DE102007025217B9 - Vorrichtung und Verfahren zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug - Google Patents

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Abstract

Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug; wobei die Tankvorrichtung aufweist:
einen Außentank (1); und
einen Innentank (7);
wobei der Innentank (7) in dem Außentank (1) gelagert ist;
wobei der Außentank (1) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist;
wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist;
wobei der Innentank (7) zum Lagern des Wasserstoffs bei geringerem Druck und höherer Temperatur als im Außentank (1) ausgeführt ist;
wobei der Außentank (1) derart mit dem Innentank (7) verbunden ist, dass dem Innentank (7) der Wasserstoff von dem Außentank zuführbar ist;
wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in den Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist;
wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug, ein Verfahren zum Lagern von Wasserstoff für ein Flugzeug, sowie eine Verwendung einer Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff in einem Flugzeug.
  • Hintergrund der Erfindung
  • In heutigen Flugzeugen wird Wasserstoff als Energieträger zur Stromerzeugung immer attraktiver. Insbesondere der Einsatz von APU-Systemen durch Brennstoffzellen mit hoher Systemintegration ist für den Einbau in Flugzeugen besonders interessant. Hierfür werden Wasserstofftankanlagen für Flugzeuge notwendig, welche die hohen Sicherheitskriterien für Flugzeuge erfüllen.
  • In heutigen Wasserstofftanksystemen werden dabei hochisolierte Drucktanks eingesetzt. Zur schnellen dynamischen Entnahme von großen Mengen Wasserstoff müssen die Drucktanks beheizt werden. Große hochisolierte Drucktanks reagieren bei der Entnahme jedoch sehr träge, so dass zusätzlich ein Reservoirtank verwendet wird, welcher eine Teilmenge des Wasserstoffs beinhaltet und dynamisch bereitstellt. Durch den Einsatz verschiedener Tankelemente werden jedoch das Einbauvolumen sowie das Gewicht erhöht.
  • Aus der DE 101 05 819 A1 ist eine Vorrichtung für die Kraftstoffversorgung eines mit verflüssigtem Gas betriebenen Fahrzeugs bekannt, bei der ein Reservebehälter in einem vakuumisolierten Kryotank angeordnet ist, der mit dem Innentraum des Kryotanks in thermischen Kontakt steht und für einen höheren Konstruktionsdruck als der Kryotank ausgelegt ist.
  • Eine Vorrichtung zum Betanken von Fahrzeugen mit kryogenen Kraftstoffen ist in der DE 197 04 361 C1 beschrieben. In einem ersten Speicherbehälter ist ein zusätzlicher zweiter Speicherbehälter angeordnet, dessen Volumen dem Mehrfachen des Speicherbehälters des zu betankenden Fahrzeugs entspricht.
  • Aus der DE 10 2004 061 026 A1 ist eine Einrichtung zur Entnahme von Gas aus einem Behälter bekannt, bei der in dem Behälter zur Speicherung von kondensiertem Gas durch eine Abtrennung in Form eines doppelten Bodens im unteren Bereich ein weiterer Behälter gebildet wird, in dem eine Heizeinrichtung angeordnet ist, um den im weiteren Behälter befindlichen Wasserstoff zu verdampfen, der über eine Gasleitung in den oberen Bereich des (ersten) Behälters geführt wird, wo eine Leitung zur Entnahme des gasförmigen Wasserstoffs endet.
  • Die DE 43 28 962 A1 zeigt einen Speicherbehälter für flüssigen Wasserstoff, bei dem in einem mit einer Isolation umgebenen Speicherbehälter am Boden ein Gehäuse angeordnet ist, in dem eine Verdampfungsvorrichtung vorgesehen ist. Über ein Steigrohr gelangt der gasförmige Wasserstoff in einen oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in dem Volumen des ersten Speicherbehälters angeordneten Sammelbehälter, von wo der Wasserstoff an den Motor abgeführt werden kann.
  • Darstellung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine effiziente Lagerung von Wasserstoff zu schaffen.
  • Die Aufgabe wird durch eine Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff, ein Verfahren zum Lagern von Wasserstoff in einem Flugzeug und einer Verwendung einer Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff in einem Flugzeug gemäß den Ansprüche 1, 21 und 22 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug geschaffen. Die Tankvorrichtung weist einen Außentank und einen Innentank auf. Der Innentank ist in dem Außentank gelagert. Der Außentank ist ferner derart eingerichtet, dass Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist. Der Innentank ist derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist. Der Außentank ist derart mit dem Innentank verbunden, dass dem Innentank der Wasserstoff zuführbar ist. Ferner ist der Innentank derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in einen Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist. Ferner ist der Innentank derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften an einen Verbraucher zuführbar ist.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Verfahren zum Lagern von Wasserstoff für ein Flugzeug geschaffen. Zunächst wird Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in einem Außentank gelagert. Der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften wird von dem Außentank einem Innentank zugeführt. Der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften wird dabei in Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umgewandelt. Der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften wird anschließend an einen Verbraucher zugeführt. Der Innentank ist dabei in dem Außentank gelagert.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird die obige Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff in einem Flugzeug verwendet.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Flugzeug mit der oben beschriebenen Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff geschaffen.
  • Unter physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs wird im Folgenden beispielsweise die Temperatur, der Druck, der Aggregatszustand sowie die Wasserstoffkonzentration eines Wasserstoffs verstanden.
  • Wasserstoff kann ferner in Reinstform oder in Wasserstoffverbindungen, wie beispielsweise Metallhydride, vorliegen.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Tank-im-Tank-Konzept geschaffen, mit dem ein Teil des Tankvolumens in einem zweiten Tankbehälter, dem Innentank, bereitgestellt wird, wobei der Innentank in einer Zweitankarchitektur räumlich in einem großen Außentank integriert ist. In dem großen Außentank liegt dabei Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften vor, welcher durch eine Pumpe oder ein Ventil in den Vorhaltetank bzw. Innentank nachgefüllt werden kann. Der Wasserstoff, welcher in dem Innentank vorgelagert ist, liegt mit zweiten physikalischen Eigenschaften vor und kann einem Verbraucher zugeführt werden.
  • Um einen Verbraucher mit Wasserstoff zu versorgen, müssen bestimmte physikalische Eigenschaften des Wasserstoffs eingestellt werden, so dass ein Verbraucher den Wasserstoff effizient umsetzen kann. Im Gegensatz dazu kann Wasserstoff mit anderen physikalischen Eigenschaften besser in einem Tank gelagert werden. Mittels der vorliegenden Erfindung kann der Wasserstoff auf effiziente physikalische Bedingungen für einen Verbraucher voreingestellt werden und zudem effiziente physikalische Eigenschaften zum Lagern in einem Tank aufweisen. So liegt der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in dem Außentank vor und weist dabei die ersten physikalischen Eigenschaften, welche effizient zur Lagerung von Wasserstoff sind, auf. In dem Innentank liegt der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften vor, welche auf physikalische Eigenschaften gebracht werden, die effizient einen Verbraucher bedienen können. So können beispielsweise in dem Außentank ein hoher Lagerdruck und eine geringe Temperatur des Wasserstoffs herrschen, während in dem Innentank ein geringerer Druck und eine höhere Temperatur herrscht, wie er beispielsweise für den Verbraucher benötigt wird.
  • Zudem kann mit der erfindungsgemäßen Tank-im-Tank-Architektur insbesondere eine Bauraumnutzung verbessert werden und zudem ein geringerer Isolationsaufwand genügen. Ferner ist der Innentank besonders gut gegen äußere Einwirkungen geschützt, da er durch den Außentank geschützt wird. Mit der Bereitstellung eines Wasserstoffs mit zweiten physikalischen Eigenschaften in dem Innentank kann zudem das dynamische Ansprechverhalten verbessert werden, da in äußerst kurzer Zeit, aufgrund der kurzen Überbrückungswege zwischen Außentank und Innentank, ständig und zügig ein Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften bereitgestellt werden kann. Zudem werden die Sicherheitsaspekte nicht reduziert und aufgrund des besseren Schutzes des Innentanks verbessert.
  • Durch die Ausbildung eines Innentanks in dem Außentank kann zudem abgedampfter Wasserstoff aus dem Innentank automatisch durch den Außentank aufgefangen werden, so dass eine Ausbildung zweier Tanks mit hohem Isolationsgewicht unnötig wird. Mit dem Tank-im-Tank-System kann zudem eine Redundanz bereitgestellt werden, falls beispielsweise der Innentank beschädigt wird. Dabei kann der Außentank im Falle eines Defekts die sich in dem Innentank befindende Menge Wasserstoff auffangen. Darüber hinaus kann über Notablassmöglichkeiten der Wasserstoff des Außentanks gezielt an eine Umgebung abgegeben werden, wobei eine geringe bestimmte Menge Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften in dem Innentank weiter gelagert werden kann, so dass zumindest ein geringer Teil Wasserstoff im Notfall zur Verfügung stehen kann, um Notlaufeigenschaften bereitzustellen. Zudem wird dadurch die Crashsicherheit erhöht.
  • Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften, welcher effizient in einem Verbraucher umgesetzt werden kann, ist aufgrund dieser zweiten physikalischen Eigenschaften nur schwierig in einem Tank zu lagern. Aufgrund der Verflüchtigungseigenschaften bei geringem Druck und hoher Temperatur des Wasserstoffs sind häufig schwere Isolationseinrichtungen erforderlich, welche dennoch einen Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften vor dem Abdampfen kaum auffangen können. Mit der vorliegenden Tank-im-Tank-Architektur kann ein Ausdampfen eines Wasserstoffs mit zweiten physikalischen Eigenschaften aus dem Innentank mit dem Außentank abgefangen werden, ohne zusätzliche Isolationseigenschaften bereitstellen zu müssen. Somit kann der Wasserstoffverlust aufgrund von Abdampfung verringert werden und die Sicherheitsaspekte erhöht werden, ohne aufwändige und hochgewichtige Isolationseinrichtungen einsetzen zu müssen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Außentank eine erste Isolationsschicht auf. Diese erste Isolationsschicht ist daher derart ausgebildet, um den Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften vor einem Austreten zu schützen. Wasserstoff weist flüchtige Eigenschaften auf und neigt dazu, aus einem Behälter auszudampfen. Mittels einer stark ausgebildeten ersten Isolationsschicht kann dieses Ausdampfen reduziert werden. Zudem kann der Wasserstoff beispielsweise auf ersten physikalischen Eigenschaften gehalten werden. Somit können diejenigen ersten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs bereitgestellt werden, welche zur Lagerung des Wasserstoffs geeignet sind. So kann beispielsweise mittels der ersten Isolationsschicht der Wasserstoff auf einer bestimmten geringen Temperatur, einem hohen Druck oder einem bestimmten Aggregatszustand gehalten werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Innentank eine zweite Isolationsschicht auf, wobei sich die zweite Isolationsschicht von der ersten Isolationsschicht unterscheidet. In dem Innentank kann der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften gelagert werden, wobei die zweiten physikalischen Eigenschaften so ausgebildet sind, dass sie an einem Verbraucher effizient umgesetzt werden können. Diese zweiten physikalischen Eigenschaften können allerdings schlechtere Lagerungseigenschaften aufweisen, da sie beispielsweise aufgrund höherer Temperatur oder geringerem Druck ein höheres Abdampfverhalten aufweisen. Dennoch besteht durch die Tank-im-Tank-Architektur die Möglichkeit, die zweite Isolationsschicht des Innentanks dünner bzw. anders auszubilden als die erste Isolationsschicht des Außentanks. Zwar kann somit ein Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften leichter aus dem Innentank ausdampfen, dieser wird jedoch durch den Außentank aufgenommen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich die zweite Isolationsschicht von der ersten Isolationsschicht derart, dass die zweite Isolationsschicht dünner und schwächer ausgebildet ist als die erste Isolationsschicht, welche dicker und stärker ausgebildet ist. Aufgrund einer starken ersten Isolationsschicht des Außentanks kann dennoch der aus dem Innentank ausgedampfte Wasserstoff vor dem Ausdampfen in die Umgebung geschützt werden. Der ausgedampfte Wasserstoff kann in dem Außentank wieder auf die ersten physikalischen Eigenschaften eingestellt werden. Somit kann Gewicht der Isolationsschichten eingespart werden, da es unnötig ist, zwei gleich starke und dicke und somit schwergewichtige Isolationsschichten einzusetzen.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ferner eine Umwandeleinrichtung eingesetzt. Die Umwandeleinrichtung ist derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in den Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist. Die Umwandelvorrichtung kann aus mindestens je einem Heizelement, einem Kühlelement und einem Druckregelelement bestehen. Die Umwandelvorrichtung kann ferner aus der Gruppe bestehend aus Heizelementen, Kühlelementen und Druckregelelementen ausgebildet sein. Wird beispielsweise ein Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften von dem Außentank in den Innentank befördert, so kann mittels der Umwandeleinrichtung der Wasserstoff in Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umgewandelt werden. Wird der Wasserstoff beispielsweise in dem Außentank bei äußerst hohen Druck und geringer Temperatur gelagert, so kann mittels Heizelementen oder Druckregelelementen der Wasserstoff erwärmt und entspannt werden, so dass Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften in dem Innentank vorliegen kann. Mittels der Umwandeleinrichtung kann ein Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften permanent bereitgestellt und nachgeliefert werden, so dass einem Verbraucher Wasserstoff mit effizienten physikalischen Eigenschaften bereitgestellt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner eine Außentankregeleinrichtung auf. Die Außentankregeleinrichtung ist derart eingerichtet, dass in dem Außentank der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften einstellbar ist. Die Außentankregeleinrichtung kann aus mindestens je einem Heizelement, einem Kühlelement und einem Druckregelelement bestehen. Die Außentankregeleinrichtung kann ferner aus der Gruppe bestehen aus Heizelementen, Kühlelementen und Druckregelelementen ausgewählt sein. Mittels der Außentankregeleinrichtung besteht die Möglichkeit, die ersten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs einzustellen, so dass physikalische Eigenschaften vorliegen, welche geeignet sind, den Wasserstoff zu lagern. So kann mittels der Außentankregeleinrichtung beispielsweise eine Wasserstofftemperatur verringert oder erhöht werden oder ein bestimmter Druck eingestellt werden. Somit kann ein Verflüchtigen des Wasserstoffs verringert werden, indem erste physikalische Eigenschaften des Wasserstoffs eingestellt werden, mit denen Wasserstoff geringe Ausdampfungseigenschaften aufweist.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner einen Kompressor auf. Der Kompressor ist eingerichtet, um Wasserstoff von dem Außentank in den Innentank zu befördern, so dass aufgrund eines ersten Druckes des Wasserstoffs im Außentank und eines unterschiedlichen zweiten Druckes des Wasserstoffs im Innentank eine Befüllung des Innentanks mit Wasserstoff von dem Außentank schneller umsetzbar ist. Mit anderen Worten kann der Wasserstoff einerseits aufgrund von Druckunterschieden zwischen Innentank und Außentank befördert werden, andererseits kann zur schnelleren Befüllung des Innentanks ein Kompressor eingesetzt werden. Somit kann dem Innentank zügig ein Wasserstoff bereitgestellt werden, so dass bei starker Abnahme des Wasserstoffs von einem Verbraucher aus dem Innentank ständig ausreichend Wasserstoff bereitgestellt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner ein Innentanksicherungsventil auf. Das Innentanksicherungsventil ist eingerichtet, den Wasserstoff von dem Innentank in den Außentank abzulassen. In dem Falle, dass physikalische Eigenschaften des Wasserstoffs in dem Innentank einen kritischen Zustand erreichen, so kann mittels eines Innentanksicherungsventils dieser in den Außentank abgelassen werden. Somit kann verhindert werden, dass der Innentank bei Auftreten von kritischen physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs zerstört wird.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner ein Außentanksicherungsventil auf. Das Außentanksicherungsventil kann derart eingerichtet sein, den Wasserstoff von dem Außentank in eine Umgebung gezielt abzulassen. Bei Auftreten von kritischen Eigenschaften des Wasserstoffs kann über ein Außentanksicherungsventil der Wasserstoff gezielt abgelassen werden. Ferner kann mittels des Außentanksicherungsventils der Wasserstoff an einer bestimmten Stelle abgelassen werden, beispielsweise aus einem Flugzeug heraus in die Umgebung. Somit kann die Sicherheit in einem Flugzeug erhöht werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner eine Zuführeinrichtung auf. Die Zuführeinrichtung ist derart an dem Außentank eingerichtet, dass eine Befüllvorrichtung zum Befüllen von Wasserstoff in den Außentank anschließbar ist. Die Befülleinrichtung kann beispielsweise derart an dem Außentank eingerichtet sein, dass eine Verbindung an dem Flugzeugrumpf geschaffen wird, so dass von außen eine Tankanlage anschließbar ist. Diese Zuführeinrichtung kann ferner standardisierte Kupplungen aufweisen, so dass verschiedenste Befüllvorrichtungen zum Befüllen von Wasserstoff anschließbar sind. Somit kann in einfacher Art und Weise ein Wasserstoff in den Außentank eingebracht werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Zuführeinrichtung eine standardisierte und austauschbare Kupplung auf. Die Kupplung ist derart eingerichtet, dass verschiedene Befüllvorrichtungen anschließbar sind. Somit kann die Tankvorrichtung an verschiedenste Tankanlagen angeschlossen werden, ohne das größere Umbaumaßnahmen notwendig sind. Mittels der standardisierten Kupplung kann Wasserstoff aus den verschiedensten Befüllvorrichtungen beschafft werden. Die Umrüst- und Tankzeiten können somit reduziert werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Außentank ein Berstscheibenelement auf. Das Berstscheibenelement ist derart eingerichtet, dass das Berstscheibenelement bei Vorliegen von Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften deformierbar und der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften gezielt an die Umgebung abgebbar ist. Somit können im Falle von Notsituationen die Berstscheibenelemente gezielt deformiert werden, so dass an einem gezielten Ort der Wasserstoff an eine Umgebung entweichen kann. Die Umgebung kann eine Flugzeugkabine oder die Flugzeugumgebung selbst darstellen. Somit kann die Systemsicherheit der Tankvorrichtung erhöht werden. Ferner kann in einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der Innentank Berstscheibenelemente aufweisen, welche einen Austritt von Wasserstoff in den Außentank ermöglichen.
  • Die Umgebung kann eine Flugzeugkabine oder die Flugzeugumgebung selbst darstellen. Dies bedeutet, dass Wasserstoff mittels Berstscheibenelemente oder Ventile von der Tankvorrichtung in eine Flugzeugkabine oder an eine äußere Flugzeugumgebung außerhalb der Flugzeugkabine abgeführt werden kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Innentank ein weiteres Berstscheibenelement auf. Das weitere Berstscheibenelement ist derart eingerichtet, dass das weitere Berstscheibenelement bei Vorliegen von Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften deformierbar ist und der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften gezielt in den Außentank abgebbar ist. Somit kann der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften zügig in den Außentank abgeleitet werden. Dadurch kann beispielsweise ein Platzen des Innentanks verhindert werden. Zudem kann dich der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften in dem Außentank wieder in Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften umgewandelt werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner eine Steuereinrichtung und einen Innentanksensor auf. Der Innentanksensor kann in dem Innentank derart eingerichtet sein, dass die zweiten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs messbar sind. Die Steuervorrichtung ist derart eingerichtet, dass die Steuereinrichtung abhängig von Messdaten des Innentanksensors die Umwandelvorrichtung steuert. Der Innentanksensor kann physikalische Werte, wie beispielsweise Temperatur oder Druck des Wasserstoffs messen und an eine Steuereinrichtung abgeben. Diese kann automatisch aufgrund von vorgegebenen Solldaten oder eingegebenen Daten die Umwandeleinrichtung ansteuern und somit eine Temperatur reduzieren oder erhöhen oder einen Druck erhöhen oder vermindern. Somit ist permanent sichergestellt, dass die zweiten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs in dem Innentank bereitgestellt werden. Gleiches ist in dem Außentank umsetzbar, indem ein Außentanksensor eingerichtet ist.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist der Innentank integral mit dem Außentank ausgebildet. Somit kann der Außentank mit dem Innentank als Einheit, nämlich einstückig und integral, ausgebildet werden, so dass eine höhere Stabilität erreichbar ist. Ferner kann aufgrund der integralen Bauweise ein Gewicht reduziert werden. Integral bedeutet, dass der Außentank mir dem Innentank als Einheit beispielsweise in integraler Bauweise ausgebildet sein kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung ferner eine Befestigungsvorrichtung auf. Die Befestigungsvorrichtung ist derart eingerichtet, dass die Befestigungsvorrichtung den Innentank beabstandet von dem Außentank haltert. Somit kann mittels der Befestigungsvorrichtung der Innentank beabstandet von dem Außentank gehaltert werden, so dass ein Kontakt des Innentanks mit dem Außentank unterbunden wird. Ferner kann die Befestigungseinrichtung Dämpfungselemente aufweisen, welche den Innentank vor Erschütterungen und Stößen schützen können. Mittels der Beabstandung des Innentanks zu dem Außentank können verbesserte Isoliereigenschaften umgesetzt werden, da der Innentank ohne Kontakt zu dem Außentank gelagert wird.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Befestigungsvorrichtung Dämpfungselemente auf. Die Dämpfungselemente sind eingerichtet, Stöße und Schwingungen zwischen Innentank und Außentank zu dämpfen. Die Dämpfungselemente können aus einem stoß-absorbierenden Dämpfungsmaterial, aus hydraulischen oder pneumatischen Dampfern bestehen. Somit kann eine Erschütterung des Innentanks verhindert werden, zumal der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften leichter entflammbar sein kann.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist die Tankvorrichtung eine Vielzahl von Innentanks auf. Die Vielzahl von Innentanks ist ebenso in dem Außentank gelagert und weisen dieselben Eigenschaften wie der oben beschriebene Innentank auf. Somit kann jeder der Innentanks Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften aufnehmen. Damit kann die Tankvorrichtung dynamischer den Wasserstoff dem Verbraucher bereitstellen, da in dem Falle, indem ein Innentank leer ist, zügig Wasserstoff aus einem weiteren Innentank entnommen werden. Gleichzeitig kann der leere Innentank wieder Wasserstoff aufnehmen. Zudem kann jeder der Innentanks Wasserstoff mit verschiedenen physikalischen Eigenschaften aufnehmen und ganz unterschiedlichen Verbrauchern bereitstellen. Somit können die physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs in jedem der Innentanks an einen bestimmten Verbraucher angepasst werden. Die Systemeffektivität kann somit erhöht werden.
  • Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens weist der erste Wasserstoff einen ersten Druck und eine erste Temperatur auf und der zweite Wasserstoff einen zweiten Druck und eine zweite Temperatur auf. Der erste Druck ist größer als der zweite Druck und die erste Temperatur ist kleiner als die zweite Temperatur. Somit liegt der Wasserstoff im Außentank mit ersten physikalischen Eigenschaften vor, welche zum Lagern in einem Tank geeignet sind. Wasserstoff kann beispielsweise bei hohem Druck und niedriger Temperatur in gasförmigen oder flüssigen Aggregatszustand gelagert werden, wodurch gleichzeitig ein Ausdampfen von Wasserstoff aus dem Außentank reduziert wird. Im Innentank kann der Wasserstoff einen geringeren Druck und eine höhere Temperatur aufweisen, wobei dieser Wasserstoff mit diesen zweiten physikalischen Eigenschaften von einem Verbraucher mit einem höhern Wirkungsgrad umgesetzt werden kann. Zwar werden damit die Ausdampfungseigenschaften des Wasserstoffs mit zweiten physikalischen Eigenschaften erhöht, ein ausgedampfter Wasserstoff wird jedoch von dem Außentank aufgefangen. Somit können die ersten und zweiten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs immer auf ihre Verwendung, d. h. zum Lagern oder zum Verbrennen, eingestellt werden, wodurch sich der Wirkungsgrad der gesamten Tankvorrichtung hinsichtlich Gewichtsersparnis und des Wasserstoffverbrauchs erhöht.
  • Die Ausführungsbeispiele der Tankvorrichtung gelten zudem für das Verfahren, der Verwendung sowie für das Flugzeug und umgekehrt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung des Grundprinzips der Tankvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;
  • 2 eine schematische Darstellung einer Tankvorrichtung mit Zusatzkomponenten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Lagerung des Innentanks in dem Außentank gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
  • Gleiche oder ähnliche Komponenten in unterschiedlichen Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
  • 1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Es wird eine Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug aufgezeigt. Die Tankvorrichtung weist einen Außentank 1 und einen Innentank 7 auf. Der Innentank 7 ist dabei in dem Außentank 1 gelagert. Der Außentank 1 ist dabei derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist. Der Innentank 7 ist derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist. Der Außentank ist derart mit dem Innentank 7 verbunden, dass dem Innentank 7 der Wasserstoff zuführbar ist. Der Innentank 7 ist derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in den Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist. Der Innentank 7 ist derart eingerichtet, dass der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften an einen Verbraucher zuführbar ist.
  • Der Außentank 1 bzw. Kryotank, weist eine dicke Isolation/erste Isolationsschicht 15 auf, wobei der Innentank 7 eine leichte Isolation/zweite Isolationsschicht 16 aufweisen kann. Der Außentank lagert dabei Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften mit beispielsweise einem Druck P1 und einer Temperatur T1. Dem Innentank kann dieser Wasserstoff zugeführt werden, wobei gleichzeitig der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umgewandelt werden kann. Diese zweiten physikalischen Eigenschaften weisen beispielsweise einen geringeren Druck P2 oder eine höhere Temperatur T2 auf. Von diesem Innentank 7 kann über eine Entnahme (11) der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften an einen Verbraucher bereitgestellt werden.
  • Unter den ersten physikalischen Eigenschaften können die erste Temperatur T1 und der erste Druck P1 zugeordnet werden. Unter den zweiten physikalischen Eigenschaften können die zweite Temperatur T2 und der zweite Druck P2 zugeordnet werden.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Tankvorrichtung mit möglichen Zusatzkomponenten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Der Außentank 1 weist dabei eine dicke Außenisolation/erste Isolationsschicht 15 auf. Die ersten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs in dem Außentank 1 können beispielsweise über eine Außentankregeleinrichtung 18, wie beispielsweise eine Heizvorrichtung oder ein Außentankkompressor, oder ein Ventil 4 eingestellt werden. Über eine Zuführeinrichtung 3 kann Wasserstoff in den Außentank 1 eingeführt werden. So besteht die Möglichkeit, einen bestimmten Druck P1 und eine bestimmte Temperatur T1 mittels beispielsweise einer Heizung/einem Heizelement 2 bereitzustellen.
  • Ferner wird in 2 der Innentank 7 gezeigt, welcher eine dünne Innenisolation/zweite Isolationsschicht 16 aufweist. In dem Innentank 7 kann der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften bereitgestellt werden, wie beispielsweise mit einem Druck P2 oder einer Temperatur T2. Mittels einer Umwandeleinrichtung 10, welche beispielsweise aus Heizelementen 10' oder Druckregelelementen 8 besteht, kann der zweite Innendruck P2 oder die zweite Temperatur T2 eingestellt werden. Der zweite Druck P2 und die zweite Temperatur T2 sind dabei derart eingestellt, dass Wasserstoff mit diesen physikalischen Eigenschaften einen effizienten Wirkungsgrad bei einem Verbraucher erzielt. Über eine Zuführleitung (11) kann der Wasserstoff aus dem Innentank 7 zu dem Verbraucher zugeführt werden.
  • Ferner weist der Innentank 7 ein Innentanksicherungsventil 9 auf, wodurch Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise erhöhtem Druck oder zu hoher Temperatur, in den Außentank 1 abgelassen werden kann.
  • Zur schnelleren Befüllung des Innentanks 7 mit Wasserstoff aus dem Außentank 1 kann ein Kompressor 8 eingesetzt werden, welcher eine schnellere Beförderung von Wasserstoff in den Innentank 7 bereitstellt.
  • Der Außentank 1 weist ferner Berstscheiben 5, 6 auf, welche bei kritischen physikalischen ersten Eigenschaften des Wasserstoffs deformierbar sind und den Wasserstoff schnell und zügig aus dem Außentank 1 hinaus an eine Flugzeugumgebung mit einem Umgebungsdruck Pa befördern. Ebenso kann der Innentank 7 Berstscheibenelemente 12, 13 aufweisen, welche bei kritischen physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs deformierbar sind und den Wasserstoff an den Außentank 1 abgeben.
  • Der Außentank 1 kann ferner eine Außentankregeleinrichtung 18 aufweisen, welche gezielt die Heizung 2 oder ein Vakuumventil 14 steuert, um erste physikalische Eigenschaften des Wasserstoffs, wie beispielsweise ersten Druck P1 und erste Temperatur T1, einzustellen.
  • Der Innentank 7 kann ferner einen Innentanksensor 20 aufweisen, welcher permanent die zweiten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs misst und beispielsweise an eine Steuereinrichtung weitergeben kann. Die Steuereinrichtung kann aufgrund der gemessenen Sensordaten die, Umwandeleinrichtung 10 gezielt steuern, so dass permanent der Wasserstoff mit definierten zweiten physikalischen Eigenschaften vorliegt.
  • 3 zeigt eine beispielhafte Lagerung des Innentanks 7 in dem Außentank 1. Der Außentank 1 weist hierbei eine dicke und starke Außenisolation 15 auf. Der Innentank 7 wird dabei beabstandet mittels einer Befestigungseinrichtung 21 gehaltert. Zudem kann der Innentank 7 keine Isolation oder eine dünne und leichtgewichtige zweite Isolationsschicht 16 aufweisen. Die Befestigungseinrichtung 21 kann beispielsweise über Stabsysteme den Innentank 7 beabstanden. An solchen Stabsystemen können zudem Dämpfungselemente 19 angeordnet werden, so dass der Innentank 7 weniger Stöße oder Vibrationen des Außentanks 1 aufnimmt. Dies kann die Sicherheit erhöhen, da in dem Innentank 7 häufig ein Wasserstoff gespeichert wird, welcher günstige Verbrennungseigenschaften für einen Verbraucher aufweist und somit hoch sensibel gelagert werden sollte.
  • Der Innentank 7 weist ferner eine Entnahmevorrichtung (11) auf, mit der der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften einem Verbraucher zugeführt werden kann. Zur Befüllung des Innentanks 7 mit Wasserstoff aus dem Außentank 1 kann ein Kompressor 8 eingesetzt werden, um zudem auch die Befüllgeschwindigkeit zu erhöhen.
  • Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „umfassend” keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine” oder „ein” keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.

Claims (22)

  1. Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff für ein Flugzeug; wobei die Tankvorrichtung aufweist: einen Außentank (1); und einen Innentank (7); wobei der Innentank (7) in dem Außentank (1) gelagert ist; wobei der Außentank (1) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist; wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften lagerbar ist; wobei der Innentank (7) zum Lagern des Wasserstoffs bei geringerem Druck und höherer Temperatur als im Außentank (1) ausgeführt ist; wobei der Außentank (1) derart mit dem Innentank (7) verbunden ist, dass dem Innentank (7) der Wasserstoff von dem Außentank zuführbar ist; wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in den Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist; wobei der Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften von dem Innentank (7) entnehmbar und an einen Verbraucher zuführbar ist; wobei der Außentank (1) eine erste Isolationsschicht (15) aufweist; und wobei der Innentank (7) eine zweite Isolationsschicht (16) aufweist.
  2. Tankvorrichtung nach Anspruch 1; wobei die zweite Isolationsschicht (16) sich von der ersten Isolationsschicht (15) unterscheidet.
  3. Tankvorrichtung nach Anspruch 2; wobei sich die zweite Isolationsschicht (16) von der ersten Isolationsschicht (15) derart unterscheidet, dass die zweite Isolationsschicht (16) dünner und schwächer ausgebildet ist als die erste Isolationsschicht (15), welche dicker und stärker ausgebildet ist.
  4. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3; ferner aufweisend: eine Umwandeleinrichtung (10); wobei die Umwandeleinrichtung (10) derart eingerichtet ist, dass der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in den Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften umwandelbar ist.
  5. Tankvorrichtung nach Anspruch 4; wobei die Umwandeleinrichtung (10) aus mindestens je einem Heizelement (10'), einem Kühlelement und einem Druckregelelement besteht.
  6. Tankvorrichtung nach Anspruch 4; wobei die Umwandeleinrichtung (10) aus der Gruppe bestehend aus Heizelementen, Kühlelementen und Druckregelelementen ausgewählt ist.
  7. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6; ferner aufweisend: eine Außentankregeleinrichtung (18); wobei die Außentankregeleinrichtung (18) derart eingerichtet ist, dass in dem Außentank (1) der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften einstellbar ist; wobei die Außentankregeleinrichtung (18) aus der Gruppe bestehend aus Heizelementen, Kühlelementen und Druckregelelementen ausgewählt ist.
  8. Tankvorrichtung nach Anspruch 7; wobei die Außentankregeleinrichtung (18) aus mindestens je einem Heizelement (2), einem Kühlelement und einem Druckregelelement besteht.
  9. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8; ferner aufweisend: einen Kompressor (8); wobei der Kompressor (8) eingerichtet ist, den Wasserstoff von dem Außentank (1) in den Innentank (7) zu befördern, so dass aufgrund eines ersten Druckes (P1) des Wasserstoffs im Außentank (1) und eines unterschiedlichen zweiten Druckes (P2) des Wasserstoffs im Innentank (7) eine Befüllung des Innentanks (7) mit dem Wasserstoff von dem Außentank (1) schneller umsetzbar ist.
  10. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9; ferner aufweisend: ein Innentanksicherungsventil (9); wobei das Innentanksicherungsventil (9) eingerichtet ist, den Wasserstoff von dem Innentank (7) in den Außentank (1) abzulassen.
  11. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10; ferner aufweisend: ein Außentanksicherungsventil (4); wobei das Außentanksicherungsventil (4) eingerichtet ist, den Wasserstoff von dem Außentank (1) in eine Umgebung gezielt abzulassen.
  12. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11; ferner aufweisend: eine Zuführeinrichtung (3); wobei die Zuführeinrichtung (3) an dem Außentank (1) derart eingerichtet ist, dass eine Befüllvorrichtung zum Befüllen von Wasserstoff in den Außentank (1) anschließbar ist.
  13. Tankvorrichtung nach Anspruch 12; wobei die Zuführeinrichtung (3) eine standardisierte und austauschbare Kupplung aufweist; wobei die Kupplung derart eingerichtet ist, dass verschiedene Befüllvorrichtungen anschließbar sind.
  14. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13; wobei der Außentank (1) ein Berstscheibenelement (5, 6) aufweist; wobei das Berstscheibenelement (5, 6) derart eingerichtet ist, dass das Berstscheibenelement (5, 6) bei Vorliegens von Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften deformierbar ist und der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften gezielt an die Umgebung abgebbar ist.
  15. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14; wobei der Innentank (7) ein weiteres Berstscheibenelement (12, 13) aufweist; wobei das weitere Berstscheibenelement (12, 13) derart eingerichtet ist, dass das weitere Berstscheibenelement (12, 13) bei Vorliegens von Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften deformierbar ist und der Wasserstoff mit kritischen physikalischen Eigenschaften gezielt in den Außentank (1) abgebbar ist.
  16. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 15; ferner aufweisend: eine Steuereinrichtung; und einen Innentanksensor (20); wobei der Innentanksensor (20) in dem Innentank (7) derart eingerichtet ist, dass die zweiten physikalischen Eigenschaften des Wasserstoffs messbar sind; wobei die Steuereinrichtung derart eingerichtet ist, dass die Steuereinrichtung abhängig von Messdaten des Innentanksensors (20) die Umwandelvorrichtung steuert.
  17. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17; wobei der Innentank (7) integral mit dem Außentank (1) ausgebildet ist.
  18. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17; ferner aufweisend: eine Befestigungseinrichtung (21); wobei die Befestigungseinrichtung (21) derart eingerichtet ist, dass die Befestigungseinrichtung (21) den Innentank (7) beabstandet von dem Außentank (1) haltert.
  19. Tankvorrichtung nach Anspruch 18; wobei die Befestigungsvorrichtung Dämpfungselemente (19) aufweist; wobei die Dämpfungselemente (19) eingerichtet sind, Stöße und Schwingungen zwischen Innentank (7) und Außentank (1) zu dämpfen.
  20. Tankvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, ferner aufweisend: eine Vielzahl von Innentanks (7); wobei die Vielzahl von Innentanks (7) in dem Außentank (1) gelagert ist.
  21. Verfahren zum Lagern von Wasserstoff für ein Flugzeug; wobei das Verfahren aufweist: Lagern von einem Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften in einem Außentank (1); Zuführen des Wasserstoffs mit ersten physikalischen Eigenschaften von dem Außentank (1) in einen Innentank (7); Umwandeln des Wasserstoffs mit ersten physikalischen Eigenschaften in einen Wasserstoff mit zweiten physikalischen Eigenschaften; Entnahme des Wasserstoffs mit den zweiten physikalischen Eigenschaften aus dem Innentank (7); Zuführen des Wasserstoffs mit den zweiten physikalischen Eigenschaften an einen Verbraucher; wobei der Innentank (7) in dem Außentank (1) gelagert ist; wobei der Außentank (1) eine erste Isolationsschicht (15) aufweist; und wobei der Innentank (7) eine zweite Isolationsschicht (16) aufweist, wobei der Wasserstoff mit ersten physikalischen Eigenschaften einen ersten Druck (P1) und eine erste Temperatur (T1) aufweist; wobei der Wasserstoff mit den zweiten physikalischen Eigenschaften einen zweiten Druck (P2) und eine zweite Temperatur (T2) aufweist; wobei der erste Druck (P1) größer als der zweite Druck (P2) ist; wobei die erste Temperatur (T1) kleiner als die zweite Temperatur (T2) ist.
  22. Verwendung einer Tankvorrichtung zur Lagerung von Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 20 in einem Flugzeug.
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CN200880017416.7A CN101680598B (zh) 2007-05-31 2008-05-21 储存氢的储罐装置及其应用、储存氢的方法以及飞行器
EP08759866A EP2162670B1 (de) 2007-05-31 2008-05-21 Vorrichtung und verfahren zur speicherung von wasserstoff für ein flugzeug
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RU2009148879/06A RU2462654C2 (ru) 2007-05-31 2008-05-21 Способ хранения водорода для летательного аппарата и устройство для его осуществления
AT08759866T ATE508316T1 (de) 2007-05-31 2008-05-21 Vorrichtung und verfahren zur speicherung von wasserstoff für ein flugzeug
US12/601,635 US8430237B2 (en) 2007-05-31 2008-05-21 Device and method for storing hydrogen for an aircraft
JP2010509793A JP2010528238A (ja) 2007-05-31 2008-05-21 航空機のための水素貯蔵装置および方法
BRPI0812126-5A2A BRPI0812126A2 (pt) 2007-05-31 2008-05-21 Dispositivo e método para armazenar hidrogênio para uma aeronave

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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011107883A1 (de) * 2011-07-18 2013-01-24 Gaby Traute Reinhardt Druck-Speichereinrichtung
FR2996625B1 (fr) * 2012-10-09 2017-08-11 Gaztransport Et Technigaz Reservoir etanche et isolant pour contenir un fluide froid sous pression
JP2016508912A (ja) * 2012-12-28 2016-03-24 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Ｌｎｇボイルオフを管理する方法及びｌｎｇボイルオフの管理組立体
WO2015161043A1 (en) * 2014-04-18 2015-10-22 Miller Jr Robert A High pressure enhanced structure technology
DE102014112059A1 (de) * 2014-08-22 2016-02-25 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Brennstoffzellensystem-Reaktionsgasbehälter mit optimierter Raumausnutzung
EP3026322A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-01 Linde Aktiengesellschaft Speichereinrichtung für unterkühlte kryogene Flüssigkeiten
DE102014226545A1 (de) * 2014-12-19 2016-06-23 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kraftfahrzeug mit einem kryogenen Druckbehälter und Verfahren zum Betanken eines kryogenen Druckbehälters eines Kraftfahrzeuges
US10843808B2 (en) * 2016-11-29 2020-11-24 Insitu, Inc. Methods and apparatus for cryogenic fuel bayonet transfers
KR102117852B1 (ko) * 2018-07-02 2020-06-03 주식회사래티스테크놀로지 내부 증발기를 가진 유체탱크
CN110530151A (zh) * 2019-08-22 2019-12-03 安徽枫慧金属股份有限公司 一种熔炼助燃气体储存装置
CN111942620A (zh) * 2020-08-11 2020-11-17 中国科学院微小卫星创新研究院 电推进贮箱支撑结构及其总装方法
DE102020215929A1 (de) * 2020-12-15 2022-06-15 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tankvorrichtung zur Temperaturdruckentlastung eines Wasserstofftanks
FR3120678B1 (fr) 2021-03-10 2023-12-08 Faurecia Systemes Dechappement Réservoir de gaz sous haute pression
CN114909599B (zh) * 2022-05-09 2023-08-25 重庆大学 一种新能源汽车用储氢罐及其使用方法
FR3135253A1 (fr) * 2022-05-09 2023-11-10 Jean-Michel SCHULZ Dispositif de stockage et de distribution d’hydrogène pour aéronef.
US11885465B2 (en) 2022-05-10 2024-01-30 General Electric Company Systems for refueling cryo-compressed hydrogen tanks and methods for operating the same

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE324662C (de) * 1920-09-02 Wagner G Behaelter fuer unter Druck befindliche Gase
DE2443815C3 (de) * 1974-09-13 1983-01-20 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Vorrichtung zur Förderung einer kryogenen Flüssigkeit
DE4320556A1 (de) * 1993-06-21 1994-12-22 Linde Ag Speicherbehälter für kryogene Medien
DE4328962A1 (de) * 1993-08-27 1995-03-02 Linde Ag Speicherbehälter
DE19704361C1 (de) * 1997-02-05 1998-01-02 Linde Ag Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum abgasfreien Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung
US6432176B1 (en) * 1998-12-15 2002-08-13 Mannesmann Ag Device for storing compressed gas
DE10105819A1 (de) * 2001-02-07 2002-08-29 Messer Griesheim Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die Kraftstoffversorgung eines mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugs
US6672077B1 (en) * 2001-12-11 2004-01-06 Nanomix, Inc. Hydrogen storage in nanostructure with physisorption
DE102004010937A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Airbus Deutschland Gmbh Wechselkartusche für Flüssigwasserstoff
DE102004061026A1 (de) * 2004-12-18 2006-06-22 Bayerische Motoren Werke Ag Einrichtung zur Entnahme von Gas aus einem Behälter

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US344662A (en) * 1886-06-29 Starching machine
US704360A (en) * 1901-07-03 1902-07-08 Natural Power Co Blower and compressor.
US704361A (en) * 1901-12-14 1902-07-08 Oscar F Ehrle Electric cut-out.
US1010819A (en) * 1911-02-02 1911-12-05 Hiram F Thompson Irrigating device for trees.
FR734613A (fr) * 1931-04-08 1932-10-24 Air Liquide Procédé et dispositif de vidange et de remplissage de récipients d'emmagasinement pour gaz liquéfiés
US2443815A (en) * 1942-01-30 1948-06-22 Mallory & Co Inc P R Tool for preparing contact blanks
US3971847A (en) * 1973-12-26 1976-07-27 The United States Of America As Represented By The Adminstrator Of The National Aeronautics And Space Administration Hydrogen-rich gas generator
US4328962A (en) * 1979-06-15 1982-05-11 Bell & Howell Company Mail sorting machine
US4320556A (en) * 1980-09-12 1982-03-23 Tennant Company Surface maintenance equipment
JPS63125895A (ja) * 1986-11-13 1988-05-30 Mitsubishi Electric Corp 極低温冷媒容器
US4821907A (en) * 1988-06-13 1989-04-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Surface tension confined liquid cryogen cooler
CN2050924U (zh) * 1989-04-15 1990-01-10 陆剑飞 气体的充放及回收装置
US5373701A (en) * 1993-07-07 1994-12-20 The Boc Group, Inc. Cryogenic station
US5404918A (en) * 1993-09-03 1995-04-11 Minnesota Valley Engineering, Inc. Cryogenic liquid storage tank
DE19704360C1 (de) 1997-02-05 1998-01-02 Linde Ag Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum abgasfreien Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung
EP1179702B1 (de) 2000-08-08 2007-04-11 NuCellSys GmbH Speicherbehälter für gasförmige Medien
JP2002130595A (ja) * 2000-10-27 2002-05-09 Toyota Motor Corp 燃料貯蔵タンク
JP2002195499A (ja) 2000-12-26 2002-07-10 Honda Motor Co Ltd 高圧水素タンク用安全弁
US6932958B2 (en) * 2003-03-26 2005-08-23 Gas Technology Institute Simplified three-stage fuel processor
US7150299B2 (en) * 2003-09-12 2006-12-19 Air Products And Chemicals, Inc. Assembly and method for containing, receiving and storing fluids and for dispensing gas from a fluid control and gas delivery assembly having an integrated fluid flow restrictor
US7305836B2 (en) * 2004-05-19 2007-12-11 Eden Innovations Ltd. Cryogenic container and superconductivity magnetic energy storage (SMES) system
JP4757454B2 (ja) * 2004-05-20 2011-08-24 エア・ウォーター株式会社 大形極低温液化ガス貯槽の製造方法
RU2284951C2 (ru) 2004-06-08 2006-10-10 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Способ заправки жидким водородом топливного бака ракетно-космической системы
DE102004039840A1 (de) * 2004-08-17 2006-02-23 Linde Ag Speicherbehälter für kryogene Medien
JP2007170548A (ja) * 2005-12-22 2007-07-05 Denso Corp 液体燃料貯蔵装置
CA2539232C (en) * 2006-03-22 2008-01-08 Westport Research Inc. Multi-fuel storage system and method of storing fuel in a multi-fuel storage system
US7806365B2 (en) * 2006-07-05 2010-10-05 The Boeing Company Long endurance hydrogen powered vehicle

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE324662C (de) * 1920-09-02 Wagner G Behaelter fuer unter Druck befindliche Gase
DE2443815C3 (de) * 1974-09-13 1983-01-20 Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn Vorrichtung zur Förderung einer kryogenen Flüssigkeit
DE4320556A1 (de) * 1993-06-21 1994-12-22 Linde Ag Speicherbehälter für kryogene Medien
DE4328962A1 (de) * 1993-08-27 1995-03-02 Linde Ag Speicherbehälter
DE19704361C1 (de) * 1997-02-05 1998-01-02 Linde Ag Betankungseinrichtung für kryogene Kraftstoffe und Verfahren zum abgasfreien Betanken von Fahrzeugen jeder Art mit unterkühlter Flüssigkeit aus einer derartigen Betankungseinrichtung
US6432176B1 (en) * 1998-12-15 2002-08-13 Mannesmann Ag Device for storing compressed gas
DE10105819A1 (de) * 2001-02-07 2002-08-29 Messer Griesheim Gmbh Vorrichtung und Verfahren für die Kraftstoffversorgung eines mit kryogenem Kraftstoff betriebenen Fahrzeugs
US6672077B1 (en) * 2001-12-11 2004-01-06 Nanomix, Inc. Hydrogen storage in nanostructure with physisorption
DE102004010937A1 (de) * 2004-03-05 2005-09-22 Airbus Deutschland Gmbh Wechselkartusche für Flüssigwasserstoff
DE102004061026A1 (de) * 2004-12-18 2006-06-22 Bayerische Motoren Werke Ag Einrichtung zur Entnahme von Gas aus einem Behälter

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010528238A (ja) 2010-08-19
ATE508316T1 (de) 2011-05-15
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CN101680598B (zh) 2014-02-12
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US20100170907A1 (en) 2010-07-08
CN101680598A (zh) 2010-03-24
RU2462654C2 (ru) 2012-09-27
US8430237B2 (en) 2013-04-30
DE102007025217A1 (de) 2008-12-11

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