CN109334438A - 一种具有阻燃构造的汽车油箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有阻燃构造的汽车油箱，所述具有阻燃构造的汽车油箱包括：油箱本体、油箱管路，所述油箱本体呈矩形，所述油箱本体内侧具有阻燃构造和储油腔，所述油箱本体的外部具有箱壁，所述阻燃构造的数目为5个，分别设置于所述储油腔的上、左、右、前以及后侧壁，每个阻燃构造设置在储油腔的一个腔壁和油箱本体的一个箱壁之间。本发明的油箱做了防碰撞安全设计，当车辆发生剧烈碰撞导致油箱受到挤压变形时，本发明的油箱能够启动防爆炸机制，进而使得汽车在事故中更加安全，降低油箱由于碰撞发生泄漏爆炸的可能性。

Description

一种具有阻燃构造的汽车油箱

技术领域

本发明涉及高端装备制造领域，尤其涉及高端汽车制造领域。

背景技术

燃油箱属于可燃液体的储存装置，在现有技术中，可燃液体的储存装置的形状、尺寸千变万化，但其结构特征大致相同即：一只用钢板制成的壳体，安装在壳体上部的带盖的液体加油口，位于壳体上部或下部的液体输出管和必要的放油螺堵，上述结构的可燃液体储存器所存在的不足是在可燃液体因其容器遭到猛烈撞击或因运动过程中可燃液体波动产生的静电火花，或因其他原因造成容器中可燃液体发生爆燃时无法迅速消除爆燃引起的内压，于是往往造成容器爆炸，火势蔓延给国家和人民的生命及财产和安全带来严重危害，每年因交通事故两车相撞导致油箱爆燃造成的车毁人亡无计其数。

已有的防爆燃油箱技术中，通过在油箱上部安装安全阀，在油箱壳体内燃油发生爆燃时能在内压升高的瞬间将排压阀打开；当排压结束后，即油箱室内的压力低于危险值后应迅速将排压阀门关闭。通过断绝油箱室内的氧气补充(由燃油加入口进入燃油室内中的氧气不足以支持燃油继续燃烧)达到灭火的目的。

然而，这种设计只能消除因邮箱内压力过大引起的事故，阻隔采用的也是安全阀这种机械阻隔，事故时排压阀极易损坏失灵。

专利CN88104119公开了一种防爆燃油箱，包括可燃液体存储容器以及其外侧包覆着的盛放阻燃剂用夹层的外壳体，但夹层通过与夹层相连通的阻燃剂发射器与油箱内部连通，并不能消除油箱内部爆燃的可能，也不能防止外部燃烧引起内部温度升高而导致的油箱内部油气与外部氧气的隔绝。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种能够有效阻止油箱在碰撞中爆炸的新型油箱。

一种新型防碰撞汽车油箱，其特征在于，所述新型防碰撞汽车油箱包括：油箱本体、油箱管路，所述油箱本体呈预定形状，所述油箱本体具有箱壁和加强筋，所述加强筋沿着箱壁呈间隔布置。

在一种优选实现方式中，所述油箱本体的前壁具有向前的凸棱，使得所述油箱的前部形成梯形体构造。

在另一种优选实现方式中，所述油箱管路包括加油管、出油管和油泵。

在另一种优选实现方式中，所述加油管从所述油箱本体的侧部上方与所述油箱本体相连，所述油箱本体上开有加油口，所述加油管与所述加油口密封连接，所述加油管的端部设置有油箱盖，所述加油管的进口、所述油箱盖内侧，设置有单向阀。

在另一种优选实现方式中，所述出油管与油泵相连接，所述油泵设置在油箱底部或其他位置，进口处设置有滤网。

在另一种优选实现方式中，所述加强筋沿所述油箱的左右侧壁呈纵向排列，沿所述油箱的上下侧壁呈横向排列，沿所述油箱的前后侧壁呈斜向排列。

在另一种优选实现方式中，所述新型防碰撞汽车油箱还包括阻燃材料存储腔。

在另一种优选实现方式中，所述油箱本体包括第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和所述第二腔体之间通过隔板彼此隔离并密封，所述隔板的最上方具有安全阀，所述安全阀能够在所述第一腔体和所述第二腔体之间超出预定临界值之后自动开启。

技术效果

本发明的油箱做了防碰撞安全设计，当车辆发生剧烈碰撞导致油箱收到挤压变形时，本发明的油箱能够启动防爆炸机制，进而使得汽车在事故中更加安全，降低油箱由于碰撞发生泄漏爆炸的可能性。

附图说明

图1-2为本发明的新型防碰撞汽油油箱实施例1的主视和俯视结构示意图；

图3-4为本发明的新型防碰撞汽油油箱实施例2的一种实现方式的主视和俯视结构示意图；

图5-6为本发明的新型防碰撞汽油油箱实施例2的另一种实现方式的主视和俯视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及其实施例对本发明进行详细说明，但并不因此构成对本发明的限制。本发发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

实施例1

如图1-2中所示，本实施例中的新型防碰撞汽车油箱包括：油箱本体1、加油管2、出油管3和油泵4。所述油箱本体大体呈矩形(本领域技术人员应该理解，油箱的形状可以根据车辆结构的设计适当调整，所以不排除采用其他形状)。所述油箱本体具有箱壁，优选地还包括加强筋，加强筋沿着箱壁呈间隔布置。优选地，油箱本体1的前壁具有向前的两条凸棱，使得所述油箱的前部中间部位向前突出，形成梯形体构造。

所述加油管2从所述油箱本体的侧部上方与所述油箱本体1相连，所述油箱本体1上开有加油口，所述加油管与所述加油口密封连接，所述加油管的端部设置有油箱盖6，所述加油管2的进口、所述油箱盖6内侧，设置有单向阀7，所述单向阀能够在加油枪的推动下开启。需要说明的是，这里的加油管2为了表示清楚是按照邮箱加油管的形状画出的，简单明了，但是实际使用过程中，对于小客车而言，加油管设计将更加复杂，可以按照现有技术方式进行调整，这里不再详述。

所述出油管与油泵相连接，所述油泵设置在油箱底部，所述油泵的进口出设置有滤网。

油箱本体1具有外壳和内部的储油腔，所述外壳在其左侧(靠近汽车加油口的一侧)和前侧分别具有第一突出部8和第二突出部9，第一突出部内侧与所述储油腔左侧之间形成第一夹空层10，第二突出部内侧与所述储油腔前侧之间形成第二夹空层11，所述储油腔的后侧壁与所述外壳的后侧壁一体构成，所述外壳的右侧壁向右微微凸起，所述右侧壁预留有两个或多个褶皱，所述褶皱在收到强力挤压时能够发生变形，展开，所述油箱的右侧预留有一定空间，所述外壳前、后、左以及上下侧壁具有箱壁和加强筋，加强筋沿着箱壁呈间隔布置。

所述加油管2从所述油箱本体的左侧部上方与所述油箱本体1相连，所述油箱本体1上开有加油口，所述加油管与所述加油口密封连接，所述加油管的端部设置有油箱盖6，所述加油管2的进口、所述油箱盖6内侧，设置有单向阀7。

所述第一夹空层和所述第二夹空层与所述储油腔之间通过隔板保持密封隔离，所述第一夹空层包括两个腔室，左侧的第一腔室12内充有不可燃气体，右侧的第二腔室13为真空腔，真空腔内充有吸附材料，第一腔室与所述储油腔之间的腔壁最上方设置有朝向储油腔单向开启的压控单向阀，该压控单向阀在受到的压力超过第一阈值后能够开启，将第一腔室与所述储油腔相连通，所述第二腔室与所述储油腔之间的腔壁最上方设置有朝向所述第二腔室单向开启的压控单向阀，仅在所述储油腔的压力超过第二阈值时开启。其中第一阈值的压力值至少大于所述第二阈值的3倍以上。

所述第二夹空层的结构与第一夹空层类似，也包括两个腔室，一个内充有不可燃气体，称为第三腔室，另一个腔室为真空腔，称为第四腔室，真空腔内充有吸附材料，两个腔室与储油腔之间通过压控阀连接。

所述不可燃气体优选为惰性气体或氮气，第一腔室和第三腔室可以统称为阻燃腔，第二腔室和第四腔室可以统称为吸附腔。阻燃腔内气体的压力大于等于(V_储+2V_吸+V_阻)P/V_阻的预定倍数，比如1倍，1.5倍、3倍、5倍，P为标准大气压。

阻燃腔的安全阀在阻燃腔的形变达到预定阈值时开启，比如，该安全阀可以采用压控安全阀，当阻燃腔因碰撞发生形变的程度使其内的体积减小并达到一定程度时，实现开启。比如，可以将阻燃腔的安全阀的安全阈值设定为其压力上升幅度超过原压力(考虑到夏日爆嗮等因素，该压力的设定可以采用比如，50摄氏度下阻燃腔内气体压力作为基准，这样本发明的优势更加突出，因为在夏季高温季节，油箱易发生燃烧爆炸，阻燃腔内的气体压力更高，因此，当阻燃腔形变较小时，即可触发安全阀开启，保证阻燃气体释放，而当冬季低温季节时，油箱不易发生燃烧爆炸，阻燃腔内的气体压力较小)的1/3，一旦其中一个阻燃腔的安全阀打开，其内的惰性气体将迅速稀释油箱内的空气和汽油挥发成的油气。吸附腔的安全阀的开启压力小于3个标准大气压，大于2个标准大气压。当然，根据需要在提高阻燃腔内惰性气体含量的情况下，可以提高吸附腔安全阀的开启压力，避免误启动。根据上述的阻燃腔内的气体压力设定，一旦任意一个阻燃腔开启，油箱内的气体压力会迅速达到3个大气压以上，进而，同时开启两个吸附腔的安全阀，由于吸附腔内初始为真空状态，当吸附腔开启后，油箱内的油气、惰性气体和空气的混合气体会分别进入两个吸附腔，吸附腔的吸附材料会对油气进行吸附，进一步稀释油箱内气体中可燃的氧气和油气的含量。

本发明的好处在于油箱内的汽油越多，则本发明的阻燃防爆效果越好。这是因为，当油箱内的汽油越多时，其内残存的空气越少，而由于阻燃腔内的阻燃气体含量是固定的，这样，一旦阻燃腔开启，其能够迅速将油箱内的空气挤压到吸附腔内，并能够使得油箱内惰性气体的压力和比例越高。

本申请的发明人在对汽车油箱的燃烧爆炸的案例进行研究时发现，实际上大部分油箱燃烧或爆炸的情况并不是因为油箱整体被碰撞所撞碎，而只是油箱与外界衔接部位发生或轻或重的泄露并遇到外界明火或发动机高温部分导致的燃烧，然后燃烧迅速连带引起油箱内汽油燃烧，而如果能够阻断油箱内油气与外界的初始连通，则能够有效避免这种情况的发生。本发明的方法就是针对这种情况，在碰撞初始，迅速将油箱内的可燃气体稀释并利用惰性气体隔绝，并且，在油箱易被碰撞的部位设置突出部位进行缓冲，首先由阻燃腔和吸附腔承受变形，在承受变形之后激发阻燃和防爆效果，双重保证油箱的安全。

本发明通过巧妙的设置阻燃腔和吸附腔的开启压力，使得油箱一侧变形之后，能够同时触发两个甚至更多个吸附腔，有效稀释油箱储油腔内的氧气含量，并吸附空气中的油气，通过高压抑制油气的挥发，多重效果并举有效防爆。

实施例2

虽然实施例1中，仅在两个侧壁处设置阻燃腔和吸附腔，但是本领域技术人员应该理解，在不考虑成本因素的情况下，可以在油箱6个侧壁处均设置阻燃腔和吸附腔，从而使得油箱在遇到外界撞击时，其内的汽油被阻燃气体所包围，有效阻断邮箱内汽油与外界明火或高温的联系，降低爆炸风险。

如图3-4中所示，本实施例中的新型防碰撞汽车油箱包括：油箱本体1、加油管2、出油管3和油泵4。

油箱本体1大体呈矩形，油箱本体1具有外壳和内部的储油腔，除了底部箱壁之外，所述外壳在其各个箱壁分别向外突出，每个突出部的内侧与所述储油腔的腔壁之间形成夹空层。

所述加油管2从所述油箱本体的左侧部上方与所述油箱本体1相连，所述油箱本体1上开有加油口，所述加油管与所述加油口密封连接，所述加油管的端部设置有油箱盖6，所述加油管2的进口、所述油箱盖6内侧，设置有单向阀7。

所述夹空层与所述储油腔之间通过隔板保持密封隔离，每个夹空层包括两个腔室，第一腔室内充有不可燃气体，第二腔室为真空腔，真空腔内充有吸附材料，第一腔室的最上方通过朝向储油腔单向开启的安全阀与所述储油腔相连通，所述第二腔室的最上方通过朝向所述第二腔室单向开启的安全阀与所述储油腔相连通，仅在所述第一夹空层内的压力超过预定阈值时开启。

所述不可燃气体优选为惰性气体或氮气，第一腔室为阻燃腔，第二腔室为吸附腔。阻燃腔内气体的压力大于等于(V_储+5V_吸+2V_阻)P/V_阻的预定倍数，比如1倍，1.5倍或者2倍，P为标准大气压。

阻燃腔的安全阀在阻燃腔的形变达到预定阈值时开启，比如，该安全阀可以采用压控安全阀，当阻燃腔因碰撞发生形变的程度使其内的体积减小并达到一定程度时，实现开启。比如，可以将阻燃腔的安全阀的安全阈值设定为其压力上升幅度超过原压力的1/3，一旦其中一个阻燃腔的安全阀打开，其内的惰性气体将迅速稀释油箱内的空气和汽油挥发成的油气。吸附腔的安全阀的开启压力小于一个阻燃腔释放后油箱内的平均压力，比如，2个标准大气压，大于1.5个标准大气压。当然，根据需要在提高阻燃腔内惰性气体含量的情况下，可以提高吸附腔安全阀的开启压力，避免误启动。根据上述的阻燃腔内的气体压力设定，一旦任意一个阻燃腔开启，油箱内的气体压力会迅速达到2个大气压以上，进而，同时开启多个吸附腔的安全阀，由于吸附腔内初始为真空状态，当吸附腔开启后，油箱内的油气、惰性气体和空气的混合气体会分别进入两个吸附腔，吸附腔的吸附材料会对油气进行吸附，进一步稀释油箱内气体中可燃的氧气和油气的含量。

本发明的好处在于油箱内的汽油越多，则本发明的阻燃防爆效果越好。这是因为，当油箱内的汽油越多时，其内残存的空气越少，而由于阻燃腔内的阻燃气体含量是固定的，这样，一旦阻燃腔开启，其能够迅速将油箱内的空气挤压到吸附腔内，并能够使得油箱内惰性气体的压力和比例越高。

需要说明的是，图中为了美观将两侧阻燃腔和真空腔内的体积画的相对小，现实中为了保证阻燃防爆质量，需要适当加大真空腔和阻燃腔的体积，根据实际需要具体来设定。

本发明中在碰撞初始，迅速将油箱内的可燃气体稀释并利用惰性气体隔绝，并且，在油箱侧壁设置突出部位进行缓冲，首先由阻燃腔和吸附腔承受变形，在承受变形之后激发阻燃和防爆效果，双重保证油箱的安全。

本发明通过巧妙的设置阻燃腔和吸附腔的开启压力，使得油箱一侧变形之后，能够同时触发两个甚至更多个吸附腔，有效稀释油箱储油腔内的氧气含量，并吸附空气中的油气，通过高压抑制油气的挥发，多重效果并举有效防爆。

如图5-6中所示，更优选地，所述真空腔与所述储油腔之间的侧壁设置优先塌陷区(图中波纹部分)，所述优先塌陷区设置预定形状的褶皱，所述褶皱能够在箱内压力超过预定值之后朝向真空腔展开，进而允许储油腔扩容。当油箱受到严重挤压的情况下，比如，一车辆被大货车从侧部撞击，则油箱侧部将被挤压变形，这种冲击强度已经远超通常油箱的承受范围，此时，一方面，由于油箱朝向车内的一侧预留了一定的缓冲空间，提供一层缓冲，另一方面，当油箱缓冲空间被完全挤占之后，油箱必然发生变形，则此时，上部以及前后两侧的真空腔与储油腔是通过优先塌陷区间隔的，所以，储油腔的侧壁向真空腔塌陷，减少汽油外泄可能。

Claims (8)

1.一种具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述具有阻燃构造的汽车油箱包括：油箱本体、油箱管路，所述油箱本体呈矩形，所述油箱本体内侧具有阻燃构造和储油腔，所述油箱本体的外部具有箱壁。

2.根据权利要求1所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，，所述阻燃构造的数目为2-6个，分别设置于所述储油腔的侧壁上，每个阻燃构造设置在储油腔的一个腔壁和油箱本体的一个箱壁之间，优选的所述油箱本体的侧壁分别具有梯形体结构的突出部，每个所述阻燃构造设置于所述突出部中。

3.根据权利要求1所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述油箱管路包括加油管、出油管和油泵。

4.根据权利要求3所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述加油管从所述油箱本体的侧部上方与所述油箱本体相连，所述油箱本体上开有加油口，所述加油管与所述加油口密封连接，所述加油管的端部设置有油箱盖，所述加油管的进口、所述油箱盖内侧，设置有单向阀。

5.根据权利要求3所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述出油管的进口处设置有滤网。

6.根据权利要求3所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述出油管与油泵相连接，所述油泵设置在油箱底部或其他位置。

7.根据权利要求1所述的具有阻燃构造的汽车油箱，其特征在于，所述具有阻燃构造的汽车油箱还包括阻燃气体缓释装置。

8.一种具有权利要求1中所述汽车油箱的汽车，其特征在于，所述汽车油箱安装在所述汽车右后侧部，所述汽车油箱安装部位的左侧和前侧预留有空置空间。