DE10206502C1 - Druckgastank mit mehreren Behältern - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Druckgastanksystem mit mindestens zwei im Wesentlichen gleichartigen Gasbehältern, wobei die Gasbehälter ein Bodenteil und ein Entnahmeteil und den Entnahmeteilen zugeordnete Öffnungen aufweisen. Den Entnahmeteilen ist ein Absperrventil zugeordnet, wobei die Entnahmeteile mit ihren Öffnungen in eine die Entnahmeteile miteinander verbindende Verbindungsschiene hineinragen. Die Öffnungen stehen mit einem in der Verbindungsschiene verlaufenden Gaskanal in Verbindung, wobei der Verbindungsschiene ein Absperrventil an einem Gaskanalausgang zugeordnet ist und dieses das allen Gasbehältern gemeinsame Absperrventil bildet.
Description
Die Erfindung betrifft einen Druckgastank mit mehreren
Behältern.
Es ist bekannt, Druckgase in Gasflaschen zu lagern und zu
transportieren. Die beispielsweise zylinderförmigen Behälter
sind mit einem Gas gefüllt, welches sich auf einem gegenüber
Umgebungsdruck erhöhten Druck befindet. Die Gasflaschen weisen
üblicherweise an einer Seite ein Absperrventil auf, an welches
z. B. ein Druckregler anschliessbar ist, mit dessen Hilfe das
Gas aus der Flasche entnommen werden und dessen Druck auf einen
gewünschten Entnahmedruck vermindert werden kann. Üblicherweise
ist auch eine Sicherheitsvorrichtung bestehend aus einer
sogenannten Schmelzsicherung vorgesehen sein, welche bei
unzulässiger Übertemperatur des Tanks öffnet, einen Druckabbau
erlaubt und damit einen Schutz gegen Überdruck darstellt. Bei
Bedarf an größeren Gasmengen werden derartige Gasflaschen z. B.
in Serie geschaltet.
Sollen Einrichtungen von Fahrzeugen bordseitig mit Druckgas
versorgt werden, so muss eine ausreichende Menge des Gases
mitgeführt werden können. Bei Mehrbehälter-Druckgastanksystemen
besteht die Notwendigkeit, die mehreren Behälter miteinander zu
verbinden, was zu Leckageproblemen und zu hohen Kosten aufgrund
der Systemkomplexität führt.
Aus der DE 201 03 682 U1 ist eine Gasbündelstation, bestehend
aus einer Anzahl von Druckgasflaschen, die in einem Container
angeordnet und mittels Hochdruckleitungen untereinander
verbunden sind, bekannt. Der gemeinsame Hochdruckabgang der
Druckgasflaschen ist hierbei über ein Ventil schließbar.
Aus der DE 35 15 220 A1 ist ein gattungsgemäßes
Druckgastanksystem bekannt, bei dem mehrere Druckgastanks über
jeweils ein Ventil mit einem Verteiler für das Druckgas
verbunden sind. Außerdem ist ein Gestell mit jeweils einem dem
Bodenteil und einem dem Entnahmeteil der Druckgasflaschen
zugeordneten Gestellelement zur Halterung mehrere Druckgas
flaschen vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und
kundenfreundliche Vorrichtung mit Mehrbehälter-
Druckgastanksystemen, insbesondere zur Versorgung eines
Fahrzeugs mit Druckgas, zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass
der Gastank eine für die Massenfertigung geeignete Vorrichtung
darstellt, was besonders für den Einsatz bei Fahrzeugen
wünschenswert ist. Die Vorrichtung weist eine reduzierte
Leckagewahrscheinlichkeit auf, was unter Sicherheitsaspekten
und auch unter Umweltaspekten günstig ist. Weiterhin ermöglicht
die erfindungsgemäße Vorrichtung niedrigere Kosten, da
besonders Mehrbehälter-Druckgastanks mit einer reduzierten
Anzahl an teuren Absperrventilen auskommt. Die Vorrichtung läßt
sich einfach auf eine unterschiedliche Anzahl von
Druckgasbehältern erweitern.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die
nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der
jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den
Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus
den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Die Erfindung ist nachstehend anhand einer Zeichnung näher
beschrieben, wobei die Figur eine schematische Aufsicht auf
eine bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zeigt.
Das erfindungsgemäße Druckgastanksystem 1 weist mindestens zwei
im Wesentlichen gleichartige Gasbehälter 2, 3, 4 auf. Die
Gasbehälter 2, 3, 4 sind vorzugsweise zylinderförmig, können
jedoch auch andere Formen aufweisen, und weisen an einem Ende
ein Bodenteil 18, 19, 20 und am anderen Ende ein Entnahmeteil
14, 15, 16 auf. Den Entnahmeteilen 14, 15, 16 sind Öffnungen 7,
8, 9 zugeordnet, aus denen Gas entnommen werden kann, oder
durch die die Gasbehälter 2, 3, 4 wieder mit Gas befüllt werden
können. Die Entnahmeteile 14, 15, 16 ragen mit ihren Öffnungen
7, 8, 9 in eine die Entnahmeteile 14, 15, 16 miteinander
verbindende Verbindungsschiene 6 hinein, wobei die Öffnungen 7,
8, 9 mit einem in der Verbindungsschiene 6 verlaufenden
Gaskanal 10 in Verbindung stehen.
Erfindungsgemäß ist den Gasbehältern 2, 3, 4 bzw. den
Entnahmeteilen 14, 15, 16 ein Absperrventil 11 zugeordnet,
wobei ein einziges Absperrventil 11 sowohl zum Absperren der
Verbindungsschiene 6 als auch zum Absperren der Gasbehälter 2,
3, 4 vorgesehen ist. Das Absperrventil 11 ist einem ersten
Gaskanalausgang 12 zugeordnet und sperrt diesen Ausgang 12 ab.
Durch den Gaskanalausgang 12 wird das Gas aus den
Druckgasbehältern einem Verbraucher zugeführt. Es können auch
einzelne Gasbehälter 2, 3, 4 zusätzliche Absperrventile
aufweisen, zweckmäßigerweise bei einer größeren Anzahl von
Einzelbehältern, jedoch sind immer zumindest zwei Gasbehälter
2, 3, 4 durch ein der Verbindungsschiene 6 zugeordnetes
gemeinsames Absperrventil 11 absperrbar.
Der Verbindungsschiene 6 kann zusätzlich eine
Sicherheitseinrichtung, vorzugsweise eine Schmelzsicherung 17,
an einem zweiten Gaskanalausgang 13 zugeordnet sein, welche
vorteilhafterweise auch die Funktion einer gemeinsamen
Übertemperatursicherung der Gasbehälter 2, 3, 4 erfüllen kann.
Auch hier können einzelne oder jeder Gasbehälter 2, 3, 4
zusätzlich auch mit einer separaten Schmelzsicherung 17
versehen sein.
Die Gasbehälter 2, 3, 4 sind formschlüssig mit der
Verbindungsschiene 6 verbunden, z. B. eingeschraubt, wobei nicht
weiter dargestellte Dichtungsmittel, z. B. O-Ringe zwischen dem
Entnahmeteil 14, 15, 16, den Gasbehältern 2, 3, 4 und der
Verbindungsschiene 6 bzw. dem Gaskanal 10 vorgesehen sein
können.
Bevorzugt sind die Gasbehälter 2, 3, 4 parallel zueinander
angeordnet. Besonders bevorzugt sind die Bodenteile 18, 19, 20
der Gasbehälter 2, 3, 4 mit einer Stützschiene 5 verbunden,
wobei die Stützschiene 5 und Verbindungsschiene 6 einen
Halterahmen für die Gasbehälter 2, 3, 4 bilden.
Zweckmäßigerweise sind an und/oder zwischen Stützschiene 5 und
Verbindungsschiene 6 zusätzliche Streben angeordnet, welche
vorzugsweise gleiche oder größere Stoß-, Scher- und
Torsionskräfte aufnehmen können als auf die formschlüssigen
Verbindungen der Gasbehälter 2, 3, 4 mit der Verbindungsschiene
6 und/oder der Stützschiene 5 einwirken.
Beim Einsatz in einem Fahrzeug wird die Vorrichtung
vorteilhafterweise in einem Bereich des Fahrzeugs eingebaut,
welcher gegen die Wirkung von Crash-Kräften weitgehend
geschützt ist.
Bevorzugt ist die Verbindungsschiene 6 aus einem gegossenen
Metallteil gebildet, in die der Gaskanal 10 integriert ist.
Dies verleiht der Verbindungsschiene 6 besonders hohe
Stabilität und minimiert leckanfällige Verbindungen.
Besonders bevorzugt sind Materialstärke, Durchmesser und Länge
der Verbindungsschiene 6 so aufeinander abgestimmt, dass die
Verbindungsschiene 6 dieselben mechanische Stabilität und
Stoßfestigkeit aufweist wie ein einzelner Gasbehälter 2, 3, 4.
Dadurch kann erreicht werden, dass dieselben
Sicherheitsanforderungen, die an einzelne Gasbehälter 2, 3, 4
gestellt sind, auch von der Verbindungsschiene 6 erfüllt
werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die mechanische und
gasseitige Verbindung von Gasbehältern 2, 3, 4 und
Verbindungsschiene 6 so starr und stabil ausgeführt, dass das
gesamte System 1 mit nur einem einzigen Absperrventil 11 und
gegebenenfalls mit nur einer einzigen Schmelzsicherung 17
mindestens so stabil ist, wie ein Einzelbehälter mit gleichem
Volumen. Die Vorrichtung erlaubt eine für die Massenfertigung
optimierte starre mechanische und gasseitige Verbindung
zwischen Druckgasbehältern von Mehrbehälter-Druckgassystemen.
Da nur wenige Verbindungen bzw. Verschraubungen notwendig sind,
ist die Leckagewahrscheinlichkeit deutlich geringer gegenüber
üblichen Rohrverschraubungen, bei denen die einzelnen Behälter
mit zahlreichen teuren sogenannten Fittings miteinander
verbunden werden müssen. Die Kosten des Systems werden
erniedrigt, da pro Tanksystem ein einziges Absperrventil 11
ausreicht und nicht jeder einzelne Gasbehälter 2, 3, 4 mit
einem teuren Ventil 11 versehen sein muß. Ebenso wird die
Integration von Gasbehältern 2, 3, 4 in ein Druckgastanksystem
1 vereinfacht. Das System läßt sich leicht auf eine
unterschiedliche Anzahl von Gasbehältern 2, 3, 4 anpassen.
Claims (7)
1. Druckgastanksystem (1) mit mindestens zwei im wesentlichen
gleichartigen Gasbehältern (2, 3, 4), wobei die Gasbehälter (2,
3, 4) ein Bodenteil (18, 19, 20) und ein Entnahmeteil (14, 15,
16) und den Entnahmeteilen (14, 15, 16) zugeordnete Öffnungen
(7, 8, 9) aufweisen und den Entnahmeteilen (14, 15, 16) ein
Absperrventil (11) zugeordnet ist, mit einer die Entnahmeteile
(14, 15, 16) miteinander verbindenden Verbindungsschiene (6),
wobei die Öffnungen (7, 8, 9) mit einem in der Verbindungs
schiene (6) verlaufenden Gaskanal (10) in Strömungsverbindung
stehen, und wobei die Bodenteile (18, 19, 20) der Gasbehälter
(2, 3, 4) mit einer Stützschiene (5) verbunden sind
dadurch gekennzeichnet,
dass an einem ersten Gaskanalausgang (12) der Verbindungs
schiene (6) ein allen Gasbehältern (2, 3, 4) gemeinsames
Absperrventil (11) angeordnet ist, dass die Entnahmeteile (14,
15, 16) mit ihren Öffnungen (7, 8, 9) in die Verbindungsschiene
(6) hineinragen, und dass die Stützschiene (5) und die
Verbindungsschiene (6) einen Halterahmen für die Gasbehälter
(2, 3, 4) bilden.
2. Druckgastanksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Verbindungsschiene (6) eine Schmelzsicherung (17) an
einem zweiten Gaskanalausgang (13) zugeordnet ist, welche eine
gemeinsame Schmelzsicherung (17) der Gasbehälter (2, 3, 4)
bildet.
3. Druckgastanksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasbehälter (2, 3, 4) formschlüssig mit der
Verbindungsschiene (6) verbunden sind.
4. Druckgastanksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Gasbehälter (2, 3, 4) parallel zueinander angeordnet
sind.
5. Druckgastanksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass an und/oder zwischen Stützschiene (5) und
Verbindungsschiene (6) Streben angeordnet sind, welche gleiche
oder größere Stoß-, Scher- und Torsionskräfte aufnehmen als auf
die formschlüssigen Verbindungen der Gasbehälter (2, 3, 4) mit
der Verbindungsschiene (6) und/oder der Stützschiene (5)
einwirken.
6. Druckgastanksystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsschiene (6) aus einem gegossenen Metallteil
mit integriertem Gaskanal (10) gebildet ist.
7. Druckgastanksystem nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass Materialstärke und Länge der Verbindungsschiene (6) so
aufeinander abgestimmt sind, dass die Verbindungsschiene (6)
dieselbe mechanische Stabilität und Stoßfestigkeit aufweist
wie ein einzelner Gasbehälter (2, 3, 4) mit gleichem Volumen.
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