DE102017220715A1 - Tubular pressure vessel for storing a fluid - Google Patents

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Abstract

Es wird ein schlauchförmiger Druckbehälter (110) beschrieben. Der Druckbehälter (110) bildet zumindest einen geschlossenen Kreislauf, so dass ein in dem Druckbehälter (110) gespeichertes Fluid (301) in dem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann. Des Weiteren umfasst der Druckbehälter (110) ein Ventil (115), das derart ausgebildet ist, dass durch Zuführen von Fluid (301) über das Ventil (115) das in dem Druckbehälter (110) gespeicherte Fluid (301) angeregt wird, in dem geschlossenen Kreislauf zu zirkulieren.A tubular pressure vessel (110) will be described. The pressure vessel (110) forms at least one closed circuit, so that a fluid (301) stored in the pressure vessel (110) can circulate in the closed circuit. Furthermore, the pressure vessel (110) comprises a valve (115) which is designed such that by supplying fluid (301) via the valve (115), the fluid (301) stored in the pressure vessel (110) is excited circulating closed circuit.

Description

Die Erfindung betrifft einen schlauchförmigen Druckbehälter zur Speicherung eines Fluids, insbesondere zur Speicherung von Brennstoff, etwa Wasserstoff.The invention relates to a tubular pressure vessel for storing a fluid, in particular for storing fuel, such as hydrogen.

Ein Straßenkraftfahrzeug kann eine Brennstoffzelle aufweisen, die auf Basis eines Brennstoffs wie z.B. Wasserstoff elektrische Energie für den Betrieb, insbesondere für den Antrieb, des Fahrzeugs generiert. Der Brennstoff kann in einem oder mehreren Druckbehältern bzw. Drucktanks des Fahrzeugs gespeichert werden, wobei ein Druckbehälter ein oder mehrere Druckbehälter-Wände aufweist, die einen Hohlraum zur Aufnahme des Brennstoffs umschließen. Der Brennstoff kann über ein Ventil aus dem Druckbehälter zu der Brennstoffzelle des Fahrzeugs geführt werden.A road vehicle may comprise a fuel cell based on a fuel such as a fuel. Hydrogen generates electrical energy for operation, in particular for the drive, of the vehicle. The fuel may be stored in one or more pressurized tanks of the vehicle, with a pressure vessel having one or more pressure vessel walls enclosing a cavity for receiving the fuel. The fuel can be passed via a valve from the pressure vessel to the fuel cell of the vehicle.

Der Verbau eines konventionellen zylindrischen Druckbehälters in einem Fahrzeug erfordert typischerweise einen relativ großen zusammenhängenden Bauraum. Durch die Verwendung eines schlauchförmigen Druckbehälters kann der verfügbare Bauraum in einem Fahrzeug meist besser ausgenutzt werden. Andererseits weist ein schlauchförmiger Druckbehälter ein relativ großes Verhältnis von Länge zu Durchmesser auf. Als Folge daraus kann es zu Problemen beim Befüllen eines schlauchförmigen Druckbehälters kommen. Des Weiteren weist ein schlauchförmiger Druckbehälter typischerweise ein relativ großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen auf. Als Folge daraus kann es zu Problemen beim Erfüllen von Permeationsanforderungen für einen Brennstoff-Druckbehälter kommen.The installation of a conventional cylindrical pressure vessel in a vehicle typically requires a relatively large contiguous space. By using a tubular pressure vessel, the available space in a vehicle can usually be better utilized. On the other hand, a tubular pressure vessel has a relatively large length to diameter ratio. As a result, there may be problems in filling a tubular pressure vessel. Furthermore, a tubular pressure vessel typically has a relatively large surface area to volume ratio. As a result, there may be problems in meeting permeation requirements for a fuel pressure vessel.

Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie einen zuverlässigen schlauchförmigen Druckbehälter bereitzustellen. 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, durch den Gegenstand des Patentanspruchs 6 und durch den Gegenstand des Patentanspruchs 16. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.It is a preferred object of the technology disclosed herein to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to suggest an alternative solution. In particular, it is a preferred object of the technology disclosed herein to provide a reliable tubular pressure vessel. 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 claim 1, by the subject-matter of patent claim 6 and by the subject-matter of patent claim 16. The dependent claims represent preferred embodiments.

In diesem Dokument werden Druckbehälter beschrieben, die zur Speicherung eines Fluids, insbesondere eines Brennstoffs, ausgelegt sind. Ein Druckbehälter kann Teil eines Brennstoffbereitstellungssystems (insbesondere eines compressed hydrogen storage system (=CHS-System)) sein. Das Brennstoffbereitstellungssystem kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff (H2) betrieben wird. Der Druckbehälter des Brennstoffbereitstellungssystems kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter (= CcH2) oder ein Hochdruckgasbehälter (= CGH2) sein. Der in dem Druckbehälter gespeicherte Brennstoff kann flüssig und/oder gasförmig sein.This document describes pressure vessels designed to store a fluid, in particular a fuel. A pressure vessel may be part of a fuel delivery system (in particular a compressed hydrogen storage system (= CHS system)). The fuel delivery system can be used, for example, in a motor vehicle that is operated with compressed natural gas (CNG) or liquefied (LNG) natural gas or with hydrogen (H 2 ). The pressure vessel of the fuel delivery system may be, for example, a cryogenic pressure vessel (= CcH2) or a high pressure gas vessel (= CGH2). The fuel stored in the pressure vessel may be liquid and / or gaseous.

Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur eines Kraftfahrzeuges liegen. High pressure gas containers are configured to store fuel substantially at ambient temperatures at a nominal operating pressure (also called nominal working pressure or NWP) of about 350 bar (= overpressure versus atmospheric pressure), more preferably about 700 barg or more. A cryogenic pressure vessel is suitable to store the fuel at the aforementioned operating pressures even at temperatures well below the operating temperature of a motor vehicle.

Ein in diesem Dokument beschriebener Druckbehälter kann somit ausgebildet sein, einen flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff (d.h. ein Fluid), insbesondere Wasserstoff, zu speichern. Dabei kann bevorzugt ein Fluid mit einem Druck von 350barü, 700barü oder mehr gespeichert werden.A pressure vessel described in this document may thus be configured to store a liquid and / or gaseous fuel (i.e., a fluid), particularly hydrogen. In this case, preferably a fluid with a pressure of 350 barü, 700barü or more can be stored.

Gemäß einem Aspekt wird ein schlauchförmiger Druckbehälter beschrieben. Der schlauchförmige Druckbehälter ist derart ausgebildet, dass der Druckbehälter zumindest einen geschlossenen Kreislauf bildet, so dass ein in dem Druckbehälter gespeichertes Fluid (insbesondere ein Brennstoff) in dem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann. Beispielsweise kann zu diesem Zweck ein erstes Ende des Druckbehälters (in Bezug auf eine Längsachse des Druckbehälters) mit einem zweiten Ende des Druckbehälters gekoppelt sein, so dass Fluid entlang des Kreislaufs von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende und weiter wieder zu dem ersten Ende des Druckbehälters zirkulieren kann.In one aspect, a tubular pressure vessel is described. The tubular pressure vessel is designed such that the pressure vessel forms at least one closed circuit, so that a fluid stored in the pressure vessel (in particular a fuel) can circulate in the closed circuit. For example, for this purpose, a first end of the pressure vessel (with respect to a longitudinal axis of the pressure vessel) may be coupled to a second end of the pressure vessel such that fluid travels along the circuit from the first end to the second end and further back to the first end of the pressure vessel Pressure vessel can circulate.

Der Druckbehälter kann ferner ein Ventil umfassen, das derart ausgebildet ist, dass durch Zuführen von Fluid über das Ventil das in dem Druckbehälter gespeicherte Fluid angeregt wird, in dem geschlossenen Kreislauf zu zirkulieren. Der Betankungsvorgang des Druckbehälters führt somit zu einer Zirkulation des bereits gespeicherten Fluids. So kann eine lokal begrenzte Erwärmung des Fluids und des Druckbehälters vermieden werden. Es wird somit eine zuverlässige und schnelle Betankung des Druckbehälters ermöglicht.The pressure vessel may further include a valve that is configured such that by supplying fluid through the valve, the fluid stored in the pressure vessel is stimulated to circulate in the closed circuit. The refueling process of the pressure vessel thus leads to a circulation of the already stored fluid. Thus, a localized heating of the fluid and the pressure vessel can be avoided. It is thus possible a reliable and fast refueling of the pressure vessel.

Insbesondere kann der schlauchförmige Druckbehälter zumindest eine Kette aus mehreren schlauchförmigen Teil-Druckbehältern aufweisen. Eine Kette aus Teil-Druckbehältern kann 2, 5, 10, 20, 50, 100 oder mehr Teil-Druckbehälter umfassen, die in Reihe zueinander angeordnet sind. Dabei kann jeder einzelne Teil-Druckbehälter im Wesentlichen steif und/oder nicht-verformbar ausgebildet sein. Insbesondere kann jeder Teil-Druckbehälter des Druckbehälters zumindest einen Liner umfassen, der einen Hohlraum zur Aufnahme von Fluid umschließt, und der durch zumindest eine faserverstärkte Schicht umgeben ist. Der schlauchförmige Druckbehälter kann somit aus zumindest einer Kette von faserverstärkten schlauchförmigen Teil-Druckbehältern gebildet werden. Durch die Aufteilung in Teil-Druckbehälter kann ein Druckbehälter bereitgestellt werden, der flexibel in einen verfügbaren Bauraum verbaut werden kann. Des Weiteren kann so in effizienter Weise zumindest ein geschlossener Kreislauf zur Zirkulation von Fluid bereitgestellt werden. Insbesondere kann die Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern geschlossen sein, so dass sich ein geschlossener Kreislauf zur Zirkulation von Fluid entlang der geschlossenen Kette von Teil-Druckbehältern ergibt.In particular, the tubular pressure vessel may comprise at least one chain of a plurality of tubular partial pressure vessels. A chain of partial pressure vessels can be 2, 5, 10, 20, 50, 100 or more partial pressure vessel, which are arranged in series with each other. In this case, each individual partial pressure vessel may be substantially rigid and / or non-deformable. In particular, each partial pressure vessel of the pressure vessel may comprise at least one liner, which encloses a cavity for receiving fluid, and which is surrounded by at least one fiber-reinforced layer. The tubular pressure vessel can thus be formed from at least one chain of fiber-reinforced tubular partial pressure vessels. The division into partial pressure vessel, a pressure vessel can be provided, which can be flexibly installed in an available space. Furthermore, at least one closed circuit for the circulation of fluid can thus be efficiently provided. In particular, the chain of tubular partial pressure vessels may be closed, resulting in a closed circuit for the circulation of fluid along the closed chain of partial pressure vessels.

Ein in diesem Dokument beschriebener Druckbehälter kann allgemein ein Netz aus Teil-Druckbehältern umfassen. Das Netz aus Teil-Druckbehältern kann zwei oder mehr Teil-Druckbehälter umfassen, die parallel zueinander angeordnet sind. Dabei sind bei zwei parallel geschalteten Teil-Druckbehältern die entsprechenden ersten Enden einerseits und die entsprechenden zweiten Enden der Teil-Druckbehälter jeweils direkt miteinander gekoppelt (z.B. jeweils über einen Verbindungsschlauch). Des Weiteren kann das Netz aus Teil-Druckbehältern zwei oder mehr Teil-Druckbehälter umfassen, die in Reihe zueinander angeordnet sind. Dabei ist bei zwei in Reihe geschalteten Teil-Druckbehältern das zweite Ende eines Teil-Druckbehälters direkt mit dem ersten Ende des direkt darauffolgenden Teil-Druckbehälters gekoppelt (z.B. über einen Verbindungsschlauch). Das Netz aus miteinander gekoppelten Teil-Druckbehältern kann zumindest einen Kreislauf zur Zirkulation von Fluid bilden. Das Netz ist dabei bevorzugt derart aufgebaut, dass bei einem Tankvorgang Fluid durch alle Teil-Druckbehälter des Netzes zirkulieren kann. Das Netz aus Teil-Druckbehältern kann z.B. 2, 5, 10, 20, 50, 100 oder mehr miteinander gekoppelte Teil-Druckbehälter aufweisen.A pressure vessel described in this document may generally comprise a network of partial pressure vessels. The network of partial pressure vessels may comprise two or more partial pressure vessels arranged parallel to one another. In this case, in the case of two partial pressure vessels connected in parallel, the corresponding first ends on the one hand and the corresponding second ends of the partial pressure vessels are in each case directly coupled to one another (for example via a connecting hose in each case). Furthermore, the network of partial pressure vessels may comprise two or more partial pressure vessels arranged in series with one another. In this case, in the case of two partial pressure vessels connected in series, the second end of a partial pressure vessel is directly coupled to the first end of the directly following partial pressure vessel (for example via a connecting hose). The network of interconnected partial pressure vessels can form at least one circuit for the circulation of fluid. The network is preferably constructed such that during a refueling process fluid can circulate through all partial pressure vessels of the network. The network of partial pressure vessels may e.g. 2, 5, 10, 20, 50, 100 or more coupled to each other partial pressure vessel.

Es wird somit ein Druckbehälter mit mehreren miteinander verbundenen schlauchförmigen Teil-Druckbehältern zur Speicherung eines Fluids beschrieben. Dabei können die schlauchförmigen Teil-Druckbehälter eine geschlossene Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern bilden, durch die ein in den Teil-Druckbehältern gespeichertes Fluid zirkulieren kann (z.B. während eines Tankvorgangs). So kann in effizienter Weise ein zuverlässiger und sicherer Tankvorgang ermöglicht werden.It is thus described a pressure vessel with a plurality of interconnected tubular partial pressure vessels for storing a fluid. The tubular partial pressure vessels may thereby form a closed chain of tubular partial pressure vessels through which fluid stored in the partial pressure vessels may circulate (e.g., during a refueling operation). Thus, a reliable and safe refueling process can be efficiently enabled.

In der Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern können direkt aufeinander folgende Teil-Druckbehälter jeweils über einen Verbindungsschlauch miteinander verbunden sein. Dabei kann der Verbindungsschlauch zwischen zwei direkt benachbarten Teil-Druckbehältern ggf. flexibel sein. Durch die Verwendung von Verbindungsschläuchen kann eine flexible Anordnung der Teil-Druckbehälter in einem verfügbaren Bauraum, z.B. in einem Straßenkraftfahrzeug, ermöglicht werden. Des Weiteren kann so in effizienter Weise eine (geschlossene) Kette von Teil-Druckbehältern bereitgestellt werden.In the chain of tubular partial pressure vessels directly successive partial pressure vessel can be connected to each other via a connecting hose. In this case, the connecting hose between two directly adjacent partial pressure vessels may optionally be flexible. Through the use of connecting tubes, a flexible arrangement of the partial pressure vessels in an available space, e.g. in a road vehicle. Furthermore, it is thus possible to efficiently provide a (closed) chain of partial pressure vessels.

Der Druckbehälter kann eine in diesem Dokument beschriebene gasdichte Hülle umfassen, die die (geschlossene) Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern gasdicht umschließt. So können in effizienter Weise relativ hohe Permeationsanforderungen erfüllt werden.The pressure vessel may comprise a gas-tight envelope described in this document, which encloses the (closed) chain of tubular partial pressure vessels gas-tight. Thus, relatively high permeation requirements can be efficiently met.

Das Ventil kann als Venturi-Düse ausgebildet sein, um bei einem Betankungsvorgang in effizienter und zuverlässiger Weise eine Zirkulation von Fluid innerhalb des geschlossenen Kreislaufs zu bewirken.The valve may be configured as a venturi to efficiently and reliably effect circulation of fluid within the closed loop in a refueling operation.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Druckbehälter beschrieben, der ein oder mehrere miteinander verbundene schlauchförmige Teil-Druckbehälter zur Speicherung eines Fluids umfasst. Insbesondere kann der Druckbehälter eine (ggf. geschlossene) Kette von schlauchförmige Teil-Druckbehältern umfassen. Dabei können direkt benachbarte Teil-Druckbehälter jeweils über einen Verbindungsschlauch miteinander verbunden sein.In another aspect, a pressure vessel is described that includes one or more interconnected partial tubular pressure vessels for storing a fluid. In particular, the pressure vessel may comprise a (possibly closed) chain of tubular partial pressure vessels. In this case, directly adjacent partial pressure vessels can each be connected to one another via a connecting hose.

Des Weiteren umfasst der Druckbehälter eine die ein oder mehreren Teil-Druckbehälter umschließende gasdichte Hülle. Dabei ist die Hülle bevorzugt derart ausgebildet, dass eine Form der Hülle flexibel verändert werden kann. Mit anderen Worten, die Hülle ist bevorzugt verformbar und/oder aus einem verformbaren Material.Furthermore, the pressure vessel comprises a gas-tight envelope surrounding the one or more partial pressure vessels. In this case, the shell is preferably designed such that a shape of the shell can be flexibly changed. In other words, the sheath is preferably deformable and / or of a deformable material.

Wie bereits oben dargelegt, weisen die einzelnen Teil-Druckbehälter des Druckbehälters bevorzugt zumindest einen Liner auf, der jeweils einen Hohlraum zur Aufnahme von Fluid umschließt, und der durch zumindest eine faserverstärkte Schicht umgeben ist. Die einzelnen Teil-Druckbehälter können ausgebildet sein, Fluid mit einem relativ hohen Druck, z.B. von 350barü oder 700barü oder mehr, zu speichern. Aufgrund des relativ hohen Fluiddrucks kommt es jedoch typischerweise zu einem gewissen Grad an Permeation von Fluid durch die Wand der Teil-Druckbehälter.As already explained above, the individual partial pressure vessels of the pressure vessel preferably have at least one liner which in each case encloses a cavity for receiving fluid and which is surrounded by at least one fiber-reinforced layer. The individual partial pressure vessels may be configured to supply fluid having a relatively high pressure, e.g. from 350barü or 700barü or more, to save. However, due to the relatively high fluid pressure, there is typically some degree of permeation of fluid through the wall of the sub-pressure vessels.

Das durch die Wand der Teil-Druckbehälter diffundierte Fluid wird in dem beschriebenen Druckbehälter durch die Hülle aufgefangen. Insbesondere wird das aufgrund von Permeation aus einem Teil-Druckbehälter ausgetretene Fluid in einem Zwischenraum zwischen der Wand des Teil-Druckbehälters und der Hülle gespeichert. Das Fluid weist dabei in dem Zwischenraum typischerweise einen wesentlich niedrigeren Druck auf als in dem Teil-Druckbehälter, so dass eine weitere Permeation des Fluids durch die Hülle in die Umgebung des Druckbehälters in effizienter Weise unterbunden werden kann. Die Bereitstellung einer weiteren Hülle ermöglicht es somit in effizienter Weise relativ hohe Permeationsanforderungen für einen schlauchförmigen Druckbehälter bereitzustellen.The diffused through the wall of the partial pressure vessel fluid is collected in the described pressure vessel through the shell. In particular, this is due to permeation of a Part-pressure vessel escaped fluid stored in a space between the wall of the partial pressure vessel and the shell. The fluid typically has a substantially lower pressure in the intermediate space than in the partial pressure vessel, so that further permeation of the fluid through the casing into the environment of the pressure vessel can be prevented in an efficient manner. The provision of a further envelope thus makes it possible to efficiently provide relatively high permeation requirements for a tubular pressure vessel.

Der Druckbehälter umfasst typischerweise ein Ventil, über das Fluid in die ein oder mehreren Teil-Druckbehälter geführt und/oder aus den ein oder mehreren Teil-Druckbehältern entnommen werden kann. Des Weiteren kann der Druckbehälter ein Ventil umfassen, über das Fluid aus dem Zwischenraum zwischen der Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter und der Hülle geführt werden kann. Ggf. kann ein gemeinsames Ventil für die Teil-Druckbehälter und den Zwischenraum verwendet werden. Durch die Bereitstellung eines Ventils für den Zwischenraum kann in effizienter Weise Fluid aus dem Zwischenraum geleitet werden (z.B. wenn der Fluiddruck im Zwischenraum einen bestimmten Druck-Schwellenwert erreicht oder überschreitet). So kann eine Permeation von Fluid durch die Hülle zuverlässig unterbunden bzw. auf einen akzeptabel niedrigen Wert begrenzt werden.The pressure vessel typically includes a valve through which fluid may be directed into the one or more sub-pressure vessels and / or removed from the one or more sub-pressure vessels. Furthermore, the pressure vessel may comprise a valve through which fluid may be passed from the space between the outer wall of the one or more partial pressure vessels and the shell. Possibly. a common valve for the partial pressure vessels and the gap can be used. By providing a gap valve, fluid can be efficiently directed out of the gap (e.g., when the fluid pressure in the gap reaches or exceeds a certain pressure threshold). Thus, permeation of fluid through the sheath can be reliably prevented or limited to an acceptably low value.

Der Druckbehälter kann somit Mittel umfassen, um Fluid, das aufgrund von Permeation aus den ein oder mehreren Teil-Druckbehältern in den Zwischenraum zwischen der Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter und der Hülle gelangt ist, zu binden und/oder aus dem Hohlraum zu führen. Die Mittel können z.B. das o.g. Ventil umfassen, das eingerichtet ist, den Zwischenraum mit einer Umgebung des Druckbehälters und/oder mit einer Leitung zu einem Brennstoff-Verbraucher (etwa einer Brennstoffzelle) zu koppeln. Alternativ oder ergänzend können die Mittel ein Modul umfassen, das eingerichtet ist, eine Konzentration an Fluid zu reduzieren (um eine von dem Fluid verursachte Gefährdung zu unterbinden). Alternativ oder ergänzend können die Mittel ein Getter umfassen, der eingerichtet ist, Fluid physikalisch und/oder chemisch zu binden. Der Getter kann dann bei Bedarf im Rahmen der Wartung des Druckbehälters ausgetauscht werden. Alternativ oder ergänzend können die Mittel ein Modul zur Oxidation des Fluids umfassen (um eine von dem Fluid verursachte Gefährdung zu unterbinden). So kann eine Permeation von Fluid durch die Hülle zuverlässig unterbunden bzw. begrenzt werden.The pressure vessel may thus include means for binding and / or expelling fluid which has permeated the one or more partial pressure vessels into the space between the outer wall of the one or more partial pressure vessels and the shell due to permeation to lead. The means may e.g. the o.g. Valve, which is adapted to couple the gap with an environment of the pressure vessel and / or with a line to a fuel consumer (such as a fuel cell). Alternatively or additionally, the means may comprise a module configured to reduce a concentration of fluid (to prevent a hazard caused by the fluid). Alternatively or additionally, the means may comprise a getter configured to physically and / or chemically bind fluid. The getter can then be replaced as needed as part of the maintenance of the pressure vessel. Alternatively or additionally, the means may comprise a module for the oxidation of the fluid (to prevent a risk caused by the fluid). Thus, a permeation of fluid through the shell can be reliably prevented or limited.

Der Druckbehälter kann einen Sensor umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Druck in dem Zwischenraum zwischen der Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter und der Hülle zu erfassen. Der Druckbehälter kann ausgebildet sein, in Abhängigkeit von den Sensordaten zu veranlassen, dass Fluid aus dem Zwischenraum geführt wird (z.B. wenn der Druck in dem Zwischenraum einen Druck-Schwellenwert erreicht oder überschreitet). So kann eine Permeation von Fluid durch die Hülle zuverlässig unterbunden bzw. begrenzt werden. Des Weiteren kann auf Basis der Sensordaten in zuverlässiger und effizienter Weise eine Leckage eines Teil-Druckbehälters detektiert werden. In Reaktion auf die Detektion einer Leckage kann dann eine geeignete Sicherheitsmaßnahme (z.B. ein Ablassen des gespeicherten Fluids) veranlasst werden.The pressure vessel may include a sensor configured to detect sensor data relating to the pressure in the space between the outer wall of the one or more sub-pressure vessels and the shell. The pressure vessel may be configured to cause fluid to be vented from the gap depending on the sensor data (e.g., when the pressure in the gap reaches or exceeds a pressure threshold). Thus, a permeation of fluid through the shell can be reliably prevented or limited. Furthermore, leakage of a partial pressure vessel can be reliably and efficiently detected on the basis of the sensor data. In response to the detection of leakage, an appropriate safety measure (e.g., draining the stored fluid) may then be initiated.

In diesem Dokument werden schlauchförmige Druckbehälter und/oder Teil-Druckbehälter beschrieben. Dabei kann ein Druckbehälter und/oder ein Teil-Druckbehälter eine Länge entlang einer Längsachse aufweisen, die um den Faktor 10, 20, 50, 100 oder mehr größer als ein Durchmesser quer zu der Längsachse ist. Wie bereits oben dargelegt, ermöglicht die Verwendung von schlauchförmigen (Teil-) Druckbehältern eine flexible Anordnung eines Druckbehälters innerhalb eines begrenzten Bauraums.This document describes tubular pressure vessels and / or partial pressure vessels. In this case, a pressure vessel and / or a partial pressure vessel may have a length along a longitudinal axis, which by the factor 10 . 20 . 50 . 100 or greater than a diameter transverse to the longitudinal axis. As already stated above, the use of tubular (partial) pressure vessels allows a flexible arrangement of a pressure vessel within a limited space.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, etwa ein Personenkraftfahren, ein Lastkraftfahren, ein Bus und/oder ein Motorrad, beschrieben, das einen in diesem Dokument beschriebenen Druckbehälter umfasst.According to a further aspect, a motor vehicle, in particular a road motor vehicle, such as a passenger car, a truck, a bus and / or a motorcycle, is described, which comprises a pressure vessel described in this document.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.It should be understood that the methods, devices and systems described herein may be used alone as well as in combination with other methods, devices and systems described in this document. Furthermore, any aspects of the methods, devices, and systems described herein may be combined in a variety of ways. In particular, the features of the claims can be combined in a variety of ways.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

  • 1 eine beispielhafte Druckbehälter-Anordnung in einem Fahrzeug;
  • 2 einen Längsschnitt eines beispielhaften Druckbehälters;
  • 3a und 3b einen beispielhaften Druckbehälter mit einer Mehrzahl von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern;
  • 4a und 4b einen beispielhaften Druckbehälter mit schlauchförmigen Teil-Druckbehältern, die einen Kreislauf für Brennstoff bilden; und
  • 5a und 5b einen beispielhaften Druckbehälter mit einer, die Mehrzahl von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern umgebenden, Schutzhülle.
Furthermore, the invention will be described in more detail with reference to exemplary embodiments. Show
  • 1 an exemplary pressure vessel arrangement in a vehicle;
  • 2 a longitudinal section of an exemplary pressure vessel;
  • 3a and 3b an exemplary pressure vessel having a plurality of tubular partial pressure vessels;
  • 4a and 4b an exemplary pressure vessel with tubular part-pressure vessels forming a circuit for fuel; and
  • 5a and 5b an exemplary pressure vessel with a, the plurality of tubular partial pressure vessels surrounding protective cover.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Bereitstellung eines zuverlässigen schlauchförmigen Druckbehälters. Insbesondere soll ein schlauchförmiger Druckbehälter bereitgestellt werden, der in zuverlässiger und schneller Weise betankt werden kann. Des Weiteren soll ein schlauchförmiger Druckbehälter bereitgestellt werden, der in zuverlässiger und effizienter Weise bestimmte Permeationsanforderungen erfüllt.As set forth above, the present document is concerned with the provision of a reliable tubular pressure vessel. In particular, a tubular pressure vessel is to be provided, which can be refueled in a reliable and fast manner. Furthermore, a tubular pressure vessel is to be provided which reliably and efficiently fulfills certain permeation requirements.

1 zeigt eine beispielhafte Druckbehälter-Anordnung 100 mit einem Druckbehälter 110, der dazu verwendet werden kann, Brennstoff (insbesondere Wasserstoff) für einen Brennstoff-Verbraucher (z.B. eine Brennstoffzelle oder einen Brennstoff-Verbrennungsmotor) 101 eines Fahrzeugs bereitzustellen. Der Druckbehälter 110 ist über eine Leitung 112 mit dem Brennstoff-Verbraucher 101 verbunden. Der Druckbehälter 110 weist typischerweise an einem Endstück 111 eine Öffnung auf, durch die Brennstoff aus dem Druckbehälter 110 geführt werden kann (z.B. über ein Ventil 115 zu der Leitung 112). Im Folgenden wird auf einen Druckbehälter 110 für Brennstoff eingegangen. Die beschriebenen Aspekte sind aber allgemein auf Druckbehälter 110 für Fluide anwendbar. 1 shows an exemplary pressure vessel assembly 100 with a pressure vessel 110 that can be used to fuel (especially hydrogen) for a fuel consumer (eg, a fuel cell or a fuel internal combustion engine) 101 to provide a vehicle. The pressure vessel 110 is over a line 112 with the fuel consumer 101 connected. The pressure vessel 110 typically has an end piece 111 an opening through which fuel from the pressure vessel 110 can be performed (eg via a valve 115 to the line 112 ). The following is a pressure vessel 110 for fuel. The described aspects are generally on pressure vessels 110 applicable for fluids.

Wie in 2 dargestellt, kann ein Druckbehälter 110 einen Liner 201 umfassen. Der Liner 201 bildet den Hohlkörper 210 aus, in dem der Brennstoff gespeichert ist. Der Liner 201 kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder aus deren Legierungen hergestellt sein. Ferner bevorzugt kann der Liner 201 aus einem Kunststoff hergestellt sein. Es kann ebenso auch ein linerloser Druckbehälter 110 vorgesehen sein.As in 2 shown, can be a pressure vessel 110 a liner 201 include. The liner 201 forms the hollow body 210 from where the fuel is stored. The liner 201 may be made of aluminum or steel or their alloys, for example. Further preferably, the liner 201 be made of a plastic. It can also be a linerless pressure vessel 110 be provided.

Ein Druckbehälter 110 umfasst typischerweise mindestens eine faserverstärkte Schicht 202. Die faserverstärkte Schicht 202 kann den Liner 201 zumindest bereichsweise bevorzugt vollständig umgeben. Die faserverstärkte Schicht 202 wird oft auch als Laminat bzw. Ummantelung oder Armierung bezeichnet. Als faserverstärkte Schicht 202 kommen i.d.R. faserverstärkte Kunststoffe (auch FVK bzw. FKV abgekürzt) zum Einsatz, bspw. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und/oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Eine faserverstärkte Schicht 202 umfasst zweckmäßig in einer Kunststoffmatrix eingebettete Verstärkungsfasern.A pressure vessel 110 typically includes at least one fiber reinforced layer 202 , The fiber reinforced layer 202 can the liner 201 at least partially preferably completely surrounded. The fiber reinforced layer 202 is often referred to as a laminate or sheathing or reinforcement. As a fiber reinforced layer 202 usually fiber-reinforced plastics (also abbreviated FVK or FKV) are used, for example carbon fiber reinforced plastics (CFRP) and / or glass fiber reinforced plastics (GRP). A fiber reinforced layer 202 suitably comprises reinforcing fibers embedded in a plastic matrix.

Der Verbau eines zylinderförmigen Druckbehälters 110 in einem Fahrzeug 100 erfordert typischerweise einen relativ großen, zusammenhängenden, Bauraum. Eine Alternative zur Verwendung eines relativ großen zylinderförmigen Druckbehälters 110 ist die Verwendung einer Mehrzahl von schlauchförmigen (Teil-) Druckbehältern, die über Verbindungschläuche miteinander verbunden sind. Ein derartiger Druckbehälter 110 ist in den 3a und 3b dargestellt. Insbesondere zeigen die 3a und 3b einen Druckbehälter 110, der eine Mehrzahl von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern 310 aufweist, die über (ggf. flexible) Verbindungsschläuche 311 miteinander verbunden sind. Die einzelnen Teil-Druckbehälter 310 können in flexibler Weise innerhalb eines Fahrzeugs 100 angeordnet werden, so dass sich reduzierte Anforderungen für den Bauraum des Druckbehälters 110 ergeben.The installation of a cylindrical pressure vessel 110 in a vehicle 100 typically requires a relatively large, contiguous, space. An alternative to using a relatively large cylindrical pressure vessel 110 is the use of a plurality of tubular (partial) pressure vessels, which are interconnected via connecting hoses. Such a pressure vessel 110 is in the 3a and 3b shown. In particular, the show 3a and 3b a pressure vessel 110 containing a plurality of tubular pressure vessels 310 having, via (possibly flexible) connecting hoses 311 connected to each other. The single part pressure vessels 310 can be flexible within a vehicle 100 can be arranged so that reduced requirements for the space of the pressure vessel 110 result.

Ein schlauchförmiger Teil-Druckbehälter 310 erstreckt sich entlang einer Längsachse 312. Dabei weist ein Teil-Druckbehälter 310 entlang der Längsachse 312 eine Länge auf, die wesentlich größer ist als der sich quer zur Längsachse 312 erstreckende Durchmesser (z.B. um den Faktor 10, 20, 50 oder mehr). Ein derartiger Teil-Druckbehälter 310 kann auch als „Würstchen“-Druckbehälter bzw. „Würstchen“-Tank (oder auch im Englischen als „intestin tank“) bezeichnet werden. 3a zeigt eine beispielhafte Anordnung von Teil-Druckbehältern 310 entlang der Längsachse 312 und 3b zeigt eine beispielhafte Anordnung von Teil-Druckbehältern 310 quer bzw. senkrecht zur Längsachse 312.A tubular partial pressure vessel 310 extends along a longitudinal axis 312 , It has a partial pressure vessel 310 along the longitudinal axis 312 a length which is substantially greater than that transverse to the longitudinal axis 312 extending diameters (eg by the factor 10 . 20 . 50 or more). Such a partial pressure vessel 310 can also be referred to as a "sausage" pressure vessel or "sausage" tank (or in English as "intestine tank"). 3a shows an exemplary arrangement of partial pressure vessels 310 along the longitudinal axis 312 and 3b shows an exemplary arrangement of partial pressure vessels 310 transverse or perpendicular to the longitudinal axis 312 ,

Die einzelnen Teil-Druckbehälter 310 können über (flexible) Verbindungsschläuche 311 miteinander verbunden werden, so dass sich eine Reihenschaltung bzw. eine Kette von Teil-Druckbehältern 310 ergibt, die mit einem ersten Teil-Druckbehälter 310 beginnt und mit einem letzten Teil-Druckbehälter 310 endet. Die Reihenschaltung bzw. die Kette von Teil-Druckbehältern 310 bildet einen (Gesamt-) Druckbehälter 110. Ergänzend oder alternativ ist es möglich, über entsprechend gestaltete Verzweigungs-Verbindungsschläuche eine Parallelschaltung von zwei oder mehr Teil-Druckbehältern 310 zu ermöglichen (nicht gezeigt).The single part pressure vessels 310 can be connected via (flexible) connecting hoses 311 be connected to each other, so that a series circuit or a chain of partial pressure vessels 310 that results with a first partial pressure vessel 310 starts and with a last part pressure vessel 310 ends. The series connection or the chain of partial pressure vessels 310 forms a (total) pressure vessel 110 , Additionally or alternatively, it is possible, via appropriately designed branch connecting hoses, a parallel connection of two or more partial pressure vessels 310 to allow (not shown).

Die Reihenschaltung bzw. die Kette von Teil-Druckbehältern 310, bzw. die Parallelschaltung von Teil-Druckbehältern 310, bzw. die Kombination aus Reihenschaltung und Parallelschaltung von Teil-Druckbehältern 310, also das Netz von Teil-Druckbehältern 310 können zur Speicherung eines Brennstoffs 301 verwendet werden. Zu diesem Zweck kann über ein Ventil 115 an dem ersten Teil-Druckbehälter 310 Brennstoff 301 zugeführt werden. Der Brennstoff 301 fließt dann entlang der Reihenschaltung bzw. Kette von Teil-Druckbehältern 310 bis zu dem letzten Teil-Druckbehälter 310 (dargestellt in 3a durch die gestrichelten Pfeile).The series connection or the chain of partial pressure vessels 310 , or the parallel connection of partial pressure vessels 310 , or the combination of series connection and parallel connection of partial pressure vessels 310 So the network of part pressure vessels 310 can store a fuel 301 be used. For this purpose can be a valve 115 at the first partial pressure vessel 310 fuel 301 be supplied. The fuel 301 then flows along the series connection or chain of partial pressure vessels 310 until the last one Partial pressure vessel 310 (shown in 3a by the dashed arrows).

Durch das relativ große Verhältnis von Länge-zu-Durchmesser des (Gesamt-) Druckbehälters 110 kann es beim Befüllen des Druckbehälters 110 zu relativ hohen Temperaturen an dem Ende des Druckbehälters 110 (insbesondere am letzten Teil-Druckbehälter 310) kommen. 3a zeigt beispielhaft den komprimierten Brennstoff 302 am letzten Teil-Druckbehälter 310, der während eines Tankvorgangs immer weiter komprimiert wird. Die dabei entstehende Wärme kann typischerweise nicht in ausreichendem Maße abgeführt werden, da sich der komprimierte Brennstoff 302 am letzten Teil-Druckbehälter 310 in einer Sackgasse befindet.Due to the relatively large ratio of length-to-diameter of the (total) pressure vessel 110 it may be during filling of the pressure vessel 110 to relatively high temperatures at the end of the pressure vessel 110 (especially at the last partial pressure vessel 310 ) come. 3a shows an example of the compressed fuel 302 at the last part pressure vessel 310 , which is compressed further during a refueling process. Typically, the resulting heat can not be dissipated to a sufficient extent because of the compressed fuel 302 at the last part pressure vessel 310 located in a dead end.

Eine Möglichkeit eine derartige lokale Erwärmung eines schlauchförmigen Druckbehälters 110 bei einem Tankvorgang zu reduzieren, ist die Bereitstellung von separaten Ventilen 115 an dem ersten Teil-Druckbehälter 310 und an dem letzten Teil-Druckbehälter 310 der Reihenschaltung von Teil-Druckbehältern 310. So kann der Tankvorgang zeitweise über das Ventil 115 des ersten Teil-Druckbehälter 310 und zeitweise über das Ventil 115 des letzten Teil-Druckbehälters 310 erfolgen. Dies erfordert jedoch die Bereitstellung von mehreren Ventilen 115 sowie eine relativ komplexe Steuerung der Ventile 115 während eines Tankvorgangs. Des Weiteren kommt es weiterhin zu relativ hohen Temperaturen an dem jeweiligen Ende des (Gesamt-) Druckbehälters 110, sowie zu Temperaturschwankungen und relativ hohen thermischen Belastungen (insbesondere Thermospannungen) in den Teil-Druckbehältern 310.One possibility such local heating of a tubular pressure vessel 110 to reduce a refueling process is the provision of separate valves 115 at the first partial pressure vessel 310 and at the last part pressure vessel 310 the series connection of partial pressure vessels 310 , So the refueling process can temporarily over the valve 115 of the first part pressure vessel 310 and temporarily over the valve 115 of the last partial pressure vessel 310 respectively. However, this requires the provision of multiple valves 115 and a relatively complex control of the valves 115 during a refueling process. Furthermore, relatively high temperatures continue to occur at the respective end of the (total) pressure vessel 110 , as well as to temperature fluctuations and relatively high thermal loads (especially thermal stresses) in the partial pressure vessels 310 ,

Die 4a und 4b zeigen einen schlauchförmigen Druckbehälter 110, der eine zuverlässige Betankung ermöglicht (ohne substantielle Temperaturschwankungen). Die Reihenschaltung bzw. die Kette der Teil-Druckbehälter 310 wird durch einen weiteren Verbindungsschlauch 411 geschlossen, so dass ein geschlossener Kreis bzw. eine geschlossene Kette von Teil-Druckbehältern 310 entsteht. Insbesondere kann der letzte Teil-Druckbehälter 310 der Kette von Teil-Druckbehältern 310 mit dem ersten Teil-Druckbehälter 310 verbunden werden. Als Folge daraus kann der Brennstoff 301 innerhalb der Kette von Teil-Druckbehältern 310 zirkulieren.The 4a and 4b show a tubular pressure vessel 110 , which allows a reliable fueling (without substantial temperature fluctuations). The series connection or the chain of partial pressure vessels 310 is through another connecting hose 411 closed, leaving a closed circle or a closed chain of partial pressure vessels 310 arises. In particular, the last partial pressure vessel 310 the chain of partial pressure vessels 310 with the first part pressure vessel 310 get connected. As a result, the fuel can 301 within the chain of partial pressure vessels 310 circulate.

Der Druckbehälter 110 weist an einem der Teil-Druckbehälter 310 ein Ventil 115 auf. Das Ventil 115 kann wie in 4a dargestellt (ggf. schräg) an einer Seitenwand eines Teil-Druckbehälter 310 angeordnet sein. Alternativ kann das Ventil 115 weiterhin an einer Stirnseite eines Teil-Druckbehälters 310 angeordnet sein (z.B. neben einen Anschluss eines Verbindungsschlauchs 311, 411). The pressure vessel 110 indicates one of the partial pressure vessels 310 a valve 115 on. The valve 115 can be like in 4a represented (possibly obliquely) on a side wall of a partial pressure vessel 310 be arranged. Alternatively, the valve 115 continue on a front side of a partial pressure vessel 310 be arranged (eg next to a connection of a connecting hose 311 . 411 ).

Insbesondere kann das Ventil 115 derart angeordnet sein, dass durch das Zuführen von Brennstoff 301 über das Ventil 115 eine Zirkulation des Brennstoffs 301 innerhalb der geschlossenen Kette von Teil-Druckbehältern 310 entsteht. Bevorzugt kann die Einströmung des Brennstoffs 301 über eine Venturi-Düse bzw. eine Saugstrahlpumpe erfolgen.In particular, the valve 115 be arranged such that by supplying fuel 301 over the valve 115 a circulation of fuel 301 inside the closed chain of partial pressure vessels 310 arises. Preferably, the inflow of the fuel 301 via a Venturi nozzle or a suction jet pump.

Es wird somit eine schlauchförmiger Druckbehälters 310 beschrieben, der keine Sackgasse bzw. kein totes Ende für Brennstoff 301 aufweist. Der beschriebene Druckbehälters 310 ermöglicht es, dass insbesondere während eines Tankvorgangs das gesamte Brennstoff-Volumen (ständig) umgewälzt wird. Eine Stauung von Brennstoff 301 und/oder ein periodisches Hin- und Herpendeln des Brennstoffs 301 kann vermieden werden. Insbesondere ist der Brennstoff 301 beim Befüllen niemals und nirgendwo Umkehrpunkten ausgesetzt, in denen der Brennstoff 301 relativ zu einer Behälterwand steht (und als Folge daraus aufgewärmt wird). Des Weiteren wird durch die stetige Strömung des Brennstoffs 301 entlang der Behälterwand die Wärmeübertragung von dem Brennstoff 301 auf die Behälterwand gefördert, so dass eine Überhitzung des Druckbehälters 110 zuverlässig vermieden werden kann.It is thus a tubular pressure vessel 310 described that no dead end or no dead end for fuel 301 having. The described pressure vessel 310 allows, in particular during a refueling process, the entire fuel volume (constantly) is circulated. A stowage of fuel 301 and / or periodically reciprocating the fuel 301 can be avoided. In particular, the fuel 301 when refueling never and nowhere exposed reversing points in which the fuel 301 relative to a container wall is (and as a result of it is warmed up). Furthermore, it is due to the steady flow of the fuel 301 along the vessel wall the heat transfer from the fuel 301 conveyed to the container wall, allowing overheating of the pressure vessel 110 can be reliably avoided.

Wie bereits oben dargelegt, weist ein schlauchförmiger Druckbehälter 110 ein relativ großes Verhältnis von Länge-zu-Durchmesser auf. Dies führt dazu, dass der Druckbehälter 110 ein relativ großes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweist. Als Folge daraus ist der Aufwand zur Erfüllung von bestimmten Permeationsanforderungen (insbesondere der Permeationsanforderungen für Wasserstoffbehälter) typischerweise relativ hoch. Beispielsweise kann zur Erfüllung der Permeationsanforderungen ein Liner 201 mit einer relativ dicken Liner-Wand verwendet werden. Alternativ oder ergänzend können spezielle besonders effektiv permeationshemmende Materialien verwendet werden. Diese Maßnahmen führen jedoch zu einer Reduzierung der volumetrischen Dichte eines Druckbehälters 110 und/oder zu einer Erhöhung der Kosten für einen Druckbehälter 110.As already stated above, has a tubular pressure vessel 110 a relatively large length to diameter ratio. This causes the pressure vessel 110 has a relatively large surface to volume ratio. As a result, the expense of meeting certain permeation requirements (particularly permeation requirements for hydrogen containers) is typically relatively high. For example, to meet the permeation requirements, a liner 201 be used with a relatively thick liner wall. Alternatively or additionally, special particularly effective permeation-inhibiting materials can be used. However, these measures lead to a reduction in the volumetric density of a pressure vessel 110 and / or to increase the cost of a pressure vessel 110 ,

5a und 5b zeigen einen Druckbehälter 110, der eine gasdichte Hülle 510 aufweist, wobei die gasdichte Hülle 510 die ein oder mehreren Teil-Druckbehälter 310 des Druckbehälters 110 gasdicht umschließt. 5a and 5b show a pressure vessel 110 , which is a gastight envelope 510 wherein the gas-tight envelope 510 the one or more partial pressure vessels 310 of the pressure vessel 110 encloses gas-tight.

Die ein oder mehreren schlauchförmigen (Teil-) Druckbehälter 310, die (aufgrund der Armierung) typischerweise relativ großen Innendrücken standhalten, können somit durch eine gasdichte Hülle 510 eingehaust werden, wobei die Hülle 510 den durch Permeation aus dem Liner 201 ausgetretenen Brennstoff 301 einfängt bzw. sammelt. Da sich in dieser Hülle 510 typischerweise kein großer Druck aufbaut, kann die Hülle 510 weitgehend frei formbar gestaltet werden.The one or more tubular (partial) pressure vessels 310 , which (due to the reinforcement) typically withstand relatively high internal pressures, can thus by a gas-tight envelope 510 be housed, with the shell 510 by permeation from the liner 201 leaked fuel 301 captures or collects. Because in this shell 510 typically does not build up much pressure, the shell can 510 be designed largely freely malleable.

Durch die Anordnung und Gestaltung der Hülle 510 kann erreicht werden, dass die Oberfläche der Hülle 510 deutlich kleiner ist (z.B. um den Faktor 2, 5, 10 oder mehr), als die Gesamtoberfläche aller von der Hülle 510 eingeschlossenen Teil-Druckbehälter 310. Die Bereitstellung einer Hülle 510 mit einer relativ kleinen Gesamtoberfläche ist vorteilhaft für das Permeationsverhalten der Hülle 510.By the arrangement and design of the shell 510 can be achieved that the surface of the shell 510 is significantly smaller (eg by the factor 2 . 5 . 10 or more) than the overall surface of all of the shell 510 enclosed part pressure vessel 310 , The provision of a shell 510 with a relatively small total surface is advantageous for the permeation behavior of the shell 510 ,

Das Ventil 115 des (Gesamt-) Druckbehälters 110 kann ggf. mit dem Zwischenraum zwischen der Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter 310 und der Hülle 510 verbunden sein, um die Entnahme von Brennstoff 301 aus diesem Zwischenraum zu ermöglichen.The valve 115 of the (total) pressure vessel 110 may be with the space between the outer wall of the one or more partial pressure vessel 310 and the shell 510 be connected to the removal of fuel 301 to allow this gap.

Für den Umgang mit einem eventuell entstandenen Überdruck in der Hülle 510 können unterschiedliche Maßnahmen vorgesehen werden, die alternativ oder ergänzend verwendet werden können, um bei Bedarf den Überdruck in dem Zwischenraum abzubauen. Beispielsweise kann der Brennstoff 301 bei einem nachfolgenden Betrieb des Brennstoff-Verbrauchers 101 aus der Hülle 510 entnommen werden, um einen Überdruck abzubauen. Dabei kann es sich um einen dedizierten Betrieb des Brennstoff-Verbrauchers 101 zum Abbau des Überdrucks und/oder um einen Nutzbetrieb des Brennstoff-Verbrauchers 101 handeln.For dealing with any overpressure in the case 510 Different measures can be provided, which can be used alternatively or additionally, to reduce the overpressure in the gap when needed. For example, the fuel 301 in a subsequent operation of the fuel consumer 101 from the shell 510 be removed to reduce excess pressure. This can be a dedicated operation of the fuel consumer 101 to reduce the overpressure and / or a Nutzbetrieb the fuel consumer 101 act.

Ggf. kann über eine verdünnende Einrichtung eine Ableitung des Brennstoff 301 an die Umgebung des (Gesamt-) Druckbehälters 110 erfolgen, um einen Überdruck in der Hülle 510 abzubauen. Alternativ oder ergänzend kann der Brennstoff 301 in dem durch die Hülle 510 gebildeten Zwischenraum durch ein geeignetes Mittel (z.B. durch ein Getter) physisch oder chemisch gebunden werden, um von vornherein einen Überdruck zu vermeiden. Das dabei verwendete Bindemittel kann ggf. austauschbar sein (z.B. im Rahmen der Wartung des Druckbehälters 110). Alternativ oder ergänzend kann eine katalytische Umsetzung des Brennstoffs 301 mit dem Sauerstoff aus der Umgebungsluft erfolgen (z.B. im Rahmen eines Blow-Off-Management-Systems, BMS).Possibly. can via a diluting device a derivative of the fuel 301 to the environment of the (total) pressure vessel 110 done to a positive pressure in the shell 510 dismantle. Alternatively or additionally, the fuel 301 in the shell 510 formed intermediate space by a suitable means (eg by a getter) are physically or chemically bound to avoid from the outset an overpressure. The binder used may optionally be exchangeable (eg as part of the maintenance of the pressure vessel 110 ). Alternatively or additionally, a catalytic conversion of the fuel 301 with the oxygen from the ambient air (eg in the context of a blow-off management system, BMS).

Es wird somit ein schlauchförmiger Druckbehälter 110 beschrieben, der in effizienter und zuverlässiger Weise an bestimmte Permeationsanforderungen angepasst werden kann. Dabei kann die beschriebene Hülle 510 dazu verwendet werden, eine Leckage und/oder eine Veränderung des Permeationsverhaltens der ein oder mehreren umhüllten Teil-Druckbehälter 310 zu detektieren. So kann die Sicherheit eines Druckbehälters 110 weiter erhöht werden. Außerdem bietet die beschriebene Hülle 510 einen Schutz der ein oder mehreren umhüllten Teil-Druckbehälter 310 vor äußeren Einflüssen. Ferner kann der von der Hülle 510 eingefangene Brennstoff 301 wiederverwendet werden, so dass die Kosten zur Speicherung von Brennstoff 301 reduziert werden können.It is thus a tubular pressure vessel 110 described, which can be adapted in an efficient and reliable manner to certain permeation requirements. In this case, the shell described 510 be used to prevent leakage and / or a change in the permeation behavior of the one or more enclosed partial pressure vessel 310 to detect. So can the safety of a pressure vessel 110 be further increased. In addition, the shell described offers 510 a protection of the one or more enclosed partial pressure vessels 310 against external influences. Furthermore, that of the shell 510 captured fuel 301 be reused, so the cost of storing fuel 301 can be reduced.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.The present invention is not limited to the embodiments shown. In particular, it should be noted that the description and figures are intended to illustrate only the principle of the proposed methods, apparatus and systems.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100100
Druckbehälter-AnordnungPressure vessel arrangement
101101
Brennstoff-VerbraucherFuel consumers
110110
(Gesamt-) Druckbehälter(Total) pressure vessel
111111
Endstücktail
112112
Leitungmanagement
115115
VentilValve
201201
Linerliner
202202
faserverstärkte Schichtfiber reinforced layer
210210
Hohlraumcavity
301301
Fluid (Brennstoff)Fluid (fuel)
302302
komprimiertes Fluid (Brennstoff)compressed fluid (fuel)
310310
schlauchförmiger (Teil-) Druckbehältertubular (partial) pressure vessel
311,411311.411
Verbindungsschlauchconnecting hose
312312
Längsachse (Druckbehälter)Longitudinal axis (pressure vessel)
510510
Hülleshell

Claims (16)

Schlauchförmiger Druckbehälter (110), wobei - der Druckbehälter (110) zumindest einen geschlossenen Kreislauf bildet, so dass ein in dem Druckbehälter (110) gespeichertes Fluid (301) in dem geschlossenen Kreislauf zirkulieren kann; und - der Druckbehälter (110) ein Ventil (115) umfasst, das derart ausgebildet ist, dass durch Zuführen von Fluid (301) über das Ventil (115) das in dem Druckbehälter (110) gespeicherte Fluid (301) angeregt wird, in dem geschlossenen Kreislauf zu zirkulieren.Tubular pressure vessel (110), wherein - The pressure vessel (110) forms at least one closed circuit, so that in the pressure vessel (110) stored fluid (301) can circulate in the closed circuit; and - The pressure vessel (110) comprises a valve (115) which is formed such that by supplying fluid (301) via the valve (115) in the pressure vessel (110) stored fluid (301) is excited, in the closed Circulation to circulate. Druckbehälter (110) gemäß Anspruch 1, wobei - der Druckbehälter (110) zumindest eine geschlossene Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern (310) umfasst; und - der geschlossene Kreislauf entlang der geschlossenen Kette von Teil-Druckbehältern (310) verläuft.Pressure vessel (110) according to Claim 1 in which - the pressure vessel (110) comprises at least one closed chain of tubular partial pressure vessels (310); and - the closed circuit extends along the closed chain of partial pressure vessels (310). Druckbehälter (110) gemäß Anspruch 2, wobei - in der Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern (310) direkt aufeinander folgende Teil-Druckbehälter (310) jeweils über einen Verbindungsschlauch (311) miteinander verbunden sind; und - der Verbindungsschlauch (311) insbesondere flexibel ist.Pressure vessel (110) according to Claim 2 , in which - in the chain of tubular partial pressure vessels (310) directly successive partial pressure vessel (310) are each connected to each other via a connecting hose (311); and - the connecting tube (311) is particularly flexible. Druckbehälter (110) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, wobei der Druckbehälter (110) eine gasdichte Hülle (510) umfasst, die die Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern (310) gasdicht umschließt.Pressure vessel (110) according to one of Claims 2 to 3 wherein the pressure vessel (110) comprises a gas-tight envelope (510) which encloses the chain of tubular partial pressure vessels (310) gas-tight. Druckbehälter (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ventil (115) als Venturi-Düse ausgebildet ist.Pressure vessel (110) according to one of the preceding claims, wherein the valve (115) is designed as a Venturi nozzle. Druckbehälter (110), der umfasst, - ein oder mehrere miteinander verbundene schlauchförmige Teil-Druckbehälter (310) zur Speicherung eines Fluids (301); und - eine die ein oder mehreren Teil-Druckbehälter (310) umschließende gasdichte Hülle (510).Pressure vessel (110) comprising - One or more interconnected tubular part-pressure vessel (310) for storing a fluid (301); and - A the one or more partial pressure vessel (310) enclosing gas-tight envelope (510). Druckbehälter (110) gemäß Anspruch 6, wobei der Druckbehälter (110) ein Ventil (115) umfasst, über das Fluid (301) in die ein oder mehreren Teil-Druckbehälter (310) geführt und/oder aus den ein oder mehreren Teil-Druckbehältern (310) entnommen werden kann.Pressure vessel (110) according to Claim 6 wherein the pressure vessel (110) comprises a valve (115) through which fluid (301) can be fed into the one or more sub-pressure vessels (310) and / or removed from the one or more sub-pressure vessels (310). Druckbehälter (110) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 7, wobei der Druckbehälter (110) ein Ventil (115) umfasst, über das Fluid (301) aus einem Zwischenraum zwischen einer Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter (310) und der Hülle (510) geführt werden kann.Pressure vessel (110) according to one of Claims 6 to 7 wherein the pressure vessel (110) comprises a valve (115) through which fluid (301) can be passed from a space between an outer wall of the one or more partial pressure vessels (310) and the shell (510). Druckbehälter (110) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei - eine Form der Hülle (510) flexibel verändert werden kann; und/oder - die Hülle (510) verformbar ist.Pressure vessel (110) according to one of Claims 6 to 8th in which - a shape of the shell (510) can be changed flexibly; and / or - the sheath (510) is deformable. Druckbehälter (110) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Druckbehälter (110) Mittel umfasst, um Fluid (301), das aufgrund von Permeation aus den ein oder mehreren Teil-Druckbehältern (310) in einen Zwischenraum zwischen einer Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter (310) und der Hülle (510) gelangt ist, zu binden und/oder aus dem Hohlraum zu führen.Pressure vessel (110) according to one of Claims 6 to 9 wherein the pressure vessel (110) comprises means for removing fluid (301) due to permeation from the one or more partial pressure vessels (310) into a gap between an outer wall of the one or more partial pressure vessels (310) and the shell (510) has come to bond and / or out of the cavity. Druckbehälter (110) gemäß Anspruch 10, wobei die Mittel ein oder mehrere umfassen von, - ein Ventil (115), das eingerichtet ist, den Zwischenraum mit einer Umgebung des Druckbehälters (110) und/oder mit einer Leitung (112) zu einem Brennstoff-Verbraucher (101) zu koppeln; - ein Modul, das eingerichtet ist, eine Konzentration an Fluid (301) zu reduzieren; - ein Getter, der eingerichtet ist, Fluid (301) physikalisch und/oder chemisch zu binden; und/oder - ein Modul zur Oxidation des Fluids (301).Pressure vessel (110) according to Claim 10 wherein the means comprises one or more of - a valve (115) arranged to couple the gap to an environment of the pressure vessel (110) and / or to a conduit (112) to a fuel consumer (101) ; a module configured to reduce a concentration of fluid (301); a getter arranged to physically and / or chemically bind fluid (301); and / or - a module for the oxidation of the fluid (301). Druckbehälter (110) gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei - der Druckbehälter (110) einen Sensor umfasst, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf einen Druck in einem Zwischenraum zwischen einer Außenwand der ein oder mehreren Teil-Druckbehälter (310) und der Hülle (510) zu erfassen; und - der Druckbehälter (110) ausgebildet ist, in Abhängigkeit von den Sensordaten zu veranlassen, dass Fluid (301) aus dem Zwischenraum geführt wird.Pressure vessel (110) according to one of Claims 6 to 11 wherein - the pressure vessel (110) comprises a sensor arranged to detect sensor data relating to a pressure in a space between an outer wall of the one or more partial pressure vessels (310) and the shell (510); and - the pressure vessel (110) is adapted to cause, dependent on the sensor data, that fluid (301) is led out of the intermediate space. Druckbehälter (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckbehälter (110) und/oder ein Teil-Druckbehälter (310) des Druckbehälters (110) eine Länge entlang einer Längsachse (312) aufweisen, die um den Faktor 10, 20, 50, 100 oder mehr größer als ein Durchmesser quer zu der Längsachse (312) ist.Pressure vessel (110) according to one of the preceding claims, wherein the pressure vessel (110) and / or a partial pressure vessel (310) of the pressure vessel (110) have a length along a longitudinal axis (312) by a factor of 10, 20, 50 , 100 or more is greater than a diameter transverse to the longitudinal axis (312). Druckbehälter (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckbehälter (110), insbesondere ein Teil-Druckbehälter (310) des Druckbehälters (110), zumindest einen Liner (201) umfasst, der einen Hohlraum (210) zur Aufnahme von Fluid (301) umfasst, und der durch zumindest eine faserverstärkte Schicht (202) umgeben ist.Pressure vessel (110) according to one of the preceding claims, wherein the pressure vessel (110), in particular a partial pressure vessel (310) of the pressure vessel (110), at least one liner (201) having a cavity (210) for receiving fluid (210). 301) surrounded by at least one fiber reinforced layer (202). Druckbehälter (110) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Druckbehälter (110) ausgebildet ist, - einen flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, als Fluid (301) zu speichern; und/oder - Fluid (301) mit einem Druck von 350barü, 700barü oder mehr zu speichern.Pressure vessel (110) according to one of the preceding claims, wherein the pressure vessel (110) is formed, - To store a liquid and / or gaseous fuel, in particular hydrogen, as a fluid (301); and or - Store fluid (301) at a pressure of 350 barü, 700 barü or more. Druckbehälter (110), wobei - der Druckbehälter (11) mehrere miteinander verbundene schlauchförmige Teil-Druckbehälter (310) zur Speicherung eines Fluids (301) umfasst; und - die schlauchförmigen Teil-Druckbehälter (310) zumindest eine geschlossene Kette von schlauchförmigen Teil-Druckbehältern (310) bilden, durch die ein in den Teil-Druckbehältern (310) gespeichertes Fluid (301) zirkulieren kann.Pressure vessel (110), wherein - The pressure vessel (11) comprises a plurality of interconnected tubular partial pressure vessel (310) for storing a fluid (301); and the tubular partial pressure vessels (310) form at least one closed chain of tubular partial pressure vessels (310) through which a fluid (301) stored in the partial pressure vessels (310) can circulate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020264584A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Linamar Corporation Strategies for safe fast-fill of compressed gas tanks
US20220260207A1 (en) * 2019-08-06 2022-08-18 Go Ahead Engineering Sl High-pressure gas storage system having adaptable morphology

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4318491A (en) * 1980-04-07 1982-03-09 Nelson Richard E Toroidal pressure vessel
US6513522B1 (en) * 2000-06-13 2003-02-04 Mallinckrodt Inc. Wearable storage system for pressurized fluids
WO2004029503A2 (en) * 2002-09-27 2004-04-08 The Regents Of The University Of California Lightweight cryogenic-compatible pressure vessels for vehicular fuel storage
EP1495960A2 (en) * 1996-10-01 2005-01-12 Williams Power Company, Inc. Ship based gas transport system
FR2857630A1 (en) * 2003-07-18 2005-01-21 Gie Psa Peugeot Citroen Motor vehicle, has control and regulation unit comprising measuring unit to measure pressure in fuel system and to detect rupture of fuel system, and solenoid valve for selectively authorizing circulation of gas in fuel system
DE102006046722B4 (en) * 2005-10-04 2009-04-23 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Tubular high-pressure storage tank
DE102013001665A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-14 Daimler Ag Device for storing of gaseous fuel and electrical energy in vehicle, has hollow body for receiving gaseous fuel, where capacitor is arranged on one surface of hollow body
DE102013015514A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-19 Daimler Ag Device for storing energy
DE102013015519A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-19 Daimler Ag Device for storing gas

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4318491A (en) * 1980-04-07 1982-03-09 Nelson Richard E Toroidal pressure vessel
EP1495960A2 (en) * 1996-10-01 2005-01-12 Williams Power Company, Inc. Ship based gas transport system
US6513522B1 (en) * 2000-06-13 2003-02-04 Mallinckrodt Inc. Wearable storage system for pressurized fluids
WO2004029503A2 (en) * 2002-09-27 2004-04-08 The Regents Of The University Of California Lightweight cryogenic-compatible pressure vessels for vehicular fuel storage
FR2857630A1 (en) * 2003-07-18 2005-01-21 Gie Psa Peugeot Citroen Motor vehicle, has control and regulation unit comprising measuring unit to measure pressure in fuel system and to detect rupture of fuel system, and solenoid valve for selectively authorizing circulation of gas in fuel system
DE102006046722B4 (en) * 2005-10-04 2009-04-23 GM Global Technology Operations, Inc., Detroit Tubular high-pressure storage tank
DE102013001665A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-14 Daimler Ag Device for storing of gaseous fuel and electrical energy in vehicle, has hollow body for receiving gaseous fuel, where capacitor is arranged on one surface of hollow body
DE102013015514A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-19 Daimler Ag Device for storing energy
DE102013015519A1 (en) * 2013-09-19 2015-03-19 Daimler Ag Device for storing gas

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020264584A1 (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Linamar Corporation Strategies for safe fast-fill of compressed gas tanks
CN114391078A (en) * 2019-06-28 2022-04-22 莱纳玛公司 Strategy for safe and rapid filling of compressed gas tanks
US20220349522A1 (en) * 2019-06-28 2022-11-03 Linamar Corporation Strategies for safe fast-fill of compressed gas tanks
CN114391078B (en) * 2019-06-28 2023-04-11 莱纳玛公司 Strategy for safe and rapid filling of compressed gas tanks
US11892123B2 (en) 2019-06-28 2024-02-06 Linamar Corporation Strategies for safe fast-fill of compressed gas tanks
US20220260207A1 (en) * 2019-08-06 2022-08-18 Go Ahead Engineering Sl High-pressure gas storage system having adaptable morphology

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