Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung und/oder Verstärkung und/oder Aufrechterhaltung eines gewünschten Vakuums in der Vakuumisolationsschicht eines in einem Fahrzeug verbauten vakuumisolierten Speicherbehälters für verflüssigte oder kryogene Gase sowie eine Evakuierstation, an welcher das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die DE 10 2012 204 820 A1 verwiesen, in welcher vorgeschlagen wird, dieses Vakuum mittels einer permanent im Fahrzeug vorgesehenen Vakuumpumpe aufrecht zu erhalten, und weiterhin auf die WO 2008/067870 A2, die eine Gaslanze beschreibt, mittels derer eine Vakuumpumpe an die Vakuumisolationsschicht eines vakuumisolierten Speicherbehälters anschließbar ist. Darauf hingewiesen sei ferner, dass derzeit in Entwicklung befindliche sog. Kryo-Drucktanks, in denen tiefkalter Wasserstoff (oder dgl.) unter hohem Druck in überkritischem Zustand gespeichert werden kann, auch als Speicherbehälter im Sinne der vorliegenden Erfindung zu betrachten sind.

Für eine ökologisch und ökonomisch vertretbare mobile Speicherung kryogener Gase ist es notwendig, den Wärmeeintrag aus der Umgebung in das gespeicherte Gas auf ein Minimum zu reduzieren, um ungewollte und nachteilige Druckanstiege im Speicherbehälter (Tank) und daraus ggf. resultierende Gasverluste als Folge eines anteiligen Abblasens von gespeichertem Gas zur Vermeidung eines unzulässig hohen Druckaufbaus im Speicherbehälter zu verhindern. Daher weisen Tanksysteme zur Speicherung von vorzugsweise Fahrzeug-Betriebsstoffen in tiefkaltem Zustand eine Vakuumsuperisolation auf, die aus in einem sog. „Nahezu- Vakuum" durch Spaceriagen voneinander getrennten Reflektorschilden besteht (vgl. bspw. DE102006057663 A1 ) und mit Absolut-Druckwerten im Bereich zwischen 10 ^_5 mbar und 10 ^~3 mbar (Millibar) arbeitet.

Zur Erzeugung und nachhaltigen Aufrechterhaltung dieses Vakuums in der Isolationsschicht des Tanks auch über mehrere Jahre hinweg ist beim Herstellprozess eines solchen mit Vakuum-Superisolation versehenen Speicherbehälters ein aufwändiger Ausheiz- und Evakuier-Prozess notwendig, was für eine Großserienfertigung aus heutiger Sicht nur schwer wirtschaftlich darstellbar ist. Weiterhin ist zur Gewährleistung der notwendigen Vakuumgüte über dem kompletten Lebenszyklus eines solchen kryogenen Tanks bzw. Speicherbehälters in der Vakuumsuperisolation desselben ein Getter (vgl. bspw. DE102008031344 A1 ) vorzusehen. Auch ein solcher Getter ist aufwändig, insbesondere wenn ein Austausch desselben erforderlich werden sollte.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Erzeugung und/oder Verstärkung und/oder Aufrechterhaltung eines gewünschten Vakuums in der Vakuumisolationsschicht eines in einem Fahrzeug verbauten vakuumisolierten Speicherbehälters für verflüssigte oder kryogene Gase, wobei das Fahrzeug beispielsweise vom Fahrzeug-Nutzer zu einer Evakuierstation gebracht (bzw. gefahren) wird, an welcher eine entsprechende Wartung der Vakuumisolation, nämlich eine Verstärkung des Vakuums in der Vakuumisolationsschicht, durch Anschluss derselben an eine Evakuieranlage durchgeführt wird. Eine entsprechende Evakuierstation sowie vorteilhafte Weiterbildungen einer Evakuierstation, an der das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist, sind in den weiteren Ansprüchen angegeben. In anderen Worten ausgedrückt ermöglicht es die vorliegende Erfindung nach einer ersten Ausführungsform, dass im Rahmen der Fertigung eines besagten Speicherbehälters oder des einen solchen Speicherbehälter aufweisenden Fahrzeugs das in der Vakuumisolationsschicht des Speicherbehälters gewünschte Vakuum zunächst nicht vollständig dargestellt bzw. erzeugt wird, sondern dass zunächst nur eine teilweise Evakuierung der Vakuumisolationsschicht des Speicherbehälters vorgenommen wird. Die vollständige Evakuierung der Vakuumisolationsschicht soweit wie gewünscht kann beispielsweise nach Übergabe eines Neu-Fahrzeugs an einen Fahrzeug-Nutzer und somit quasi im Betrieb dieses Fahrzeugs durchgeführt werden, und zwar an einer sog. Evakuieranlage, zu welcher das Fahrzeug hin gebracht, bspw. vom Nutzer hin gefahren wird. Beispielsweise kann eine solche Evakuieranlage dort vorgesehen sein, wo der Speicherbehälter auch mit tiefkaltem Gas befüllt wird und es kann dann die weitere Evakuierung der Vakuumisolationsschicht während jedes Befüll-Vorganges des Speicherbehälters durchgeführt werden. Insbesondere kann damit bei jedem neuerlichen Befüllvorgang des Speicherbehälters mit kaltem kryogenen Gas die auf kryogene Temperaturen abgekühlte Befüll-Zuleitung zum Fahrzeug als Kühlfalle oder dgl. für die gleichzeitig über eine an der Befüllstation vorhandene Vakuumanlage zum Evakuieren der Vakuumisolationsschicht quasi synergetisch zur Kondensation der aus der Vakuumisolationsschicht abgesaugten Gase bzw. darin enthaltener Partikel genutzt werden. Damit kann das Vakuum in besagter Isolationsschicht quasi schrittweise, nämlich bei jedem neuerlichen Befüllvorgang des Speicherbehälters um ein weiteres Maß so lange verstärkt werden, bis schließlich das Vakuum in der Vakuumisolationsschicht den gewünschten Wert erreicht hat.

Selbstverständlich kann eine Evakuieranlage für die Vakuumisolationsschicht auch unabhängig von einer Befüllstation für den Speicherbehälter vorgesehen sein, so beispielsweise in einer auch mit der Wartung eines solchen Fahrzeugs betrauten Werkstatt. Beispielsweise kann ein mit einem solchen Speicherbehälter ausgerüstetes Fahrzeug in den ersten Tagen nach seiner Inbetriebnahme beispielsweise über Nacht an einer Evakuieranlage abgestellt werden und an dieser das vollständige Evakuieren der Vakuumisolationsschicht bis zum gewünschten Wert hin automatisch gesteuert durchgeführt werden.

Insbesondere ist es quasi im Rahmen einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch möglich, das Vakuum in der Vakuumisolationsschicht des Speicherbehälters in gewissen zeitlichen Abständen immer wieder aufzufrischen, d.h. dann, wenn unvermeidlich eine geringe Verschlechterung des Vakuums erfolgt ist, dieses an einer Evakuieranlage wieder bis zum gewünschten Wert zu verstärken bzw. zu erneuern. Was den bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens notwendigen Anschluss der Vakuumisolationsschicht an die Evakuieranlage, bei welcher beispielsweise um eine ausreichend leistungsstarke Vakuumpumpe handelt, betrifft, so kann dieser beispielsweise oder vorzugsweise über eine sog. Gaslanze erfolgen, wobei besondere Ausgestaltungen solcher Gaslanzen in der eingangs zweitgenannten Schrift beschrieben sind.

Als eine Evakuierstation wird eine vorzugsweise gewerbsmäßig betriebene Anlage bezeichnet, an der zumindest eine Evakuieranlage vorgesehen ist, über die die Vakuumisolationsschicht eines vakuumisolierten Speicherbehälters eines Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs) in erfindungsgemäßer Weise weiter evakuierbar ist. An einer solchen Evakuierstation kann auch eine zentrale Evakuierpumpe oder Vakuumpumpe für mehrere Evakuieranlagen vorgesehen sein, an oder über welche mehrere Speicherbehälter parallel anschließbar sind. Ein mit dem oder den Speicherbehälter(n) eines oder mehrerer Fahrzeuge/s zusammenwirkendes Element einer Evakuieranlage oder Evakuierstation kann aber auch ein großer Vakuumbehälter sein, d.h. ein großer Behälter oder Raum sein, in welchem - hergestellt durch eine Vakuumpumpe - nahezu Vakuum vorliegt und an welchen vorevakuierten Raum die Vakuumisolationsschicht eines Fahrzeug-Speicherbehälters angeschlossen wird. Damit kann binnen relativ kurzer Zeit über eine solche Bereitstellung eines sog.„Gegenvolumens" in Form des großen Vakuumbehälters oder besagten Raums das Vakuum in der Vakuumisolationsschicht eines oder mehrerer Speicherbehälter durch Druckausgleich zwischen der oder den Vakuumisolationsschicht(en) und dem besagten großen Behälter (oder Raum) verstärkt werden.

Insbesondere für den Fall, dass die Evakuierstation auch eine Befüllung des Speicherbehälters mit tiefkaltem Gas anbietet, können die aus der Vakuumisolationsschicht eines Speicherbehälters erfindungsgemäß abgesaugten Stoffe über die Kälte des an dieser Station tiefkalt oder kryogen gespeicherten Gases verflüssigt und somit vereinfacht bzw. volumenreduziert gespeichert werden. Auch kann an einer solchen auch eine Befüllung von Fahrzeug-Speicherbehältern mit tiefkaltem Gas anbietenden Evakuierstation, welche folglich einen (großen) Vorratsbehälter zur Speicherung eines kryogenen Gases, aus welchem Fahrzeug-Speicherbehälter befüllbar sind, aufweist, eine Vakuumpumpe der Evakuierstation, mit welcher das Vakuum in Vakuumisolationsschichten von Fahrzeug-Speicherbehältern vergrößert werden kann, mit solcher Energie betrieben werden, welche aus (dem Fachmann bekannten) Abdampfgasen des genannten großen Vorratsbehälters gewonnen wird.

Grundsätzlich bietet die vorliegende Erfindung die Möglichkeit, den aufwändigen Evakuierprozess bei der Herstellung eines vakuumisolierten Fahrzeug- Speicherbehälters zu reduzieren und im Nachgang in Nutzerhand unter zumutbarem Aufwand das gewünschte Vakuum zu finalisieren. Zum Anderen lässt sich das Vakuum in der Vakuumisolationsschicht des Speicherbehälters instand halten, nachdem eine Degradation des Vakuums bspw. durch Ausgasen von Stoffen aus in der Vakuumisolationsschicht befindlichen Materialien stattgefunden hat. Gegebenenfalls ist kein Getter in der Vakuumisolationsschicht eines Fahrzeug-Speicherbehälters erforderlich oder es muss dieser Getter wesentlich seltener ausgetauscht werden, als wenn das erfindungsgemäße Verfahren nicht durchgeführt wird.

In der beigefügten Figur sind verschiedene in der vorstehenden Beschreibung genannte Bauelemente auf das wesentliche abstrahiert dargestellt. Dabei ist ein an einer Evakuierstation 1 fakultativ vorgesehener großer Vorratsbehälter für ein kryogenes Gas mit der Bezugsziffer 10 gekennzeichnet. Aus diesem großen Vorratsbehälter 10 der gleichzeitig als eine Befüllstation fungierenden Evakuierstation 1 kann ein Speicherbehälter 20, welcher in einem nicht weiter dargestellten Fahrzeug 2 bzw. Kraftfahrzeug 2 verbaut ist, mit diesem kryogenen Gas, bei welchem es sich vorzugsweise um Wasserstoff handelt, befüllt werden. Im besagten Fahrzeug 2 kann dieses Gas (bspw. Wasserstoff) bei Betrieb des Fahrzeugs 2 bedarfsweise aus dem Speicherbehälter 20 entnommen und beispielsweise einer im Fahrzeug 2 vorgesehenen Brennstoffzelle zur Verbrennung zugeführt werden, in welcher dann elektrische Energie gewonnen wird, mit der ein elektromotorisches Antriebsaggregat des Fahrzeugs 2 gespeist wird.

Gemäß der Figur ist der Speicherbehälter 20 des an die Evakuierstation 1 (und Befüllstation) herangefahrenen Fahrzeugs 2 über eine fahrzeuginterne Befüll-Leitung 21 , an deren freiem Ende eine Befüll- und Evakuier-Kupplung 1 1 der Evakuierstation 1 angeschlossen ist, mit dem Vorratsbehälter 10 der Evakuierstation 1 verbunden. Hierfür führt von der Befüll- und Evakuier- Kupplung 1 1 eine Stations-Befüll-Leitung 12 durch einen später noch erläuterten Abscheider 13 hindurch zu einer Kryopumpe 14, deren Saugseite mit dem Innenraum des Vorratsbehälters 10 verbunden ist. Diese Kryopumpe 14 fördert kryogenes Gas aus dem Vorratsbehälter 10 über ein in der fahrzeuginternen Befüll-Leitung 21 vorgesehenes und zum Speicherbehälter 20 hin öffnendes Rückschlagventil 22 unter hohem Druck (bspw. in der Größenordnung von 300 bar) in den Speicherbehälter 20 des Fahrzeugs 2.

Der Speicherbehälter 20 des an der Evakuier-(und Befüll)-Station 1 abgestellten Fahrzeugs 2 ist in dem Fachmann bekannter Weise von einer Vakuum-Isolationsschicht 26 umhüllt, welche sich innerhalb eines (ebenfalls den Speicherbehälter 20 einschließenden) sog. Außentanks 27 befindet. Das in der Vakuumisolationsschicht 26 herrschende Vakuum bzw. der dort bereits vorliegende hohe Unterdruck gegenüber Umgebungsdruck kann an der bzw. durch die Evakuierstation 1 erfindungsgemäß verstärkt (d.h. erhöht) werden, weshalb an diese Vakuumisolationsschicht 26 eine auf die Außenseite des Außentanks 27 führende Vakuumleitung 23 angeschlossen ist, die sich vorliegend in einen ersten Zweig 23a und einen zweiten Zweig 23b verzweigt. Der Zweig 23a der Vakuumleitung 23 führt über ein Rückschlagventil 24a zu einer am Fahrzeug vorgesehenen ersten Kupplung 25a, an die wahlweise eine geeignete (nicht gezeigte) Evakuieranlage (einer anderen Evakuierstation als der vorliegend gezeigten Evakuierstation 1) anschließbar ist und mittels derer das Vakuum in der Vakuumisolationsschicht 26 bedarfsweise verstärkt (d.h. erhöht oder vergrößert) werden kann. Auch zu einer solchen (anderen) Evakuieranlage hin kann das Fahrzeug gefahren werden, wo dann eine besagte Verstärkung des Vakuums erfolgen kann.

Vorliegend jedoch wurde das Fahrzeug 2 zur gezeigten Evakuierstation 1 , welche gleichzeitig eine Befüllstation für den Speicherbehälter 20 des Fahrzeugs 2 ist, gefahren, und für diese Evakuierstation 1 führt der Zweig 23b der Vakuumleitung 23 über ein Rückschlagventil 24b parallel zur fahrzeuginternen Befüll-Leitung 21 zu einer weiteren am Fahrzeug vorgesehenen Kupplung 25b, an welche die bereits genannte Befüll- und Evakuier- Kupplung 1 1 der Evakuierstation 1 anschließbar bzw. angeschlossen ist. Über diese eine Baueinheit darstellende Befüll- und Evakuier-Kupplung 1 1 kann somit nicht nur die fahrzeuginterne Befüll-Leitung 21 mit der Stations- Befüllleitung 12 verbunden werden, sondern es wird gleichzeitig und parallel hierzu der Zweig 23b der Vakuumleitung 23 des Fahrzeugs 2 mit einer Stations-Vakuumleitung 15 der Evakuierstation 1 verbunden. Diese Vakuumleitung 15 führt mit ihrem ersten von der Befüll- und Evakuier- Kupplung 1 1 abgehenden Abschnitt 15a in einen bereits genannten Abscheider 13 hinein und mit einem zweiten Abschnitt 15b wieder aus diesem heraus zu einer Vakuumpumpe 16 der Evakuierstation 1 . Während somit der Speicherbehälter 20 des Fahrzeugs 2 aus dem Vorratsbehälter 10 (der Evakuierstation 1 ) befüllt wird, kann mittels der Vakuumpumpe 16 der Evakuierstation 1 gleichzeitig die Vakuumisolationsschicht 26 des Fzg.- Speicherbehälters 20 verstärkt werden. Vorteilhafterweise können dabei mittels der stationseigenen Befüll- und Evakuier-Kupplung 11 und deren fahrzeugeigenem Gegenstück in Form der Kupplung 25b gleichzeitig die fahrzeuginterne Befüll-Leitung 21 mit der Stations-Befüll-Leitung 12 und der fahrzeuginterne Zweig 23b der Fahrzeug-Vakuumleitung 23 mit der Stations- Vakuumleitung 5 der Evakuierstation 1 verbunden werden.

Im bereits kurz erwähnten Abscheider 13, durch den die Stations-Befüll- Leitung 12 wie figürlich dargestellt wärmetauscherartig hindurch geführt ist, wird aus den nahe der Außenseite dieser extrem kalten und wärmetauscherartigen Leitung 12 mittels der Stations-Vakuum-Leitung 15 vorbeigeführten Gasen aus der Vakuumisolationsschicht 26 des Speicherbehälters 20 enthaltene Partikel, insbesondere HC-Partikel, abgeschieden. Damit gelangen im Rahmen der weiteren Evakuierung der Vakuumisolationsschicht 26 keine Schadstoffe in die Umgebung. Im übrigen kann abweichend von der figürlichen Darstellung zwischen der Vakuumpumpe 16 und der Befüll- und Evakuier-Kupplung 11 der Evakuierstation 1 - wie vor der Figurenbeschreibung ausgeführt - ein der Evakuierstation 1 zugeordneter großer Vakuumbehälter oder dgl. (nicht gezeigt) vorgesehen sein, wie überhaupt eine Vielzahl von Details abweichend gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.