, der mit Hilfe des Verdampfens des Kryogens unter Druck gesetzt werden kann. Das Volumen kann, wie zuvor erwähnt, auch als Sammler, Header oder Druckspeicher bezeichnet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Volumen mit Hilfe einer oder mehrerer Rohrschleifen, einer Rohrleitung und/oder eines Speichervolumens gebildet.
  • Beispielsweise wird das Volumen durch eine Rohrschleife mit einer Länge von 15 bis 20 m und einem Rohrdurchmesser von 200 bis 600 mm, insbesondere bis 400 mm, gebildet. Das Volumen kann eine mäanderförmig geschwungene Rohrschleife umfassen. Das Speichervolumen kann ein beliebiger Behälter oder dergleichen sein.
  • Die Fördervorrichtung umfasst ferner die Steuer- und Regeleinrichtung zum Ansteuern des Einlassventils und/oder des Versorgungsventils.
  • Vorzugsweise sind stromabwärts des Versorgungsventils ein Drucksensor sowie ein Durchflusssensor vorgesehen. Der Drucksensor und der Durchflusssensor stellen der Steuer- und Regeleinrichtung Sensorsignale zur Verfügung, so dass die Steuer- und Regeleinrichtung das Versorgungsventil derart ansteuern kann, dass der Druck in dem Volumen bei dem Ausströmen des verdampften Kryogens mit Hilfe des Versorgungsventils auf den für den Verbraucher geeigneten Versorgungsdruck reduziert wird.
  • Die für das Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Fördervorrichtung entsprechend und umgekehrt.
  • "Ein" ist vorliegend nicht zwangsweise als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine genaue Beschränkung auf genau die entsprechende Anzahl von Elementen verwirklicht sein muss. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich.
  • Weitere mögliche Implementierungen des Verfahrens und/oder der Fördervorrichtung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Verfahrens und/oder der Fördervorrichtung hinzufügen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und/oder der Fördervorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Verfahrens und/oder der Fördervorrichtung. Im Weiteren werden das Verfahren und/oder die Fördervorrichtung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
    • Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Förderanordnung zum Fördern von Wasserstoff;
    • Fig. 2 zeigt ein Diagramm, das die Funktionalität der Förderanordnung gemäß Fig. 1 schematisch darstellt; und
    • Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Versorgen eines Verbrauchers mit einem Kryogen aus einem Speicherbehälter.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Ausführungsform einer Förderanordnung 1 zum Fördern von Wasserstoff H2 von einem Speicherbehälter 2 zu einem Verbraucher 3. Die Förderanordnung 1 ist dazu eingerichtet, den Verbraucher 3 unabhängig von Bewegungen des Speicherbehälters 2 kontinuierlich mit gasförmigem Wasserstoff H2 mit einem konstanten Versorgungsdruck von maximal 6 bara, bevorzugt von 1 bis 2,5 bara, und einer Temperatur von etwa +10 bis +25 °C zu versorgen. Die Förderanordnung 1 kann auch als Wasserstoff-Förderanordnung bezeichnet werden. Der Speicherbehälter 2 und/oder der Verbraucher 3 können Teil der Förderanordnung 1 sein.
  • Die Förderanordnung 1 ist insbesondere für mobile Anwendungen geeignet. Bevorzugt kann die Förderanordnung Teil eines Fahrzeugs, insbesondere Teil eines Landfahrzeugs, eines Wasserfahrzeugs oder eines Luftfahrzeugs, sein. Beispielsweise ist die Förderanordnung 1 Teil eines Schiffes, wie beispielsweise einer Personenfähre, eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Lastkraftwagens oder Nutzfahrzeugs, oder dergleichen.
  • Der Speicherbehälter 2 kann auch als Speichertank bezeichnet werden. Es können auch mehrere Speicherbehälter 2 vorgesehen sein (nicht gezeigt). Der Speicherbehälter 2 kann rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Symmetrieachse 4 aufgebaut sein. Dabei kann die Symmetrieachse 4 senkrecht zu einer Schwerkraftrichtung g orientiert sein. Das heißt, der Speicherbehälter 2 ist liegend oder horizontal positioniert. Der Speicherbehälter 2 kann jedoch auch stehend oder vertikal positioniert sein. In diesem Fall ist die Symmetrieachse 4 parallel zu der Schwerkraftrichtung g orientiert.
  • Der Speicherbehälter 2 ist zur Aufnahme von flüssigem Wasserstoff H2 (Siedepunkt 1 bara: 20,268 K = -252,882 °C) geeignet. Daher kann der Speicherbehälter 2 auch als Wasserstoff-Speicherbehälter oder als Wasserstoff-Speichertank bezeichnet werden. Der Speicherbehälter 2 kann jedoch auch für andere kryogene Flüssigkeiten eingesetzt werden. Beispiele für kryogene Fluide oder Flüssigkeiten, oder kurz Kryogene, sind neben dem zuvor erwähnten flüssigen Wasserstoff H2 flüssiges Helium He (Siedepunkt 1 bara: 4,222 K = -268,928 °C), flüssiger Stickstoff N2 (Siedepunkt 1 bara: 77,35 K = -195,80 °C) oder flüssiger Sauerstoff O2 (Siedepunkt 1 bara: 90,18 K = - 182,97 °C).
  • In dem Speicherbehälter 2 ist der flüssige Wasserstoff H2 aufgenommen. In dem Speicherbehälter 2 können, solange sich der Wasserstoff H2 im Zweiphasengebiet befindet, eine Gaszone 5 mit verdampftem Wasserstoff H2 und eine Flüssigkeitszone 6 mit flüssigem Wasserstoff H2 vorgesehen sein. Der Wasserstoff H2 weist also nach dem Einfüllen in den Speicherbehälter 2 zwei Phasen mit unterschiedlichen Aggregatszuständen, nämlich flüssig und gasförmig, auf. Das heißt, in dem Speicherbehälter 2 befindet sich eine Phasengrenze 7 zwischen dem flüssigen Wasserstoff H2 und dem gasförmigen Wasserstoff H2. Dem Speicherbehälter 2 ist ein Drucksensor 8 zugeordnet, der den Druck in dem Speicherbehälter 2 erfassen kann. Der Druck in dem Speicherbehälter 2 beträgt etwa 3,5 bara. Der Druck in dem Speicherbehälter 2 ist im Wesentlichen konstant.
  • Es können mehrere Verbraucher 3 vorgesehen sein. Nachfolgend wird jedoch auf nur einen Verbraucher 3 eingegangen. Der Verbraucher 3 ist bevorzugt eine Brennstoffzelle. Unter einer "Brennstoffzelle" ist vorliegend eine galvanische Zelle zu verstehen, welche die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes, vorliegend Wasserstoff H2, und eines Oxidationsmittels, vorliegend Sauerstoff, in elektrische Energie wandelt. Mit Hilfe der erhaltenen elektrischen Energie kann beispielsweise ein nicht gezeigter Elektromotor angetrieben werden. Für einen stabilen Betrieb des Verbrauchers 3 ist es, wie zuvor erwähnt, erforderlich, den Verbraucher 3 mit gasförmigem Wasserstoff bei einem definierten Versorgungsdruck zu versorgen.
  • Bei mobilen Anwendungen muss mit Bewegungen des in dem Speicherbehälter 2 aufgenommenen flüssigen Wasserstoffs H2 gerechnet werden. Bei einem liegend angeordneten zylinderförmigen Speicherbehälter 2 wird durch die Massenträgheit des flüssigen Wasserstoffs H2 und die durch den liegenden Einbau vorhandene Krümmung des Speicherbehälters 2 sowohl an dessen zylinderförmiger Außenwandung als auch an dessen Enden ein großflächiges Schwappen des flüssigen Wasserstoffs H2 begünstigt.
  • Dieses Schwappen, auch als Sloshing bezeichnet, führt zu einer Abkühlung der Gasphase in der Gaszone 5 über dem flüssigen Wasserstoff H2 und dadurch zu einer Druckreduzierung eines sich über dem flüssigen Wasserstoff H2 bildenden Gaspolsters. Dies kann in Abhängigkeit von den Bewegungen des Speicherbehälters 2 nachteilige Auswirkungen auf den für Betriebskomponenten des Verbrauchers 3 zur Verfügung stehenden Versorgungsdruck haben, was zu einem instabilen Betrieb des Verbrauchers 3 führen kann.
  • Um den geeigneten Versorgungsdruck für den Verbraucher 3 zur Verfügung stellen zu können, ist es möglich, eine flüssiggekühlte und flüssiggelagerte Pumpe zum Pumpen von flüssigem Wasserstoff H2 einzusetzen. Eine derartige Pumpe weist jedoch bewegliche Teile auf. Weiterhin kann es bei einem intermittierenden Betrieb der Pumpe aufgrund einer Erwärmung derselben zu einer Blasenbildung in dem flüssigen Wasserstoff H2 kommen. Dies kann zu einer Betriebsstörung der Pumpe führen. Alternativ kann der Wasserstoff H2 zunächst verdampft und dann mit Hilfe eines Verdichters auf den nötigen Versorgungsdruck gebracht werden. Dies ist jedoch energetisch ungünstig.
  • Ferner kann auch der Speicherbehälter 2 direkt bei dem Versorgungsdruck betrieben werden. In diesem Fall stellt sich in dem Speicherbehälter 2 ein Gleichgewicht mit der Flüssigphase und der darüber geschichteten Gasphase ein. Aufgrund der niedrigen Oberflächenspannung von flüssigem Wasserstoff führt eine Bewegung des Speicherbehälters 2, beispielsweise bei einer Anordnung desselben an oder auf einem wie zuvor erwähnten Fahrzeug dazu, dass sich die Flüssigphase und die Gasphase miteinander mischen und so der flüssige Wasserstoff H2 den wärmeren gasförmigen Wasserstoff H2 abkühlt. Das Halten des Versorgungsdrucks ist dann nicht möglich, bis sich ein Gleichgewicht zwischen der Temperatur des flüssigen Wasserstoffs H2 und des gasförmigen Wasserstoffs H2 einstellt. Diese zuvor genannten Probleme gilt es mit Hilfe der Förderanordnung 1 zu lösen.
  • Die Förderanordnung 1 weist eine Fördervorrichtung 9 auf. Im Unterschied zu der Förderanordnung 1 sind der Speicherbehälter 2 und/oder der Verbraucher 3 bevorzugt nicht Teil der Fördervorrichtung 9. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Speicherbehälter 2 und/oder der Verbraucher 3 Teil der Fördervorrichtung 9 sind.
  • Die Fördervorrichtung 9 umfasst eine Leitung 10, die unterhalb der Phasengrenze 7, also im Bereich der Flüssigkeitszone 6, aus dem Speicherbehälter 2 ausmündet. Mit Hilfe der Leitung 10 ist der flüssige Wasserstoff H2 aus dem Speicherbehälter 2 einem Einlassventil V2 der Fördervorrichtung 9 zuführbar. Stromabwärts des Einlassventils V2 ist eine Verdampfereinheit 11 platziert. Die Verdampfereinheit 11 ist geeignet, den flüssigen Wasserstoff H2 durch das Einbringen von Wärme Q zu verdampfen.
  • Das Einlassventil V2 ist über eine Wirkverbindung 12 mit einer Steuer- und Regeleinrichtung 13 der Fördervorrichtung 9 wirkverbunden. Die Wirkverbindung 12 kann eine Datenverbindung sein. Die Wirkverbindung 12 kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Die Steuer- und Regeleinrichtung 13 ist geeignet, das Einlassventil V2 bedarfsweise zu öffnen und zu schließen. Die Steuer- und Regeleinrichtung 13 kann auch geeignet sein, Sensorsignale des Drucksensors 8 zu empfangen und/oder auszuwerten.
  • Von dem Einlassventil V2 führt ein Header 14 zu einem Versorgungsventil V1. Die Verdampfereinheit 11 kann Teil des Headers 14 sein. Der Header 14 kann durch die Verdampfereinheit 11 geführt sein. Die Verdampfereinheit 11 kann in den Header 14 geschaltet sein. Unter einem "Header" ist insbesondere ein umschlossenes Volumen zu verstehen, das unter Druck gesetzt werden kann. Insbesondere ist unter einem "Header" vorliegend ein zwischen den Ventilen V1, V2 gelegenes Volumen zu verstehen, das unter Druck gesetzt werden kann.
  • Der Header kann auch als Volumen, Druckspeicher oder Sammler bezeichnet werden. Die Begriffe "Header", "Volumen", "Druckspeicher" oder "Sammler" können demnach beliebig gegeneinander getauscht werden. Der Header 14 kann beispielsweise durch eine Rohrschleife oder mehrere Rohrschleifen mit beispielsweise einer Länge von 15 bis 20 m und einem Durchmesser von 200 bis 250 mm verwirklicht werden. Die Rohrschleife kann mäanderförmig verlaufen. In dem Header 14 kann ein Druck von 3 bis 10 bara herrschen.
  • Der Header 14 ist ebenfalls Teil der Fördervorrichtung 9. In den Header 14 ist ein Drucksensor 15 zur Drucküberwachung des Headers 14 geschaltet. Der Drucksensor 15 ist in dem Header 14 stromabwärts der Verdampfereinheit 11 und stromaufwärts des Versorgungsventils V1 platziert. Die Begriffe "stromabwärts" und "stromaufwärts" sind im Hinblick auf eine Strömungsrichtung des Wasserstoffs H2 von dem Speicherbehälter 2 zu dem Verbraucher 3 zu verstehen. Der Drucksensor 15 kann mit der Steuer- und Regeleinrichtung 13 derart kommunizieren, dass die Steuer- und Regeleinrichtung 13 Sensorsignale des Drucksensors 15 empfängt und/oder auswertet.
  • Das Versorgungsventil V1 ist über eine Wirkverbindung 16 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 13 gekoppelt. Die Wirkverbindung 16 kann eine Datenverbindung sein. Die Wirkverbindung 16 kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Die Steuer- und Regeleinrichtung 13 ist geeignet, das Versorgungsventil V1 bedarfsweise zu öffnen und zu schließen.
  • Dem Versorgungsventil V1 nachgeschaltet sind eine Leitung 17 und ein Verteiler 18, der den gasförmigen Wasserstoff H2 auf mehrere Verbraucher 3 aufteilt. Für den Fall, dass nur ein Verbraucher 3 vorgesehen ist, kann auf den Verteiler 18 verzichtet werden. In der Leitung 17 und/oder in dem Verteiler 18 herrscht ein Druck von 1 bis 2,5 bara, also ein geeigneter Versorgungsdruck für den Verbraucher 3. Der Druck in dem Header 14 ist damit im Vergleich zu dem Druck in der Leitung 17 und/oder dem Verteiler 18 deutlich höher.
  • Die Leitung 17 weist einen Drucksensor 19 auf, der über eine Wirkverbindung 20 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 13 gekoppelt ist. Ferner umfasst die Leitung 17 einen Durchflusssensor 21, der über eine Wirkverbindung 22 mit der Steuer- und Regeleinrichtung 13 gekoppelt ist. Die Steuer- und Regeleinrichtung 13 ist dazu eingerichtet, Sensorsignale des Drucksensors 19 und/oder des Durchflusssensors 21 auszuwerten und über die Wirkverbindungen 20, 22 zu empfangen.
  • Die Funktionalität der Förderanordnung 1 beziehungsweise der Fördervorrichtung 9 wird nachfolgend mit Bezug auf die Fig. 2 erläutert, die ein Diagramm zeigt, bei dem ein Druck p in dem Speicherbehälter 2 beziehungsweise in dem Header 14 sowie eine Last oder Lastanforderung L des Verbrauchers 3 über der Zeit t aufgetragen sind.
  • In der Fig. 2 ist auf der Rechtsachse die Zeit t in Sekunden aufgetragen. Auf der Hochachse ist der Druck p in dem Speicherbehälter 2 beziehungsweise in dem Header 14 in bar und die Lastanforderung L des Verbrauchers 3 in Prozent aufgetragen. Ein in dem Header 14 herrschender Druck p14 ist mit einer durchgezogenen Linie dargestellt. Ein in dem Speicherbehälter 2 herrschender Druck p2, der im Wesentlichen konstant ist, ist mit einer strichpunktierten Linie illustriert. Eine gestrichelte Linie 23 stellt ein Öffnungs- und Schließverhalten des Versorgungsventils V1 dar. Eine doppelt strichpunktierte Line 24 stellt ein Öffnungs- und Schließverhalten des Einlassventils V2 dar. Die Lastanforderung L des Verbrauchers 3 ist mit einer punktierten Linie dargestellt.
  • Zu einem Zeitpunkt t0 sind beide Ventile V1, V2 vollständig geöffnet. Solange der Verbraucher 3 eine Lastanforderung L aufweist, ist das Einlassventil V2 geöffnet und das Versorgungsventil V1 regelt den Strom an gasförmigem Wasserstoff H2 zu dem Verbraucher 3. Dies erfolgt anhand von Sensordaten des Drucksensors 19 und/oder des Durchflusssensors 21 mit Hilfe der Steuer- und Regeleinrichtung 13. Die Verdampfereinheit 11 verdampft den flüssigen Wasserstoff H2 aus dem Speicherbehälter 2.
  • Zu einem Zeitpunkt t1 beginnt sich die die Lastanforderung L zu reduzieren. Entsprechend der sinkenden Lastanforderung L wird das Versorgungsventil V1 mit einer geringen Verzögerung ab einem Zeitpunkt t2 geschlossen. Zu einem Zeitpunkt t3 ist die Lastanforderung L bei Null Prozent. Das Versorgungsventil V1 ist mit einer geringen Verzögerung zu einem Zeitpunkt t4 vollständig geschlossen. Zu dem Zeitpunkt t3 ist das Einlassventil V2 noch vollständig geöffnet. Zu dem Zeitpunkt t4 wird das Einlassventil V2 vollständig geschlossen. Ab dem Zeitpunkt t4 wird der Verbraucher 3 demgemäß auch nicht mehr mit Wasserstoff H2 versorgt. Der Verbraucher 3 wird nur bei einer Lastanforderung L mit Wasserstoff H2 versorgt.
  • Der Header 14 bildet nun ab dem Zeitpunkt t4 ein abgeschlossenes Volumen. Mit Hilfe der Verdampfereinheit 11 kann der Header 14 nun dadurch unter Druck gesetzt werden, dass der flüssige Wasserstoff H2 aus dem Speicherbehälter 2 verdampft wird. Die Verdampfereinheit 11 bringt hierzu Wärme Q in den flüssigen Wasserstoff H2 ein. Das Verdampfen des Wasserstoffs H2 ist in dem Diagramm mit Hilfe eines schraffierten Bereichs 25 angedeutet. Zu einem Zeitpunkt t5 ist der Wasserstoff H2 in dem Header 14 und in der Verdampfereinheit 11 vollständig verdampft und in dem Header 14 herrscht, wie zuvor erwähnt, ein Druck von 3 bis 10 bara.
  • Der schraffierte Bereich 25 stellt insbesondere den Druckaufbau durch eine Nachverdampfung des in der Verdampfereinheit 11 noch vorliegenen flüssigen Wasserstoffs H2 dar. Im Normalbetrieb ist die Verdampfereinheit 11 nicht vollständig gasförmig gefüllt, sondern in Rohren der Verdampfereinheit 11 ergibt sich aus der Last und der Wärmeübertragung ein Flüssigstand. Dieser Flüssigkeitsstand des flüssigen Wasserstoffs H2 wird zum Druckaufbau genutzt. Zu dem Zeitpunkt t5 ist sämtlicher Wasserstoff H2 in der Verdampfereinheit 11 und in dem Header 14 verdampft.
  • Zu einem beliebigen Zeitpunkt t6, zu dem noch beide Ventile V1, V2 geschlossen sind, erfolgt eine Lastanforderung L des Verbrauchers 3. Das Versorgungsventil V1 wird mit einer geringen Verzögerung zu einem Zeitpunkt t7 geöffnet und auf Basis von Sensordaten des Drucksensors 19 und des Durchflusssensors 21 über die Steuer- und Regeleinrichtung 13 derart angesteuert, dass der Verbraucher 3 mit gasförmigem Wasserstoff H2 mit einem wie zuvor erwähnten geeigneten Versorgungsdruck versorgt wird. Durch den in dem Header 14 gespeicherten Wasserstoff H2 ist ein schnelles Anfahren des Verbrauchers 3 möglich, wie in der Fig. 2 mit Hilfe eines schraffierten Bereichs 26 angedeutet ist.
  • Da in dem Header 14 zu dem Zeitpunkt t6 nun ein hoher Druck p14 herrscht, ist es möglich, den Verbraucher 3 sofort mit gasförmigen Wasserstoff H2 zu versorgen. Es kann darauf verzichtet werden, bei der Lastanforderung L zunächst die Verdampfereinheit 11 zu füllen und den flüssigen Wasserstoff H2 zu verdampfen. Zu einem Zeitpunkt t8 ist die Lastanforderung bei 100 Prozent. Das Versorgungsventil V1 ist mit einer geringen Verzögerung zu einem Zeitpunkt t9 vollständig geöffnet. Das Einlassventil V2 ist zu dem Zeitpunkt t9 noch geschlossen.
  • Zu einem Zeitpunkt t10 fällt der Druck in dem Header 14 unter den Druck in dem Speicherbehälter 2. Mit einer geringen Verzögerung kann zu einem Zeitpunkt t11 das Einlassventil V2 wieder geöffnet werden, um die Verdampfereinheit 11 und/oder den Header 14 mit flüssigem Wasserstoff H2 aus dem Speicherbehälter 2 zu beschicken. Die Versorgung des Verbrauchers 3 mit dem geeigneten Versorgungsdruck kann dann wieder über das Versorgungsventil V1 erfolgen.
  • Die Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Versorgen des Verbrauchers 3 mit Wasserstoff H2 aus dem Speicherbehälter 2. Das Verfahren wird mit Hilfe der Förderanordnung 1 beziehungsweise der Fördervorrichtung 9 durchgeführt.
  • Bei dem Verfahren wird in einem Schritt S1 ein Teil des Wasserstoffs H2 aus dem Speicherbehälter 2 in den von dem Verbraucher 3 und von dem Speicherbehälter 2 abtrennbaren Header 14 eingeleitet. Hierzu ist das Einlassventil V2 geöffnet. In einem Schritt S2 wird der Header 14 von dem Verbraucher 3 und von dem Speicherbehälter 2 abgetrennt. Hierzu wird während des Schritts S2 das Versorgungsventil V1 geschlossen. Während des Schritts S2 wird auch das stromaufwärts des Versorgungsventils V1 platzierte Einlassventil V2 geschlossen.
  • In einem Schritt S3 wird der Wasserstoff H2 in dem abgetrennten Header 14 verdampft, so dass der Header 14 mit dem Druck p14 beaufschlagt wird, der höher als der in dem Speicherbehälter 2 herrschende Druck p2 ist. Während des Schritts S3 wird mit Hilfe der Verdampfereinheit 11 Wärme Q in den flüssigen Wasserstoff H2 in dem Header 14 eingebracht, um den flüssigen Wasserstoff H2 in dem Header 14 vollständig zu verdampfen.
  • In einem Schritt S4 wird bei einer Lastanforderung L des Verbrauchers 3 der verdampfte Wasserstoff H2 aus dem Header 14 zu dem Verbraucher 3 ausgeleitet. Während des Schritts S4 wird der in dem Header 14 herrschende Druck p14 bei dem Ausleiten des Wasserstoffs H2 aus dem Header 14 mit Hilfe des Versorgungsventils V1 auf den für den Verbraucher 3 geeigneten Versorgungsdruck reduziert. Der für den Verbraucher 3 geeignete Versorgungsdruck ist kleiner als der in dem Speicherbehälter 2 herrschende Druck p2.
  • Während des Schritts S4 wird das Versorgungsventil V1 in Abhängigkeit von der Lastanforderung L des Verbrauchers 3 geöffnet. Dabei wird das Versorgungsventil V1 mit Hilfe der Steuer- und Regeleinrichtung 13 basierend auf Sensorsignalen des stromabwärts des Versorgungsventils V1 angeordneten Drucksensors 19 und/oder des Durchflusssensors 21 angesteuert.
  • Das Einlassventil V2 bleibt geschlossen, solange der Druck p14 in dem Header 14 größer als der in dem Speicherbehälter herrschende Druck p2 ist. Das Einlassventil V2 wird geöffnet, sobald der Druck p14 in dem Header 14 unter den in dem Speicherbehälter herrschenden Druck p2 abfällt.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.
    • Verwendete Bezugszeichen
    • 1
    Förderanordnung
    2
    Speicherbehälter
    3
    Verbraucher
    4
    Symmetrieachse
    5
    Gaszone
    6
    Flüssigkeitszone
    7
    Phasengrenze
    8
    Drucksensor
    9
    Fördervorrichtung
    10
    Leitung
    11
    Verdampfereinheit
    12
    Wirkverbindung
    13
    Steuer- und Regeleinrichtung
    14
    Header/Volumen
    15
    Drucksensor
    16
    Wirkverbindung
    17
    Leitung
    18
    Verteiler
    19
    Drucksensor
    20
    Wirkverbindung
    21
    Durchflusssensor
    22
    Wirkverbindung
    23
    Linie
    24
    Linie
    25
    Bereich
    26
    Bereich
    g
    Schwerkraftrichtung
    H2
    Wasserstoff/Kryogen
    L
    Lastanforderung
    p
    Druck
    p2
    Druck
    p14
    Druck
    Q
    Wärme
    S1
    Schritt
    S2
    Schritt
    S3
    Schritt
    S4
    Schritt
    t
    Zeit
    t0
    Zeitpunkt
    t1
    Zeitpunkt
    t2
    Zeitpunkt
    t3
    Zeitpunkt
    t4
    Zeitpunkt
    t5
    Zeitpunkt
    t6
    Zeitpunkt
    t7
    Zeitpunkt
    t8
    Zeitpunkt
    t9
    Zeitpunkt
    t10
    Zeitpunkt
    t11
    Zeitpunkt
    V1
    Versorgungsventil
    V2
    Einlassventil

Claims (11)

  1. Verfahren zum Versorgen eines Verbrauchers (3) mit einem Kryogen (H2) aus einem Speicherbehälter (2), mit folgenden Schritten:
    a) Einleiten (S1) eines Teils des Kryogens (H2) aus dem Speicherbehälter (2) in ein von dem Verbraucher (3) und von dem Speicherbehälter (2) abtrennbares Volumen (14),
    b) Abtrennen (S2) des Volumens (14) von dem Verbraucher (3) und von dem Speicherbehälter (2), indem zuerst ein zwischen dem Volumen (14) und dem Verbraucher (3) angeordnetes Versorgungsventil (V1) und anschließend ein zwischen dem Speicherbehälter (2) und dem Volumen (14) angeordnetes Einlassventil (V2) geschlossen wird,
    c) Verdampfen (S3) des Kryogens (H2) in dem Volumen (14), so dass das Volumen (14) mit einem Druck (p14) beaufschlagt wird, der höher als ein in dem Speicherbehälter (2) herrschender Druck (p2) ist, gekennzeichnet durch
    d) Ausleiten (S4) des verdampften Kryogens (H2) aus dem Volumen (14) zu dem Verbraucher (3) bei einer Lastanforderung (L) des Verbrauchers (3), indem das Versorgungsventil (V1) geöffnet wird, wobei das Einlassventil (V2) bei geöffnetem Versorgungsventil (V1) geöffnet wird, sobald der Druck (p14) in dem Volumen (14) unter den in dem Speicherbehälter (2) herrschenden Druck (p2) abfällt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei während des Schritts d) der in dem Volumen (14) herrschende Druck (p14) bei dem Ausleiten des Kryogens (H2) aus dem Volumen (14) mit Hilfe des Versorgungsventils (V1) auf einen für den Verbraucher (3) geeigneten Versorgungsdruck reduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei der für den Verbraucher (3) geeignete Versorgungsdruck kleiner als der in dem Speicherbehälter (2) herrschende Druck (p2) ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei während des Schritts d) das Versorgungsventil (V1) in Abhängigkeit von der Lastanforderung (L) des Verbrauchers (3) geöffnet wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 - 4, wobei während des Schritts d) das Versorgungsventil (V1) mit Hilfe einer Steuer- und Regeleinrichtung (13) basierend auf Sensorsignalen eines stromabwärts des Versorgungsventils (V1) angeordneten Drucksensors (19) und/oder eines Durchflusssensors (21) angesteuert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 5, wobei das Einlassventil (V2) geschlossen ist, solange der Druck (p14) in dem Volumen (14) größer als der in dem Speicherbehälter (2) herrschende Druck (p2) ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 6, wobei während des Schritts c) mit Hilfe einer Verdampfereinheit (11) Wärme (Q) in das Kryogen (H2) eingebracht wird, um dieses zu verdampfen.
  8. Fördervorrichtung (9) zum Versorgen eines Verbrauchers (3) mit einem Kryogen (H2) aus einem Speicherbehälter (2), mit einem Einlassventil (V2), das zwischen dem Speicherbehälter (2) und einem von dem Verbraucher (3) und von dem Speicherbehälter (2) abtrennbaren Volumen (14) angeordnet ist, einem Versorgungsventil (V1), das zwischen dem Volumen (14) und dem Verbraucher (3) angeordnet ist, einer Verdampfereinheit (11), und einer Steuer- und Regeleinrichtung (13), wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, das Einlassventil (V2) derart anzusteuern, dass das Einlassventil (V2) einen Teil des Kryogens (H2) aus dem Speicherbehälter (2) in das Volumen (14) einleitet, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, das Einlassventil (V2) und das Versorgungsventil (V1) derart anzusteuern, dass das Einlassventil (V2) und das Versorgungsventil (V1) das Volumen (14) von dem Verbraucher (3) und von dem Speicherbehälter (2) abtrennen, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, zuerst das Versorgungsventil (V1) und anschließend das Einlassventil (V2) zu schließen, wobei die Verdampfereinheit (11) dazu eingerichtet ist, das in dem abgetrennten Volumen (14) aufgenommene Kryogen (H2) zu verdampfen, um das abgetrennte Volumen (14) mit einem Druck (p14) zu beaufschlagen, der höher als ein in dem Speicherbehälter (2) herrschender Druck (p2) ist, wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, das Versorgungsventil (V1) derart anzusteuern, dass das Versorgungsventil (V1) das verdampfte Kryogen (H2) bei einer Lastanforderung des Verbrauchers (3) aus dem abgetrennten Volumen (14) zu dem Verbraucher (3) ausleitet, und wobei die Steuer- und Regeleinrichtung (13) dazu eingerichtet ist, das Einlassventil (V2) bei geöffnetem Versorgungsventil (V1) zu öffnen, sobald der Druck (p14) in dem Volumen (14) unter den in dem Speicherbehälter (2) herrschenden Druck (p2) abfällt.
  9. Fördervorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Versorgungsventil (V1) stromabwärts des Einlassventils (V2) angeordnet ist.
  10. Fördervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Volumen (14) zwischen dem Einlassventil (V2) und dem Versorgungsventil (V1) vorgesehen ist.
  11. Fördervorrichtung nach einem der Ansprüche 8 - 10, wobei das Volumen (14) mit Hilfe einer oder mehrerer Rohrschleifen, einer Rohrleitung und/oder eines Speichervolumens gebildet ist.
EP22765406.8A 2021-08-23 2022-08-17 Verfahren und fördervorrichtung Active EP4392703B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21020422 2021-08-23
PCT/EP2022/025381 WO2023025410A1 (de) 2021-08-23 2022-08-17 Verfahren und fördervorrichtung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP4392703A1 EP4392703A1 (de) 2024-07-03
EP4392703B1 true EP4392703B1 (de) 2025-04-30
EP4392703C0 EP4392703C0 (de) 2025-04-30

Family

ID=77465771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22765406.8A Active EP4392703B1 (de) 2021-08-23 2022-08-17 Verfahren und fördervorrichtung

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20240353069A1 (de)
EP (1) EP4392703B1 (de)
JP (1) JP2024531147A (de)
KR (1) KR20240046871A (de)
AU (1) AU2022334657A1 (de)
CL (1) CL2024000495A1 (de)
ES (1) ES3032503T3 (de)
WO (1) WO2023025410A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023210732A1 (de) * 2023-10-30 2025-04-30 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und System zum Wandeln von Energie
JP7755881B2 (ja) * 2024-02-21 2025-10-17 株式会社エス．ケーガス 水素ステーション及び水素ステーションの運転方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121609A (en) * 1991-05-17 1992-06-16 Minnesota Valley Engineering No loss fueling station for liquid natural gas vehicles
US6044647A (en) * 1997-08-05 2000-04-04 Mve, Inc. Transfer system for cryogenic liquids
DE102005056102A1 (de) * 2005-10-27 2007-05-03 Linde Ag Vorrichtung zur Gasdruckerhöhung
US8726676B2 (en) * 2007-05-17 2014-05-20 The Boeing Company Thermodynamic pump for cryogenic fueled devices
US8789379B2 (en) * 2009-05-12 2014-07-29 The Boeing Company Two-phase hydrogen pump and method
US8950195B2 (en) * 2010-12-18 2015-02-10 The Boeing Company Continuous flow thermodynamic pump
JP7028156B2 (ja) * 2018-12-27 2022-03-02 トヨタ自動車株式会社 液体水素タンクにおける液面測定方法及び液体水素貯蔵システム
JP7409903B2 (ja) * 2020-02-27 2024-01-09 Ｅｎｅｏｓ株式会社 水素供給システム、水素ステーションおよび水素需給管理方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20240353069A1 (en) 2024-10-24
CL2024000495A1 (es) 2024-08-30
AU2022334657A1 (en) 2024-02-08
EP4392703C0 (de) 2025-04-30
JP2024531147A (ja) 2024-08-29
KR20240046871A (ko) 2024-04-11
WO2023025410A1 (de) 2023-03-02
ES3032503T3 (en) 2025-07-21
EP4392703A1 (de) 2024-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4392703B1 (de) Verfahren und fördervorrichtung
DE69838370T2 (de) Abgabesystem für ein cryogenen Fluidums unter hohem Druck
EP4248124A1 (de) Verfahren und fördervorrichtung
DE112019005717T5 (de) Fluid-bypass-verfahren und -system zur steuerung der temperatur eines nicht-petroleum-kraftstoffs
EP3236132B1 (de) Tanksystem
EP2076707B1 (de) Vorrichtung zum schnellen befüllen von druckgasbehältern
WO2019115167A1 (de) Kraftstofffördereinrichtung für eine brennkraftmaschine
DE10040679A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur druckgeregelten Versorgung aus einem Flüssiggastank
DE102007049458A1 (de) Druckgasanlage und Verfahren zur Speicherung eines Gases
WO2025125690A1 (de) Verfahren und fördervorrichtung
EP1717510A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen eines Behälters mit einem Füllgas oder Füllgasgemisch
EP3210890B1 (de) Kühlung von treibstoff für ein triebwerk
EP1828592B1 (de) Kraftstoffversorgungseinrichtung f]r ein mit wasserstoff betreibbares kraftfahrzeug
EP0823968B1 (de) Hochdruckgasversorgung
EP3889490A1 (de) Fördervorrichtung, speicherbehälteranordnung und verfahren
DE102006025657B4 (de) Vorrichtung zur Förderung von kryogen gespeichertem Kraftstoff
EP4065878B1 (de) System mit zumindest zwei kryobehältern zur bereitstellung eines fluids
EP1846691B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum befüllen von druckbehältern mit nicht verflüssigten gasen oder gasgemischen
EP4571171A1 (de) Verfahren und fördervorrichtung
DE102014019030A1 (de) Kraftstoffzufuhrvorrichtung zum Versorgen einer Verbrennungseinrichtung und Verfahren zum Versorgen einer Verbrennungseinrichtung
DE102005004592B4 (de) Speicher und/oder Druckerhöhungseinrichtung für Wasserstoff
WO2025108791A1 (de) Speicherbehälter und verfahren
EP3786074B1 (de) Antriebssystem für ein raumfahrzeug und verfahren zum betreiben eines raumfahrzeugs
EP4394233B1 (de) Verfahren zum betrieb eines kryodrucktanks
DE102005004589B4 (de) Druckerhöhungseinrichtung für Wasserstoff

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240205

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20241205

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502022003808

Country of ref document: DE

U01 Request for unitary effect filed

Effective date: 20250430

U07 Unitary effect registered

Designated state(s): AT BE BG DE DK EE FI FR IT LT LU LV MT NL PT RO SE SI

Effective date: 20250508

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 3032503

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20250721

U20 Renewal fee for the european patent with unitary effect paid

Year of fee payment: 4

Effective date: 20250826

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20250917

Year of fee payment: 4

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250731

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NO

Payment date: 20250820

Year of fee payment: 4

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 20250901

Year of fee payment: 4

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250731

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250830

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: L10

Free format text: ST27 STATUS EVENT CODE: U-0-0-L10-L00 (AS PROVIDED BY THE NATIONAL OFFICE)

Effective date: 20260311

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20250430

26N No opposition filed

Effective date: 20260202