CN116783422A - 用于存储介质的压力存储器装置和用于运行压力存储器装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种用于在压力下存储介质(M)的压力存储器装置(10)，其包括：具有第一阀装置(V1)的至少一个第一压力容器(B1)和具有第二阀装置(V2)的第二压力容器(B2)；至少一条输入管线(Z)和/或排出管线线(A)，所述至少一条输入管线(Z)和/或排出管线线(A)与所述第一阀装置(V1)和与所述第二阀装置(V2)连接；控制装置(SE)，所述控制装置与所述第一阀装置(V1)和与所述第二阀装置(V2)连接，以便打开和/或关闭它们，所述控制装置设置用于，控制以介质对所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)的填充和/或排空，使得在所述第一压力容器(B1)中和在所述第二压力容器(B2)中占据或者低于预先确定的压力水平。

Description

用于存储介质的压力存储器装置和用于运行压力存储器装置 的方法
技术领域
本发明涉及一种用于存储介质的压力存储器装置和一种用于运行压力存储器装置的方法。
背景技术
移动式氢气压力存储器系统大多能够具有多个钢瓶，类似于瓶束。在此，能够进行单个的瓶的填充，使得中心的接口在加燃料时能够产生直至大约700bar的系统压力。另外的中心管线能够使瓶束相对燃料电池系统排空，并且在瓶中产生由系统决定的最小压力。每个单个的瓶能够设有可操控的阀。
氢气在室温下在钢中以足够的速度扩散。如果在系统中的压力提高，例如通过给瓶加燃料来提高，则氢气扩散进入钢中，并且导致机械特性的损害。如果压力下降，则氢气会又从钢中流出并且因而减小机械特性损害的风险。
在DE 11 2006 003 013 B4中说明了一种具有配件和阀的箱，其中，所述阀紧固在所述配件中。
发明内容
本发明提出一种根据权利要求1所述的用于存储介质的压力存储器装置和一种根据权利要求7所述的用于运行压力存储器装置的方法。
优选的拓展方案是从属权利要求的主题。
作为本发明基础的思想在于，说明一种用于在压力下存储介质的压力存储器装置和一种用于运行压力存储器装置的方法，所述压力存储器装置和所述方法的特征在于一种有利的填充和排空可行性，在所述有利的填充和排空可行性中能够减少或者甚至避免所存储的介质进入到压力容器的材料中。在此，在存储介质时，压力容器的内部压力也能够尽可能长时间地保持在尽可能小的压力水平上。
根据本发明，用于在压力下存储介质的压力存储器装置包括：具有第一阀装置的至少一个第一压力容器和具有第二阀装置的第二压力容器；至少一条输入管线和/或排出管线，所述至少一条输入管线和/或排出管线与所述第一阀装置和与所述第二阀装置连接，其中，通过所述输入管线能将所述介质填充到所述第一压力容器中和所述第二压力容器中，和/或通过所述排出管线能排空所述第一压力容器和所述第二压力容器；控制装置，所述控制装置与所述第一阀装置和与所述第二阀装置连接，以打开和/或关闭它们，并且所述控制装置设置用于，控制用所述介质对所述第一压力容器和第二压力容器的填充和/或排空，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中占据或者低于预先确定的压力水平。
通过本发明，就排空的方式来说，能够通过单个的压力容器的智能的填充和排空策略来降低压力容器(所述压力容器例如能够成形为钢瓶)的机械特性的损害的风险。
压力存储器装置本身能够包括用于产生必要的压力的泵或者连接在这样的(外部)的泵上。替代地，填充箱自身能够处于足够的压力下并且然后在填充时至少部分地构建在压力容器中的这个压力。
预先确定的压力水平能够是最大填充压力或者最小剩余压力，所述最小剩余压力能够用作排空的参考，并且，压力容器的内部压力至少下降至所述最小剩余压力。
根据压力存储器装置的一种优选的实施方式，第一压力容器和第二压力容器包括金属，并且氢气可作为介质被接收到所述压力存储器装置中。
金属可以是例如钢。
根据压力存储器装置的一种优选的实施方式，该压力存储器装置成形为移动的系统并且设置用于安装在车辆中或者与能移动的结构安装。
根据压力存储器装置的一种优选的实施方式，第一压力容器和第二压力容器分别包括压力传感器。
压力传感器能够与控制装置连接，并且，然后能够根据所述压力传感器来控制阀装置，通过所述压力传感器能够求取在压力容器中是否设定预先确定的压力水平，或者在压力容器中的压力多高。
根据压力存储器装置的一种优选的实施方式，控制装置设置用于连续地并且以预先确定的顺序填充和/或排空第一压力容器和第二压力容器。
填充能够进行至预先确定的填充压力并且排空能够进行至预先确定的排空压力，这指定了相应的预先确定的压力水平。
根据压力存储器装置的一种优选的实施方式，第一压力容器和第二压力容器通过输入管线和/或排出管线并行地相互连接。
根据本发明，在用于运行根据本发明的压力存储器装置的方法中，进行通过输入管线用介质填充第一压力容器和第二压力容器，并且在此进行第一阀装置和第二阀装置的操控和打开，其中，控制装置控制用介质进行的填充，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中占据或者低于预先确定的压力水平；和/或进行通过排出管线对第一压力容器和第二压力容器的排空，并且在此进行对第一阀装置和第二阀装置的操控和打开，其中，控制装置控制所述排空，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中低于另外的预先确定的压力水平。
根据该方法的一种优选的实施方式，进行第一压力容器和第二压力容器的填充，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中的介质的压力相继地或者同时地提高至或者超过预先确定的填充压力，或者，进行第一压力容器和第二压力容器的排空，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中的压力相继地或者同时地下降至预先确定的排空压力或者下降到预先确定的排空压力以下。
根据该方法的一种优选的实施方式，进行排空和填充循环，其中，第一压力容器被排空，并且在此，在第一压力容器中的介质的压力被下降至预先确定的排空压力或者下降到预先确定的排空压力以下，并且在第二压力容器中的介质的压力仅仅部分地下降，在这之后，至少第一压力容器又被填充，并且在重新排空时，在第二压力容器中的介质的压力首先下降至预先确定的排空压力或者下降到预先确定的排空压力以下。
代替第一压力容器地，也能够如对第一压力容器这样排空和填充多个压力容器，并且然后从确定的压力容器起如根据第二压力容器所说明地进行填充和排空。
根据该方法的一种优选的实施方式，第一压力容器和第二压力容器相继地或者同时地被排空至预先确定的排空压力，并且在这之后第一压力容器和第二压力容器才相继地或者同时地被排空到预先确定的排空压力以下。
代替第一压力容器地，也可以如对第一压力容器这样地排空和填充多个压力容器，并且然后从确定的压力容器起如根据第二压力容器所说明地进行填充和排空。
有利地，该方法的突出之处也能够在于压力存储器装置的已经提到的特征并且反之亦然。
附图说明
从以下参照附图的说明中得出本发明的实施方式另外的特征和优点。
随后，根据在绘图的示意性附图中所给出的实施例更详尽地解释本发明。
其示出了：
图1根据本发明的一个实施例的、用于在压力下存储介质的压力存储器装置的示意性的示图；和
图2根据本发明的一个实施例的、用于运行根据本发明的压力存储器装置的方法的方法步骤的方框图。
在附图中，相同的附图标记表示相同的或者功能相同的元件。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的、用于在压力下存储介质的压力存储器装置的示意性示图。
用于在压力下存储介质M的压力存储器装置10包括：具有第一阀装置V1的至少一个第一压力容器B1和具有第二阀装置V2的第二压力容器B2，其中，在图1中还示出具有相应的阀装置V3至Vn的另外的压力容器B3至Bn。压力存储器装置10能够包括至少一条输入管线Z和/或排出管线A例如作为管，所述管与第一阀装置V1和与第二阀装置V2以及也与其他的阀装置V3至Vn连接，其中，通过输入管线Z可将介质填充到压力容器Bl至Bn中，和/或通过排出管线A可排空压力容器B1至Bn。输入管线Z和排出管线A在图1中作为相同的管示出，但是它们能够分别包括相同的或者不同的尺寸或者类型的自身的管。压力存储器装置10还包括控制装置SE，所述控制装置与第一阀装置V1和与第二阀装置V2和另外的阀装置连接，以打开和/或关闭这些阀装置，并且所述控制装置设置用于控制以介质对第一压力容器B1和第二压力容器B2和还有另外的压力容器B3至Bn的填充和/或排空，使得在第一压力容器B1中和在第二压力容器B2中和在另外的压力容器B3至Bn中占据或者低于预先确定的压力水平。因此，预先确定的压力水平能够包括用于存储介质的最小压力，该最小压力在排空时实现并且能保持尽可能长的时间，以减少介质进入到相应的压力容器的材料中。
压力容器B1至Bn能够包括金属，并且介质能够包括氢气。那么，在低的压力下能够减少氢气到金属中的引入。
借助于控制装置和输入管线和/或排出管线能够有利地执行确定的运行策略，其中，能够进行填充和/或排空循环，在所述填充和/或排空循环中，每个或者尽可能多的压力容器在最大的时段上仅被以最小压力填充，从而能够使氢气引入(介质到压力容器的壁材料中的引入)最小。这能够例如通过对单个的压力容器的连续的并且在此非同时的填充或者排空进行，其中，在第二压力容器B2被排空之前能够将第一压力容器B1排空至预先确定的最小压力(预先确定的排空压力)，对于另外的压力容器B3至Bn也是同样。如果一个压力容器在一个排空循环中没有完全被排空，那么该压力容器能够在下一个排空循环中优先地被排空。
因此，能够通过下述方式降低压力容器(所述压力容器能够构造为钢制容器)的机械特性的损害：每个压力容器最晚能够在两个排空循环以内在确定的时段上至少暂时地被以最小压力加载。由此提高氢从材料中隙透的可能性。在此，在所述循环中，从被填充的系统开始能够进行压力容器的排空，尤其是以已经提到的方式进行。然后，压力容器中的至少一个能够被排空至预先确定的排空压力，所述排空压力能够呈现最小的剩余压力。压力容器能够以此方式相继地被排空。然后该进行重新的填充。然后，在重新排空时，能够首先排空那个在先前的排空循环中没有被排空至预先确定的排空压力的压力容器，同样地对所有另外的、先前没有被排空的压力容器有利地相对彼此连续地进行排空。
替代地，在执行对所有的或者有些压力容器的连续地排空之前，也能够将整体系统(即，所有的压力容器)首先排空至一确定压力(过渡压力)。
压力容器能够在填充时例如以大约700bar(预先确定的填充压力)被填充。然后，排出管线A能够对压力容器朝向燃料电池系统进行排空，并且在压力容器中产生由系统决定的最小压力(预先确定的排空压力)。
图2示出根据本发明的一个实施例的、用于运行根据本发明的压力存储器装置的方法的方法步骤的方框图。
根据本发明，在用于运行根据本发明的压力存储器装置的方法中，通过输入管线进行用介质对第一压力容器和第二压力容器的填充S1，并且在此进行对第一阀装置和第二阀装置的操控S2和打开，其中，控制装置控制用介质进行的填充，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中占据或者低于预先确定的压力水平；和/或通过排出管线进行对第一压力容器和第二压力容器的排空S3，并且在此进行对第一阀装置和第二阀装置的操控S4和打开，其中，控制装置控制排空，使得在第一压力容器中和在第二压力容器中低于预先确定的压力水平。
尽管以上已经根据优选的实施例完全地说明了本发明，本发明不限于此，而是能够以各种各样的方式进行修改。

Claims (10)

1.一种用于在压力下存储介质(M)的压力存储器装置(10)，其包括：
-具有第一阀装置(V1)的至少一个第一压力容器(B1)和具有第二阀装置(V2)的第二压力容器(B2)；
-至少一个输入管线(Z)和/或排出管线(A)，所述至少一个输入管线和/或排出管线与所述第一阀装置(V1)和与所述第二阀装置(V2)连接，其中，通过所述输入管线(Z)能将介质填充到所述第一压力容器(B1)中和所述第二压力容器(B2)中，和/或通过所述排出管线(A)能排空所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)；
-控制装置(SE)，所述控制装置与所述第一阀装置(V1)和与所述第二阀装置(V2)连接，以打开和/或关闭所述第一阀装置和所述第二阀装置，并且所述控制装置设置用于控制以所述介质对所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)的填充和/或排空，使得在所述第一压力容器(B1)中和在所述第二压力容器(B1)中占据或者低于预先确定的压力水平。
2.根据权利要求1所述的压力存储器装置(10)，在所述压力存储器装置中，所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)包括金属，并且氢气作为介质能被接收到所述压力存储器装置中。
3.根据权利要求1或2所述的压力存储器装置(10)，所述压力存储器装置成形为移动的系统并且设置用于安装在车辆中或者与能移动的结构安装。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力存储器装置(10)，在所述压力存储器装置中，所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)分别包括压力传感器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力存储器装置(10)，在所述压力存储器装置中，所述控制装置(SE)设置用于连续地并且以预先确定的顺序填充和/或排空所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的压力存储器装置(10)，在所述压力存储器装置中，所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)通过所述输入管线(Z)和/或所述排出管线(A)并行地相互连接。
7.一种用于运行根据权利要求1至6中任一项所述的压力存储器装置(10)的方法，该方法包括以下步骤：
-通过输入管线(Z)用介质填充(S1)第一压力容器(B1)和第二压力容器(B2)，并且在此操控(S2)和打述第一阀装置(V1)和第二阀装置(V2)，其中，所述控制装置(SE)控制用介质进行的填充，使得在所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)中占据或者低于预先确定的压力水平；和/或
-通过所述排出管线(A)排空(S3)所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)，并且在此操控(S4)和打开所述第一阀装置(V1)和所述第二阀装置(V2)，其中，所述控制装置(SE)控制所述排空，使得在所述第一压力容器(B1)中和在所述第二压力容器(B2)中低于另外的预先确定的压力水平。
8.根据权利要求7所述的方法，在所述方法中，进行所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)的填充，使得在所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)中的介质的压力相继地或者同时地被提高至或者超过预先确定的填充压力，或者，进行所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)的排空，使得在所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)中的压力相继地或者同时地下降至预先确定的排空压力或者下降到预先确定的排空压力以下。
9.根据权利要求7或8所述的方法，在所述方法中，进行排空和填充循环，其中，所述第一压力容器(B1)被排空，并且在此，在所述第一压力容器(B1)中的介质的压力下降至预先确定的排空压力或者下降到预先确定的排空压力以下，并且在所述第二压力容器(B2)中的介质的压力仅仅部分地下降，然后，至少所述第一压力容器(B1)又被填充，并且在重新排空时，在第二压力容器(B2)中的介质的压力下降至所述预先确定的排空压力或者下降到所述预先确定的排空压力以下。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，在所述方法中，所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)相继地或者同时地被排空直至预先确定的排空压力，并且在这之后，所述第一压力容器(B1)和所述第二压力容器(B2)才相继地或者同时地被排空到所述预先确定的排空压力以下。
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