DE10311955B4 - Method for operating a system and mobile system for storing a liquid light gas, in particular hydrogen - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betrieb eines einen Tieftemperaturtank (5) für ein verflüssigtes Gas und einen Verbraucher (1) dieses Gases umfassenden Systems, wobei das Gas in flüssigem oder gasförmigem Aggregatszustand durch Druckgefälle in einen Unterdrucktank (7) strömt, in dem der Druck geringer ist als im Tieftemperaturtank (5), und in der Folge von einer Saugpumpe (8) zum Verbraucher (1) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Unterdrucktank (7) durch die Saugpumpe (8) gehalten wird.Method for operating a system comprising a cryogenic gas (5) for a liquefied gas and a consumer (1) of said gas, wherein the gas flows in a liquid or gaseous state through pressure drops into a vacuum tank (7) in which the pressure is lower than in Cryogenic tank (5), and in the sequence by a suction pump (8) to the consumer (1) is conveyed, characterized in that the negative pressure in the vacuum tank (7) by the suction pump (8) is held.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines einen Tieftemperaturtank für ein verflüssigtes Gas und einen Verbraucher dieses Gases umfassenden Systems nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein mobiles System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7. Sie bezieht sich auf ein mobiles System zur Speicherung von flüssigem Wasserstoff oder einem ähnlichen leichten Gas (zum Beispiel Methan) in einem Tieftemperaturtank, der über eine Entnahmeleitung mit einem Verbraucher verbunden ist. Dabei ist in erster Linie, aber nicht ausschließlich, an Kraftfahrzeuge gedacht, in denen Wasserstoff entweder in einer Verbrennungskraftmaschine oder in einer einen Elektromotor speisenden Brennstoffzelle umgesetzt wird.The invention relates to a method for operating a low-temperature tank for a liquefied gas and a consumer of this gas comprising system according to the preamble of patent claim 1 and a mobile system according to the preamble of claim 7. It relates to a mobile system for storing liquid hydrogen or a similar light gas (eg, methane) in a cryogenic tank connected to a consumer via a bleed line. It is primarily, but not exclusively, thought of motor vehicles in which hydrogen is converted either in an internal combustion engine or in a fuel cell feeding an electric motor.

Der Einsatz von Wasserstoff in Fahrzeugen und noch dazu in solchen, die von jedermann benutzt werden sollen, stellt besonders hohe Anforderungen an Betriebssicherheit, Gewichtsreduktion und Anpassungsfähigkeit an variable Betriebszustände. Diesen genügen die bekannten Systeme nicht. Es gibt zwei große Problemkreise:
Erstens kann die beste Wärmeisolation des Tieftemperaturtanks langsames Verdampfen und damit den Anstieg des Innendruckes, vor allem bei längerem Stillstand, nicht verhindern. Deshalb müssen die einschlägigen Vorschriften für Druckbehälter erfüllt sein, was das Gewicht des Tieftemperaturtanks erhöht und ein Sicherheitsventil erfordert. Abblasen in die Umgebung ist aber nicht statthaft und Rückverflüssigen viel zu aufwendig.The use of hydrogen in vehicles and also in those that are to be used by everyone, places particularly high demands on reliability, weight reduction and adaptability to variable operating conditions. These do not satisfy the known systems. There are two major problem areas:
First, the best thermal insulation of the cryogenic tank can not prevent slow evaporation and thus the increase in internal pressure, especially during prolonged standstill. Therefore, the relevant regulations for pressure vessels must be met, which increases the weight of the cryogenic tank and requires a safety valve. Blowing into the environment is not permitted and reliquefying much too expensive.

Zweitens wird der Wasserstoff entweder flüssig entnommen und verdampft, was Wärmezufuhr erfordert, oder er wird dampfförmig entnommen, was ausreichende Verdampfung im Tieftemperaturtank erfordert. Beides ist an sich schon aufwendig, und wegen der Trägheit des Wärmeüberganges und der Verdampfung jedenfalls für sich schnell ändernde Betriebszustände mit variablem Verbrauch ungeeignet.Second, the hydrogen is either taken out in liquid form and evaporated, which requires heat input, or it is taken off in vapor, which requires sufficient evaporation in the cryogenic tank. Both are already complex, and because of the inertia of the heat transfer and evaporation at least for fast changing operating conditions with variable consumption unsuitable.

So ist etwa aus der DE 100 21 681 A1 ein System bekannt, in dem das Gas von einem Kompressor in einen kleineren Hochdrucktank gefördert wird. Von diesem führt dann eine Leitung, parallel zur eigentlichen Entnahmeleitung, zum Verbraucher. Damit ist das erste Problem aber nicht gelöst, sondern nur verkleinert und verlagert. Der Kompressor müsste auch bei Stillstand des Verbrauchers arbeiten.So is about from the DE 100 21 681 A1 a system is known in which the gas is conveyed from a compressor into a smaller high-pressure tank. From this then leads a line, parallel to the actual extraction line to the consumer. But the first problem is not solved, but only reduced and shifted. The compressor would have to work even when the consumer is at a standstill.

Die US 5 954 101 A beschreibt das Befüllen eines transportablen Tanks aus einem großen Speichertank. Der transportable Tank dient zum Betrieb von kryogenen Kühlsystemen auf einem Laster oder einem Hänger. Er kommt also erst dann zum Einsatz, wenn er von dem Speichertank getrennt ist.The US 5,954,101A describes the filling of a transportable tank from a large storage tank. The transportable tank serves to operate cryogenic cooling systems on a truck or trailer. It is therefore only used when it is separated from the storage tank.

In der US 5 787 940 A ist eine Tankstelle für verflüssigtes Gas offenbart, das aus einem unterirdischen Tank zu einer Zapfsäule gefördert wird. An der Zapfsäule ist ein Schlauch zur Betankung eines Fahrzeuges vorgesehen. Das Gas wird von einer Pumpe aus dem Tank zur Zapfsäule befördert, wobei die Pumpe in einem Sumpf angeordnet ist, in dem der Pegel des flüssigen Gases in etwa auf Höhe des Pegels des flüssigen Gases in dem Tank liegt.In the US 5 787 940 A discloses a gasification station for liquefied gas, which is conveyed from an underground tank to a gas pump. At the pump a hose for refueling a vehicle is provided. The gas is carried by a pump from the tank to the dispenser, wherein the pump is disposed in a sump in which the level of the liquid gas is approximately equal to the level of the liquid gas in the tank.

Die CA 2 329 049 A1 beschreibt ein Fluidfördersystem mit einem Tank, der auf einem Lastwagen oder Anhänger angeordnet ist. Über eine Pumpe wird Flüssiggas zu einem Tank oder etwas Ähnlichem geführt, der an eine Förderleitung angeschlossen wird.The CA 2 329 049 A1 describes a fluid delivery system with a tank disposed on a truck or trailer. A pump delivers liquid gas to a tank or similar, which is connected to a delivery line.

Die US 5 954 101 A offenbart ein mobiles System zur Förderung und Speicherung von Flüssiggas mit einem Speichertank, aus dem Flüssiggas über eine Leitung einem Sumpf zugeführt wird, in dem eine Pumpe angeordnet ist. In der Leitung ist ein Ventil vorgesehen. Das Flüssiggas wird durch die Pumpe einem Schlauch zugeführt, an dessen Anschluss ein Tank oder Ähnliches angeschlossen werden kann.The US 5,954,101A discloses a mobile liquefied natural gas storage and storage system having a storage tank from which liquefied gas is supplied via a conduit to a sump in which a pump is disposed. In the line a valve is provided. The LPG is supplied by the pump to a hose to the connection of a tank or the like can be connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Betrieb eines einen Tieftemperaturtank für ein verflüssigtes Gas und einen Verbraucher dieses Gases umfassenden Systems sowie ein entsprechendes mobiles System zu schaffen, die die Verwendung eines relativ dünnwandigen Tieftemperaturtanks ohne Abfuhr von verdampftem Gas an die Außenumgebung ermöglichen.The invention has for its object a method for operating a low-temperature tank for a liquefied gas and a consumer of this gas comprehensive system and to provide a corresponding mobile system that allow the use of a relatively thin-walled cryogenic tank without removal of vaporized gas to the outside environment.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1. Advantageous variants of the method according to the invention are the subject of claims 2 to 6.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auch durch ein mobiles System mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 8 bis 13.The object underlying the invention is also achieved by a mobile system with the features of claim 7. Advantageous embodiments of the method according to the invention are the subject of claims 8 to 13.

Bei einem erfindungsgemäßen strömt das Gas unter seinem eigenen Druckgefälle in einen Unterdrucktank und wird in der Folge von einer Saugpumpe zum Verbraucher gefördert. Wenn das Gas dem Tieftemperaturtank in flüssigem Aggregatszustand entnommen wird, so verdampft es durch den Unterdruck im Unterdrucktank mit geringerer Wärmeaufnahme und auch schneller. Meist wird es aber im gasförmigen Aggregatszustand entnommen, weil der Tieftemperaturtank das Gas in flüssigem Aggregatszustand mit einer darüberliegenden Gaszone enthält. Das Gas wird aus dem Unterdrucktank von der Pumpe (wobei hier unter Pumpe auch ein Kompressor oder eine Vakuumpumpe zu verstehen ist) normalerweise im gasförmigen Aggregatszustand weiter zu dem Verbraucher gefördert.In one invention, the gas flows under its own pressure gradient in a vacuum tank and is promoted in the sequence of a suction pump to the consumer. When the gas is removed from the cryogenic tank in liquid state, it evaporates by the negative pressure in the vacuum tank with less heat absorption and faster. However, it is usually taken in the gaseous state of aggregation, because the cryogenic tank contains the gas in a liquid state with an overlying gas zone. The gas is taken from the vacuum tank by the pump (whereby here also under pump a compressor or a vacuum pump) is normally conveyed further in the gaseous state of aggregation to the consumer.

Das durch unerwünschte Wärmezufuhr im Tieftemperaturtank ausdampfende Gas wird so ohne irgendeine Pumpe durch das natürliche Druckgefälle in den Unterdrucktank gesogen, somit auch bei Nichtbetrieb des Fahrzeuges. Damit ist ein unkontrollierter Druckanstieg im Tieftemperaturtank ausgeschlossen. Er kann dadurch wesentlich dünnwandiger und leichter ausgeführt sein, was für ein mobiles System ein wesentlicher Vorteil ist.The vaporized by unwanted heat in the cryogenic tank gas is sucked without any pump through the natural pressure drop in the vacuum tank, thus even when not operating the vehicle. This precludes uncontrolled pressure rise in the cryogenic tank. As a result, it can be considerably thinner and lighter, which is a significant advantage for a mobile system.

Zur Kontrolle des Druckanstieges wird die Verbindung zwischen Tieftemperaturtank und Unterdrucktank hergestellt, sobald der Druck in ersterem einen bestimmten Wert überschreitet. Mitzulesen ist, dass die Verbindung wieder unterbrochen wird, wenn der Druck einen bestimmten Wert unterschreitet. So kann immer ein kleiner Überdruck gehalten werden, was aus Sicherheitsgründen vorteilhaft ist. Nur dann nämlich kann kein Sauerstoff aus der Umgebung in den Tank eindringen. Andererseits kann sich dadurch der Unterdruck im Unterdruckbehälter nicht auf den Tieftemperaturtank übertragen. Zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes im Unterdrucktank ist die Pumpe in Abhängigkeit vom Druck im Unterdrucktank und vom Bedarf des Verbrauchers gesteuert.To control the pressure increase, the connection between the cryogenic tank and the vacuum tank is established as soon as the pressure in the former exceeds a certain value. It can be read that the connection is interrupted again when the pressure falls below a certain value. So can always be kept a small overpressure, which is advantageous for safety reasons. Only then can no oxygen from the environment penetrate into the tank. On the other hand, the negative pressure in the vacuum tank can not be transferred to the cryogenic tank. To maintain the negative pressure in the vacuum tank, the pump is controlled in dependence on the pressure in the vacuum tank and the needs of the consumer.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein variabler Anteil des von der Pumpe geförderten Gases einem Verbraucher zugeführt, dessen Betrieb nicht zeitgebunden ist. Damit wird zweierlei erreicht: Erstens kann die Pumpe so das Vakuum im Unterdrucktank aufrechterhalten, wenn der (Haupt-)Verbraucher nicht arbeitet. Zweitens kann die Pumpe die Pumpe häufiger im Bereich ihres besten Wirkungsgrades betrieben werden. Ein nicht zeitgebundener Verbraucher wäre etwa eine Brennstoffzellenanlage zum Aufladen einer Akkumulatorenbatterie, eine Klimaanlage oder eile Standheizung.In a further development of the method according to the invention, a variable proportion of the gas delivered by the pump is supplied to a consumer whose operation is not time-bound. This achieves two things: First, the pump can thus maintain the vacuum in the vacuum tank when the (main) load is not working. Second, the pump can more often operate the pump in the range of its best efficiency. A non-time-bound consumer would be about a fuel cell system for charging a battery storage, air conditioning or hurry auxiliary heater.

Eine Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein weiterer variabler Teil des von der Pumpe geförderten Gases einem Druckbehälter zugeführt wird, der einen schnellen Anstieg der Aufnahme des Verbrauchers überbrückt. Weil die Einsatzreserve bereits in gasförmigem Aggregatszustand ist, kann das System sehr schnell, ohne thermische Trägheiten, auf Laststeigerungen reagieren. Dazu kann das Gas direkt dem Verbraucher oder, noch besser, aus dem Druckbehälter dem Tieftemperaturtank zugeführt werden.A further development of the method according to the invention consists in that a further variable part of the gas conveyed by the pump is supplied to a pressure vessel which bridges a rapid increase in the intake of the consumer. Because the reserve is already in a gaseous state of aggregation, the system can react very quickly, without thermal inertia, to load increases. For this purpose, the gas can be supplied directly to the consumer or, even better, from the pressure vessel to the cryogenic tank.

Das erfindungsgemäße System zur Speicherung von flüssigem Wasserstoff (oder einem anderen leichten Gas) in einem Tieftemperaturtank, der über eine Entnahmeleitung mit einem Verbraucher verbunden ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Entnahmeleitung in Strömungsrichtung zuerst ein Unterdrucktank und dann eine Pumpe vorgesehen. Damit wird, wie weiter oben erläutert, abdampfendes Gas ohne irgendeine Fördermaschine aus dem Tieftemperaturtank abgezogen beziehungsweise gegebenenfalls flüssiges Gas durch den Unterdruck verdampft, und insgesamt ein hoher Sicherheitsstandard erreicht. Die Pumpe hält das Vakuum im Unterdrucktank und fördert das Gas zum Verbraucher.The inventive system for storing liquid hydrogen (or other light gas) in a cryogenic tank, which is connected via a withdrawal line with a consumer, is characterized in that provided in the extraction line in the flow direction first a vacuum tank and then a pump. As a result, as explained above, evaporating gas is withdrawn from the cryogenic tank without any carrier or, if appropriate, liquid gas is vaporized by the reduced pressure, and overall a high safety standard is achieved. The pump keeps the vacuum in the vacuum tank and delivers the gas to the consumer.

In der Entnahmeleitung zwischen dem Tieftemperaturtank und dem Unterdrucktank ist ein Ventil angeordnet, das die Verbindung zwischen beiden herstellt oder unterbindet. Dadurch bleibt im Tieftemperaturtank der normale bis etwas überathmosphärische Druck und im Unterdrucktank das Vakuum erhalten. Das automatische Abströmen des Gases in den Unterdrucktank ist dann sichergestellt, wenn das Ventil bei einer definierten Druckdifferenz öffnet. Mit der Definition der Druckdifferenz ist beiden möglichen Betriebszuständen Rechnung getragen:

  • 1. wenn der Druck im Unterdrucktank durch Entnahme absinkt, wird selbsttätig Gas in den Unterdrucktank nachgeführt.
  • 2. wenn der Druck im Tieftemperaturtank etwa durch Erwärmung ansteigt, wird er durch Abfuhr von Gas in den Unterdrucktank abgebaut.
In the extraction line between the cryogenic tank and the vacuum tank, a valve is arranged, which establishes or prevents the connection between the two. This leaves the normal to slightly superatmospheric pressure in the cryogenic tank and the vacuum in the vacuum tank. The automatic outflow of the gas into the vacuum tank is ensured when the valve opens at a defined pressure difference. The definition of the pressure difference takes into account both possible operating states:
  • 1. When the pressure in the vacuum tank drops by removal, gas is automatically added to the vacuum tank.
  • 2. When the pressure in the cryogenic tank rises approximately by heating, it is degraded by removal of gas into the vacuum tank.

In Weiterbildung der Erfindung ist weiter stromabwärts ein Mehrwege-Steuerventil angeordnet, das die dem Verbraucher und einem ”geduldigen” Verbraucher zugeführte Gasmenge steuert. Zur Anpassung an den Bedarf des Verbrauchers kann, zusätzlich zu einer Regelung der Pumpe, das Mehrwege-Steuerventil den Überschuss abzweigen, um ihn weiteren Hilfsvorrichtungen zuzuführen. So kann es zu keinem Abblasen in die Umgebung kommen. Die weitere Hilfsvorrichtung ist insbesondere ein Verbraucher, der zeitlich nicht gebunden ist. Ein solcher Verbraucher kann eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung und Speicherung in einer Batterie, eine Klimaanlage, oder eine Heizungsanlage sein.In a further development of the invention, a multi-way control valve is arranged further downstream, which controls the amount of gas supplied to the consumer and a "patient" consumer. In order to adapt to the needs of the consumer, in addition to a control of the pump, the multi-way control valve branch off the surplus to supply it to other auxiliary devices. So it can come to any blowing into the environment. The further auxiliary device is in particular a consumer, which is not bound by time. Such a consumer may be a fuel cell for power generation and storage in a battery, an air conditioner, or a heating system.

Weiters liegt es noch im Rahmen der Erfindung, dass als weitere Hilfsvorrichtung eine Entnahmehilfe vorgesehen ist, die in einer Rückführleitung zum Tieftemperaturtank besteht, in der zuerst ein Hochdruckbehälter und dann ein Steuerventil sind. Da diese gasförmiges Medium zurückführt, kann so eine weitere Entnahmesteigerung ohne thermische Trägheit erreicht werden.Furthermore, it is still within the scope of the invention that a removal aid is provided as a further auxiliary device, which consists in a return line to the cryogenic tank, in which first a high-pressure vessel and then a control valve. Since this gaseous medium returns, so can a further removal increase without thermal inertia can be achieved.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Abbildungen beschrieben und erläutert. Die einzige Abbildung stellt schematisch ein erfindungsgemäßes mobiles System dar.In the following the invention will be described and explained with reference to figures. The single figure shows schematically a mobile system according to the invention.

Das System ist hier in einer Ausführungsform für ein Kraftfahrzeug gezeigt, welches durch einen Antriebsblock 1 und ein Rad 2 einer angetriebenen Achse symbolisiert ist. Der Antriebsblock 1 kann einen Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelleneinheit mit von dieser gespeistem Elektromotor sein. Die im Folgenden beschriebene Anlage befindet sich an Bord des Kraftfahrzeuges, sie wird von ihm mitgeführt.The system is shown here in an embodiment for a motor vehicle, which by a drive block 1 and a bike 2 a driven axle is symbolized. The drive block 1 may be an internal combustion engine or a fuel cell unit with supplied by this electric motor. The system described below is on board the motor vehicle, it is carried by him.

Als Treibstoffbehälter dient ein Tieftemperaturtank 5, der Wasserstoff oder ein anderes Betriebsmittel, etwa verflüssigtes Erdgas, enthält. Er ist doppelwandig und mit einer geeigneten Wärmeisolation versehen. Der Druck im Tieftemperaturtank 5 ist etwas höher als der Umgebungsdruck, um das Eindringen von Luftsauerstoff sicher zu verhindern. Dank der erfindungsgemäßen Anlage kann der Druck im Tank aber nur wenig ansteigen (auf etwa 1,5 Bar), sodass der Tank nicht als Druckbehälter ausgeführt zu werden braucht. Daher wird mit geringen Wandstärken das Auslangen gefunden, was zu einer erheblichen Gewichtsverminderung führt.The fuel tank is a cryogenic tank 5 containing hydrogen or other resources, such as liquefied natural gas. It is double-walled and provided with a suitable thermal insulation. The pressure in the cryogenic tank 5 is slightly higher than the ambient pressure to safely prevent the ingress of atmospheric oxygen. Thanks to the system according to the invention, the pressure in the tank but can only slightly increase (to about 1.5 bar), so that the tank does not need to be executed as a pressure vessel. Therefore, with low wall thicknesses Auslangen found, resulting in a significant weight reduction.

Von dem Tieftemperaturtank 5 führt eine Leitung 14 über ein Ventil 6 zu einem Unterdrucktank 7, in dem ein Unterdruck von bis 0,2 Bar herrscht. Das Ventil 6 sorgt dafür, dass die beiden Tanks 5, 7 nicht dauernd in Verbindung stehen, sodass der Unterdruck aufrechterhalten werden kann. Dazu ist das Ventil 6 entweder als selbsttätiges Rückhalteventil ausgeführt, das ohne Signal erst bei einer definierten Druckdifferenz zwischen den beiden Tanks 5, 7 öffnet; oder es ist ein gesteuertes Ventil, das über eine Signalleitung 22 mit einer Steuerungseinheit 11 verbunden ist. Die Steuerungseinheit 11 erhält dazu Signale von je einem Drucksensor 20, 21 in den beiden Tanks 5, 7 und kann auch noch andere Betriebsgrößen berücksichtigen.From the cryogenic tank 5 leads a line 14 via a valve 6 to a vacuum tank 7 , in which there is a negative pressure of up to 0.2 bar. The valve 6 makes sure the two tanks 5 . 7 not permanently in communication, so that the negative pressure can be maintained. This is the valve 6 executed either as an automatic retention valve, the signal without a defined pressure difference between the two tanks 5 . 7 opens; or it is a controlled valve that has a signal line 22 with a control unit 11 connected is. The control unit 11 receives signals from one pressure sensor 20 . 21 in the two tanks 5 . 7 and can also consider other farm sizes.

Die Druckdifferenz als Öffnungskriterium bewirkt zweierlei: Einerseits wird bei Ansteigen des Druckes im Tieftemperaturtank durch Ausdampfen Gas in den Unterdruckbehälter abgeführt; andererseits wird bei Absinken des Druckes im Unterdruckbehälter Gas aus dem Tieftemperaturtank nachgeführt.On the one hand, when the pressure in the cryogenic tank rises, gas is discharged into the vacuum vessel by evaporation; On the other hand, when the pressure in the vacuum vessel drops, gas is supplied from the cryogenic tank.

Zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes im Unterdrucktank und zur Förderung von Betriebsmittel zum Antriebsblock ist, über eine Leitung 15 angeschlossen, stromabwärts eine Saugpumpe 8 vorgesehen. Diese ist beispielsweise eine mehrstufige Vakuumpumpe, gegebenenfalls mit einer anschließenden Druckpumpe. Es ist nicht ausgeschlossen, dass diese Medium im flüssigen Aggregatszustand fördert, bei normalem Betrieb wird es aber vorwiegend im gasförmigen sein. Die Pumpe 8 wird von einem Elektromotor 19 angetrieben, dessen Drehzahl und/oder Leistung von der Steuereinheit 11 aus vorgegeben wird.To maintain the negative pressure in the vacuum tank and to promote equipment to the drive block is, via a line 15 connected, downstream of a suction pump 8th intended. This is, for example, a multi-stage vacuum pump, optionally with a subsequent pressure pump. It is not excluded that this medium promotes liquid state, but in normal operation it will be predominantly in the gaseous state. The pump 8th is powered by an electric motor 19 driven, its speed and / or power from the control unit 11 is specified from.

Das so geförderte Betriebsmittel wird sodann von einem Mehrwege-Steuerventil 9 auf mindestens zwei Verbraucher verteilt. Das Mehrwege-Steuerventil 9 ist im einfachsten Fall ein Ventil mit einem Eingang und zwei gesteuerten Ausgängen zu den Leitungen 16 und 17. Es kann aber auch eine aus mehreren entsprechend gesteuerten Ventilen bestehen. Die Leitung 16 führt zum Antriebsblock, dessen Verbrauch bedingt etwa durch Lastwechsel stark schwanken kann, die Leitung 17 führt zu einer Brennstoffzelle 10, die elektrischen Strom erzeugt, der in einer nicht dargestellten Akkumulatorenbatterie gespeichert wird. Die Brennstoffzelle verbraucht somit nicht nur im Betrieb anfallende kurzzeitige Überschüsse, sie übernimmt auch den Betriebsstoff, der bei längerem Nichtgebrauch ausdampft und von der Pumpe 8 aus dem Unterdruckbehälter gefördert wird. Dadurch wird zunächst ein Abblasen in die Atmosphäre (und die damit verbundene Explosionsgefahr) vermieden; außerdem kann mit dem so erzeugten Strom der Betrieb der Pumpe 8, auch während längerer Stillstandsphasen bestritten werden. Anstelle der Brennstoffzelle 10 kann auch ein anderer Verbraucher vorgesehen sein, der nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt sofort bedient werden möchte, also ein ”geduldiger” Verbraucher. Das kann zum Beispiel auch eine Standheizung oder eine Klimaanlage sein.The subsidized resource is then from a multi-way control valve 9 distributed to at least two consumers. The multipath control valve 9 In the simplest case, it is a valve with one input and two controlled outputs to the lines 16 and 17 , But it can also consist of several appropriately controlled valves. The administration 16 leads to the drive block, whose consumption can vary greatly due to load changes, the line 17 leads to a fuel cell 10 , which generates electric power stored in an unillustrated storage battery. The fuel cell thus not only consumes short-term excesses during operation, it also takes over the operating material, which evaporates when not in use for a long time, and from the pump 8th is conveyed from the vacuum tank. This avoids blowing off into the atmosphere (and the risk of explosion associated with it); In addition, with the power thus generated, the operation of the pump 8th , even during longer periods of stoppage. Instead of the fuel cell 10 It is also possible to provide for another consumer who does not wish to be served immediately at a specific time, that is to say a "patient" consumer. This can be, for example, a heater or air conditioning.

Weiters kann das Mehrwege-Steuerventil 9 noch Betriebsmittel (Gas) in eine Leitung 18 abzweigen, die über einen sehr kleinen Druckbehälter 12 bei plötzlich steigender Leistungsanforderung des Antriebsblockes eine schnellere Entnahme von Betriebsmittel (Gas) ermöglicht. Das entsprechende Ventil 13 wird ebenfalls von der Steuereinheit 11 aus kommandiert. Insgesamt ist mit der beschriebenen Anlage nach dem angegebenen Verfahren sowohl stark schwankender Betrieb als auch langer Nichtbetrieb möglich, bei geringem Fahrzeuggewicht.Furthermore, the multi-way control valve 9 still resources (gas) in a pipe 18 branch off, which has a very small pressure vessel 12 in case of suddenly increasing power requirement of the drive block a faster removal of resources (gas) allows. The corresponding valve 13 is also from the control unit 11 commanded out. Overall, with the described system according to the specified method, both highly fluctuating operation and long non-operation is possible with low vehicle weight.

Claims (13)

Verfahren zum Betrieb eines einen Tieftemperaturtank (5) für ein verflüssigtes Gas und einen Verbraucher (1) dieses Gases umfassenden Systems, wobei das Gas in flüssigem oder gasförmigem Aggregatszustand durch Druckgefälle in einen Unterdrucktank (7) strömt, in dem der Druck geringer ist als im Tieftemperaturtank (5), und in der Folge von einer Saugpumpe (8) zum Verbraucher (1) gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterdruck in dem Unterdrucktank (7) durch die Saugpumpe (8) gehalten wird.Method for operating a cryogenic tank ( 5 ) for a liquefied gas and a consumer ( 1 ) gas system in which the gas in the liquid or gaseous state of aggregation by pressure drop in a vacuum tank ( 7 ), in which the pressure is lower than in the cryogenic tank ( 5 ), and subsequently by a suction pump ( 8th ) to the consumer ( 1 ), characterized in that the negative pressure in the vacuum tank ( 7 ) by the suction pump ( 8th ) is held. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen Tieftemperaturtank (5) und Unterdrucktank (7) hergestellt wird, sobald der Druck in dem Tieftemperaturtank (5) einen bestimmten Wert überschreitet. Method for operating a system according to claim 1, characterized in that the connection between cryogenic tank ( 5 ) and vacuum tank ( 7 ) is produced as soon as the pressure in the cryogenic tank ( 5 ) exceeds a certain value. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Saugpumpe (8) in Abhängigkeit vom Druck im Unterdrucktank (5) und vom Bedarf des Verbrauchers (1) gesteuert wird.Method for operating a system according to claim 1, characterized in that the suction pump ( 8th ) depending on the pressure in the vacuum tank ( 5 ) and the needs of the consumer ( 1 ) is controlled. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein variabler Teil des von der Saugpumpe (8) geförderten Gases einem Verbraucher (10) zugeführt wird, dessen Betrieb nicht zeitgebunden ist.Method for operating a system according to claim 1, characterized in that a variable part of the suction pump ( 8th ) to a consumer ( 10 ), whose operation is not time-bound. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein variabler Teil des von der Saugpumpe (8) geförderten Gases einem Druckbehälter (12) zugeführt wird.Method for operating a system according to one of the preceding claims, characterized in that a variable part of the pump ( 8th ) conveyed gas to a pressure vessel ( 12 ) is supplied. Verfahren zum Betrieb eines Systems nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas aus dem Druckbehälter (12) dem Tieftemperaturtank (5) zugeführt wird.Method for operating a system according to claim 5, characterized in that the gas from the pressure vessel ( 12 ) the cryogenic tank ( 5 ) is supplied. Mobiles System mit einem Tieftemperaturtank (5), in dem verflüssigtes Gas gespeichert ist und der über eine Entnahmeleitung (14, 15, 16) des Gases in flüssigem oder gasförmigem Aggregatszustand mit einem Verbraucher (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entnahmeleitung (14, 15, 16) in Strömungsrichtung zuerst ein Unterdrucktank (7), in dem der Druck geringer ist als im Tieftemperaturtank (5), und dann eine Saugpumpe (8) vorgesehen ist, die den Gasdruck in dem Unterdrucktank (7) hält und das Gas zum Verbraucher (1) fördert.Mobile system with a cryogenic tank ( 5 ), in which liquefied gas is stored and which is supplied via a sampling line ( 14 . 15 . 16 ) of the gas in liquid or gaseous state with a consumer ( 1 ), characterized in that in the withdrawal line ( 14 . 15 . 16 ) in the flow direction first a vacuum tank ( 7 ), in which the pressure is lower than in the cryogenic tank ( 5 ), and then a suction pump ( 8th ) is provided, the gas pressure in the vacuum tank ( 7 ) and the gas to the consumer ( 1 ) promotes. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entnahmeleitung (14) zwischen dem Tieftemperaturtank (5) und dem Unterdrucktank (7) ein Ventil (6) angeordnet ist, das die Verbindung zwischen beiden herstellt oder unterbricht.System according to claim 7, characterized in that in the sampling line ( 14 ) between the cryogenic tank ( 5 ) and the vacuum tank ( 7 ) a valve ( 6 ) is arranged, which establishes the connection between the two or interrupts. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (6) bei einer definierten Druckdifferenz zwischen dem Tieftemperaturtank (5) und dem Unterdrucktank (7) öffnet.System according to claim 8, characterized in that the valve ( 6 ) at a defined pressure difference between the cryogenic tank ( 5 ) and the vacuum tank ( 7 ) opens. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass stromabwärts der Saugpumpe (8) ein Mehrwege-Steuerventil (9) vorgesehen ist, das die dem einen Verbraucher (1) und einem weiteren Verbraucher (10), der nicht zu einem bestimmten Zeitpunkt bedient werden muss, zugeführte Gasmenge steuert.System according to claim 7, characterized in that downstream of the suction pump ( 8th ) a multi-way control valve ( 9 ), which is the one consumer ( 1 ) and another consumer ( 10 ), which does not need to be served at a certain time, controls the amount of gas supplied. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwege-Steuerventil (9) eine weiteren Hilfsvorrichtungen (12) zugeführte Gasmenge steuert.System according to claim 10, characterized in that the multi-way control valve ( 9 ) another auxiliary device ( 12 ) controls the amount of gas supplied. System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Verbraucher (10) eine Brennstoffzelle zur Stromerzeugung und Speicherung in einer Batterie, oder eine Klimaanlage, oder eine Heizungsanlage ist.System according to claim 10, characterized in that the further consumer ( 10 ) is a fuel cell for power generation and storage in a battery, or an air conditioner, or a heating system. System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als eine weitere Hilfsvorrichtung (12) eine Entnahmehilfe vorgesehen ist, die in einer Rückführleitung (18) zum Tieftemperaturtank (5) besteht, in der zuerst ein Hochdruckbehälter (12) und dann ein Steuerventil (13) angeordnet sind.System according to claim 11, characterized in that as a further auxiliary device ( 12 ) a removal aid is provided, which in a return line ( 18 ) to the cryogenic tank ( 5 ), in which a high-pressure vessel ( 12 ) and then a control valve ( 13 ) are arranged.
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