JP6328755B2

JP6328755B2 - ガスタンクを充填するためのステーションおよび方法

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Publication number: JP6328755B2
Application number: JP2016522694A
Authority: JP
Inventors: アリーディエール、ローラン
Original assignee: レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2018-05-23
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Also published as: KR20160030129A; CA2916354A1; FR3008166A1; JP2016530186A; FR3008166B1; CN105358896A; CN105358896B; US20160153615A1; EP3017237A2; DK3017237T3; EP3017237B1; US9845916B2; WO2015001209A2; WO2015001209A3

Description

本発明は、ガスタンクを充填するための方法およびステーションに関する。
より具体的には、本発明は、少なくとも１つのバッファコンテナと、前記少なくとも１つのバッファコンテナに接続される流体回路とを備える充填ステーションを介して加圧水素によりタンクを充填するための方法に関し、充填ステーションの回路は、少なくとも１つの水素ガス源に由来するガスによる少なくとも１つのバッファコンテナの充填を実行するために源に接続される第１の端部を備え、回路は、少なくとも１つのバッファコンテナに由来する水素によりタンクを充填するために、充填されるべきタンクに取り外し可能に接続されることを意図される移動管が装備される第２の端部を備え、本方法は、少なくとも１つのバッファコンテナへ水素が移動させられる前に、浄化コンポーネントにおいて源によって供給される水素を浄化するステップを備え、充填ステーションの回路は、少なくとも１つのバッファコンテナを充填するために、加圧ガスを圧縮するための少なくとも１つの圧縮コンポーネントをさらに備える。

高圧（例えば、３００から８００バール）での燃料ガス（特に、水素）のタンクの高速充填（典型的には、１５分未満で）は、一般に、高圧（例えば、２００、３００、４５０または８５０バール）のバッファコンテナと充填されるべきタンクとの間の連続的な均一化によって実行される。この充填は、必要な場合には、１つまたは複数の圧縮器によって補完または補足され得る。

圧縮の断熱性に起因する、タンクにおける温度の上昇を制限するために、燃料ガスは、タンクに進入する前に、例えば、−４０℃のオーダの温度に冷却される。この冷却は、一般に、冷却材または低温流体が供給される熱交換器を介して実行される。こうした方法は、文献において豊富に記載されている。

例えば、本発明が適用され得る充填ステーションを記載する文書ＦＲ２９１９３７５Ａ１、ＦＲ２９７３８５８Ａ１およびＦＲ２９１９３７５Ａ１への参照が行われ得る。

この水素燃料を使用する車両内に取り付けられる、特に、「ＰＥＭＦＣ」タイプの燃料電池は、非常に純粋な水素を供給されなければならない。多くの文献が、燃料電池の性能および寿命に対する、水素中の（水、ＣＯ、Ｈ₂Ｓなどの）不純物の影響について、記述してきた。したがって、タンクへ送られる水素が電池を損傷しないことを確保するために、厳格な標準が開発されてきた（例えば、ＩＳＯ１４６８７−２標準を参照）。

公知の比較的安価な工業生産プロセスは、そのような純度を絶えず確保することは可能にしない。
水素の純度を保証するために、充填ステーションの上流に、極低温度で動作する吸着剤のベッドまたはパラジウム薄膜上での浄化などの、非常に高価な浄化ステップを付加することが必要になり得る。
別の解決策は、液体であり、そのため、非常に純粋な水素を充填ステーションに供給すること、または電解槽を介して水素を充填ステーションに供給することに存する。しかしながら、これらの解決策は高価である。

本発明の１つの目的は、従来技術の上述された不都合のうちの全部または一部を緩和することである。
この目的のために、本発明に係る、さらに、上記の前置きにおいて与えられる包括的定義に従った方法は、一方では、圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスと、他方では、浄化コンポーネントとの間で熱量を移動させるステップを備えることを本質的に特徴とする。

これは、ステーションと完全に一体化される、標準的または非標準的な技術の浄化システムを使用することによって、充填ステーションにおける燃料電池の仕様と先験的に互換性がない水素源を使用することを可能にする。
浄化コンポーネントの動作において水素の圧縮の期間中に充填ステーションにおいて生成される熱量の使用は、行われるべき節約を許容し、ステーションの特に効果的な動作を可能にする。

さらに、本発明のいくつかの実施形態は、下記の特徴のうちの１つまたは複数を備え得る：
− 浄化コンポーネントは、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作し、圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスと浄化コンポーネントとの間で熱量を移動させるステップは、浄化コンポーネントの再生フェーズの期間中に実行される
− 浄化ステップは、少なくとも１つの温度圧力スイング吸着（ＴＰＳＡ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）分離デバイスを使用する
− 圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスから浄化コンポーネントへの熱量の選択的な移動は、圧縮コンポーネントの出口におけるガスと熱交換する熱交換器と、前記熱交換器を浄化コンポーネントおよび／または浄化コンポーネントに進入するガスへ選択的に接続する熱移動流体管とを使用する
− 浄化コンポーネントは、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッドを備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ：ｐｒｅｓｓｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ、ＴＰＳＡ）分離デバイスを備える
− 回路は、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを可能にするために、吸着剤の第１のベッドを吸着剤の第２のベッドからのガスにより浄化するため、および、その逆を行うために、弁を装備し、吸着剤の２つのベッドを接続する移動管を備えており、一方では、圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスと、他方では、浄化コンポーネントとの間での熱量の移動は、一方では、コンポーネントの出口におけるガスと、他方では、第１のベッドを浄化することを意図される吸着剤の第２のベッドからのガスとの間での熱交換を備える
− 本方法は、一方では、付加的な再加熱コンポーネントと、浄化コンポーネントおよび／または浄化コンポーネントに進入するガスとの間で熱量を移動させるステップを備える
− 本方法は、付加的な再加熱コンポーネントと、第１のベッドを浄化することを意図される吸着剤の第２のベッドからのガスとの間で熱量を移動させるステップを備える
本発明は、加圧水素ガスを収容するために提供される少なくとも１つのバッファコンテナと、複数の弁を備える流体回路とを備える加圧水素ガスタンクのための充填ステーションにも関し、回路は、前記少なくとも１つのバッファコンテナに接続され、少なくとも１つの水素ガス源によって供給されるガスによる少なくとも１つのバッファコンテナの充填を可能にするために少なくとも１つの源に接続されることを意図される第１の端部を備え、回路は、少なくとも１つのバッファコンテナからタンクを充填するために、前記タンクに取り外し可能に接続されることを意図される充填管を備える第２の端部を備え、充填ステーションの回路は、少なくとも１つのバッファコンテナを充填するために、水素を圧縮するための圧縮器などの少なくとも１つの圧縮コンポーネントを備え、浄化コンポーネントは、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作する圧力スイング吸着タイプの吸着剤の１つまたは複数のベッドを備え、ステーションは、圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスから浄化コンポーネントへの熱量の選択的な移動のための回路を備える。

他の取り得る具体的な特徴によれば、
− 圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスから浄化コンポーネントへの熱量の選択的な移動のための回路は、一方では、圧縮水素と、他方では、浄化コンポーネントおよび／または浄化コンポーネントに進入するガスと熱交換する、圧縮コンポーネントの出口に配置される熱交換器を備え、
− 浄化コンポーネントは、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッドを備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ）分離デバイスを備え、回路は、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを実行するために、ベッドを互いに接続し、吸着剤の第１のベッドを吸着剤の第２のベッドからのガスにより浄化すること、および、その逆を行うことを可能にするための弁が装備される移動管を備え、圧縮コンポーネントの出口における圧縮ガスから浄化コンポーネントへの熱量の選択的な移動のための回路は、移動管と、圧縮コンポーネントの出口に配置される前記熱交換器との間に熱交換を備える。

本発明は、上記または下記の特徴の任意の組み合わせを備える、任意の代替的なデバイスまたは方法にも関し得る。
他の具体的な特徴および利点は、本発明の１つの取り得る例示的な実施形態に係る充填ステーションの構造および動作を例示する概略部分図を表す単一の図を参照しつつ与えられる下記の説明を読むことから、明らかとなるであろう。

本発明についての概略図。

非限定的な例として表される充填ステーション１００は、高圧で（例えば、３００から８５０バールの圧力で）水素ガスのタンク８の充填を実行するために提供されるステーションである。
従来、充填ステーション１００は、いくつかのバッファコンテナ１、２を備える（この非限定的な例では２つであるが、１つ、３つ、または４つ以上のバッファコンテナが存在してもよい）。

各バッファコンテナ１、２は、所与の圧力、例えば、それぞれ４５０バールおよび８５０バールに加圧された水素ガスを収容するために提供されるタンクまたはタンクのセットである。ステーション１００は、複数の管および弁を備える流体回路１１、１２、１８、４、６を備える。流体回路は、バッファコンテナ１、２に接続される。流体回路は、少なくとも１つの水素ガス源１４に由来するガスによるバッファコンテナ１、２の充填を可能にするために、水素ガス源１４に接続されることを意図される第１の端部４を備える。

水素ガス源１４は、従来は、絶対圧（ｂａｒａｂｓｏｌｕｔｅ）１．３から絶対圧２００の圧力の水素ガスのネットワークと、電解槽、天然ガス改質器（「ＳＭＲ」）、メタノール分解デバイス、オートサーマル改質（ａｕｔｏｔｈｅｒｍａｌｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）（「ＡＴＲ」）デバイス、部分酸化（ｐａｒｔｉａｌｏｘｉｄａｔｉｏｎ）（「ＰＯＸ」）デバイス等などの、水素を生成するためのコンポーネントとのうちの少なくとも１つを備え得る。

流体回路は、充填されるべきタンク８に（適当なコネクタ６６を介して）取り外し可能に接続されることを意図される少なくとも１つの充填管６が装備される第２の端部を備える。
より具体的には、バッファコンテナ１、２は、充填管６にそれぞれの弁１１、１２を介して並行して接続される。

同様に、１つ、２つ、または３つ以上のガス源１４は、充填管６に（第１の端部において）それぞれの弁を介して並行して接続され得る。
充填管６は、コネクタ６６の上流に、圧縮器７を備え得る。いくつかの並行したまたは直列の圧縮器も、当然予想される。
圧縮器７は、上流弁と下流弁と（簡単化のために図示せず）が装備され得る。
図示されるように、圧縮器７を迂回するための迂回管１８が提供され得る。迂回管１８は、２つの弁２０および１９を備え得、バッファコンテナ１、２を充填管６に接続する収集管となり得る。

迂回管１８は、圧縮器７を介したバッファコンテナ１、２の充填も可能にする。
ステーション１００は、第１の端部４において、好ましくは、圧縮器７の上流に、水素ガス源によって供給される水素を浄化するためのコンポーネント９、１０も備える。浄化コンポーネントは、吸着剤のベッドを１つ、好ましくは、いくつか備える、公知の温度圧力スイング吸着（ＴＰＳＡ）分離デバイスを好ましくは備える。例えば、また、図示されるように、浄化コンポーネント９、１０は、流体回路において並行して配置される吸着剤（ゼオライトまたはその他）の２つのベッドを備える。水素ガス源１４によって供給されるガスは、弁のシステムによって、吸着剤９、１０の一方へ、次いで他方へ、交互に入れられ、吸着剤９、１０は、交互に動作する（低温および高圧での他方の吸着期間中の、高温および低圧での一方の再生）。例えば、これは、分子篩または活性炭を使用する同軸ベッド（ｃｏａｘｉａｌｂｅｄ）を有するＴＳＡであり得る。図を簡単化する理由で、タンク９および１０の圧力の低下または温度の上昇のために必要な全ての弁、ならびに、一方の吸着剤から他方の吸着剤への生成モードへの移行も、図示されない（システム自体公知である）。

この目的のために、また、図に表されるように、流体回路は、それ自体公知である手法で、吸着剤の第１のベッド９を吸着剤の第２のベッド１０に接続する移動管１６を備え得る（また、その逆も同様であり、簡単化のために図に表されない別の移動管が、反対方向の手続きを可能にするために、２つの吸着剤９、１０を接続し得る）。この移動管１６には、タンク１０の再生のための圧力および流量を制御することを可能にする弁２２が装備される。移動管１６は、吸着剤９を他方の吸着剤１０からのガス（水素）によりパージする（および、その逆）を可能にし、再生フェーズにおいて吸着剤１０の溶解のステップを実行するために、提供される。

１つの有利な具体的な特徴によれば、ステーションは、圧縮器７において圧縮されるガスから浄化コンポーネント９、１０への熱量の選択的な移動のための流体回路１６、１７を備える。
浄化コンポーネント９、１０は、必要な場合には、一時的な再加熱を特に必要とし得る。例えば、ＴＳＡタイプの吸着剤は、再生フェーズの期間中に再加熱を必要とし得る（例えば、２００から３００℃の温度）。

図に例示されるように、熱量の選択的な移動のためのこの流体回路１６、１７は、一方では、水素と、他方では、移動管１６と熱交換をする、圧縮器７の出口に配置される熱交換器１７を備え得る。すなわち、吸着剤の第１のベッド９からのパージガスは、吸着剤の第２のベッド１０をパージする前に、圧縮ガスとの熱交換を経る。このように、吸着剤９、１０の再生期間中に使用されるパージガスは、吸着剤の再生の効率を改善するために、再加熱される。

これは、圧縮器７を離れるガスを冷却しつつ、吸着剤９、１０をその再生フェーズにおいて最加熱することを可能にする。必要な場合には、熱交換器１７に加えて、流体回路は、圧縮ガスを冷却するための補助冷却交換器２３を備え得る。例えば、この交換器２３には、例えば、水回路２４を介して、冷媒流体が供給される。

当然ながら、変形例として、または組み合わせにおいて、圧縮ガスからの熱量は、再生フェーズにおいて（例えば、異なる熱移動流体を介して）吸着剤９、１０へ直接移動されてもよい。

当然ながら、再加熱器２１は、再生期間中の再加熱を補足するために、取り付けられることが好ましい（水素は、例えば、圧縮器７の出口において約１００℃の温度に再加熱されるのに対して、より高い温度、例えば、２００℃が、再生のためには一般に必要である）。この付加的な再加熱器２１も、上述された熱交換器１７と直列に、移動管１６において配置され得る。
上述されたような圧縮期間中に生成される熱量の回復および使用は、付加的な再加熱器２１の再加熱電力を低減することを可能にする。

図に例示されるように、ステーション１００は、移動管６において、タンク８へ供給されるガスの選択的な冷却（すなわち、制御された冷却）のシステムをさらに備え得る（例えば、水素は、−１９６℃から−４０℃の低温に冷却される）。図に表されるように、この冷却は、従来、回路のガスと熱交換する第１の冷却交換器３と、冷熱源５と第１の熱交換器３との間の熱移動流体の循環のためのループ３３とによって実行され得る。従来、この循環ループ３３は、簡単化のために図示されていない弁および／またはポンプを備え得る。

冷熱源５は、窒素などの液化ガスの貯蔵、様々な質量濃度におけるエチレングリコールの水溶液、アンモニア溶液、プロパン、または従来の冷却剤のうちの少なくとも１つを備え得る。

点線によって区切られるゾーンにおいて例示されるように、ステーション１００は、浄化ステップの前にまたは浄化ステップの期間中に、冷熱源５とガスとの間でのフリゴリーの選択的な移動（選択的とは、例えば、好ましくは、冷却要件に従って強度が制御され得ることである）をさらに随意的に備え得る。この目的のために、ステーション１００は、浄化コンポーネント９、１０の入口におけるガスと熱交換する第２の冷却交換器１３と、冷熱源５と第２の冷却熱交換器１３との間の熱移動流体の循環のためのループ１１３とを備え得る。

ガスおよび／または浄化コンポーネント９、１０のこの冷却は、浄化コンポーネント９、１０の効率のために、特に、浄化フェーズの期間中（吸着剤内へのガスの通過および不純物の吸着の期間中）の温度スイング吸着（ＴＳＡ：ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｗｉｎｇａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）浄化デバイスのために、特に有利であり得る。
したがって、冷熱源５は、組立の効率およびコストを改善するために、ステーション１００内で相互化され（ｍｕｔｕａｌｉｚｅｄ）得る。

このアーキテクチャは、ステーション１００の効率的な経済動作を確保する。
充填ステーション１００の動作は、２つの別個のフェーズを備え得る。
第１の動作フェーズにおいては、バッファコンテナ１、２が充填され得る。水素ガス源１４によって供給される水素ガスは、浄化コンポーネント９、１０において浄化され、次いで、圧縮され、バッファコンテナ１、２内へ注入される。一方のコンテナ１、２から他方のコンテナへの充填切り替えは、充填されるコンテナ１、２の圧力がその呼び圧力（典型的には、４５０から８５０バール）に到達する場合に実行され得る。バッファコンテナ１、２の充填は、例えば、バッファコンテナ１、２内の圧力が閾値（例えば、それぞれ３５０バールおよび７００バール）を下回る場合に開始し得る。ステップは、必ずしも連続するとは限らない。この第１のフェーズの期間中に、冷熱源５は、第２の冷却熱交換器１３へ冷却能を供給する。

第２の動作フェーズにおいては、１つまたはいくつかのタンク８が、ステーション１００によって充填される。例えば、タンク８は、最大で７００バールの圧力まで充填される。タンク８は、バッファコンテナ１、２と連続的に均一にされる。一方のバッファコンテナ１、２から他方のバッファコンテナへの切り替えは、バッファコンテナ１、２と目的のタンク８との間の圧力差が所定の予め定義された閾値未満である場合に、実行され得る。タンク８における初期圧力に応じて、圧力均一化ステップは、省略されてもよい。公知の手法において、必要な場合は、圧縮器７は、この充填を補完または補足し得る。この第２のフェーズの期間中に、冷熱源５は、第１の冷却熱交換器３へ冷却能を供給する。

変形例として、熱交換器（図示せず）は、必要な場合には、圧縮器が冷却ガスを許容しない場合にガスを再加熱するために、圧縮器７の入口において随意的に提供されてもよい。

本発明は、充填ステーションのコスト、全体的な大きさ、およびエネルギー消費を低減することを可能にする。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）と、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に接続される流体回路（１１、１２、４、６）とを備える充填ステーション（１００）を介して加圧水素によりタンク（８）を充填する方法であって、
前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、少なくとも１つの水素ガス源（１４）に由来するガスによる前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）の充填を実行するために前記水素ガス源（１４）に接続される第１の端部（４）を備え、
前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に由来する水素により前記タンク（８）を充填するために、充填されるべき前記タンク（８）に取り外し可能に接続されることを意図される移動管（６）が装備される第２の端部を備え、
前記方法が、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）へ前記水素が移動させられる前に、浄化コンポーネント（９、１０）において前記水素ガス源（１４）によって供給される前記水素を浄化するステップを備え、前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）を充填するために、加圧ガスを圧縮するための少なくとも１つの圧縮コンポーネント（７）をさらに備える方法において、
前記方法が、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の出口における圧縮されたガスと、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間で、熱量を移動させるステップ（１６）を備えることを特徴とする、方法。
［２］前記浄化コンポーネント（９、１０）が、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作すること、および、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間で熱量を移動させる前記ステップ（１６）が、前記浄化コンポーネント（９、１０）の前記再生フェーズの期間中に実行されることを特徴とする、［１］に記載の方法。
［３］前記浄化するステップが、少なくとも１つの温度圧力スイング吸着（ＴＰＳＡ）分離デバイスを使用することを特徴とする、［１］または［２］に記載の方法。
［４］前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における前記圧縮されたガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動が、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと熱交換する熱交換器（１７）と、前記熱交換器（１７）を前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入するガスに選択的に接続する熱移動流体管（１６）とを使用することを特徴とする、［１］から［３］のいずれか一項に記載の方法。
［５］前記浄化コンポーネント（９、１０）が、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッドを備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ）分離デバイスを備えることを特徴とする、［１］から［４］のいずれか一項に記載の方法。
［６］前記流体回路が、並行して配置される吸着剤の２つのベッドを備え、前記流体回路は、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを可能にするために、吸着剤の第１のベッド（９）を吸着剤の第２のベッド（１０）からのガスによりパージするために、および、その逆を行うために、各々に弁（２２）が装備され、吸着剤の２つのベッドを接続する第１の移動管（１６）と第２の移動管とを備え、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間での熱量の前記移動（１６）は、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、他方では、前記他方のベッド（９、１０）をパージすることを意図される吸着剤の一方のベッド（１０、９）からの前記圧縮されたガスとの間に熱交換を備えることを特徴とする、［５］に記載の方法。
［７］一方では、付加的な再加熱コンポーネント（２１）と前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入する前記ガスとの間で熱量を移動させるステップ（２１）を備えることを特徴とする、［１］から［６］のいずれか一項に記載の方法。
［８］付加的な再加熱コンポーネント（２１）と、第１のベッド（９）をパージすることを意図される吸着剤の第２のベッド（１０）からの圧縮されたガスとの間で熱量を移動させるステップ（２１）を備えることを特徴とする、［６］または［７］に記載の方法。
［９］加圧水素ガスを収容するために提供される少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）と複数の弁を備える流体回路（１１、１２、１８、４、６）を備える、加圧水素ガスタンクのための充填ステーションであって、
前記流体回路（１１、１２、１８、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に接続され、少なくとも１つの水素ガス源（１４）によって供給されるガスによる前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）の充填を可能にするために前記少なくとも１つの水素ガス源（１４）に接続されることを意図される第１の端部を備え、
前記流体回路（１１、１２、１８、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）からタンク（８）を充填するために、前記タンク（８）に取り外し可能に接続されることを意図される充填管（６）を備える第２の端部を備え、
前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）を充填するために水素を圧縮するための圧縮器などの少なくとも１つの圧縮コンポーネント（７）と、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作する圧力スイング吸着（ＰＳＡ）タイプの吸着剤の１つまたは複数のベッドを備える浄化コンポーネント（９、１０）とを備える充填ステーションにおいて、
前記圧縮コンポーネント（７）の出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための流体回路（１６、１７）を備えることを特徴とする、充填ステーション。
［１０］前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための前記流体回路（１６、１７）が、一方では、圧縮水素と、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入するガスと熱交換する、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口に配置される熱交換器（１７）を備えることを特徴とする、［９］に記載の充填ステーション。
［１１］前記浄化コンポーネントが、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッド（９、１０）を備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ）分離デバイスを備えること、前記流体回路が、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを実行するために、前記ベッド（９、１０）を互いに接続し、吸着剤の第２のベッド（１０）からのガスによる吸着剤の第１のベッド（９）のパージ、およびその逆を行うことを可能にするための弁（２２）が装備される移動管（１６）を備えること、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための前記流体回路（１６、１７）が、前記移動管（１６）と、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口に配置される前記熱交換器（１７）との間に熱交換を備えることを特徴とする、［１０］に記載の充填ステーション。

Claims

少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）と、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に接続される流体回路（１１、１２、４、６）とを備える充填ステーション（１００）を介して加圧水素によりタンク（８）を充填する方法であって、
前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、少なくとも１つの水素ガス源（１４）に由来するガスによる前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）の充填を実行するために前記少なくとも１つの水素ガス源（１４）に接続される第１の端部（４）を備え、
前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に由来する水素により前記タンク（８）を充填するために、充填されるべき前記タンク（８）に取り外し可能に接続されることを意図される充填管（６）が装備される第２の端部を備え、
前記方法が、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）へ前記水素が移動させられる前に、浄化コンポーネント（９、１０）において前記少なくとも１つの水素ガス源（１４）によって供給される前記水素を浄化するステップを備え、前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）を充填するために、加圧ガスを圧縮するための少なくとも１つの圧縮コンポーネント（７）をさらに備える方法において、
前記方法が、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の出口における圧縮されたガスと、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間で、熱量を移動させるステップ（１６）を備えることを特徴とする、方法。
前記浄化コンポーネント（９、１０）が、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作すること、および、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間で熱量を移動させる前記ステップ（１６）が、前記浄化コンポーネント（９、１０）の前記再生フェーズの期間中に実行されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記浄化するステップが、少なくとも１つの温度圧力スイング吸着（ＴＰＳＡ）分離デバイスを使用することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における前記圧縮されたガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動が、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと熱交換する熱交換器（１７）と、前記熱交換器（１７）を前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入するガスに選択的に接続する熱移動流体管（１６）とを使用することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
前記浄化コンポーネント（９、１０）が、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッドを備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ）分離デバイスを備えることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
前記流体回路が、並行して配置される吸着剤の２つのベッドを備え、前記流体回路は、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを可能にするために、吸着剤の第１のベッド（９）を吸着剤の第２のベッド（１０）からのガスによりパージするために、および、その逆を行うために、各々に弁（２２）が装備され、吸着剤の２つのベッドを接続する第１の移動管（１６）と第２の移動管とを備え、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）との間での熱量の前記移動（１６）は、一方では、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮されたガスと、他方では、前記他方のベッド（９、１０）をパージすることを意図される吸着剤の一方のベッド（１０、９）からのガスとの間に熱交換を備えることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
一方では、付加的な再加熱コンポーネント（２１）と、前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入する前記ガスとの間で熱量を移動させるステップ（２１）を備えることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
付加的な再加熱コンポーネント（２１）と、第１のベッド（９）をパージすることを意図される吸着剤の第２のベッド（１０）からのガスとの間で熱量を移動させるステップ（２１）を備えることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
加圧水素ガスを収容するために提供される少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）と複数の弁を備える流体回路（１１、１２、１８、４、６）を備える、加圧水素ガスタンクのための充填ステーションであって、
前記流体回路（１１、１２、１８、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）に接続され、少なくとも１つの水素ガス源（１４）によって供給されるガスによる前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）の充填を可能にするために前記少なくとも１つの水素ガス源（１４）に接続されることを意図される第１の端部を備え、
前記流体回路（１１、１２、１８、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）からタンク（８）を充填するために、前記タンク（８）に取り外し可能に接続されることを意図される充填管（６）を備える第２の端部を備え、
前記充填ステーション（１００）の前記流体回路（１１、１２、４、６）は、前記少なくとも１つのバッファコンテナ（１、２）を充填するために水素を圧縮するための少なくとも１つの圧縮コンポーネント（７）と、ガス浄化フェーズと再生フェーズとを備える周期に従って動作する圧力スイング吸着（ＰＳＡ）タイプの吸着剤の１つまたは複数のベッドを備える浄化コンポーネント（９、１０）とを備える充填ステーションにおいて、
前記圧縮コンポーネント（７）の出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための流体回路（１６、１７）を備えることを特徴とする、充填ステーション。
前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための前記流体回路（１６、１７）が、一方では、圧縮水素と、他方では、前記浄化コンポーネント（９、１０）および／または前記浄化コンポーネント（９、１０）に進入するガスと熱交換する、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口に配置される熱交換器（１７）を備えることを特徴とする、請求項９に記載の充填ステーション。
前記浄化コンポーネントが、周期的および交互に動作する活性炭の吸着剤または分子篩タイプのいくつかのベッド（９、１０）を備える圧力スイング吸着（ＰＳＡ）分離デバイスを備えること、前記流体回路が、再生フェーズにおいて吸着剤のベッドの溶解のステップを実行するために、前記ベッド（９、１０）を互いに接続し、吸着剤の第２のベッド（１０）からのガスによる吸着剤の第１のベッド（９）のパージ、およびその逆を行うことを可能にするための弁（２２）が装備される移動管（１６）を備えること、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口における圧縮ガスから前記浄化コンポーネント（９、１０）への熱量の選択的な移動のための前記流体回路（１６、１７）が、前記移動管（１６）と、前記圧縮コンポーネント（７）の前記出口に配置される前記熱交換器（１７）との間に熱交換を備えることを特徴とする、請求項１０に記載の充填ステーション。