用于充填加压气罐的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于充填加压气罐、特别是车辆加压氢罐的装置和方法，该装置包括液化气体源(2)和输送回路，该输送回路包括两条平行的输送管线，每条输送管线具有连结到液化气体源(2)的上游端，以及用于各自可拆卸地连接到待充填的罐(22)的至少两个单独的下游端(4)，所述两条输送管线中的每一条都包括：泵(5)；用于蒸发被泵送的流体的单元(6)；用于绕过蒸发单元(6)的旁通支管(13)；和分配阀组，其配置成控制被泵送并在蒸发单元(6)与旁通支管(13)之间分配的流体的流量，装置(1)还包括缓冲储存器组，该缓冲储存器经由阀组与所述两条输送管线中的每一条并联连接。

Device and method for filling pressurized tank

【技术实现步骤摘要】
用于充填加压气罐的装置和方法
本专利技术涉及一种用于充填加压气罐的装置。更具体地，本专利技术涉及一种用于充填加压气罐、特别是车辆加压氢罐的装置，该装置包括液化气体源和输送回路，该输送回路包括两条平行输送管线，每条输送管线具有连结到液化气体源的上游端，每条输送管线都包括下游端，所述下游端用于可拆卸地连接到待充填的罐。
技术介绍
使用液态氢源的氢气再加注站是已知的。这些已知的装置使得可以使用来自液态氢的冷来产生用于快速充填的预冷却的加压气体，而不会在充填期间过度升高罐中气体的温度。参考例如US5934081或VRaman、D.Farese和JHansel的文章“Arapidfillhydrogenfuelstationforfuelcellbuses(用于燃料电池公共汽车的快速充填氢燃料站)”(12thWorldEnergyconferenceHydrogenenergyProgress2p.1629-1642)。还参考D.E.Daney等人的文章“Hydrogenvehiclefuelingstation(氢动力车辆加注站)”(AdvancesinCryogenicEngineeringVol.41,1996)。这些已知的布置既不能保证设施的令人满意的性能，也不能保证其模块化。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服全部或一部分上述现有技术的缺点。为此，根据本专利技术而且按照以上前序部分给出的通用定义的装置的基本特征在于，两条输送管线中的每一条都包括：泵；用于蒸发泵送流体的单元；用于绕过蒸发单元的支管；和分配阀组，其构造成控制泵送并在蒸发单元与旁通支管之间分配的流体的流量，该装置还包括缓冲储存器组，该(这些)缓冲储存器经由阀组与两条输送管线中的每一条并联连接。此外，本专利技术的实施例可包括以下特征中的一个或多个：-缓冲储存器组在蒸发单元与已经通过蒸发单元的流体和已经通过旁通支管的流体之间的混合点之间连接到每条输送管线，-缓冲储存器组经由相应的膨胀阀连接到每条输送管线，-每条输送管线的分配阀组包括位于蒸发单元下游和与已经通过旁通支管的流体的混合点的上游的第一分配阀，分配阀组包括在旁通支管中的第二分配阀，-缓冲储存器组包括两个或多于两个并联连接到每条输送管线的缓冲储存器，每个缓冲储存器经由相应的隔离阀连接到每条输送管线，-输送回路包括连接管道，该连接管道在两个泵的出口处连结两条输送管线，所述连接管道包括隔离阀，-两条输送管线包括至少一个绝热部分，-两条输送管线包括分别测量特别是在下游端附近的压力和温度的至少一个压力传感器和/或至少一个温度传感器，-在充填操作的至少一部分期间，特别是当确定的气体流速小于或等于泵的最大流速时，输送到罐中的气体流速仅由通过泵提供并分布在蒸发单元与旁通支管之间的气体流速形成，-对充填罐确定的流速在0至100克/秒之间、特别是在10克/秒至60克/秒之间变化，-泵是变速泵，并且通过控制泵的速度和可能的由缓冲储存器组提供的气体量来控制在充填期间输送到罐中的气体流速，-通过管理通过蒸发单元的相对较热的气体与通过旁通支管的相对较冷的气体之间的相对分布以及可能的来自缓冲储存器组的相对较热的气体的量来控制在充填期间输送到罐中的加压气体温度，-响应于在输送管线下游端测得的压力信号来控制由缓冲储存器组提供的附加气体流速，-缓冲储存器组包括多个缓冲储存器，这些缓冲储存器并联连接到每条输送管线，并且根据级联过程相继使用，以便向一条或多条输送管线提供气体。本专利技术还涉及一种在确定的温度下以确定的气体流速充填至少一个加压气罐以在罐中建立充填确定的梯度的方法，其中该方法使用根据任何一个上述或下述特征的充填装置。根据其它可能的特征：-气体流速是可变的并随时间变动，-在充填操作的至少一部分期间，特别是当确定的气体流速大于泵的最大流速时，输送到罐中的气体流速是首先的通过泵提供并在蒸发单元与旁通支管之间分配的气体流速与其次的通过缓冲储存器组提供的附加气体流速之和，-该方法包括为罐充填气体流的步骤，该气体流包括由两条输送管线的泵通过将气体流从一条输送管线输送到另一条输送管线中而提供的气体流之和，-该方法包括，在开始充填罐之前或在开始充填罐时，冷却所述输送管线的步骤，该步骤包括在通过管理通过蒸发单元的相对较热的气体与通过旁通支管的相对较冷的气体之间的相对分布以及可能的来自缓冲储存器组的相对较热的气体的量而控制的确定温度下输送气体，-通过控制蒸发单元与旁通支管之间的分配阀的开度以及可能的由缓冲储存器组根据“开环”(“前馈”)类型控制和/或根据基于在输送管线处测定的温度的控制环提供的附加气体流速来执行冷却所述输送管线的步骤，-冷却所述输送管线的步骤包括朝外部或朝用于回收在待冷却的输送管线中控制的确定温度下输送的气体的单元冲洗的步骤。本专利技术还可以涉及包括在权利要求范围内的上述或下述特征的任何组合的任何替代装置或方法。附图说明在阅读以下参考附图的描述后，其它特征和优点将显现，在附图中：-图1示出了说明根据本专利技术的装置示例的结构和操作示例的示意性局部视图，-图2示出了根据本专利技术的根据可能的充填示例的参数展开图。具体实施方式图1中所示的用于充填加压气罐(特别是车辆加压氢罐)的装置1包括液化气体源2。液化气体源至少包括例如真空绝热的液化气体储存器和/或液化气体源(液化器或任何其它合适的装置)。应当指出的是，在气体是氢气(H2)的情况下，为了简单起见，流体的状态将由习惯使用的术语“气体”或“液体”指定，但是，取决于流体的压力，后者实际上是超临界流体。装置1包括输送回路3，该输送回路3包括两条平行的流体输送管线，每条管线具有连结到液化气体源2以便从其中抽取液化气体的上游端3。每条输送管线具有相应的下游端4，其用于各自可拆卸地连接到待充填的罐22(例如，在需要的情况下经由设置有合适的快速连接器和舌阀(flap)的柔性部分而可拆卸地连接到待充填的罐22)。应当指出的是，图1的示例具有两条输送管线，但可以具有多于两条的输送管线。两条输送管线中的每一条包括泵5、用于蒸发泵送流体的单元6和用于选择性地绕过蒸发单元6的支管13。此外，管线各自包括分配阀7、8组，其构造成控制泵送并在蒸发单元6(其中液体被加热和蒸发，因此相对较热并处于相对高的压力下)与旁通支管13(其中液体基本上处于离开泵5时的热力学条件；因此相对较冷)之间分配的流体的流量。在蒸发单元6的下游，两个平行部分在相对较热和较冷的两种流体的混合点处交汇。每条输送管线的分配阀7、8组包括例如第一分配阀7，其优选地位于蒸发单元6的下游和与通过旁通支管13的流体的混合点的上游。分配阀7、8组可进一步包括在旁通支管13中(在混合点的上游)的第二分配阀8。当然，可以设想任何其它分配系统，特别是三通阀系统。...

【技术保护点】
1.一种用于充填加压气罐、特别是车辆加压氢罐的装置，该装置包括液化气体源(2)和输送回路(3)，所述输送回路包括两条平行的输送管线，每条输送管线具有连结到所述液化气体源(2)的上游端(3)，每条输送管线包括用于可拆卸地连接到待充填的罐(22)的下游端(4)，所述两条输送管线中的每一条都包括：泵(5)；用于蒸发被泵送的流体的单元(6)；用于绕过所述蒸发单元(6)的支管(13)；和分配阀(7，8)组，所述分配阀组配置成控制被泵送并在所述蒸发单元(6)与所述旁通支管(13)之间分配的流体的流量，所述装置(1)还包括缓冲储存器(9，10)组，所述缓冲储存器经由阀(11-16)组与所述两条输送管线中的每一条并联连接。/n

【技术特征摘要】
20180925 FR 18587001.一种用于充填加压气罐、特别是车辆加压氢罐的装置，该装置包括液化气体源(2)和输送回路(3)，所述输送回路包括两条平行的输送管线，每条输送管线具有连结到所述液化气体源(2)的上游端(3)，每条输送管线包括用于可拆卸地连接到待充填的罐(22)的下游端(4)，所述两条输送管线中的每一条都包括：泵(5)；用于蒸发被泵送的流体的单元(6)；用于绕过所述蒸发单元(6)的支管(13)；和分配阀(7，8)组，所述分配阀组配置成控制被泵送并在所述蒸发单元(6)与所述旁通支管(13)之间分配的流体的流量，所述装置(1)还包括缓冲储存器(9，10)组，所述缓冲储存器经由阀(11-16)组与所述两条输送管线中的每一条并联连接。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述缓冲储存器(9，10)组在所述蒸发单元(6)与已经通过所述蒸发单元(6)的流体和已经通过所述旁通支管(13)的流体的混合点之间连接到每条输送管线。


3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述缓冲储存器(9，10)组经由相应的膨胀阀(15，16)连接到每条输送管线。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，每条输送管线的分配阀(7，8)组包括位于所述蒸发单元(6)下游和与已经通过所述旁通支管(13)的流体的混合点的上游的第一分配阀(7)，所述分配阀(7，8)组包括所述旁通支管(13)中的第二分配阀(8)。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述缓冲储存器(9，10)组包括并联连接到每条输送管线的两个或多于两个的缓冲储存器，每个缓冲储存器(9，10)都经由相应的隔离阀(11，12)连接到每条输送管线。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述输送回路(3)包括连接管道(17)，所述连接管道(17)在两个所述泵(5)的出口处连结两条输送管线，所述连接管道(17)包括隔离阀(18)。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述两条输送管线包括至少一个绝热部分(19)。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述两条输送管线包括测量特别是在所述下游端(4)附近的压力的至少一个压力传感器(20)和/或测量特别是在所述下游端(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·克里斯佩尔，M·巴克，A·T·蒂厄，V·菲妮尔，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR