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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug
und im Spezielleren einen Brennstoffspeicherbehälter für
ein brennstoffzellenbetriebenes Fahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Brennstoffzellen-Energiesysteme
wurden als saubere, effiziente und umweltbewusste Energiequelle
für Elektrofahrzeuge und verschiedene weitere Anwendungen
vorgeschlagen. Eine Art von Brennstoffzellen-Energiesystem nutzt
die Verwendung einer Protonenaustauschmembran (PEM), um eine Reaktion
von Brennstoffen (wie z. B. Wasserstoff) und Oxidationsmitteln (wie
z. B. Luft oder Sauerstoff) in Elektrizität katalytisch
zu ermöglichen. Typischerweise besitzt das Brennstoffzellen-Energiesystem mehr
als eine Brennstoffzelle, die eine Anode und eine Kathode mit der
PEM dazwischen umfasst. Die Anode empfängt das Wasserstoffgas
und die Kathode empfängt den Sauerstoff. Das Wasserstoffgas wird
in der Anode ionisiert, um freie Wasserstoffionen und Elektronen
zu erzeugen. Die Wasserstoffionen gelangen durch den Elektrolyten
zu der Kathode. Die Wasserstoffionen reagieren mit dem Sauerstoff
und den Elektronen in der Kathode, um Wasser als ein Nebenprodukt
zu erzeugen. Die Elektronen von der Anode können nicht
durch die PEM hindurchgelangen und werden stattdessen durch eine
Last hindurchgeleitet, um eine Arbeit zu verrichten, bevor sie zu
der Kathode geschickt werden. Die Arbeit dient dazu, das Fahrzeug
zu betreiben. Viele Brennstoffzellen sind in einem Brennstoffzellenstapel
kombiniert, um die gewünschte Energie zu erzeugen.
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Das
Brennstoffzellen-Energiesystem kann einen Prozessor umfassen, der
einen flüssigen Brennstoff wie z. B. Alkohole (Methanol
oder Ethanol), Kohlenwasserstoffe (Benzin) und/oder Gemische daraus
wie z. B. Mischungen aus Ethanol/Methanol und Benzin zu dem Wasserstoffgas
für den Brennstoffzellenstapel umwandelt. Solche flüssigen Brennstoffe
sind im Fahrzeug einfach zu speichern. Des Weiteren besteht eine
landesweite Infrastruktur für die Lieferung der flüssigen
Brennstoffe. Gasförmige Kohlenwasserstoffe wie z. B. Methan,
Propan, Erdgas, Autogas (LPG) etc. sind ebenfalls geeignete Brennstoffe
für sowohl Fahrzeug- als auch Nicht-Fahrzeug-Brennstoffzellenanwendungen.
Verschiedene Reformer oder Prozessoren sind in der Technik bekannt,
um den flüssigen Brennstoff zu gasförmigem Wasserstoff,
der für die Brennstoffzelle geeignet ist, umzuwandeln.
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Alternativ
kann das Wasserstoffgas getrennt von dem Fahrzeug verarbeitet und
in Fühlstationen und dergleichen gespeichert werden. Das
Wasserstoffgas wird von der Fühlstation zu einem Hochdruckbehälter
oder -gefäß an dem Fahrzeug übertragen,
um das gewünschte Wasserstoffgas nach Bedarf an den Brennstoffzellenmotor
zu liefern. Die Hochdruckbehälter sind typischerweise in
einen von vier Typen eingeteilt: einen Typ-I-Behälter mit
einem Aufbau vollständig aus Metall; einen Typ II mit einem mit
Metall ausgekleideten Aufbau mit einer Glasfaserreifen-Ummantelung;
einen Typ III mit einem mit Metall ausgekleideten Aufbau mit einer
vollen Verbundummantelung; und einen Typ IV mit einem mit Kunststoff
ausgekleideten Aufbau mit einer vollen Verbundummantelung.
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Hochdruckbehälter,
die ein unter Druck stehendes Wasserstoffgas enthalten, müssen
eine mechanische Stabilität und Integrität aufweisen,
die einem Zerbrechen oder Zerbersten des Druckbehälters
infolge des Druckes darin widerstehen. Es ist typischerweise auch
wünschenswert, leichtgewichtige Druckbehälter
an Fahrzeugen herzustellen, um die Gewichtsanforderungen an das
Fahrzeug nicht zu stark zu beinträchtigen. Der aktuelle
Trend in der Industrie besteht in der Verwendung der Typ-IV-Druckbehälter
zum Speichern des unter Druck stehenden Wasserstoffgases im Fahrzeug.
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Wie
von Immel in dem
US-Patent Nr.
6 742 554 , das hierin durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit
aufgenommen ist, berichtet, besitzt der in der Industrie zum Speichern
von Wasserstoffgas in Erwägung gezogene Typ-IV-Druckbehälter
eine zylindrische Form, um die gewünschte Integrität
bereitzustellen, und umfasst eine äußere tragende
Wand und eine innere Auskleidung, die eine Gefäßkammer
darin definiert. Die Kombination aus der äußeren
Wand und der Auskleidung sorgt für die gewünschte
strukturelle Festigkeit, den Druckeinschluss und die Gasdichtheit
auf eine leichtgewichtige und kostengünstige Weise.
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Der
Typ-IV-Druckbehälter umfasst typischerweise einen Adapter,
der die Einlass- und Auslassöffnung für das darin
enthaltene Wasserstoffgas bereitstellt. Der Adapter beherbergt typischerweise
die verschiedenen Ventile, Druckregler, Rohrleitungsverbinder, Überschussströmungsbegrenzer
etc., die zulassen, dass der Druckbehälter mit dem unter
Druck stehenden Wasserstoffgas gefüllt wird, und zulassen, dass
das unter Druck stehende Gas bei oder nahe bei dem Umgebungsdruck
oder einem höheren Druck ausgetragen wird, um zu dem Brennstoffzellenmotor
geschickt zu werden. Der Adapter ist im Allgemeinen aus Stahl hergestellt,
um eine gewünschte strukturelle Festigkeit zum Speichern
von unter Druck stehen dem Wasserstoffgas vorzusehen. Ein geeigneter
Klebstoff, Dichtungsring oder dergleichen wird verwendet, um die
Auskleidung gegenüber dem Adapter gasdicht abzudichten
und den Adapter an der äußeren Wand zu befestigen.
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Hochdruckbehälter
sind im Allgemeinen auch mit einer thermisch aktivierten Sicherheitsventil-
oder Druckentlastungsvorrichtung (PRD) ausgebildet, die typischerweise
an dem Adapter oder der Öffnung des Druckbehälters
angeordnet ist. Eine PRD ist eine notwendige Komponente im Hinblick
auf eine Vielzahl von Sicherheitsgründen, die Situationen,
die eine unfallbedingte Beschädigung an dem Brennstoffzellen-Energiesystem
und das Potential (eines) daraus resultierender(n) hoher Temperaturen oder
Feuers beinhalten, einschließen. Die Verwendung von mehr
als einer PRD ist insbesondere wünschenswert, wenn hohe
Temperaturen auf einer der PRD in herkömmlichen Druckbehältern
entgegengesetzten Seite auftreten könnten. Allerdings haben mehr
als eine PRD eine kostspielige Herstellung erfordert, die das Bohren
einer zusätzlichen Auskleidungsöffnung zum Anordnen
eines/r zweiten Adapters und PRD umfasst. Dieser Bohr-Arbeitsschritt muss
im Allgemeinen während der letzten Stufen eines Behälterfertigungsverfahrens
erfolgen und muss sehr genau sein, um die Behälterintegrität
zu bewahren. Auch ist die Gefahr, den Behälter in diesen
Stufen irreparabel zu beschädigen, beträchtlich.
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Es
besteht kontinuierlicher Bedarf an einem Hochdruckbehälter
zum Speichern von Wasserstoff, der eine zweite Druckentlastungsvorrichtung
für eine verbesserte Sicherheit aufweist. Wünschenswerterweise
wird der Druckbehälter auch hergestellt, ohne die Komplexität
der Behälterherstellung wesentlich zu beeinträchtigen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß der
vorliegenden Offenlegung ist überraschenderweise ein Hochdruckbehälter
mit einer zweiten Druckentlastungsvorrichtung für eine verbesserte
Sicherheit vorzufinden, wobei der Behälter keinen zweiten
Bohr-Arbeitsschritt zum Einbau der zweiten Druckentlastungsvorrichtung
benötigt.
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In
einer Ausführungsform ist ein Druckbehälter vorgesehen,
der eine äußere Stützschicht mit einer
inneren Fläche; eine Verbundummantelung, die neben der
inneren Fläche angeordnet ist; und eine Auskleidung, die
neben der Faserverbundummantelung angeordnet ist, umfasst. Ferner
ist ein Adapter an einem ersten Ende des Druckbehälters
angeordnet und derart ausgebildet, dass er einen durch den Druckbehälter
gebildeten Hohlraum mit einem unter Druck stehenden Brennstoff füllt.
Der Adapter umfasst eine erste Druckentlastungsvorrichtung, die
an dem ersten Ende angeordnet ist, und eine zweite Druckentlastungsvorrichtung,
die an einem zweiten Ende des Druckbehälters angeordnet
ist. Der Adapter definiert einen Durchgang durch die äußere
Stützschicht und die Verbundummantelung. Die zweite Druckentlastungsvorrichtung
weist eine Kammer und eine Membran auf, die zwischen der Kammer
und dem Hohlraum angeordnet ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform ist ein Brennstoffzellenantriebssystem
vorgesehen, das ein Brennstoffzellensystem mit einem Brennstoffzellenstapel
aufweist. Der Brennstoffzellenstapel umfasst eine Vielzahl von Brennstoffzellen
und ist ausgebildet, um einen unter Druck stehenden Brennstoff von dem
Druckbehälter zu empfangen. Ein Fahrzeug, das das Brennstoffzellenantriebssystem
umfasst, ist ebenfalls beschrieben.
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Zeichnungen
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Die
oben stehenden wie auch weitere Vorteile der vorliegenden Offenlegung
werden für den Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung, insbesondere unter Betrachtung im Licht der hierin
nachfolgend beschriebenen Zeichnungen, ohne weiteres verständlich.
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1 ist
eine seitliche Querschnittsansicht eines Typ-IV-Druckbehälters
gemäß der vorliegenden Offenlegung;
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2 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Endes des in 1 gezeigten Typ-IV-Druckbehälters,
die ferner eine nicht aktivierte zweite Druckentlastungsvorrichtung
zeigt; und
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3 ist
eine fragmentarische Querschnittsansicht eines Endes des in 1 gezeigten Typ-IV-Druckbehälters,
die ferner eine aktivierte zweite Druckentlastungsvorrichtung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
nachfolgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die
vorliegende Offenlegung, ihre Anwendung oder Verwendungen nicht
einschränken. Es sollte auch einzusehen sein, dass in den
Zeichnungen entsprechende Bezugsziffern durchgehend gleiche oder
entsprechende Teile oder Merkmale angeben.
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1 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Typ-IV-Druckbehälters 2 gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Druckbehälter 2 umfasst
eine äußere Stützschicht 4 mit
einer äußeren Fläche 5 und einer
inneren Fläche 6. Typischerweise ist die äußere
Stützschicht 4 aus einem Material hergestellt,
das eine ausreichende Dicke und mechanische Festigkeit aufweist,
um einen Druck, den der Druckbehälter 2 erfährt,
einzuschließen. Die äußere Stützschicht 4 sorgt
auch für eine Stoßfestigkeit. In einer Ausführungsform
umfasst die äußere Stützschicht 4 eines
von einem Kunststoff, einem Verbundmaterial und einem Metall. In
einer speziellen Ausführungsform ist die äußere
Stützschicht 4 aus einem Metall, z. B. Stahl,
Aluminium und Titan, hergestellt. Ein Fachmann sollte einsehen,
dass je nach Wunsch andere Materialien gewählt werden können. Des
Weiteren besitzt der Druckbehälter 2 eine allgemein
zylindrische Form, um eine gewünschte Stabilität
vorzusehen, wenngleich einzusehen sein sollte, dass auch andere
Formen verwendet werden können.
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Eine
Verbundummantelung 8 ist neben der inneren Fläche 6 der äußeren
Stützschicht 4 angeordnet. Die Verbundummantelung 8 verleiht
dem Druckbehälter 2 allgemein eine zusätzliche
strukturelle Unterstützung, insbesondere in Kombination
mit der äußeren Stützschicht 4.
Die Verbundummantelung 8 kann aus verschiedenen Verbundmaterialien hergestellt
sein, die als nicht einschränkende Beispiele Kunststoff-Verbundstoffe,
Glasverbundstoffe, Kohlenstoff-Verbundstoffe und Kombinationen daraus
umfassen. Die Verbundmaterialien, die Verbundummantelung 8 bilden,
sind im Allgemeinen faserartig und umfassen Kunstfasern, als nicht
einschränkende Beispiele Glasfasern, Polymerfasern und
Kohlefasern. In speziellen Ausführungsformen umfasst die
Verbundummantelung 8 Aramidfasern. In weiteren Ausführungsformen
umfasst die Verbundummantelung Kohlefasern. Es sollte einzusehen
sein, dass die die Verbundummantelung 8 je nach Wunsch
aus anderen geeigneten Verbundstoffen hergestellt werden kann.
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Der
Druckbehälter 2 umfasst auch eine Auskleidung 10,
die neben der Verbundummantelung 8 angeordnet ist. Die
Auskleidung 10 definiert ei nen Behälterhohlraum 12 und
ist eine Sperre, die eine Permeation eines unter Druck stehenden
Brennstoffes aus dem Druckbehälter 2 verhindert.
Das Material der Auskleidung 10 sollte im Bereich der Betriebstemperaturen,
denen der Druckbehälter 2 während der
Verwendung ausgesetzt ist, beständig sein. Die Auskleidung 10 ist
typischerweise dünn, um einen leichtgewichtigen Druckbehälter 2 beizubehalten.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel beträgt
die Dicke der Polymerauskleidung 10 weniger als etwa 10
mm und in speziellen Ausführungsformen weniger als etwa
5 mm. Es können jedoch, je nach Wunsch, zumindest teilweise
auf einem Material, das zum Herstellen der Auskleidung 10 ausgewählt
wurde, basierend, andere Dicken verwendet werden. In speziellen Ausführungsformen
ist die Auskleidung 10 aus einem Polymermaterial wie z.
B. einem Thermoplasten hergestellt. Nicht einschränkende
Beispiele von thermoplastischen Materialien, die für die
Polymerauskleidung 10 geeignet sind, umfassen Polyethylene,
Nylons, Polyvinylchloride, Zellulose, Vinylchlorid-Copolymere, Polyimide
und Kombinationen daraus. In einer Ausführungsform umfasst
ein geeignetes thermoplastisches Material ein Polyethylen hoher
Dichte (HDPE). Ein Fachmann sollte einsehen, dass andere Polymere
verwendet werden können.
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Der
Druckbehälter 2 weist ferner ein erstes Ende 14 und
ein zweites Ende 16 auf. Ein Adapter 18 ist an
dem ersten Ende 16 des Druckbehälters 2 angeordnet
und bildet einen Durchgang durch die äußere Stützschicht 4,
die Verbundummantelung 8 und die Auskleidung 10.
Der Durchgang ist mit dem Behälterhohlraum 12 verbunden.
Der Adapter 18 ist typischerweise eine Stahlstruktur, die
verschiedene Komponenten einschließlich Ventile, Druckregler, Rohrleitungsverbinder, Überschussströmungsbegrenzer
etc. beherbergt. Die zusätzlichen Komponenten lassen zu,
dass der Druckbehälter 2 mit einem unter Druck
stehenden Brennstoff wie z. B. Wasserstoffgas gefüllt wird,
und lässt zu, dass der unter Druck stehen de Brennstoff
bei oder nahe bei dem Umgebungsdruck oder, falls gewünscht,
einem höheren Druck zu einem Brennstoffzellenantriebssystem ausgetragen
wird. Es wird auch ein geeigneter Klebstoff, Dichtungsring oder
dergleichen verwendet, um die Auskleidung 10 gegenüber
dem Adapter 18 abzudichten, um den unter Druck stehenden
Brennstoff zurückzuhalten. Der geeignete Klebstoff, Dichtungsring
oder dergleichen befestigt auch den Adapter 18 an der äußeren
Stützschicht 4.
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Der
Adapter 18 umfasst auch eine erste Druckentlastungsvorrichtung
(PRD) 20. Die PRD 20 ist typischerweise mit dem
Behälterhohlraum 12 verbunden, und öffnet
sich, um den unter Druck stehenden Brennstoff mit einer gesteuerten
Rate durch eine PRD-Ablassleitung (nicht gezeigt) hindurch abzulassen.
Im Speziellen wird die erste PRD 20 im Fall einer Einwirkung
einer vorbestimmten Temperatur oder eines Fahrzeugbrandes, der den
Druckbehälter 2 beinhaltet, thermisch aktiviert.
Die PRD 20 wird typischerweise infolge einer Einwirkung
der Hitze einer Flamme aktiviert. Als ein nicht einschränkendes
Beispiel kann die PRD 20 beim Erreichen einer Temperatur von
mehr als etwa 120°C aktiviert werden. In einigen Ausführungsformen
umfasst die PRD 20 einen Mechanismus, der ein Lötmetall
(nicht gezeigt) enthält, das bei einer gewünschten
oder kritischen Temperatur schmilzt. In einer weiteren Ausführungsform
umfasst die PRD 20 ein Glasgefäß, das
mit einem Fluid gefüllt ist (nicht gezeigt) und bei der
zuvor erwähnten Temperatur birst. Das Schmelzen des Lötmetalls oder
Zerbrechen des mit Fluid gefüllten Glasgefäßes bewirkt,
dass sich die PRD 20 öffnet und somit den Inhalt
des Druckbehälterhohlraumes 12 ablässt.
Es sollte einzusehen sein, dass PRD-Vorrichtungen, die bei Einwirkung
der Temperatur oder eines Druckes ablassen, ebenfalls geeignet sind.
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Das
zweite Ende 16 des Druckgefäßes 2 umfasst
eine zweite PRD 22. Die zweite PRD 22 bildet allgemein
einen Durchgang durch die äußere Stütz schicht 4 und
die Verbundummantelung 8 und endet an der Verkleidung 10.
Wie bei der ersten PRD 20 wird ein geeigneter Klebstoff,
Dichtring oder dergleichen verwendet, um die PRD 22 gegenüber
der äußeren Stützschicht 4 abzudichten
und den unter Druck stehenden Brennstoff zurückzuhalten.
Der nicht aktivierte Zustand der zweiten PRD 22 ist geschlossen.
Die zweite PRD 22 wird jedoch im Fall hoher Betriebstemperaturen
oder eines Fahrzeugbrandes, z. B. eines an dem zweiten Ende 16 des
Druckbehälters 2 auftretenden Fahrzeugbrandes,
aktiviert. Die zweite PRD 22 kann dieselben oder ähnliche
Mechanismen zum Öffnen wie die erste PRD 20 aufweisen.
Das Vorhandensein der zweiten PRD 22 stellt einen zweiten
Druckentlastungspunkt bereit, falls ein Feuer dem zweiten Ende 16 des
Druckbehälters 2 zusetzt, bevor es dem ersten
Ende 14 zusetzt.
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Wie
in 2 gezeigt, kann die zweite PRD 22 eine
Kammer 200 und eine Membran 202 umfassen. Die
Kammer 200 kann z. B. in einem hinteren Vorsprung 204 gebildet
sein, der an dem zweiten Ende 16 des Druckbehälters 2 angeordnet
ist. Die Kammer 200 umhüllt ein Kammermaterial 206.
Das Kammermaterial 206 ist typischerweise aus einem Material
zusammengesetzt, das im Wesentlichen nicht zusammendrückbar
ist. Das Kammermaterial 206 stützt die Membran 202 gegen
einen Druck in dem inneren Hohlraum 12, der durch den unter
Druck stehenden Brennstoff 24 bereitgestellt wird, ab.
Das Kammermaterial 206 kann ein flüssiges Material
wie z. B. ein Öl sein. In einigen Ausführungsformen
ist das Kammermaterial 206 ein Feststoffmaterial mit einer
Schmelztemperatur unterhalb einer gewünschten Temperatur,
um den unter Druck stehenden Brennstoff 24 abzulassen.
Als ein nicht einschränkendes Beispiel kann das Kammermaterial 206 ein
Wachs oder ein Harz mit einer Schmelztemperatur von weniger als
etwa 120°C sein. Der volumetrische Wärmeausdehnungskoeffizient
des Kammermaterials 206 liegt ebenfalls in einem Bereich,
der beständig gegenüber einer Wärmeeinwirkung
auf die und einer Verbiegung der Membran/e 202 ist. Im
Speziellen führt der volumetrische Wärmeausdehnungskoeffizient
von geeigneten Kammermaterialien 206 nicht zu einer Verbiegung
und einer unerwünschten Verformung der Membran bei einer
Temperaturänderung. Flüssigkeiten und Feststoffe,
die geeignete Schmelztemperaturen und Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen,
können von einem Fachmann je nach Wunsch ausgewählt
werden.
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Der
unter Druck stehende Brennstoff 24 der vorliegenden Erfindung
kann eine unter Druck stehende Flüssigkeit oder ein unter
Druck stehendes Gas wie z. B. Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff
oder Luft sein. In speziellen Ausführungsformen umfasst der
unter Druck stehende Brennstoff 24 ein Wasserstoffgas,
das einem Brennstoffzellenstapel als ein Brennstoff geliefert wird.
Typische Drücke im Zusammenhang mit dem unter Druck stehenden
Brennstoff 24 für Brennstoffzellenanwendungen
können in einem Bereich von etwa 200 bar bis etwa 700 bar
liegen, wenngleich einzusehen ist, dass auch andere Drücke
verwendet werden können.
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Die
Membran 202 ist typischerweise auf einer Seite der Kammer 200 neben
der Auskleidung 10 angeordnet. In einigen Ausführungsformen
ist die Membran 202 aus der Auskleidung gebildet. In einer Ausführungsform
umfasst die Membran 202 eine Metallfolie oder eine dünne
Metalltrennwand, die zwischen der Kammer 200 und der Auskleidung 10 angeordnet
ist. Die Dicke der Membran 202 und der Auskleidung 10 kann
derart gewählt sein, dass sie ein Zerbrechen derselben,
insbesondere beim Aufbringen eines gewünschten Betrages
eines Druckes, ermöglicht. Zum Beispiel kann ein Druck,
der typischerweise von dem Druckbehälter 2, der
den unter Druck stehenden Brennstoff 24 speichert, eingeschlossen
ist, die Membran 202 zerbersten. Es wird darauf hingewiesen,
dass die Membran 202 auch eine eingekerbte Oberfläche
aufweisen kann, wodurch der Punkt, an dem bei Aktivierung der zweiten PRD 22 ein
Bruch auftreten kann, gesteuert wird. Alternativ kann die Membran
ein Profil aufweisen, das einen Abschnitt mit einer geringeren Dicke
umfasst, um die Stelle oder die Form des Bruchs zu steuern.
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Bezug
nehmend auf 3 sollte einzusehen sein, dass
die Membran 202 durch den Druck in dem Hohlraum 12 nicht
birst, wenn die zweite PRD 22 nicht aktiviert ist und wenn
die Kammer 200 mit dem Kammermaterial 206 gefüllt
ist. Zu diesem Zweck hält das Kammermaterial 206 typischerweise
einem Brechen der Membran 202 stand, ist jedoch derart ausgebildet,
dass es bei Aktivierung der zweiten PRD 22 bricht. Bei
Aktivierung der zweiten PRD 22 wird z. B. bewirkt, dass
das Kammermaterial 206 aus der Kammer 200 wie
z. B. durch den Druck des Hohlraums 12 austritt. Das Kammermaterial 206 wird
dadurch zu einem hinausgeschleuderten Material 300. Der
Druck des Hohlraums 12 drängt eine Verbiegung und
schließlich einen Bruch 302 der Membran 202, insbesondere
wenn eine Menge des Kammermaterials 206 aus der Kammer 200 ausgestoßen
wird. In weiteren Ausführungsformen klappt ein benachbarter Abschnitt 304 der
Auskleidung 10 in Bezug auf die Membran 202 gleichzeitig
mit der Membran 202 zusammen. Wenn das Kammermaterial 206 aus
der Kammer hinausgeschleudert wird, bildet sich ein Durchgang, der
sich von dem Hohlraum 12 des Druckbehälters 2 weg
und durch die Kammer 200 und die zweite PRD 24 hindurch
erstreckt und zulässt, dass der unter Druck stehende Brennstoff 22 aus
dem Hohlraum 12 austritt und aus dem Druckbehälter 2 abgelassen
wird.
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Ein
Fachmann sollte einsehen, dass die Fertigung eines Druckbehälters 2 gemäß der
vorliegenden Erfindung keinen Bohr-Arbeitsschritt in einer Endstufe
eines Fertigungsverfahrens erfordert, um eine Auskleidungsöffnung
herzustellen, insbesondere da sich die zweite PRD 22 in
einem nicht aktivierten Zustand nicht durch die Auskleidung 10 hindurch erstreckt.
Die zweite PRD 22 kann in dem hinteren Vorsprung 204 an
dem zweiten Ende 16 des Druckbehälters 2 angeordnet
sein. Zur Illustration kann die zweite PRD 22 einteilig
mit dem hinteren Vorsprung 204 sein, wodurch die Verwendung
zusätzlicher Teile vermieden und die Gesamtkomplexität
der Fertigung des Behälters 2 reduziert ist. Überdies
sieht die Verwendung der zweiten PRD 22 zwei verschiedene Stellen
an dem Druckbehälter 2 vor, um den unter Druck
stehenden Brennstoff 24 in einem Notfall, der hohe Temperaturen
oder ein Feuer einschließt, abzulassen.
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Wie
einzusehen sein sollte, kann der Druckbehälter 2 der
vorliegenden Offenlegung in einem Brennstoffzellenantriebssystem
als eine Energiequelle für ein Fahrzeug wie z. B. ein Kraftfahrzeug verwendet
werden. Im Speziellen kann der Druckbehälter 2 derart
ausgebildet sein, dass er einen unter Druck stehenden Wasserstoffbrennstoff
an ein Brennstoffzellensystem liefert, das einen Brennstoffzellenstapel
mit einer Vielzahl von Brennstoffzellen aufweist. Alternativ können
unter Druck stehende Brennstoffe, die auch zur Verwendung in Brennstoffzellen
geeignet sind, gleichermaßen durch den Druckbehälter 2 an
ein Brennstoffzellensystem geliefert werden, das ausgebildet ist,
um den alternativen unter Druck stehenden Brennstoff aufzunehmen.
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Während
bestimmte repräsentative Ausführungsformen und
Details zur Veranschaulichung der Erfindung gezeigt wurden, wird
für den Fachmann einzusehen sein, dass verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können, ohne von dem Umfang der Offenlegung, der
in den nachfolgenden beiliegenden Ansprüchen weiter beschrieben
ist, abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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