用于向用户设施供应流体的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于向用户设施供应流体的设备，设备特别是用于向发动机(3)供应诸如氢气的低温燃料，设备(1)包括包含液相和气相的液化低温流体储罐(2)、用户设施(3)、包括连接到储罐(2)的第一端和连接到用户设施(3)的第二端的加热单元、包括用于被提取流体的加热器的提取管道(4)，设备(1)包括用于对储罐(2)进行加压的系统，系统包括加压管道(5)，加压管道包括连接到储罐(2)上端的第一端和连接到储罐(2)下端的第二端，加压管道包括流体泵送单元(6)和加热单元并配置成从储罐提取气态流体、在加热单元中加热气态流体并且将加热后的气态流体重新注入液相的下部部分中，其中加压管道(5)和提取管道(4)具有公共的部分，并且加热单元和加热器由单个热交换器(7)构成。热单元和加热器由单个热交换器(7)构成。热单元和加热器由单个热交换器(7)构成。

【技术实现步骤摘要】
用于向用户设施供应流体的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于向用户设施供应流体的设备。
[0002]更具体地，本专利技术涉及一种用于向用户设施供应流体的设备，该设备特别是用于向发动机供应诸如氢气的低温燃料，该设备包括包含液相和气相的液化低温流体储罐、用户设施、包括连接到所述储罐的第一端和连接到所述用户设施的第二端的加热单元、包括用于被提取流体的加热器的提取管道，该设备包括用于对所述储罐进行加压的系统，该系统包括加压管道，该加压管道包括连接到所述储罐上端的第一端和连接到所述储罐下端的第二端，所述加压管道包括流体泵送单元和加热单元并且配置成从所述储罐提取气态流体、在所述加热单元中加热该气态流体、并且将加热后的所述气态流体重新注入所述液相的下部部分中。
[0003]本专利技术特别是涉及一种组件，该组件包括用于低温储存燃料(例如氢气)的容器和车辆的发动机(例如燃料电池)。

技术介绍

[0004]这种类型的设备被设计成例如用液态和/或气态氢气使车辆的燃料电池起作用。
[0005]考虑到安全性、成本和质量的约束，将这种类型的设备结合到车辆中需要优化(特别是对于机载车辆(airborne vehicle))。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术的所有或一些缺点。
[0007]为此，还符合由上述前序部分给出的一般定义的根据本专利技术的设备，其基本特征在于，所述加压管道和所述提取管道具有公共的部分，并且其中，所述加热单元和所述加热器由单个热交换器构成。/>[0008]此外，本专利技术的实施例可包括以下特征中的一者或多者:
[0009]‑
该设备包括填充管道，该填充管道包括设计成连接到流体源的第一端和连接到所述储罐的第二端；
[0010]‑
所述填充管道不同于所述提取管道和所述加压管道，所述填充管道在其第一端仅包括一个快速连接类型的闸板，并且在所述填充管道的两端之间不存在另外的隔离阀；
[0011]‑
该设备包括脱气管道，所述脱气管道包括连接到所述储罐的上端的一端和连接到排放区域的另一端，所述脱气管道包括阀组件，所述阀组件配置为控制过剩压力向所述储罐外部的排放；
[0012]‑
所述脱气管道包括与所述提取管道公共的部分。
[0013]本专利技术还可以涉及落入权利要求范围内的、包括以上或以下特征的任何组合的任何替代设备或方法。
附图说明
[0014]参考以下给出的描述，其他显著的特征和优点将变得显而易见:
[0015]图1是示出根据本专利技术的设备的结构和功能的示例的示意性局部视图。
具体实施方式
[0016]用于供应流体的设备1包括液化低温流体(通常是氢气)储罐2，该储罐2包括液相(在下部)和气相(在上部)。设备1包括用户设施3，例如燃料电池或任何其他发动机。
[0017]储罐2优选为低温储罐，例如具有双壁并在真空下绝热。
[0018]设备1包括加热单元7，该加热单元7包括连接到储罐2(优选连接到气体部分，但替代地或附加地也可以与液体的提取相结合)的第一端和连接到用户设施3以便向其供应燃料流体的第二端。
[0019]提取管道4包括用于被提取流体的加热器7，例如以便将流体从低温温度加热到非低温温度例如在
‑
100℃至+60℃范围内的温度。如图所示，提取管道4优选具有阀13或闸板。
[0020]设备1还包括用于对储罐2加压的系统，该系统包括加压管道5。该加压管道5包括连接到储罐2上端(以便收集气体)的第一端和优选连接到储罐2下端的第二端。加压管道5包括用于流体循环的单元6(风扇、泵、压缩机或任何其他合适的单元)和加热单元7。这使得有可能从储罐中提取气态流体，并在加热单元7中对其进行加热，以便将其重新注入液相的下部，从而将储罐中的压力增加到确定的值(例如，以便允许通过简单的压差提取)。
[0021]根据有利的特征，加压管道5和提取管道4具有公共的部分，并且加热单元和加热器由单个热交换器7构成。
[0022]因此，供给发动机的或给储罐2加压的所述提取可以使用连接到储罐2顶部的单个管线。因此，在大多数常见的操作中，可以单独提取气体。这允许完全符合包括该设备1的车辆的所有任意的移动条件(倾斜、振动、湍流等)。
[0023]可以为这两个功能(即，将气体加热到环境温度或对储罐2加压)提供一个交换器7(例如单个)。
[0024]优选地，该单元在储罐2的外部，并且通过绝缘的双壁线路连接。热交换器可容纳在专用的真空室中，其主要功能是在设备发生故障/泄漏时确保安全。
[0025]这种结构比已知的具有两个不同系统的系统更简单，但仍然可以控制压力。事实上，可能非常高(根据储罐的大小从10千瓦到100千瓦不等)的所需的加热功率是可能的(特别是当所有的燃料都必须加热到工作压力的饱和温度时)。
[0026]与现有技术中提倡的二元系统相反，本技术方案使得遵守约束成为可能。
[0027]储罐2可以通过将热气体直接注入储罐2来加压。少量的热气体可以在大约4KJ/g下传递大量的热量。由于具有扩散气泡的喷射器，热量可以在液体中有效地扩散。通过改变质量流率(例如通过单元6)，可以容易地调节功率。该单元6可以是小型紧凑的供应单元，因为它不需要通常为100毫巴的高压头。
[0028]设备1使用同一热交换器7来加压和输送燃料。这两个功能可以依次使用，而不会对燃料注射到发动机3中的动力学产生负面影响。
[0029]该设备还包括脱气管道8，该脱气管道8包括连接到储罐2上端的一端和连接到排放区域的另一端，脱气管道8包括阀组件9，该阀组件9被配置成将过量压力排放到储罐2的
外部。该脱气管道8优选地包括与提取管道4公共的部分(例如与储罐2连接的连接部分)。
[0030]设备1包括优选不同的填充管道10，其具有设计成连接到流体源的第一端和连接到储罐2(例如连接到所述上部部分)的第二端。
[0031]填充管道优选在其第一端仅包括一个快速连接类型的闸板12，因此在其两端之间不存在另外的隔离阀。这通过降低生产成本、提高重力指数和增加可靠性提供了设备1的完全有利的简化。
[0032]填充管道10可以例如仅包括单个封闭部件，例如与低温截止阀相关联的“约翰斯顿(Johnston)”型连接件。应当理解，这可以由单个快速自闭连接件代替。
[0033]这种简化允许这样的填充过程，在该填充过程中，过冷流体的输送产生很少的气体或不产生气体。即使在填充过程中产生蒸发气体，也可以设想在单个端口的内部交替进行填充/减压程序。这种减压可以通过脱气管道8和阀9进行，阀9优选不低温绝热(在热交换器7的下游)。这允许简单地提取多余的压力或燃料。
[0034]这使得可以省去已知方案中提倡的阀箱。
[0035]因此，填充只需要两个低温阀(或一个低温阀或没有低温阀)，这些阀可以直接结合在储罐2的外部结构上。
[0036]储罐2通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于向用户设施供应流体的设备，该设备特别是用于向发动机(3)供应诸如氢气的低温燃料，该设备(1)包括包含液相和气相的液化低温流体储罐(2)、用户设施(3)、包括连接到所述储罐(2)的第一端和连接到所述用户设施(3)的第二端的加热单元、包括用于被提取流体的加热器的提取管道(4)，该设备(1)包括用于对所述储罐(2)进行加压的系统，该系统包括加压管道(5)，该加压管道包括连接到所述储罐(2)上端的第一端和连接到所述储罐(2)下端的第二端，所述加压管道包括流体泵送单元(6)和加热单元并且配置成从所述储罐提取气态流体、在所述加热单元中加热该气态流体、并且将加热后的所述气态流体重新注入所述液相的下部部分中，其特征在于，所述加压管道(5)和所述提取管道(4)具有公共的部分，并且所述加热单元和所述加热器由单个热交换器(7)...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y，
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：