CN114729724A - 具有可适应形态的高压气体储存系统 - Google Patents

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Qianjin Engineering Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种基本上由充当加压容器的平行管的矩阵的封装组成的装置。每个管的两端气密地连接到位于管的端附近的收集器。收集器具有根据管矩阵的封装图案而分布的多个容纳部，针对每个管端存在一个容纳部。至少一个收集器具有内部通道，内部通道允许在形成管矩阵的管之间的流体连接。此收集器具有开口，开口允许在管的内部和外部之间的流体交换。包括管矩阵和收集器的组合件由结构带包围。收集器在与带接触的区域中具有圆形几何结构。带的增强纤维主要平行于管的轴线而布置。管的增强纤维主要在管的周向方向上布置。包括管矩阵和收集器的组合件的未由带覆盖的那些区域由壳体覆盖。硬质泡沫占据管的外部与带和壳体内部的其余空间之间的空间。

Description

具有可适应形态的高压气体储存系统
技术领域
本发明涉及一种应用于运输业的例如氢气的气体的高压储存系统。
本发明涉及一种新颖的系统，所述系统由含有气体的储存元件阵列和被布置成支撑压力负载的结构元件形成。这些元件具有允许以可适应方式安置系统的特定几何结构和设置。此设置有助于将系统容纳在车辆中的可用空间的几何结构内。
系统的元件由复合材料制成，目的是承载氢气的高压负载并允许减轻重量，从而使运输更高效。
背景技术
用于储存加压气体的传统系统是基于瓶罐形或圆柱形器皿。这些器皿的特征在于具有细长的圆柱形主体，在端处具有半球形或圆顶形形状。一个端具有允许引入或提取气体的开口。这种几何结构允许显著地使承受由内部含有的气体施加的压力负载所需的储罐的壁厚度最小化。由此减轻了器皿的重量。
对于储罐不移动的静止应用，储罐通常由例如钢的金属材料制成。在储罐安装于移动车辆中的应用中，储罐的重量不利于车辆的总重量。在此应用中，与由金属材料制成的复合材料相比，基于碳纤维增强件或相同类型的其它纤维的复合材料用于实现足够的强度以承受压力负载并减轻重量。在集成到例如汽车的燃料储存隔室的车辆内部或通常储存飞机燃料的飞机机翼内部时，这些储罐的圆柱形形状可能是缺点。在这些情况下，就车辆的内部空间而言，必须优化占据空间，并且长圆柱形式的容器的几何结构使得难以通过合理的方式将容器容纳在车辆结构内。另外，在氢气的情况下，由于其物理性质，瓶罐形储罐由于这种气体被储存的高压而占据庞大的容积，从而使其例如在传统汽车的结构内部的集成复杂。
在汽车和运输工具上使用电动机方面的当前趋势使得气态氢适合成为其燃料的候选者，因为它不会产生温室气体二氧化碳。氢气从储罐被输送到燃料电池，以便产生电并为电动机供电，因此使车辆移动。优选地，氢气应储存在储罐中，储罐与车辆的可用空间的结合不受庞大储罐的影响。限制车辆的结构或空气动力学形状以及车辆舱室的几何结构的当前瓶罐就是这种情况。
关于以复合材料进行的瓶罐形或圆柱形储罐的制造，通常使用一种被称为细丝缠绕(fillament winding)的特殊技术，所述技术包括将纤维或增强件缠绕在具有储罐形状的心轴上。纤维的方向被放置在关键位置以增强储罐壁来抵抗由气体压力产生的轴向和周向负载。缠绕心轴的任务特别复杂，主要是在将纤维放置在瓶罐或圆柱端的圆顶形部分上时。这种方法在每个器皿上都是特定的，因此与通过挤出或拉挤成型来制造碳纤维管相比需要较长的生产时间，在挤出或拉挤成型中，制造是连续的并且增强件的放置较简单。
其它制造系统使用管状编织织物，所述管状编织织物可以扩大直径并适应于心轴的几何结构，尤其是当端处的圆顶形区上的直径发生变化时。基于织物的增强件的缺点是它们相较于非编织单向纤维增强件具有较低的强度。因此，使用管状编织织物的这些储罐的壁厚度较大且较重。
专利WO196023721A1涉及一种系统，其中若干瓶罐形储罐具有特殊变形，所述变形允许所述储罐通过一系列结构和功能元件联接以作为单个储罐并行地工作。系统的整体几何结构和形状允许以高效的方式将其集成到车辆中，从而使用可用于此类目的的空间。后一个目的是通过本发明实现。
发明内容
本发明解决了与将例如氢气的加压气体储存在使得难以安装在车辆内部的庞大几何结构的传统瓶罐形储罐中相关的问题。
另一方面，当在运输业中使用时，储罐的重量过大是一个问题，因为它涉及到对移位的较大能量需求。通过本发明，可以通过在制造过程中使用复合材料来显著地减轻储罐的重量，其中纤维增强件是以简单且高效的方式定向以承受由系统结构内部的气体压力产生的负载。
另外，在使用细丝缠绕技术的通过具有传统瓶罐形几何结构的复合材料进行的器皿制造过程中，这涉及缓慢且复杂的过程。对于本发明，所述过程不是必要的。可以使用连续制造和不太复杂的工艺执行系统的主要组件的制造。
此外，本发明不需要使用织物形式的增强件，这是一个优点，因为具有编织增强件的复合材料的机械性质相较于具有非编织增强纤维的复合材料具有较低的极限强度，并且它们是以单向方式安置。
用于制造复合器皿的树脂通常是热固性类型的树脂。专家们知道，这意味着一旦器皿的可使用寿命结束，它的再循环过程就会变得昂贵且复杂。另一方面，这些热固性树脂需要长的固化时间，这会在长制造循环中再次影响其制造链过程。包括本发明的储存系统的元件允许其由热塑性复合材料制成，这种再循环方法较简单且经济。由于不需要树脂的固化阶段，因此制造时间较短且储存系统的生产链过程较容易。此外，热塑性复合材料可以焊接在一起，这种结合工艺与使用热固性树脂的结合工艺相比可以实现较短的制造时间，在使用热固性树脂的结合工艺中，使用粘合剂进行结合，由此涉及结合表面的表面制备的相关耗时任务。
因此，本发明的特征在于呈现形成阵列的一系列直管，其中每个管的内部用作储存气体的容器。管彼此平行地定向，包含在位于管的端的每个侧上的收集器之间。收集器具有多个容纳部，其用于接纳和连接储存系统的管的端。管的端气密地附接到收集器的容纳部。容纳部被分布在关键位置以利用收集器的被暴露以插入管的端的那个面中的可用空间。
至少一个收集器在其内部包含由若干通道制成的内部管道，所述通道允许储存系统的整个管阵列之间的流体连接。后一个收集器在侧面具有孔，所述孔连接到内部管道且允许在储存系统内部填充和排空流体。带形式的结构元件包裹由管和收集器形成的组合件，其中此带是通过围绕组合件缠绕增强带子而制成。带子沿着组合件的管的长度具有平行于管的轴向方向的笔直形状。收集器在其暴露于带的面上具有弯曲表面。带平滑地包裹到收集器的此表面，从而避免在从管上方的笔直区段传递到收集器上方的弯曲区段时方向变化的不均匀曲线。
在组合件中存在未由结构带覆盖的区域的情况下，这些区域由具有允许封闭这些区的几何结构的罩盖封闭。这些罩盖具有与带和收集器的结构重叠的凸缘，用作结合到系统的其余元件的表面。以此方式，管阵列包含在收集器、带和罩盖之间。硬质泡沫被引入到系统中，包括管的外部，基本上为管之间的那些间隙，并限制于由收集器、带和罩盖之间的空间限定的内部容积。
本发明的储存系统的容积和形状可以适应于在意欲定位的位置进行装配。储存系统由管的长度、其横截面、填充布置和收集器之间的连接以及其中包裹带的收集器的形状配置。意欲用于气体储存的总容积由管阵列的内部容积和存在于收集器和内部管道内部以使流体连通的容积构成。
因此，此储存系统的适应实例可以是储存器皿可用的容积以矩形棱柱的形式被呈现的储存系统。使用本发明所呈现的储存系统，两个收集器分别放置在棱柱的两个相对侧上。管平行地放置在两个收集器之间，其中每个管的轴向轴线垂直于其中联接管端的收集器面。通过减小管的横截面，能够将更多量的管放置在系统内，从而提高了矩形棱柱的容积内的填充因数。以此方式，在本发明的储存系统内实现了较大体积的加压气体。管的适当横截面的选择将取决于特定应用的要求。
本发明的特征在于管的增强纤维的定向，所述增强纤维主要在由于气体压力而在管壁上受到的周向力的方向上对齐。因此，根据本发明的结构配置，优化了增强件的强度能力以匹配在管内部的壁上所承受的压力，且因此实现了最小化的壁厚度。为了减轻系统的重量，避免除了之前所解释的定向以外的其它纤维定向，但在需要为管壁提供更多内聚力的情况下可以使用所述纤维定向。
另一方面，通过减小管的横截面，对于器皿内部的给定压力，施加在管壁上的周向力显著地减小，因此管壁厚度减小且因此储存系统的重量减轻。因此，例如在使用可能具有挑战性的测微直径管的情况下，可以针对每种情况详细地研究管的横截面，从而在应用容许重量要求和目标可用容积之间进行折衷，同时也考虑到其制造的系统复杂性。
插入在收集器中的管的密封可以通过各种方法实现，例如当要接合的元件允许焊接时通过这种结合技术，通过使用粘合剂，通过机械调整，通过使用垫圈或所有上述方法的组合。系统的结构被设计成防止这种连接由于加压圆柱上经受的纵向力而产生负载应力。
因此，由每个管的开口端侧中的气体施加的压力被传输到作为歧管塞的收集器主体，从而将压力负载传输到带。以这种方式，带承受两个相等但方向相反的负载力，因此它们得到补偿，这两个力与位于管的两端的两个收集器的力相对应，其中管阵列和收集器都由带包裹。这些负载将来自由管开口侧中的气体施加到收集器中的压力以及从收集器施加到带的压力。
后一个特征是本发明的策略关键，其允许释放由于气体压力及其对应轴向负载而在管和收集器之间的连接处经受的压力负载。因此，此轴向负载由结构带承载，而不是由管和收集器之间的接头承载。带被设计和制造成通过单向复合材料支撑此负载，所述单向复合材料的增强件定向与管的轴向轴线对齐，且因此与负载的方向对齐，由此在增强件的强度能力方面实现了优化的效率。因此，减少了材料的使用，且因此也减少了与其相关的重量。
带在其装配于收集器的弯曲部分上的区中的弯曲形状允许以合适的方式将施加在收集器上的气体压力负载转移到带中，而不会在此类结构元件中产生应力集中。
本发明的储存系统的内表面通常展现涂层内衬，所述涂层内衬降低内部所含气体的渗透性，特别是对于气态氢的情况，因此降低了气体通过在储存系统的容器壁中使用的材料的分子间空隙的渗透。
所属领域的专家可以理解，此储存系统中使用的管的制造可以使用复合材料通过各种制造方法进行，例如本领域已知的拉挤成型、直心轴缠绕、用预浸渍材料模制、树脂传递模制、注射、灌注以及其它方法。其中，最引人注目的是以连续且无限的方式实现管状几何结构制造的那些制造工艺，例如拉挤成型或连续压缩模制。
在同一条生产线中，带的结构组件具有若干制造方法，从手动层叠到通过使储存系统组合件旋转以沿着其包裹轴线用带子系紧并由带子分配辊上的带子包裹以形成带的自动化机器。带子系紧组合件和带子分配辊的旋转都可以自动化以用于大规模制造。在带子系紧期间，可以在带中引入一些力，以改进增强层彼此的结合并在带上产生预负载。带和经包裹组合件之间的连接可以通过焊接或利用粘合剂作为制造工艺来实现。
在管阵列的外部空隙之间以及在收集器、带和罩盖之间引入硬质泡沫，这充当热绝缘以防止由储存系统包含的气体中的突然温度变化。它还用作结构元件，从而抑制可能的振动和/或冲击负载。另外，在任何管失效或破裂的情况下，泡沫对碎片提供阻尼效果，碎片可以通过系统内部包含的气体的爆炸作用而射出。
封闭罩盖用于保护管阵列免受可能的冲击。根据每种情况下采用的储存系统配置，罩盖被安装在关键位置以便封闭组合件中的任何间隙，在这些间隙中，管可能会暴露在外部事件中。它们通过使用一系列凸缘附接到组合件，这些凸缘通过粘合剂、焊接或机械紧固方法与组合件的其余组件重叠。
在任何管失效的情况下，带和面板两者充当碎片的阻尼元件，这些碎片可以通过内部包含的气体的爆炸作用而射出。
气体储存系统可以用复合材料制造，可以使用例如碳、芳纶、玻璃等增强合成纤维，或者例如亚麻或大麻等天然来源的纤维。从这个意义上讲，还考虑基于金属或陶瓷来源的纤维。针对树脂基体考虑热塑性或热固性树脂。此外，还考虑天然来源的树脂。可以针对符合本发明的气体储存系统的上述组件或元件中的任一个考虑金属和陶瓷材料。
由于气体施加的压力，管的爆裂强度被设计为小于结构带的极限强度，因此失效的第一元件将是管，因而，在储存系统的任何管失效的情况下，储存系统的泡沫、带和面板将用作减震元件。
在本发明的储存系统中以氢气作为所含气体的情况下，标称压力为85MPa且失效压力为155MPa。除了与组合件的重量、可用储存容积和可用于容纳氢气储存系统的几何结构相关的要求之外，储存系统的材料和布置还被配置成满足这些要求。
附图说明
图1呈现气体储存系统的透视图，其中呈现若干部分切割，从而允许看到包括根据一个实施例的系统的所有组件。
图2呈现图1的系统的分解图。
图3呈现图1的系统的等距横截面图，所述系统具有沿着垂直于管轴线的平面的切割。
图4呈现图1的系统的等距横截面图，所述系统具有沿着平面的切割，所述平面平行于管轴线并包含收集器的内部通道，所述内部通道允许在切开的管之间进行流体连接。
图5呈现图1的系统的等距横截面图，所述系统具有沿着平面的切割，所述平面平行于管轴线并包含收集器的内部通道，所述内部通道允许通过通口在切开的管和储存系统外部之间进行流体连接。
图6呈现图1的系统的等距横截面图，所述系统具有沿着包含收集器的内部管道的平面的切割，所述内部管道允许在系统的所有管之间进行流体连接，为了清晰起见，已省略罩盖、泡沫和带的表示。
图7呈现图1的系统的等距视图，所述等距视图由三个正交平面截取，从而允许看到系统的组件之间的连接的细节。
图8呈现具有方形填充布置的图1的系统的管的正视图。
图9呈现具有六边形填充布置的图1的系统的管的正视图。
图10呈现根据另一个实施例的气体储存系统的分解透视图，其中已省略一些组件的表示以清晰地暴露系统。
图11呈现根据另一个实施例的气体储存系统的透视图，其中呈现部分切割并且已省略一些组件的表示以清晰地暴露系统。
图12呈现根据另一个实施例的气体储存系统的透视图，其中呈现部分切割并且已省略一些组件的表示以清晰地暴露系统。
图13呈现根据另一个实施例的气体储存系统的透视图，其中呈现部分切割并且已省略一些组件的表示以清晰地暴露系统。
图14呈现被称为气体储存系统的带的组件的透视图，其中已进行表面切割以清晰地呈现包括供制成组件的复合材料的增强纤维的布置。另外，在带上表示假想的虚线来用作参考以清晰地指示此组件的增强纤维的布置。
图15呈现被称为气体储存系统的管的组件的透视图，其中已进行表面切割以清晰地呈现包括供制成组件的复合材料的增强纤维的布置。所述图包含根据两个可能实施例的两个管几何结构。其中一个实施例的特征在于图左侧表示的管，所述管具有圆形横截面，而另一个实施例的特征在于图右侧表示的管，所述管具有多边形横截面，特别是具有规则的六边形形状。
具体实施方式
聚焦于呈现根据一个实施例的系统100的图1到3，其中相等长度的多个管1以矩阵或阵列的形式分布，其中管内部充当气体储存空间，管1的端由收集器3堵塞。管1矩阵和收集器3包裹在带2内部。未由带2覆盖的侧封闭在罩盖7内。包含在收集器3、带2和罩盖7之间且未由管1占据的其余空间被填充有硬质泡沫5。收集器3中的一个在一侧呈现孔13，其中定位有通口6，以便用气体填充系统100和排空系统100的气体。管1在暴露于管1的面上插入到容纳部8中，所述容纳部位于收集器3处。焊接、粘合地和/或机械地接合的结合表面9确保系统100密封在管1和收集器3之间的连接处。罩盖7具有凸缘21和22，以促进通过使那些凸缘重叠而与系统100的其它组件附接。因此，罩盖7具有在带2上重叠的折叠凸缘21，从而允许两个组件之间的焊接、粘合剂和/或机械连接。同样，罩盖7具有与收集器3的侧表面重叠的凸缘22，从而允许两个组件之间的焊接、粘合剂和/或机械连接。
现在关注示出根据相同实施例的系统100的图4和6，其中收集器3在其内部具有由主要通道10形成的管道，所述主要通道分支成次要通道11。这些通道11通过孔12与管1的内部连接，从而允许多个管1之间的流体连接。主要通道10连接到孔13，从而使系统100中的气体能够通过通口6进入和排出。
图7中示出根据相同实施例的系统100，其中通过三个正交切割平面截面示出细节，示出系统100的主要组件：管1、带2和收集器3以及它们彼此的集成。另外，还示出收集器3与通口6的连接的细节。管1通过具有焊接材料、粘合剂和/或机械调整厚度的结合表面9附接到收集器3，从而在位于管1的外轮廓上的两个组件和收集器3的暴露于管1的面之间呈现相同结合材料的接缝14。收集器3由类型与管1相同的增强纤维和热塑性聚合物基体的复合材料制成，从而促进两个组件之间的焊接连接。容纳部8允许将管1的长度的一部分插入到收集器3的内部中。此容纳部8呈现凹槽，所述凹槽形成管1的横截面的几何形状，并且具有类似于管1的壁厚度的宽度以及允许将管1插入的深度，收集器3中的管1的长度的一部分足以确保两个组件的结构和气密接合。收集器3在与带2接触的区域中具有弯曲部15，从而避免在具有拐角的表面上调整带2。带2和收集器3之间的连接是通过焊接、粘合剂和/或机械调整的结合表面16进行。通口6通过焊接、粘合手段和/或机械调整而插入到孔13中。通口6具有装配在收集器3的主体内部的锚定元件17。
关注图14和15，示出了穿过带2和管1的表面切割，从而允许清晰地看到两个组件的增强纤维。具体来说，带2的增强纤维19主要平行于环路28的方向而安置，所述环路通过将带2包裹在由管1和收集器3形成的组合件周围而描述所述带。管1的增强纤维18在其主要部分中遵循缠绕管1的轴向轴线的路径沿着管1的轴向轴线的周向方向而安置。
图8示出根据系统100的一个实施例的管1，所述系统的特征在于呈现管1阵列的空间布置，其中采用方形填充布置，每个管1的轴线位于方形扁平格子的每个节点处。在此布置中，管1彼此接触，或者在管1之间存在特定间隙。接触的管1在接触区域中具有某种类型的焊接和/或粘合剂结合。
图9示出根据系统100的一个实施例的管1，所述系统的特征在于呈现管1阵列的空间布置，其中采用六边形填充布置，每个管1的轴线位于三角形扁平格子的每个节点处。在此布置中，管1彼此接触，或者在管1之间存在特定间隙。接触的管1在接触区域中具有某种类型的焊接和/或粘合剂结合。
图10示出系统100的实施例，其中已省略一些组件的表示。在此实施例中，管1在其横截面中具有六边形形状26，其具有圆形拐角27。管1采用三角形填充而布置在一起，其中每个管1的侧壁23与其连续管接触，因此在管外部的间隙减小。此外，收集器3具有用于将管插入在凹槽图案24中的容纳部8，所述凹槽图案的形状是根据与管1阵列的横截面类似的图案来实现。另外，凹槽图案24的每个区段25用于容纳接触的一个或多个管1的壁。
图11示出根据另一个实施例的系统100的主要组件，其中存在至少两组管1阵列，每一组的特征在于管1的不同长度。每一组是通过相同长度的管1集成。此长度对于每一组是不同的。此实施例组允许系统100根据不同的空间进行配置，例如以容纳在车辆中，从而避免其架构中的障碍物。所述组共享共同收集器3，所述共同收集器允许系统100的所有管1之间的流体连接。与共同收集器3相对的每一组管1阵列的端插入到用于每一组管1阵列的独立收集器3的容纳部8中。用于每个管1阵列的独立带2包裹在每一组管1阵列周围，包含共同收集器3、管1阵列和连接到每个管1阵列的独立收集器3。
图12示出根据另一个实施例的系统100的主要组件，其中存在至少两组管1阵列，每个管的特征在于呈现具有对于每一组不同的特定数量的行和列的管填充。此实施例还允许系统100根据可用于将其容纳在车辆内部的空间进行配置。管1阵列共享共同收集器3，所述共同收集器允许系统100的所有管1之间的流体连接。共同收集器3在暴露于管1的面中呈现适应于插入在其中的管1阵列的形状的几何结构。独立带2包裹在每个管1阵列周围，包含共同收集器3、管1的阵列和与共同收集器3相对的收集器3。
图13示出根据另一个实施例的系统100的主要组件，其中存在位于两个管1阵列之间的收集器3。此中间收集器3可以位于多于两个管1阵列之间。每个管1阵列中的管1的长度可以不同。此收集器3允许系统100的所有管1之间的流体连接，所述管呈现类型与上述管道相同的内部管道。还呈现容纳部8，其中管1插入在暴露于管1的两个面上。通口6可以插入到位于管之间的此中间收集器3中。此实施例允许在不同于容积跨度的端的中间位置处填充气体和从系统100排空气体，如在上文所公开的实施例的情况下。当将系统100集成在车辆内部时，将气体入口/出口定位在气体储存系统100的总容积的中间位置可能是有利的。管阵列1的自由端连接到收集器3并且此组合件是用带2包裹。

Claims (14)

1.一种加压气体储存系统(100)，所述系统(100)主要包括：
-多个管(1)，其是根据矩阵布置而分布，其中所述管(1)的轴线彼此平行，气体储存在所述管的内部中，
-收集器(3)，其被配置成以歧管塞类型连接在所述管(1)的端处，从而封闭所述系统(100)的所有所述管(1)的内部容积，以及
-一个或多个带(2)，其包裹由连接到所述收集器(3)的所述管(1)形成的组合件，承载所述管(1)内部的加压气体施加在所述收集器(3)上的负载。
2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-至少一个收集器(3)具有充当通向所述系统(100)的气体入口和出口的通口(6)，
-一个或多个收集器(3)在内部具有内部管道，所述内部管道允许所述系统(100)的所有所述管(1)之间的流体连接，其中至少一个通道连接到所述通口(6)，
-罩盖(7)位于所述系统(100)的未由所述带(2)包围的侧上，
-硬质泡沫(5)占据包括所述管(1)的外部的容积，所述外部是由所述带(2)、所述收集器(3)和所述罩盖(7)所限定的内部容积界定，
-所述收集器(3)具有容纳部(8)，所述容纳部允许将每个管(1)的长度的一部分插入到所述收集器(3)的内部中，
-在所述管(1)的所述端和所述容纳部(8)之间存在结合表面(9)，所述结合表面的特征在于焊接材料、粘合剂和/或机械调整厚度过厚，
-罩盖(7)具有折叠凸缘(21)，所述折叠凸缘与所述带(2)重叠，从而允许具有用于两个组件之间的焊接、粘合剂和/或机械连接的表面；同样，罩盖(7)具有凸缘(22)，所述凸缘与所述收集器(3)的侧表面的一部分重叠，从而在此处允许进行两个组件之间的焊接接合、粘合剂和/或机械连接，并且其中
-所述管(1)的内表面上的涂层内衬减小储存在所述管(1)内部的所述气体通过所述管(1)的壁的渗透性。
3.根据权利要求1和2所述的系统(100)，其中：
-所述收集器(3)的所述内部管道允许所述管(1)之间的流体连接，其特征在于由分支成多个次要通道(11)的主要通道(10)形成，并且孔(12)将每个管与所述内部管道连接，并且其中
-所述内部管道通过孔(13)连接到所述通口(6)。
4.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-所述管(1)由连续单向纤维复合材料制成，其中增强纤维(18)的方向主要在所述管的横截面的周向方向上定向，此纤维意欲承载由所述气体施加在所述管(1)上的周向应力，并且其中
-所述带(2)由连续单向纤维复合材料制成，其中当所述带包裹到由管(1)的矩阵和所述收集器(3)形成的所述组合件时，所述带(2)的增强纤维(19)主要平行于由所述带(2)描述的环路(28)的方向而定向，所述带(2)的增强纤维(19)意欲承载所述气体施加在所述收集器(3)上并被传输到所述带(2)的轴向应力。
5.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-所述收集器(3)具有弯曲表面(15)，所述弯曲表面允许所述带(2)平滑地包裹，从而避免当所述带(2)缠绕由所述管(1)和所述收集器(3)形成的所述组合件时所述带的方向变化中的不均匀曲线，并且其中
-所述带(2)和所述收集器(3)之间的接触区域中的表面(16)允许进行两个组件之间的焊接接合、粘合剂和/或机械结合。
6.根据权利要求1至3所述的系统(100)，其中：
-所述通口(6)具有位于所述收集器(3)的主体内部的锚定元件(17)，所述锚定元件允许改进两个组件之间的所述焊接接合、粘合剂和/或机械结合，并且其中，
-所述收集器(3)是使用材料类型与所述管(1)相同的短纤维复合材料和热塑性聚合物基体制成，从而促进两个组件之间的所述焊接接合。
7.根据权利要求1和2所述的系统(100)，其中：
-容纳部(8)允许将管(1)的长度的一部分插入到所述收集器(3)的内部中，
-所述容纳部(8)呈现凹槽，所述凹槽形成所述管的横截面的几何形状，并且具有类似于所述管(1)的壁厚度的宽度以及允许将所述管(1)插入的深度，所述收集器(3)中的所述管(1)的长度的一部分足以确保两个组件的结构和密封接合，
-在所述管(1)的所述端和所述容纳部(8)之间存在结合表面(9)，所述结合表面包括当所述管插入到彼此中时在所述收集器(3)和所述管(1)之间的整个接触区域，所述结合表面的特征在于焊接材料、粘合剂和/或机械调整厚度过厚，并且其中
-在所述管(1)的外表面处以及在所述收集器(3)的暴露于所述管(1)的表面处的所述容纳部(8)的外边缘处，在所述管(1)和所述收集器(3)之间施加焊接或粘合剂接合材料的接缝(14)。
8.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-管(1)的矩阵布置在所述管(1)的横截面的几何中心位于平面方形格子的节点中的空间中，或
-在平面三角形格子的节点中，用于使所述管(1)布置的填充因数最大化。
9.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-所述管(1)彼此接触，或，
-在所述管(1)之间存在特定间隙，并且其中
-接触的所述管(1)在接触区域中具有某种类型的焊接接合和/或粘合剂结合。
10.根据权利要求1所述的系统(100)，其中：
-所述管(1)在其横截面中具有圆形几何结构，或，
-所述管(1)在具有圆形拐角(27)的多边形横截面(26)中呈现六边形几何结构，其中所述管(1)的侧(23)彼此接触，从而形成平面三角形格子。
11.根据权利要求1、7、9和10所述的系统(100)，其中：
-所述容纳部(8)由一组凹槽图案(24)形成，所述凹槽图案允许插入彼此接触的一组管(1)，所述凹槽图案(24)的每个区段(25)意在容纳接触的一个或两个管(1)的壁的侧(23)。
12.根据权利要求1和2所述的系统(100)，其中：
-管(1)的阵列由相等长度的管(1)制成，或，
-管(1)的阵列由管的若干子组构成，每个子组的特征在于管(1)的长度在所述子组内相等且对于每个子组不同，所述子组沿着共享收集器(3)分布在若干部分中，所述共享收集器包含所述内部管道，所述内部管道允许所述系统(100)的所有所述管(1)之间的流体连接，并且对于与管(1)的每个子组所共享的所述收集器(3)相对的管(1)的每个子组，具有不同的带(2)和不同的收集器(3)。
13.根据权利要求1和2所述的系统(100)，其中：
-管(1)的阵列是以具有特定数量的行和列的矩阵的形式布置，或，
-管(1)的阵列由管(1)的若干子组构成，管(1)的每个子组的特征在于矩阵空间布置对于每个子组具有多个不同的行和列，针对每个子组使用不同的带(2)，并且针对所有所述子组共享所述收集器(3)。
14.根据权利要求1和2所述的系统(100)，其中：
-在两组或更多组管阵列(1)之间存在至少一个中间收集器(3)，其中存在内部管道，所述内部管道允许所述系统(100)的所有所述管(1)之间的流体连接并且包含用于对所述系统(100)填充和排空气体的所述通口(6)，这允许将所述中间收集器(3)放置在最方便的位置以将所述系统(100)与外部连接，
-此中间收集器(3)在相对侧上具有容纳部(8)，其中插入有管(1)，每个侧具有特定长度的管(1)，并且其中
-这些管(1)的所述端是用收集器(3)堵塞，并且整个组合件是用带(2)包裹。
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