DE102021204586A1

DE102021204586A1 - Device for compressing a gas and method for filling a tank with such a device

Info

Publication number: DE102021204586A1
Application number: DE102021204586.3A
Authority: DE
Inventors: Leo Caspers
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Van Halteren Technologies Boxtel BV
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2022-11-10
Also published as: EP4334591A1; WO2022234087A1; WO2022234089A1

Abstract

Offenbart sind eine Vorrichtung zur Kompression eines für einen Antrieb geeigneten Gases und ein Verfahren zum Füllen eines Tanks mit einer derartigen Vorrichtung, wobei das Befüllen über mehrere Kompressionsstufen erfolgt, wobei beim Befüllen über eine Kompressionsstufe auch ein Vorfüllen eines Akkumulators der folgenden Kompressionsstufe erfolgt.A device for compressing a gas suitable for a drive and a method for filling a tank with such a device are disclosed, wherein the filling takes place over several compression stages, wherein when filling over a compression stage, an accumulator of the following compression stage is also pre-filled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kompression eines, vorzugsweise für einen Antrieb geeigneten Gases, beispielsweise Wasserstoff, und eine Vorrichtung zum Füllen eines Tanks, vorzugsweise eines Land-, Wasser- oder Luftfahrzeugs, mit einer derartigen Vorrichtung.The invention relates to a device for compressing a gas that is preferably suitable for a drive, for example hydrogen, and a device for filling a tank, preferably a land vehicle, water vehicle or aircraft, with such a device.

Im Zuge der zunehmenden Erhöhung der Abgasgrenzwerte besteht seit einigen Jahren ein Trend dazu, herkömmliche Verbrennungsmotoren, die mit Benzin- oder Dieselkraftstoffen betrieben werden, durch alternative Antriebe zu ersetzen. Nicht zuletzt aufgrund steuerlicher Anreize und der Subventionierung haben sich als Alternative weitgehend elektrische Antriebe durchgesetzt, die während der Nutzung nahezu emissionsfrei sind und somit die Umweltbelastung in stark besiedelten Gebieten verringern können. Problematisch bei diesen elektrischen Antrieben ist jedoch, dass bei Berücksichtigung der Aufwendungen und Emissionen, die mit der Herstellung der Batterien einhergehen, die gesamte Energie-/Schadstoffbilanz nicht wesentlich besser als bei herkömmlichen Dieselkonzepten ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bisher noch wenige tragfähige Lösungen vorhanden sind, die eine umweltverträgliche Entsorgung/Wiederaufbereitung der defekten Batterien ermöglichen.In the course of increasing emission limit values, there has been a trend for several years towards replacing conventional internal combustion engines that run on petrol or diesel fuel with alternative drives. Last but not least, due to tax incentives and subsidies, electric drives have become widely accepted as an alternative, which are almost emission-free during use and can thus reduce environmental pollution in densely populated areas. The problem with these electric drives, however, is that when the costs and emissions associated with the production of the batteries are taken into account, the overall energy/pollutant balance is not significantly better than with conventional diesel concepts. Another disadvantage is that there are still few viable solutions that enable the environmentally friendly disposal/reprocessing of defective batteries.

Es besteht daher ein Bedarf an weiteren alternativen Antriebstechnologien, wobei die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger eines der erfolgsversprechendsten Konzepte ist. Wasserstoff kann beispielsweise als Kraftstoff zum Betrieb eines Wasserstoffverbrennungsmotors (Wasserstoffmotors) verwendet werden, der nach Art eines herkömmlichen Verbrennungsmotors betrieben wird. Da bei dieser Verbrennung nur eine geringe Menge von beispielsweise durch Schmierstoffe eingetragenen Kohlenstoff anfällt, sind derartige Wasserstoffmotoren herkömmlichen Verbrennungsmotoren im Hinblick auf die Emissionen von kohlenstoffhaltigen Schadstoffen überlegen. Dennoch werden nicht unerhebliche Mengen an Stickoxiden ausgestoßen. Ein weiterer Nachteil derartiger Lösungen ist, dass der komplexe Aufbau der Verbrennungsmotoren aufrechterhalten wird und des Weiteren ein erhöhter Aufwand für die Speicherung des Brennstoffs erforderlich ist.There is therefore a need for further alternative drive technologies, with the use of hydrogen as an energy carrier being one of the most promising concepts. For example, hydrogen can be used as a fuel to power a hydrogen internal combustion engine (hydrogen engine) that operates in the manner of a conventional internal combustion engine. Since this combustion produces only a small amount of carbon introduced, for example, by lubricants, such hydrogen engines are superior to conventional internal combustion engines with regard to the emissions of carbon-containing pollutants. Nevertheless, not inconsiderable amounts of nitrogen oxides are emitted. A further disadvantage of such solutions is that the complex structure of the internal combustion engine is maintained and, moreover, increased expenditure is required for storing the fuel.

Vielversprechender sind daher Entwicklungen, die auf einem Antriebssystem mit einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle und einem Elektromotor beruhen, der von der Brennstoffzelle mit Energie versorgt wird. Selbstverständlich können außer Wasserstoff auch andere Brennstoffe, beispielsweise Methanol, Butan, Erdgas oder dergleichen verwendet werden.Developments based on a drive system with a hydrogen-oxygen fuel cell and an electric motor that is supplied with energy by the fuel cell are therefore more promising. Of course, in addition to hydrogen, other fuels, for example methanol, butane, natural gas or the like, can also be used.

Ein Problem bei derartigen Konzepten ist, dass der Brennstoff, im Folgenden Gas genannt, mit einem vergleichsweise hohen Druck in einem Tank gespeichert wird, so dass die Tankstation zum Füllen des Tanks entsprechend ausgelegt sein muss.A problem with such concepts is that the fuel, referred to below as gas, is stored in a tank at a comparatively high pressure, so that the tank station for filling the tank must be designed accordingly.

In der Druckschrift DE 298 16 811 U1 ist ein System zur Kompression/Speicherung von derartigen Brennstoffen/Gasen beschrieben, bei dem das Gas in einem volumenveränderlichen Speicher aufgenommen ist, der beispielsweise durch einen als Verdichter wirkenden Kolben- oder Blasenspeicher ausgebildet ist, wobei über den Kolben bzw. die Blase das Gas von einem antreibenden Medium, beispielsweise Hydraulikfluid, getrennt ist. Zwischen dem Tank des Fahrzeugs und dem Verdichter (auch Akkumulator genannt) kann noch ein so genannter Booster zur weiteren Druckerhöhung des Gases vorgesehen werden. Beschrieben ist auch ein so genanntes 3-Bank-Verfahren, bei dem drei Speicher mit unterschiedlicher Druckstufe kaskadenweise während des Tankens zugeschaltet werden. Der Gasdruck im jeweiligen Speicher wird bei dieser bekannten Lösung jeweils hydraulisch konstant gehalten.In the pamphlet DE 298 16 811 U1 is a system for compression / storage of such fuels / gases described in which the gas is accommodated in a variable-volume memory, which is formed for example by a piston or bladder accumulator acting as a compressor, with the piston or the bladder, the gas from a driving medium, such as hydraulic fluid, is separated. A so-called booster to further increase the pressure of the gas can be provided between the tank of the vehicle and the compressor (also called accumulator). A so-called 3-bank method is also described, in which three accumulators with different pressure levels are connected in cascade during refueling. In this known solution, the gas pressure in the respective reservoir is kept hydraulically constant in each case.

In der US 10,753,539 B2 ist eine Tankstation beschrieben, bei der das Gas ebenfalls in einem volumenveränderlichen Speicher, beispielsweise einem Blasenspeicher, aufgenommen ist, wobei die Druckbeaufschlagung ebenfalls hydraulisch erfolgt. Bei dieser bekannten Lösung wird das hydraulische Druckmittel aus einem Tank angesaugt und über eine Pumpe auf den gewünschten Druck gebracht, wobei der Ausgangsanschluss der Pumpe mit dem Raum des Speichers verbunden ist, der mit dem hydraulischen Druckmittel gefüllt ist. Zur Erhöhung der Speicherkapazität des Speichers wird in der US 10,753,539 B2 vorgeschlagen, drei derartiger volumenveränderlicher Speicher parallel zu schalten.In the US 10,753,539 B2 describes a tank station in which the gas is also accommodated in a variable-volume reservoir, for example a bladder reservoir, with the pressurization also taking place hydraulically. In this known solution, the hydraulic pressure medium is sucked out of a tank and brought to the desired pressure by a pump, the outlet connection of the pump being connected to the space of the accumulator, which is filled with the hydraulic pressure medium. To increase the storage capacity of the memory is in the US 10,753,539 B2 proposed to connect three such variable-volume memory in parallel.

In der Druckschrift WO 2006/034748 A1 ist eine Vorrichtung zur Kompression eines gasförmigen Mediums beschrieben, bei dem die Verdichtung des Gases ebenfalls in einem Verdichter/Akkumulator erfolgt, in dem das zu verdichtende Gas und eine ionische Flüssigkeit aufgenommen sind, wobei letztere über eine Hydraulikpumpe mit Druck beaufschlagt wird, um das Gas zu verdichten. Bei der bekannten Lösung ist die ionische Flüssigkeit so ausgelegt, dass sie einen sehr geringen Dampfdruck aufweist, so dass eine Verschleppung der ionischen Flüssigkeit in das zu verdichtende Medium, im vorliegenden Fall das Brenngas, nicht oder nur in sehr geringem Umfang erfolgt, so dass die beiden Komponenten mit vergleichsweise geringem Aufwand voneinander getrennt werden können.In the pamphlet WO 2006/034748 A1 describes a device for compressing a gaseous medium, in which the compression of the gas also takes place in a compressor/accumulator, in which the gas to be compressed and an ionic liquid are accommodated, the latter being pressurized by a hydraulic pump in order to inflate the gas to condense. In the known solution, the ionic liquid is designed in such a way that it has a very low vapor pressure, so that the ionic liquid is not carried over into the medium to be compressed, in this case the fuel gas, only to a very small extent, so that the both components can be separated from each other with comparatively little effort.

Nachteilig bei diesen Lösungen ist, dass vor jedem Betanken der jeweilige Verdichter/Akkumulator aufgeladen werden muss, so dass je nach der Designkapazität des installierten Verdichters eine erhebliche Zeit vergehen kann, bis der nächste Tankvorgang begonnen werden kann. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn ein Fahrzeug mit einem vergleichsweise großen Tank betankt werden muss, dessen Kapazität größer ist als die Restkapazität des Verdichters/Akkumulators.A disadvantage of these solutions is that the respective compressor/accumulator has to be charged before each refueling, so that depending on the design capacity of the installed compressor, a considerable time can elapse before the next refueling process can be started. This is particularly problematic when a vehicle has to be refueled with a comparatively large tank whose capacity is greater than the remaining capacity of the compressor/accumulator.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verdichten eines Gases, beispielsweise Wasserstoff, zu schaffen, die es ermöglicht, auch Tanks mit großer Kapazität oder mehrere Tanks parallel zu betanken. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Verfahren zum Füllen eines Tanks bereitzustellen.In contrast, the invention is based on the object of creating a device for compressing a gas, for example hydrogen, which also makes it possible to fill up tanks with a large capacity or several tanks in parallel. The invention is also based on the object of providing a corresponding method for filling a tank.

Diese Aufgabe wird im Hinblick auf die Vorrichtung durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 14 gelöst.This object is achieved with regard to the device by the combination of features of patent claim 1 and with regard to the method by the combination of features of the independent patent claim 14 .

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere zum Verdichten eines für einen Antrieb geeigneten Gases, beispielsweise Wasserstoff, ausgelegt und hat eine Versorgungs-Druckquelle oder ist an eine derartige Druckquelle angeschlossen, die das mit einem Versorgungsdruck beaufschlagte Gas bereitstellt. Die Vorrichtung hat des Weiteren zumindest zwei, jeweils einen Akkumulator für das Gas aufweisende Kompressionsstufen, wobei unter dem Begriff „Akkumulator“ ein Verdichter/Speicher verstanden werden soll, der dazu ausgelegt ist, das Gas aufzunehmen und zum Füllen, beispielsweise eines Tanks, über einen hydraulischen Antrieb mit einem Druck zu beaufschlagen, der oberhalb des Versorgungsdrucks oder Ausgangsdrucks liegt. Dementsprechend kann das Gas innerhalb der Akkumulatoren über ein Hydraulikfluid mit dem vorbestimmten Druck beaufschlagt werden. Erfindungsgemäß ist gasseitig eine Ventillogik (Ventilschaltung) vorgesehen, die derart ausgelegt ist, dass wahlweise jeweils ein oder mehrere Gasanschlüsse der Akkumulatoren mit einem Tank, beispielsweise einem Fahrzeugtank, und/oder einem Gasanschluss eines Akkumulators einer nachgeordneten Stufe verbindbar ist / sind. Die Ventillogik ist des Weiteren so ausgelegt, dass die Druckquelle auch direkt mit dem zu füllenden Tank und/oder dem Gasanschluss eines Akkumulators verbunden werden kann.The device according to the invention is designed in particular for compressing a gas suitable for a drive, for example hydrogen, and has a supply pressure source or is connected to such a pressure source that provides the gas subjected to a supply pressure. The device also has at least two compression stages, each with an accumulator for the gas, with the term “accumulator” being understood to mean a compressor/storage device that is designed to receive the gas and to fill a tank, for example, via a to pressurize the hydraulic drive with a pressure that is above the supply pressure or outlet pressure. Accordingly, the gas within the accumulators can be pressurized with the predetermined pressure via a hydraulic fluid. According to the invention, valve logic (valve switching) is provided on the gas side, which is designed in such a way that one or more gas connections of the accumulators can be connected to a tank, for example a vehicle tank, and/or a gas connection of an accumulator of a downstream stage. The valve logic is also designed in such a way that the pressure source can also be connected directly to the tank to be filled and/or the gas connection of an accumulator.

Unter dem Begriff „Ventillogik“ ist eine geeignete Ventilschaltung, vorzugsweise mit einem jeweils einem Tank zugeordneten Druckregelventil, mit der zugeordneten Steuerung/Regelung mittels eines Steuergerätes zu verstehen.The term “valve logic” is to be understood as meaning a suitable valve circuit, preferably with a pressure control valve assigned to a tank, with the assigned control/regulation by means of a control device.

Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wahlweise einen Akkumulator einer ersten Kompressionsstufe gasseitig mit dem Versorgungsdruck zu beaufschlagen und den Tank zunächst mit Gas aus der Druckquelle (mit dem Versorgungsdruck) zu füllen. In einem folgenden Schritt wird dann das im ersten Akkumulator aufgenommene Gas über den hydraulischen Antrieb verdichtet und der Tank mit einem entsprechenden Druck aus dem ersten Akkumulator beaufschlagt. Gleichzeitig erfolgt ein Vorspannen/Vorfüllen eines Akkumulators einer folgenden Kompressionsstufe, so dass diese auf den Ausgangsdruck der ersten Kompressionsstufe vorgespannt ist. Anschließend wird das Gas im Akkumulator der zweiten Kompressionsstufe hydraulisch verdichtet, so dass das Gas im Tank auf den Ausgangsdruck der zweiten Kompressionsstufe komprimiert wird. Unter dem Begriff „Komprimieren“ wird dabei eine Verdichtung/Kompression des Gases im Tank verstanden, wobei während dieser Kompression auch eine Nachfüllung des Tanks zum Ausgleich der durch die Kompression verursachten Volumenänderung des Gases erfolgt.Such a device makes it possible, according to the method according to the invention, to selectively apply the supply pressure to an accumulator of a first compression stage on the gas side and to initially fill the tank with gas from the pressure source (at the supply pressure). In a subsequent step, the gas contained in the first accumulator is then compressed via the hydraulic drive and the tank is subjected to a corresponding pressure from the first accumulator. At the same time, an accumulator of a following compression stage is pretensioned/prefilled, so that it is pretensioned to the outlet pressure of the first compression stage. Subsequently, the gas in the accumulator of the second compression stage is hydraulically compressed, so that the gas in the tank is compressed to the outlet pressure of the second compression stage. The term “compression” is understood to mean compression/compression of the gas in the tank, with the tank also being refilled during this compression to compensate for the change in volume of the gas caused by the compression.

Diese Vorgehensweise kann entsprechend mit weiteren Kompressionsstufen weitergeführt werden, bis der gewünschte Solldruck von beispielsweise etwa 1000 bar oder 480 bar erreicht ist, um Systeme mit 700 bar bzw. 350 bar Tankdruck zu betanken.This procedure can be continued accordingly with further compression stages until the desired target pressure of, for example, about 1000 bar or 480 bar is reached in order to refuel systems with 700 bar or 350 bar tank pressure.

Diese Vorgehensweise ermöglicht es, das Tanken mit minimalen Energieverlusten und auch mit einem minimalen Druckverlust über ein dem jeweiligen Tank vorgeschaltetes Druckregelventil durchzuführen. Des Weiteren können auch bei vergleichsweise geringen Volumina der Akkumulatoren durch das wechselseitige Vorfüllen während des Betankens die Speichervolumina und somit das Totvolumen minimal gehalten werden. Aufgrund der Druckbeaufschlagung der nachgeordneten Kompressionsstufe während des Füllens des Tanks mit dem Ausgangsdruck der niedrigeren Kompressionsstufe kann der nächste Tankvorgang auch ohne zeitintensives Laden/Vorspannen der Akkumulatoren eingeleitet werden.This procedure makes it possible to carry out refueling with minimal energy losses and also with minimal pressure loss via a pressure control valve connected upstream of the respective tank. Furthermore, even with comparatively small volumes of the accumulators, the storage volumes and thus the dead volume can be kept to a minimum by mutual pre-filling during refueling. Due to the pressurization of the downstream compression stage while the tank is being filled with the outlet pressure of the lower compression stage, the next refueling process can also be initiated without time-consuming charging/preloading of the accumulators.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird es bevorzugt, zwei Sets von Akkumulatoren mit unterschiedliche Kompressionsstufen vorzusehen, wobei jede Kompressionsstufe zumindest zwei etwa baugleiche Akkumulatoren aufweist. Die Ventillogik ist dann ausgelegt, den Gasanschluss des Akkumulators einer Kompressionsstufe mit dem Gasanschluss eines Akkumulators der folgenden Kompressionsstufe zu verbinden, um so die Vorfüllung ohne Zeitverlust durchzuführen.In an exemplary embodiment of the invention, it is preferred to provide two sets of accumulators with different compression stages, with each compression stage having at least two approximately identical accumulators. The valve logic is then designed to connect the gas connection of the accumulator of a compression stage with the gas connection of an accumulator of the following compressor sion stage in order to carry out the pre-filling without loss of time.

Je nach Anzahl der Sets können dann mehrere Fahrzeuge im Wesentlichen gleichzeitig oder ein großer Tank betankt werden, wobei die Vorspannung von Akkumulatoren der höheren Kompressionsstufen über Akkumulatoren der niedrigeren Kompressionsstufe erfolgt.Depending on the number of sets, several vehicles can then be refueled essentially at the same time or a large tank can be refueled, with accumulators in the higher compression stages being preloaded via accumulators in the lower compression stage.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in einer Ausgangsposition ein Akkumulator einer ersten Kompressionsstufe mit dem Versorgungsdruck und ein Akkumulator einer folgenden Kompressionsstufe mit einem dem Ausgangsdruck der vorhergehenden Kompressionsstufe entsprechenden Gasdruck vorgespannt/vorgefüllt ist.It is particularly advantageous if, in a starting position, an accumulator of a first compression stage is preloaded/prefilled with the supply pressure and an accumulator of a subsequent compression stage with a gas pressure corresponding to the outlet pressure of the preceding compression stage.

Während des anschließenden Betriebs wird diese Vorfüllung dann jeweils durch die vorhergehende Kompressionsstufe parallel zur Druckbeaufschlagung des Tanks durchgeführt.During the subsequent operation, this pre-filling is then carried out by the preceding compression stage in parallel with the pressurization of the tank.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, bei einer vorbeschriebenen gasseitigen Vorspannung den Akkumulator der ersten Kompressionsstufe über eine Hydrauliklogik fluidseitig mit Niederdruck, vorzugsweise Umgebungsdruck, und den Akkumulator der folgenden Kompressionsstufe fluidseitig mit einem dem Ausgangsdruck der vorhergehenden Kompressionsstufe entsprechenden Druck vorzuspannen. Eine derartige Hydrauliklogik enthält alle erforderlichen Ventile und Aggregate, beispielsweise Pumpen zur Druckbeaufschlagung der Hydraulikseite der jeweiligen Akkumulatoren. Die Ansteuerung dieser Hydrauliklogik erfolgt ebenfalls wieder über das Steuergerät oder ein eigenes Hydraulik-Steuergerät, das selbstverständlich mit dem gasseitigen Steuergerät in Daten- und Signalverbindung steht.In one embodiment of the invention, it is provided that, with the gas-side prestressing described above, the accumulator of the first compression stage is prestressed on the fluid side with low pressure, preferably ambient pressure, and the accumulator of the following compression stage is prestressed on the fluid side with a pressure corresponding to the outlet pressure of the preceding compression stage. Such a hydraulic logic contains all the necessary valves and units, for example pumps for pressurizing the hydraulic side of the respective accumulators. This hydraulic logic is also controlled via the control unit or a separate hydraulic control unit, which of course has a data and signal connection with the gas-side control unit.

Die Erfindung ist dabei nicht auf eine Ausführung mit zwei Kompressionsstufen begrenzt, sondern es können nahezu beliebig viele Kompressionsstufen hintereinander geschaltet werden, um das Gas auf den vorbestimmten Druck zu bringen, wobei diese Kompressionsstufen, wie vorstehend erläutert, auf einander folgend in Wirkverbindung mit dem Tank gebracht werden, wobei über den Ausgangsdruck einer Kompressionsstufe jeweils eine Vorfüllung der folgenden Kompressionsstufe erfolgt.The invention is not limited to an embodiment with two compression stages, but almost any number of compression stages can be connected in series to bring the gas to the predetermined pressure, with these compression stages, as explained above, being in operative connection with the tank one after the other be brought, wherein the output pressure of a compression stage is in each case a pre-filling of the following compression stage.

Bei einer alternativen Lösung werden alle Akkumulatoren eines oder aller Sets auf ihren maximalen Ausgangsdruck vorgefüllt/vorkomprimiert, so dass die gesamte interne Speicherkapazität des Systems maximiert ist. Das Füllen des Tanks kann dann über die Ventillogik, insbesondere über ein Druckregeventil geregelt werden, so dass der Druck im Tank entsprechend der Regelcharakteristik dieses Druckregelventils (oder dergleichen) geregelt ist.In an alternative solution, all accumulators of one or all sets are primed/pre-compressed to their maximum output pressure so that the total internal storage capacity of the system is maximized. The filling of the tank can then be controlled via the valve logic, in particular via a pressure control valve, so that the pressure in the tank is controlled according to the control characteristics of this pressure control valve (or the like).

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn jede Kompressionsstufe mit zumindest zwei Akkumulatoren ausgeführt ist, so dass eine entsprechende Anzahl von Akkumulator-Sets zur Ausbildung der Kompressionsstufen vorgesehen ist.In this case, it is particularly preferred if each compression stage is designed with at least two accumulators, so that a corresponding number of accumulator sets is provided for forming the compression stages.

Wie vorstehend erwähnt, können die Akkumulatoren fluidseitig über die Hydrauliklogik und zumindest eine Pumpe und optional über einen Booster mit Druck beaufschlagt werden, um den gasseitig gewünschten Druck einzustellen.As mentioned above, the accumulators can be pressurized on the fluid side via the hydraulic logic and at least one pump and optionally via a booster in order to set the desired pressure on the gas side.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn jeder Kompressionsstufe eines oder mehrerer Sets wahlweise eine Hydropumpe oder Motor-Pumpeinheit zugeordnet ist. Selbstverständlich können diese Pumpen auch parallel geschaltet werden, um die jeweiligen Akkumulatoren mit Druckmittel zu versorgen. Bei einem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, die Motor-Pumpeneinheit so auszulegen, dass eine Vielzahl von Hydropumpen über einen gemeinsamen Motor angetrieben wird. Dabei kann der Antrieb direkt über die Motorwelle oder ein zwischengeschaltetes Getriebe oder dergleichen erfolgen.It is particularly preferred if each compression stage of one or more sets is optionally assigned a hydraulic pump or motor-pump unit. Of course, these pumps can also be connected in parallel in order to supply the respective accumulators with pressure medium. In one embodiment, the motor-pump unit is designed in such a way that a large number of hydraulic pumps are driven by a common motor. The drive can take place directly via the motor shaft or an interposed gear or the like.

Die gasseitige Ventillogik ist bei einem Ausführungsbeispiel so ausgelegt, dass die Gasanschlüsse der jeweiligen Sets von Akkumulatoren mit einer entsprechenden Anzahl von Tanks oder mit einem größerem Tank verbunden werden können, so dass eine gleichzeitige Betankung mehrerer Fahrzeuge/Tanks oder eines großen Tanks in kurzer Zeit ermöglicht ist.In one embodiment, the gas-side valve logic is designed in such a way that the gas connections of the respective sets of accumulators can be connected to a corresponding number of tanks or to a larger tank, so that simultaneous refueling of several vehicles/tanks or a large tank is possible in a short time is.

Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn die Akkumulatoren jeder Kompressionsstufe in etwa den gleichen Aufbau besitzen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ausgangsdruck jeder Kompressionsstufe etwa das Doppelte des jeweiligen Eingangsdrucks beträgt.It is particularly preferred if the accumulators of each compression stage have approximately the same structure. It is particularly advantageous if the outlet pressure of each compression stage is approximately twice the respective inlet pressure.

Die Akkumulatoren können als Kolbenspeicher, Blasenspeicher, Membranspeicher ausgebildet sein oder mit einem ionischen Fluid betrieben werden.The accumulators can be designed as piston accumulators, bladder accumulators, membrane accumulators or can be operated with an ionic fluid.

Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei oder vier Kompressionsstufen ausgeführt. Dabei können einige oder alle Kompressionsstufen über einen Booster vorgespannt/angetrieben sein.In a particularly preferred exemplary embodiment of the invention, the device according to the invention is designed with two or four compression stages. Some or all of the compression stages can be biased/driven via a booster.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es vorgesehen, die Abgabe des Gases an den Tank über ein Druckregelventil oder dergleichen zu steuern oder zu regeln.In one exemplary embodiment of the invention, provision is made for controlling or regulating the delivery of the gas to the tank via a pressure control valve or the like.

Zur Verbesserung des thermodynamischen Wirkungsgrades kann die Gasströmung zwischen den Akkumulatoren oder zum Tank hin gekühlt werden. Alternativ können die Akkumulatoren per se mit einer Kühlung ausgeführt sein.To improve the thermodynamic efficiency, the gas flow between the accumulators or towards the tank can be cooled. Alternatively, the accumulators can be designed with cooling per se.

Zur Vermeidung von Verunreinigungen kann des Weiteren stromabwärts der letzten Kompressionsstufe ein Abscheider vorgesehen sein, über den Fluidanteile im Gas oder - insbesondere bei einem Kolbenspeicher - durch verdampfte Schmierstoffe in die Gasseite eingetragene Anteile abgeschieden werden können.To avoid contamination, a separator can also be provided downstream of the last compression stage, via which fluid components in the gas or—particularly in the case of a piston accumulator—parts introduced into the gas side by evaporated lubricants can be separated.

Die Pumpen zum Antrieb der Hydraulikseite der Akkumulatoren können vorzugsweise Verstellpumpen oder Konstantpumpen mit drehzahlvariablem Antrieb oder eine Motor-Pumpenheinheit sein, so dass entsprechend der Ansteuerung der Pumpe(n) unterschiedliche APRR-Charakteristika (Average Pressure Ramp Rate Profiles) einstellbar sind.The pumps for driving the hydraulic side of the accumulators can preferably be variable displacement pumps or constant pumps with a variable-speed drive or a motor-pump unit, so that different APRR characteristics (average pressure ramp rate profiles) can be set according to the control of the pump(s).

Zum Betanken von großen Tankvolumina können den Akkumulatoren auch Speicherpufferkapazitäten zugeordnet werden, durch die weitere APRR-Varianten einstellbar sind.To fill up large tank volumes, storage buffer capacities can also be assigned to the accumulators, through which further APRR variants can be set.

Bei einer alternativen Vorgehensweise kann die Gasseite der Akkumulatoren vor der Verbindung mit dem Tank vorkomprimiert/vorgefüllt werden, wobei dann nach der Verbindung mit dem Tank die vorbeschriebene APRR-Charakteristik über eine geeignete Ventilanordnung, beispielsweise ein Druckwegeventil geregelt wird. Diese Kompression des Gases innerhalb des Akkumulators kann weiter durchgeführt werden, wenn eine minimale Druckdifferenz über dem Druckregelventil unterschritten wird. Diese Situation kann beispielsweise dann relevant sein, wenn der Tankvorgang gestoppt oder unterbrochen wird (beispielsweise durch den Nutzer) bevor das Gas innerhalb des Akkumulators komprimiert ist. Dementsprechend sind die Akkumulatoren gemäß dieser Vorgehensweise derart angesteuert, dass deren maximale Kapazität für das Füllen des Tanks/der Tanks zu jeder Zeit ausgenutzt werden kann.In an alternative procedure, the gas side of the accumulators can be pre-compressed/pre-filled prior to connection to the tank, in which case the above-described APRR characteristic is controlled via a suitable valve arrangement, for example a pressure-path valve, after connection to the tank. This compression of the gas within the accumulator can continue if the pressure difference across the pressure control valve falls below a minimum. This situation can be relevant, for example, when the refueling process is stopped or interrupted (e.g. by the user) before the gas inside the accumulator is compressed. Accordingly, according to this procedure, the accumulators are controlled in such a way that their maximum capacity for filling the tank(s) can be utilized at any time.

Zur Druckregelung ist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung jedem Tank ein Druckregelventil oder ein sonstiges Ventil geeigneter Bauart vorgeschaltet, wobei die Steuerung so ausgelegt sein kann, dass bei Unterschreiten eines vorbestimmten Druckabfalls über diesem Ventil eine Kompression des Akkumulators erfolgt, aus dem der Tank versorgt wird.In a preferred embodiment of the invention, each tank is preceded by a pressure control valve or another valve of a suitable type for pressure control, whereby the controller can be designed in such a way that if the pressure drop across this valve falls below a predetermined value, the accumulator from which the tank is supplied is compressed .

Die Anmelderin behält sich vor, auf diese Merkmale eigene Ansprüche zu richten.The applicant reserves the right to make his own claims to these features.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Hydraulikschaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Betanken/Füllen von Fahrzeugtanks;
2 eine Detaildarstellung eines Teilsystems der Schaltung gemäß 1 und
3 ein Diagramm, in dem der Druck in Akkumulatoren der Schaltung gemäß den 1 und 2 über der Zeit dargestellt ist.

Preferred exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below using schematic drawings. Show it:

1 a hydraulic circuit of a device according to the invention for refueling/filling vehicle tanks;
2 a detailed representation of a subsystem of the circuit according to FIG 1 and
3 a diagram in which the pressure in accumulators of the circuit according to 1 and 2 is shown over time.

1 zeigt beispielhaft ein Schaltschema einer Tankstation 1, die zur Betankung von Tanks 2, 4 zweier Fahrzeuge ausgelegt ist und die mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 6 zur Kompression/Verdichtung von Wasserstoff oder eines anderen Gases ausgeführt ist. 1 shows an example of a circuit diagram of a tank station 1, which is designed to fill up tanks 2, 4 of two vehicles and which is designed with a device 6 according to the invention for compressing/compressing hydrogen or another gas.

Die Erfindung ist jedoch keinesfalls auf eine Anwendung zum Betanken von Fahrzeugtanks beschränkt, sondern kann beispielsweise auch verwendet werden, um andere Tanks, beispielsweise auf Trailern oder Containern angeordnete Tanks, beispielsweise mit einer Kapazität von 1200 kg zu betanken. Das erfindungsgemäße System kann auch verwendet werden, um kleinere Tanks, beispielsweise mit einer Kapazität von 2 x 40 kg oder 1 x 80 kg gleichzeitig beziehungsweise über alle Sets zu betanken.However, the invention is in no way limited to an application for filling up vehicle tanks, but can also be used, for example, to fill up other tanks, for example tanks arranged on trailers or containers, for example with a capacity of 1200 kg. The system according to the invention can also be used to fill up smaller tanks, for example with a capacity of 2 x 40 kg or 1 x 80 kg, at the same time or over all sets.

Die Vorrichtung 6 ist an ein Versorgungsnetz, im Folgenden Versorgungs-Druckquelle 8 genannt, angeschlossen, wobei über diese Druckquelle 8 Wasserstoff mit einem Versorgungsdruck p0 von beispielsweise 60 bar bereitgestellt wird. Dieser Druck ist selbstverständlich zu gering, um Tanks 2, 4 mit dem erforderlichen Tankdruck, beispielsweise 350 bar oder 700 bar, zu befüllen, so dass entsprechend eine Verdichter-/Akkumulatoranordnung 10 vorgesehen ist, um den erforderlichen Tankdruck aufzubauen. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Akkumulatoranordnung vier Kompressionsstufen 12, 14, 16, 18, wobei jede Kompressionsstufe jeweils ein Set (Subsystem) mit zwei baugleichen Akkumulatoren 20a, 20b; 22a, 22b; 24a, 24b und 26a, 26b enthält.The device 6 is connected to a supply network, called the supply pressure source 8 below, with hydrogen being provided at a supply pressure p0 of, for example, 60 bar via this pressure source 8 . This pressure is of course too low to fill tanks 2, 4 with the required tank pressure, for example 350 bar or 700 bar, so that a compressor/accumulator arrangement 10 is provided accordingly in order to build up the required tank pressure. In the illustrated embodiment, the accumulator arrangement has four compression stages 12, 14, 16, 18, each compression stage having a set (subsystem) with two identical accumulators 20a, 20b; 22a, 22b; 24a, 24b and 26a, 26b.

Über das erste Akkumulatoren-Set (Kompressionsstufe 12) erfolgt eine Verdichtung des Gases vom Versorgungsdruck p0 auf einen Zwischendruck p1, der beispielsweise etwa 120 bar beträgt. In der zweiten Kompressionsstufe 14 erfolgt die Verdichtung dieses Zwischendrucks p1 auf einen höheren Druck p2, der beispielsweise etwa 240 bar beträgt. Über die beiden weiteren Kompressionsstufen 16, 18 wird das Gas dann von dem weiteren Druck p2 auf einen ersten Tankdruck p3 in Höhe von etwa 480 bar und über das Set 18 von diesem ersten Tankdruck p3 auf einen Tankhochdruck p4 von etwa 1000 bar verdichtet. Über die Kompressionsstufe 16 mit dem ersten Tankdruck p3 können dann beispielsweise Fahrzeuge betankt werden, die einen Tankdruck von etwa 350 bar voraussetzen, während die Kompressionsstufe 18 genutzt wird, um Fahrzeuge zu betanken, die einen Tankdruck von etwa 700 bar voraussetzen. Selbstverständlich sind durch entsprechende Ausgestaltung der Akkumulatoren auch andere Druckverhältnisse realisierbar. Wie im Folgenden noch näher beschrieben, sind die Akkumulatoren jeweils als Kolbenspeicher ausgeführt, wobei der Kolben jeweils einen den Wasserstoff aufnehmenden Gasraum von einem mit Hydraulikflüssigkeit befüllten Fluidraum trennt, der mit dem Druckanschluss einer Hydraulikpumpe oder mit einem Tank verbindbar ist, um den gasseitigen Druckraum mit Druck zu beaufschlagen oder zu entspannen.Via the first set of accumulators (compression stage 12), the gas is compressed from the supply pressure p0 to an intermediate pressure p1, which is approximately 120 bar, for example. In the second compression stage 14, this intermediate pressure p1 is compressed to a higher pressure p2, which is approximately 240 bar, for example. Via the two further compression stages 16, 18, the gas is then reduced from the further pressure p2 to a first tank pressure p3 of approximately 480 bar and via the set 18 from this first tank pressure p3 compressed to a high tank pressure p4 of about 1000 bar. For example, vehicles that require a tank pressure of approximately 350 bar can then be refueled via the compression stage 16 with the first tank pressure p3, while the compression stage 18 is used to refuel vehicles that require a tank pressure of approximately 700 bar. Of course, other pressure ratios can also be realized by designing the accumulators accordingly. As described in more detail below, the accumulators are each designed as piston accumulators, with the piston in each case separating a gas space that absorbs the hydrogen from a fluid space that is filled with hydraulic fluid and can be connected to the pressure connection of a hydraulic pump or to a tank in order to connect the gas-side pressure space with to apply pressure or to relax.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind vier derartiger Hydropumpen 28, 30, 32, 34 vorgesehen, deren Druckanschluss 36 (lediglich ein Druckanschluss in 1 mit einem Bezugszeichen versehen) über eine Hydrauliklogik 38 und über Arbeitsleitungen 40a, 40b, 42a, 42b, 44 bzw. 46 mit dem jeweiligen Set verbindbar ist. Dementsprechend bilden die Sets jeweils Kompressionsstufen 12, 14, 16, 18 aus, so dass beim dargestellten Ausführungsbeispiel vier Kompressionsstufen vorgesehen sind, um das Gas ausgehend vom Versorgungsdruck p0 auf den Hochdruck p4 zu verdichten. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verdichtung/Kompression des Gases von dem vergleichsweise geringen Druck p2 auf die vergleichsweise hohen Drücke p3 und p4 jeweils mit Hilfe eines Boosters 48, 50, der an die Arbeitsleitungen 44, 46 angeschlossen ist und deren Ausgangsanschluss 52, 54 über eine Boosterlogik 56 mit den Kompressionsstufen 16, 18 verbunden ist. Prinzipiell kann auf diese Booster 48, 50 auch verzichtet werden, so dass die Kompression/Verdichtung im Wesentlichen mit Hilfe der Akkumulatoren 20, 22, 24, 26 und der Hydropumpen 28, 30, 32, 34 erfolgt. Im Prinzip können auch im Niederdruckbereich (Kompressionsstufen 12, 14) Booster zur Unterstützung eingesetzt werden, so dass entsprechend die Hydropumpen 28, 30, 32, 34 mit einem geringeren Maximaldruck ausgelegt sein können.In the illustrated embodiment, four such hydraulic pumps 28, 30, 32, 34 are provided, the pressure connection 36 (only one pressure connection in 1 provided with a reference number) via a hydraulic logic 38 and via working lines 40a, 40b, 42a, 42b, 44 or 46 with the respective set can be connected. Accordingly, the sets each form compression stages 12, 14, 16, 18, so that in the exemplary embodiment shown, four compression stages are provided in order to compress the gas from the supply pressure p0 to the high pressure p4. In the illustrated embodiment, the gas is compressed from the comparatively low pressure p2 to the comparatively high pressures p3 and p4 with the aid of a booster 48, 50, which is connected to the working lines 44, 46 and their outlet connection 52, 54 via a Booster logic 56 is connected to the compression stages 16, 18. In principle, these boosters 48, 50 can also be dispensed with, so that the compression/compression takes place essentially with the aid of the accumulators 20, 22, 24, 26 and the hydraulic pumps 28, 30, 32, 34. In principle, boosters can also be used for support in the low-pressure area (compression stages 12, 14), so that the hydraulic pumps 28, 30, 32, 34 can be designed with a lower maximum pressure accordingly.

Diese Hydropumpen 28, 30, 32, 34 können beispielsweise als Verstellpumpen oder als Konstantpumpe mit drehzahlvariablem Antrieb ausgeführt sein.These hydraulic pumps 28, 30, 32, 34 can be designed, for example, as variable displacement pumps or as constant pumps with a variable-speed drive.

Die Ansteuerung der Ventile der Hydrauliklogik 38 und der Boosterlogik 56 erfolgt über ein oder mehrere Steuergeräte 58.The valves of the hydraulic logic 38 and the booster logic 56 are activated via one or more control units 58.

Eine Besonderheit des erfindungsgemäßen Konzeptes besteht darin, dass in den einzelnen Kompressionsstufen 12, 14, 16, 18 der Ausgangsdruck (p1, p2, p3) eines Akkumulators 20, 22, 24 zum einen zur Kompression des Wasserstoffs im Tank 2, 4 und zum anderen zum Vorspannen/Vorfüllen des Akkumulators der folgenden Kompressionsstufe 14, 16, 18 verwendet wird, so dass für diese Vorspannung keine eigenen Druckspeicher oder allenfalls Druckspeicher mit einer minimalen Speicherkapazität erforderlich sind.A special feature of the concept according to the invention is that in the individual compression stages 12, 14, 16, 18 the output pressure (p1, p2, p3) of an accumulator 20, 22, 24 on the one hand for the compression of the hydrogen in the tank 2, 4 and on the other is used to prestress/prefill the accumulator of the following compression stage 14, 16, 18, so that no separate pressure accumulator or at most pressure accumulators with a minimum storage capacity are required for this prestressing.

Je nach Ansteuerung der Hydraulikseite werden dann die Druckquelle 8 und Gasanschlüsse 60a, 60b, 62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b der Akkumulatoren 20, 22, 24, 26 kaskadierend über eine gasseitige Ventillogik 68 mit den Tanks 2, 4 verbunden, so dass diese mit Gas vorgefüllt und dieses sukzessive auf den erforderlichen Tankdruck komprimiert wird, wobei diese Kompression mit dem Ausgangsdruck (p1, p2, p3, p4) der jeweiligen Kompressionsstufen 12, 14, 16, 18 erfolgt. Wie vorstehend erläutert, erfolgt die Vorfüllung der folgenden Kompressionsstufen 14, 16, 18 jeweils über den Ausgangsdruck der vorhergehenden Kompressionsstufe. Die Druckregelung erfolgt dabei über ein dem Tank 2, 4 vorgeschaltetes, nicht dargestelltes Druckregelventil.Depending on the control of the hydraulic side, the pressure source 8 and gas connections 60a, 60b, 62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b of the accumulators 20, 22, 24, 26 are connected in a cascading manner to the tanks 2, 4 via a gas-side valve logic 68. so that it is pre-filled with gas and this is successively compressed to the required tank pressure, this compression taking place with the outlet pressure (p1, p2, p3, p4) of the respective compression stages 12, 14, 16, 18. As explained above, the pre-filling of the following compression stages 14, 16, 18 takes place via the outlet pressure of the preceding compression stage. The pressure is controlled via a pressure control valve (not shown) connected upstream of the tank 2, 4.

Auch die Ventillogik 68 mit den Druckregelventilen für den Tank 2, 4 wird, wie in 1 angedeutet, über das zentrale Steuergerät 58 oder über ein weiteres Steuergerät angesteuert. Diese Ansteuerung erfolgt erfindungsgemäß derart, dass zur Befüllung des Tanks 2 je nach gewünschtem Tankdruck die Akkumulatoren 20a, 22a, 24a, 26a und für die Füllung des Tanks 4 die Akkumulatoren 20b, 22b, 24b, 26b verwendet werden, so dass die mit dem Bezugszeichen „a“ und „b“ gekennzeichneten Akkumulatoren jeweils ein Subsystem / Set ausbilden. Dabei wird die vorbeschriebene Vorfüllung derart gesteuert, dass Ausgangs-/Gasdruck des erst genannten Subsystems („a“) zur Vorspannung/Vorfüllung der Kompressionsstufen des zweiten Subsystems („b“) verwendet werden. Dies führt dazu, dass beide Tanks 2, 4 parallel, jedoch zeitlich leicht versetzt zu einander befüllt werden können, wobei auch mehrere Kompressionsstufen realisierbar sind.The valve logic 68 with the pressure control valves for the tank 2, 4, as in 1 indicated controlled via the central control unit 58 or via another control unit. According to the invention, this control is carried out in such a way that accumulators 20a, 22a, 24a, 26a are used to fill tank 2, depending on the desired tank pressure, and accumulators 20b, 22b, 24b, 26b are used to fill tank 4, so that the Accumulators marked "a" and "b" each form a subsystem / set. The pre-charge described above is controlled in such a way that the outlet/gas pressure of the first-mentioned subsystem (“a”) is used to preload/pre-charge the compression stages of the second sub-system (“b”). This means that both tanks 2, 4 can be filled in parallel, but slightly offset in time, with several compression stages being able to be implemented.

2 zeigt in detaillierter Ansicht denjenigen Teil der Schaltung gemäß 1, mit dem die Tanks 2, 4 mit Gas gefüllt werden können, das einen maximalen Druck p2 aufweist, der beispielsweise 240 bar beträgt. Wie vorstehend erläutert, bilden dabei die Akkumulatoren 20a, 22a und 20b, 22b jeweils ein Subsystem („a“, „b“), wobei das Subsystem „a“ zum Füllen des Tanks 2 und das Subsystem „b“ zum Füllen des Tanks 4 ausgelegt ist. Selbstverständlich kann über die beiden Subsysteme „a“ und „b“ auch ein großer Tank gefüllt werden, wobei dann beide Subsysteme wechselweise in Wirkverbindung mit dem Tank sind. 2 shows in detail that part of the circuit according to FIG 1 , with which the tanks 2, 4 can be filled with gas having a maximum pressure p2, which is, for example, 240 bar. As explained above, the accumulators 20a, 22a and 20b, 22b each form a subsystem ("a", "b"), with subsystem "a" for filling tank 2 and subsystem "b" for filling tank 4 is designed. Of course, a large tank can also be filled via the two subsystems "a" and "b", in which case both Subsystems are alternately operatively connected to the tank.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Akkumulatoren 20, 22 als Kolbenspeicher ausgeführt, wobei die Kolben jeweils einen Gasraum 70a, 70b, 72a, 72b der Akkumulator-Sets von einem Fluidraum 74a, 74b, bzw. 76a, 76b trennen. Die Druckbeaufschlagung der Fluidräume 74, 76 erfolgt gemäß der Darstellung in 2 über die Hydrauliklogik 38, wobei diese über die Arbeitsleitungen 40a, 40b, 42a, 42b mit den Fluidräumen 74, 76 verbunden ist. Die Gasanschlüsse 60a, 60b, 62a, 62b können über die gestrichelt angedeutete Ventillogik 68 wahlweise mit dem Tank 2 und/oder 4 verbunden werden.In the illustrated embodiment, the accumulators 20, 22 are designed as piston accumulators, with the pistons each separating a gas space 70a, 70b, 72a, 72b of the accumulator sets from a fluid space 74a, 74b or 76a, 76b. The fluid chambers 74, 76 are pressurized as shown in FIG 2 via the hydraulic logic 38, which is connected to the fluid chambers 74, 76 via the working lines 40a, 40b, 42a, 42b. The gas connections 60a, 60b, 62a, 62b can be optionally connected to the tank 2 and/or 4 via the valve logic 68 indicated by dashed lines.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ventillogik 68 im Wesentlichen durch Rückschlagventile (check valve), die eine Druckmittelströmung in einer Richtung zulassen und in der anderen Richtung sperren und durch vorgesteuerte Rückschlagventile ausgebildet, die eine Druckmittelströmung in eine Richtung nach Art eines nicht vorgesteuerten Rückschlagventils zulassen und die in der anderen Richtung über die Vorsteuerung aufsteuerbar sind.In the illustrated embodiment, the valve logic 68 is essentially formed by check valves (check valve), which allow a flow of pressure medium in one direction and block it in the other direction, and by pilot-controlled check valves, which allow a flow of pressure medium in one direction in the manner of a non-pilot-controlled check valve and which can be opened in the other direction via the pilot control.

Demgemäß ist die Druckquelle 8, die einen Versorgungsdruck p0 bereitstellt, an zwei Versorgungsleitungen 78, 80 angeschlossen, die zum Tank 2 bzw. 4 führen. Die Versorgungsleitung 78 ist über eine Gasleitung 82a mit dem Gasanschluss 60a und über eine weitere Gasleitung 84a mit dem Gasanschluss 62a des Akkumulators 22a der zweiten Kompressionsstufe 14 verbunden. In entsprechender Weise ist die weitere Versorgungsleitung 80 über eine Gasleitung 82b mit dem Gasanschluss 60b des Akkumulators 20b und über eine weitere Gasleitung 84b mit dem Gasanschluss 62b des Akkumulators 22b der zweiten Kompressionsstufe 14 verbunden. Die beiden Gasleitungen 82a und 84b sind über eine Vorspannleitung 86a und entsprechend die beiden Gasleitungen 82b und 84a über eine Vorspannleitung 86b mit einander verbunden. Vor und nach den Abzweigungen der Gasleitungen 82, 84 von den Versorgungsleitungen 78, 80 sind jeweils Rückschlagventile 88a, 88b, 90a, 90b und 92a, 92b vorgesehen, die in Richtung zum Tank 2, 4 öffnen. In den von den Versorgungsleitungen 78, 80 abzweigenden Gasleitungen 82a, 82b, 84a, 84b sind jeweils vorgesteuerte Rückschlagventile 96a, 96b, 98a, 98b angeordnet, wobei die Vorsteuerung der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.Accordingly, the pressure source 8, which provides a supply pressure p0, is connected to two supply lines 78, 80, which lead to tanks 2 and 4, respectively. The supply line 78 is connected to the gas connection 60a via a gas line 82a and to the gas connection 62a of the accumulator 22a of the second compression stage 14 via a further gas line 84a. In a corresponding manner, the further supply line 80 is connected to the gas connection 60b of the accumulator 20b via a gas line 82b and to the gas connection 62b of the accumulator 22b of the second compression stage 14 via a further gas line 84b. The two gas lines 82a and 84b are connected to one another via a preload line 86a and, correspondingly, the two gas lines 82b and 84a are connected to one another via a preload line 86b. Check valves 88a, 88b, 90a, 90b and 92a, 92b are provided before and after the branches of the gas lines 82, 84 from the supply lines 78, 80, which open in the direction of the tank 2, 4. Pilot-controlled check valves 96a, 96b, 98a, 98b are arranged in the gas lines 82a, 82b, 84a, 84b branching off from the supply lines 78, 80, the pilot control not being shown for the sake of simplicity.

In den beiden Vorspannleitungen 86a, 86b ist ebenfalls jeweils ein Rückschlagventil 100a, 100b vorgesehen, das in Richtung der Kompressionsstufe mit dem höheren Druck öffnet und in Gegenrichtung schließt. In entsprechender Weise wird über die Rückschlagventile 88, 90, 92 eine Rückströmung aus dem Tank 2, 4 in Richtung zur Druckquelle 8 gesperrt.A check valve 100a, 100b is also provided in each of the two preload lines 86a, 86b, which opens in the direction of the compression stage with the higher pressure and closes in the opposite direction. In a corresponding manner, a return flow from the tank 2, 4 in the direction of the pressure source 8 is blocked via the check valves 88, 90, 92.

Nicht dargestellt in 2 sind Druckregelventile, über die die APRR-Charakteristik zusätzlich beeinflussbar ist und die ausgangsseitig stromaufwärts der Tanks 2, 4 angeordnet sind.Not shown in 2 are pressure control valves, via which the APRR characteristic can also be influenced and which are arranged on the output side upstream of the tanks 2, 4.

Vor Beginn des Tankvorgangs wird das Subsystem „a“ mit Wasserstoff vorgefüllt, wobei im Gasraum 70a der Versorgungsdruck und im Gasraum 72a der mittlere Druck, d.h. der Druck p1 (beispielsweise 120 bar) anliegt. Das Subsystem „b“ wird über die Hydraulikseite beaufschlagt, wobei im Fluidraum 74b der Umgebungsdruck und im Fluidraum 76b ein dem Druck p1 entsprechender Fluiddruck anliegt.Before the start of the refueling process, subsystem “a” is pre-filled with hydrogen, with the supply pressure being present in gas space 70a and the mean pressure, i.e. pressure p1 (e.g. 120 bar), being present in gas space 72a. The subsystem “b” is acted upon via the hydraulic side, the ambient pressure being present in the fluid chamber 74b and a fluid pressure corresponding to the pressure p1 being present in the fluid chamber 76b.

In einer ersten Kompressionsstufe 12 wird der Tank 2 des ersten Fahrzeugs über das nicht dargestellte Druckregelventil mit Wasserstoff gefüllt, wobei dieser mit dem Druck p0 über die Ventile 88a, 90a und 92a zugeführt wird. Im Subsystem „b“ wird dabei der Gasraum 70b über die Ventile 88b und 96b mit dem Versorgungsdruck p0 beaufschlagt, so dass das Hydraulikfluid aus dem Fluidraum 74b verdrängt wird.In a first compression stage 12, the tank 2 of the first vehicle is filled with hydrogen via the pressure control valve (not shown), this being supplied at the pressure p0 via the valves 88a, 90a and 92a. In the subsystem “b”, the gas chamber 70b is acted upon by the supply pressure p0 via the valves 88b and 96b, so that the hydraulic fluid is displaced from the fluid chamber 74b.

In einem zweiten Schritt wird dann über die Hydrauliklogik 38 und die zugeordnete Hydropumpe 28, 30, 32 oder 34 der Fluidraum 74a mit Druckmittel beaufschlagt, so dass der Wasserstoff im Gasraum 70a vom Druck p0 auf den Druck p1 komprimiert und über die Ventile 96a, 90a und 92a zum Tank 2 geleitet wird, so dass der Wasserstoff im Tank 2 vom Versorgungsdruck p0 auf den Druck p1 verdichtet ist. Durch diese stufenweise Komprimierung ist gewährleistet, dass der Druckabfall über dem Druckregelventil und die damit einhergehenden Verluste minimal sind.In a second step, the fluid chamber 74a is pressurized with pressure medium via the hydraulic logic 38 and the associated hydraulic pump 28, 30, 32 or 34, so that the hydrogen in the gas chamber 70a is compressed from the pressure p0 to the pressure p1 and via the valves 96a, 90a and 92a to the tank 2, so that the hydrogen in the tank 2 is compressed from the supply pressure p0 to the pressure p1. This gradual compression ensures that the pressure drop across the pressure control valve and the associated losses are minimal.

Ein Teilstrom des Wasserstoffs wird erfindungsgemäß über das Ventil 100a zum Gasraum 72b des Akkumulators 22b der zweiten Kompressionsstufe 14 geführt, so dass eine Vorfüllung mit dem Druck p1 erfolgt.According to the invention, a partial flow of the hydrogen is conducted via the valve 100a to the gas space 72b of the accumulator 22b of the second compression stage 14, so that a pre-filling with the pressure p1 takes place.

Zeitgleich wird Wasserstoff über den hydraulikseitigen Antrieb des Akkumulators 22a vom Druck p1 auf den Druck p2 komprimiert und über die Ventile 98a und 92a wird der Wasserstoff im Tank 2 in dem dritten Schritt auf den Druck p2 komprimiert.At the same time, hydrogen is compressed from pressure p1 to pressure p2 via the hydraulic-side drive of accumulator 22a, and the hydrogen in tank 2 is compressed to pressure p2 via valves 98a and 92a in the third step.

Nach dem Tankvorgang ist dann der Tank 2 komplett gefüllt, wobei in diesem der Druck p2 anliegt.After the refueling process, the tank 2 is then completely filled, with the pressure p2 being present in it.

Parallel zu dieser Betankung wird der Tank 4 des zweiten Fahrzeugs in entsprechender Weise zunächst in dem ersten Schritt mit dem Versorgungsdruck p0 gefüllt, wobei diese Füllung über die Ventile 88b, 90b, 92b und ggf. das nicht dargestellte Druckregelventil erfolgt. In der Folge erfolgt die Kompression des Wasserstoffs im Tank 4 dann entsprechend den vorgehenden Ausführungen stufenweise nach dem vorbeschriebenen Schritten 2 und 3 (stufenweise Kompression des Wasserstoffs im Tank , der zunächst mit dem Druck p1 und dann mit dem Druck p2 beaufschlagt ist), wobei die Ansteuerung der Subsysteme „a“ und „b“ in umgekehrter Weise wie beim oben beschriebenen Befüllen des Tanks 2 erfolgt. D.h. über den hydraulischen Antrieb und die Hydrauliklogik 38 wird der Gasraum 70b des Akkumulators 20b mit dem Druck p1 beaufschlagt und der Wasserstoff im Tank 4 dann über die Ventile 96b, 90b und 92b komprimiert. Ein Teilstrom des Wasserstoffs wird über die Vorspannleitung 36b und das Rückschlagventil 100b abgezweigt, so dass entsprechend der Akkumulator 22a des Subsystems „a“ mit dem Druck p1 vorgefüllt wird. In dem dritten Schritt wird dann, wie vorstehend beschrieben, über den hydraulischen Antrieb der Wasserstoff im Gasraum 72b des Akkumulators 22b auf den Druck p2 verdichtet und über die Ventile 98b, 92b der Wasserstoff im Tank 4 auf den Druck p2 komprimiert.Parallel to this refueling, the tank 4 of the second vehicle is first filled in a corresponding manner in the first step with the supply pressure p0, with this filling via the valves 88b, 90b, 92b and possibly the pressure not shown control valve takes place. As a result, the compression of the hydrogen in the tank 4 then takes place in accordance with the above statements in stages according to the above-described steps 2 and 3 (stage compression of the hydrogen in the tank, which is first subjected to the pressure p1 and then to the pressure p2), with the The subsystems “a” and “b” are controlled in the opposite way to the filling of the tank 2 described above. This means that the pressure p1 is applied to the gas space 70b of the accumulator 20b via the hydraulic drive and the hydraulic logic 38 and the hydrogen in the tank 4 is then compressed via the valves 96b, 90b and 92b. A partial flow of the hydrogen is branched off via the preload line 36b and the check valve 100b, so that the accumulator 22a of the subsystem “a” is prefilled with the pressure p1 accordingly. In the third step, as described above, the hydrogen in the gas space 72b of the accumulator 22b is then compressed to the pressure p2 via the hydraulic drive and the hydrogen in the tank 4 is compressed to the pressure p2 via the valves 98b, 92b.

In dem Fall, in dem mehr als zwei Stufen (siehe 2) vorgesehen sind, erfolgt die stufenweise Kompression des Wasserstoffs in den Tanks 2 bzw. 4 in entsprechender Weise, wobei jeweils der Ausgangsdruck eines Akkumulators einer niedrigeren Kompressionsstufe eines Subsystems zum Vorfüllen eines Akkumulators einer höheren Kompressionsstufe des weiteren Subsystems verwendet wird.In the case where more than two stages (see 2 ) are provided, the gradual compression of the hydrogen in the tanks 2 and 4 takes place in a corresponding manner, with the output pressure of an accumulator of a lower compression stage of a subsystem being used to prefill an accumulator of a higher compression stage of the further subsystem.

Die vorbeschriebenen Rückschlagventile können auch durch herkömmliche direkt- oder vorgesteuerte Wegeventile oder sonstige Ventile ersetzt werden. Wie vorstehend erläutert, können vor der Herstellung der Druckmittelverbindung zum Tank 2, 4 der jeweiligen Fahrzeuge Akkumulatoren mit Hilfe eines Druckregelventils vorgespannt werden, über das der Füllvorgang geregelt wird.The check valves described above can also be replaced by conventional direct or pilot-operated directional control valves or other valves. As explained above, before the pressure medium connection to the tank 2, 4 of the respective vehicles is established, accumulators can be preloaded with the aid of a pressure control valve, via which the filling process is controlled.

Wie eingangs erwähnt, erfolgt die Ansteuerung der Hydrauliklogik 38, der Ventillogik 68 und der Boosterlogik 56 über das Steuergerät 58, beispielsweise in Abhängigkeit von einer vorbestimmten APRR-Charakteristik, die im Steuergerät abgelegt ist oder aber fahrzeugseitig beim Anschließen vorgegeben ist. Über dieses Steuergerät 58 wird dann entsprechend die Funktion der vorgesteuerten Ventile 96, 98 und der Booster 48, 50 bzw. der Hydraulikpumpen 28, 30, 32, 34 in geeigneter Weise gesteuert.As mentioned at the outset, the hydraulic logic 38, the valve logic 68 and the booster logic 56 are activated via the control unit 58, for example as a function of a predetermined APRR characteristic that is stored in the control unit or is specified by the vehicle when it is connected. The function of the pilot-controlled valves 96, 98 and the boosters 48, 50 or the hydraulic pumps 28, 30, 32, 34 is then appropriately controlled via this control unit 58.

In dem Fall, in dem die Akkumulatoren über die Booster 48, 50 angetrieben sind, kann das von den Boostern 48, 50 zurückströmende Druckmittel auch direkt einem Fluidtank zugeführt oder in einem anderen Bereich des Hydrauliksystems genutzt werden. Das gleiche gilt auch für das druckbeaufschlagte Druckmittel, das während des Tankvorgangs durch den Wasserstoff während der Verdichtungsstufen 2, 3 und folgende aus dem jeweiligen Akkumulator verdrängt wird.In the case in which the accumulators are driven via the boosters 48, 50, the pressure medium flowing back from the boosters 48, 50 can also be fed directly to a fluid tank or used in another area of the hydraulic system. The same also applies to the pressurized pressure medium, which is displaced from the respective accumulator during the refueling process by the hydrogen during compression stages 2, 3 and the following.

In dem Diagramm gemäß 3 ist der Druckverlauf in den vorbeschriebenen Akkumulatoren (siehe 1) über der Zeit dargestellt. Dabei repräsentieren die beiden Diagonalen 104, 106 die APRR-Charakteristik, die in der vorbeschriebenen Weise durch eine entsprechende Ansteuerung der Hydrauliklogik 38, der Boosterlogik 56 und der Ventillogik 68 sowie der Hydropumpen 28, 30, 32, 34 und der nicht dargestellten Druckregelventile (oder dergleichen) einstellbar ist.According to the diagram 3 is the pressure curve in the accumulators described above (see 1 ) plotted over time. The two diagonals 104, 106 represent the APRR characteristics, which are generated in the manner described above by appropriate activation of the hydraulic logic 38, the booster logic 56 and the valve logic 68 as well as the hydraulic pumps 28, 30, 32, 34 and the pressure control valves (or the like) is adjustable.

In 3 sind die Druckverläufe zur Klarstellung so dargestellt, dass die Druckdifferenz zwischen dem Tank 2, 4 und dem jeweils angeschlossenen Akkumulator Null ist. Wie den einzelnen Druckverläufen entnehmbar ist, haben die Akkumulatoren 20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b der ersten drei Kompressionsstufen 12, 14, 16 jeweils eine Kompressions, die durch einen Druckanstieg über der Zeit gekennzeichnet ist. Diese drei Kompressionsstufen haben des Weiteren eine aktive Füllphase, bei der der Ausgangsdruck konstant ist, um den Akkumulator der nächsten Kompressionsstufe des zweiten Subsystems vorzufüllen. Jeder Akkumulator der drei Kompressionsstufen 12, 14, 16 hat des Weiteren eine passive Füllphase, die bei einem konstanten Eingangsdruck durchgeführt wird. Die Akkumulatoren der letzten Kompressionsstufe, im vorliegenden Fall der vierten Kompressionsstufe 18, haben keine aktive Füllphase, da kein Akkumulator einer höheren Kompressionsstufe nachgeschaltet ist. Wie eingangs erwähnt, sind die Kompressionsverhältnisse zwischen den einzelnen Kompressionsstufen jeweils so gewählt, dass das Kompressionsverhältnis 1:2 beträgt, so dass entsprechend der Druck im Ausgang einer Kompressionsstufe doppelt so hoch ist wie der Ausgangsdruck der vorhergehenden Kompressionsstufe. Dieses Kompressionsverhältnis ermöglicht eine effiziente Kühlung des Wasserstoffs zwischen den Kompressionsstufen, da die frei werdende Kompressionswärme innerhalb der einzelnen Verdichtungsstufen dann in etwa gleich ist und auch zur Verdichtung in jeder Kompressionsstufe in etwa die gleiche Kompressionsarbeit und somit Leistung erforderlich ist.In 3 the pressure curves are shown for clarification in such a way that the pressure difference between the tank 2, 4 and the respectively connected accumulator is zero. As can be seen from the individual pressure curves, the accumulators 20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b of the first three compression stages 12, 14, 16 each have a compression which is characterized by an increase in pressure over time. These three compression stages also have an active fill phase where the outlet pressure is constant to prime the accumulator of the next compression stage of the second subsystem. Furthermore, each accumulator of the three compression stages 12, 14, 16 has a passive filling phase, which is carried out at a constant inlet pressure. The accumulators of the last compression stage, in the present case the fourth compression stage 18, have no active filling phase since no accumulator of a higher compression stage is connected downstream. As mentioned at the outset, the compression ratios between the individual compression stages are selected in such a way that the compression ratio is 1:2, so that the pressure at the outlet of a compression stage is twice as high as the outlet pressure of the previous compression stage. This compression ratio enables efficient cooling of the hydrogen between the compression stages, since the heat of compression released within the individual compression stages is then approximately the same and approximately the same compression work and thus power is required for compression in each compression stage.

Wie vorstehend erwähnt, sind die Hydrauliklogik 38, die Boosterlogik 56 und die Ventillogik 68 sowie das Steuergerät 58 so ausgelegt, dass die Tanks 2, 4 mehrerer Fahrzeuge über das Versorgungssystem (Druckquelle 8) und über jeden Akkumulator der Kompressionsstufen 12, 14, 16, 18 aufgeladen werden können. Gemäß den Druckverläufen in 3 beträgt der Versorgungsdruck, d.h. der Druck der Druckquelle 8 etwa 60 bar, wobei ein Maximaldruck von ca. 1000 bar erreicht wird, um Fahrzeuge mit einem 700-bar-System zu füllen. Zur Klarstellung sei darauf hingewiesen, dass die Druckverläufe in 3 stark vereinfacht dargestellt sind. In der Realität kann es vorkommen, dass während des Tankvorgangs ein erheblicher Druckabfall zwischen dem Kompressor und dem Tank vorliegt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Tank nicht vollständig entleert ist oder mit einem relativ hohen internen Druck beaufschlagt ist, so dass der Druck der Druckquelle 8 nicht ausreichend ist, den Tank 2, 4 zu füllen. Bei Fahrzeugen mit einem 350-bar-System wird die vierte Kompressionsstufe 18 nicht benötigt, so dass das Füllen der Tanks 2, 4 über die Kompressionsstufen 12, 14 und 16 erfolgt, wobei letztere den Wasserstoff bzw. das Gas mit einem Druck von über 480 bar beaufschlagt, so dass ein Füllen der Tanks 2, 4 von 350-bar-Fahrzeugen ermöglicht ist.As mentioned above, the hydraulic logic 38, the booster logic 56 and the valve logic 68 as well as the control unit 58 are designed in such a way that the tanks 2, 4 of several vehicles are supplied via the supply system (pressure source 8) and via each accumulator of the compression stages 12, 14, 16, 18 can be charged. According to the pressure curves in 3 is the supply pressure, ie the pressure of the pressure source 8 about 60 bar, with a maximum pressure of about 1000 bar being reached to fill vehicles with a 700 bar system. For clarification, it should be noted that the pressure curves in 3 are shown in a highly simplified manner. In reality, there may be a significant drop in pressure between the compressor and the tank during the refueling process. This is particularly the case when the tank is not completely empty or is subjected to a relatively high internal pressure, so that the pressure from the pressure source 8 is not sufficient to fill the tank 2, 4. In vehicles with a 350 bar system, the fourth compression stage 18 is not required, so that the tanks 2, 4 are filled via the compression stages 12, 14 and 16, the latter delivering the hydrogen or the gas at a pressure of over 480 applied bar, so that filling the tanks 2, 4 is made possible by 350-bar vehicles.

Offenbart sind eine Vorrichtung zur Kompression eines insbesondere für einen Antrieb geeigneten Gases und ein Verfahren zum Füllen eines Tanks mit einer derartigen Vorrichtung, wobei das Befüllen über mehrere Kompressionsstufen erfolgt, wobei beim Befüllen über eine Kompressionsstufe auch ein Vorfüllen eines Akkumulators der folgenden Kompressionsstufe erfolgt.Disclosed are a device for compressing a gas that is particularly suitable for a drive and a method for filling a tank with such a device, with the filling taking place over several compression stages, with the filling over a compression stage also pre-filling an accumulator of the following compression stage taking place.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 29816811 U1 [0006]
US10753539B2 [0007]
WO 2006/034748 A1 [0008]

Claims

Device for compressing a gas that is preferably suitable for a drive, for example hydrogen, with a supply pressure source (8) which provides the gas to which a supply pressure has been applied and with at least two accumulators (20, 22, 24, 26) each for the Compression stages (12, 14, 16, 18) containing gas, wherein the gas for filling a tank (2,4) can be hydraulically pressurized via a hydraulic fluid within each accumulator (20, 22, 24, 26), characterized by a gas-side Valve logic (68), which is designed to optionally connect one or more gas connections (60, 62) of the accumulators (20, 22, 24, 26) to the tank (2, 4) and/or to the accumulator (20, 22, 24, 26) of a downstream compression stage (12, 14, 16, 18) or the pressure source (8) with the tank (2, 4) and/or the gas connection (60, 62).

device after Claim 1 , wherein at least two sets of accumulators (20a, 20b; 22a, 22b; 24a, 24b; 26a, 26b) are provided for forming compression stages (12, 14, 16, 18), wherein the valve logic (68) is designed to Gas connection (60a, 60b, 62a, 62b, 64a, 64b) of the accumulators (20, 22, 24, 26) of a first set with the gas connection (62a, 62b, 64a, 64b, 66a, 66b) of the following compression stage (12, 14, 16, 18) of the first or further sets.

device after Claim 1 or 2 , wherein in an initial state an accumulator (20) of a compression stage (12) with the supply pressure (p0) and an accumulator (20, 22, 24, 26) of the following compression stages (12, 14, 16, 18) with an output pressure of the preceding Compression stage (12, 14, 16, 18) corresponding gas pressure is biased.

device after patent claim 2 , where one or both sets after patent claim 3 are prefilled and the accumulator (20b) of the first compression stage of the second set has a hydraulic logic (38) on the fluid side with low pressure (p0), preferably ambient pressure, an initial pressure and the accumulator (22a, 24a, 26a) of the following compression stage (12, 14, 16 , 18) with a pressure corresponding to the outlet pressure (p1, p2, p3) of the preceding compression stage (12, 14, 16, 18).

device after Claim 1 or 2 wherein the accumulators (20, 22, 24, 26) of each set are charged/primed to their predetermined outlet pressure.

Device according to one of patent claims 2 until 5 , with further compression stages (12, 14, 16, 18), in each of which two or more accumulators (20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b) are arranged.

Device according to one of the preceding claims, wherein the accumulators (20, 22, 24, 26) on the fluid side via a hydraulic logic (38) and at least one hydraulic pump (28, 30, 32, 34) or a motor pump unit and optionally via a booster ( 48, 50) are pressurized.

Device according to one of patent claims 2 until 7 , wherein each compression stage of one or more sets is assigned a hydraulic pump or motor-pump unit (28, 30, 32, 34).

Device according to one of patent claims 2 until 8th , wherein the gas-side valve logic (68) is designed to connect gas connections (62, 64, 66) of the sets, in particular gas connections of the last compression stage (14, 16, 18) with a corresponding number of tanks (2, 4) or with one tank associate.

Device according to one of the preceding patent claims, in which the outlet pressure of each compression stage (12, 14, 16, 18) is approximately twice the respective inlet pressure.

Device according to one of the preceding claims, wherein the accumulators (20, 22, 24, 26) are designed as piston accumulators, bladder accumulators, membrane accumulators or are operated with an ionic fluid.

Device according to one of the preceding claims, wherein two or four compression stages (12, 14, 16, 18) are provided.

Device according to one of the preceding patent claims, wherein the valve logic (68) has a pressure control valve or the like connected upstream of the tank (2, 4).

Method for filling a tank (2, 4) with a device according to one of the preceding claims, with the steps: a) gas-side pre-filling of an accumulator (20) of a first compression stage (12) or of all accumulators (20, 22, 24, 26) with a supply pressure; b) filling the tank (2, 4) with the gas subjected to the supply pressure (p0); c) Compressing the gas in a compression stage (12, 14, 16, 18) and preferably simultaneously compressing the gas in the tank (2, 4) with the gas from the compression stage (12, 14, 16, 18) and preloading/priming a accumulator (20, 22, 24, 26) of a following compression stage (12, 14, 16, 18) to the outlet pressure of the previous compression stage (12, 14, 16, 18) and d) compression of the gas by means of the following compression stage (12, 14, 16, 18) and compression of the gas in the tank (2, 4) with the on the outlet pressure of this compression stage (12, 14, 16, 18) compressed gas. Repeating steps c), d) until a predetermined tank pressure is reached.

procedure after Claim 13 , wherein at least two sets of accumulators (20a, 20b, 22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b) are provided to form compression stages (12, 14, 16, 18), wherein during the compression of the gas in the tank (2nd , 4) the gas from the first compression stage (12, 14, 16) of a set is also used to prefill the accumulator (20, 22, 24, 26) of a subsequent compression stage (14, 16, 18) of the same or second set.

procedure after Claim 15 , wherein one or at least two tanks (2, 4) are supplied with gas via the sets during temporally overlapping periods of time.

Procedure according to one of Claims 14 until 16 , wherein the gas is compressed via further compression stages (12, 14, 16, 18), each with at least one accumulator (22a, 22b, 24a, 24b, 26a, 26b), the compression stages (12, 14, 16, 18) are successively brought into operative connection with the tank (2, 4) to be filled.

Procedure according to one of Claims 13 until 17 , wherein the gas-side compression of the accumulators (20, 22, 24, 26) can also take place without a connection to the tank (2, 4).