DE102007052259A1 - Fuel supply device for proportional supply of hydrogen to consumer, particularly to internal combustion engine of motor vehicle, for burning gaseous fuel in combustion chamber, has hydrogen storage, particularly cryogenic tank - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffversorgungseinrichtung für ein mit Wasserstoff betreibbares Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs, deren Wasserstoff-Entnahmeeinrichtung aus einem Behälter, insbesondere aus einem Kryotank, einen Sorptionshydridkompressor als Druckerhöhungseinrichtung für gasförmigen Wasserstoff umfasst.The The invention relates to a fuel supply device for a motor vehicle operable with hydrogen according to the preamble of the first claim, whose hydrogen extraction device a container, in particular from a cryotank, a Sorptionshydridkompressor as pressure booster for gaseous hydrogen.
Es ist bereits bekannt, Kraftfahrzeuge mit Wasserstoff anzutreiben und diesen Treibstoff zum Beispiel als kondensiertes Gas in einem Behälter im Kraftfahrzeug zu speichern. Zu dieser verflüssigten Speicherung sind spezielle druckfeste Behälter notwendig, die aufgrund der tiefen Speichertemperaturen eine sehr gute Isolation besitzen sollten. Dabei ist bekannt, zur Vermeidung von Wärmeeintrag aus der Umgebung, doppelwandige, vakuumisolierte Behälter zu verwenden.It It is already known to drive motor vehicles with hydrogen and this fuel, for example, as condensed gas in one Store container in the vehicle. To this liquefied storage special pressure-resistant containers are necessary due to the deep storage temperatures have a very good insulation should. It is known to avoid heat input from the environment, double-walled, vacuum-insulated containers to use.
Des weiteren kann Wasserstoff in Kraftfahrzeugen, zu deren Betrieb, auch in Druckgasspeichern oder in Hydridspeichern bevorratet werden. Erfolgt die Speicherung allerdings in Form von tiefkaltem, verflüssigtem Wasserstoff, als kondensiertes Gas, wird eine für Fahrzeuge vorteilhafte hohe Reichweite erzielt, da in diesem Zustand eine hohe Energiedichte erreicht wird, zum Beispiel gegenüber einer Speicherung von warmem, komprimiertem Wasserstoff-Gas.Of hydrogen can be used in motor vehicles for their operation, also be stored in compressed gas storage tanks or in hydride storage tanks. However, the storage takes place in the form of cryogenic, liquefied Hydrogen, as condensed gas, becomes one for vehicles achieved advantageous high range, since in this state a high energy density is achieved, for example, opposite storage of warm, compressed hydrogen gas.
Der tiefkalte, flüssige Wasserstoffvorrat wird im Fahrzeug im siedenden Zustand in einem thermisch sehr gut isolierten, druckdichten Behälter gespeichert. Die Energiedichte des siedenden Wasserstoffs wird dabei durch Lagerung bei einer Temperatur wenig über der Siedetemperatur bei Umgebungsdruck, ca. 20 K, maximal. In den heute technisch umgesetzten Vorratsbehältern liegt der Wasserstoff typischerweise bei Temperaturen von ca. 21 K bis ca. 27 K und den damit korrespondierenden Siededrücken von ca. 2 bar (abs.) bis ca. 5 bar (abs.) vor.Of the Deep-frozen, liquid hydrogen is stored in the vehicle in the boiling state in a thermally very well insulated, pressure-tight Container stored. The energy density of the boiling hydrogen becomes little over by storage at a temperature the boiling temperature at ambient pressure, about 20 K, maximum. In the today technically converted storage tanks is the Typically at temperatures of approx. 21 K to approx. 27 K and the corresponding boiling pressures of 2 bar (abs.) to approx. 5 bar (abs.) before.
Im unteren Teil des Vorratsbehälters liegt der siedende Wasserstoff als massedichtere flüssige Phase (wird im folgenden auch LH2 genannt) und darüber liegend als gasförmige Phase (wird im folgenden auch GH2 genannt) vor.in the lower part of the reservoir is the boiling hydrogen as a more dense liquid phase (in the following also LH2) and above as gaseous Phase (also called GH2 in the following).
Die unmittelbare Förderung des Wasserstoffs (wird im folgenden auch H2 genannt) aus dem Vorratsbehälter in eine Vorlaufleitung, hin zu einem Verbraucher, erfolgt im einfachsten Fall über das zwischen Tankinnerem und der Umgebung anliegende statische Druckgefälle, oder durch eine gezielte Bedruckung des Vorratsbehälters. Dabei besteht grundsätzlich die Möglichkeit durch die geometrische Gestaltung der im Tankinneren beginnenden Vorlaufleitung, vorrangig LH2 oder nur GH2 zu fördern.The immediate promotion of hydrogen (will be in the following also called H2) from the reservoir in a flow line, towards a consumer, in the simplest case, over the static pressure gradient between the tank interior and the environment, or by a targeted printing of the reservoir. There is basically the possibility of the geometric design of the feed line beginning in the tank interior, priority to promote LH2 or GH2 only.
Gespeichertes H2 wird im allgemeinen aus der Gasphase als GH2 entnommen. Sofern H2 als LH2 aus der Flüssigphase entnommen wird, sind bei einer mobilen Anwendung die nachfolgenden Konditionierer, z. B. Druckerhöher, oder die Betriebsart eines Verbrauchers dennoch für die Förderung von GH2 ausgelegt. Dies ist erforderlich, da infolge der möglichen Abweichungen von der Normallage des mobilen Behälters, oder dynamischer, beschleunigter Zustände, die Zulauföffnung einer Entnahmeleitung für LH2 systematisch auch bei hohen Füllständen von Gasphase zeitweilig umspült sein kann. Dies ist im zeitlichen Verlauf der Entleerung des mobilen Behälters insbesondere lange vor dem Zeitpunkt möglich, vor dem die Gasphase in einem identischen immobilen Behälter die Zulauföffnung der LH2-Entnahmeleitung durch reine Entnahme erreicht. Aus diesem Grund wird bei mobilen Anwendungen H2 vorwiegend aus der Gasphase entnommen.stored H2 is generally taken from the gas phase as GH2. Provided H2 is taken as LH2 from the liquid phase, are at a mobile application, the following conditioners, z. B. printer's height, or the mode of a consumer nevertheless for the Promotion of GH2 designed. This is required because due to possible deviations from the normal position of the mobile Container, or dynamic, accelerated states, the inlet opening of a sampling line for LH2 systematically even at high levels of gas phase can be temporarily washed around. This is in the course of time the emptying of the mobile container in particular long possible before the gas phase in one identical immobile container the inlet opening reached the LH2 extraction line by pure removal. For this Reason for mobile applications H2 is mainly from the gas phase taken.
Dem Vorratsbehälter wird während der H2-Entnahme Wärme zugeführt, die zum Abdampfen von LH2 im Behälter und damit zur Aufrechterhaltung eines für die Förderung erforderlichen Behälterdruckes führt, der sonst durch die Entnahme soweit sinken würde, dass eine Förderung nicht mehr möglich wäre. Diese zur Druckhaltung benötigte Wärmezufuhr erfolgt über eine separate Heizung, die z. B. als elektrisch betriebenes Heizelement ausgeführt sein kann oder z. B. direkt durch Zufuhr von erwärmtem, gasförmigem H2, das einem erwärmten Vorlaufstrom gezielt abgezweigt und in den Innenbehälter (zurück-) geleitet wird.the Reservoir becomes heat during H2 removal fed to the evaporation of LH2 in the container and thus to maintain one for the promotion required container pressure leads, otherwise would decrease by taking so far that a promotion no longer possible. This for pressure maintenance required heat is supplied via a separate heating, the z. B. as an electrically operated heating element may be executed or z. B. directly by supply of heated, gaseous H2, which is a heated Supply flow diverted specifically and in the inner container (back) is conducted.
Angestrebt wird, der Brennkraftmaschine den Kraftstoff im gasförmigen Aggregatzustand zumindest teilweise durch Hochdruckeinblasung in den oder die bereits ein verdichtetes Gas enthaltenden Brennraum bzw. Brennräume zur Verbrennung zuzuführen, da hierdurch die Gefahr von Rückzündungen minimiert und die Leistungsdichte sowie der Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine erhöht werden können.The aim is the engine in the gaseous fuel State of aggregation at least partially by high pressure injection in the combustion chamber or chambers already containing a compressed gas or to supply combustion chambers for combustion, since This minimizes the risk of flashbacks and the power density and the efficiency of the internal combustion engine can be increased.
Zur Umsetzung einer derartigen Hochdruckeinblasung muss der Druck im gespeicherten Kraftstoff letztlich hoch genug sein. Dieser Hochdruck-Kraftstoff wird für die Direkteinblasung in die bereits verdichtetes Gas bzw. Luft-Kraftstoff-Gemisch enthaltenden Brennkraftmaschinen-Brennräume verwendet, was zeitlich jedoch nur solange funktioniert, als noch eine ausreichend große Menge von Kraftstoff im Drucktank vorhanden ist. Ist aus diesem jedoch eine gewisse Menge von Kraftstoff entnommen, so fällt zwangsläufig der Druck in diesem Drucktank soweit ab, dass eine Kraftstoff-Direkteinblasung unter Hochdruck nicht mehr möglich ist.to Implementation of such a high pressure injection, the pressure in the stored fuel ultimately be high enough. This high pressure fuel is used for direct injection into the already compressed Gas or air-fuel mixture containing internal combustion engine combustion chambers used, which only works in time as long as a sufficiently large amount of fuel in the pressure tank is available. Is this, however, a certain amount of fuel taken, so falls inevitably the pressure in this pressure tank so far off that a direct fuel injection under high pressure is no longer possible.
Daraufhin kann der noch enthaltene und nurmehr unter verringertem Druck vorliegende Kraftstoff, zumindest in einem gewissen Umfang, der Brennkraftmaschine unter Niederdruck zur Verbrennung zugeführt werden, insbesondere unter äußerer Gemischbildung. Allerdings reicht die bei diesem Verfahren der Brennkraftmaschine zur Verfügung gestellte Kraftstoffmenge für Volllastbetrieb nicht aus, das heißt, ab einem bestimmten Grad der Entleerung des Drucktanks ist nur noch Teillastbetrieb bei geringen Lastanforderungen möglich.thereupon can still contained and only present under reduced pressure Fuel, at least to a certain extent, the internal combustion engine be supplied under low pressure for combustion, in particular under external mixture formation. However, enough in this method of the internal combustion engine available fuel supply is not sufficient for full load operation, the means, from a certain degree, the emptying of the pressure tank Only partial load operation is possible with low load requirements.
Die
Dadurch steht im wesentlichen die Gesamtfüllmenge des Wasserstoffspeichers für den Betrieb der Brennkraftmaschine zur Verfügung.Thereby is essentially the total amount of hydrogen storage for the operation of the internal combustion engine available.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Druckerhöhungseinrichtung mittels eines Sorptionshydridkompressors mit großer Förderdynamik bereit zu stellen, bei der mit Flüssigkeit betriebene Zwischenkreise zum Heizen und Kühlen mit zugehörigen weiteren Wärmetauschern entfallen. Zur Verwendung im Kraftfahrzeug soll die Druckerhöhungseinrichtung einfach aufgebaut sein und gegenüber dem Stand der Technik sollen die betriebsnotwendige Gesamtmasse bzw. das betriebsnotwendige Gesamtvolumen, die Kosten und die Ausfallrate reduziert werden. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.task It is the object of the present invention to provide a pressure increasing device by means of a Sorptionshydridkompressors with high delivery dynamics ready in liquid-operated DC link circuits for heating and cooling with associated further Heat exchangers eliminated. For use in the motor vehicle If the pressure booster should be simple and over the prior art, the operationally necessary Total mass or the operational total volume, the costs and the failure rate can be reduced. Advantageous training and further education are Content of the subclaims.
Nach der Erfindung besteht eine Kraftstoffversorgungseinrichtung mindestens zur anteiligen Versorgung eines in einem Brennraum gasförmigen Kraftstoff verbrennenden Verbrauchers mit Wasserstoff, insbesondere einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, mindestens aus einem Wasserstoffspeicher, insbesondere einem Kryotank, und einer Druckerhöhungseinrichtung für den Wasserstoff, die über eine Verbindungseinrichtung mit dem Brennraum des Verbrauchers verbunden ist und mindestens vor dem Brennraum den Druck des gasförmigen Wasserstoffs mindestens zeitweise so erhöht, dass der gasförmige Wasserstoff unter Ausnutzung eines Druckgefälles in den Brennraum einströmt. Dazu besteht die Druckerhöhungseinrichtung aus wenigstens einem druckfesten Gefäß, das mindestens einen Stoff enthält, insbesondere eine Hydrid bildende Metalllegierung, der durch Wärmeabfuhr und Wasserstoffzufuhr unter geringerem Gasdruck mit Wasserstoff beaufschlagt wird und durch Wärmezufuhr zur Wasserstoffabgabe unter höherem Gasdruck veranlasst wird, wozu zyklisch wechselnd mindestens ein Teilbereich des Wasserstoff absorbierenden Stoffes durch einen Wärmetauschvorgang mit einer höheren Temperatur beaufschlagt wird. Das druckfeste Gefäß bildet einen Teil eines Wärmetauschers, dessen äußere Oberfläche durch ein Heiz- und/oder Kühlmedium beaufschlagbar ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Heiz- und/oder Kühlmedium mindestens ein Massenstrom eines Betriebsstoffes des Verbrauchers, insbesondere dessen Abgas und/oder dessen Kühlmittel, ist und dass mindestens ein Teil dieses Massenstroms den Wärmetauscher durchströmt.To The invention consists of a fuel supply device at least for the proportional supply of a gaseous fuel in a combustion chamber burning consumer with hydrogen, especially an internal combustion engine a motor vehicle, at least one hydrogen storage, in particular a cryotank, and a pressure booster for the hydrogen, which has a connecting device connected to the combustion chamber of the consumer and at least in front of the combustion chamber the pressure of the gaseous hydrogen at least temporarily increased so that the gaseous Hydrogen taking advantage of a pressure gradient in the Combustion chamber flows in. For this purpose there is the pressure booster from at least one pressure-resistant vessel, the at least contains a substance, in particular a hydride-forming Metal alloy, by heat removal and hydrogen supply is subjected to hydrogen under a lower gas pressure and by supplying heat to the higher hydrogen Gas pressure is caused, including cyclically changing at least a portion the hydrogen absorbing substance through a heat exchange process is subjected to a higher temperature. The flameproof Vessel forms part of a heat exchanger, whose outer surface is covered by a heating and / or cooling medium can be acted upon. The invention draws characterized in that the heating and / or cooling medium at least a mass flow of a fuel of the consumer, in particular the exhaust gas and / or the coolant, and that at least one Part of this mass flow flows through the heat exchanger.
Das hat den Vorteil, dass der Sorptionshydridkompressor eine große Förderdynamik besitzt, weil mit Flüssigkeit betriebene Zwischenkreise zum Heizen und Kühlen mit zugehörigen weiteren Wärmetauschern entfallen. Direkt im Betriebsstoffstrom eingebaut ist die Druckerhöhungseinrichtung einfach aufgebaut und für die Verwendung im Kraftfahrzeug prädestiniert. Die betriebsnotwendige Gesamtmasse bzw. das betriebsnotwendige Gesamtvolumen, die Kosten und die Ausfallrate werden dadurch reduziert.The has the advantage that the Sorptionshydridkompressor a large Förderdynamik possesses, because with liquid-operated DC link for heating and cooling with associated account for further heat exchangers. Installed directly in the fuel flow the pressure booster is simply constructed and predestined for use in motor vehicles. The operational total mass or the operational total volume, the costs and the failure rate are thereby reduced.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, dass der Wärmetauscher ein, das druckfeste Gehäuse mindestens teilweise umgebendes, für das Heiz- und/oder Kühlmedium dichtes Gehäuse mit mindestens einer Zu- und einer Ablauföffnung für das Heiz- und/oder Kühlmedium besitzt. So kann vorteilhafterweise der Sorptionshydridkompressor direkt in eine Leitung eines zu dessen Kühlung bzw. Erwärmung notwendigen Betriebsmittels der Brennkraftmaschine eingebaut werden.advantageous Training and further developments of the invention provide that the heat exchanger a, the pressure-resistant housing at least partially surrounding, for the heating and / or cooling medium tight housing with at least one inlet and one outlet opening for has the heating and / or cooling medium. So can advantageously The Sorptionshydridkompressor directly into a line one to the Cooling or heating of necessary equipment the internal combustion engine are installed.
Wenn dann die Druckerhöhungseinrichtung aus mindestens zwei druckfesten Gefäßen besteht, die hintereinander und/oder parallel zusammen geschaltet sind, um den Druck des gasförmigen Wasserstoffs stufenweise und/oder zeitversetzt zu erhöhen, kann auch mindestens ein Wärmetauscher alternativ mit dem Heizmedium oder mit dem Kühlmedium beaufschlagt werden, wenn im Strömungsbereich je einer Anschlussleitung für das Heiz- und das Kühlmedium zulauföffnungsseitig eine Steuerklappe vorhanden ist, die die Zuströmung des einen Mediums im wesentlichen freigibt, während die Zuströmung des anderen Mediums im wesentlichen gesperrt wird.If then the pressure increasing device consists of at least two pressure-resistant vessels, which are connected in series and / or parallel to increase the pressure of the gaseous hydrogen gradually and / or delayed, at least one heat exchanger can alternatively be acted upon with the heating medium or with the cooling medium , if in the flow area depending on a connecting line for the heating and Cooling medium zulauföffnungsseitig a control valve is present, which releases the inflow of a medium substantially, while the inflow of the other medium is substantially blocked.
So werden vorteilhafterweise zum Betrieb nur Steuerklappen benötigt und die Funktion des Sorptionshydridkompressors wird durch die Aufschaltung der zwei Betriebsphasen, Heizen und Kühlen, auf einfache Weise ohne Stellventile oder Regelventile gewährleistet, wodurch die betriebsnotwendige Gesamtmasse bzw. das betriebsnotwendige Gesamtvolumen des Sorptionshydridkompressors und dessen Kosten reduziert werden.So are advantageously required for operation only control flaps and the function of the Sorptionshydridkompressors is by the connection the two operating phases, heating and cooling, to simple Guaranteed manner without control valves or control valves, whereby the operationally necessary total mass or the operationally necessary Total volume of Sorptionshydridkompressors and reduced its cost become.
Wenn mehrere Wärmetauscher parallel über mindestens je eine Anschlussleitung vom Heiz- und/oder Kühlmedium, insbesondere Abgas, beaufschlagt werden, wobei die Anschlussleitungen nach deren Ablauföffnung in eine gemeinsame Ablaufleitung münden, die stromabwärts in die Umgebung führt und einen genügend großen Strömungsquerschnitt aufweist, so dass in der Ablaufleitung näherungsweise Umgebungsdruck anliegt, besitzt der Sorptionshydridkomperssor eine besonders große Förderdynamik und auf einfache Weise kann durch die Frequenz der Schaltung der Steuerklappen ein gewünschter Betriebspunkt für die Sorptionshydridkompressoren adaptiert werden. Es wird außerdem eine Rückströmung verhindert.If several heat exchangers in parallel over at least one connecting line each from the heating and / or cooling medium, in particular exhaust gas, are acted upon, wherein the connecting lines after the drain opening in a common drain line flow out into the area downstream and a sufficiently large flow area has, so that in the drain line approximately ambient pressure is present, the Sorptionshydridkomperssor has a particularly large flow dynamics and in a simple way can be determined by the frequency of the circuit Control flaps a desired operating point for the sorption hydride compressors are adapted. It will also be a Backflow prevented.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung besteht die Druckerhöhungseinrichtung aus mindestens zwei druckfesten Gefäßen, von denen während des Betriebs der Druckerhöhungseinrichtung ein erstes immer die höhere Temperatur besitzt und der Wasserstoff de- und absorbierende, unter Betriebstemperatur förderfähige Stoff nimmt wechselnd eine Position im ersten oder im zweiten druckfesten Gefäß ein.at a preferred embodiment of the invention consists of Pressure increasing device of at least two pressure-resistant Vessels of which during operation the pressure booster first always the higher Has temperature and the hydrogen de- and absorbent, under operating temperature eligible substance alternately takes a position in the first or in the second pressure-resistant vessel.
Das hat den Vorteil, dass die Versorgung des Verbrauchers mit Gas durch einen kontinuierlichen Sorpionshydridkompressorbetrieb ermöglicht wird, was eine weitergehende Reduktion der Masse und des Volumens des Sorpionshydridkompressors erlaubt. Zusätzlich entfallen die Steuerklappen, wenn der Wärmetauscher des ersten druckfesten Gefäßes kontinuierlich mit dem Heizmedium, insbesondere mit Abgas und der Wärmetauscher des zweiten druckfesten Gefäßes kontinuierlich mit dem Kühlmedium, insbesondere mit Kühlwasser oder Gebläseluft, beaufschlagt wird.The has the advantage of supplying the consumer with gas through allows continuous Sorpionshydridkompressore operation what will be a further reduction in mass and volume of the Sorpionshydridkompressors allowed. Additionally omitted the control flaps when the heat exchanger of the first pressure-resistant Vessel continuously with the heating medium, in particular with Exhaust gas and the heat exchanger of the second pressure-resistant vessel continuously with the cooling medium, in particular with cooling water or forced air is applied.
So lassen sich gasförmige und flüssige wärmeführende Medien, die im Fahrzeug vorhanden sind und sich nicht durchmischen dürfen, wie Abgas und Kühlwasser, gleichzeitig nutzen. Der Wärmebedarf des Sorptionshydridkompressors wird durch den kontinuierlichen Betrieb reduziert. Weitergehend wird dies durch einen weiteren Wärmetauscher in oder zwischen den internen Hydrid führenden Leitungen des Sorptionshydridkompressors ermöglicht.So can be gaseous and liquid heat-conducting Media that is present in the vehicle and does not mix may, like exhaust and cooling water, at the same time use. The heat requirement of the sorption hydride compressor is reduced by the continuous operation. Proceeding This is done by another heat exchanger in or between the internal hydride-carrying lines of the Sorptionshydridkompressors allows.
Dazu ist bei weiteren bevorzugten Ausführungen der Erfindung in wenigstens einer von zwei Verbindungsleitungen zwischen erstem und zweitem druckfesten Gefäß, durch die der Stoff zirkuliert, wenigstens ein weiterer Wärmetauscher integriert, mit dem Wärme aus oder in wenigstens eine der beiden Verbindungsleitungen übertragen werden kann. Dieser weitere Wärmetauscher kann auch ein gemeinsamer Wärmetauscher zwischen den beiden Verbindungsleitungen sein, insbesondere auch ein Gegenstromwärmetauscher.To is in further preferred embodiments of the invention in at least one of two connecting lines between the first and second pressure-resistant vessel through which the substance circulated, at least one further heat exchanger integrated, transferred with the heat from or in at least one of the two connecting lines can be. This additional heat exchanger can also be common heat exchanger between the two connecting lines be, in particular, a countercurrent heat exchanger.
Zusätzliche bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass die Druckerhöhungseinrichtung aus dem Wasserstoffspeicher über eine weitere Verbindungsleitung mit Wasserstoff versorgt wird und dass diese weitere Verbindungsleitung mit der Verbindungseinrichtung, zwischen Druckerhöhungseinrichtung und Verbraucher, durch einen gemeinsamen zusätzlichen Wärmetauscher, insbesondere ebenfalls durch einen Gegenstromwärmetauscher, thermisch verbunden ist. Insbesondere wenn dann in der Verbindungseinrichtung, zwischen dem zusätzlichen Wärmetauscher und der Druckerhöhungseinrichtung ein weiterer zusätzlicher Wärmetauscher, insbesondere ein Gebläsekühler, mit dem Wärme aus dem geförderten Wasserstoff abgeführt werden kann, eingebaut ist, belastet die Nutzung des Sorptionshydridkompressors zur Förderung von kryogenem Wasserstoff in den Brennraum der Brennkraftmaschine praktisch nicht deren exergeti sche Gesamtbilanz, da die hydraulische Förderarbeit des Sorptionshydridkompresssors aus anergetischer Abwärme gewonnen werden kann.additional preferred embodiments of the invention are characterized that the pressure increasing means from the hydrogen storage via another connecting line is supplied with hydrogen and that this further connection line with the connection device, between Pressure Booster and consumer, by a common additional heat exchanger, in particular also by a countercurrent heat exchanger, thermal connected is. In particular, if in the connection device, between the additional heat exchanger and the Pressure Booster another additional Heat exchanger, in particular a fan cooler, with the heat from the extracted hydrogen can be dissipated, installed, burdened use the sorption hydride compressor to promote cryogenic Hydrogen in the combustion chamber of the internal combustion engine practically not their exergetic total balance, since the hydraulic conveying work the Sorptionshydridkompresssors from anergetic waste heat can be won.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. Es zeigen:in the The invention will be described below with reference to two preferred embodiments further explained. Show it:
In einem nicht gezeichneten Kraftfahrzeug ist ein Wasserstoffspeicher, insbesondere ein nicht gezeichneter Kryotank, zur Speicherung von Flüssigwasserstoff eingebaut. Der Wasserstoff dient als Kraftstoff zur mindestens anteiligen Versorgung einer das Kraftfahrzeug antreibenden, nicht gezeichneten, Brennkraftmaschine als Verbraucher. Eine nicht gezeichnete Entnahmeeinrichtung für gasförmigen Wasserstoff aus dem Wasserstoffspeicher versorgt über eine Entnahmeleitung die Brennkraftmaschine mit Wasserstoff.In a not shown motor vehicle, a hydrogen storage, in particular a not shown cryogenic tank, installed for the storage of liquid hydrogen. The hydrogen serves as Fuel for at least proportionate supply of a motor vehicle driving, not shown, internal combustion engine as a consumer. A not shown extraction device for gaseous hydrogen from the hydrogen storage powered via a sampling line, the engine with hydrogen.
Zur
Bedruckung und Förderung des gasförmigen Wasserstoffs
führt die Entnahmeleitung zu einer in
Die
Sorptionshydridkompressoren
Als
Kühlmedium wird hier ein Gebläseluftstrom
Die
beiden druckfesten Gefäße
Die
Rohrleitungen
Damit
diese beiden gleichzeitig laufenden Vorgänge nicht zum
Erliegen kommen, wird das flüssige Sorptionshydrid zwischen
Heissteil und Kaltteil fortwährend über die Rohrleitungen
Heissteil
und Kaltteil sind in ihrer räumlichen Anordnung und Orientierung
so gestaltet, dass beide einerseits die Zufuhr und die Abfuhr von
Wasserstoff und das Umwälzen des Sorptionshydrids ermöglichen,
andererseits eine hervorragende Wärmetauschfunktion mit
einem Betriebsstoff der Brennkraftmaschine gewährleistet
ist. Dazu sind Heißteil und Kaltteil des Sorptionshydridkompressors
Zu
jedem beliebigen Zeitpunkt während des Betriebes liegen
in den beiden druckfesten Gefäßen
Asorption
des Sorptionshydrids selbst erforderlich sind. Für die
Anpassung der Temperatur der Gehäusestruktur werden systematisch
keine Wärmeströme benötigt. Für
die zyklische Anpassung der Temperatur des im Kreislauf geförderten
Sorptionshydrids werden nur sehr geringe Wärmeströme
benötigt, da dessen Wärme im weiteren Wärmetauscher
Die
Kraftstoffversorgung der Brennkraftmaschine mit Wasserstoff über
die Druckerhöhungseinrichtung erfolgt durch die Entnahme
des kryogen gespeicherten Wasserstoffs aus dem Kryotank
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