DE102006009537B3

DE102006009537B3 - Kraftstoff-Druckgasbehälter

Info

Publication number: DE102006009537B3
Application number: DE200610009537
Authority: DE
Inventors: Dirk Kaben
Original assignee: VTI Ventil Technik GmbH
Current assignee: VTI Ventil Technik GmbH
Priority date: 2006-02-28
Filing date: 2006-02-28
Publication date: 2007-05-31
Anticipated expiration: 2026-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Druckgasbehälter mit einer Druckentlastungsvorrichtung (2), welche ein Entlastungsventil (6) und eine Drucksignalleitung (3) umfasst. Die Drucksignalleitung (3) ist an eine Entlastungskammer des Entlastungsventils (6) angeschlossen und ist mit wenigstens einer im Abstand vom Entlastungsventil (6) angeordneten, bei Auslösung einen Druckabfall in der Drucksignalleitung (3) herbeiführenden, thermischen Auslöseeinheit (4, 5) versehen. Durch den Druckabfall kann ein Differenzdruckkolben von einer Verschlussstellung in eine Offenstellung innerhalb des Entlastungsventils (6) verlagert werden, so dass Gas aus dem Kraftstoff-Druckgasbehälter entweichen kann, so dass ein Bersten des Behälters verhindert wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftstoff-Druckgasbehälter für ein brennbares Gas umfassend eine Druckentlastungs vorrichtung mit einem Entlostungsventil.
Um das Bersten eines Druckbehälters aufgrund von zunehmendem Innendruck, hervorgerufen durch äußere Wärmeeinwirkung, zu verhindern, gibt es Druckentlastungseinrichtungen, die direkt an dem in der Regel zylinderförmigen Druckgasbehälter angeordnet sind. Diese Druckentlastungseinrichtungen werden auch als pressure relief device oder auch als Thermofuse bezeichnet. Die sogenannte Thermofuse umfasst ein thermosensitives Element, welches beim Erreichen einer bestimmten Schwelltemperatur anspricht und in der Regel irreversibel zerstört wird. Über entsprechende Bauelemente der Druckentlastungseinrichtung wird dann ein Überleitkanal freigegeben, über welchen Gas aus dem Druckgasbehälter ausströmen kann. Dadurch fällt der Druck innerhalb des Druckgasbehälters, so dass ein Bersten verhindert wird.
Eine Druckentlastungseinrichtung dieser Bauart kann einen Temperaturanstieg naturgemäß ausschließlich lokal detektieren. Wenn die Wärmequelle nun entfernt von der Druckentlastungsvorrichtung auf den Druckbehälter einwirkt, führt dies unter Umständen zu einer lokalen Überschreitung der Schwelltemperatur, bei welcher die Druckentlastungsvorrichtung auslösen würde, was aufgrund der räumlichen Entfernung jedoch nicht erfolgt. Erst wenn die Schwelltemperatur im Bereich der Druckentlastungsvorrichtung überschritten worden ist, spricht die Druckentlastungsvorrichtung an. Aufgrund dieser technisch bedingten Auslöseverzögerung kann der Innendruck in der Zwischenzeit stark angestiegen sein, so dass der Druckbehälter Gefahr läuft, zu bersten.
Die DE 199 11 530 C2 zeigt eine Sicherheitsvorrichtung für einen Druckgasbehälter mit einer thermischen Auslöseeinheit, welche eine in einem Gehäuse von einer Bereitschaftsposition in eine Freigabeposition verlagerbare Verschlusskappe mit einem Führungsschaft aufweist, der in der Bereitschaftsposition durch einen Berstkörper in einem den Druckgasbehälter mit einem Auslasskanal verbindenen Überströmkanal positioniert und umfangsseitig gegenüber dem Überströmkanal abgedichtet ist.
Die DE 35 33 304 C2 zeigt ein Sicherheitsventil zur Verbindung zwischen einer Quelle unter Druck stehenden Fluids und einem unter Druck zu setzenden Behälter auf. Das Gehäuse weist einen Einlass auf, der sich mit der Quelle von Druckfluid verbinden lässt, sowie einen Auslass, der sich mit dem Behälter verbinden lässt. Das Gehäuse stellt über eine Druckkammer die Verbindung mit dem Einlass und Auslass her. Eine zerbrechliche Membran ist vorgesehen, die die Druckkammer von der entlüfteten Kammer trennt und die zerbricht, wenn ein vorbestimmter Druck innerhalb der Druckkammer erreicht ist. Weiterhin sind Ventilausbildungen im Gehäuse vorgesehen, die mit der zerbrechlichen Membran zusammenwirken und den Ein- und Auslass blockieren, wenn die Membran zerbricht.
Aus der DE 28 13 219 A1 ist eine Auslösearmatur für Kohlensäurebehälter bekannt. In einem Gehäuse ist ein unter Federspannung stehender Öffnungsbolzen vorgesehen, der bei seiner Auslösung einen unter Druck stehenden Gasbehälter öffnet. In den Öffnungsbolzen greift ein unter Federspannung stehender quergerichteter Sperrbolzen auf, der Bestandteil einer Berstkörperauslösevorrichtung ist.
Durch die DE 838 531 C ist eine Sicherheitseinrichtung für Druckbehälter dem Stand der Technik bekannt. Diese weist ein Abblaseorgan, beispielsweise eine Druckplatte auf, die so bemessen ist, dass sie bei einem Überdruck ansprechen würde, wobei eine Hilfskraft vorgesehen ist, die eine vom Druck und Druckbehälter beaufschlagte Membran auslöst, wobei das Ansprechen beim gewünschten Abblasedruck selbsttätig erzwungen wird.
Eine temperaturgesteuerte Sicherheitsvorrichtung für Hochdruckgasbehälter zeigt die DE 298 09 230 U1 auf. Die Sicherheitsvorrichtung weist eine Druckbohrung auf, die durch eine Berstscheibe verschließbar ist, die durch ein thermisches Auslöseelement gehalten ist. Das thermische Auslöseelement ist eine Glasampulle, die bei Überschreiten eines bestimmten Innendrucks, ausgeübt durch die thermische Expansion der enthaltenen Flüssigkeit, zerstört wird.
Aus der DE 602 08 563 T2 geht ein Überwachungssystem für einen Druckbehälter hervor. Das Überwachungssystem weist einen Sensor und ein Steuergerät auf. Mit dem Sensor wird der Druckbehälter überwacht.
Die DE 695 12 285 T2 zeigt ein aufprallsicheres Magnetventil für ein erdgasgetriebenes Fahrzeug auf. Das Ventil weist ein Gehäuse auf, in dem ein Ventilkörper zwischen einem Einlass und einem Auslass angeordnet ist. Der Ventilkörper ist elektromagnetisch betätigbar und sperrt den Durchlass in bidirektionaler Richtung.
Eine weitere Temperatur- und Überdrucksicherungsvorrichtung wird ferner durch CH 671 278 A5 aufgezeigt. Die Temperatur- und Überdrucksicherungsvorrichtung ist mit einem bei Erreichen einer bestimmten Ansprechtemperatur durch Selbstzerstörung ansprechenden oder durch eine Fernauslösung mittels eines Detonators zerstörbaren Berstkörper versehen. Der Berstkörper ist in Form eines mit einer Expansionsflüssigkeit gefüllten Glasfässchens gestalteten Berstkörper vorgesehen, der von einer Halterung getragen ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Kraftstoff-Druckgasbehälter aufzuzeigen, welcher im Brandfall besser vor einem Bersten geschützt ist.

Diese Aufgabe ist bei einem Kraftstoff-Druckgasbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Kraftstoff-Druckgasbehälter umfasst eine Druckentlastungsvorrichtung mit einem Entlastungsventil. Das Entlastungsventil weist einen Verschlusskörper auf, der in der Verschlussposition einen Überleitkanal sperrt, über welchen das brennbare Gas aus dem Inneren des Druckgasbehälters von dem an dem Druckgasbehälter angeschlossenen Eintrittskanal in einen Auslasskanal des Entlastungsventils überleitbar ist. Der Verschlusskörper ist in einer Entlastungskammer geführt, welche über einen Ausgleichskanal mit dem brennbaren Gas und dem Innendruck des Druckgasbehälters beaufschlagt ist. An die Entlastungskammer ist eine Drucksignalleitung in Form eines Hochdruckschlauches angeschlossen, die mit wenigstens einer durch den Hochdruckschlauch im Abstand vom Entlastungsventil angeordneten, bei Auslösung einen Druckabfall in der Drucksignalleitung herbeiführenden, thermischen Auslöseeinheit versehen ist, welche einen Berstkörper mit einem Füllinhalt enthält. Der Verschlusskörper ist durch den Druckabfall von der Verschlussposition in eine den Überleitkanal freigebende Offenstellung verlagerbar.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Kraftstoff-Druckgasbehälters ist, dass die Druckentlastungsvorrichtung unabhängig von ihrer räumlichen Lage und unabhängig von der Positionierung des Druckgasbehälters ausgelöst werden kann. Dadurch kann die Auslöseverzögerung verringert werden. Bei entsprechendem Abstand der thermischen Auslöseeinheit vom Druckgasbehälter ist es sogar möglich, bevorstehende Temperatureinwirkungen auf den Druckgasbehälter zu detektieren, so dass der Temperaturanstieg diesem nicht gefährlich werden kann.

Die Drucksignalleitung kann mit einer beliebigen Anzahl thermischer Auslöseeinheiten versehen sein. Die Anordnung der thermischen Auslöseeinheiten ist von den örtlichen Gegebenheiten abhängig. Beispielsweise könnte die Drucksignalleitung parallel zur Längsachse des Kraftstoff-Druckgasbehälters verlaufen, so dass bei einer entsprechenden Anzahl von thermischen Auslöseeinheiten eine wesentlich bessere Erfassung der lokalen Temperaturverhältnisse am Druckgasbehälter möglich ist als bei einer einzelnen Druckentlastungsvorrichtung. Das Entlastungsventil ist grundsätzlich direkt am Kraftstoff-Druckgasbehälter, das heißt an dem zu schützenden Objekt angebracht. Um eine rasche Druckentlastung zu ermöglichen, besitzt das Entlastungsventil einen Überleitkanal mit relativ großer Nennweite von z.B. 10 mm bis 14 mm. Dahingegen besitzt die Drucksignalleitung einen vergleichsweise kleinen Querschnitt von z.B. 2 mm bis 3 mm. Dieser kleine Querschnitt ist zur Herbeiführung eines Druckabfalls vollkommen ausreichend. Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass das Gas aus dem Druckgasbehälter nicht über die Drucksignalleitung, sondern über den Überleitkanal abströmen soll.

Die Drucksignalleitung mit dem kleinen Querschnitt besitzt auch einen nur geringfügig größeren Außendurchmesser und ist daher besonders leicht und vorzugsweise flexibel. Sie trägt je nach Länge nur unwesentlich zum Gesamtgewicht der Druckentlastungsvorrichtung bei.

In der Verschlussposition ist der Verschlusskörper von einer Feder gehalten. Die Federkraft ist kleiner gewählt als die bei einem Druckabfall vom Eintrittskanal ausgehende Kraft des überströmenden Gases. Der Verschlusskörper ist als sogenannter Druckdifferenzkolben ausgebildet, wobei dessen kleinere Querschnittsfläche dem Eintrittskanal zugewandt ist und seine größere Querschnittsfläche zur Entlastungskammer zeigt. Bei Druckgleichgewicht wird der Verschlusskörper ausschließlich von der Feder in der Verschlussposition gehalten. Bei einem Druckabfall führt die Differenz der Querschnittsflächen zu der gewünschten Verlagerung des Verschlusskörpers entgegen der Federkraft.

Der Ausgleichskanal zur Herbeiführung des Druckgleichgewichts beiderseits des Verschlusskörpers ist vorzugsweise als Bohrung in dem Verschlusskörper selbst ausgeführt. Diese sogenannte Pilotbohrung kann einen sehr geringen Querschnitt besitzen und dient lediglich zur Herstellung des Druckausgleichs. Keinesfalls soll über die Pilotbohrung ein größeres Gasvolumen abströmen. Diese Pilotbohrung ist insbesondere zentrisch und in Längsrichtung des Verschlusskörpers verlaufend platziert.

Der Verschlusskörper selbst ist gegenüber dem Überleitkanal vorzugsweise umfangsseitig abgedichtet. Darüber hinaus ist eine weitere umfangsseitige Abdichtung gegenüber der Entlastungskammer vorgesehen, damit auch in der Verschlussposition kein Kraftstoff aus der Entlastungskammer bzw. der daran angeschlossenen Drucksignalleitung entweichen kann. In der Verschlussposition ist der Verschlusskörper sowohl in dem Überleitkanal als auch innerhalb der Entlastungskammer umfangsseitig geführt, so dass der Verschlusskörper einwandfrei lageorientiert ist, selbst wenn der Überleitkanal freigegeben ist.

Die an die Entlastungskammer angeschlossene Drucksignalleitung ist vorzugsweise ein flexibler Hochdruckschlauch. Aufgrund ihres geringen Querschnitts lässt sich die Drucksignalleitung leicht verlegen und beansprucht insbesondere im Kfz-Bereich wenig Bauraum. Grundsätzlich ist es denkbar, dass die Drucksignalleitung nicht nur einsträngig, sondern mehrsträngig ausgeführt ist, das heißt, dass sich die Drucksignalleitung beispielsweise an T-Stücken oder Y-Stücken verzweigen kann. Auf diese Art und Weise kann die Drucksignalleitung gewissermaßen als Netz konfiguriert sein.

Die an die Drucksignalleitung angeschlossenen thermischen Auslöseeinheiten besitzen vorzugsweise einen Berstkörper, der bei Überschreiten einer Schwelltemperatur zerplatzt. Der Berstkörper hält einen beim Zerbersten einen Abströmkanal freigebenden Sperrkörper. Dieser Sperrkörper wird durch den Innendruck der Drucksignalleitung aus seiner Ruheposition geschleudert und ermöglicht, dass Gas aus der Drucksignalleitung austritt mit der Folge, dass an der Entlastungskammer der Druck abfällt.

Der Abströmkanal der thermischen Auslöseeinheiten kann entweder in Längsrichtung der Drucksignalleitung weisen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die thermische Auslöseeinheit endseitig der Drucksignalleitung befestigt ist. Die thermische Auslöseeinheit kann aber auch einen quer zum Abströmkanal verlaufenden Durchleitkanal aufweisen, an welchem beiderends die Drucksignalleitung anschließbar ist. Bei dieser Konfiguration bildet der Abströmkanal mit dem Durchleitkanal gewissermaßen einen T-förmigen Abzweig, wobei der Abzweig durch den Sperrkörper verschlossen ist.

In Bezug auf das Entlastungsventil wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Feder innerhalb der Druckentlastungsvorrichtung an einer in dem Verschlusskörper aufgenommenen Federinnenführung abgestützt ist. Diese Federinnenführung bildet mit dem Verschlusskörper einen Ringraum, in welchem die Feder geführt wird. Dadurch wird die Funktionssicherheit der Druckentlastungsvorrichtung verbessert. Um einen Druckausgleich zwischen der Entlastungskammer und dem Innenraum des Druckgasbehälters zu ermöglichen, ist der Ausgleichskanal vorzugsweise auch durch die Federinnenführung geführt.

Insgesamt wird es als zweckmäßig angesehen, wenn die Entlastungskammer in einem Anschlussstutzen für die Drucksignalleitung ausgebildet ist, wobei der Anschlussstutzen quer zum Eintrittskanal an das Entlastungsventil geschraubt ist. Das ermöglicht eine sehr kompakte Bauform bei nur geringer Bauhöhe, wie es insbesondere im Kfz-Bereich angestrebt wird. Da die erfindungsgemäße Druckentlastungsvorrichtung selbst keinen Berstkörper bzw. eine thermische Auslöseeinheit aufweist, kann wenigstens eine thermische Auslöseeinheit über die Drucksignalleitung in der Nähe der Druckentlastungsvorrichtung angeordnet sein.

Die Erfindung eignet sich insbesondere für Druckgasbehälter, die im Kraftfahrzeugbereich zum Einsatz kommen. Bei dem in den Kraftstoff-Druckgasbehälter aufgenommenen Gas kann es sich sowohl um Gas im gasförmigen als auch im flüssigen Zustand handeln. Insbesondere handelt es sich um Erdgas (CNG), das heißt Methan oder um Flüssiggas (LPG), das heißt einem Gemisch aus Propan und Butan.

Gerade im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen sind Kraftstoff-Druckgasbehälter besonderen Gefährdungen ausgesetzt. Zum Beispiel leitet ein zylindrischer Kraftstoff-Druckgasbehälter in Composite-Bauweise lokale thermische Beanspruchungen in seinem mittleren Bereich materialbedingt nur sehr schlecht an seine Enden weiter, an denen Druckentlastungsvorrichtungen angeordnet sind. Andererseits ist es unwirtschaftlich, thermische Auslöseeinheiten in sehr geringen Abständen entlang einer Drucksignalleitung anzuordnen, um so eine lückenlose Temperaturerfassung auch im Bereich eines Kraftstoff-Druckgasbehälters zu ermöglichen. Es wird daher als zweckmäßig angesehen, wenn die Drucksignalleitung selbst schmelzbar ausgebildet ist. Dadurch können unzulässige Temperaturerhöhungen über den gesamten Verlauf der Signalleitung detektiert werden und nicht nur im Bereich der thermischen Auslöseeinheiten. Zusätzlich sollen an definierten, besonders brandgefährdeten Punkten thermische Auslöseeinheiten angeordnet sein, da über die thermischen Auslöseeinheiten eine exaktere Auslösung realisiert werden kann, als über schmelzbare Drucksignalleitungen. Beispielsweise ist es auch denkbar, dass im Motorraum eines Kraftfahrzeugs erst bei einer Temperatur oberhalb von 150 °C eine Auslösung erfolgen soll, während in anderen Bereichen des Fahrzeugs, in denen üblicherweise keine Wärmeeinwirkung zu erwarten ist, bereits bei einer Temperatur von 110 °C ausgelöst werden soll. Diesen unterschiedlichen Anforderungen kann eine einheitliche Signalleitung nicht gerecht werden. Es sind daher zusätzlich zu der schmelzbar ausgeführten Drucksignalleitung Auslöseeinheiten erforderlich.

Ein besonderer Vorteil schmelzbarer Signalleitungen ist, dass diese im Bereich der Kraftstoff-Druckgasbehälter um diese geschlungen werden können. Umschlingen soll in diesem Zusammenhang nicht zwangsläufig ein Umwickeln des Kraftstoff-Druckgasbehälters bedeuten, sondern heißt vielmehr, dass ein Kraftstoff-Druckgasbehälter durch eine zusätzliche, in seiner unmittelbaren Nähe angeordnete Signalleitung geschützt wird, die beispielsweise mäanderförmig oder schlangenlinienartig im Bereich des Kraftstoff-Druckgasbehälters angeordnet ist. Die sicherheitstechnischen Vorteile sind insbesondere bei Composite-Druckgasbehältern gravierend, da derartige Behälter insbesondere in Zylinderform gewissermaßen netzartig von Drucksignalleitungen umspannt werden können, so dass auch lokale Temperaturerhöhungen festgestellt und durch Auslösung zuverlässig zu einer Druckentlastung führen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Kraftstoff-Druckgasbehälters mit einer Druckentlastungsvorrichtung;
2 die Druckentlastungsvorrichtung der 1 im Längsschnitt;
3 eine erste Ausführungsform der thermischen Auslöseeinheit im Längsschnitt und
4 eine zweite Ausführungsform einer thermischen Auslöseeinheit im Längsschnitt.
1 einen Kraftstoff-Druckgasbehälter 1 in Form eines Zylinders. Dieser Kraftstoff-Druckgasbehälter 1 ist an seinem einen Ende mit einer Druckentlastungsvorrichtung 2 versehen. Die Druckentlastungsvorrichtung 2 umfasst ein Entlastungsventil 6 und eine Drucksignalleitung 3 in Form eines flexiblen Hochdruckschlauchs, der in der dargestellten Variante in etwa die Länge die Kraftstoff-Druckgasbehälters 1 besitzt. Die Drucksignalleitung 3 ist mit zwei thermischen Auslöseeinheiten 4, 5 versehen. Eine erste thermische Auslöseeinheit 4 ist als T-Stück konfiguriert, wobei sich die Drucksignalleitung 3 beiderseits der thermischen Auslöseeinheit 4 fortsetzt. Die zweite thermische Auslöseeinheit 5 ist am entfernt liegenden Ende der Drucksignalleitung 3 befestigt. Der nähere Aufbau des an den Kraftstoff-Druckgasbehälter 1 geschraubten Entlastungsventils 6 bzw. der thermischen Auslöseeinheiten 4 und 5 wird nachfolgend anhand der 2 bis 4 erläutert.
2 zeigt das Entlastungsventil 6 der 1 im Längsschnitt. Es ist ein Ventilgehäuse 7 zu erkennen, das über einen Gewindestutzen 8 in den Kraftstoff-Druckgasbehälter 1 eingeschraubt wird. Wesentlicher Bestandteil des Entlastungsventils 6 ist ein quer zur Orientierung des Gewindestutzens 8 verlagerbarer Verschlusskörper 9. Der Verschlusskörper 9 befindet sich in der dargestellten Lage in der Verschlussposition. Hierbei verhindert der Verschlusskörper 9, dass brennbares Gas aus dem Innenraum des Druckbehälters über einen Eintrittskanal 10, der sich durch den Gewindestutzen 8 erstreckt, in einen Auslasskanal 11 strömt. Der Auslasskanal 11 befindet sich bei diesem Ausführungsbeispiel in der Bildebene oberhalb des Eintrittskanals 10. Der Auslasskanal 11 und die Mittellängsachse MLA des Entlastungsventils 6 besitzen die gleiche Orientierung.
Im Bereich des Auslasskanals 11 ist eine Abströmhaube 12 in das Ventilgehäuse 7 eingeschraubt. Die Abströmhaube 12 weist an ihrem Außenumfang mehrere Bohrungen 13 auf, über welche das abströmende Gas seitlich, das heißt quer zur Mittellängsachse MLA des Ventilgehäuses 7 abströmt.
Der Eintrittskanal 10 und der Auslasskanal 11 sind über einen Überleitkanal 14 verbunden, der in der Darstellung der 2 von dem vorderen Abschnitt des Verschlusskörpers 9 gesperrt ist. Der Verschlusskörper 9 befindet sich daher in der oben genannten Verschlussposition. Er wird in dieser Verschlussposition von einer Feder 15 gehalten, welche den Verschlusskörper 9 in der Bildebene von links nach rechts gegen einen Bund 16 drängt. Die Feder 15 befindet sich in einer Entlastungskammer 17, die wiederum in einem längskanalisierten Anschlussstutzen 18 ausgebildet ist. Dieser Anschlussstutzen 18 ist quer zur Mittellängsachse MLA in das Ventilgehäuse 7 eingeschraubt und steht mit dem Eintrittskanal 10 über einen Ausgleichskanal 19 in Verbindung. Der Ausgleichskanal 19 ist zunächst als Bohrung kleinen Durchmessers in der dem Eintrittskanal 10 zugewandten Ende des Verschlusskörpers 9 ausgebildet. In seinem weiteren Verlauf in Richtung zur Entlastungskammer 17 ist eine weitere Bohrung 19a in einer Federinnenführung 20 zu erkennen, welche in dem Verschlusskörper 9 aufgenommen ist. Die Federinnenführung 20 ist stiftartig konfiguriert und wird als separates Bauteil von der Feder 15 in der Bildebene nach rechts, das heißt in den Innenraum des mehrstufig hülsenartig ausgebildeten Verschlusskörpers 9 hinein gedrückt. Die Federinnenführung 20 bildet zusammen mit dem Verschlusskörper 9 einen Ringraum, in welchem die Feder 15 beiderseits geführt wird. Die Spitze 21 der Federinnenführung 20 ist abgerundet und gelangt in der Offenstellung des Verschlusskörpers 9, das heißt wenn der Verschlusskörper 9 mit der Federinnenführung 20 nach links verlagert ist, an einem Ausströmkanal 22 zur Anlage, der einen trichterförmigen Mündungsbereich 23 aufweist, in welchen sich die Spitze 21 der Federinnenführung 20 legt. Dadurch wird verhindert, dass Gas in der Offenstellung aus dem Kraftstoff-Druckgasbehälter in die an den Anschlussstutzen 18 angeschlossene Drucksignalleitung 3 einströmt bzw. über diese abströmt. Die Spitze 21 der Federinnenführung 20 dient zu diesem Zweck gewissermaßen als Ventilkörper, wohingegen die Mündung 23 des Ausströmkanals 22 als Ventilsitz fungiert.
Der Verschlusskörper 9 ist in dem Überleitkanal 14 umfangsseitig geführt und über einen Dichtring 24 umfangsseitig abgedichtet. Ein weiterer Dichtring 25 ist am anderen Ende des Verschlusskörpers 9 vorgesehen und dichtet diesen umfangsseitig gegenüber der Entlastungskammer 17 ab. Zwischen diesen beiden abgedichteten Bereichen befindet sich ein Ringraum 26 als Bestandteil des Überleitkanals 15. Der Ringraum 26 besitzt einen wesentlich größeren Durchmesser als der Überleitkanal 15 und damit auch einen größeren Durchmesser als der Verschlusskörper 9. Der Ringraum 26 umgibt daher den gesamten Verschlusskörper 9 und besitzt eine hinreichende Querschnittsfläche, um ein im Wesentlichen ungehindertes Abströmen des Gases zu ermöglichen. Der Ringraum 26 steht fluidleitend mit einem weiteren Ringraum 27 des Auslasskanals 11 in Verbindung. Die beiden Ringräume 26, 27 sind im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet.
3 zeigt eine mögliche Ausführungsform einer thermischen Auslöseeinheit 5, wie sie in 1 dargestellt ist. Die thermische Auslöseeinheit 5 besitzt ein zylindrisches Gehäuse mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Abströmkanal 29, der von einem Sperrkörper 30 blockiert ist. Der Sperrkörper 30 wird in der dargestellten Bereitschaftsposition von einem Berstkörper 31 gehalten. Bei dem Berstkörper 31 handelt es sich vorzugsweise um einen Glaskörper mit einer Füllung mit hohem Wärmeausdehnungskoeffizienten. Der Berstkörper 31 zerplatzt bei Überschreiten einer Schwelltemperatur, so dass der Sperrkörper 30 durch den in der Bildebene von unten anliegenden Druck aus dem Abströmkanal 29 geschleudert wird. Der in der nicht näher dargestellten von unten angeschlossenen Drucksignalleitung 3 anliegende Druck kann über umfangsseitige Bohrungen 32 im Gehäuse der Auslöseeinheit 5 seitlich entweichen. Der resultierende Druckabfall in der angeschlossenen Drucksignalleitung 3 führt zu einem Druckabfall in der Entlastungskammer 17 und damit zu einer Verlagerung des Verschlusskörpers 9 in eine Offenstellung. Daraus resultiert, dass Gas aus dem Kraftstoff-Druckgasbehälter 1 über den Auslasskanal des Ventilgehäuses 7 abströmt.
Die Ausführungsform der thermischen Auslöseeinheit gemäß 4 unterscheidet sich von derjenigen der 3 durch die Orientierung des Abströmkanals 29. Bezüglich des Berstkörpers 31 bzw. des Sperrkörpers 30 wird auf die vorstehende Erläuterung zu 3 und die dort eingeführten Bezugszeichen verwiesen. Bei 4 ist lediglich ein Durchleitkanal 33 zu erkennen, der im rechten Winkel zum Abströmkanal 29 verläuft. Dadurch bildet der Durchleitkanal 33 zusammen mit dem Abströmkanal 29 gewissermaßen ein T-Stück. Der Durchleitkanal 33 ermöglicht es, dass beiderseits des Gehäuses 34 dieser thermischen Auslöseeinheit 4 Drucksignalleitungen 3 angeschlossen werden können. Auf diese Weise können eine Vielzahl von thermischen Auslöseeinheiten 4 in Reihe geschaltet werden.

1: Kraftstoff-Druckgasbehälter
2: Druckentlastungsvorrichtung
3: Drucksignalleitung
4: thermische Auslöseeinheit
5: thermische Auslöseeinheit
6: Entlastungsventil
7: Ventilgehäuse v. 6
8: Gewindestutzen
9: Verschlusskörper
10: Eintrittskanal
11: Auslasskanal
12: Abströmhaube
13: Bohrung
14: Überleitkanal
15: Feder
16: Bund
17: Entlastungskammer
18: Anschlussstutzen
19: Ausgleichskanal
19a: Bohrung
20: Federinnenführung
21: Spitze v. 20
22: Ausströmkanal
23: Mündung v. 22
24: Dichtring
25: Dichtring
26: Ringraum
27: Ringraum
28: Gehäuse v. 5
29: Abströmkanal
30: Sperrkörper
31: Berstkörper
32: Bohrung in 28
33: Durchleitkanal
34: Gehäuse
MLA: Mittellängsachse

Claims

Kraftstoff-Druckgasbehälter für ein brennbares Gas umfassend eine Druckentlastungsvorrichtung (2) mit einem Entlastungsventil (6), wobei das Entlastungsventil (6) einen Verschlusskörper (9) aufweist, der in der Verschlussposition einen Überleitkanal (14) sperrt, über welchen das brennbare Gas von dem an den Druckgasbehälter (1) angeschlossenen Eintrittskanal (10) in einen Auslasskanal (11) des Entlastungsventils (6) überleitbar ist, wobei der Verschlusskörper (9) in eine Entlastungskammer (17) reicht, die über einen Ausgleichskanal (19) mit dem brennbaren Gas und dem Innendruck des Druckgasbehälters (1) beaufschlagt ist, wobei an die Entlastungskammer (17) eine Drucksignalleitung (3) in der Form eines Hochdruckschlauches angeschlossen ist, die mit wenigstens einer durch den Hochdruckschlauch im Abstand vom Entlastungsventil (6) angeordneten, bei Auslösung einen Druckabfall in der Drucksignalleitung (3) herbeiführenden, thermischen Auslöseinheit (4, 5) versehen ist, wobei die wenigstens eine thermische Auslöseeinheit (4, 5) einen Berstkörper (31) mit einem Füllinhalt enthält, und wobei der Verschlusskörper (9) durch den Druckabfall von der Verschlussposition in eine den Überleitkanal (14) freigebende Offenstellung verlagerbar ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (9) von einer Feder (15) in der Verschlussposition gehalten ist, wobei die Federkraft kleiner ist, als die bei einem Druckabfall vom Eintrittskanal (10) ausgehende Kraft des überströmenden Gases.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal (19) als Bohrung in dem Verschlusskörper (9) ausgeführt ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskörper (9) gegenüber dem Überleitkanal (14) umfangsseitig abgedichtet ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Berstkörper (31) einen beim Zerbersten einen Abströmkanal (29) freigebenden Sperrkörper (30) hält.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auslöseeinheit (5) endseitig der Drucksignalleitung (3) befestigt ist, so dass der Abströmkanal in Längsrichtung der Drucksignalleitung (3) weist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Auslöseinheit (4) einen quer zum Abströmkanal (29) verlaufenden Durchleitkanal (33) aufweist, an welchen beiderends die Drucksignalleitung (3) anschließbar ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksignalleitung (3) ein flexibler Hochdruckschlauch ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (15) an einer in dem Verschlusskörper (9) aufgenommen Federinnenführung (20) abgestützt ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichskanal durch die Federinnenführung (20) geführt ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Entlastungskammer (17) in einem Anschlussstutzen (18) für die Drucksignalleitung (3) ausgebildet ist, welcher quer zum Eintrittskanal (10) an das Entlastungsventil (6) geschraubt ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Entlastungskammer (17) mit der Drucksignalleitung (3) verbindender Ausströmkanal (22) in der Offenstellung des Verschlusskörpers (9) verschlossen ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder innen führung (20) eine Spitze (21) aufweist, wobei die Spitze (21) der Federinnenführung (20) in der Offenstellung des Verschlusskörpers (9) einen die Entlastungskammer (17) mit der Drucksignalleitung (3) verbindenden Ausströmkanal (22) sperrt.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksignalleitung (3) schmelzbar ist.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksignalleitung (3) in einem Temperaturbereich über 110 °C schmilzt.
Kraftstoff-Druckgasbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass er von der Drucksignalleitung (3) umschlungen ist.