(57)【要約】【課題】従来技術の欠点を回避する水素ステーションを運転する方法を提供する。【解決手段】液化水素を貯蔵するのに用いられ、内部において少なくとも一時的にボイルオフガス６が発生する少なくとも１つの貯蔵容器Ｓと、水素を所望の放出圧に圧縮するのに用いられる少なくとも１つのクライオポンプＣと、圧縮された水素を放出する少なくとも１つのディスペンサＤと、これらの構成要素を接続する複数の管路１〜４と、を有する水素ステーションを運転する方法において、少なくとも１つの貯蔵容器Ｓ内で発生したボイルオフガス６の少なくとも一部を、水素ステーションの構成要素及び／又は管路の少なくとも１つを冷却するのに用いる、かつ／又は少なくとも一部を触媒燃焼Ｋさせるようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液化水素を貯蔵するのに用いられ、内部において少なくとも一時的にボイルオフガス（６）が発生する少なくとも１つの貯蔵容器（Ｓ）と、
水素を所望の放出圧に圧縮するのに用いられる少なくとも１つのクライオポンプ（Ｃ）と、
圧縮された水素を放出する少なくとも１つのディスペンサ（Ｄ）と、
これらの構成要素を接続する複数の管路（１〜４）と、
を有する水素ステーションを運転する方法であって、
少なくとも１つの前記貯蔵容器（Ｓ）内で発生したボイルオフガス（６）の少なくとも一部を、前記水素ステーションの前記構成要素及び／又は前記管路の少なくとも１つを冷却するのに用いる、かつ／又は少なくとも一部を触媒燃焼（Ｋ）させることを特徴とする、水素ステーションを運転する方法。
【請求項２】
ボイルオフガス（６）の触媒燃焼（Ｋ）時に発生した熱の少なくとも一部を、前記クライオポンプ（Ｃ）により圧縮された水素を昇温（Ｔ）するのに用いる、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ボイルオフガス（６）の触媒燃焼（Ｋ）を、昇温すべき水素（２）が貫流する蓄熱装置、好ましくはアルミニウムブロック内で実施する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記貯蔵容器（Ｓ）内で発生したボイルオフガス（６）の少なくとも一部を、前記クライオポンプ（Ｃ）と前記ディスペンサ（Ｄ）とを接続する管路（３，４）を冷却（Ｅ）するのに用いる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、
液化水素を貯蔵するのに用いられ、内部において少なくとも一時的にボイルオフガスが発生する少なくとも１つの貯蔵容器と、
水素を所望の放出圧に圧縮するのに用いられる少なくとも１つのクライオポンプと、
圧縮された水素を放出する少なくとも１つのディスペンサと、
これらの構成要素を接続する複数の管路と、
を有する水素ステーションを運転する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下、「水素ステーション（Ｗａｓｓｅｒｓｔｏｆｆｔａｎｋｓｔｅｌｌｅ）」なる概念は、ガス状の圧縮水素を、可動又は定置の機器内に存在する、圧縮水素の貯蔵に用いられる蓄圧容器に放出する、すべての装置と解すべきである。
【０００３】
水素ステーションにおける液化水素の貯蔵時、必然的にボイルオフガスの形成が起こる。ボイルオフガスは、現在、利用されずに大気に放出されるか、又は「ボイルオフガスマネージメントシステム（Ｂｏｉｌ−Ｏｆｆ−Ｇａｓ−Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ−Ｓｙｓｔｅｍ）」に供給される。この種のシステムは、例えば、ボイルオフガスを圧縮するコンプレッサを有し、その結果、やはり蓄圧容器の充填に使用され得るか、又は水素を燃焼する小型のコージェネレーションユニット（ｋｌｅｉｎｅｓ  Ｂｌｏｃｋｈｅｉｚｋｒａｆｔｗｅｒｋ：Ｍｉｎｉ−ＢＨＫＷ）を有している。
【０００４】
しかし、大気へのボイルオフガスの放出は、環境学的観点からも、経済学的観点からも好ましいものではない。ボイルオフガスの上述の圧縮は、設備技術的に比較的手間及びコストを要し、それゆえ一般に経済的とはいえない。これにより、水素ステーションにおいてこのコンセプトが商業的に採用される可能性は、むしろ低い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上位概念部に記載した形式の、上述の欠点を回避する水素ステーションを運転する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、上位概念部に記載した形式の、水素ステーションを運転する方法であって、少なくとも１つの貯蔵容器内で発生したボイルオフガスの少なくとも一部を、水素ステーションの構成要素及び／又は管路の少なくとも１つを冷却するのに用いる、かつ／又は少なくとも一部を触媒燃焼させることを特徴とする、水素ステーションを運転する方法を提案する。
【０００７】
本発明により、ボイルオフガスの熱容量は、水素ステーションの構成要素及び／又は管路の冷却に利用される。この種の構成要素及び管路の冷却及び加熱は、従来、電気エネルギにより実施されてきた。
【０００８】
好ましくは、ボイルオフガスの少なくとも一部を、クライオポンプとディスペンサとを接続する管路を冷却するのに利用する。所定の枠条件に基づいて、この管路を−４０℃〜−３３℃の温度範囲に調温することが望ましい。
【０００９】
択一的又は補足的に、ボイルオフガスを触媒燃焼させる。酸素の供給後、又は酸素に富んだガス混合物、例えば空気の供給後、ボイルオフガスを好適な触媒において無炎燃焼させることができる。
【００１０】
好ましくは、ボイルオフガスの触媒燃焼時に発生した熱の少なくとも一部を、クライオポンプにより圧縮され、ディスペンサに供給される水素を昇温するのに利用する。
【００１１】
さらに、本発明に係る方法において、ボイルオフガスの触媒燃焼を、昇温すべき水素が貫流する蓄熱装置、好ましくはアルミニウムブロック内で実施することを提案する。この方法により、９００ｂａｒの圧力で−２２０〜−６０℃の温度を有する、ポンプにより圧送される低温の水素を、所望の温度、例えば−４０℃に加熱し得ることが達成される。ボイルオフガス中の水素は、空気からの酸素の供給下であるいは酸素の存在時に、触媒燃焼されて水を形成する。この水は、水蒸気の形態で環境親和的に、好適な煙突を介して周囲あるいは大気に放出される。
【００１２】
以下に、水素ステーションを運転する本発明に係る方法及び当該方法の別の好ましい態様について、図１に示した実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】水素ステーションの主要な構成要素を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、水素ステーションの主要な構成要素、すなわち液化水素を貯蔵するのに用いられる貯蔵容器Ｓと、水素を所望の放出圧に圧縮するのに用いられるクライオポンプＣと、圧縮された水素を可動式又は定置式の蓄圧容器に放出するディスペンサＤとを示している。さらに、上述の構成要素を接続する管路１〜４も示している。
【００１５】
貯蔵容器Ｓから管路１を介して取り出された液化水素は、クライオポンプＣにおいて所望の放出圧に圧縮される。放出圧は、例えば７５０〜９００ｂａｒである。管路２を介して、例えば−２２０〜−６０℃の温度を有する圧縮水素が、アルミニウムブロックＴを通して導かれ、アルミニウムブロックＴにおいて例えば−４０℃の温度に昇温される。管路区分３，４を介して圧縮水素は、ディスペンサＤに供給される。ディスペンサＤから圧縮水素は、充填管路５を介して、図１には示していない蓄圧容器に供給される。
【００１６】
貯蔵容器Ｓ内で発生したボイルオフガス６は、図１に示した実施の形態では、２つの部分流７，１０に分割される。第１のボイルオフガス部分流７は、空気８の供給後、アルミニウムブロックＴ内に配置された触媒Ｋに供給され、触媒Ｋにおいて触媒燃焼され、管路９を介して大気に放出される。触媒燃焼時に触媒Ｋにおいて発生した熱は、アルミニウムブロックＴに蓄熱され、アルミニウムブロックＴを通して連続的又は不連続的に流動する水素流２を加熱する。触媒燃焼されるボイルオフガス部分流７の熱含量が、水素流２を所望の温度に加熱するのに不十分である場合、付加的な加熱装置が設けられていることが望ましい。この加熱装置は、図１には示しておらず、例えば電気式の加熱装置である。
【００１７】
第２のボイルオフガス部分流１０は、クライオポンプＣとディスペンサＤとを接続する管路区分３，４の冷却に用いられ、この冷却は、熱交換器Ｅとして示されている。これらの管路区分は、既述したように、要求される周辺条件を維持することができるように、例えば−４０〜−３３℃の温度に調温されていることが望ましい。管路区分３，４の冷却実施後、ボイルオフガス部分流は、管路１１を介してやはり大気に放出又はやはり触媒燃焼される。
【００１８】
水素ステーションを運転する本発明に係る方法により、ボイルオフガスに含まれるエネルギ及びエンタルピが利用可能である。特別な利点は、従来は冷却及び加熱を実質的に電気式の冷却・加熱装置を用いて実施していたところ、上述の利用に基づいて、水素ステーションの運転時の電気エネルギの必要量を大幅に低減できることにある。さらに、水素ステーションを運転する本発明に係る方法は、単純に構成され、容易に制御され、かつスケーリング可能である。
【符号の説明】
【００１９】
１〜４  管路、  ５  充填管路、  ６  ボイルオフガス、  ７  第１のボイルオフガス部分流、  ８  空気、  ９  管路、  １０  第２のボイルオフガス部分流、  １１  管路、  Ｃ  クライオポンプ、  Ｄ  ディスペンサ、  Ｅ  熱交換器、  Ｋ  触媒、  Ｓ  貯蔵容器、  Ｔ  アルミニウムブロック
【図１】
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