CN115038906A - 用于存储压力气体的装置、车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于存储压力气体，例如氢气或天然气的装置，其包括存储管路(1)，至少一个压力气体容器(2)通过阀(3)连接到该存储管路上。根据本发明，所述存储管路(1)具有至少一个连接接管(4)，用于气密地连接至少一个压力气体容器(2)，并且安全元件(5)集成到所述连接接管(4)中，该安全元件具有过滤功能和截止功能。此外，本发明涉及一种具有根据本发明的用于储存压力气体的装置的车辆。

Description

用于存储压力气体的装置、车辆
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1前序部分特征的用于存储压力气体的装置。压力气体例如可以是氢气或天然气，其例如在车辆上被携带，用于向燃料电池***或内燃机供给相应的气体。
本发明还涉及一种具有根据本发明的装置的车辆。
背景技术
在移动应用中，压力气体通常储存在单个压力气体容器或多个压力气体容器或压力气体瓶中。出于安全原因，必须在任何时刻确保罐或瓶的密封性。因此，为了安全地关闭压力气体容器而使用安全电磁阀，该安全电磁阀在无电流的状态下关闭，使得即使在故障情况下也可靠地避免气体逸出。法律上可以规定，每个压力气体容器都具有这种安全电磁阀(“截止阀”)，并且其必须直接安装在容器上或容器中。根据容器的数量，阀的数量可能因此迅速增加。
由公开文献DE 10 2017 004 451 A1已知一种用于压力气体的存储装置，其具有多个压力气体容器，这些压力气体容器分别通过罐阀门和管路元件连接到一个共同的收集容积上。
收集容积，也可以称为“轨”，减少了管道成本。此外，收集容积如下扩展，使得到目前为止存在于气体供应管路或气体排出管路中的阀装置集成到收集容积中。从而减少了接口的数量，这在密封性问题方面是一个优点。集成的阀装置优选地是在气体供应管路的区域中的止回阀和在气体排出管路的区域中的截止阀。因为收集容积中的压力水平相应于压力气体容器的标称压力，所以通过集成到收集容积中的阀装置可以进行相对于周围管路的密封。罐阀门(通过其将压力气体容器连接到收集容积上)分别具有充注和抽取功能。
发明内容
本发明所基于的任务在于，扩展前述类型的存储装置，使得其满足提高的安全性要求，例如以便能够使用标称压力为900bar或更高的压力气体容器。
为了解决该任务，提出具有权利要求1特征的装置。本发明的有利扩展方案可以由从属权利要求中得出。此外，给出一种具有根据本发明的装置的车辆。
所提出的用于存储压力气体，例如氢气或天然气的装置包括存储管路，至少一个压力气体容器通过阀连接到该存储管路上。根据本发明，存储管路具有至少一个连接接管，用于气密地连接至少一个压力气体容器。在连接接管中还集成有一个安全元件，其具有过滤功能和截止功能。
此外，所提出的装置的存储管路还具有开头所述的现有技术的收集容积的优点。这尤其适用于当多于仅一个的压力气体容器连接到存储管路上的情况。因为可以通过共同的存储管路降低管道成本。此外，安全电磁阀(“截止阀”)可以集成到共同的存储管路中，使得并非每个单个的压力气体容器都必须配备安全电磁阀。只要将罐功能集成到安全电磁阀中，则该罐功能可以被移除并且在存储管路的另一端上通过附加的止回阀单元实现。该措施能够实现使用不太复杂并且要求较小的横截面和/或磁力的安全电磁阀。此外，阀(至少一个压力气体容器通过该阀连接到存储管路上)也可以构造为简单的被动式或压力控制的阀。
此外，根据本发明的装置的存储管路具有超越开头所述的现有技术的优点。例如，通过存储管路的至少一个连接接管简化了装配。此外，阀可以集成到连接接管中，至少一个压力气体容器通过该连接接管连接到存储管路上。这降低了接口或密封部位的数量，并且还有助于节省安装空间。
与此无关地，在根据本发明的装置中，至少一个安全元件集成到连接接管中，该安全元件具有过滤功能和截止功能。通过所提出的功能集成可以进一步降低装置的复杂性。同时可以满足更高的安全性要求。通过过滤功能可以抵抗有害颗粒的输入。通过截止功能实现附加的安全等级，该安全等级优选在危险情况下被激活，例如在可能由火灾引起的不允许高的温度升高时。
因此，在本发明的一个扩展方案中提出，安全元件的截止功能可以被热激活。优选地，在温度上升超过一个确定的临界值时，激活截止功能。温度升高可能由***中的压力同时升高或从外部(例如由于火灾)导致。通过能够热激活截止功能，不需要附加的促动器。这提高了在错误或危险情况下的安全性。
根据本发明的一个优选实施方式，安全元件包括过滤单元，该过滤单元来回运动地接收在连接接管中，所述过滤单元在其背离压力气体容器的端部上通过易熔环支撑并且与集成到连接接管中的密封座保持一轴向距离。这意味着，在温度升高超过临界值时，即超过易熔环熔化温度的值时，则易熔环开始熔化。过滤单元因此失去其支承并且作用的压差将过滤单元压到密封座中。过滤单元封闭连接接管中的通流横截面，来自压力气体容器的压力气体通过该通流横截面进入到存储管路中，使得压力气体不能进一步从压力气体容器中逸出。因为只要保持在过滤单元上的压差，压力气体容器中的压力就将过滤单元压到密封座中。
优选地，易熔环由金属材料制成，尤其由金属合金，例如基于铋的合金制成。这种材料的熔点相对较低，使得(例如在发生火灾时)由于增加的辐射热，易熔环在短时间之后开始熔化。在合金的情况下，可以通过合金比例调整相应的响应点。例如，响应或熔化点可以位于约130℃至140℃，使得存在“低熔点合金”。重要的是，易熔环的响应或熔化点在关键的密封和关闭元件各自的熔化点以下，使得在压力气体不受控制地逸出之前发挥保护功能。
因为气密的阀的关键密封和/或关闭元件通常由塑料制成，所以它们在发生火灾时会熔化并失去其功能，尤其失去使压力气体容器向外的密封。例如，聚醚醚酮(PEEK)的熔点约为340℃，聚酰胺的熔点约为400℃。因此在理想情况下，选择熔点低于300℃、优选低于250℃、特别优选低于200℃的金属材料来构造易熔环。
易熔环可以构造为简单的环，其优选轴向地支撑在连接接管的环形肩部上。用于过滤单元的密封座优选地由连接接管的另一环形肩部构成。在存在易熔环的情况下，肩部可以用于偏转从压力气体容器逸出的压力气体。因为过滤器单元优选地具有中空柱形的过滤器，压力气体从压力气体容器轴向地流入到该过滤器中。压力气体通过过滤器进入到环形室中，该环形室在径向内部被过滤器限界并且在径向外部被连接接管限界。滤液然后通过环形室朝肩部或密封座的方向被引导和偏转。然后，压力气体通过过滤单元的在端侧布置的过滤器接收部中的径向孔又径向向内地被引导。同时，过滤器接收部可以形成与密封座共同作用的密封面。该密封面优选地布置在径向孔上游，使得当密封面贴靠在密封座上时，这些径向孔被封闭。
此外提出，阀(压力气体容器通过该阀连接到存储管路上)是量限制阀。所述阀和安全元件优选地串联连接并且一起构成作为另外的安全元件的截止阀。以这种方式还可以满足更高的安全性要求。例如，第一安全元件的过滤单元可以作为用于量限制阀的可运动的阀元件的密封座。为此，过滤单元优选地具有在端侧布置的环形的过滤器接收部。为了在正常情况下保持截止阀打开，优选地在过滤单元和量限制阀的阀元件之间布置有弹簧。截止阀因此是压力控制的。这意味着，在压力升高或流速提高超过一个确定的临界值时，阀元件克服弹簧的弹簧力被压到由过滤单元形成的密封座中并且从而关闭。由于作用的压差，阀元件保持在原位处，直至重新建立压力平衡。仅当压力气体容器中的压力近似相应于周围环境压力并且另外的安全元件被激活时，在压力气体容器从存储管路拆下时将会出现这种情况。
通过将由过滤单元和易熔环组成的安全元件与量限制阀串联的方式，它们能够以简单的方式集成到连接接管中。为了位置固定，可以在装配之后将保险螺栓***或拧入到连接接管中。该保险螺栓优选地具有中央通流开口，以便来自连接的压力气体容器的压力气体进入到连接接管中并从而进入到存储管路中。
根据本发明的装置的至少一个压力气体容器尤其可以瓶状地构造。即压力气体容器具有至少一个颈状的端部区段。该颈状的端部区段便于将压力气体容器气密地连接到存储管路上，因为要密封的直径减小。
优选地，压力气体容器借助锁紧螺母通过优选颈状的端部区段直接或间接地旋拧到连接接管上。螺纹连接不但简化了气密连接，而且在需要时还允许简单地拆卸压力气体容器，例如以便更换故障的压力气体容器。如果将压力气体容器直接旋拧到连接接管上，则优选颈状的端部区段具有内螺纹，压力气体容器借助该内螺纹被旋拧到连接接管的外螺纹上。在使用锁紧螺母时，将其旋拧到连接接管上。替代地，可以选择任意其它类型的固定方式，用于将压力气体容器与连接接管高压密封地连接。
此外优选地，压力气体容器在另一优选为颈状的端部区段的区域中具有封闭体，至少一个另外的安全元件集成到该封闭体中。所述封闭体尤其可以是一个既易于装配又易于拆卸的封闭螺栓。为此，封闭螺栓优选地具有外螺纹并且压力气体容器的优选颈状的端部区段具有内螺纹。设置至少一个另外的安全元件导致进一步提高安全性。通过将另外的安全元件集成到封闭体中，必要时可以简单地更换该另外的安全元件。
至少一个另外的安全元件优选地是具有集成的爆裂片的排气阀和/或温度限制阀。如果设置两个安全元件，则它们优选地并联布置或并联连接，使得它们可以彼此独立地满足其功能。
如果设置具有爆裂片的排气阀，则压力气体容器的压力直接作用在爆裂片上。如果压力升高超过临界值，则爆裂片会破裂并且使排气横截面向外释放。在压力气体容器中存在的压力气体受控地向外释放，以便降低压力。在理想情况下，排气阀能够手动地操纵，例如通过拧出，使得压力气体容器也可以手动调设为无压力的。通过固定安装的节流器可以减小流速，使得该流速位于非临界范围内。
如果设置温度限制阀，则当压力气体容器中的温度升高超过临界值时，温度限制阀打开。在这种情况下，该阀打开并释放压力气体能够从压力气体容器流出的横截面，从而降低压力。
有利地，至少一个优选地能够从外部手动操纵的，例如呈截止螺旋的形式的截止元件集成到存储管路中。至少一个截止元件使得能够更换单个的压力气体容器，而不必排空***。这意味着，如果多于一个的压力气体容器连接到存储管路上，则功能性保持不变。为此，截止元件优选地构型和放置成，使得仅存储管路的旁路，而不是主流动路径中断。为了能够在需要时更换多个压力气体容器中的每一个，截止元件的数量优选地相应于压力气体容器的数量，使得给每个压力气体容器分配一个优选可手动操纵的截止元件。
此外，其它部件，例如温度和/或压力传感器可以集成到存储管路中，尤其在连接接管的区域中。然后，这些部件可以通过共同的存储管路或者说轨以简单且不复杂的方式密封、附接和/或接触。
因为根据本发明的装置优选地用于移动应用，还提出一种具有根据本发明的装置的车辆。在这种情况下，压力气体尤其可以是用于运行燃料电池***或内燃机的氢气。此外，压力气体可以是天然气，其储存在车辆上，用于借助根据本发明的装置运行内燃机。
附图说明
下面参照附图更详细地阐述本发明的优选实施方式。附图示出了：
图1：根据本发明的用于存储压力气体的装置的纵截面，
图2：图1的在压力气体容器的第一端部区段的区域中的放大局部，和
图3：图1的在压力气体容器的第二端部区段的区域中的放大局部。
具体实施方式
在图1中所示的用于存储压力气体的装置包括多个压力气体容器2，这些压力气体容器连接到一个共同的存储管路1上。在图1中仅示出两个压力气体容器2，因为该附图仅示出装置的一部分。该装置以类似的方式继续向右延伸。共同的存储管路1，也可以称为“轨”包括主管路21和多个分支22。压力气体容器2的内容物分别通过分支22到达主管路21中。分支22的数量因此相应于压力气体容器2的数量。分支22贯穿连接接管4，压力气体容器2气密地安装到连接接管4上，例如旋拧或压紧。为此，每个压力气体容器2具有颈状的端部区段2.1，其可以与各连接接管4力锁合和/或形状锁合地连接，使得该连接是高压密封的。在另一端，每个压力气体容器2具有另一颈状的端部区段2.2，封闭体9，例如封闭螺栓***或旋入到所述另一颈状的端部区段中。
安全电磁阀20集成到共同的存储管路1或者说轨中，具体而言以如下方式，即主管路21可以通过该安全电磁阀被截止。因此不需要将安全电磁阀20集成到每个压力气体容器2中。此外，设置可手动操纵的截止元件13，用于截止各个分支22。在操纵时，这些截止元件仅截止相应的分支22，而不截止主管路21，使得还能保持功能。这例如在要更换单个压力气体容器时是有利的。
为了阐述压力气体容器2到存储管路1上的连接区域，参照图2，该附图以放大示图示出了该区域。示出了具有连接接管4的存储管路1的区段，压力气体容器2旋拧到该连接接管上。在当前情况下，安全元件5和阀3集成到连接接管4或分支22中，所述安全元件和所述阀在当前情况下相互作用以构成截止阀。
安全元件5包括过滤单元6，该过滤单元通过金属的易熔环7轴向地支撑并且与密封座8保持一定距离。密封座8由连接接管4的肩部形成。过滤单元6包括中空柱形的过滤器6.1，其布置在两个过滤器接收部6.2、6.3之间。面向主管路21的过滤器接收部6.2形成封闭体，使得压力气体从压力气体容器2径向向外地通过过滤器6.1被引导到环形室17中。在此，任何包含在压力气体中的颗粒都在过滤器内侧沉积。滤液通过环形室17到达连接接管4的形成密封座8的肩部。在此，气流被偏转并且通过构造在过滤器接收部6.2中的径向孔6.4被引导到分支22中。过滤单元6因此满足过滤或保护功能。此外，由于支撑在金属的易熔环7上，过滤单元形成能够热激活的安全元件5。因为在温度升高超过临界值时，易熔环熔化并且作用在过滤单元6上的压差将该过滤单元压到密封座8中。在过滤器接收部6.2上形成的密封面6.5在此贴靠在连接接管4的形成密封座8的肩部上，使得不再有压力气体能够从压力气体容器2逸出到分支22中。安全元件5因此满足过滤功能和截止功能。
同样集成到连接接管4或分支22中的阀3连接在安全元件5上游并且实施为量限制阀。其具有可运动的阀元件23，该阀元件由弹簧16的弹簧力保持在打开位态中，使得在阀3打开时，从压力气体容器2逸出的压力气体绕流阀元件23。如果流速上升超过临界值，则阀元件23克服弹簧16的弹簧力朝密封座6.7的方向运动，该密封座在当前情况下通过连接在下游的过滤单元6的过滤器接收部6.3形成。如果阀元件23的密封面18贴靠在密封座6.7上，则阀元件23关闭过滤器接收部6.3的流入开口6.6，使得压力气体不再到达分支22中。因此，安全元件5的阀3和过滤器单元6一起构成截止阀或另一安全元件5。
为了安全元件5和阀3在连接接管4内的位置固定，将具有中央通流开口19的保险螺栓14在所述连接接管的端侧拧入到该连接接管中。
在图1中所示的装置的每个压力气体容器2在其背离存储管路1的端部上具有另外的安全元件。这些另外的安全元件集成到封闭体9或封闭螺栓中，并且在下面参照图3更详细地阐述。
如从图3可看到，具有爆裂片11的排气阀10作为另外的安全元件集成到封闭体9中。当压力气体容器2中的压力升高超过临界值时，爆裂片破裂并且从而打开排气阀10。然后可以通过排气阀10释放压力气体并且因此降低压力。为了能够受控地排出压力气体，节流部15连接在排气阀10上游。
在排气阀10旁或平行于排气阀10，温度限制阀12作为另外的安全元件集成到封闭体9中。在超过临界温度时，该温度限制阀打开并且释放卸载孔24，压力气体可以经由该卸载孔排出，使得压力气体容器2中的压力下降。

Claims (10)

1.一种用于存储压力气体，例如氢气或天然气的装置，包括存储管路(1)，至少一个压力气体容器(2)通过阀(3)连接到该存储管路上，
其特征在于，所述存储管路(1)具有至少一个连接接管(4)，用于气密地连接所述至少一个压力气体容器(2)，并且安全元件(5)集成到所述连接接管(4)中，所述安全元件具有过滤功能和截止功能。
2.根据权利要求1所述的装置，
其特征在于，所述安全元件(5)的截止功能可以热激活。
3.根据权利要求1或2所述的装置，
其特征在于，所述安全元件(5)包括过滤单元(6)，所述过滤器单元能够来回运动地接收在所述连接接管(4)中，并且所述过滤器单元在其背离所述压力气体容器(2)的端部上通过易熔环(7)支撑并且与集成到所述连接接管(4)中的密封座(8)保持一轴向距离。
4.根据权利要求3所述的装置，
其特征在于，所述易熔环(7)由金属材料，尤其由金属合金，例如基于铋的合金制成，其中，所述金属材料的熔点优选低于300℃，更优选低于250℃，特别是优选低于200℃。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，
其特征在于，将所述压力气体容器(2)通过其连接到所述存储管路(1)上的阀(3)是量限制阀，其中，所述阀(3)和所述安全元件(5)优选地串联连接，并且一起构成作为另外的安全元件的截止阀。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，
其特征在于，所述压力气体容器(2)借助锁紧螺母通过优选颈状的端部区段(2.1)直接或间接地旋拧到所述连接接管(4)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，
其特征在于，所述压力气体容器(2)在另一优选颈状的端部区段(2.2)的区域中具有封闭体(9)、尤其封闭螺栓，至少一个另外的安全元件集成到所述封闭体中。
8.根据权利要求7所述的装置，
其特征在于，所述至少一个另外的安全元件是具有集成的爆裂片(11)的排气阀(10)和/或温度限制阀(12)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置，
其特征在于，优选能够从外部手动操纵的至少一个截止元件(13)，例如呈截止螺栓的形式，集成到所述存储管路(1)中，其中，此外优选地，所述截止元件(13)的数量相应于所述压力气体容器(2)的数量。
10.一种具有根据前述权利要求中任一项所述的装置的车辆，其中，所述压力气体优选地是氢气或天然气。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021209302A1 (de) * 2021-08-25 2023-03-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums
DE102022203607A1 (de) 2022-04-11 2023-10-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Speichervorrichtung, Brennstoffzellenanordnung, Wasserstoff-Verbrennungsmotorsystem und wasserstoffbetriebenes Fahrzeug
DE102022109125A1 (de) 2022-04-13 2023-10-19 Norma Germany Gmbh Druckminderer zur Ermöglichung der Verwendung von Polymerrohren für thermische Druckentlastungsvorrichtungen von wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen
DE102022208069A1 (de) 2022-08-03 2024-02-08 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Absperrventil, Verfahren zum Betreiben eines Absperrventils und Magnetbaugruppe
DE102022003990A1 (de) 2022-10-25 2024-04-25 Baldus Sedation Gmbh & Co. Kg Aufnahmebehälter mit Überwachungseinheit

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE590656A (zh) * 1959-05-28
DE3817971A1 (de) 1988-05-27 1989-11-30 Streif Hans Gasanschlussarmatur
DE3835904A1 (de) * 1988-10-21 1990-04-26 Waga Sicherheits & Spezial Arm Absperrarmatur mit einer thermischen schmelzmaterial-sicherung
US5240024A (en) * 1992-03-31 1993-08-31 Moore Epitaxial, Inc. Automated process gas supply system for evacuating a process line
GB9724168D0 (en) * 1997-11-14 1998-01-14 Air Prod & Chem Gas control device and method of supplying gas
JP2002206696A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Honda Motor Co Ltd 高圧ガス供給システム
CA2386443C (en) * 2001-05-17 2007-10-23 Dynetek Industries Ltd. Replaceable fuel module and method
JP5409036B2 (ja) * 2009-02-16 2014-02-05 トヨタ自動車株式会社 車両用高圧タンクのバルブ装置
US8522597B2 (en) * 2010-09-14 2013-09-03 GM Global Technology Operations LLC Calibration of a pressure sensor in a hydrogen storage system
FR2974883B1 (fr) * 2011-05-04 2014-05-09 Michelin Soc Tech Vanne montee sur un reservoir contenant un gaz a haute pression
EP2650585A1 (de) * 2012-04-11 2013-10-16 Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co KG Druckspeicheranordnung
TWI591890B (zh) * 2015-08-21 2017-07-11 亞太燃料電池科技股份有限公司 容器之加熱及安全裝置、氣體儲存罐及儲氫罐
DE102016004577B4 (de) * 2016-04-14 2020-10-22 Daimler Ag Tragrahmenstruktur zum Befestigen wenigstens eines Energiespeichers an einem Kraftfahrzeugrohbau
DE102016008107A1 (de) 2016-07-01 2018-01-04 Daimler Ag Tankventil
DE102016008442A1 (de) 2016-07-01 2018-01-04 Daimler Ag Tankventil
DE102016214577A1 (de) 2016-08-05 2018-02-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckbehältersystem umfassend mindestens einen ersten Druckbehälter und einen zweiten Druckbehälter zum Speichern eines Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff, für ein Fahrzeug
DE102017004451A1 (de) 2017-05-09 2018-11-15 Daimler Ag Speichervorrichtung für Druckgas
DE102017209000A1 (de) * 2017-05-29 2018-11-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckbehältersystem für ein Fahrzeug
DE102018000756A1 (de) * 2018-01-31 2019-01-24 Daimler Ag Druckgasbehälter und Druckgasspeicher
DE102018206345A1 (de) * 2018-04-25 2019-10-31 Robert Bosch Gmbh Schmelzsicherung, Gasbehälter und Verfahren zum Zusammenbauen einer Schmelzsicherung und zum Einbauen derselben in einen Gasbehälter
KR20200132413A (ko) * 2019-05-17 2020-11-25 현대자동차주식회사 연료전지 차량의 온도감응식 압력안전장치
DE102020103155A1 (de) * 2020-02-07 2021-08-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Druckbehälteranordnung und Druckbehältersystem
JP2021186721A (ja) * 2020-05-28 2021-12-13 株式会社神戸製鋼所 水素ガス供給装置
DE102020207261A1 (de) * 2020-06-10 2021-12-16 Argo Gmbh Thermische Druckentlastungsvorrichtung (TPRD), Gasdruckspeicher und Gasdruckspeichersystem mit TPRD und Verfahren zur thermischen Überdruckabsicherung

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US11953155B2 (en) 2024-04-09
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