Hochdruckgasversorgung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Hochdruckgas an einem Verbrauchsort, wobei das Gas verflüssigt mit niedrigem Druck einem Vorratsbehälter entnommen wird, und weiterhin eine Gasversorgungsanlage für die Bereitstellung von Hochdruckgas.

Für mehrere industrielle Verfahren wird Gas unter hohem Druck benötigt. Beispiels¬ weise dient beim Laserschneiden ein entlang des Laserstrahls unter hohem Druck zugeführtes Inertgas wie Stickstoff zum Ausblasen der Schmelze beim Schneiden eines Metalls. Beim Gasinnendruckverfahren wird in eine Hohlform Kunststoff¬ schmelze eingebracht, die anschließend mit einem Gas unter hohem Druck an die Innenwand des Formteils gepreßt wird, wo sie sich abkühlt. Bei derartigen Verfahren werden Gase mit Drücken zwischen 30 und 500 bar benötigt, die im gasförmigen oder im überkritischen Zustandsbereich vorliegen.

Bisher erfolgte die Gasversorgung bei derartigen Verfahren mit Gas aus Flaschenbün¬ deln oder Druckgasbehältern, in denen das Gas unter hohem Druck vorliegt. Eine an¬ dere Methode besteht darin, das Gas verflüssigt unter hohem Druck zum Verbrauchs¬ ort zu fördern, wo es mittels eines Verdampfers verdampft wird. Zur Förderung des Gases wird ein Teil des verflüssigten Gases aus einem Vorratsbehälter entzogen, durch einen separaten Verdampfer geführt und anschließend in den Kopfraum des Vorratsbehälters eingeleitet, um dort den Druck solange zu erhöhen, bis der gewün¬ schte Druck erreicht ist, mit dem das Gas zum Verbrauchsort gefördert werden soll. Ein Nachteil dieser Methode ist, daß die Vorratsbehälter mit einem Fassungsver¬ mögen von beispielsweise 6000 Litern und mehr wiederholt mit verflüssigtem Gas befüllt werden müssen, wobei diese Betankung gegen einen hohen Druck im Vorrats¬ behälter erfolgt, was erhebliche Kosten verursacht. Zum anderen findet nach einiger Zeit der Beaufschlagung des Kopfraumes des Vorratsbehälters mit verdampftem Gas ein thermischer Ausgleich des verdampften Gases mit dem verflüssigten Gas statt, wodurch eine klare Phasentrennung verschwindet, die zur effektiven Förderung des verflüssigten Gases unter Hochdruck notwendig ist. Bei Stickstoff kann beispielsweise nach einiger Zeit der kritische Punkt (-147°C; 33,9 bar) überschritten werden, so daß der Stickstoff im überkritischen Zustand im Vorratsbehälter vorliegt, wodurch die Effektivität der Hochdruckförderung stark beeinträchtigt wird.

Diese Nachteile treten beispielsweise auch bei einem Verfahren gemäß der EP-0416630 auf, in der eine Druckerhöhung in einem Vorratsbehälter, beispiels¬ weise für verflüssigten Stickstoff, zum einen dadurch vorgesehen ist, daß ein Ver¬ dampfer in einer Rückführleitung vom Boden zum Kopf des Vorratsbehälters angeord¬ net ist, zum anderen mittels einer Pumpe verflüssigtes Gas aus dem Vorratsbehälter abgezogen, durch einen weiteren Verdampfer geführt und das entstehende Hoch¬ druckgas in Flaschenbündeln gespeichert wird, von denen aus es wieder dem Kopf¬ raum des Vorratsbehälters für verflüssigtes Gas zur Druckbeaufschlagung zugeführt werden kann. Neben dem obengenannten Nachteil ist bei einem derartigen Verfahren eine aufwendige Befüllung von Flaschenbündeln vonnöten, die weitere Zu- und Ableitungen mit Ventilen, einer Pumpe und einem Verdampfer erforderlich machen.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es folglich, ein Verfahren und eine Anlage zur Be¬ reitstellung von Hochdruckgas an einem Verbrauchsort zu entwickeln, wobei das Gas verflüssigt mit einem niedrigen Druck einem Vorratsbehälter entnommen wird, bei de¬ nen die Förderung des Gases mit größerer Effektivität erfolgt und der apparative und energetische Aufwand gesenkt werden. Zusätzlich sollte das Hochdruckgas am Verbrauchsort möglichst mit einem vom Verbraucher festgelegten Druck zur Verfü¬ gung gestellt werden können und einen intermittierenden Gasverbrauch (zeitweise Benutzung einer Verbraucheranlage) zulassen können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß verflüssigtes Gas aus dem Vorratsbehälter in einen Vorlagebehälter eingeleitet wird, dessen Größe derart gewählt wird, daß die Zeitspanne zur Entleerung desselbigen kleiner ist als die zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts in dem Vorlagebehälter, und daß der Kopf¬ raum des Vorlagebehälters mit verdampftem Gas, das außerhalb des Vorlagebe¬ hälters in einem Verdampfer gewonnen wird, beaufschlagt wird, bis das verflüssigte Gas mit dem benötigten Hochdruck zum Verbrauchsort gefördert werden kann, und daß jeweils nach Entleerung des Vorlagebehälters dieser erneut mit verflüssigtem Gas befüllt wird.

Der erfindungsgemäße Einsatz eines im Vergleich zum Vorratsbehälter für verflüs¬ sigtes Gas wesentlich kleiner dimensionierten Vorlagebehälters ermöglicht im Be¬ darfsfall eine über eine vom Verbraucher benötigte Zeitspanne kontinuierliche Versorgung mit Hochdruckgas, wenn dieser Vorlagebehälter in kurzen Zeitabständen mit verflüssigtem Gas gefüllt und mit verdampftem Hochdruckgas entleert wird. Da die

Zeitspanne zur Entleerung des Vorlagebehälters so gering ist, daß während der Entleerung das thermische Gleichgewicht nicht erreicht werden kann, ist eine klar definierte Phasengrenze zwischen verflüssigtem Gas und aufgepreßtem Hochdruckgas immer vorhanden, wodurch der Wirkungsgrad der Hochdruck¬ gasförderung beträchtlich erhöht ist. Die Zeitspanne zur Entleerung des Vorlagebehälters ohne Erreichen eines thermischen Gleichgewichts im Vorlagebe¬ hälter kann wirksam durch eine Isolierung des Vorlagebehälters gegen Wärmetausch mit der Umgebung verlängert werden. Externe Speicherbehälter für Hochdruckgas sind beim erfindungsgemäßen Verfahren überflüssig. Nachdem der Vorlagebehälter entleert ist, erfolgt sogleich eine Wiederbefüllung, während am Verbrauchsort bei¬ spielsweise noch anstehendes verflüssigtes Gas verdampft wird. Die Wiederbefüllung kann in kurzer Zeit erfolgen. z.B. durch Ausnutzung des hydrostatischen Drucks im Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas gegenüber dem Vorlagebehälter.

Besondere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch zu erzielen, daß das verflüssigte Gas geregelt verdampft wird und der Druck auf den benötigten Verbrauchsdruck am Verbrauchsort exakt eingestellt wird.

Die Größe des Vorlagebehälters wird bei gegebenem Volumenstrom des Hochdruck¬ gases am Verbrauchsort derart gewählt, daß der Inhalt des Vorlagebehälters in einere Zeitspanne von 1 bis 60 Sekunden, vorzugsweise von 5 bis 45 Sekunden, insbeson¬ dere 10 bis 30 Sekunden, entleert wird. Bei derartigen Zeitspannen ist sichergestellt, daß dem System keine Zeit zum Erreichen des thermischen Gleichgewichts verbleibt.

Geeignete Inhalte des Vorlagebehälters liegen zwischen 1 und 10 Litern, vorzugs¬ weise zwischen 1 und 5 Litern, insbesondere zwischen 1 und 2 Litern. Mit Vorteil werden die Größe von Vorlagebehälter und Vorratsbehälter so gewählt, daß das Verhältnis des Volumens des Voriagebehälters zum Volumen des Vorratsbehälter zwischen 1:500 und 1:50000, vorzugsweise zwischen 1:1000 und 1:30 000, besonders bevorzugt zwischen 1:3 000 und 1:25 000 liegt. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt bei Verwendung eines einzigen Voriagebehälters taktweise eine kontinuierliche Befüllung und Entleerung dieses Voriagebehälters.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird der Kopfraum des Voriagebe¬ hälters mit verdampftem Gas beaufschlagt, das einem Verdampfer am Verbrauchsort entnommen wird. Wie eingangs erwähnt, wird das verflüssigte Gas unter hohem Druck zum Verbrauchsort gefördert, wo es meist mittels eines Verdampfers in gas-

förmigen Zustand bei einer gewünschten Temperatur übergeführt wird. Es kann nunmehr ein Teil dieses verdampften Hochdruckgases am Verbrauchsort abgezweigt und dem Kopfraum des Voriagebehälters zugeführt werden, um das dort befindliche verflüssigte Gas zum Verbrauchsort zu fördern. Hierzu muß eine geringe Drucker¬ höhung des abgezweigten Gases stattfinden.

Mit dem nach jedem Entleerungstakt im Vorlagebehälter vorhandenen Hochdruckgas kann wie folgt verfahren werden: Der Inhalt kann über ein Entlüftungsventil an die Umgebung abgegeben werden oder über einen Druckminderer in Niederdruckgas gewandelt werden, insbesondere wenn ein Niederdruckgasnetz am Verbrauchsort vorhanden ist. oder Niederdruckgas zu anderen Zwecken benötigt wird. Weiterhin kann der Inhalt an verdampftem Gas durch Wärmetausch mit dem zum Verbrauchsort geleiteten verflüssigten Gas abgekühlt und anschließend entspannt werden, wodurch er sich zum Teil verflüssigt, anschließend kann dieses wiederverflüssigte Gas in den Kreislauf mit verflüssigtem Gas rückgeleitet werden. Bei letztgenannten Alternative kühlt sich das verdampfte Hochdruckgas mit dem verflüssigten Gas stark ab, so daß es bei der anschließenden Entspannung zum großen Teil verflüssigt wird. Dieses ver¬ flüssigte Gas wird erneut verwendet.

In einer besonders günstigen Ausgestaltung werden zwei oder mehr parallel geschal¬ tete Vorlagebehälter verwendet, die zyklisch mit verflüssigtem Gas aus dem Vorrats¬ behälter befüllt und mittels verdampftem Gas unter Hochdruck entleert werden. Hier¬ durch wird die Kontinuität der Hochdruckgaseversorgung verbessert und Druck¬ schwankungen verringert.

Sind größere Gasmengen zu fördern, können auch zwei oder mehr parallel geschal¬ tete Voriagebehäiter gleichzeitig mit verflüssigtem Gas aus dem Vorratsbehälter be¬ füllt und mittels verdampftem Gas unter Hochdruck entleert werden.

Eine entsprechende Gasversorgungsanlage zur Bereitstellung von Hochdruckgas an einem Verbrauchsort, bei der ein Vorratsbehälter vorgesehen ist, der den Gasever¬ brauch über einen größeren Zeitraum deckt und verflüssigtes Gas unter niedrigem Druck enthält, weist mindestens einen Vorlagebehälter mit erheblich kleinerem Volu¬ men auf, wobei jeder dieser Vorlagebehälter mit dem Vo atsbehälter über eine Leitung verbunden ist, weiterhin ist am Kopf eines jeden Voriagebehälters eine Zuleitung für verdampftes Gas unter Hochdruck angebracht und am Boden eines

jeden Voriagebehälters eine Ableitung für verflüssigtes Gas unter Hochdruck zum Verbrauchsort vorgesehen.

Das erheblich kleinere Volumen des Voriagebehälters gegenüber dem des Vorratsbe¬ hälters sichert die Ausführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Für das erfin¬ dungsgemäße Verfahren können Vorratsbehälter mit einem Fassungsvermögen von beispielsweise 6000 Litern oder weniger, aber auch Tanks mit einem Fassungsvermö¬ gen von 30 000 Litern verwendet werden, je nach Gaseverbrauch am Verbrauchsort. Im Vergleich hierzu sind die Vorlagebehälter mit einem Inhalt von 1 bis etwa 10 Liter um mehrere Größenordnungen kleiner dimensioniert.

Zur Erzeugung von Hochdruckgas, das den verflüssigten Gasinhalt aus einem Vorla¬ gebehälter fördert, ist in einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit vom Boden des Voriagebehälters eine Zuleitung zu einem Verdampfer geführt, von dem eine Leitung zum Kopf des Voriagebehälters abgeht.

In einer günstigen zweiten Ausführungsform ist in der Ableitung für verflüssigtes Gas unter Hochdruck zum Verbrauchsort ein Verdampfer angeordnet, dessen Ausgang mit einer Leitung verbunden ist, die zum Kopf eines oder mehrerer Vorlagebehälter führt, wobei in dieser Leitung ein Druckerhöhungsmittel vorgesehen ist. In diesem Fall wird der erwähnte Verdampfer der ersten Ausführungsform eingespart und stattdessen der bereits vorhandene Verdampfer am Verbrauchsort verwendet, der das verflüssigte Hochdruckgas verdampft. Durch geringfügige Druckerhöhung mit einem Kompressor, einer Pumpe oder einem Gebläse, insbesondere mittels eines Pendelkolbenkompres¬ sors (Delta-bar), läßt sich das Hochdruckgas vom Verbrauchsort abzweigen und in den Kopfraum des Voriagebehälters zurückführen.

Zur Entsorgung oder zur Wiederverwertung des Hochdruckgasinhalts in einem jeden Vorlagebehälter nach dessen Entleerung sind am Kopf eines jeden Voriagebehälters eine Ableitung für dieses Hochdruckgas vorgesehen, die entweder über ein Entlüf¬ tungsventil und einen Schalldämpfer in die Umgebung führt, oder über einen Druck¬ minderer mit einer Niedriggasdruckleitung in Verbindung steht, oder in einen Gasrück¬ kühler führt, in dem die Ableitung in einer Entspannungsdüse mündet. Im letzteren Fall kann der Gasrückkühler mit verflüssigtem Gas aus der Zuleitung zum Ver¬ brauchsort versorgt werden, wobei dieses verflüssigte Gas dem in den Gasrückkühler geführten Hochdruckgas Wärme entzieht, so daß dieses beim Erreichen der Entspan¬ nungsdüse so weit abgekühlt ist, daß es sich durch die anschließende Entspannung

wiederverflüssigt. Zur Wiederverwendung dieses verflüssigten Gases weist der Gasrückkühler eine Ableitung für verflüssigtes Gas auf, die mit der Zuleitung für ver¬ flüssigtes Gas in einen oder mehrere Vorlagebehälter verbunden ist.

Im folgenden soll in mehreren Ausführungsbeispielen anhand der beiliegenden Figuren die erfindungsgemäße Hochdruckgasversorgung detailliert erläutert werden.

Figur 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Gasversorgungsaniage in einer Ausführungsform, bei der das zur Förderung des verflüssigten Gases verwendete verdampfte Hochdruckgas verworfen wird.

Figur 2 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasversorgungsanlage, bei der verdampftes Hochdruckgas in ein Niederdrucknetz eingespeist wird.

Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der verdampftes Hochdruckgas wieder verflüssigt und in den Kreislauf rückgeführt wird.

Figur 4 zeigt schließlich eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Gasversor¬ gungsanlage, bei der zwei parallel geschaltete Vorlagebehälter abwechselnd zur Förderung verflüssigten Hochdruckgases eingesetzt werden.

Eine Gasversorgungsanlage gemäß Figur 1 besteht im wesentlichen aus einem Vor¬ ratsbehälter 16, in diesem Fall ein Tank für verflüssigten Stickstoff, der über ein Ventil und eine Rückschlagkiappe mit einem gegen ungewollten Wärmetausch mit der Umgebung isolierten Vorlagebehälter 1 über Leitung 17 verbunden ist. Verflüssigtes Gas kann aufgrund des im Vorratsbehälter 16 herrschenden Drucks über die Zuleitung 17 zum Boden des Voriagebehälters 1 fließen. Gleichzeitig wird bei der Befüllung des Voriagebehälters 1 mit verflüssigtem Gas auch der Verdampfer 4 zum Teil mit verflüssigtem Gas gefüllt. Der Entleerungs- und Befüllungsvorgang wird mittels einer Einrichtung überwacht, die aus einem Ausgleichsventil 11, einem Drosselventil 12, einem Flüssig-Druckventil 10 und einem Differenzdrucktransmitter 13 besteht. Diese Einrichtung übermittelt Signale an die Steuereinheit 19, die das in Leitung 20 vorhandene Druckventil 6 ansteuert, um den Druck des zum Verbrauchsort geförderten Hochdruckgases einzustellen, und die in der Zuleitung zum Verbrauchsort das vorhandene Schnellschlußventil 9 ansteuert, um die Gaszuleitung zum Ver¬ brauchsort im Bedarfs- oder aber Störfall zu unterbrechen.

Nach Befüllung des Voriagebehälters 1 erfolgt die Inbetriebnahme des Verdampfers 4, der in diesem Fall gasförmigen Stickstoff erzeugt, welcher über das Druckventil 6 durch Leitung 20 in den Kopfraum des Voriagebehälters 1 strömt. Ist der notwendige Druck, der am Verbrauchsort gewünscht wird, erreicht, beginnt die Förderung des im Vorlagebehälter 1 vorhandenen verflüssigten Gases durch Leitung 17 in die Zuleitung 18 zum Verbrauchsort. Der Verdampfer 22 vor dem Verbrauchsort verwandelt das verflüssigte Hochdruckgas in gasförmiges. Ein Hochdruckspeicher 2, der an die Leitung 18 angeschlossen ist, sorgt in Kombination mit einem Druckaufbauverdampfer 3, der sowohl mit dem Hochdruckspeicher 2 als auch über ein Überströmventil 14 mit dem Verdampfer 4 über Leitung 20 in Verbindung steht, für den Ausgleich von Druckschwankungen in der Zufuhrleitung 18 zum Verbrauchsort.

Sobald der Vorlagebehälter 1 entleert ist, erfolgt bei geschlossenem Druckventil 6 und geöffnetem Entlüftungsventil 7 die Wiederbefüllung des Voriagebehälters 1 mit verflüssigtem Gas aus dem Vorratsbehälter 16. Hierbei wird das im Vorlagebehälter 1 vorhandene verdampfte Hochdruckgas über das Entlüftungsventil 7 und den Schall¬ dämpfer 5 an die Umgebung abgegeben. Der gesamte Vorgang der Entleerung und Befüllung nimmt etwa 20 bis 30 Sekunden in Anspruch. Während der Wiederbefüllung des VorlagebehäJters 1 erfolgt keine Unterbrechung der Hochdruckgasversorgung am Verbrauchsort, da noch genügend Hochdruckgas in der Zuleitung 18 ansteht. Während des etwa 20 Sekunden dauernden Entleerungsvorganges des etwa 2 Liter aufnehmenden Voriagebehälters ist erfindungsgemäß kein thermischer Ausgleich zwischen verflüssigtem Gas und in den Kopfraum zugegebenem Hochdruckgas möglich. Dies bewirkt eine effektive, schnelle Förderung, die kontinuierlich erfolgt, wobei je nach Größe des Vorratsbehälters 16 das jeweilige Verfahren am Verbrauchs¬ ort über geraume Zeiten vorgenommen werden kann. Beispielsweise kann der Vor¬ ratsbehälter 16 ein Stickstofftank mit einem Fassungsvermögen von 30 000 Litern sein.

Die bisherigen Nachteile bei der Versorgung mit Hochdruckgas durch den Einsatz großer, etwa 6000 Liter fassender Vorratsbehälter, wie sie in der Beschreibungseinlei¬ tung aufgezeigt sind, werden beim erfindungsgemäßen Verfahren ausgeschaltet. Eine kontinuierliche Hochdruckgasversorgung am Verbrauchsort über geraume Zeit¬ spannen ist möglich, wobei die Versorgung problemlos unterbrochen werden kann, wenn beispielsweise eine Laseranlage als Verbraucher intermittierend arbeitet oder für eine bestimmmte Zeit nicht in Betrieb ist. Die erfindungsgemäße Anlage ermöglicht

eine geregelte Verdampfung des verflüssigten Gases und ein exaktes Einstellen des Druckes auf den gewünschten Verbrauchsdruck am Verbrauchsort.

Figur 2 zeigt eine mit Figur 1 vergleichbare Ausführungsform einer erfindungsge¬ mäßen Gasversorgungsanlage, ebenfalls mit einem Vorratsbehälter 16 für verflüs¬ sigtes Gas unter relativ niedrigem Druck, einem Vorlagebehälter 1 , dessen Volumen um mehrere Dimensionen unter dem des Vorratsbehälters 16 liegt, eine die Befüllung und Entleerung überwachende Einheit, bestehend aus den Komponenten mit den Bezugsziffem 10 bis 13, eine weitere Einheit zur Vergleichmäßigung von Druck¬ schwankungen, bestehend aus dem Hochdruckspeicher 2, dem Druckaufbauver¬ dampfer 3 und der Drucksteuerung 8, schließlich eine Steuereinheit 19 sowie der Druckaufbauverdampfer 4 und ein weiterer Verdampfer 22 für verflüssigtes Hoch¬ druckgas am Verbrauchsort. Im Unterschied zu Figur 1 ist hier die Einspeisung von zur Entleerung des Voriagebehälters 1 verwendeten verdampften Hochdruckgas in ein Stickstoff-Niederdrucknetz vorgesehen über einen Druckminderer 15 (Nieder¬ druck-Magnetventil), der in der Ableitung 21 vom Kopfraum des Voriagebehälters 1 angeordnet ist und von der Steuereinheit 19 jeweils nach einer Entleerungsphase des Voriagebehälters 1 geöffnet wird.

Im übrigen ist der Vorgang der Gaseversorgung mit Hochdruckgas am Verbrauchsort der gleiche, wie bereits in Figur 1 geschildert.

Auch die Funktionsweise der in Figur 3 dargestellten Gasversorgungsanlage ent¬ spricht im wesentlichen der in den vorigen Figuren besprochenen, jedoch wird das zur Förderung verwendete Hochdruckgas wieder verflüssigt und dem Kreislauf wieder zugeführt. Hierzu führt die Ableitung 21 vom Kopfraum des Voriagebehälters 1 über das Entlüftungsventil 7 in den Gasrückkühler 24, welcher seinerseits in die Versor¬ gungsleitung 18 für verflüssigtes Hochdruckgas zum Verbrauchsort integriert ist. Bei geöffnetem Entlüftungsventil 7 strömt Hochdruckgas aus dem entleerten Vorlage¬ behälter 1 über die Leitung 21 in den Gasrückkühler 24, in dem ein Wärmeaustausch mit verflüssigtem Hochdruckgas stattfindet, wodurch es zur starken Abkühlung des Hochdruckgases kommt. Bei einer Temperatur des gasförmigen Hochdruckgases von beispielsweise etwa 280 K und einer Temperatur des verflüssigten Hochdruckgases von etwa 110 K kühlt sich das verdampfte Hochdruckgas auf etwa 120 K ab, wird in der Entspannungsdüse 25 entspannt, wodurch es sich verflüssigt, und kann im weiteren Verlauf über eine Rückschlagklappe in der Ableitung 26 vom Gasrückkühler in die Zuleitung 17 zum Vorlagebehälter 1 wieder zurückgeführt werden. Auch eine

Rückleitung des Gasanteils in den Vorratsbehälter 16 über die Leitung 23 ist möglich. Die in Figur 3 dargestellte Gasversorgungsanlage arbeitet als geschlossenes System ohne jegliche Verluste.

Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit für eine erfindungsgemäße Gasversorgungs¬ anlage ist in Figur 4 dargestellt. Gleiche Vom ^' chtungsbestandteile sind auch hier mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Unterschied zu den Gasversorgungsanlagen der vorhergehenden Figuren sind hier zwei gegen ungewollten Wärmetausch mit der Umgebung isolierte Vorlagebehälter 1 und 1' integriert, die zyklisch befüllt und entleert werden. Ausgehend von einem Vorratstank 16 für verflüssigten Stickstoff erfolgt die Befüllung eines der beiden Vorlagebehälter 1 bzw. 1' über Leitung 17 in den Boden des Voriagebehälters. Beide Vorlagebehälter 1 und T enthalten jeweils eine am Kopfraum angebrachte Niveausonde, die den Befüllungsvorgang abschließt. Die Befüllung eines der beiden Vorlagebehälter 1 und 1' erfolgt durch geeignete Einstellung der Umleitanordnung 30 mit den vier dargestellten Rückschlagklappen. Nach Befüllung eines Voriagebehälters wird von dem in Betrieb befindlichen Verdampfer 22 am Verbrauchsort vorhandenes Gas unter Hochdruck abgezweigt und über die Leitung 27 zurück in den Kopfraum des jeweiligen Voriagebehälters geleitet. Hierbei erfolgt eine Druckerhöhung durch das Gebläse 28, für das insbesondere ein Peπdelkolbenkompressor eingesetzt werden kann. Die Zuleitung des rückgeführten verdampften Hochdruckgases in den jeweiligen Vorlagebehälter 1 oder 1' erfolgt über den Umschaltblock 29 über die beiden dargestellten Dreiwegeventile. Eine Initialbefüllung des Verdampfers 22 kann bei geöffnetem Bypassventil 31 und geschlossener Umleitanordnung 30 erfolgen, um das System starten zu können. Das Gebläse 28 sorgt für eine Druckerhöhung von 0.5 bis 2 bar, die erforderlich ist, um das Hochdruckgas zurück in den Kopfraum des jeweiligen Voriagebehälters 1 oder 1' zurückzuleiten. Über die Umleitanordnung 30 mit ihren Rückschlagklappen gelangt auf diese Weise verflüssigtes Gas unter hohem Druck in die Leitung 18, die zum Verdampfer 22 am Verbrauchsort führt.

Beide Vorlagebehälter 1 und 1' sind erfindungsgemäß in ihrem Volumen um mehrere Dimensionen kleiner als das Volumen des Vorratsbehälters 16, der üblicherweise eine beim Verbraucher installierte Tankanlage für flüssiges Gas darstellt mit einem Fas¬ sungsvermögen von mehreren tausend Litern. In diesem Ausführungsbeispiel werden für die Voriagebehälter 1 und 1' jeweils ein Fassungsvolumen von 1,8 Litern verwen¬ det. Die Zeit zur Entleerung eines jeden Voriagebehälters 1 und 1' beträgt etwa 20 Sekunden, wodurch erfindungsgemäß sichergestellt ist, daß die zum Erreichen des

thermischen Gleichgewichts des Systems notwendige Zeitspanne unterschritten bleibt. Hierdurch ist während des gesamten Entleerungsvorgangs eine klare Phasen¬ grenze zwischen verflüssigtem Gas und aufgedrücktem Hochdruckgas gesichert, die für eine schnelle Entleerung des jeweiligen Voriagebehälters unter hohem Druck sorgt. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 wird, während der zweite Voriage¬ behälter 1 bzw. 1' mit verflüssigtem Gas über Leitung 17 aus dem Vorratsbehälter 16 gefüllt wird, aus dem anderen Voriagebehälter 1' bzw. 1 das gasförmige Hochdruck¬ gas über den Umschaltblock 29, das Entlüftungsventil 7 und den Schalldämpfer 5 in die Umgebung entlassen. Selbstverständlich können auch die anderen in Figur 2 und 3 besprochenen Ausgestaltungen herangezogen werden, um das Hochdruckgas weiter zu nutzen.

Im übrigen sei darauf hingewiesen, daß sämtliche Größenverhältnisse in den Figuren 1 bis 4 nicht maßstabsgetreu sind, es sich also vielmehr um rein schematische Skizzen zur Illustration der Erfindung handelt.

Bei der in Figur 4 gewählten Ausführungsform erspart die Leitung 27 mit dem Gebläse 28 den Einsatz eines eigenen Verdampfers für den jeweiligen Voriagebehälter. Insbe¬ sondere für die Versorgung mit überkritischem Stickstoff, mit hohen Drücken etwa bei Raumtemperatur, läßt sich eine erfindungsgemäße Gasversorgungsanlage mit Vorteil einsetzen. Das System ist enorm kostensparend und läßt sich je nach Größe des Vor¬ ratsbehälters 16 über sehr lange Zeiträume hinweg kontinuierlich einsetzen. Insbe¬ sondere lassen sich unwirtschaftliche Hochdruckgaseinheiten am Verbrauchsort einsparen.

Es können bei den in Figuren 1 bis 4 dargestellten Anlagen neben dem Voriage¬ behälter 1 bzw. den Vorlagebehältern 1 und V auch die übrigen Behälter und Leitungen mit einer Wärmeisolierung ausgestattet werden. Dies wirkt sich insbesondere vorteilhaft aus, wenn der Verbraucher abgeschaltet ist und kein Hochdruckgas benötigt wird.

Legende

1 Voriagebehälter r Voriagebehälter

2 Hochdruckspeicher

3 Druckaufbauverdampfer

4 Verdampfer

5 Schalldämpfer

6 Druckventil

7 Entlüftungsventil

8 Drucksteuerung

9 Schnellschlußventil

10 Flüssig-Druckventil

11 Ausgleichsventil

12 Drosselventil

13 Differenzdrucktransmitter

14 Überströmventil

15 Druckminderer

16 VorratsbehälterAtank

17 Leitung

18 Leitung

19 Steuereinheit

20 Leitung

21 Ableitung

22 Verdampfer

23 Leitung

24 Gasrückkühler

25 Entspannungsdüse

26 Leitung

27 Leitung

28 Gebläse

29 Umschaltblock

30 Umleitanordnung

31 Bypassventil |