가스량을 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치

申请号 KR1020177013152 申请日 2015-11-17 公开(公告)号 KR1020170091091A 公开(公告)日 2017-08-08
申请人 하이닥 악세서리즈 게엠베하; 发明人 히스헬무트; 슈미트마르틴;
摘要 본발명은가스계량기(36)에의해서분배장치에의해서분배될수 있는, 특히수소가스량형태의가스량을결정하기위한방법에관한것이다. 본발명은상기분배장치(26)로흐르는주요유동(P1)의일부가유동분할기(20)에의해서분기되고, 상기유동분할기는상기가스계량기(36)에의해서 2차유동(P2)에서의정량적측정을위해가스질량유동의방향으로볼 때상기분배장치(26)의상류에설치되는것을특징으로한다.
权利要求
  • 분배 장치에 의해서 분배될 수 있는, 특히 수소 가스량 형태의 가스량을 가스 계량기(36)에 의해서 결정하기 위한 방법에 있어서,
    상기 분배 장치(26)로 흐르는 주요 유동(P1)의 일부는 유동 분할기(20)에 의해서 분기되고, 상기 유동 분할기는 상기 가스 계량기(36)에 의해서 2차 유동(P2)에서의 정량적 측정을 위해 가스 질량 유동의 방향으로 볼 때 상기 분배 장치(26)의 상류에 설치되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항에 있어서,
    상기 유동 분할기(20) 앞에 있는 유동 방향으로 볼 때 전체 가스 질량 유동은 상기 유동 분할기(20)에 의해서 명시가능한 비율(1:64)로 비례적으로 분할되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 주요 유동(P1)과 비교할 때 작은 상기 2차 유동(P2)에서의 상기 가스량은 출구측(P3) 상의 차등 제어 밸브(28)에 의해서 상기 분배 장치(26)의 각각의 작동 상태와는 무관하게 상기 주요 유동(P1)에서의 각각의 압력으로 조정되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 유동(P2)의 압력이 상기 주요 유동(P1)의 압력보다 클 경우에, 상기 압력 제어 밸브(28)는 측정 라인(P3)을 개방하고, 상기 주요 유동(P1) 및 상기 2차 유동(P2)에서 압력 균형이 회복될 때까지 상기 2차 유동(P2)의 가스량은 상기 측정 라인 안으로 방출되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 라인(P3)의 가스량은 열교환기 장치(34)에 의해서 팽창되고 완화되며, 특히 주위 온도 또는 실내 온도(RT)로 되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가스 계량기(36)로부터 상기 분배 라인 안으로 방출된 가스가 양 또는 질량의 관점에서 상기 분배 장치(26)에 의해서 상기 주요 유동(P1)에서 방출된 상기 가스들과 비례적으로 대응하는 방식으로, 상기 측정 라인(P3)에서 팽창되고 완화된 가스는 특히 저압 가스 계량기 형태의 상기 가스 계량기(36)에 공급되고, 상기 가스 계량기(36)는 분배 라인 상의 출구측에서 특히 체크 밸브 형태의 사전응력 장치(42)에 연결되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분배 장치(26)에서 분배된 상기 가스의 양 또는 질량으로서 표준 입방 미터로 정확하게 눈금보정된 변환의 목적을 위하여 상기 가스 계량기(36)에서 적어도 압력 및 온도의 결정이 이루어지는 방식으로, 전자 용적 변환기(38)가 상기 가스 계량기(36)에 연결되는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    일단 상기 사전응력 장치(42)가 통과되면, 상기 가스 계량기(36)의 분배 라인에 있는 가스는 굴뚝(44)에 의해서 주위환경 또는 탱크 장치(10,48) 안으로 방출되고, 상기 분배 장치(26)는 상기 주위환경 또는 탱크 장치(10,48)로부터 저장된 가스를 취하는 것을 특징으로 하는 결정 방법.
  • 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 측정 장치에 있어서,
    상기 장치는 적어도:
    - 가스용 분배 장치(26)
    - 유동 분할기(20),
    - 차등 제어 밸브(28), 및
    - 가스 계량기(36)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  • 제 9 항에 있어서,
    상기 장치는 추가로:
    - 상기 가스 계량기(36)에 연결된 용적 변환기(38),
    - 사전응력 장치(42) 및
    - 탱크 장치(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.
  • 说明书全文

    가스량을 결정하기 위한 방법 및 상기 방법을 실행하기 위한 장치{METHOD FOR DETERMINING A GAS AMOUNT AND DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD}

    본 발명은 분배 장치에 의해서 분배될 수 있는, 특히 수소 가스량 형태의 가스량을 가스 계량기에 의해서 결정하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 상기 방법을 실행하기 위한 측정 장치에 관한 것이다.

    최근 위키피디아 엔트리(Wikipedia entry)에 따르면, 가스 계량기는 결정된 시간 주기에서 가스 산출량을 결정하기 위한 측정 장치이다. 이러한 가스 계량기는 주로 가정에 대한 가스 공급에서 사용되지만, 이들은 또한 천공 시험에서 정확한 계량화를 위하여 사용된다. 가스 계량기에 의해서 기록된 단위는 각각의 작동 상태에서 입방 미터이고, 이는 계수 목적을 위하여 표준 입방 미터로 변환되어야 한다. 가스 계량기는 또한 규칙적으로 의무적으로 교정되고, 가스 계량기는 원격 계량 판독의 목적을 위하여 적절한 계면을 구비할 수 있다.

    종래 기술은 가스 계량화를 위하여 소위 코리올리스 질량 유량계(Coriolis mass flow meter)를 사용하는 것이 특히 유리하다는 것을 확인하였고; 상기 장치는 관통 유동 액체 또는 가스들을 특히 정확하게 측정할 수 있는 유동 측정 장치이다. 측정 방법은 코리올리스 원리에 기초한다.

    그러나, 원칙적으로 상기 코리올리스 원리에 따른 정확한 측정 방법을 포함하는, 효과적인 것으로 입증된 측정 장치들은 더 이상 정확한 방식으로 검출될 수 없는 과도하게 작은 산출량의 가스들; 공지된 측정 방법에 의해서 신뢰성있는 결정을 위한 예비조건 및 분배 장치에 의해서 분배될 수 있는 가스량의 측정 장치에서는 종종 더 이상 신뢰성있게 사용될 수 없다.

    배터리 동력 전기 차량에 추가하여, 석유 및 천연 가스 동력 차량의 다른 대안으로서, 수소는 추가 동력원으로서 인기가 증가하고 있다. 적어도 현재 배터리 동력 차량과 비교되는 주요 장점은 가솔린 또는 디젤 연료와 같은 기존의 연료와 비교가능한 방식에서 이미 기존의 확장적 범세계적 네트워크의 충전 스테이션을 갖는, 탱크 분배 장치의 일부로서 기술적으로 적절하게 변형된 분배 노즐에 의해서 적당한 탱크 장치를 사용하여 충전 스테이션에서 수소로 신속하게 재충전할 수 있다는 것이며, 상기 충전 스테이션은 비교적 용이하게 수소 분배를 위하여 변환될 수 있고 따라서 기존의 연료 분배를 보충하거나 또는 대체하기 위해 확장될 수 있다. 종래의 연료 분배와 동일한 방식으로 사용자 수소 충전 스테이션은 기존의 연료와 같이 "추진제"는 또한 충전 스테이션에서 값을 지불되어야 하기 때문에, 물론 탱크 안으로 넣어지는 수소의 양을 정확하게 알아야 한다는 것은 언급할 필요도 없다.

    이러한 충전 스테이션에서 수소 분배 장치가 상술한 바와 같이 기존의 가스 유량계를 구비할 때, 일부 경우에 수소, 특히 비교적 저온의 수소의 분배에는 기술적으로 전혀 적합하지 않으며, 분배량의 정확한 측정이 가능하지 않다는 것이 이제 확인되었다. 3%를 초과하는 범위의 오차 측정은 매우 일반적이고, 최종적인 사용자가 이러한 편차를 감내하는 것은 어려운 것이다.

    이에 기초하여, 본 발명에 의해서 처리되는 문제는 적당한 가스 계량기를 사용하여 본 방법을 실행하기 위한 방법 및 장치를 개시하며, 특히 고압 형태의 가스들은 상기 가스 계량기에 의해서 그 분배량에 기초하여 안전하고 신뢰성있게 결정될 수 있다. 이 문제는 제 1 항의 특징 구성에 따른 방법 및 제 9 항의 특징을 갖는 측정 장치에 의해서 해결된다.

    제 1 항의 특징부에 따라서, 본 발명은 분배 장치로 흐르는 주요 유동의 일부가 유동 분할기에 의해서 분기되고, 상기 유동 분할기는 상기 가스 계량기에 의해서 2차 유동에서의 정량적 측정을 위해 가스 질량 유동의 방향으로 볼 때 상기 분배 장치의 상류에 설치되는 구성을 제공한다. 연료 재공급 장치의 전달 노즐 형태의 분배 장치의 방향으로 분배되고 따라서 연료 재공급 상황에 따라서 일정하게 변화될 수 있는 가스 질량 유동은 상기 유동 분할기에 의해서 비례적으로 분할되거나 또는 나누어진다. 2차 유동에서의 작은 질량 유동은 주요 도관 또는 주요 유동으로 반환되지 않고, 대신에 반환은 2차 유동에서의 작은 질량 유동의 압력을 유동 분할기 상의 출구측에 적용된 주요 유동에서의 압력에 맞추어저 연속적으로 조정함으로써 단지 "모의실험"되고, 따라서 상기 유동 분할기는 유체 안내 또는 매체 안내 방식으로 분배 장치에 연결된다. 주요 유동에서의 가스량과 동일한 상태를 갖는 주요 유동과 비교되는 2차 유동에서의 비교적 작은 가스량에 의해서, 그에 따라 주요 유동에서의 분배 중에 각각의 조건들은 2차 유동의 지류 유동을 측정할 때와 동일하기 때문에 가스 계량기에 의해서 정확한 분배량을 결정할 수 있다.

    압력 차등 제어 밸브는 유동 분할기 출구 이후에 주요 유동 및 2차 유동에서의 이러한 압력 조정을 위해서 사용되고, 2차 유동 라인에서의 압력이 주요 유동 라인에서의 압력보다 크면, 2차 유동에서의 가스량은 그 다음 압력 균형이 회복되도록 상기 밸브에 연결된 측정 라인으로 상기 압력 제어 밸브를 경유하여 전달된다. 다른 편차의 경우에, 밸브에 의한 조정 동작은 그 다음 개시된다. 일단, 가스가 상기 밸브를 통과하면, 가스는 그 다음 저압 수준에서 측정 라인을 경유하여 열교환기로 전달되고 주위 온도로 된다.

    따라서, 2차 도관 또는 측정 라인에서 완화되고 팽창된 측정 가스는 그 다음 열교환기를 통과하고 양호하게는 눈금측정 저압 가스 계량기로 공급되고, 상기 저압 가스 계량기는 측정량을 사전판정하지 않도록, 상류 가스 계량기에서의 유량을 사전규정가능한 개방 압력과 같이 가능한 일정하게 유지하기 위하여, 교대로 출구측에서 특히 스프링 장전 체크 밸브 형태의 사전응력 장치를 가진다.

    저압 가스 계량기로부터 나오는 가스는 그때 종종 수소 충전 스테이션에서 전달 노즐 형태인, 분배 장치의 작동 상태와는 무관하게, 주요 유동에서의 질량에 비례한다는 것이 확인되었다. 따라서, 저압 가스 계량기로부터 나오는 가스는 또한 표준 입방 미터로 계산될 때 전달 노즐에서 분배된 가스에 비례한다. 저압 가스 계량기 자체에서, 측정될 가스의 압력 및 온도의 검출이 이루어질 뿐 아니라 소위 전자 용적 변환기에 의해서 표준 입방 미터 또는 질량으로 정확하게 눈금보정되게 변환된다.

    저압 가스 계량기로부터 나오는 가스는 주위 환경으로 임의의 위험성을 나타내지 않거나 또는 안전하게 주위 환경으로 방출될 수 있는, 극소량의 수소 가스량이기 때문에, 그 후에 탱크 시스템 안으로 피드백되거나 또는 주위 환경으로 방출될 수 있다.

    본 발명에 따른 해결방안은 수소 적용에 국한될 필요가 없고, 특히 용적 가스량이 매우 정확한 방식으로 결정되어야 할 때 임의의 가스들의 정량적 측정을 위해 사용될 수 있다. 상기 분배 장치는 가스 공급 네트워크에 연결된 임의의 다른 소비자에 의해서 이러한 크기로 형성될 수 있다. 그러나, 단지 설비 경비로 인하여, 본 발명에 따른 방법 및 이 방법을 실행하기 위한 측정 장치는 임의의 경우에 특히 고압 가스들에 적합하다는 것이 확인되었다. 분배 장치에 의해서 분배될 수 있는 가스량들은 1% 미만의 오류 편차 정확도를 가지고 그 질량의 양에 기초하여 결정될 수 있다. 종래 기술에는 동등한 것이 없고 본 발명에 따른 방법 및 측정 장치의 해결방안은 처음으로 충전 스테이션 네트워크의 기존의 충전 스테이션들에 의해서 수소 가스 분배를 실용적인 방식으로 실현할 수 있다.

    연료 재공급 동작에 관하여, 하기 정보들은 또한 주목되어야 한다. 최대 질량 유량은 대체로 연료 재공급 중간에 얻어진다. 그러나, 연료 재공급 동작의 시동 시에는, 분배될 가스는 매우 큰 유량 및 저밀도를 가진다. 탱크 동작의 종료 시에, 이들 조건들은 반전되고 대조적으로 분배될 가스는 매우 작은 유량 및 고밀도를 가진다. 따라서, 낮은 가스 질량 유량은 연료 재공급의 시동 시 및 종료 시에 기대되고, 이는 대응하게 충전 스테이션에서 분배될 그리고 지급될 가스의 양 또는 질량의 결정을 복잡하게 한다.

    본 발명에 따른 해결방안은 개략적이고 실척되지 않은 도면에 따른 예시적 실시예를 참조하여 하기에 더욱 상세하게 설명된다.

    도 1은 수소 충전 스테이션에서 충전될 수 있는 수소의 분배 형태에서의 실용적 예를 참조하는, 본 발명에 따른 측정 장치의 기본 구성을 유체 연결 다이애그램 방식으로 도시한다.
    도 2는 수소 충전 노즐 형태로 연결된 분배 장치 및 측정 장치의 핵심 구성요소들을 사시도의 방식으로 도시한다.
    도 3은 측정 장치의 일부로서 필요한 유동 분할기를 길이방향 단면의 방식으로 도시한다.
    도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b는 도 3에 따른 유동 분할기에 대해서 사용되는 상면도 및 단면 형태의 개별 격판 몸체들을 도시한다.
    도 6은 2차 유동에서의 가스 압력을 주요 유동에서의 추출 압력으로 조정하는데 필요한 기계식 작용 차등 제어 밸브를 길이방향 단면의 방식으로 도시한다.

    먼저, 본 발명에 따른 측정 장치의 기본 구성은 도 1에 따른 연결 도시를 참조하여 더욱 상세하게 기술될 것이다. 도 1은 출구측에서 상세하게 도시되지 않은 충전 스테이션의 분배 네트워크(12)에 연결되는 충전스테이션 저장 수단(10)을 상징적으로 도시한다. 결합 지점(14)은 분배 네트워크(12)에 측정 장치를 연결하는데 사용되고, 상기 결합 지점에서 탱크 니플(tank nipple;16)은 분배 네트워크(12)의 충전 니플(18)에 분리가능한 방식으로 연결될 수 있다. 2개의 니플(16,18)이 대응하게 결합 지점(14)을 통해서 결합될 때, 유체 안내 또는 매체 안내 통로는 충전 스테이션 저장 수단(10)으로부터 유동 분할기(20)로 형성된다.

    개별 다이어프램(22,24)을 사용함으로써, 유동 분할기(20)는 명시가능한 유동 분할기 비율로 입구측(P0)을 향하여 주요 유동(P1) 및 2차 유동(P2)으로 흐르는 가스 유동을 분할한다. 1:64의 2차 유동(P2) 대 주요 유동(P1)의 유동 분할기 비율은 특히 적당한 것으로 입증되었다. 그러나, 다른 분할 비율들 예를 들어, 1:50 또는 1:100도 역시 여기서 가능하다; 그러나, 2차 유동(P2)에서의 측정을 위하여, 주요 유동(P1)과 비교하여 상당히 작은 부분적인 양만이 유동 분할기(20)에 의해서 분기된다는 것이 중요하다. 유동 분할기(20)의 분배측에서, 분배 장치(26)는 주요 유동(P1)에 의해서 라인에 연결되고, 상기 분배 장치는 여기서 수소 분배 노즐의 형태이다.

    2차 유동(P2)을 유지하는 라인은 차등 제어 밸브(28)의 입구에 연결되므로, 2차 유동(P2)은 차등 제어 밸브(28)의 유입측 또는 입구와 유동 분할기(20)의 격판(24) 사이를 이동한다. 밸브(28)의 2개의 반대 제어측에는, 제어 압력이 2차 유동(P2)에 인가되고 가스 압력은 주요 유동(P1)에 인가되고, 상기 주요 유동은 주요 유동(P1)에서 분배 장치(26) 앞에서 탭핑되고 분기 지점(30)을 통해서 제어 밸브(28)의 하나의 제어측으로 안내된다. 제어 밸브(28)는 측정 라인(P3)에 의해서 형성되는 제어 밸브(28)의 분배측에서의 흡인 동작에 의하여 도 1에 도시된 비작동 로킹 위치에서 홀딩 셧(holding shut)을 추가로 겪는다. 이러한 홀딩 셧은 에너지 저장 시스템으로서 작용하는 압력 스프링(32)에 의해서 제어 밸브(28)에 관하여 도 1에 상징적으로 도시된다. 주요 유동(P1)에서의 압력이 2차 유동(P2)에서의 압력과 동일할 때, 밸브는 폐쇄된다.

    상기 제어 밸브(28)로부터 나오는 상기 측정 라인(P3)은 그 출구측에 연결되고 상기 측정 라인(P3)은 특히 저압 가스 계량기로서 형성되는 가스 계량기(36)로 이어진다. 열교환기(34)는 제어 밸브(28) 및 가스 계량기(36) 사이에서 연결되고, 나선형으로 형성된 열교환기는 제어 밸브(28)로부터 나오는 가스를 실내 온도(RT) 또는 주위 온도로 맞추고 동시에 가스를 팽창시키는데, 예를 들어, 300 바아로부터 0.5 내지 16 바아로 팽창시킨다(비교. 도 1에서 관련 상세사항). 파열 디스크(40)는 교대로 열교환기(34)의 출구측 및 가스 계량기(36)의 입구측 사이에 배열될 수 있고, 상기 파열 디스크는 과압 또는 압력 변동에 대해서 민감한 가스 계량기(36)를 보호하기 위하여 들어올 때, 다시 말해서 압력이 과도할 때 파열되도록 과압 보호를 형성한다. 사전응력 장치(42)는 가스 계량기(36)의 출구측에 연결되고, 상기 사전응력 장치(42)는 0.5 내지 1 바아의 개방 압력을 갖는 특히, 스프링 장전 체크 밸브 형태로 형성되고, 사전응력 장치의 폐쇄 방향은 가스 계량기(36)의 출구측의 방향이고 사전응력 장치는 가스 계량기와 협력한다. 또한, 전자 용적 변환기(38)는 가스 계량기(36)에 연결된다.

    개방 상태에서 사전응력 장치(42)에 의해서 관통 허용된 가스는 선택적으로 굴뚝(44)을 통해서 대기로 방출되거나 또는 조합형 압축기/저장 장치(46)에 의해서 충전 스테이션 저장 수단(10)으로 반환될 수 있다. 이 목적을 위하여, 대응 충전 탱크(48)의 경우에 전기 모터 유닛(52)을 작동시키는 장치(46)는 수집 탱크(48) 및 판독 기록기(50)를 가지며, 상기 모터 유닛은 수집 탱크(48)로부터 가스를 추출하여 가스를 충전 스테이션 저장 수단(10)으로 반환하는 압축기(54)를 구동시킨다.

    도 1에 따른 연결 격판 도시에 따라서 전체 시스템의 치수에 관한, 하기 정보가 주목된다. 충전 스테이션 저장 수단(10)에서, 수소 가스는 종종 -40℃ 및 875 바아의 작용 압력에서 저장된다. 수소 가스는 순수한 고압 수소이다. 분배 네트워크(12) 및 주요 유동(P1) 모두에서, PN875의 압축 강도를 갖는 라인 단면 DN04가 사용된다. 이로 인하여, 60 그램/초의 가상 유량에서 2403 Nm 3 /h(시간당 표면 입방 미터)의 가스량이 얻어진다. 유동 분할기(20)에서 1:64의 비례적 유동 비율은 결과적으로 2차 유동(P2)에서 대략 1 그램/초의 유량으로 되고, 이는 11.2 리터/초 또는 40 Nm 3 /h에 대응한다. 대략 5 바아의 최대 압력차(△ρ)가 그 다음에 주요 유동(P1) 및 2차 유동(P2) 모두에서 유동 분할기(20)의 출구측 및 입구측(P0) 사이에서 얻어진다. 개별 라인 섹션들에 대해서 사용된 라인 단면 DN04, DN2.1 및 DN25도 역시 도 1에 도시된다.

    유동 분할기(20)에 의해서 분할된 가스 유동의 다른 병합 대신에, 차등 제어 밸브(28)의 출구에서, 다시 말해서, 연결된 측정 라인(P3)의 지점에서의 압력은 전달 노즐 형태의 분배 장치(26) 및 유동 분할기(20) 사이의 주요 유동(P1)에서의 압력과 정확하게 동일한 압력에서 제어 밸브(28)에 의해서 유지된다. 제어 밸브(28)의 이력현상(hysteresis)은 양호하게는 0.6 바아 미만이어야 한다. 차등 제어 밸브(28)에 의해서 분배되고 특히 "송풍되고" 열교환기 장치(34)에 의해서 주위 온도로 되는 가스는 팽창되고 그 다음 표준 입방 미터로 일정하게 변환되고 1 바아의 동적 압력에서 25Nm 3 /h의 최대치로 눈금측정된 가스 계량기(36)에 의해서 부가된다.

    안정성 PN16을 갖는 라인 단면 DN25가 본 영역에서 사용된다. 또한, 1 그램 수소/초의 질량 유동에서, 1 바아의 사전응력 압력의 20.16 Nm 3 /h의 용적이 가스 계량기(36)를 통과하는 측정 라인(P3)의 측정 분기에서 얻어진다. 양호하게는 이러한 1 바아의 개방 압력을 갖는 사전응력 장치(42)의 체크 밸브에 의해서 저장되는 측정된 가스는 그 다음 상술한 바와 같이, 충전스테이션 저장 수단(10)으로 피드백 목적을 위하여 압축기/저장 장치(46)로 변환되거나 또는 굴뚝(44)을 경유하여 주위환경으로 방출된다. 상술한 전자 용적 변환기(38)는 가스 계량기(36) 내부의 압력 및 온도가 결정될 수 있게 하고 이들은 그 다음 실내 온도 및 정상 공기 압력에서 가스 용적을 분배 장치(26)의 전달 노즐을 통해서 분배된 수소 가스량에 대해서 지불되는 정확한 통화량으로 사용자에 의해서 요구되는 값을 결정하도록 대응하게 작용한다.

    도 1의 예를 통해서 도시된 유동 분할기의 측정의 원리는 큰 가스량 및 다른 라인 공칭 직경에 대해서 사용될 수 있다. 라인 단면 및 압력 파라미터를 포함하는 기대될 각각의 압력 또는 압력 범위 및 온도는 도 1에 대응하게 명시되고, 여기서 약어 RT는 실내 온도를 표시한다. 도 2는 특정 구조적 디자인을 갖는 도 1에 따른 연결 도시의 대응 구성요소들을 도시하고, 분배 장치(26)의 전달 노즐은 양호하게는 주요 유동(P1)의 가요성 라인을 통해서 유동 분할기(20)에 연결된다.

    도 3은 도 1에 따른 유동 분할기(20)를 길이방향의 단면 방식으로 도시한다. 2개의 관통 구멍들을 갖는 수용 몸체(60)는 2개의 단부 플레이트들(56,58) 사이에서 연장되고, 개별 격판 몸체들(62,64)은 유동 분할기(20)의 전체 격판(22 또는 24)을 형성하기 위해서 상기 수용 몸체에 수용된다. 주요 유동(P1) 및 2차 유동(P2) 모두에 대한 입구측(P0)에서 출구측까지 유동 분할기(20) 내부에서 5 바아의 압력 하강값(△ρ)을 얻기 위하여, 20 격판 몸체들(62 또는 64)은 중심 수용 몸체(60)의 각각의 수용 채널에 배열된다.

    1:64의 2차 유동(P2) 및 주요 유동(P1) 사이에서 상술한 분할을 얻기 위하여, 도 4a 및 도 4b의 예를 통해서 도시된 격판 몸체(62)는 복수의 개별 격판 보어(66)를 가지며, 바람직한 분할 비율에 대해서, 격판 보어들(66)이 확실히 사용되지만, 도 5a 및 도 5b에 따라서, 2차 유동(P2)에서 개별 재분배가능한 가스 부분을 얻기 위하여, 특히 중심에 배열된 단지 하나의 격판 보어(66)만이 각각의 격판 몸체(64)에 대해서 필연적으로 사용된다.

    도 3은 상단 플레이트(56)가 주요 유동(P1) 및 2차 유동(P2)에 대한 연결 선택사항을 갖는 것과 하단 플레이트(58)가 충전스테이션 분배 네트워크(12)에 대한 연결을 위한 입구(P0)를 갖는 것을 추가로 도시한다. 모든 격판 몸체들(62,64)은 홈형 리세스(68)[비교: 도 4b 및 도 5b에 따른 라인 AA에 따른 단면도]에 수용될 수 있는 링 시일들에 의해서 외부 환경에서 제위치에서 밀봉되고 유지되며, 이러한 상황은 상세하게 도시되지 않았다. 더우기, 각각의 격판 몸체들(62,64)을 수용하기 위한 채널들은 도 3에 도시된 바와 같이 상단 및 하단 플레이트(56,58)에 대해서 상세하게 도시되지 않은 종래의 링 시일에 의해서 중심 수용 몸체(60)의 각각의 단부에 밀봉된다. 다시 말해서, 보어들 또는 단지 하나의 격판 보어(66)를 갖는 각각의 경우에 제공된 카테고리의 각각의 격판 몸체(62,64)는 저렴하게 재생가능한 동일 부분들로서 구성되고 내온도성 및 고압 기밀성으로서 형성된다.

    도 6에 따른 길이방향 단면은 도 1에 사용된 차등 제어 밸브(28)의 개략적인 도시에 관한 것이고 주요 유동(P1), 2차 유동(P2) 및 측정 라인(P3)에 대한 연결 지점들을 도시한다. 고압 및 저온의 관점에서, 차등 제어 밸브(28)는 특히 견고한 방식으로 플랜지 구성에서 나사체결되어 형성된다. 밸브 플레이트 종류의 이동형 밸브 부분(76)을 갖는 중공 챔버(74)는 상단 플랜지 부분(70) 및 하단 플랜지 부분(74) 사이에서 봉입된다.

    밸브 플레이트(76)는 평면 방식으로 연장되는 벨로우즈 멤브레인(78)에 의해서 에지측들에서 둘러싸이고 상기 벨로우즈 멤브레인은 2개의 플랜지 부분들(70,72) 사이의 에지들에서 결합하고 적절하게 밀봉된 방식으로 고정된다. 밸브 플레이트(76)는 중공 챔버(74) 내부에서 작은 스트로크를 실현할 수 있고 상승 위치에서, 측정 라인(P3)에 대한 유체 안내 연결부를 갖는 PEEK 스틸로 구성되는 밸브 시트(80)를 해제한다. 차등 제어 밸브(28)의 작동 중에, 주요 유동(P1)과 비교되는 2차 유동(P2)에서의 압력의 급격하고 일정한 인피드(infeed)의 관점에서, 밸브 플레이트(76)는 전달 노즐(26)에서의 추출 상황에 따라서 진동을 개시하고, 그리고 예를 들어, 100Hz의 주파수, 다시 말해서 초당 100회 진동하는 주파수에서 적절하다면, 밸브 시트(80)를 통해서 2차 유동(P2) 및 측정 라인(P3) 사이에서 유체 유동(77)을 해제 또는 중지시키는 것을 예상해야 한다. 이러한 방식에서, 주요 유동(P1)과 동일 압력을 갖는 2차 유동(P2)에서의 가스량은 가스 계량기(36) 및 용적 변환기(38)에 의해서 처리되는 후속 측정값에 대해서 "정량화 형태"로 측정 라인(P3)으로 운반된다.

    압력 스프링(32)에 의해서 도 1에 상징적으로 도시된 비작동 중립 위치에서 제어 밸브(28)의 상술한 홀딩 셧은 측정 라인(P3)에 의하여 밸브 시트(80)에서 부분 흡인에 의해 발생하고; 플러그홀의 개폐 중에 플러그들에 의한 욕조 플러그로부터 알려진 종류의 영향은 그 때 플러그홀의 개방에 의해서 종종 흡인된다. 차등 제어 밸브(28)의 구성요소들은 모두 기계적 구성요소로서, 다시 말해서 수소의 큰 가연성의 관점에서 중요 역할을 수행하는 전자기기 없이 설계되는 것이 매우 유리하다.

    도 2에서 도면부호 36으로 식별된 저압 가스 계량기는 회전 피스톤 가스 계량기로서 형성되고, 이는 가스 계량기를 상표 Delta®로 판매하고 있는 company Itron에 의해서 발행된 최근 데이터에 따라서, 간헐적 동작의 경우에도 정확한 가스량 결정을 허용하고, 특히 압력 인가의 경우에도 용적 또는 양에 기초하여 매우 정확한 방식으로 가스량을 결정할 수 있다. 상표 CORUS PTZ로 company Itron에서 구매할 수 있는 용적 변환기(38)는 또한 데이터 시트 명세서에 따라서 통합 데이터 저장 인증 및 분석을 가능하게 한다. 상기 CORUS의 용적 변환기(38)는 작동 중에 가스 계량기(36)에 의해서 측정된 가스량을 표면 조건에서 대응 용적으로 변환하고, 마이크로프로세서는 압축성 요소 및 변환 요소 및 양, 압력 및 온도에 대한 작동 값들로부터 재평가된 가스량을 결정한다. 이러한 방식에서, 분배 장치(26)의 구성요소로서 전달 노즐에 의해서 분배측에서 정확한 상업적 방식으로 구매 가격을 결정하기 위해 적절한 충전 스테이션에서 분배된 가스량을 결정할 수 있다. 본 발명에 따른 방법 및 관련 측정 장치는 처음으로 최종 사용자들이 신뢰성있게 수소 충전 스테이션에서 실제 분배할 수 있게 하고, 최종 사용자들이 실제로 차량에 충전한 가스량에 대해서만 지불하면 된다.

    QQ群二维码
    意见反馈