CN117616224A - 用于操控罐装置的方法和用于储存气态介质的罐装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于操控罐装置(1)的方法,所述罐装置用于储存气态介质,具有至少两个罐容器(2)和能够与所述罐容器(2)连接的供应管路(3),其中,每个罐容器(2)具有至少一个压力控制的控制阀(5),气态介质通过所述控制阀(5)从所述罐装置(1)朝消耗装置系统(40)的方向流到所述供应管路(3)中,其特征在于以下步骤:a.在所述消耗装置系统(40)的供给期间,所述罐容器(2)的控制阀(5)以几毫秒的间隔同时打开,使得将气态介质从所述罐装置(1)经由所述供应管路(3)朝所述消耗装置系统(40)的方向引导。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操控罐装置的方法和用于储存气态介质、尤其是氢气的罐装置,例如用于应用在具有燃料电池驱动器的车辆中或具有氢燃烧器作为驱动器的车辆中。
背景技术
DE 10 2017 212 485 A1描述了一种用于储存用作车辆燃料的经压缩的流体的装置,其中,该装置包括具有至少一种集成的控制和安全技术的至少两个管状的罐模块和至少一个高压燃料分配器。
对于这样的装置的安全防护措施需要大量的阀,由此增加了整个储气系统的复杂性及其成本。
发明内容
相比之下,具有权利要求1和权利要求5的特征部分的特征的根据本发明的方法和根据本发明的罐装置具有以下优点:以简单的方式实现结构设计紧凑的罐装置,同时节省成本。
对于根据本发明的用于操控用于储存气态介质的罐装置的方法存在至少两个罐容器和能够与罐容器连接的供应管路,其中,每个罐容器具有至少一个压力控制的控制阀。气态介质通过该控制阀从罐装置朝消耗装置系统的方向流到供应管路中。根据本发明的方法具有以下步骤:
在消耗装置系统的供给期间以毫秒级的间隔同时打开罐容器的控制阀,使得气态介质从罐装置经由供应管路朝消耗装置系统的方向引导。
由于几乎同时打开控制阀、即以毫秒级的间隔,可以实现对于罐装置所需的最大质量流,而不必过大和过昂贵地构型罐装置和尤其控制阀的横截面。作为操控控制阀的配属的磁体结构组也能够以结构设计紧凑的方式设计。以这种方式可以实现紧凑且成本低的罐装置。
在第一有利的扩展方案中设置,控制阀的打开的间隔包括从1毫秒至20毫秒的范围。因此,例如可以使由于流向罐装置的控制器的电流引起的负载最小化。
在本发明的另一构型中有利地设置,罐装置包括能够与罐容器连接的阀管路,在该阀管路中布置有中央的熔化安全阀。在超过预定的温度阈值时,熔化安全阀打开并且因此将气态介质从罐容器经由阀管路引导到周围环境中。因此确保了在发生热输入到罐装置上的情况下、即例如发生火灾,将气态介质从罐容器引导并且防止这些容器的破裂。
在有利的扩展方案中设置,在各罐容器和阀管路之间分别布置有控制阀,通过该控制阀控制在罐容器和阀管路之间的流体连接。以这种方式能够使气态介质从罐容器流出到阀管路中或通过控制阀的截止而保持储存在各罐容器中。后者尤其也作为安全预防措施,例如在阀管路破裂时是有利的。
根据本发明的用于储存气态介质、尤其是氢气的罐装置具有至少两个罐容器和能够与罐容器连接的供应管路。每个罐容器包括至少一个压力控制的控制阀,该控制阀布置在各罐容器和供应管路之间。供应管路与消耗装置系统流体连接,其中,罐装置具有控制器,该控制器设置为用于执行之前所描述的根据本发明的方法。因此,可以以结构设计紧凑且节省成本的方式实现用于储存用于各种消耗装置系统的气态介质的罐装置。
在一个有利的扩展方案中设置,各罐容器的控制阀构造为电磁阀。因此可以实现简单的操控。
在一个有利的扩展方案中,罐容器管状地构造。有利地,罐容器包括碳纤维增强的材料。
通过罐容器的几何形状和适当的选择,这些罐容器可以以简单的方式适配于气态介质和例如车辆的底盘。
此外,根据本发明存在设置为用于执行根据本发明的方法的控制器。
所描述的罐装置和操控该罐装置的方法优选适合于燃料电池系统中,用于储存气态介质、尤其氢气以运行燃料电池。
在有利的使用中,根据本发明的罐装置和方法可以使用在具有燃料电池驱动器的车辆中。
在有利的使用中,根据本发明的罐装置和方法可以使用在具有氢驱动器的车辆中,例如在具有氢燃烧器作为驱动器的车辆中。
附图说明
在附图中示出具有根据本发明的用于操控罐装置的方法的罐装置的一个实施例。附图示出了:
图1:具有根据本发明的方法的罐装置的一个可能实施例的俯视图。
具体实施方式
在图1中示出根据本发明的罐装置1的实施例的俯视图。罐装置1具有多个罐容器2,所述罐容器充注以气态介质,例如氢气。罐容器2管状地构造。此外,罐容器2例如包括碳纤维增强的材料。
此外,每个罐容器2在第一端部上经由分支26与供应管路3连接,其中,在供应管路3的分支26中布置有控制阀5。因此,每个罐容器2具有一个控制阀5,通过该控制阀能够将气态介质从罐容器2沿供应管路3的方向导出。控制阀5例如能够通过电磁铁操控。
在供应管路3中还布置有压力调节阀8,该压力调节阀在此构造为电磁阀。因此,压力调节阀8借助电磁铁控制从罐装置1朝消耗装置系统40,例如燃料电池系统或氢燃烧器系统的方向的氢气供应。在此,压力调节阀8也调节气态介质的压力,尤其作为气态介质的压力减少装置以将其提供给消耗装置系统40。
此外,在一个替代布置中,每个罐容器2在另一端部24上与阀管路6连接,其中,在每个单个的罐容器2与阀管路6之间布置有另一控制阀50。在正常的运行状态下,另一控制阀50也打开,使得罐容器2的内部与阀管路6之间的连接打开。在阀管路6中布置有中央的熔化安全阀10。熔化安全阀10在正常情况下是关闭的并且仅在发生火灾的情况下或超过例如105℃的预定的温度阈值时才打开,使得氢气可以从罐容器2经由阀管路6导出到周围环境30中并且阻止罐容器2由于压力过大而可能爆炸。
控制阀5、50分别布置在罐容器2的端部22、24上,使得在罐容器1发生事故的情况下或在第一管路3和/或阀管路6破裂时关闭控制阀5、50,并且气态介质不能从罐容器2中逸出。
此外,罐装置1包括与控制阀5、50和熔化安全阀10连接的控制器80。控制器80也具有到未示出的消耗装置系统40的控制单元的接口。
如果现在应给消耗装置系统40供应气态介质,例如氢气,则借助控制器80通过各控制阀5的对应电磁铁同时以毫秒级的间隔操控并打开罐容器2的所有控制阀5,并且气态介质从罐装置1经由供应管路3朝消耗装置系统40的方向引导。即控制阀5以1毫秒至20毫秒的间隔相继地打开。由此,尽管例如存在最大质量流,仍能够实现控制阀横截面的小的几何尺寸。此外,作为消耗装置系统40的燃料电池系统因此例如可以被供给以燃料,例如氢气。
此外,罐装置1和所提及的方法也适合于燃料电池运行的车辆中以提供燃料,例如氢气或适合于氢运行的车辆中以提供氢气。
Claims (12)
1.一种用于操控罐装置(1)的方法,所述罐装置用于储存气态介质,具有至少两个罐容器(2)和能够与所述罐容器(2)连接的供应管路(3),其中,每个罐容器(2)具有至少一个压力控制的控制阀(5),气态介质经由所述控制阀(5)从所述罐装置(1)朝消耗装置系统(40)的方向流到所述供应管路(3)中,其特征在于以下步骤:
a.在所述消耗装置系统(40)的供给期间以毫秒级的间隔同时打开所述罐容器(2)的控制阀(5),使得将气态介质从所述罐装置(1)经由所述供应管路(3)朝所述消耗装置系统(40)的方向引导。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制阀(5)的打开的间隔包括从1毫秒至20毫秒的范围。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述罐装置(1)包括能够与所述罐容器(2)连接的阀管路(6),在所述阀管路(6)中布置有中央的熔化安全阀(10),所述熔化安全阀(10)在超过预定的温度阈值时打开并且因此将气态介质从所述罐容器(2)经由所述阀管路(6)引导到周围环境(30)中。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,在各罐容器(2)和所述阀管路(6)之间分别布置有控制阀(50),通过所述控制阀(50)控制在所述罐容器(2)和所述阀管路(6)之间的流体连接。
5.一种罐装置(1),用于储存气态介质、尤其是氢气,所述罐装置具有至少两个罐容器(2)和能够与所述罐容器(2)连接的供应管路(3),其中,每个罐容器(2)包括至少一个压力控制的控制阀(5),所述控制阀(5)布置在各罐容器(2)和所述供应管路(3)之间,并且其中,所述供应管路(3)与消耗装置系统(40)流体连接,其中,所述罐装置(1)具有控制器(80),所述控制器(80)设置为用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
6.根据权利要求5所述的罐装置(1),其特征在于,各罐容器(2)的控制阀(5)构造为电磁阀。
7.根据权利要求5或6所述的罐装置(1),其特征在于,所述罐容器(2)管状地构造。
8.根据权利要求5、6或7所述的罐装置(1),其特征在于,所述罐容器(2)包括碳纤维增强的材料。
9.一种控制器(80),所述控制器设置为用于执行根据权利要求1至4中任一项所述的方法。
10.一种燃料电池系统,具有用于储存气态介质、尤其是氢气的罐装置(1),其中,所述罐装置(1)借助根据权利要求1至4中任一项所述的方法被操控。
11.一种燃料电池运行的车辆,具有用于储存气态介质、尤其是氢气的罐装置(1),所述罐装置(1)借助根据权利要求1至4中任一项所述的方法被操控。
12.一种的氢运行的车辆,具有用于储存氢气的罐装置(1),所述罐装置(1)借助根据权利要求1至4中任一项所述的方法被操控。
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