DE102016212154A1 - Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen - Google Patents

Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen Download PDF

Info

Publication number
DE102016212154A1
DE102016212154A1 DE102016212154.5A DE102016212154A DE102016212154A1 DE 102016212154 A1 DE102016212154 A1 DE 102016212154A1 DE 102016212154 A DE102016212154 A DE 102016212154A DE 102016212154 A1 DE102016212154 A1 DE 102016212154A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pressure vessel
delay device
flow delay
flow
fuel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102016212154.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Jan-Mark Kunberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016212154.5A priority Critical patent/DE102016212154A1/en
Publication of DE102016212154A1 publication Critical patent/DE102016212154A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/02—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge involving reinforcing arrangements
    • F17C1/04—Protecting sheathings
    • F17C1/06—Protecting sheathings built-up from wound-on bands or filamentary material, e.g. wires
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
    • F17C13/06—Closures, e.g. cap, breakable member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C3/00—Vessels not under pressure
    • F17C3/02—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation
    • F17C3/08—Vessels not under pressure with provision for thermal insulation by vacuum spaces, e.g. Dewar flask
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0109—Shape cylindrical with exteriorly curved end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0391—Thermal insulations by vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0621—Single wall with three layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
    • F17C2203/0685—Special properties of materials for vessel walls flexible
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
    • F17C2203/069—Break point in the wall
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
    • F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
    • F17C2205/0323—Valves
    • F17C2205/0332—Safety valves or pressure relief valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/03—Mixtures
    • F17C2221/032—Hydrocarbons
    • F17C2221/033—Methane, e.g. natural gas, CNG, LNG, GNL, GNC, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0115—Single phase dense or supercritical, i.e. at high pressure and high density
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
    • F17C2260/037—Handling leaked fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Es wird ein Druckbehältersystem umfassend einen Druckbehälter (10) zum Speichern eines Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff, aufgezeigt, wobei eine Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) in einem Innenraum (20) des Druckbehälters (10) angeordnet ist, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass sich vorübergehend ein Druckunterschied zwischen einem Innenraum (26) der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) und der Umgebung ausbilden kann, wobei die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) im Wesentlichen der Form des Innenraums (20) des Druckbehälters (10) entspricht.It is a pressure vessel system comprising a pressure vessel (10) for storing a fuel, in particular hydrogen, shown, wherein a flow delay device (25) in an interior space (20) of the pressure vessel (10) is arranged, wherein the flow delay device (25) is formed in that a pressure difference can temporarily form between an interior space (26) of the flow delay device (25) and the environment, the shape of the flow delay device (25) substantially corresponding to the shape of the interior space (20) of the pressure vessel (10).

Description

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem gemäß Anspruch 1. The technology disclosed herein relates to a pressure vessel system according to claim 1.

Hochdruckgasbehältersysteme (auch „CGH2-Systeme“ genannt) sind ausgebildet, bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem Druck von über ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von über ca. 500 barü und besonders bevorzugt von über ca. 700 barü zu speichern. High-pressure gas tank systems (also called "CGH2 systems") are designed to permanently heat fuel at ambient temperatures at a pressure of about 350 bar (= overpressure relative to the atmospheric pressure), furthermore preferably above about 500 bar and more preferably above about 700 to save cash.

Kryogene Druckbehältersysteme (auch „CcH2-Systeme“ genannt) sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise offenbart die EP 1 546 601 B1 ein solches System. Cryogenic pressure vessel systems (also called "CcH2 systems") are known from the prior art. For example, the EP 1 546 601 B1 such a system.

Bei einem Entstehen einer Schadstelle (unkontrolliertes Undichtwerden bzw. Bersten) bei einem Druckbehälter (Druckbehälter eines CcH2-Druckbehälters oder Druckbehälter eines CGH2-Systems) bzw. in der Wand bzw. Behälterwand eines Druckbehälters tritt Brennstoff bzw. Gas aus dem Druckbehälter (plötzlich) unkontrolliert an einer nicht hierfür vorgesehenen Stelle aus dem Innenraum bzw. Innenvolumen, in dem der Brennstoff gespeichert ist, in die Umgebung aus. Da der Brennstoff bzw. das Gas unter einem hohen Druck steht, kann durch den unkontrollierten Austritt von Brennstoff aus dem Druckbehälter der Druckbehälter bersten und Schäden an der Umgebung entstehen. Die möglichen Schäden an der Umgebung hängen von der in einem sehr kurzen Zeitraum freiwerdenden Volumenänderungsarbeit ab. Dies bedeutet, dass die austretende Menge an Brennstoff bzw. Gas pro Zeiteinheit und dessen Zustand (z.B. Geschwindigkeit, Dichte, Druck und Temperatur) beim Austritt den potentiellen Schaden bestimmt, der außerhalb des Druckbehälters durch den austretenden Brennstoff bzw. das austretende Gas verursacht wird. Das schnelle Austreten von Brennstoff bzw. Gas führt zu großen Druckstoßwellen bzw. Stoßwellen, die immensen Schaden anrichten können. Tritt die gleiche Menge von Brennstoff bzw. Gas langsamer bzw. über einen längeren Zeitraum bzw. mit einer geringeren Geschwindigkeit aus dem Druckbehälter aus, so kann ein Bersten des Druckbehälters verhindert werden und der potentielle Schaden sinkt. Die Volumenänderungsarbeit beim plötzlichen Austreten von Brennstoff aus dem (an einer hierfür nicht vorhergesehenen Stelle, sogenannten Schadstelle) kann durch eine oder mehrere Strömungsverzögerungsvorrichtungen, die im Innenraum des Druckbehälters angeordnet ist bzw. sind, verringert werden, wodurch ein Bersten des Druckbehälters verhindert wird. Strömungsverzögerungsvorrichtungen sind derart ausgebildet, dass diese nur vorübergehend bzw. nur für einen begrenzten Zeitraum einen Druckunterschied zwischen ihrem Innenvolumen und ihrer Umgebung aufbauen können. Strömungsverzögerungsvorrichtungen sind nicht gasdicht, sondern lassen Gas bzw. Brennstoff (langsam) durch ihre Wand strömen. When a damage occurs (uncontrolled leakage or rupture) in a pressure vessel (pressure vessel of a CcH2 pressure vessel or pressure vessel of a CGH2 system) or in the wall or vessel wall of a pressure vessel, fuel or gas from the pressure vessel occurs (suddenly) uncontrolled at a non-designated location from the interior or interior volume, in which the fuel is stored in the environment. Since the fuel or the gas is under high pressure, the uncontrolled discharge of fuel from the pressure vessel can burst the pressure vessel and cause damage to the environment. The possible damage to the environment depends on the volume change work released in a very short period of time. This means that the escaping amount of fuel or gas per unit of time and its state (e.g., velocity, density, pressure and temperature) upon discharge determines the potential damage caused by the escaping fuel or gas outside the pressure vessel. The rapid escape of fuel or gas leads to large pressure shock waves or shock waves, which can cause immense damage. Occurs the same amount of fuel or gas slower or over a longer period or at a lower speed from the pressure vessel, so a bursting of the pressure vessel can be prevented and the potential damage decreases. The volume change work in the case of a sudden escape of fuel from the point of failure (so-called damage spot) can be reduced by one or more flow-delay devices disposed in the interior of the pressure vessel, thereby preventing bursting of the pressure vessel. Flow delay devices are designed such that they can build up a pressure difference between their internal volume and their environment only temporarily or only for a limited period of time. Flow delay devices are not gas-tight, but allow gas or fuel to flow (slowly) through their walls.

Bei bisher bekannten Druckbehälter mit Strömungsverzögerungsvorrichtungen ist das Volumen zwischen Strömungsverzögerungsvorrichtung bzw. Strömungsverzögerungsvorrichtungen und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters, d.h. das Volumen, das innerhalb des Druckbehälters bzw. innerhalb des Innenbehälters des Druckbehälters und außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtungen, liegt, sehr groß. Daher ist die Volumenänderungsarbeit beim Undichtwerden des Druckbehälters bzw. der potentielle Schaden beim Auftreten einer Schadstelle immer noch sehr groß. Auch ist die Gefahr eines Berstens des Druckbehälters hoch. In previously known pressure vessels with flow delay devices, the volume between flow delay devices and the inner wall surface of the pressure vessel, i. the volume, which is within the pressure vessel or within the inner container of the pressure vessel and outside of the flow delay devices, very large. Therefore, the volume change work when the pressure vessel is leaking or the potential damage when a damage occurs is still very large. Also, the risk of bursting of the pressure vessel is high.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einige Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar. It is a preferred object of the technology disclosed herein to reduce or eliminate at least some of the disadvantages of the previously known solutions. Other preferred objects may result from the beneficial effects of the technology disclosed herein. The object (s) is / are solved by the subject matter of patent claim 1 of the independent claims. The dependent claims are preferred embodiments.

In einer ersten Ausführungsform wird ein Druckbehältersystem umfassend einen Druckbehälter zum Speichern eines Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff, vorgeschlagen, wobei eine Strömungsverzögerungsvorrichtung in einem Innenraum des Druckbehälters angeordnet ist, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass sich vorübergehend ein Druckunterschied zwischen einem Innenraum der Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Umgebung ausbilden kann, wobei die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung im Wesentlichen der Form des Innenraums des Druckbehälters entspricht. In a first embodiment, a pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen, is proposed, wherein a flow delay device is arranged in an interior of the pressure vessel, wherein the flow delay device is designed such that temporarily a pressure difference between an interior of the flow delay device and form the environment, wherein the shape of the flow delay device substantially corresponds to the shape of the interior of the pressure vessel.

Ein Vorteil hiervon ist, dass das Volumen zwischen der Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters gering ist. Die beim Auftreten einer Schadstelle/Leckagestelle/undichten Stelle des Druckbehälters in einem sehr kurzen Zeitraum freiwerdende Volumenänderungsarbeit ist gering, da nur der Brennstoff aus dem Druckbehälter ungehindert austreten kann, der sich außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung befindet. Der Brennstoff, der sich innerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung befindet, tritt (zeit)verzögert aus dem Druckbehälter aus. Dieses Volumen ist sehr klein. Somit sind die möglichen Schäden an der Umgebung auch sehr klein. Zudem wird sicher ein Bersten des Druckbehälters verhindert. Der Brennstoff strömt ohne Bersten des Druckbehälters aus dem Druckbehälter bis ein Druckausgleich zwischen dem Brennstoff in dem Innenvolumen des Druckbehälters und der Umgebung stattgefunden hat. An advantage of this is that the volume between the flow delay device and the inner wall surface of the pressure vessel is low. The volume change work released in the event of a damaged area / leakage / leaking point of the pressure vessel in a very short period of time is small, since only the fuel can escape unhindered from the pressure vessel, which is outside the flow delay device. The fuel that is within the flow delay device exits the pressure vessel with delay. This volume is very small. Thus, the possible damage to the environment are also very small. In addition, a bursting of the pressure vessel is certainly prevented. The fuel flows without bursting of the pressure vessel from the pressure vessel to a pressure equalization between the fuel in the Inner volume of the pressure vessel and the environment has taken place.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenraum des Druckbehälters können auch dann im Wesentlichen die gleiche Form haben bzw. aufweisen, wenn deren Anzahl an Ecken und/oder Kanten voneinander abweichen. Relevant ist die Form bzw. Außenkontur des Elements insgesamt und nicht bestimmte voneinander unterschiedliche Details der Form bzw. Außenkontur bzw. Innenkontur. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann eine einzige durchgehende Oberfläche aufweisen. Insbesondere können etwaige Abweichungen in der Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung von der Form des Innenraums des Druckbehälters in einem Bereich unter ca. 5%, vorzugsweise unter 3%, des Volumens des Innenraums der Strömungsverzögerungsvorrichtung liegen. Bei einem kugelförmigen Innenraum des Druckbehälters kann die Strömungsverzögerungsvorrichtung eine im Wesentlichen kugelförmige Form aufweisen, wobei etwaige Abweichungen der Strömungsverzögerungsvorrichtung von der idealen Kugelform im Bereich unter ca. 5%, vorzugsweise unter 3%, des Radius der (ideal-kugelförmigen) Strömungsverzögerungsvorrichtung liegen. Bei einem Innenraum des Druckbehälters, der einen im Querschnitt kreiszylinderförmigen Mittelteil und zwei domartige Endbereiche aufweist, kann die Strömungsverzögerungsvorrichtung eine im Wesentlichen gleiche Form, nämlich einen im Querschnitt kreiszylinderförmigen Mittelteil und zwei domartige Endbereiche, aufweisen. Etwaige Vorsprünge bzw. Ausstülpungen der Strömungsverzögerungsvorrichtung können im Verhältnis zu ihrem Volumen gering sein, d.h. kleiner als 5%, vorzugsweise unter 3%. The flow delay device and the interior of the pressure vessel may also have or have substantially the same shape even if their number of corners and / or edges differ from each other. Relevant is the shape or outer contour of the element as a whole and not specific mutually different details of the shape or outer contour or inner contour. The flow delay device may have a single continuous surface. In particular, any deviations in the shape of the flow delay device from the shape of the interior of the pressure vessel may be in a range below about 5%, preferably below 3%, of the volume of the interior of the flow delay device. For a spherical interior of the pressure vessel, the flow delay device may have a substantially spherical shape, with any deviations of the flow delay device from the ideal spherical shape being in the range below about 5%, preferably below 3%, of the radius of the (ideal spherical) flow delay device. In the case of an interior of the pressure vessel which has a circular-cylindrical central part and two dome-like end regions, the flow delay device can have a substantially identical shape, namely a circular-cylindrical central part and two dome-shaped end regions. Any projections or protuberances of the flow delay device may be small in proportion to their volume, i. less than 5%, preferably less than 3%.

Strömungsverzögerungsvorrichtungen sind derart ausgebildet, dass sich nur vorübergehend, d.h. für einen begrenzten Zeitraum (z.B. 1 s, 10 s, 30 s, 1 min), ein Druckunterschied zwischen ihrem Innenvolumen und ihrer Umgebung bzw. ihrer Außenseite aufbauen kann. Somit kann Brennstoff bzw. Gas aus der Strömungsverzögerungsvorrichtung zwar ausströmen, jedoch zeitverzögert, d.h. nicht innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums (z.B. < 1 s), sondern über einen längeren Zeitraum (z.B. im Sekundenbereich oder Minutenbereich). Der Brennstoff bzw. das Gas tritt nicht plötzlich bzw. instantan aus, sondern langsam bzw. zeitverzögert bzw. allmählich aus. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann eine Membran sein, durch die der Brennstoff langsam strömen kann. Die Membran kann einen (überwindbaren bzw. nicht unüberwindbaren) Widerstand für den Brennstoff darstellen, so dass der Brennstoff über einen Zeitraum (z.B. ca. 1 s, ca. 10 s, ca. 30 s, ca. 1 min) bei einem Druckunterschied zwischen Innen und Außen durch die Membran austritt. Flow delay devices are designed such that only temporarily, i. for a limited period of time (e.g., 1 second, 10 seconds, 30 seconds, 1 minute), can establish a pressure difference between its interior volume and its environment or exterior. Thus, while fuel or gas may flow out of the flow delay device, it is time delayed, i. not within a very short period of time (e.g., <1 second) but over a longer period of time (e.g., in the seconds or minutes range). The fuel or the gas does not escape suddenly or instantaneously, but slowly or with a time delay or gradually out. The flow delay device may be a membrane through which the fuel can flow slowly. The membrane can represent a (surmountable or not insurmountable) resistance for the fuel, so that the fuel over a period of time (eg about 1 s, about 10 s, about 30 s, about 1 min) at a pressure difference between Inside and outside through the membrane emerges.

Das Volumen zwischen der Außenoberfläche der Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters kann ca. 1% bis ca. 10%, insbesondere ca. 1,5% bis ca. 10%, des Gesamtvolumens des Innenraums des Druckbehälters entsprechen. Hierdurch weist der Druckbehälter eine besonders geringe Menge bzw. ein besonders kleines Volumen an Brennstoff auf, der sich in dem Druckbehälter bzw. dem Innenbehälter des Druckbehälters, aber außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung befindet. Folglich ist die beim Auftreten einer Schadstelle/Leckagestelle/undichten Stelle des Druckbehälters in einem sehr kurzen Zeitraum freiwerdende Volumenänderungsarbeit noch geringer. The volume between the outer surface of the flow delay device and the inner wall surface of the pressure vessel may correspond to about 1% to about 10%, in particular about 1.5% to about 10%, of the total volume of the interior of the pressure vessel. As a result, the pressure vessel has a particularly small amount or a particularly small volume of fuel, which is located in the pressure vessel or the inner container of the pressure vessel, but outside the flow delay device. Consequently, the volume change work released in the event of a damaged area / leakage point / leaking point of the pressure vessel in a very short period of time is even lower.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann zu der Innenwandoberfläche des Druckbehälters derart beabstandet angeordnet sein, dass die Strömungsverzögerungsvorrichtung keinen direkten Kontakt mit der Innenwandoberfläche des Druckbehälters aufweist. Hierdurch wird verhindert, dass ein auftretendes Ereignis (z.B. mechanisch und/oder thermisch), das eine Schadstelle in dem Druckbehälter verursacht und zum unkontrolliertem Ausströmen von Brennstoff durch die Schadstelle führt, gleichzeitig die Strömungsverzögerungsvorrichtung beschädigt bzw. eine Schadstelle in der Strömungsverzögerungsvorrichtung verursacht. Somit wird die Funktion der Strömungsverzögerungsvorrichtung, nämlich das langsame bzw. zeitverzögerte Ausströmen von Brennstoff durch die Wand der Strömungsverzögerungsvorrichtung, auch bei einem Entstehen einer Schadstelle in dem Druckbehälter sichergestellt. The flow retarding device may be spaced from the inner wall surface of the pressure vessel such that the flow retarding device is not in direct contact with the inner wall surface of the pressure vessel. This will prevent a occurring event (e.g., mechanical and / or thermal) that causes a damaged spot in the pressure vessel from leading to uncontrolled leakage of fuel through the damaged area, simultaneously causing damage to the flow delay device or causing a damaged spot in the flow delay device. Thus, the function of the flow delay device, namely, the slow release of fuel through the wall of the flow delay device, is ensured even in the event of a failure in the pressure vessel.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann derart in dem Innenraum des Druckbehälters angeordnet sein, dass der Abstand zwischen der Außenoberfläche der Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters an jeder Stelle im Wesentlichen gleich groß ist. Hierdurch wird das Volumen zwischen Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters noch weiter verringert. Zudem tritt unabhängig von der Position der Schadstelle die gleiche Menge an Brennstoff instantan bzw. sofort ungehindert durch die Schadstelle bzw. Leckagestelle des Druckbehälters aus. Somit ist die Menge an Volumenänderungsarbeit pro Zeit unabhängig von dem Ort bzw. der Position der Schadstelle. Folglich lässt sich die maximal mögliche Stoßwelle besser vorhersagen. Zudem wird ein Bersten des Druckbehälters unabhängig von der Position der Schadstelle bzw. der Leckagestelle sicher verhindert. Auf Grundlage der maximal möglichen Stoßwelle, die beim Entstehen einer Schadstelle entstehen soll, kann der Abstand zwischen der Außenoberfläche der Strömungsverzögerungsvorrichtung und der Innenwandoberfläche des Druckbehälters festgelegt werden. The flow delay device may be disposed in the interior of the pressure vessel such that the distance between the outer surface of the flow delay device and the inner wall surface of the pressure vessel is substantially equal at each location. As a result, the volume between the flow delay device and the inner wall surface of the pressure vessel is further reduced. In addition, regardless of the position of the damaged area, the same amount of fuel occurs instantaneously or immediately unhindered through the damaged area or leakage point of the pressure vessel. Thus, the amount of volume change work per time is independent of the location or location of the damaged area. Consequently, the maximum possible shock wave can be better predicted. In addition, a bursting of the pressure vessel is reliably prevented regardless of the position of the damaged area or the leakage point. Based on the maximum possible shock wave which is to be produced when a damaged area is created, the distance between the outer surface of the flow delay device and the inner wall surface of the pressure vessel can be determined.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann mehrere Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente umfassen. Hierdurch wird das Innenvolumen bzw. der Innenraum der Strömungsverzögerungsvorrichtung in mehrere Innenvolumina bzw. Innenräume, nämlich die Innenvolumina bzw. Innenräume der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente, aufgeteilt. Hierdurch tritt der Brennstoff noch langsamer bzw. zeitlich noch stärker verzögert aus dem Druckbehälter aus, da der Brennstoff aus den Innenräumen, die weit entfernt von der Schadstelle sind, mehrere Barrieren der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente überwinden müssen. The flow delay device may include a plurality of flow delay device elements. As a result, the internal volume or the interior of the flow-delay device is divided into a plurality of internal volumes or internal spaces, namely the internal volumes or interiors of the flow-delay device elements. As a result, the fuel exits the pressure vessel even more slowly or with a greater delay in time, since the fuel from the internal spaces, which are far away from the damaged area, must overcome several barriers of the flow delay device elements.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann im Wesentlichen starr ausgebildet sein. Hierdurch wird ein Verformen der Strömungsverzögerungsvorrichtung beim Auftreten einer Schadstelle des Druckbehälters im Wesentlichen verhindert. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann insbesondere derart starr ausgebildet sein, dass der beim Auftreten einer Schadstelle entstehende Druckgradient die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung im Wesentlichen nicht ändert. Hierdurch wird auch sichergestellt, dass sich die Position der Strömungsverzögerungsvorrichtung bzw. der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente beim Auftreten einer Schadstelle nicht ändert. Die auftretenden Kräfte, die u.a. durch die Abstandshalter auf die Strömungsverzögerungsvorrichtung ausgeübt werden, können die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung im Wesentlichen nicht ändern. The flow delay device may be substantially rigid. As a result, deformation of the flow delay device when a damaged point of the pressure vessel occurs is substantially prevented. The flow delay device may in particular be designed to be so rigid that the pressure gradient arising when a damaged point occurs does not essentially change the shape of the flow delay device. This also ensures that the position of the flow delay device or the flow delay device elements does not change when a damaged area occurs. The forces that occur, i.a. by the spacers are applied to the flow-delay device, the shape of the flow-delay device can not change substantially.

Das Druckbehältersystem kann ferner einen oder mehrere Abstandshalter umfassen, wobei die Abstandshalter derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Abstandshalter die Strömungsverzögerungsvorrichtung in einem Mindestabstand zu der Innenwandoberfläche des Druckbehälters halten. Hierdurch wird die Strömungsverzögerungsvorrichtung technisch einfach in einem (Mindest)Abstand zu der Innenwandoberfläche gehalten. Zudem wird die Formstabilität der Strömungsverzögerungsvorrichtung von den Abstandshaltern unterstützt. The pressure vessel system may further include one or more spacers, wherein the spacers are configured and arranged such that the spacers maintain the flow delay device at a minimum distance from the inner wall surface of the pressure vessel. As a result, the flow delay device is kept technically simple in a (minimum) distance from the inner wall surface. In addition, the dimensional stability of the flow delay device is supported by the spacers.

Die Abstandshalter können im Wesentlichen brennstoffdurchlässig ausgebildet sein. Ein Vorteil hiervon ist, dass das Ausströmen von Brennstoff bzw. Gas durch die Abstandshalter nicht behindert bzw. gestört wird. The spacers may be formed substantially fuel permeable. An advantage of this is that the escape of fuel or gas through the spacers is not hindered or disturbed.

Die Abstandshalter können ein poröses Material, insbesondere ein Aerogelmaterial, umfassen. Hierdurch weisen die Abstandshalter nur ein geringes Gewicht auf. Folglich weist der Druckbehälter nur ein geringes Gewicht auf. The spacers may comprise a porous material, in particular an airgel material. As a result, the spacers have only a low weight. Consequently, the pressure vessel has only a low weight.

Die Abstandshalter können ausschließlich an der Strömungsverzögerungsvorrichtung befestigt sein. Ein Vorteil hiervon ist, dass die Strömungsverzögerungsvorrichtung von der Betankungs- und Entnahmedynamik des Druckbehälters, d.h. den physischen Änderungen des Druckbehälters, wenn Brennstoff in den Druckbehälter eingeführt wird und entnommen wird, entkoppelt ist. The spacers may be attached only to the flow delay device. An advantage of this is that the flow delay device is dependent on the refueling and sampling dynamics of the pressure vessel, i. the physical changes of the pressure vessel, when fuel is introduced into the pressure vessel and is removed, is decoupled.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann ein Rückschlagventil zum Einbringen von Brennstoff in die Strömungsverzögerungsvorrichtung umfassen. Ein Vorteil hiervon ist, dass der Brennstoff besonders schnell und technisch einfach in die Strömungsverzögerungsvorrichtung eingeführt bzw. eingebracht werden kann. Insbesondere kann dies schneller geschehen als der Brennstoff üblicherweise braucht, um durch die Wand der Strömungsverzögerungsvorrichtung bzw. der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente zu gelangen (im Betreib z.B. bei der Entnahme). Somit kann der Druckbehälter schneller mit Brennstoff gefüllt werden, da nicht gewartet werden muss, bis der Brennstoff aus dem Innenvolumen des Druckbehälters außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung in das Innenvolumen bzw. den Innenraum der Strömungsverzögerungsvorrichtung geströmt ist. Dieses Strömen ist üblicherweise wie das Strömen in umgekehrte Richtung zeitlich verzögert bzw. verlangsamt. The flow delay device may include a check valve for introducing fuel into the flow delay device. One advantage of this is that the fuel can be introduced or introduced into the flow delay device in a particularly quick and technically simple manner. In particular, this can be done faster than the fuel usually takes to get through the wall of the flow delay device (s) (in operation, for example, at sampling). Thus, the pressure vessel can be filled faster with fuel because it does not have to wait until the fuel has flowed out of the interior volume of the pressure vessel outside the flow delay device into the interior volume or the interior of the flow delay device. This flow is usually delayed or slowed down like the reverse flow.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung kann durch einen Behälter dargestellt werden bzw. ein Behälter sein, in dessen Wände eine oder mehrere Gasübertrittsöffnungen vorgesehen sind, die als Drosselstelle wirken, wenn größere Gasmengen bzw. mengenmäßig größere Gasströme durch diese Gasübertrittsöffnungen strömen. Die Gasübertrittsöffnungen sind dabei derart ausgelegt bzw. dimensioniert, dass im normalen Betrieb bei intaktem Druckbehälter die Drosselwirkung der Gasübertrittsöffnung ohne Effekt bzw. im Wesentlichen ohne Auswirkung bleibt. The flow delay device can be represented by a container or a container, in whose walls one or more gas transfer openings are provided, which act as throttle point, when larger amounts of gas or quantitatively larger gas streams flow through these gas transfer openings. The gas transfer openings are designed or dimensioned such that in normal operation with intact pressure vessel, the throttle effect of the gas transfer opening without effect or substantially without effect.

Der Brennstoff kann ein (bei Standarddruck von 1,000 bar und Standardtemperatur von 0 °C) gasförmiger Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, sein. The fuel may be a (at standard pressure of 1,000 bar and standard temperature of 0 ° C) gaseous fuel, in particular hydrogen.

Das Gesamtvolumen des Druckbehälters ist das von dem Druckbehälterwand bzw. der Wand des Druckbehälters bzw. der Wand des Innenbehälters des Druckbehälters umschlossene Volumen. Das Gesamtvolumen umfasst somit das Volumen des Innenraums der Strömungsverzögerungsvorrichtung, die in dem Innenraum des Druckbehälters angeordnet ist. The total volume of the pressure vessel is that enclosed by the pressure vessel wall or the wall of the pressure vessel or the wall of the inner container of the pressure vessel volume. The total volume thus comprises the volume of the interior of the flow delay device, which is arranged in the interior of the pressure vessel.

Das Volumen, das sicher außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung befindet, jedoch innerhalb des Innenraums des Druckbehälters befindet, kann entlang der Innenwandoberfläche des Druckbehälters verlaufen. The volume, which is located safely outside the flow delay device, but located within the interior of the pressure vessel, may run along the inner wall surface of the pressure vessel.

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem (Compressed hydrogen storage system (= CHS-System)) zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff. Ein solcher Druckbehälter ist insbesondere ein in ein Kraftfahrzeug eingebauter bzw. einbaubarer Druckbehälter. Der Druckbehälter kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das beispielsweise mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter (= CcH2) oder ein Hochdruckgasbehälter (= CGH2) sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff (z.B. Wasserstoff) dauerhaft bei einem max. Betriebsdruck (auch maximum operating pressure oder MOP genannt) von über ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von über ca. 500 barü und besonders bevorzugt von über ca. 700 barü zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist insbesondere geeignet, den Brennstoff bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur (gemeint ist der Temperaturbereich der Fahrzeugumgebung, in dem das Fahrzeug betrieben werden soll) des Kraftfahrzeuges liegen, beispielsweise mind. 50 Kelvin, bevorzugt mindestens 100 Kelvin bzw. mindestens 150 Kelvin unterhalb der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges (i.d.R. ca. –40°C bis ca. +85°C). The technology disclosed herein relates to a compressed hydrogen storage (CHS) system for storing gaseous fuel under ambient conditions. Such a pressure vessel is in particular a pressure vessel which is installed or can be installed in a motor vehicle. The pressure vessel can be used in a motor vehicle, which is operated for example with compressed ("compressed natural gas" = CNG) or liquefied (LNG) natural gas or with hydrogen. The pressure vessel may be, for example, a cryogenic pressure vessel (= CcH2) or a high-pressure gas vessel (= CGH2). High-pressure gas containers are formed, substantially at ambient temperatures fuel (eg hydrogen) permanently at a max. Operating pressure (also called maximum operating pressure or MOP) of about 350 barü (= overpressure relative to the atmospheric pressure), further preferably of about 500 barü and more preferably of about 700 barü store. A cryogenic pressure vessel is particularly suitable for storing the fuel at temperatures significantly below the operating temperature (meaning the temperature range of the vehicle environment in which the vehicle is to be operated) of the motor vehicle, for example at least 50 Kelvin, preferably at least 100 Kelvin or At least 150 Kelvin below the operating temperature of the motor vehicle (usually about -40 ° C to about + 85 ° C).

Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: The technology disclosed herein will now be explained with reference to the figures. Show it:

1 eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems; 1 a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the pressure vessel system disclosed herein;

2 eine schematische Querschnittsansicht des Druckbehältersystems aus 1 entlang der Linie II-II; 2 a schematic cross-sectional view of the pressure vessel from 1 along the line II-II;

3 eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems; und 3 a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the pressure vessel system disclosed herein; and

4 eine schematische Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems. 4 a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the pressure vessel system disclosed herein.

1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems. 2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht des Druckbehältersystems aus 1 entlang der Linie II-II. 1 shows a schematic cross-sectional view of a first embodiment of the pressure vessel system disclosed herein. 2 shows a schematic cross-sectional view of the pressure vessel system 1 along the line II-II.

Das Druckbehältersystem umfasst einen Druckbehälter 10. Der Druckbehälter 10 dient zum Speichern eines Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff. Der Brennstoff kann ein (bei Standarddruck von 1,000 bar und Standardtemperatur von 0 °C) gasförmiger Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, sein. The pressure vessel system comprises a pressure vessel 10 , The pressure vessel 10 serves to store a fuel, in particular hydrogen. The fuel may be a (at standard pressure of 1,000 bar and standard temperature of 0 ° C) gaseous fuel, in particular hydrogen.

Der Druckbehälter 10 kann mit einer Brennstoffzelle derart verbunden sein, dass der Brennstoff aus dem Druckbehälter 10 der Brennstoffzelle zuführbar ist. Der Druckbehälter 10 kann in einem Fahrzeug, z.B. einem PKW, LKW, einem Bus, einem Wasserfahrzeug oder in einem Luftfahrzeug, angeordnet sein. Die Brennstoffzelle kann zum Antreiben des Fahrzeugs ausgebildet sein. The pressure vessel 10 may be connected to a fuel cell such that the fuel from the pressure vessel 10 the fuel cell can be fed. The pressure vessel 10 may be located in a vehicle such as a car, truck, bus, watercraft, or aircraft. The fuel cell may be configured to drive the vehicle.

Der Druckbehälter 10 kann ein kryogener Druckbehälter sein. Vorstellbar ist auch, dass der Druckbehälter 10 ein nicht-kryogener Druckbehälter ist. The pressure vessel 10 may be a cryogenic pressure vessel. It is also conceivable that the pressure vessel 10 is a non-cryogenic pressure vessel.

Der Druckbehälter 10 kann einen Außenbehälter und einen Innenbehälter umfassen. Zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter kann ein evakuierter Raum angeordnet sein. Der Innenbehälter kann einen Liner umfassen, so dass der Innenbehälter eine Außenhülle (z.B. kohlenfaserverstärkter Kunststoff, CFK) und eine Innenhülle (Liner) aufweist. Auch ein linerloser Druckbehälter ist vorstellbar. In den Zeichnungen ist nur der Innenbehälter gezeigt. Die Innenwandoberfläche 23 bezeichnet die Innenoberfläche der innersten Hülle, d.h. die Innenoberfläche des Liners bei einem Druckbehälter mit Liner. The pressure vessel 10 may include an outer container and an inner container. Between the outer container and the inner container, an evacuated space may be arranged. The inner container may comprise a liner, so that the inner container has an outer shell (eg carbon fiber reinforced plastic, CFRP) and an inner liner. Even a linerless pressure vessel is conceivable. In the drawings, only the inner container is shown. The inner wall surface 23 denotes the inner surface of the innermost shell, ie the inner surface of the liner in a pressure vessel with liner.

Die Innenwandoberfläche 23 umgibt den Innenraum 20 bzw. das Innenvolumen des Druckbehälters 10, in dem der Brennstoff gespeichert wird. The inner wall surface 23 surrounds the interior 20 or the internal volume of the pressure vessel 10 in which the fuel is stored.

Der Druckbehälter 10 weist eine Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 auf. Strömungsverzögerungsvorrichtungen 25 sind derart ausgebildet, dass sich nur vorübergehend, d.h. für einen begrenzten Zeitraum (z.B. 1 s, 10 s, 30 s, 1 min), ein Druckunterschied zwischen ihrem Innenvolumen und ihrer Umgebung bzw. ihrer Außenseite aufbauen kann. Somit kann Brennstoff bzw. Gas aus der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 zwar ausströmen, jedoch zeitverzögert, d.h. nicht innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums (z.B. < 1 s), sondern über einen längeren Zeitraum (z.B. im Sekundenbereich oder Minutenbereich). Der Brennstoff bzw. das Gas tritt nicht plötzlich bzw. instantan aus, sondern langsam bzw. zeitverzögert bzw. allmählich aus. The pressure vessel 10 has a flow delay device 25 on. Flow delay devices 25 are designed so that only temporarily, ie for a limited period of time (eg 1 s, 10 s, 30 s, 1 min), a pressure difference between their internal volume and its environment or its outside can build. Thus, fuel or gas from the flow delay device 25 Although it is effluent, it is time-delayed, ie not within a very short period of time (eg <1 s), but over a longer period of time (eg in the seconds range or minute range). The fuel or the gas does not escape suddenly or instantaneously, but slowly or with a time delay or gradually out.

Der Raum bzw. das Volumen, das sich innerhalb des Innenraums 20 bzw. Innenvolumens des Druckbehälters 10 bzw. des Innenbehälters befindet und das sich außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 befindet, ist klein, wobei jedoch die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 die Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 nicht kontaktiert bzw. berührt. Insbesondere beträgt das Verhältnis zwischen dem Volumen, das sich innerhalb des Innenraums 20 bzw. Innenvolumens des Druckbehälters 10 bzw. des Innenbehälters befindet und das sich außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. außerhalb der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 befindet, relativ zu dem Gesamtvolumen des Innenraums 20 bzw. des Innenvolumens des Druckbehälters 10 ca. 1% bis ca. 10%, vorzugsweise ca. 1,5% bis ca. 10%, besonders vorzugsweise ca. 2% bis ca. 10% oder ca. 1,5% bis ca. 5%. The space or volume that is inside the interior 20 or inner volume of the pressure vessel 10 or the inner container and that is outside the flow delay device 25 or outside the flow-delay device elements 30 - 34 is small, but with the flow delay device 25 the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 not contacted or touched. In particular, the ratio between the volume that is inside the interior 20 or inner volume of the pressure vessel 10 or the inner container and that is outside the flow delay device 25 or outside the flow-delay device elements 30 - 34 located, relative to the total volume of the interior 20 or the internal volume of the pressure vessel 10 from about 1% to about 10%, preferably from about 1.5% to about 10%, more preferably from about 2% to about 10%, or from about 1.5% to about 5%.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 weist mehrere Strömungsverzögerungsvorrichtungelemente auf. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 ist somit in mehrere Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 aufgeteilt, zwischen deren Innenräumen 40–46 bzw. Innenvolumen das Gas nicht ungehindert strömen kann, sondern lediglich zeitverzögert von einem Innenraum 40–46 in den anderen Innenraum 40–46 bzw. in den Innenraum 20 des Druckbehälters 10 gelangen kann. The flow delay device 25 has several flow delay device elements. The flow delay device 25 is thus in several flow delay device elements 30 - 34 split, between their interiors 40 - 46 or inner volume, the gas can not flow unhindered, but only a time delay of an interior 40 - 46 in the other interior 40 - 46 or in the interior 20 of the pressure vessel 10 can get.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 weist vier kugelförmige Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 auf, die unmittelbar aneinander grenzen. Der Bereich zwischen den vier kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungen 25 ist mittels weiterer Strömungsverzögerungsvorrichtungelemente unterteilt. Somit grenzen alle Strömungsverzögerungsvorrichtungelemente bzw. die Innenvolumina aller Strömungsverzögerungsvorrichtungelemente 30–34 unmittelbar aneinander. Die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 können Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente, wie sie in der DE 10 2014 221 530 A1 beschrieben sind, umfassen oder sein. Andere Strömungsverzögerungsvorrichtungen bzw. Strömungsverzögerungsvorrichtungelemente, wie z.B. Membranen, sind vorstellbar. The flow delay device 25 has four spherical flow-delay device elements 30 - 34 on, which border directly on each other. The area between the four spherical flow delay devices 25 is divided by means of further flow delay device elements. Thus, all the flow delay device elements and the inner volumes of all the flow delay device elements are adjacent 30 - 34 directly to each other. The spherical flow-delay device elements 30 - 34 can flow-delay device elements, as in the DE 10 2014 221 530 A1 are described, include or be. Other flow delay devices, such as membranes, are contemplated.

Der Innenraum 20 des Druckbehälters 10 weist eine zigarrenförmige Form auf, d.h. er weist ein Mittelteil, das die Form eines senkrechten Kreiszylinders hat, mit zwei gegenüberliegenden domartigen Endbereichen (Domen) auf. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 weist im Wesentlichen die gleiche Form wie der Innenraum 20 des Druckbehälters 10 auf. Der Innenraum 20 des Druckbehälters 10 ist in 1 zigarrenförmig ausgebildet, d.h. er weist ein Mittelteil, das die Form eines senkrechten Kreiszylinders hat, mit zwei gegenüberliegenden domartigen Endbereichen (Domen) auf. Demnach weist die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. die Außenkontur der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 die gleiche Form bzw. Außenform auf. D.h. die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 ist zigarrenförmig ausgebildet, d.h. sie weist ein Mittelteil, das die Form eines senkrechten Kreiszylinders hat, mit zwei gegenüberliegenden domartigen Endbereichen (Domen) auf. Die domartigen Endbereiche (Domen) können halbkugelförmig ausgebildet sein. Zwei Elemente können auch dann im Wesentlichen die gleiche Form haben, wenn deren Anzahl an Ecken und/oder Kanten voneinander abweichen. Relevant ist die Form bzw. Außenkontur insgesamt und nicht bestimmte Details der Form bzw. Außenkontur. The interior 20 of the pressure vessel 10 has a cigar-shaped shape, that is, it has a central part, which has the shape of a vertical circular cylinder, with two opposite dome-like end regions (domes) on. The flow delay device 25 has essentially the same shape as the interior 20 of the pressure vessel 10 on. The interior 20 of the pressure vessel 10 is in 1 cigar-shaped, ie it has a central part, which has the shape of a vertical circular cylinder, with two opposite dome-like end regions (domes) on. Accordingly, the flow delay device 25 or the outer contour of the flow delay device 25 the same shape or outer shape. That is, the flow delay device 25 is cigar-shaped, that is, it has a central part, which has the shape of a vertical circular cylinder, with two opposite dome-like end regions (domes) on. The dome-like end regions (domes) may be hemispherical in shape. Two elements may also have substantially the same shape even if their number of corners and / or edges differ from each other. Relevant is the shape or outer contour overall and not specific details of the shape or outer contour.

Bei einer anderen Form des Innenraums 20 bzw. des Innenvolumens des Druckbehälters 10 weist die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 eine entsprechende Form bzw. Außenform auf. Bei einem kugelförmigen Innenraum 20 des Druckbehälters 10 weist die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 dementsprechend eine kugelförmige Form bzw. Außenform auf. Die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 ist unabhängig von der Form des Innenraums 20 bzw. des Innenvolumens des Druckbehälters 10. In a different form of the interior 20 or the internal volume of the pressure vessel 10 has the flow delay device 25 a corresponding shape or outer shape. In a spherical interior 20 of the pressure vessel 10 has the flow delay device 25 Accordingly, a spherical shape or outer shape. The shape of the flow delay device elements 30 - 34 is independent of the shape of the interior 20 or the internal volume of the pressure vessel 10 ,

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 umfasst vier kugelförmige Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 und drei hohlzylinderförmige (im Querschnitt kreisringförmige) Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34, so dass die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 insgesamt sieben Innenräume 40–46 aufweist, davon vier Innenräume 40–43 bzw. Innenvolumina innerhalb der vier Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 und drei Innenräume 44–46 bzw. Innenvolumina zwischen den kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen 30–34. The flow delay device 25 includes four spherical flow-delay device elements 30 - 34 and three hollow cylindrical (annular in cross-section) Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30 - 34 so that the flow delay device 25 a total of seven interiors 40 - 46 including four interiors 40 - 43 or internal volumes within the four flow delay device elements 30 - 34 and three interiors 44 - 46 or internal volumes between the spherical flow-delaying device elements 30 - 34 ,

Die hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 können den gleichen Radius wie die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 oder einen anderen Radius als die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 aufweisen. The hollow cylindrical flow delay device elements 30 - 34 can be the same radius as the spherical flow-delay device elements 30 - 34 or a radius other than the spherical flow-delay device elements 30 - 34 exhibit.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 wird mittels Abstandshaltern 50–56 (Spacern) in einem festgelegten (Mindest-)Abstand zu der Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 bzw. zu dem Druckbehälter 10 gehalten. Die Abstandshalter 50–56 sind brennstoffdurchlässig bzw. gasdurchlässig. Die Abstandshalter 50–56 sind in alle Richtungen vom Brennstoff durchströmbar. Hierdurch wird ein Strömen des Brennstoffs, insbesondere in Radialrichtung, nicht behindert. Vorstellbar ist auch, dass Teile der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 die Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 berühren, z.B. kann ein linienförmiger Kontakt zwischen den kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen 30–34 und der Innenwandoberfläche 23 vorhanden sein. Auf diese Weise können auch die Spacer entfallen. The flow delay device 25 is by means of spacers 50 - 56 (Spacers) at a fixed (minimum) distance to the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 or to the pressure vessel 10 held. The spacers 50 - 56 are fuel permeable or gas permeable. The spacers 50 - 56 are flowed through in all directions by the fuel. As a result, a flow of the fuel, in particular in the radial direction, not hindered. It is also conceivable that parts of the flow delay device 25 the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 For example, a line-shaped contact may occur between the spherical flow-delay device elements 30 - 34 and the inner wall surface 23 to be available. In this way, the spacers can be omitted.

Die Abstandshalter 50–56 können z.B. ein Gitter bzw. Material mit Öffnungen oder ein poröses Material, wie z.B. ein Aerogel, sein bzw. umfassen. Die Abstandshalter 50–56 sind (ausschließlich) an der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 befestigt (reib- und/oder formschlüssig), jedoch nicht an der Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10. Die Abstandshalter 50–56 liegen auf der Innenwandoberfläche 23 auf. Hierdurch ist die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 von der Betankungs- und Entnahmedynamik des Druckbehälters 10 entkoppelt. The spacers 50 - 56 For example, a mesh or material with openings or a porous material, such as an airgel, may be or comprise. The spacers 50 - 56 are (exclusively) on the flow delay device 25 attached (friction and / or form-fitting), but not on the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 , The spacers 50 - 56 lie on the inner wall surface 23 on. This is the flow delay device 25 from the refueling and removal dynamics of the pressure vessel 10 decoupled.

Die Reibung an den Kontaktstellen zwischen Abstandshaltern 50–56 und Innenwandoberfläche 23 kann durch übliche Maßnahmen minimiert werden, um einen Abrieb und einer dadurch verursachten Verunreinigung des Brennstoffs bzw. des Gases zu verhindern. Die Abstandshalter 50–56 können einzelne Abstandshalter sein. Auch eine ringförmige Ausbildung der Abstandshalter 50–56 ist vorstellbar. The friction at the contact points between spacers 50 - 56 and inner wall surface 23 can be minimized by conventional means to prevent abrasion and thereby causing contamination of the fuel or the gas. The spacers 50 - 56 can be single spacers. Also an annular formation of the spacers 50 - 56 is conceivable.

Die Wände der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 und/oder der Abstandshalter 50–56 nehmen ein sehr geringes Volumen ein, damit die maximale Betankungsmasse bzw. die maximale Menge an Brennstoff, die in dem Druckbehälter 10 gespeichert wird, möglichst geringfügig durch das Eigenvolumen der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 und der Abstandshalter 50–56 verringert wird. The walls of the flow delay device 25 and / or the spacer 50 - 56 take a very small volume, so that the maximum refueling mass or the maximum amount of fuel in the pressure vessel 10 is stored as little as possible by the intrinsic volume of the flow delay device 25 and the spacer 50 - 56 is reduced.

Es ist vorstellbar, dass die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 die Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 berühren, während die hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 34 bzw. das hohlzylinderförmige Strömungsverzögerungselement 34 die Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 nicht berühren. Die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 stehen in diesem Fall etwas über das bzw. die hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen 34 hinaus bzw. hervor. Dennoch entspricht die Außenkontur bzw. Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 im Wesentlichen der Form des Innenraums 20 des Druckbehälters 10 bzw. der Form des Innenraums 20 des Innenbehälters des Druckbehälters 10. It is conceivable that the spherical flow-delaying device elements 30 - 34 the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 while the hollow cylindrical flow retarder elements 34 or the hollow cylindrical flow delay element 34 the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 do not touch. The spherical flow-delay device elements 30 - 33 In this case, they are slightly above the hollow cylindrical flow retarding device elements 34 out or forth. Nevertheless, the outer contour or shape corresponds to the flow delay device 25 essentially the shape of the interior 20 of the pressure vessel 10 or the shape of the interior 20 the inner container of the pressure vessel 10 ,

Die Außenoberfläche 27 der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 folgt der Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 in einem konstanten Abstand. Das Volumen zwischen der Außenoberfläche 27 der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 und der Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 ist gering. The outer surface 27 the flow delay device 25 or the flow delay device 25 follows the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 at a constant distance. The volume between the outer surface 27 the flow delay device 25 and the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 is low.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 oder die Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 können jeweils ein Rückschlagventil umfassen. Hierdurch kann der Brennstoff schnell in den Innenraum 26 der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. die jeweiligen Innenräume 40–46 der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 eingeführt werden. Hierdurch kann der Druckbehälter 10 schneller betankt werden. Ohne Rückschlagventil müsste das Gas bzw. der Brennstoff durch die Wände der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. der Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 strömen. Die ausschließliche Auslegung der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 auf den Sicherheitsfall ohne Rückschlagventilfunktion könnte bei der Betankung zu längeren Betankungszeiten führen. The flow delay device 25 or the flow delay device elements 30 - 34 may each include a check valve. This allows the fuel quickly into the interior 26 the flow delay device 25 or the respective interior spaces 40 - 46 the flow delay device elements 30 - 34 be introduced. This allows the pressure vessel 10 be refueled faster. Without a check valve, the gas or fuel would have to pass through the walls of the flow delay device 25 or the flow delay device elements 30 - 34 stream. The exclusive design of the flow delay device 25 The safety case without check valve function could lead to longer refueling times during refueling.

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 ist im Wesentlichen starr ausgebildet. D.h. auch beim Auftreten einer Schadstelle und den entsprechend auftretenden Druckdifferenzen verändert sich die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 im Wesentlichen nicht. Dies bedeutet, dass Änderungen der Form bzw. der Dimension der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 im Bereich von unter ca. 5%, insbesondere unter 1%, liegen. The flow delay device 25 is essentially rigid. This means that even when a damaged area and the corresponding pressure differences occur, the shape of the flow delay device changes 25 essentially not. This means that changes in the shape or dimension of the flow delay device 25 in the range of less than about 5%, in particular less than 1%.

Es sind mehr als eine Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 vorstellbar, z.B. zwei, drei, vier oder fünf. Die Außenkontur der mehreren Strömungsverzögerungsvorrichtungen insgesamt entspricht dann im Wesentlichen der Form des Innenraums 20 des Druckbehälters 10. It is more than a flow delay device 25 imaginable, eg two, three, four or five. The outer contour of the plurality of flow delay devices in total then corresponds substantially to the shape of the interior 20 of the pressure vessel 10 ,

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 ermöglicht, das thermische Druckentlastungsventil (TPRD) wegzulassen. The flow delay device 25 allows to omit the thermal pressure relief valve (TPRD).

Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 bzw. die Wand der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 kann z.B. eine Membran umfassen oder sein, die für den Brennstoff bzw. das Gas ein Strömungshindernis darstellt, wobei der Brennstoff bzw. das Gas dennoch (verzögert bzw. verlangsamt) durch die Wand der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 hindurchströmen kann. The flow delay device 25 or the wall of the flow delay device 25 For example, it may include or be a membrane which is a flow obstruction to the fuel or gas, with the fuel or gas still being retarded through the wall of the flow delay device 25 can flow through it.

3 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems. Die in 3 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 gezeigten Ausführungsform dadurch, dass die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 aus dem hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselement 34 bzw. den hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen (geringfügig) hervorstehen. Die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 berühren bzw. kontaktieren die Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10. Die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 entspricht auch hier der Form des Innenraums 20 des Druckbehälters 10. Zwar stehen die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 aus bzw. gegenüber den hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen (geringfügig) hervor, dennoch entspricht die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25, die die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 und die hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 34 umfasst, im Wesentlichen der Form des Innenraums 20 des Druckbehälters 10. Die durch das Vorstehen der kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 verursachten Ausstülpungen bzw. Vorsprünge der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 sind gering in Bezug auf die Größe der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25, d.h. die Vorsprünge machen jeweils weniger als 3% oder 5% oder 10%, insbesondere weniger als 1%, des Radius der hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 34 aus. Hierbei werden keine Abstandshalter benötigt, da die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 an der Innenwandoberfläche 23 des Druckbehälters 10 anliegen. Dadurch bleiben die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–33 fest an ihrer Position, auch beim Auftreten von Druckgradienten aufgrund des Entstehens einer Schadstelle. 3 shows a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the pressure vessel system disclosed herein. In the 3 The embodiment shown differs from that in FIG 1 shown embodiment in that the spherical Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30 - 33 the flow delay device 25 from the hollow cylindrical flow delay device element 34 or the hollow cylindrical flow delay device elements (slightly) protrude. The spherical flow-delay device elements 30 - 33 touch or contact the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 , The shape of the Flow retarding device 25 also corresponds here to the shape of the interior 20 of the pressure vessel 10 , It is true that the spherical flow-delay device elements stand 30 - 33 from the hollow cylinder flow-delay device elements (slightly), yet the shape of the flow-delay device is the same 25 containing the spherical flow-retarding device elements 30 - 33 and the hollow cylindrical flow delay device elements 34 essentially comprises the shape of the interior 20 of the pressure vessel 10 , By protruding the spherical flow-delay device elements 30 - 34 caused protuberances or projections of the flow delay device 25 are small in relation to the size of the flow delay device 25 That is, the protrusions each make up less than 3% or 5% or 10%, especially less than 1%, of the radius of the hollow cylindrical flow retarder elements 34 out. In this case, no spacers are needed because the spherical flow-delay device elements 30 - 33 on the inner wall surface 23 of the pressure vessel 10 issue. This leaves the spherical flow-delay device elements 30 - 33 firmly in place, even when pressure gradients occur due to the formation of a damaged area.

Beim Betanken bzw. Befüllen mit Brennstoff oder Entnehmen von Brennstoff kann eine Relativbewegung zwischen der Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 und dem Druckbehälter 10 stattfinden, damit keine Kräfte in die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 eingeleitet werden. Die hohlzylinderförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 34 sind an den kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselementen 30–33 befestigt. Dadurch bleibt die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 insgesamt fest an ihrer Position. Die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 ist starr ausgebildet. Die kugelförmigen Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente 30–34 können Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente, wie sie in der DE 10 2014 221 530 A1 beschrieben sind, umfassen oder sein. When fueling or filling with fuel or removing fuel, a relative movement between the flow delay device 25 and the pressure vessel 10 take place so that no forces in the flow delay device 25 be initiated. The hollow cylindrical flow delay device elements 34 are at the spherical flow retarder elements 30 - 33 attached. This leaves the flow delay device 25 overall firmly in their position. The flow delay device 25 is rigid. The spherical flow-delay device elements 30 - 34 can flow-delay device elements, as in the DE 10 2014 221 530 A1 are described, include or be.

4 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer dritten Ausführungsform des hier offenbarten Druckbehältersystems. Das Druckbehältersystem umfasste einen Druckbehälter 10. Die in 4 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in 1 bzw. in 2 gezeigten Ausführungsform darin, dass die Strömungsverzögerungsvorrichtung 25 keine Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente aufweist und nur einen durchgehenden bzw. zusammenhängen Innenraum 26 aufweist. 4 shows a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the pressure vessel system disclosed herein. The pressure vessel system included a pressure vessel 10 , In the 4 The embodiment shown differs from that in FIG 1 or in 2 shown embodiment in that the flow delay device 25 has no flow delay device elements and only one continuous interior space 26 having.

Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Druckbehälter, die/eine Strömungsverzögerungsvorrichtung, das/ein Strömungsverzögerungsvorrichtungselement, etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Druckbehälter, die mindestens eine Strömungsverzögerungsvorrichtung, das mindestens eine Strömungsverzögerungsvorrichtungselement, etc.). For the sake of legibility, the term "at least one" has been omitted for simplicity. If a feature of the technology disclosed herein is described in singular form (eg, the / a pressure vessel, the / a flow delay device, the / a flow delay device element, etc.) then at the same time the plurality thereof should also be disclosed (eg, the at least one pressure vessel , the at least one flow delay device, the at least one flow delay device element, etc.).

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen. The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Druckbehälter  pressure vessel
2020
Innenraum des Druckbehälters  Interior of the pressure vessel
2323
Innenwandoberfläche des Druckbehälters  Inner wall surface of the pressure vessel
2525
Strömungsverzögerungsvorrichtung  Flow retarding device
2626
Innenraum der Strömungsverzögerungsvorrichtung  Interior of the flow delay device
2727
Außenoberfläche der Strömungsverzögerungsvorrichtung  Outer surface of the flow delay device
30, 31, 32, 33, 3430, 31, 32, 33, 34
Strömungsverzögerungsvorrichtungselement  Flow retarding device element
40, 41, 42, 43, 44, 45, 4640, 41, 42, 43, 44, 45, 46
Innenraum des Strömungsverzögerungsvorrichtungselements Interior of the flow delay device element
50, 51, 52, 53, 54, 55, 5650, 51, 52, 53, 54, 55, 56
Abstandshalter  spacer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1546601 B1 [0003] EP 1546601 B1 [0003]
  • DE 102014221530 A1 [0040, 0057] DE 102014221530 A1 [0040, 0057]

Claims (11)

Druckbehältersystem umfassend einen Druckbehälter (10) zum Speichern eines Brennstoffs, insbesondere von Wasserstoff, wobei eine Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) in einem Innenraum (20) des Druckbehälters (10) angeordnet ist, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) derart ausgebildet ist, dass sich vorübergehend ein Druckunterschied zwischen einem Innenraum (26) der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) und der Umgebung ausbilden kann, wobei die Form der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) im Wesentlichen der Form des Innenraums (20) des Druckbehälters (10) entspricht. Pressure vessel system comprising a pressure vessel ( 10 ) for storing a fuel, in particular hydrogen, wherein a flow delay device ( 25 ) in an interior ( 20 ) of the pressure vessel ( 10 ), wherein the flow delay device ( 25 ) is designed such that temporarily a pressure difference between an interior ( 26 ) the flow delay device ( 25 ) and the environment, the shape of the flow delay device ( 25 ) substantially the shape of the interior ( 20 ) of the pressure vessel ( 10 ) corresponds. Druckbehältersystem nach Anspruch 1, wobei das Volumen zwischen der Außenoberfläche (27) der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) und der Innenwandoberfläche (23) des Druckbehälters (10) ca. 1% bis ca. 10%, insbesondere ca. 1,5% bis ca. 10%, des Gesamtvolumens des Innenraums (20) des Druckbehälters (10) entspricht. Pressure vessel system according to claim 1, wherein the volume between the outer surface ( 27 ) the flow delay device ( 25 ) and the inner wall surface ( 23 ) of the pressure vessel ( 10 ) about 1% to about 10%, in particular about 1.5% to about 10%, of the total volume of the interior ( 20 ) of the pressure vessel ( 10 ) corresponds. Druckbehältersystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) zu der Innenwandoberfläche (23) des Druckbehälters (10) derart beabstandet angeordnet ist, dass die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) keinen direkten Kontakt mit der Innenwandoberfläche (23) des Druckbehälters (10) aufweist. Pressure vessel system according to claim 1 or 2, wherein the flow delay device ( 25 ) to the inner wall surface ( 23 ) of the pressure vessel ( 10 ) is arranged so spaced apart that the flow delay device ( 25 ) no direct contact with the inner wall surface ( 23 ) of the pressure vessel ( 10 ) having. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) derart in dem Innenraum (20) des Druckbehälters (10) angeordnet ist, dass der Abstand zwischen der Außenoberfläche (27) der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) und der Innenwandoberfläche (23) des Druckbehälters (10) an jeder Stelle im Wesentlichen gleich groß ist. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, wherein the flow delay device ( 25 ) in the interior space ( 20 ) of the pressure vessel ( 10 ) is arranged such that the distance between the outer surface ( 27 ) the flow delay device ( 25 ) and the inner wall surface ( 23 ) of the pressure vessel ( 10 ) is substantially the same size at each location. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) mehrere Strömungsverzögerungsvorrichtungselemente (30–34) umfasst. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, wherein the flow delay device ( 25 ) a plurality of flow delay device elements ( 30 - 34 ). Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) im Wesentlichen starr ausgebildet ist. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, wherein the flow delay device ( 25 ) is substantially rigid. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend einen oder mehrere Abstandshalter (50–56), wobei die Abstandshalter (50–56) derart ausgebildet und angeordnet sind, dass die Abstandshalter (50–56) die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) in einem Mindestabstand zu der Innenwandoberfläche (23) des Druckbehälters (10) halten. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, further comprising one or more spacers ( 50 - 56 ), the spacers ( 50 - 56 ) are formed and arranged such that the spacers ( 50 - 56 ) the flow delay device ( 25 ) at a minimum distance to the inner wall surface ( 23 ) of the pressure vessel ( 10 ) hold. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7, wobei die Abstandshalter (50–56) im Wesentlichen brennstoffdurchlässig ausgebildet sind. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, in particular according to claim 7, wherein the spacers ( 50 - 56 ) are formed substantially fuel permeable. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Abstandshalter (50–56) ein poröses Material, insbesondere ein Aerogelmaterial, umfassen. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, in particular according to claim 7 or 8, wherein the spacers ( 50 - 56 ) comprise a porous material, in particular an airgel material. Druckbehältersystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 7–9, wobei die Abstandshalter (50–56) ausschließlich an der Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) befestigt sind. Pressure vessel system according to one of the preceding claims, in particular according to one of claims 7-9, wherein the spacers ( 50 - 56 ) exclusively at the flow delay device ( 25 ) are attached. Druckbehältersystem (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) ein Rückschlagventil zum Einbringen von Brennstoff in die Strömungsverzögerungsvorrichtung (25) umfasst. Pressure vessel system ( 10 ) according to one of the preceding claims, wherein the flow delay device ( 25 ) a check valve for introducing fuel into the flow delay device ( 25 ).
DE102016212154.5A 2016-07-04 2016-07-04 Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen Withdrawn DE102016212154A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212154.5A DE102016212154A1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016212154.5A DE102016212154A1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016212154A1 true DE102016212154A1 (en) 2018-01-04

Family

ID=60662652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016212154.5A Withdrawn DE102016212154A1 (en) 2016-07-04 2016-07-04 Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016212154A1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE712559C (en) * 1940-07-24 1941-10-21 Mannesmann Ag Bulletproof pressurized gas cylinder
DE2843356A1 (en) * 1978-10-05 1980-04-24 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Pressure vessel for non-nuclear section of power station - with inner shell for blast effect protection
DE10356852A1 (en) * 2002-12-09 2004-07-08 General Motors Corp., Detroit Overheating protection device for a type 4 compressed gas container
EP1546601B1 (en) 2002-09-27 2007-08-08 The Regents Of the University of California Lightweight cryogenic-compatible pressure vessels for vehicular fuel storage
US20130220479A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Nie Luo Natural Gas Adsorption Devices
DE102014221530A1 (en) 2013-11-08 2015-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressurized gas tank with partial volumes provided in the tank storage space

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE712559C (en) * 1940-07-24 1941-10-21 Mannesmann Ag Bulletproof pressurized gas cylinder
DE2843356A1 (en) * 1978-10-05 1980-04-24 Hochtemperatur Reaktorbau Gmbh Pressure vessel for non-nuclear section of power station - with inner shell for blast effect protection
EP1546601B1 (en) 2002-09-27 2007-08-08 The Regents Of the University of California Lightweight cryogenic-compatible pressure vessels for vehicular fuel storage
DE10356852A1 (en) * 2002-12-09 2004-07-08 General Motors Corp., Detroit Overheating protection device for a type 4 compressed gas container
US20130220479A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Nie Luo Natural Gas Adsorption Devices
DE102014221530A1 (en) 2013-11-08 2015-05-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Pressurized gas tank with partial volumes provided in the tank storage space

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112006000286B4 (en) Sealing system for a high-pressure tank
DE102020206689B3 (en) Cryogenic storage system
DE102015222252A1 (en) Safety valve for a pressure vessel with a triggering line
DE102015225348A1 (en) Pressure vessel system and pressure vessel with a detection substance in a fiber reinforced layer
EP3168522B1 (en) Tank
DE102009039079A1 (en) Tank arrangement for motor vehicle, has compressed gas-operated fuel cell and electric motor, where multiple pressure containers are provided for receiving pressure gas
DE202011108934U1 (en) Device for storing gas under high pressure
DE102013202779A1 (en) Pressure vessel with heat exchanger for cryogenically stored medium
DE102017210720A1 (en) Pressure vessel with deformation element and motor vehicle
DE102019120241A1 (en) Pressure vessel arrangement
DE102016212154A1 (en) Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing a fuel, in particular hydrogen
DE102014221530A1 (en) Pressurized gas tank with partial volumes provided in the tank storage space
DE102017001370A1 (en) Bearing and device for storing a compressed gas container
DE102016204073A1 (en) Pressure vessel system comprising a pressure vessel for storing gas
DE102018115541B4 (en) Pressure bulkhead for a pressurized hull of a vehicle
DE102011114723A1 (en) Device for storing gas under high pressure
DE102016008035A1 (en) tank valve
DE102016106328B4 (en) Device for the temperature-dependent reduction of the pressure of a medium stored in a pressure tank
DE102014209916A1 (en) High pressure vessel
DE102016220148A1 (en) Pressure vessel with a pipe surrounding the container and manufacturing process
DE102020201040A1 (en) Pressurized gas storage, fuel cell system with pressurized gas storage
DE4030018C2 (en)
DE102020209664A1 (en) Compressed gas storage device, vehicle with compressed gas storage device
DE102016206994A1 (en) Cryogenic refuelable high-pressure gas container
EP0297513B1 (en) Security device in a storage vessel for an emergency cooling installation of a nuclear power plant

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee