EP1004813A2 - Filling and withdrawing apparatus for cryogenic fuels in vehicle tanks - Google Patents

Filling and withdrawing apparatus for cryogenic fuels in vehicle tanks Download PDF

Info

Publication number
EP1004813A2
EP1004813A2 EP99122667A EP99122667A EP1004813A2 EP 1004813 A2 EP1004813 A2 EP 1004813A2 EP 99122667 A EP99122667 A EP 99122667A EP 99122667 A EP99122667 A EP 99122667A EP 1004813 A2 EP1004813 A2 EP 1004813A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
tank
filling
container
pressure
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.)
Withdrawn
Application number
EP99122667A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1004813A3 (en
Inventor
Michael Machel
Joachim Krüll
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.)
Air Liquide Deutschland GmbH
Messer Group GmbH
Original Assignee
Messer Griesheim GmbH
Air Liquide Deutschland GmbH
Messer Group 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 Messer Griesheim GmbH, Air Liquide Deutschland GmbH, Messer Group GmbH filed Critical Messer Griesheim GmbH
Publication of EP1004813A2 publication Critical patent/EP1004813A2/en
Publication of EP1004813A3 publication Critical patent/EP1004813A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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
    • F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • F17C7/02—Discharging liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/04—Arrangement or mounting of valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/02—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with liquefied gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C5/00—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures
    • F17C5/06—Methods or apparatus for filling containers with liquefied, solidified, or compressed gases under pressures for filling with compressed gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C7/00—Methods or apparatus for discharging liquefied, solidified, or compressed gases from pressure vessels, not covered by another subclass
    • 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03—Orientation
    • F17C2201/035—Orientation with substantially horizontal main axis
    • 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
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • 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
    • 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
    • F17C2205/0382—Constructional details of valves, 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
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for filling and removing cryogenic fuels in gaseous and liquid phase in one or from a tank, with a control unit and a filling / withdrawal line.
  • Tanks of this type are vacuum-insulated storage containers in which liquid, cryogenic gases (cryogenic media) can be stored. She are used in stationary incineration plants or Motor vehicles using fuels such as hydrogen or methane operate. The fuels are cryogenically liquefied in order to high storage density to be stored in such a tank.
  • the cryogenic liquefied fuel is caused by the heat input due to the vacuum insulation, the inner container suspension and the Piping of the inner container enters, heated. Through this Heating evaporates parts of the liquefied fuel, so that the internal pressure of the tank increases. This ultimately leads to when one is reached pressure levels set for this purpose to address the Container safety valve.
  • the container safety valve prevents Damage to the tank that can result from overpressure. To one Response of the container safety valve during the operation of the To prevent the motor vehicle, the internal pressure of the tank is tried to an uncritical level.
  • a first line ends in the upper part of the tank and stands with the gaseous phase of the fuel in contact.
  • the second line ends in the lower area of the tank and stands with the liquid phase of the Fuel in contact.
  • the internal pressure of the tank reaches this pressure reduction Level that is close to the minimum required working pressure, that to overcome the pressure losses of the line components (Valves, heat exchangers, pipe bends, etc.) between the tank and Consumer is required, the valve is the first, upper line closed and the valve of the second, lower line opened.
  • the Tank is now withdrawn fuel in the liquid phase, which only there is still a reduced pressure drop.
  • This known system for supplying a consumer with cryogenic medium is in need of improvement.
  • an electrical pressure sensor is required, which is pressure-dependent Switching of the valves enables.
  • both are an upper as well as a lower line leading into the tank. This leads to increased heat in the tank because Ambient heat via the cable jacket through the vacuum insulation is led into the tank.
  • the invention is therefore based on the object mentioned and the device described above to design and to further develop that only a small amount of heat enters the tank can reach. Furthermore, it is desirable that for switching from gaseous to liquid phase to electronic aids waived and a proper supply of the consumer with Fuel is enabled.
  • this object is achieved by a device in which the control unit has a container valve inside the tank and only the fill / drain line from the inside of the tank to the outside leads.
  • the container valve is in the lower area of the tank, especially at the bottom of the tank, arranged so that it is in contact with a remaining level of the tank with liquid fuel.
  • Another preferred embodiment of the invention provides that a upper and a lower filling / extraction tube via a connecting piece are connected to the filling / withdrawal line inside the tank.
  • This arrangement allows the tank to pass through the fill / unload line optional gaseous fuel via the upper fill / drain pipe or liquid fuel is withdrawn via the lower fill / drain pipe become. This applies in particular if the container valve is over the lower filling / extraction tube is connected to the connector.
  • this is Connection piece T-shaped.
  • the shared removal is done by one Design of the upper filling / removal tube supports that it in top of the tank ends, which is usually the fuel is in the gaseous phase.
  • the filling / removal device is fluidic optimized.
  • the flow resistances between the entry of the Tank valve and connector are at the maximum Extraction mass flow coordinated. This ensures that at open valve the pressure in the connector never so sinks far that gas is withdrawn via the upper filling / withdrawal tube becomes.
  • the container valve is a mechanical valve.
  • the use of a mechanical tank valve makes the control unit independent of an electrical control.
  • the container valve encloses a valve chamber Has valve housing, which has an outlet opening with the lower Filling / withdrawal tube and via an inlet opening that with a Valve cover is closable, connected to the interior of the tank is.
  • valve cover is spring-loaded connected to the valve housing, the valve cover closes and opens depending on the internal pressure of the tank and the spring force of a spring element.
  • a spring element a coil spring is preferably used.
  • the switching pressure is also set by "Foreign gas" conceivable.
  • the spring force of the coil spring can be increased Embodiment of the invention can be adjusted by using a threaded bolt is biased. Thus, the spring force can a desired switching pressure can be set.
  • the tank Safety valve provided that connects to the filling / withdrawal line connected.
  • the filling / tapping line has a filling valve outside the tank, can the tank via this filling valve and the filling / withdrawal line be refueled.
  • the tank has a vacuum insulation jacket, this is in one preferred embodiment by an overpressure protection against Damage caused by leaking fuel is protected.
  • a tank 1 which consists of a vacuum insulating jacket 2 and an inner storage container 3.
  • a mechanical container valve 4 From the container valve 4 leads to a lower filling / extraction pipe 5 a connector 6.
  • the upper fill / drain tube 7 ends with its upper end 7A in the upper region of the storage container 3.
  • the filling / removal line 8 leads through the Vacuum insulating jacket 2 to the consumer.
  • a safety valve 9 To the filling / withdrawal line 8 are a safety valve 9 and a filling valve outside the tank 1 10 connected.
  • Fig. 2 shows the mechanical container valve 4, which is at the bottom of the Storage container 3 is attached and through the wall extends into the vacuum insulating jacket 2.
  • the container valve 4 is composed of a valve housing 11, a valve cover 12, a Retaining bracket 13, a bellows 19 and an adjusting mechanism 14 together.
  • the valve housing 11 is designed as a cylindrical hollow body which an inlet opening 11A upwards and an outlet opening to the side 11B, but downward through the adjustment mechanism 14 is completed.
  • the adjustment mechanism 14 consists of a base plate 15, a Adjusting cylinder 16 with internal thread and a threaded bolt 17, which engages in the internal thread of the adjusting cylinder 16. On the Threaded bolt 17 is supported on a spring 18, the other end the valve cover 12 supports.
  • the container valve 4 is thus connected to the storage container 3 of the tank 1 attached that the inlet opening 11A of the valve housing 11 in the Storage container 3 extends into it while the valve housing 11 opposite side of the adjustment mechanism 14 from the vacuum insulating jacket 2 is accessible from.
  • the pressure at which the internal pressure of the storage container 3 is greater than the spring force of the spring 18 is called the switching pressure.
  • the bias of the spring 18 can be adjusted by adjusting the Threaded bolt 17 can be enlarged or reduced. For this, the Threaded bolt 17 in the internal thread of the adjusting cylinder 16 upwards or moved down.
  • valve cover 12 of the container valve 4 If the internal pressure of the storage container 3 falls below the changeover pressure, the valve cover 12 of the container valve 4 from the under Bias spring 18 from its lower to its upper Position pressed.
  • the inlet opening 11A of the valve housing 11 becomes opened towards the storage container 3 so that the storage container 3 through the container valve 4 and the lower filling / extraction tube 5 through the filling / extraction line 8 fuel in the liquid phase can be.
  • a tight seal of the Container valve 3 is not required, making it simple and robust construction of the container valve is possible.
  • the inventive filling / removal device for tanks from cryogenic fuels also allow filling the Storage tank 3.
  • the storage container 3 is in this case via the valve 10 and the Filling / withdrawal line 8 filled with preconditioned fuel.
  • the container valve 4 is at an internal pressure in the storage container 3 closed above the switching pressure, so that the filling with preconditioned cryogenic liquid fuel only through the upper filling / removal tube 7 is carried out.
  • the cryogenic liquid fuel cools the gas phase and condenses.
  • the internal pressure of the storage container 3 drops during the filling below the desired switching pressure, the container valve 4 open.
  • the preconditioned cryogenic liquid fuel is now both in the lower and the upper filling / withdrawal tube 5.7 in the storage container 3 passed.
  • an additional Mixing the residual liquid in the storage container 3 with the Refueling liquid achieved.
  • it turns up a boiling pressure in the storage tank which corresponds to the changeover pressure the container valve 4 corresponds.
  • the container valve 4 With an internal pressure of the storage container 3 below the changeover pressure, the container valve 4 is open.
  • the Storage tank is placed over both the upper and the lower filling / withdrawal pipe 7 or 5 filled.
  • the residual liquid in the storage tank 3 is mixed with the refueling liquid and heated while the gas phase is condensed by the refueling liquid.
  • the filling / extraction line 8 is in connection with the upper filling / removal tube 7 suitable as a feed line for the Safety valve 9 of the storage container 3 to serve. you are not lockable connected to the gas space of the storage container 3 and thus make a direct connection between the inside of the Storage container 3 and one of the filling / removal line 8 downstream safety valve 9.
  • the switching pressure of the Container valve 4 is designed so that it is significantly smaller than that Response pressure of the safety valve is. This ensures that when the safety valve 9 responds, the container valve 4 is closed and therefore only via the upper one Filling / extraction line 7 and the filling / extraction line 8 fuel in Gas phase is discharged from the storage container 3.
  • the simple one Construction of the container valve 4 also prevents the Valve cover 12 jammed in its upper position. So is ensures that the container valve 4 closes properly. This too leads to the fact that only fuel in when the safety valve responds gaseous phase is discharged.
  • the construction of the container valve 4 also includes fail-safe functions for securing the storage tank 3. With a Break of the spring 18, the valve cover 12 from the internal pressure of the Storage container 3 pressed into its lower position. The Container valve 4 is closed.
  • the safety valve of tank 1 At a Vacuum break of the vacuum insulation jacket 2 becomes the switching pressure of the Container valve 4 increased by a 1 bar.
  • This new switch pressure is however still less than the response pressure of the Safety valve 9, which also in this case with one Response of the safety valve 9 at the higher switching pressure the container valve 4 is closed.
  • the biggest mistake to assume for the container valve 4 is a leakage of the bellows 19.
  • the fuel enters the vacuum insulating jacket 2 of the tank.
  • an overpressure safety device 20 of the vacuum insulation jacket 2 provided that the without a dangerous pressure increase Leads the contents of the storage container 3 to the environment.

Abstract

Dargestellt und beschrieben ist eine Vorrichtung zum Füllen und Entnehmen kryogener Kraftstoffe in gasförmiger und flüssiger Phase in einen bzw. aus einem Tank (1), mit einer Regeleinheit und einer Füll-/Entnahmeleitung. Um den Einsatz zusätzlicher elektrischer Komponenten zur Steuerung der Ventile zu vermeiden und den Wärmeeinfall in den Tank (1) zu reduzieren, ist vorgesehen, daß die Regeleinheit im Inneren des Tanks (1) ein mechanisches Behälterventil (4) aufweist und daß nur eine einzige Füll-/Entnahmeleitung (8) vom Inneren des Tanks (1) nach außen führt. <IMAGE>A device for filling and removing cryogenic fuels in the gaseous and liquid phase into and from a tank (1) is shown and described, with a control unit and a filling / removal line. In order to avoid the use of additional electrical components for controlling the valves and to reduce the incidence of heat in the tank (1), it is provided that the control unit inside the tank (1) has a mechanical container valve (4) and that only a single fill - / sampling line (8) from the inside of the tank (1) leads to the outside. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Füllen und Entnehmen kryogener Kraftstoffe in gasförmiger und flüssiger Phase in einen bzw. aus einem Tank, mit einer Regeleinheit und einer Füll-/Entnahmeleitung.The invention relates to a device for filling and removing cryogenic fuels in gaseous and liquid phase in one or from a tank, with a control unit and a filling / withdrawal line.

Tanks dieser Art sind vakuum-isolierte Vorratsbehälter, in denen flüssige, tiefkalte Gase (kryogene Medien) gespeichert werden. Sie werden eingesetzt bei stationären Verbrennungsanlagen oder Kraftfahrzeugen, die mit Kraftstoffen wie Wasserstoff oder Methan betrieben werden. Die Kraftstoffe werden tiefkalt verflüssigt, um mit hoher Speicherdichte in einem solchem Tank gespeichert zu werden.Tanks of this type are vacuum-insulated storage containers in which liquid, cryogenic gases (cryogenic media) can be stored. she are used in stationary incineration plants or Motor vehicles using fuels such as hydrogen or methane operate. The fuels are cryogenically liquefied in order to high storage density to be stored in such a tank.

Der tiefkalt verflüssigte Kraftstoff wird durch den Wärmeeinfall, der durch die Vakuumisolation, die Innenbehälteraufhängung und die Verrohrung des lnnenbehälters eintritt, erwärmt. Durch diese Erwärmung verdampfen Teile des verflüssigten Kraftstoffs, so daß sich der Innendruck des Tanks erhöht. Dies führt letztlich bei Erreichen eines hierfür festgelegten Druckniveaus zum Ansprechen des Behältersicherheitsventils. Das Behältersicherheitsventil verhindert Schäden am Tank, die durch Überdruck entstehen können. Um einem Ansprechen des Behältersicherheits-ventils während des Betriebs des Kraftfahrzeugs vorzubeugen, wird versucht den Innendruck des Tanks auf ein unkritisches Niveau abzusenken.The cryogenic liquefied fuel is caused by the heat input due to the vacuum insulation, the inner container suspension and the Piping of the inner container enters, heated. Through this Heating evaporates parts of the liquefied fuel, so that the internal pressure of the tank increases. This ultimately leads to when one is reached pressure levels set for this purpose to address the Container safety valve. The container safety valve prevents Damage to the tank that can result from overpressure. To one Response of the container safety valve during the operation of the To prevent the motor vehicle, the internal pressure of the tank is tried to an uncritical level.

Zur Reduktion des Innendrucks des Tanks ist der Einsatz einer sogenannten Economizer-Schaltung bekannt. Diese Schaltung sieht zwei Leitungen vor, die über ihnen zugeordnete Ventile freigegeben und verschlossen werden können.Use a to reduce the internal pressure of the tank so-called economizer circuit known. This circuit sees two lines in front, the valves assigned above them released and can be closed.

Eine erste Leitung endet im oberen Teil des Tanks und steht mit der gasförmigen Phase des Kraftstoffs in Kontakt. Die zweite Leitung endet im unteren Bereich des Tanks und steht mit der flüssigen Phase des Kraftstoffs in Kontakt. Bei einem Betrieb des Kraftfahrzeuges mit einem Innendruck des Tanks, der über einem bestimmten Druckniveau liegt, wird das Ventil der ersten, oberen Leitung geöffnet. Dem Tank wird Kraftstoff in gasförmiger Phase entnommen, wodurch ein rascher Druckabfall erreicht wird.A first line ends in the upper part of the tank and stands with the gaseous phase of the fuel in contact. The second line ends in the lower area of the tank and stands with the liquid phase of the Fuel in contact. When operating the motor vehicle with a Internal pressure of the tank, which is above a certain pressure level, the valve of the first, upper line is opened. The tank will Fuel is extracted in the gaseous phase, which makes it faster Pressure drop is reached.

Erreicht der Innendruck des Tanks durch diese Druckminderung ein Niveau, das in der Nähe des minimal erforderlichen Arbeitsdruckes liegt, der zur Überwindung der Druckverluste der Leitungskomponenten (Ventile, Wärmetauscher, Rohrbögen usw.) zwischen Tank und Verbraucher erforderlich ist, wird das Ventil der ersten, oberen Leitung geschlossen und das Ventil der zweiten, unteren Leitung geöffnet. Dem Tank wird nunmehr Kraftstoff in flüssiger Phase entzogen, wodurch nur noch ein reduzierter Druckabfall erfolgt.The internal pressure of the tank reaches this pressure reduction Level that is close to the minimum required working pressure, that to overcome the pressure losses of the line components (Valves, heat exchangers, pipe bends, etc.) between the tank and Consumer is required, the valve is the first, upper line closed and the valve of the second, lower line opened. The Tank is now withdrawn fuel in the liquid phase, which only there is still a reduced pressure drop.

Dieses bekannte System zum Versorgen eines Verbrauchers mit kryogenem Medium ist verbesserungswürdig. Für seine Steuerung ist ein elektrischer Druckaufnehmer erforderlich, der die druckabhängige Schaltung der Ventile ermöglicht. Des Weiteren sind sowohl eine obere als auch eine untere Leitung erforderlich, die in den Tank führen. Dies führt zu einem erhöhten Wärmeeinfall in den Tank, da Umgebungswärme über die Leitungsmäntel durch die Vakuum-Isolierung in den Tank geleitet wird.This known system for supplying a consumer with cryogenic medium is in need of improvement. For its control is an electrical pressure sensor is required, which is pressure-dependent Switching of the valves enables. Furthermore, both are an upper as well as a lower line leading into the tank. This leads to increased heat in the tank because Ambient heat via the cable jacket through the vacuum insulation is led into the tank.

Weiter ergeben sich bei den bekannten Systemen Probleme bei der Entnahme des Kraftstoffs. Wird die Kraftstoffentnahme bei anfänglich hohem Innendruck begonnen, so erfolgt die Entnahme über die erste, obere Leitung. Bei sinkendem Innendruck des Tanks wird schließlich von einer Entnahme über die obere Leitung auf eine Entnahme über die untere Leitung umgeschaltet. Hierdurch kommt es zu einem Einbruch in der Kraftstoffversorgung, da in der Leitung zunächst warmes Gas vorhanden ist, welches mit relativ hohem Druckverlust zum Verbraucher strömt. Erst wenn die Leitung durch die flüssige Entnahme kaltgefahren ist, vermindern sich die Druckverluste und der Verbraucher kann ordnungsgemäß mit Kraftstoff versorgt werden.Furthermore, there are problems with the known systems Withdrawing the fuel. The fuel draw will start at high internal pressure started, the removal takes place via the first, top line. When the internal pressure of the tank drops, eventually from a withdrawal via the upper line to a withdrawal via the lower line switched. This leads to a slump in the fuel supply, since the line initially contains warm gas is available, which with a relatively high pressure loss to the consumer flows. Only when the line is cold due to the liquid extraction is, the pressure drops decrease and the consumer can properly supplied with fuel.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und die zuvor beschriebene Vorrichtung, so auszugestalten und weiterzubilden, daß nur ein geringer Wärmeeinfall in den Tank gelangen kann. Weiterhin ist es wünschenswert, daß zum Umschalten von gasförmiger auf flüssige Phase auf elektronische Hilfsmittel verzichtet und eine ordnungsgemäße Versorgung des Verbrauchers mit Kraftstoff ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object mentioned and the device described above to design and to further develop that only a small amount of heat enters the tank can reach. Furthermore, it is desirable that for switching from gaseous to liquid phase to electronic aids waived and a proper supply of the consumer with Fuel is enabled.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung gelöst, bei der die Regeleinheit im Inneren des Tanks ein Behälterventil aufweist und nur die Füll-/Entnahmeleitung vom Inneren des Tanks nach außen führt.According to the invention, this object is achieved by a device in which the control unit has a container valve inside the tank and only the fill / drain line from the inside of the tank to the outside leads.

Dadurch, daß nur noch eine Füll-/Entnahmeleitung direkt vom Inneren des Tanks nach außen führt, wird die Zahl der durch die Vakuum-Isolierung in den Tank führenden Leitungen reduziert. An die Stelle des oberen und des unteren Füll-/Entnahmerohrs beim Stand der Technik, die beide vom Inneren des Tanks nach Außen führen, tritt nunmehr nur noch ein einziges Rohr Dadurch wird der Wärmeeinfall in das Innere des Tanks zuverlässig reduziert.The fact that only one filling / extraction line directly from the inside of the tank leads to the outside, the number of through the vacuum insulation lines leading into the tank are reduced. Instead of upper and lower filling / extraction pipe in the prior art, which both lead from the inside of the tank to the outside now only occurs one more tube This will keep the heat from entering the interior of the tank reliably reduced.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist das Behälterventil im unteren Bereich des Tanks, insbesondere am Boden des Tanks, angeordnet, so daß es bis zu einem Restfüllstand des Tanks in Kontakt mit flüssigem Kraftstoff steht.According to a further teaching of the invention, the container valve is in the lower area of the tank, especially at the bottom of the tank, arranged so that it is in contact with a remaining level of the tank with liquid fuel.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß ein oberes und ein unteres Füll-/ Entnahmerohr über ein Verbindungsstück im Inneren des Tanks mit der Füll-/Entnahmeleitung verbunden sind. Durch diese Anordnung kann dem Tank über die Füll-/Entnahmeleitung wahlweise gasförmiger Kraftstoff über das obere Füll-/Entnahmerohr oder flüssiger Kraftstoff über das untere Füll-/Entnahmerohr entnommen werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Behälterventil über das untere Füll-/Entnahmerohr mit dem Verbindungsstück verbunden ist.Another preferred embodiment of the invention provides that a upper and a lower filling / extraction tube via a connecting piece are connected to the filling / withdrawal line inside the tank. This arrangement allows the tank to pass through the fill / unload line optional gaseous fuel via the upper fill / drain pipe or liquid fuel is withdrawn via the lower fill / drain pipe become. This applies in particular if the container valve is over the lower filling / extraction tube is connected to the connector.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungsstück T-förmig ausgebildet.According to a preferred embodiment of the invention, this is Connection piece T-shaped.

Für die Entnahme von flüssigem und gasförmigem Kraftstoff aus dem Tank ist es von Vorteil, wenn durch das obere Füll-/Entnahmerohr nur gasförmiger und durch das untere Füll-/ Entnahmerohr nur flüssiger Kraftstoff entnommen wird.For the removal of liquid and gaseous fuel from the Tank is beneficial if only through the top fill / drain tube gaseous and only liquid through the lower filling / extraction tube Fuel is removed.

Dies wird zum einen durch das am Boden des Tanks angeordnete Behälterventil erreicht. Das Behälterventil steht dann bis zum Erreichen eines Restfüllstands im Tank mit Kraftstoff in flüssiger Phase in Kontakt. On the one hand, this is due to that arranged at the bottom of the tank Tank valve reached. The container valve is then until it is reached a residual fill level in the tank in contact with liquid fuel.

Zum anderen wird die geteilte Entnahme durch eine derarte Ausgestaltung des oberen Füll-/Entnahmerohrs unterstützt, daß es im oberen Bereich des Tanks endet, in dem sich im Regelfall der Kraftstoff in gasförmiger Phase befindet.On the other hand, the shared removal is done by one Design of the upper filling / removal tube supports that it in top of the tank ends, which is usually the fuel is in the gaseous phase.

Weiterhin ist die Füll-/Entnahmeeinrichtung strömungstechnisch optimiert. Die Strömungswiderstände zwischen dem Eintritt des Behälterventils und dem Verbindungsstück sind auf den maximalen Entnahmemassenstrom abgestimmt. Hierdurch wird erreicht, daß bei geöffnetem Behälterventil der Druck im Verbindungsstück niemals so weit absinkt, daß über das obere Füll-/Entnahmerohr Gas entnommen wird.Furthermore, the filling / removal device is fluidic optimized. The flow resistances between the entry of the Tank valve and connector are at the maximum Extraction mass flow coordinated. This ensures that at open valve the pressure in the connector never so sinks far that gas is withdrawn via the upper filling / withdrawal tube becomes.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist das Behälterventil ein mechanisches Ventil. Der Einsatz eines mechanischen Behälterventils macht die Regeleinheit von einer elektrischen Steuerung unabhängig.According to a further teaching of the invention, the container valve is a mechanical valve. The use of a mechanical tank valve makes the control unit independent of an electrical control.

Eine konstruktiv einfache Bauweise des Behälterventils wird dadurch erreicht, daß das Behälterventil ein eine Ventilkammer umschließendes Ventilgehäuse aufweist, das über eine Austrittsöffnung mit dem unteren Füll-/Entnahmerohr und über eine Eintrittsöffnung, die mit einem Ventildeckel verschließbar ist, mit dem Innenraum des Tanks verbunden ist.This results in a structurally simple construction of the container valve achieves that the container valve encloses a valve chamber Has valve housing, which has an outlet opening with the lower Filling / withdrawal tube and via an inlet opening that with a Valve cover is closable, connected to the interior of the tank is.

Ist der Ventildeckel federbelastet mit dem Ventilgehäuse verbunden, schließt und öffnet der Ventildeckel in Abhängigkeit des Innendrucks des Tanks und der Federkraft eines Federelements. Als Federelement wird bevorzugt eine Schraubenfeder verwendet.If the valve cover is spring-loaded connected to the valve housing, the valve cover closes and opens depending on the internal pressure of the tank and the spring force of a spring element. As a spring element a coil spring is preferably used.

Prinzipiell ist auch eine Einstellung des Umschaltdruckes durch "Fremdgas" denkbar. In principle, the switching pressure is also set by "Foreign gas" conceivable.

Die Federkraft der Schraubenfeder kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch eingestellt werden, daß sie mittels eines Gewindebolzens vorgespannt wird. Somit kann die Federkraft auf einen gewünschten Umschaltdruck eingestellt werden.The spring force of the coil spring can be increased Embodiment of the invention can be adjusted by using a threaded bolt is biased. Thus, the spring force can a desired switching pressure can be set.

Zur Sicherung des Tanks vor Schäden durch Überdruck ist gemäß einer bevorzugten Ausführungsform außerhalb des Tanks ein Sicherheitsventil vorgesehen, das an die Füll-/Entnahmeleitung angeschlossen ist.To protect the tank from damage caused by overpressure, according to one preferred embodiment outside the tank Safety valve provided that connects to the filling / withdrawal line connected.

Weist die Füll-/Entnahmeleitung außerhalb des Tanks ein Füllventil auf, kann der Tank über dieses Füllventil und die Füll-/Entnahmeleitung betankt werden.If the filling / tapping line has a filling valve outside the tank, can the tank via this filling valve and the filling / withdrawal line be refueled.

Weist der Tank einen Vakuum-Isoliermantel auf, ist dieser in einer bevorzugten Ausführungsform durch eine Überdrucksicherung gegen Schäden durch austretenden Kraftstoff geschützt.If the tank has a vacuum insulation jacket, this is in one preferred embodiment by an overpressure protection against Damage caused by leaking fuel is protected.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1
die erfindungsgemäße Vorrichtung in schematischen Querschnitt und
Fig. 2
das mechanische Ventil der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Querschnitt.
The invention is explained in more detail below with reference to a drawing which represents only one exemplary embodiment. The drawing shows:
Fig. 1
the device according to the invention in schematic cross section and
Fig. 2
the mechanical valve of the device according to the invention in cross section.

In Fig. 1 ist ein Tank 1 dargestellt, der sich aus einem Vakuum-Isoliermantel 2 und einem inneren Speicherbehälter 3 zusammensetzt. Am Boden des Speicherbehälters 3 sitzt ein mechanische Behälterventil 4. Von dem Behälterventil 4 führt ein unteres Füll-/Entnahmerohr 5 zu einem Verbindungsstück 6. Über das Verbindungsstück 6 wird das untere Füll-/Entnahmerohr 5 mit einem oberen Füll-/Entnahmerohr 7 und einer Füll-/Entnahmeleitung 8 verbunden. Das obere Füll-/Entnahmerohr 7 endet mit seinem oberen Ende 7A im oberen Bereich des Speicherbehälters 3. Die Füll-/Entnahmeleitung 8 führt durch den Vakuum-Isoliermantel 2 zum Verbraucher. An die Füll-/Entnahmeleitung 8 sind außerhalb des Tanks 1 ein Sicherheitsventil 9 und ein Füllventil 10 angeschlossen.In Fig. 1, a tank 1 is shown, which consists of a vacuum insulating jacket 2 and an inner storage container 3. At the bottom of the storage container 3 there is a mechanical container valve 4. From the container valve 4 leads to a lower filling / extraction pipe 5 a connector 6. About the connector 6 that lower filling / extraction tube 5 with an upper filling / extraction tube 7 and a filling / extraction line 8 connected. The upper fill / drain tube 7 ends with its upper end 7A in the upper region of the storage container 3. The filling / removal line 8 leads through the Vacuum insulating jacket 2 to the consumer. To the filling / withdrawal line 8 are a safety valve 9 and a filling valve outside the tank 1 10 connected.

Fig. 2 zeigt das mechanische Behälterventil 4, das am Boden des Speicherbehälters 3 angebracht ist und durch dessen Wandung hindurch in den Vakuum-Isoliermantel 2 hineinreicht. Das Behälterventil 4 setzt sich aus einem Ventilgehäuse 11, einem Ventildeckel 12, einem Haltebügel 13, einem Faltenbalg 19 und einem Einstellmechanismus 14 zusammen.Fig. 2 shows the mechanical container valve 4, which is at the bottom of the Storage container 3 is attached and through the wall extends into the vacuum insulating jacket 2. The container valve 4 is composed of a valve housing 11, a valve cover 12, a Retaining bracket 13, a bellows 19 and an adjusting mechanism 14 together.

Das Ventilgehäuse 11 ist als zylindrischer Hohlkörper ausgebildet, der nach oben eine Eintrittsöffnung 11A und zur Seite eine Austrittsöffnung 11B aufweist, nach unten aber durch den Einstellmechanismus 14 abgeschlossen wird.The valve housing 11 is designed as a cylindrical hollow body which an inlet opening 11A upwards and an outlet opening to the side 11B, but downward through the adjustment mechanism 14 is completed.

Der Einstellmechanismus 14 besteht aus einer Bodenplatte 15, einem Einstellzylinder 16 mit Innengewinde sowie einem Gewindebolzen 17, der in das Innengewinde des Einstellzylinders 16 eingreift. Auf den Gewindebolzen 17 stützt sich eine Feder 18 ab, deren anderes Ende den Ventildeckel 12 stützt.The adjustment mechanism 14 consists of a base plate 15, a Adjusting cylinder 16 with internal thread and a threaded bolt 17, which engages in the internal thread of the adjusting cylinder 16. On the Threaded bolt 17 is supported on a spring 18, the other end the valve cover 12 supports.

Zwischen der Bodenplatte 15 des Einstellmechanismus 14 und dem Ventildeckel 12 ist ein Faltenbalg 19 aufgespannt, der die Feder 18 umgibt. Der Ventildeckel 12 wird in einem Haltebügel 13 geführt, der im Bereich der Eintrittsöffnung 11A des Ventilgehäuses 11 an dieser befestigt ist. An die seitliche Austrittsöffnung 11B des Ventilgehäuses 11 schließt sich das untere Füll-/Entnahmerohr 5 an.Between the bottom plate 15 of the adjustment mechanism 14 and the Valve cover 12 is a bellows 19 stretched, the spring 18th surrounds. The valve cover 12 is guided in a bracket 13 which in Area of the inlet opening 11A of the valve housing 11 thereon is attached. At the lateral outlet opening 11B of the valve housing 11 the lower filling / extraction tube 5 follows.

Das Behälterventil 4 ist so an den Speicherbehälter 3 des Tanks 1 angebracht, daß die Eintrittsöffnung 11A des Ventilgehäuses 11 in den Speicherbehälter 3 hineinreicht, während die dem Ventilgehäuse 11 abgewandte Seite des Einstellmechanismus 14 von dem Vakuum-Isoliermantel 2 aus zugänglich ist.The container valve 4 is thus connected to the storage container 3 of the tank 1 attached that the inlet opening 11A of the valve housing 11 in the Storage container 3 extends into it while the valve housing 11 opposite side of the adjustment mechanism 14 from the vacuum insulating jacket 2 is accessible from.

Im folgenden wird die Wirkungsweise des Behälterventils 4 im einzelnen beschrieben:The mode of operation of the container valve 4 is described in detail below described:

Auf den Ventildeckel 12 wirkt sowohl die Federkraft der Feder 18 als auch der im Speicherbehälter 3 herrschende Innendruck. Ist die Federkraft der Feder 18 größer als der Innendruck des Speicherbehälters 3, wird der Ventildeckel 12 von der Feder 18 an einen oberen Anschlagpunkt gegen den Haltebügel 13 gedrückt. Die Eintrittsöffnung 11A des Ventilghäuses 11 wird dadurch freigegeben. Ist der Innendruck des Speicherbehälters 3 jedoch größer als die Federkraft der Feder 18, wird der Ventildeckel 12 in einem unteren Anschlagpunkt gegen die Eintrittsöffnung 11A des Ventilgehäuses 11 gedrückt und verschließt diese.Both the spring force of the spring 18 acts on the valve cover 12 also the internal pressure prevailing in the storage container 3. Is the Spring force of the spring 18 is greater than the internal pressure of the Storage container 3, the valve cover 12 by the spring 18 pressed an upper anchor point against the bracket 13. The Entry opening 11A of valve housing 11 is thereby released. Is however, the internal pressure of the storage container 3 is larger than that Spring force of the spring 18, the valve cover 12 is in a lower Anchor point against the inlet opening 11A of the valve housing 11 pressed and closes it.

Der Druck, bei dem der Innendruck des Speicherbehälters 3 größer als die Federkraft der Feder 18 wird, wird Umschaltdruck genannt.The pressure at which the internal pressure of the storage container 3 is greater than the spring force of the spring 18 is called the switching pressure.

Die Vorspannung der Feder 18 kann durch Verstellen des Gewindebolzens 17 vergrößert oder verkleinert werden. Hierzu wird der Gewindebolzen 17 im Innengewinde des Einstellzylinders 16 nach oben bzw. nach unten bewegt. The bias of the spring 18 can be adjusted by adjusting the Threaded bolt 17 can be enlarged or reduced. For this, the Threaded bolt 17 in the internal thread of the adjusting cylinder 16 upwards or moved down.

Nachfolgend wird die Funktionsweise der Füll-/Entnahmevorrichtung für Tanks von kryogenen Kraftstoffen beschrieben:The mode of operation of the filling / removal device for Tanks of cryogenic fuels described:

Bei einem Innendruck des Speicherbehälters 3, der größer als der Umschaltdruck ist, wird der Ventildeckel 12 gegen die Vorspannung der Feder 18 an seinen unteren Anschlagspunkt gedrückt und verschließt die Eintrittsöffnung 11A des Ventilgehäuses 11. Dem Speicherbehälter 3 kann in dieser Stellung nur über das obere Füll-/Entnahmerohr 7 und die daran anschließende Füll-/Entnahmeleitung 8 Kraftstoff entnommen werden.When the internal pressure of the storage container 3 is greater than that Switching pressure is, the valve cover 12 against the bias of the Spring 18 pressed to its lower stop point and closes the inlet opening 11A of the valve housing 11. The storage container 3 can only in this position via the upper filling / extraction tube 7 and the subsequent filling / extraction line 8 removed fuel become.

Da das obere Füll-/Entnahmerohr 7 mit seinem oberen Ende 7A im oberen Bereich des Speicherbehälters 3 endet, wird über dieses nur Kraftstoff in gasförmiger Phase entnommen. Durch diese Entnahme von Kraftstoff in gasförmiger Phase sinkt der Innendruck des Speicherbehälters 3 rasch.Since the upper filling / extraction tube 7 with its upper end 7A in the upper area of the storage container 3 ends, this is only Fuel removed in the gaseous phase. By this removal of Fuel in the gaseous phase drops the internal pressure of the Storage container 3 quickly.

Fällt der Innendruck des Speicherbehälters 3 unter den Umschaltdruck, wird der Ventildeckel 12 des Behälterventils 4 von der unter Vorspannung stehenden Feder 18 aus seiner unteren in seine obere Stellung gedrückt. Die Eintrittsöffnung 11A des Ventilgehäuses 11 wird so zum Speicherbehälter 3 hin geöffnet, so daß dem Speicherbehälter 3 über das Behälterventil 4 und das untere Füll-/Entnahmerohr 5 durch die Füll-/Entnahmeleitung 8 Kraftstoff in flüssiger Phase entnommen werden kann.If the internal pressure of the storage container 3 falls below the changeover pressure, the valve cover 12 of the container valve 4 from the under Bias spring 18 from its lower to its upper Position pressed. The inlet opening 11A of the valve housing 11 becomes opened towards the storage container 3 so that the storage container 3 through the container valve 4 and the lower filling / extraction tube 5 through the filling / extraction line 8 fuel in the liquid phase can be.

Die Strömungswiderstände zwischen der Eintritts-Öffnung 11A des Behälterventils 4 und dem Verbindungs-stück 6 sind auf den maximalen Entnahmemassenstrom des Verbrauchers abgestimmt. Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Entnahme von Kraftstoff in flüssiger Phase bis zum minimalen Füllstand des Speicherbehälters 3 der Druck im Verbindungsstück 6 niemals soweit absinkt, daß über das obere Füll-/Entnahmerohr 7 Gas entnommen wird. Bei einem einmal geöffneten Behälterventil 4 wird somit nur noch Kraftstoff in flüssiger Phase entnommen. Dies ist insoweit entscheidend, da bei einer weiteren Entnahme von Kraftstoff in gasförmiger Phase der Innendruck des Speicherbehälters 3 rasch unter den minimal erforderlichen Arbeitsdruck absinkt, der zum Überwinden der Druckverluste der Leitungskomponenten (Ventile, Wärmetauscher, Rohrbögen usw.) zwischen Speicherbehälter 3 und Verbraucher erforderlich ist.The flow resistances between the inlet opening 11A of the Container valve 4 and the connector 6 are at the maximum Extraction mass flow of the consumer matched. This will achieved that when fuel is withdrawn in the liquid phase to the minimum fill level of the storage container 3, the pressure in Connector 6 never drops so far that over the upper fill / drain pipe 7 gas is withdrawn. Once opened Tank valve 4 is therefore only fuel in the liquid phase taken. This is crucial in so far as another Withdrawal of fuel in the gaseous phase of the internal pressure of the Storage container 3 quickly below the minimum required Working pressure drops, which to overcome the pressure losses of the Pipe components (valves, heat exchangers, pipe bends, etc.) between storage container 3 and consumer is required.

Steigt durch äußeren Wärmeeinfall der Innendruck des Speicherbehälters 3 erneut über den Umschaltdruck, so wird das Behälterventil 4 dadurch geschlossen, daß der Ventildeckel 12 von seiner oberen in seine untere Stellung gedrückt wird.If the internal pressure of the Storage container 3 again over the switching pressure, so it will Container valve 4 closed in that the valve cover 12 by its upper is pressed into its lower position.

Hierbei genügt eine deutliche Erhöhung des Strömungswiderstandes im Behälterventil 4 um die Gasentnahme aus dem Speicherbehälter 3 und damit eine Druckabsenkung zu starten. Ein dichtes Abschließen des Behälterventils 3 ist nicht erforderlich, wodurch eine einfache und robuste Bauweise des Behälterventils möglich ist.A significant increase in the flow resistance in the Container valve 4 for gas removal from the storage container 3 and to start a pressure drop. A tight seal of the Container valve 3 is not required, making it simple and robust construction of the container valve is possible.

Die erfindungsgemäße Füll-/Entnahmevorrichtung für Tanks von kryogenen Kraftstoffe ermöglicht auch eine Befüllung des Speicherbehälters 3.The inventive filling / removal device for tanks from cryogenic fuels also allow filling the Storage tank 3.

Durch eine gute Vermischung des Restinhalts mit einer entsprechend vorkonditionierten Betankungsmenge wird erreicht, daß nach der Befüllung der Siededruck im Speicherbehälter 3 dem Umschaltdruck des Behälterventils 4 entspricht. By mixing the remaining contents well with an appropriate one preconditioned amount of refueling is achieved after the Filling the boiling pressure in the storage tank 3 to the switching pressure the container valve 4 corresponds.

Der Speicherbehälter 3 wird hierbei über das Ventil 10 und die Füll-/Entnahmeleitung 8 mit vorkonditioniertem Kraftstoff befüllt.The storage container 3 is in this case via the valve 10 and the Filling / withdrawal line 8 filled with preconditioned fuel.

Liegt der Siededruck im Speicherbehälter 3 während der Befüllung oberhalb des Umschaltdrucks, so muß vor allem die Gasphase im Speicherbehälter 3 abgekühlt und kondensiert werden. Das Behälterventil 4 ist bei einem Innendruck im Speicherbehälter 3 oberhalb des Umschaltdruck geschlossen, so daß die Befüllung mit vorkonditioniertem tiefkalten flüssigen Kraftstoff ausschließlich über das obere Füll-/Entnahmerohr 7 erfolgt. Der tiefkalte flüssige Kraftstoff kühlt die Gasphase ab und kondensiert sie.Is the boiling pressure in the storage container 3 during filling above the changeover pressure, so especially the gas phase in the Storage container 3 are cooled and condensed. The The container valve 4 is at an internal pressure in the storage container 3 closed above the switching pressure, so that the filling with preconditioned cryogenic liquid fuel only through the upper filling / removal tube 7 is carried out. The cryogenic liquid fuel cools the gas phase and condenses.

Sinkt der Innendruck des Speicherbehälters 3 während der Befüllung unter den gewünschten Umschaltdruck, so wird das Behälterventil 4 geöffnet. Der vorkonditionierte tiefkalte flüssige Kraftstoff wird nunmehr sowohl über das untere als auch das obere Füll-/Entnahmerohr 5,7 in den Speicherbehälter 3 geleitet. Somit wird eine zusätzliche Durchmischung der Restflüssigkeit im Speicherbehälter 3 mit der Betankungsflüssigkeit erzielt. Am Ende der Betankung stellt sich damit in dem Speicherbehälter ein Siededruck ein, der dem Umschaltdruck des Behälterventils 4 entspricht.The internal pressure of the storage container 3 drops during the filling below the desired switching pressure, the container valve 4 open. The preconditioned cryogenic liquid fuel is now both in the lower and the upper filling / withdrawal tube 5.7 in the storage container 3 passed. Thus, an additional Mixing the residual liquid in the storage container 3 with the Refueling liquid achieved. At the end of the refueling, it turns up a boiling pressure in the storage tank which corresponds to the changeover pressure the container valve 4 corresponds.

Liegt der Siededruck im Speicherbehälter 3 während der Befüllung unterhalb des Umschaltdrucks, muß durch die Betankung die Restflüssigkeit erwärmt werden und zusätzlich die Gasphase kondensiert werden. Bei einem Innendruck des Speicherbehälters 3 unterhalb des Umschaltdrucks ist das Behälterventil 4 geöffnet. Der Speicherbehälter wird sowohl über das obere als auch das untere Füll-/Entnahmerohr 7 bzw. 5 befüllt. Die Restflüssigkeit im Speicherbehälter 3 wird mit der Betankungsflüssigkeit durchmischt und erwärmt, während die Gasphase durch die Betankungsflüssigkeit kondensiert wird. Steigt der Innendruck des Speicherbehälters 3 während der Befüllung über den Umschaltdruck an, so schließt das Behälterventil 4 und es findet nur noch eine Befüllung über das obere Füll-/Entnahmerohr 7 statt. Durch das Öffnen und Schließen des Behälterventils 4 wird erreicht, daß sich am Ende der Betankung der gewünschte Innendruck im Speicherbehälter 3 einstellt.Is the boiling pressure in the storage container 3 during filling below the changeover pressure, the Residual liquid and the gas phase are heated be condensed. With an internal pressure of the storage container 3 below the changeover pressure, the container valve 4 is open. The Storage tank is placed over both the upper and the lower filling / withdrawal pipe 7 or 5 filled. The residual liquid in the storage tank 3 is mixed with the refueling liquid and heated while the gas phase is condensed by the refueling liquid. Increases the internal pressure of the storage container 3 during filling the switching pressure on, the container valve 4 closes and it finds only one filling via the upper filling / removal tube 7 instead. By opening and closing the container valve 4, that the desired internal pressure in the Storage tank 3 sets.

Weiterhin ist die Füll-/Entnahmeleitung 8 ist in Verbindung mit dem oberen Füll-/Entnahmerohr 7 dazu geeignet, als Zuleitung für das Sicherheitsventil 9 des Speicherbehälters 3 zu dienen. Sie sind nicht absperrbar mit dem Gasraum des Speicherbehälters 3 verbunden und stellen somit eine direkte Verbindung zwischen dem Inneren des Speicherbehälters 3 und einem der Füll-/Entnahmeleitung 8 nachgeschaltetem Sicherheitsventil 9 dar. Der Umschaltdruck des Behälterventils 4 ist so ausgelegt, daß er bedeutend kleiner als der Ansprechdruck des Sicherheitsventils ist. Damit ist gewährleistet, daß beim Ansprechen des Sicherheitsventils 9 das Behälterventil 4 geschlossen ist und somit ausschließlich über die obere Füll-/Entnahmeleitung 7 und die Füll-/Entnahmeleitung 8 Kraftstoff in Gasphase aus dem Speicherbehälter 3 abgeführt wird. Die einfache Bauweise des Behälterventils 4 verhindert weiterhin, daß der Ventildeckel 12 in seiner oberen Stellung verklemmt. Somit ist sichergestellt, daß das Behälterventil 4 einwandfrei schließt. Auch dies führt dazu, daß bei Ansprechen des Sicherheitsventils nur Kraftstoff in gasförmiger Phase abgeführt wird.Furthermore, the filling / extraction line 8 is in connection with the upper filling / removal tube 7 suitable as a feed line for the Safety valve 9 of the storage container 3 to serve. you are not lockable connected to the gas space of the storage container 3 and thus make a direct connection between the inside of the Storage container 3 and one of the filling / removal line 8 downstream safety valve 9. The switching pressure of the Container valve 4 is designed so that it is significantly smaller than that Response pressure of the safety valve is. This ensures that when the safety valve 9 responds, the container valve 4 is closed and therefore only via the upper one Filling / extraction line 7 and the filling / extraction line 8 fuel in Gas phase is discharged from the storage container 3. The simple one Construction of the container valve 4 also prevents the Valve cover 12 jammed in its upper position. So is ensures that the container valve 4 closes properly. This too leads to the fact that only fuel in when the safety valve responds gaseous phase is discharged.

Die Konstruktion des Behälterventils 4 beinhaltet weiterhin Fail-Safe-Funktionen für die Absicherung des Speicherbehälters 3. Bei einem Bruch der Feder 18 wird der Ventildeckel 12 vom Innendruck des Speicherbehälters 3 in seine untere Position gedrückt. Das Behälterventil 4 wird geschlossen. Entsprechend der üblichen Praxis bei Druckgasbehältern ist das Sicherheitsventil des Tanks 1 bei einem möglichen Ansprechen nur mit der Gasphase verbunden. Bei einem Vakuumbruch des Vakuum-Isoliermantels 2 wird der Umschaltdruck des Behälterventils 4 um ein 1 bar erhöht. Dieser neue Umschaltdruck ist jedoch immer noch geringer als der Ansprechdruck des Sicherheitsventils 9, wodurch auch in diesem Falle bei einem Ansprechen des Sicherheitsventils 9 bei dem höheren Umschaltdruck das Behälterventil 4 geschlossen ist. Der größte anzunehmende Fehler für das Behälterventil 4 ist eine Leckage des Faltenbalges 19. In diesem Fall tritt der Kraftstoff in den Vakuum-Isoliermantel 2 des Tanks ein. Für diesen Fall ist eine Überdrucksicherung 20 des Vakuum-Isoliermantels 2 vorgesehen, die ohne eine gefährliche Druckerhöhung den Behälterinhalt des Speicherbehälters 3 an die Umgebung abführt.The construction of the container valve 4 also includes fail-safe functions for securing the storage tank 3. With a Break of the spring 18, the valve cover 12 from the internal pressure of the Storage container 3 pressed into its lower position. The Container valve 4 is closed. According to the usual practice at Pressurized gas containers is the safety valve of tank 1 at one possible response associated only with the gas phase. At a Vacuum break of the vacuum insulation jacket 2 becomes the switching pressure of the Container valve 4 increased by a 1 bar. This new switch pressure is however still less than the response pressure of the Safety valve 9, which also in this case with one Response of the safety valve 9 at the higher switching pressure the container valve 4 is closed. The biggest mistake to assume for the container valve 4 is a leakage of the bellows 19. In this In this case, the fuel enters the vacuum insulating jacket 2 of the tank. For this case is an overpressure safety device 20 of the vacuum insulation jacket 2 provided that the without a dangerous pressure increase Leads the contents of the storage container 3 to the environment.

Claims (15)

Vorrichtung zum Füllen und Entnehmen kryogener Kraftstoffe in gasförmiger und flüssiger Phase in einen bzw. aus einem Tank (1), mit einer Regeleinheit und einer Füll-/Entnahmeleitung (8),
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit im Inneren des Tanks (1) ein Behälterventil (4) aufweist und nur die Füll-/Entnahmeleitung (8) vom Inneren des Tanks (1) nach außen führt.Device for filling and removing cryogenic fuels in gaseous and liquid phase into or from a tank (1), with a control unit and a filling / removal line (8),
characterized,
that the control unit inside the tank (1) has a container valve (4) and only the filling / extraction line (8) leads from the inside of the tank (1) to the outside. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behälterventil (4) am Boden des Tanks (1) angeordnet ist.Device according to claim 1,
characterized,
that the container valve (4) is arranged at the bottom of the tank (1). Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tank (1) ein oberes (7) und ein unteres Füll-/Entnahmerohr (5) aufweist, die über ein Verbindungsstück (6) mit der Füll-/Entnahmeleitung (8) verbunden sind.Device according to claim 1 or 2,
characterized,
that the tank (1) has an upper (7) and a lower filling / extraction tube (5) which are connected to the filling / extraction line (8) via a connecting piece (6). Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Verbindungsstück (6) T-förmig ausgebildet ist.Device according to claim 3,
characterized,
that the connecting piece (6) is T-shaped. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behälterventil (4) über das untere Füll-/Entnahmerohr (5) mit dem Verbindungsstück (6) verbunden ist. Device according to claim 3 or 4,
characterized,
that the container valve (4) is connected to the connecting piece (6) via the lower filling / removal tube (5). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das obere Ende (7A) des oberen Füll-/Entnahmerohrs (7) im oberen Bereich des Tanks (1) endet.Device according to one of claims 3 to 5,
characterized,
that the upper end (7A) of the upper filling / extraction pipe (7) ends in the upper region of the tank (1). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behälterventil (4) ein mechanisches Ventil ist.Device according to one of claims 1 to 6,
characterized,
that the container valve (4) is a mechanical valve. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behälterventil (4) ein eine Ventilkammer umschließendes Ventilgehäuse (11) mit einer Eintrittsöffnung (11A) und einer Austrittsöffnung (11B) aufweist, deren Austrittsöffnung (11B) in Verbindung mit dem unteren Füll-/Entnahmerohr (5) steht und deren Eintrittsöffnung (11A) sich zum Inneren des Tanks (1) hin öffnet.Device according to claim 7,
characterized,
that the container valve (4) has a valve housing (11) enclosing a valve chamber with an inlet opening (11A) and an outlet opening (11B), the outlet opening (11B) of which is connected to the lower filling / removal pipe (5) and the inlet opening ( 11A) opens towards the inside of the tank (1). Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Behälterventil (4) einen Ventildeckel (12) aufweist.Device according to claim 7 or 8,
characterized,
that the container valve (4) has a valve cover (12). Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventildeckel (12) federbelastet mit dem Ventilgehäuse (11) verbunden ist.Device according to claim 9,
characterized,
that the valve cover (12) is connected to the valve housing (11) in a spring-loaded manner. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ventildeckel (12) mittels einer Schraubenfeder (18) mit dem Ventilgehäuse (11) des Behälterventils (4) verbunden ist.Apparatus according to claim 10,
characterized,
that the valve cover (12) is connected to the valve housing (11) of the container valve (4) by means of a helical spring (18). Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraubenfeder (18) mittels eines Gewindebolzens (17) auf einen gewünschten Umschaltdruck vorspannbar ist.Device according to claim 11,
characterized,
that the coil spring (18) can be pretensioned to a desired switching pressure by means of a threaded bolt (17). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füll-/Entnahmeleitung (8) außerhalb des Tanks (1) ein Sicherheitsventil (9) aufweist.Device according to one of claims 1 to 12,
characterized,
that the filling / removal line (8) outside the tank (1) has a safety valve (9). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Füll-/Entnahmeleitung (8) außerhalb des Tanks (1) ein Füllventil (10) aufweist.Device according to one of claims 1 to 13,
characterized,
that the filling / removal line (8) outside the tank (1) has a filling valve (10). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Tank (1) einen Isoliermantel (2) aufweist, der mit einer Überdrucksicherung (20) versehen ist.Device according to one of claims 1 to 14,
characterized,
that the tank (1) has an insulating jacket (2) which is provided with an overpressure safety device (20).
EP99122667A 1998-11-28 1999-11-15 Filling and withdrawing apparatus for cryogenic fuels in vehicle tanks Withdrawn EP1004813A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998155047 DE19855047C1 (en) 1998-11-28 1998-11-28 Filling and emptying feed for cryogenic fluid tank in motor vehicle has valve to control dispensing of cryogen from tank
DE19855047 1998-11-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1004813A2 true EP1004813A2 (en) 2000-05-31
EP1004813A3 EP1004813A3 (en) 2006-02-01

Family

ID=7889397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP99122667A Withdrawn EP1004813A3 (en) 1998-11-28 1999-11-15 Filling and withdrawing apparatus for cryogenic fuels in vehicle tanks

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1004813A3 (en)
CN (1) CN1255597A (en)
DE (1) DE19855047C1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19948535B4 (en) * 1999-10-08 2006-02-02 Messer Ags Gmbh Vacuum-insulated removal device for cryogenic liquid gas from cryogenic storage containers
DE502006006035D1 (en) * 2005-12-22 2010-03-18 Bayerische Motoren Werke Ag Shut-off valve for a container for cryogenically stored fuel
DE102008018804B3 (en) * 2008-04-15 2010-05-20 Astrium Gmbh Device for overpressure protection of pressurized components
WO2018141411A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Wärtsilä Finland Oy A fuel tank arrangement in a marine vessel

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136852A (en) * 1991-04-10 1992-08-11 Minnesota Valley Engineering, Inc. Control regulator and delivery system for a cryogenic vessel
DE4320556A1 (en) * 1993-06-21 1994-12-22 Linde Ag Storage container for cryogenic media
US5421161A (en) * 1993-09-27 1995-06-06 Minnesota Valley Engineering, Inc. Storage system for cryogenic fluids
EP0779469A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-18 Messer Griesheim Gmbh Device for supplying a consumer with crygenic fuel from a cryotank
US5651473A (en) * 1992-11-12 1997-07-29 Mve, Inc. Support system for cryogenic vessels

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3741145A1 (en) * 1987-12-04 1989-06-15 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt TREATMENT SYSTEM FOR LIQUID HYDROGEN

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5136852A (en) * 1991-04-10 1992-08-11 Minnesota Valley Engineering, Inc. Control regulator and delivery system for a cryogenic vessel
US5136852B1 (en) * 1991-04-10 1994-05-31 Minnesota Valley Eng Control regulator and delivery system for a cryogenic vessel
US5651473A (en) * 1992-11-12 1997-07-29 Mve, Inc. Support system for cryogenic vessels
DE4320556A1 (en) * 1993-06-21 1994-12-22 Linde Ag Storage container for cryogenic media
US5421161A (en) * 1993-09-27 1995-06-06 Minnesota Valley Engineering, Inc. Storage system for cryogenic fluids
EP0779469A1 (en) * 1995-12-14 1997-06-18 Messer Griesheim Gmbh Device for supplying a consumer with crygenic fuel from a cryotank

Also Published As

Publication number Publication date
CN1255597A (en) 2000-06-07
EP1004813A3 (en) 2006-02-01
DE19855047C1 (en) 2000-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102006025656B4 (en) Device for fuel storage and transport of cryogenic fuel
DE2757019A1 (en) PROCESS AND SYSTEM FOR DISTRIBUTING GAS UNDER PRESSURE
EP3961083A1 (en) Tank system
EP2035739B1 (en) Method for operating a device for filling a container with cryogenically stored fuel
EP0158982B1 (en) Security valve for liquefied-gas tanks, particularly for ship tanks
DE102006047313B4 (en) Device for the rapid filling of compressed gas containers
DE19854581A1 (en) Device and method for converting the boil-off gas from cryogenic fuel tanks
DE19855047C1 (en) Filling and emptying feed for cryogenic fluid tank in motor vehicle has valve to control dispensing of cryogen from tank
WO2017148604A1 (en) Method for cooling a first cryogenic pressure vessel
EP1801478B1 (en) Shutoff valve for a cryogenic fuel tank
EP1090251B1 (en) System for providing a consumer with a cryogenic medium
DE1950240U (en) DEVICE FOR COOLING A ROOM.
DE19645488C5 (en) System and method for removing cold gas from a cryogenic tank
EP0779469B1 (en) Device for supplying a consumer with crygenic fuel from a cryotank
EP1846691B1 (en) Method and device for filling pressure vessels with non-liquefied gases or gas mixtures
DE19645492C1 (en) System and method for maintaining or increasing pressure in a cryogenic tank
DE19850911C2 (en) Liquid gas cooling system for cooling a consumer to low temperature
DE2352147C3 (en) Device for supplying a cryostat
DE4420621A1 (en) Overflow-proof method of filling a storage tank
EP0355519A2 (en) Method of and device for cooling a container filled with a liquid substance
AT11211U1 (en) METHOD FOR FUEL SUPPLYING A CONSUMER WITH A CRYOGENIC FUEL SUPPLY SYSTEM
DE932220C (en) Containers for liquid gases, especially for liquid oxygen for breathing apparatus
EP4279796A1 (en) Cryotank system
AT158514B (en) Control valve for containers for hydrocarbons liquefied under pressure.
EP3961082A1 (en) Connection fitting, filling system and dispenser

Legal Events

Date Code Title Description
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

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MESSER GRIESHEIM GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK RO SI

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MESSER GROUP GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MESSER GROUP GMBH

Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: MESSER GROUP GMBH

Owner name: AIR LIQUIDE DEUTSCHLAND GMBH

AKX Designation fees paid
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20060802

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: 8566