DE19547240A1 - Kraftstoffbehälter - Google Patents

Kraftstoffbehälter

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DE19547240A1
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Oliver Dingel
Edgar Heck
Franz Maier
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Bayerische Motoren Werke AG
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Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoffbehälter gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1, der mit einem flüssigen Gas befüllbar ist.
Es sind bereits Kraftstoffbehälter zum Befüllen mit flüssigem Gas bekannt, deren Siedepunkte zwischen -160°C für verflüssigtes Erdgas, abgekürzt LNG und -250°C für verflüssigten Wasserstoff liegen. Der dabei im Kraftstoffbehälter vorherr­ schende Druck liegt zwischen dem Umgebungsdruck und maximal einem Druck von ca. 10 bar. Aufgrund der tiefen Temperaturen sind diese Kraftstoffbehälter in der Regel über ein Hochvakuum isoliert. Diese Isolierung ist jedoch sehr teuer in der Herstellung. Zudem läßt sich die Isolierung nur über eine begrenzte Zeit auf­ recht erhalten, da durch Permeation von Luft in den isolierten Raum die Isolati­ onswirkung nachläßt. Ab einem bestimmten Grenzwert muß dann das Vakuum neu eingestellt werden.
Es ist bereits allgemein bekannt, Aerogele zur thermischen Isolation zu verwenden, wie dies beispielsweise aus der DE-OS 39 27 538 hervorgeht. Die Verwendung von Aerogel als Isolierung für einen Kraftstoffbehälter ist bislang nicht bekannt.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kraftstoffbehälter zu schaffen, der eine lang­ zeitstabile thermische Isolierung aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Verwendung von superisolierendem Aerogel als thermische Isolation führt zu einer langzeitstabilen Isolation des Kraftstoffbehälters. Darüber hinaus ist es mög­ lich, zusätzliche Isolationsschichten, wie sie beispielsweise aus den Kraftstoffbe­ hältern für verflüssigten Wasserstoff oder sonstigen Flüssiggasen bekannt sind, anzuwenden.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der einzigen Figur beispielshalber beschrieben, die einen Längsschnitt einer Prinzipdarstellung eines Kraftstoffbehälters 1 zeigt. Der Kraftstoffbehälter 1 weist eine Außenwand 2 und davon beabstandet um einen Betrag "a" eine Innenwand 3 auf. Zwischen der Außenwand 2 und der Innenwand 3 ist somit ein Hohlraum 4 gebildet. Der Kraft­ stoffbehälter 1 weist im Prinzip die Form eines allseitig geschlossenen Zylinders auf. Durch die Innenwand 3 ist ein Innenraum 5 des Kraftstoffbehälters 1 begrenzt. Der Innenraum 5 ist in der dargestellten Ausführungsform beispielsweise mit flüssi­ gem Erdgas, abgekürzt LNG, oder mit flüssigem Wasserstoff ungefähr bis zur Hälfte befüllt, wie dies aus der mit einem auf dem Kopf stehenden Dreieck 6 ver­ sehenen Niveaulinie 7 hervorgeht. Oberhalb der Niveaulinie 7 ist der verbleibende Innenraum 5a mit verdampftem Gas 8 gefüllt.
Im Hohlraum 4 befindet sich superisolierendes Aerogel 9. Das Aerogel 9 ist mit einem Trübungsmittel gegen Wärmestrahlung versehen. Der Porendurchmesser bzw. die Porenweite des Aerogels und der im Hohlraum 4 herrschende Restgas­ druck sind so aufeinander abgestimmt, daß die im Hohlraum 4 befindlichen Luft­ moleküle keine Impulse mehr austauschen können, so daß eine Luftwärmeleitung unterbunden ist. Der im Hohlraum 4 herrschende Druck liegt bei ungefähr p = 10-2 bis 10-3 bar. Als Aerogel wird vorzugsweise ein überkritisch ausgefälltes Silikat verwendet, dessen Porendurchmesser bei d = ca. 50 nm liegt. Der Abstand "a" bzw. die Dicke der Aerogelschicht 9 ist in Verbindung mit dem gewählten Aerogel 9 so bemessen, daß der Wärmestrom in den Kraftstoffbehälter 1 maximal 1 Watt be­ trägt.
In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Kraftstoffbehälter 1 einen Durch­ messer von D = ca. 50 bis 60 cm bei einer Länge L = ca. 1 m. Die Gesamt-Wand­ stärke beträgt s = ca. 3 bis 4 cm.

Claims (4)

1. Kraftstoffbehälter für Flüssiggas, bei einem Druck, der zwischen dem Umge­ bungsdruck und ca. 10 bar liegt, wobei der Kraftstoffbehälter doppelwandig mit einer Außenwand, einer Innenwand und einem dazwischenliegenden Hohlraum aufgebaut ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (4) mit einem superisolierenden Aerogel (9) gefüllt ist, daß das Aerogel (9) mit einem Trübungsmittel gegen Wärmestrahlung versehen ist, daß die Porenweite des Aerogels (9) und der Restgasdruck im Hohlraum (4) so abgestimmt sind, daß eine Wärmeleitung durch im Hohlraum (4) enthaltene Luftmoleküle unterbun­ den ist.
2. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Po­ renweite des Aerogels (9) bei d = ca. 50 nm und der Restgasdruck im Hohl­ raum (4) bei ca. 10-2 bis 10-3 bar liegt.
3. Kraftstoffbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aerogel (9) aus überkritisch ausgefälltem Silikat besteht.
4. Kraftstoffbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Abstand "a" in Verbindung mit dem gewählten Aerogel (9) so gewählt ist, daß der Wärmestrom in den Kraftstoffbehälter (1) maximal 1 Watt beträgt.
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