(57)【要約】  少なくとも１つのガス源（３）に接続される上流端と下流端とを有する充填回路（４）を含む、加圧ガスタンク（２）を充填するためのステーションであって、充填回路（４）は、源（３）から到来するガスを圧縮するためのユニット（５）を含み、充填ステーションは、加圧ガスと冷却流体との間の熱交換を提供するように構成されている、充填回路（４）内に位置する熱交換器（６）を含む、圧縮ガスを冷却するための装置（６、７）を含み、冷却装置（６、７）は、冷却流体を構成する低温液体のリザーブ（７）と、加圧ガスから低温液体に熱を伝達するために、低温液体のリザーブ（７）を熱交換器（６）に接続する冷却回路（８）とを含み、冷却回路（８）は、気化ガスを含む体積をリザーブ（７）から熱交換器（６）に接続するガスサンプリングライン（９）を更に含む、ステーション。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスタンク（２）、特に車両の水素タンクを充填するためのステーションであって、少なくとも１つのガス源（３）に接続される上流端と、充填される少なくとも１つのタンク（２）に接続されることを目的とする下流端とを有する充填回路（４）を含み、前記充填回路（４）は、前記源（３）からの前記ガスを圧縮するためのユニット（５）を含み、前記充填ステーションは、前記加圧ガスと冷却流体との間の熱交換を保証するように構成されている、前記充填回路（４）内に位置する熱交換器（６）を含む、前記圧縮ガスを冷却するための装置（６、７）を含み、前記冷却装置（６、７）は、前記冷却流体を構成する低温液体の貯蔵部（７）と、前記低温液体から前記加圧ガスにフリゴリーを伝達するために、前記貯蔵部から前記熱交換器（６）に液体を移送する、前記貯蔵部から液体を回収するためのラインを介して低温液体の前記貯蔵部（７）を前記熱交換器（６）に接続する冷却回路（８）とを含む、ステーションにおいて、前記冷却回路（８）は、前記気化低温冷却流体から前記熱交換器（６）にフリゴリーを伝達するために、前記貯蔵部（７）の前記気化ガスを含む体積を前記熱交換器（６）に接続するガス回収ライン（９）も含むことを特徴とするステーション。
【請求項２】
前記回収ライン（９）は、弁（１０）、特にパイロット弁を含むことを特徴とする、請求項１に記載のステーション。
【請求項３】
前記回収ライン（９）は、前記冷却回路（８）に接続される端部を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のステーション。
【請求項４】
前記冷却回路（８）は、前記熱交換器（６）の下流において、前記低温流体から前記圧縮ユニット（５）に、且つ特に前記圧縮ユニット（５）の１つ以上の圧縮チャンバとの前記冷却流体の熱交換によってフリゴリーを伝達するために、前記熱交換器（６）の出口を前記圧縮ユニット（５）に接続する部分を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のステーション。
【請求項５】
前記冷却回路（８）は、前記熱交換器（６）の前記出口の下流において、前記交換器（６）の上流及び／又は下流での前記充填回路（４）との熱交換を保証するジャケットを含むことを特徴とする、請求項４に記載のステーション。
【請求項６】
前記冷却回路（８）は、前記圧縮ユニット（５）の下流において、前記圧縮ユニット（５）の出口を、気化低温流体を回収するためのタンク（１１）に接続する部分を含むことを特徴とする、請求項４又は５に記載のステーション。
【請求項７】
前記低温冷却流体は、窒素を含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のステーション。
【請求項８】
少なくとも１つのガス源（３）に接続される上流端と、充填される少なくとも１つのタンク（２）に接続されることを目的とする下流端とを備える充填回路（４）を含む充填ステーション（１）により、タンク（２）に加圧ガスを充填する、特に車両の前記タンク（２）に水素を充填するための方法であって、前記充填回路（４）は、前記源（３）からの前記ガスを圧縮するためのユニット（５）を含み、前記充填ステーションは、熱交換器（６）であって、前記加圧ガスと、液化低温流体貯蔵部（７）の液化低温冷却流体との間の、前記熱交換器（６）に供給される前記貯蔵部からの液体を回収するためのラインを介した熱交換を可能にするように構成されている、前記充填回路（４）内に位置する熱交換器（６）を含む、前記圧縮ガスを冷却するための装置（６、７）を含み、前記方法は、前記貯蔵部（７）内の気化低温流体と前記熱交換器（６）との間でフリゴリーを伝達するステップを含む、方法。
【請求項９】
前記貯蔵部（７）内の前記気化低温流体と前記熱交換器（６）との間でフリゴリーを伝達する前記ステップは、前記加圧ガスと前記液化低温冷却流体との間の前記熱交換と異なる時間に実行されることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記貯蔵部（７）内の気化低温流体と前記熱交換器（６）との間でフリゴリーを伝達する前記ステップは、前記ガス源（３）から、充填される前記タンク（２）に流体を移送する２つのステップ間で実行されて、すなわち充填前又は２つの充填操作間で前記熱交換器（６）を低温に保つことを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記熱交換器（６）は、気化低温流体と前記熱交換器（６）との間でフリゴリーを伝達する前記ステップにより、−３０℃〜−５０℃の温度に維持されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記貯蔵部（７）内の気化低温流体と、前記ステーション（１）の以下の要素：電気キャビネット、油圧動力源、流体移送ラインの少なくとも１つとの間でフリゴリーを伝達するステップを含むことを特徴とする、請求項８〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、１つ又は複数のタンクを充填するためのステーション及び方法に関する。
【０００２】
本発明は、より詳細には、加圧ガスタンク、特に車両の水素タンクを充填するためのステーションであって、少なくとも１つのガス源に接続される上流端と、充填される少なくとも１つのタンクに接続されることを目的とする下流端とを有する充填回路を含み、充填回路は、源からのガスを圧縮するためのユニットを含み、充填ステーションは、加圧ガスと冷却流体との間の熱交換を保証するように構成されている、充填回路内に位置する熱交換器を含む、圧縮ガスを冷却するための装置を含み、冷却装置は、冷却流体を構成する低温液体の貯蔵部と、低温液体から加圧ガスにフリゴリーを伝達するために、低温液体の貯蔵部を熱交換器に接続する冷却回路とを含むステーションに関する。
【背景技術】
【０００３】
加圧水素ガスタンクの急速充填中に冷却操作を実行することは、公知の手法である。
【０００４】
これは、通常、高価な冷却ユニットを必要とする。住宅付近の都市環境における充填ステーションの設置は、ステーションからの騒音を低減することを更に必要とする。
【０００５】
公知の解決法は、液体窒素冷却システムを用いる。他の解決法は、液体窒素及び対応する熱交換器の管理が十分に最適化されていない可能性があるため、自律冷却ユニットを用いる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来技術の前述の欠点の全て又は幾つかを軽減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、本発明によるステーションは、更に上記の前提部分においてそれに与えられた包括的定義に従い、冷却回路が、気化低温冷却流体から熱交換器にフリゴリーを伝達するために、気化ガスを含む体積を貯蔵部から熱交換器に接続するガス回収ラインを更に含むことを本質的に特徴とする。
【０００８】
その上、本発明の実施形態は、以下の特徴の１つ以上を含み得る。
−  回収ラインは、弁、特にパイロット弁を含み、
−  回収ラインは、冷却回路に接続される端部を有し、
−  冷却回路は、熱交換器の下流において、低温流体から圧縮ユニットに、且つ特に圧縮ユニットの１つ以上の圧縮チャンバとの冷却流体の熱交換によってフリゴリーを伝達するために、熱交換器の出口を圧縮ユニットに接続する部分を含み、
−  冷却回路は、熱交換器の出口の下流において、交換器の上流及び／又は下流での充填回路との熱交換を保証するジャケットを含み、
−  冷却回路は、圧縮ユニットの下流において、圧縮ユニットの出口を、気化低温流体を回収するためのタンクに接続する部分を含み、
−  低温冷却流体は、窒素を含む。
【０００９】
本発明は、少なくとも１つのガス源に接続される上流端と、充填される少なくとも１つのタンクに接続されることを目的とする下流端とを備える充填回路を含む充填ステーションにより、タンクに加圧ガスを充填する、特に車両のタンクに水素を充填するための方法であって、充填回路は、源からのガスを圧縮するためのユニットを含み、充填ステーションは、熱交換器であって、加圧ガスと、液化低温流体貯蔵部の液化低温冷却流体との間の熱交換を可能にするように構成されている、充填回路内に位置する熱交換器を含む、圧縮ガスを冷却するための装置を含み、方法は、貯蔵部内の気化低温流体と熱交換器との間でフリゴリーを伝達するステップを含む、方法にも関する。
【００１０】
他の特定の特徴によれば、
−  貯蔵部内の気化低温流体と熱交換器との間でフリゴリーを伝達するステップは、加圧ガスと液化低温冷却流体との間の熱交換と異なる時間に実行され、
−  貯蔵部内の気化低温流体と熱交換器との間でフリゴリーを伝達するステップは、ガス源から、充填されるタンクに流体を移送する２つのステップ間で実行されて、すなわち充填前又は２つの充填操作間で熱交換器を低温に保ち、
−  熱交換器は、気化低温流体と熱交換器との間でフリゴリーを伝達するステップにより、−３０℃〜−５０℃の温度に維持され、
−  方法は、貯蔵部内の気化低温流体と、ステーションの以下の要素：電気キャビネット、油圧動力源、流体移送ラインの少なくとも１つとの間でフリゴリーを伝達するステップを含む。
【００１１】
本発明は、上記又は下記の特徴の任意の組み合わせを含む任意の代替装置又は方法にも関連し得る。
【００１２】
他の特定の特徴及び利点は、本発明の構造及び操作の１つの可能な実施例を表す単一の図を参照して与えられる以下の説明を通読することから明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】充填ステーション１を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図に示す充填ステーション１は、慣例的に、少なくとも１つのガス源３に接続される上流端と、充填される少なくとも１つのタンク２に接続されることを目的とする少なくとも１つの下流端とを有する充填回路４を含む。用語「上流」及び「下流」とは、流体の流れの方向を指す。
【００１５】
ガス源３は、１つ以上の加圧ガス貯蔵器（特にカスケード圧力平衡相を可能にするよう並列に接続される貯蔵器）、液化ガス源、気化器、電解槽等の少なくとも１つ以上を含み得る。
【００１６】
充填回路４は、源３からのガスを圧縮するためのユニット５、例えば少なくとも１つの圧縮機を含む。
【００１７】
圧縮機５の下流において、ステーション１は、充填回路４内に位置する熱交換器６を含む、圧縮ガスを冷却するための装置も含む。
【００１８】
従来、交換器６は、加圧ガスと冷却流体、特に−１９６℃〜−２００℃の液体窒素との間の間接的な熱交換を保証するように構成される。この目的のため、冷却装置は、低温流体（液体窒素又は必要に応じて他のもの）の貯蔵部７と、低温流体フリゴリーを加圧ガスに伝達するための低温流体貯蔵部７を熱交換器６に接続する冷却回路８とを含む。すなわち、冷却回路は、タンク２に移送されるガスを冷却するように熱交換器６に運ばれる貯蔵部７からの液体を回収するためのラインを含む。例えば、ガスは、充填条件に応じて固定又は可変目標温度（例えば、−４０℃〜−２０℃）まで冷却される。
【００１９】
冷却交換器６は、十分な熱慣性を保証するよう冷蔵室（フリゴリー室）を形成する物質量（金属又はその他）を有するか又はそれに関連付けられることが好ましい。
【００２０】
１つの有利な特定の特徴によれば、冷却回路８は、気化低温流体から熱交換器６にフリゴリーを伝達するために、貯蔵部７から熱交換器６に気化ガスを含む体積を（好ましくは弁１０を介して）接続するガス回収ライン９を含む。すなわち、ガス回収ライン９は、液体回収ラインと異なる。
【００２１】
液体回収ライン８は、タンク７の下部に接続することができる一方、ガス回収ラインは、タンク７の上部に接続することができる。
【００２２】
水素の充填中、多数のフリゴリーを交換器６に（冷却回路８内の液体の循環を介して）入れる必要があり得る。
【００２３】
性能を最適化するために、特に充填段階以外において、交換器６を低温に保つ必要があり得る。低温状態の維持は、従って、この気化ガスの利用を介してもたらされ得る。
【００２４】
交換器６は、例えば、−３０℃〜−５０℃に維持され得る。これにより、窒素消費を最適化し、不要な損失を回避する一方、ステーション１の冷却時間を短縮することが可能である。
【００２５】
例えば、図示するように、ガス回収ライン９の上流端は、（気相を収容する）タンク７の上部に接続される。当然のことながら、ガス回収ライン９は、気化流体（「ボイルオフガス」）を受け取る別個のタンクに接続され得る。
【００２６】
回収ライン９は、弁１０、例えばパイロット弁を含むことが好ましい。
【００２７】
回収ライン９の下流端は、例えば、冷却回路８に接続される（これらの２つの回路の一部が共通であり得るように）。
【００２８】
図示するように、交換器６を低温に保つために用いられる気化ガスは、圧縮機５において又はステーション１内のいずれかの箇所で更に活用することができる。
【００２９】
従って、冷却回路８は、熱交換器６の下流において、流体から圧縮機に、且つ特に圧縮ユニット５の１つ以上の圧縮チャンバとの熱交換によってフリゴリーを伝達するために、熱交換器６の出口を圧縮機５に接続する部分を含み得る。
【００３０】
同様に、交換器６の下流において、フリゴリーの伝達は、気化低温流体とステーション１の以下の要素：電気キャビネット、油圧動力源、流体移送ラインの少なくとも１つ又は他の適切なユニットとの間で想定することができる。これは、図において回路８及び４間の二重矢印で略図的に示されている。
【００３１】
従って、フリゴリーを熱交換器６に伝達するために用いられる液体窒素又は気化窒素のいずれか一方は、ステーション１の１つ以上の追加ユニットを冷却するために更に活用することができる。
【００３２】
例えば、冷却回路８は、熱交換器６の出口の下流において、交換器６の上流及び／又は下流での充填回路４との熱交換を保証するジャケットを含む。例えば、ジャケットは、冷却回路流体とガス回路又は冷却される要素とを分離し、ジャケットは、これらの２つの実体間の熱交換を可能にするように構成される。
【００３３】
最後に、この貯蔵された加熱窒素ガス１１は、圧縮機５の中間におけるチャンバ等の構成部品の不活性化及びステーション１を調整するための弁を制御することにも用いることができる。
【００３４】
余剰は、通気孔において排出され得る。
【図１】
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【国際調査報告】
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