DE102013200010B4

DE102013200010B4 - Druckgefäßsystem mit Tank und passiver Verschlussvorrichtung

Info

Publication number: DE102013200010B4
Application number: DE102013200010.3A
Authority: DE
Inventors: Oliver Maier; Jürgen Thyroff; Ralph Hobmeyr; Björn Zörner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2013-01-02
Publication date: 2017-10-12
Anticipated expiration: 2033-01-03
Also published as: CN103196035B; US20140223899A1; CN103196035A; DE102013200010A1; US9163616B2; US20130174936A1; US8794254B2

Abstract

Druckgefäßsystem, umfassend: einen Tank (100), der ein Inneres (130) zur Aufnahme eines druckbeaufschlagten Gases, ein Äußeres und eine Öffnung (140) umfasst, wobei der Tank (100) mit einer Innenschicht (120) aus einem Polymermaterial versehen ist; und eine passive Verschlussvorrichtung (300), umfassend: einen Hauptkörper (305), der eine Bohrung (345) in Fluidkommunikation mit einem Durchgang (370) umfasst, wobei sich die Bohrung (345) von einem Äußeren des Hauptkörpers (305) zu dem Durchgang (370) erstreckt, wobei die Bohrung (345) einen Sitz (355) zwischen der Bohrung (345) und dem Durchgang (370) umfasst, wobei sich der Durchgang (370) zu dem Äußeren des Hauptkörpers (305) erstreckt, wobei der Hauptkörper (305) an der Öffnung (140) des Tanks (100) angebracht ist und die Bohrung (345) des Hauptkörpers (305) sich zum Äußeren des Tanks (100) erstreckt und der Durchgang (370) des Hauptkörpers (305) sich zum Inneren (130) des Tanks (100) erstreckt; und ein thermisch reagierendes Element (400), das mit dem Hauptkörper (305) gekoppelt ist und im Inneren (130) des Tanks (100) angeordnet ist, wobei das thermisch reagierende Element (400) umfasst: eine Hülse (315), die eine erste Öffnung (335) und eine zweite Öffnung (340) umfasst; einen Kolben (320), der in der Hülse (315) positioniert ist, wobei der Kolben (320) ein erstes Ende (325), das die erste Öffnung (335) verlässt, und ein zweites Ende (330), das die zweite Öffnung (340) verlässt, umfasst; ein thermisch reagierendes Material (510), das in der Hülse (315) angeordnet ist und den Kolben (320) umgibt; und ein in der Hülse (315) angeordnetes und mit dem Kolben (320) gekoppeltes Teil (500), das das thermisch reagierende Material (510) von einem Raum (520) in der Hülse (315) trennt, wobei das thermisch reagierende Material (510) sich bei einer Schwellentemperatur ausdehnt, um das Teil (500) zu dem Raum (520) zu treiben, was dazu führt, dass das erste Ende (325) des Kolbens (320) von der Hülse (315) ausfährt, während das zweite Ende (330) zu der Hülse (315) hingezogen wird, wobei das erste Ende (325) des Kolbens (320) in dem Hauptkörper (305) angeordnet und derart konfiguriert ist, mit dem Sitz (355) in Eingriff zu treten, um die Bohrung (345) von dem Durchgang (370) abzudichten, wenn sich das thermisch reagierende Material (510) bei der Schwellentemperatur ausdehnt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Druckgefäßsystem mit einem Tank und einer passiven Verschlussvorrichtung, wobei die passive Verschlussvorrichtung auf eine Temperatur während eines Befüllens des Druckgefäßes anspricht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dieser Abschnitt stellt Hintergrundinformation in Verbindung mit der vorliegenden Offenbarung dar, die nicht unbedingt Stand der Technik ist.
Verschiedene Hochdruckbehälter können in vier Typen klassifiziert werden: ein Gefäß vom Typ I mit einem vollständig aus Metall bestehenden Aufbau; einen Typ II, der einen metallausgekleideten Aufbau mit einer Glasfaserringumwicklung aufweist; einen Typ III, der einen metallausgekleideten Aufbau mit einer Verbundstoff-Vollumwicklung aufweist; und einen Typ IV, der einen kunststoffausgekleideten Aufbau mit einer Verbundstoff-Vollumwicklung aufweist. Derartige Hochdruckgefäße können dazu verwendet werden, ein komprimiertes Gas bzw. Druckgas, wie komprimierten Wasserstoff, zu enthalten, und können die notwendige mechanische Stabilität und Integrität bereitstellen, um ein Reißen oder Bersten des Druckgefäßes zu vermeiden. Druckgefäße zum Gebrauch in einem Fahrzeug können auch unter Verwendung leichter Materialien hergestellt werden, so dass sie die Gewichtsanforderungen des Fahrzeugs nicht signifikant beeinträchtigen. In gewissen Fällen kann das Druckgefäß vom Typ IV zur Speicherung von komprimiertem oder verflüssigtem Wasserstoffgas zur Verwendung als ein Fahrzeugbrennstoff verwendet werden.
Wie in der Druckschrift US 6 742 554 B1 beschrieben ist, ist die Form des Druckgefäßes vom Typ IV, das zur Speicherung von Wasserstoffgas denkbar ist, allgemein zylindrisch, um die gewünschte Integrität bereitzustellen, und weist eine äußere Bauwand und eine Innenauskleidung auf, die eine Behälterkammer darin definiert. Die Kombination der Außenwand und der Auskleidung kann die bauliche Integrität, den Druckeinschluss sowie die Gasdichtheit auf eine leichte und kosteneffektive Art und Weise bereitstellen.
Derartige Druckgefäße können einen Adapter aufweisen, der die Einlass- und Auslassöffnung für das Gas bereitstellt. Der Adapter kann verschiedene Ventile, Druckregler, Verrohrungsverbinder, Überströmungsbegrenzer, etc. unterbringen. Diese Komponenten erlauben ein Füllen des Druckgefäßes mit dem Druckgas und erlauben einen Austrag des Druckgases von dem Druckgefäß bei oder nahe Umgebungsdruck oder einem höheren Druck und eine Lieferung als eine Brennstoffquelle; beispielsweise an eine Brennstoffzellen-Leistungsanlage. Der Adapter kann aus Stahl bestehen, um die bauliche Festigkeit zur Speicherung des Druckgases bereitzustellen. Ein geeigneter Klebstoff, Dichtring oder dergleichen kann dazu verwendet werden, die Auskleidung an dem Adapter auf eine gasdichte Art und Weise abzudichten und den Adapter an der Außenwand des Gefäßes zu sichern.
Hochdruckgasgefäße können empfindlich gegenüber Temperatur sein, einschließlich der Temperatur des enthaltenen Gases. Beispielsweise können bestimmte Temperaturbedingungen eine Abnahme der Haltbarkeit bewirken.
Herkömmliche Verschlussvorrichtungen sind aus den Druckschriften JP H05-196 170 A , US 2 924 975 A , DE 21 52 588 A und GB 2 387 891 A bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein erfindungsgemäßes Druckgefäßsystem umfasst einen Tank, der ein Inneres zur Aufnahme eines druckbeaufschlagten Gases, ein Äußeres und eine Öffnung umfasst, sowie eine passive Verschlussvorrichtung. Die passive Verschlussvorrichtung umfasst einen Hauptkörper und ein thermisch reagierendes Element. Ferner ist der Tank mit einer Innenschicht aus einem Polymermaterial versehen. Der Hauptkörper umfasst eine Bohrung in Fluidkommunikation mit einem Durchgang, wobei sich die Bohrung von einem Äußeren des Hauptkörpers zu dem Durchgang erstreckt und die Bohrung einen Sitz zwischen der Bohrung und dem Durchgang umfasst. Ferner erstreckt sich der Durchgang zu dem Äußeren des Hauptkörpers. Der Hauptkörper ist an der Öffnung des Tanks angebracht und die Bohrung des Hauptkörpers erstreckt sich zum Äußeren des Tanks und der Durchgang des Hauptkörpers erstreckt sich zum Inneren des Tanks. Das thermisch reagierende Element ist mit dem Hauptkörper gekoppelt und ist im Inneren des Tanks angeordnet. Das thermisch reagierende Element umfasst eine Hülse, die eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung umfasst, einen Kolben, der in der Hülse positioniert ist, wobei der Kolben ein erstes Ende, das die erste Öffnung verlässt, und ein zweites Ende, das die zweite Öffnung verlässt, umfasst, ein thermisch reagierendes Material, das in der Hülse angeordnet ist und den Kolben umgibt, und ein in der Hülse angeordnetes und mit dem Kolben gekoppeltes Teil, das das thermisch reagierende Material von einem Raum in der Hülse trennt. Das thermisch reagierende Material dehnt sich bei einer Schwellentemperatur aus, um das Teil zu dem Raum zu treiben und das erste Ende des Kolbens von der Hülse auszufahren, während das zweite Ende zu der Hülse hingezogen wird. Das erste Ende des Kolbens ist in dem Hauptkörper angeordnet und derart konfiguriert, mit dem Sitz in Eingriff zu treten, um die Bohrung von dem Durchgang abzudichten, wenn sich das thermisch reagierende Material bei der Schwellentemperatur ausdehnt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die hier beschriebenen Zeichnungen dienen nur zu veranschaulichenden Zwecken gewählter Ausführungsformen.
1 ist eine bruchstückhafte perspektivische Ansicht mit einem Abschnitt, der von einer Ausführungsform eines Druckgefäßes vom Typ IV weggeschnitten ist.
2 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Systems, das zwei Druckgefäße verwendet.
3A ist eine bruchstückhafte Schnittansicht einer Ausführungsform einer passiven Verschlussvorrichtung.
3B ist eine bruchstückhafte Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer passiven Verschlussvorrichtung.
4 ist eine Ansicht einer Ausführungsform eines thermisch reagierenden Elements mit einem zwei Enden aufweisenden Kolben.
5 ist eine Schnittansicht des thermisch reagierenden Elements mit einem zwei Enden aufweisenden Kolben von 4 entlang der Linie 5-5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Die folgende Technologiebeschreibung ist lediglich beispielhafter Natur. Bezüglich der offenbarten Verfahren ist die Reihenfolge der dargestellten Schritte beispielhafter Natur, und somit kann sich die Reihenfolge der Schritte bei verschiedenen Ausführungsformen, wenn möglich, unterscheiden.
Die vorliegende Technologie stellt einen thermischen Schutz während der Übertragung von Druckgas in Hochdruckgasgefäßen unter Verwendung einer passiven Verschlussvorrichtung bereit. In bestimmten Fällen kann es erwünscht sein, Hochdruckgasgefäße unter Verwendung eines robusten und zuverlässigen Mechanismus thermisch zu schützen, der keine externe Leistungsquelle oder Überwachung erfordert. Somit kann die vorliegende passive Verschlussvorrichtung einen thermischen Selbstschutz (wobei weder elektrische Leistung noch Sensoren oder Controller erforderlich sind) bereitstellen, um temperaturbezogene Probleme während eines Füll- oder Austragsbetriebs zu verhindern. Beispielsweise sehen während eines Füllens eines Druckgefäßes thermodynamische Gesetze vor, dass die Kompression eines Gases in ein reduziertes Volumen eine Temperatur des Gases erhöht. Dies kann auch in einer Temperaturzunahme an der Innenfläche des Druckgefäßes resultieren, wenn dieses mit dem Druckgas gefüllt wird.
In einigen Fällen kann das Druckgefäß eine Polymerschicht umfassen, um ein Gewicht des Gefäßes zu reduzieren. Einige Polymermaterialien können temperatursensitiv sein. Um einen Kontakt des Druckgefäßes mit Temperaturen, die den Gefäßaufbau nachteilig beeinträchtigen können, zu vermeiden, kann eine Druckgasströmung während eines Füllens des Druckgefäßes reduziert oder abgeschaltet werden, wenn eine Schwellentemperatur erreicht ist. Die vorliegende Technologie stellt eine passive Verschlussvorrichtung für diese Abschaltfunktion bereit. Die passive Verschlussvorrichtung kann Teil des Adapters zum Füllen und Austragen von Druckgas relativ zu dem Gefäß sein, wobei die Vorrichtung eine Druckgasströmung in das Gefäß bei einer Schwellentemperatur unterbricht.
Als ein Beispiel kann ein Druckgefäß 100 vom Typ IV, das in Hochdruckbrennstofftanksystemen verwendet wird, einen zweischichtigen Faserverbundstoffaufbau aufweisen, wie in 1 gezeigt ist. Eine Außenschicht 110 kann eine mechanische Festigkeit bereitstellen und kann Materialien aufweisen, wie eine Kohlefasermatrix und/oder eine Glasfaserumwicklung. Eine Innenschicht 120 kann ein Polymermaterial umfassen, das eine fluiddichte Auskleidung bereitstellt, um ein druckbeaufschlagtes Gas in einem Inneren 130 des Druckgefäßes 100 zu enthalten. Wenn die Innenschicht 120 ein oder mehrere Polymere aufweist, können diese Materialien temperatursensitiv, insbesondere auf hohe Temperaturen, sein, die die Eigenschaften der Polymere beeinflussen können. Eine Öffnung 140 kann eine Fluidkommunikation mit dem Inneren 130 des Druckgefäßes 100 bereitstellen und kann zur Aufnahme eines Adapters (nicht gezeigt) konfiguriert sein.
2 zeigt ein vereinfachtes Schema eines Systems 200, das zwei Druckgefäße 100 aufweist. Eine Aufnahme 210 ist zur Verbindung mit einer Druckgasquelle (nicht gezeigt) vorgesehen, um die Druckgefäße 100 zu füllen. Beispielsweise kann die Druckgasquelle eine Tankstation für ein Fahrzeug sein. Druckgas von der Aufnahme 210 kann durch Rückschlagventile 220 in eines oder beide der Druckgefäße 100 strömen. Beim Befüllen können die Tankventile 230 und ein Abschaltventil 240 geschlossen werden. Beispielsweise sind die Tankventile 230 gewöhnlich nicht für hohe Gasströmungen ausgelegt, die während eines Füllens der Druckgefäße 100 verwendet werden. Die Hochdruckgasströmung während eines Füllbetriebs kann daher durch die Rückschlagventile 220 gehandhabt werden, die höhere Querschnittsflächen aufweisen können. Während eines Austrags des Druckgases von den Druckgefäßen 100, wenn beispielsweise das Gas Wasserstoff ist, kann das Druckgas durch einen Druckregler 250 geführt werden, der die Strömung von Druckgas zu einem Nutzer des Gases 260 steuert, wie einer Brennstoffzelle.
Bei einigen Ausführungsformen kann das in 2 gezeigte System 200 eine Temperatur des Druckgases und somit eine Temperatur des Druckgefäßes 100 und der Innenschicht 120 unter Verwendung eines oder mehrerer Temperatursensoren und/oder Controller überwachen, die mit einer Füllstation (nicht gezeigt) kommunizieren. Jedoch kann das Druckgefäß 100 in dem System 200 mit einer passiven Verschlussvorrichtung 300, wie in 3 gezeigt ist, anstelle derartiger Sensoren und Controller ausgestattet sein.
Die passive Verschlussvorrichtung 300 kann mit der Öffnung 140 des Druckgefäßes 100 gekoppelt sein oder kann Teil eines Adapters (nicht gezeigt) sein, der mit der Öffnung 140 gekoppelt ist. Die passive Verschlussvorrichtung 300 weist einen Hauptkörper 305 zum Koppeln mit dem Druckgefäß 100 an der Öffnung 140 auf. Der Körper 305 kann ein Gehäuseteil 310 aufweisen, das einen Abschnitt des Körpers 305 umfassen kann, oder das Gehäuseteil 310 kann eine separate Komponente sein, die mit dem Körper 305 gekoppelt ist. Eine Hülse 315 ist mit dem Gehäuseteil 310 gekoppelt und weist einen Kolben 320 auf, der ein erstes Ende 325 und ein zweites Ende 330 besitzt. Das erste Ende 325 erstreckt sich von einer ersten Öffnung 335, die in der Hülse 315 geformt ist, und das zweite Ende 330 erstreckt sich von einer zweiten Öffnung 340, die in der Hülse 315 geformt ist. Die erste und zweite Öffnung 335, 340 können derart konfiguriert sein, dass sie fluiddichte Abdichtungen zwischen dem Kolben 320 und der Hülse 315 besitzen. Die Hülse 315 und der Kolben 320 umfassen Teile eines thermisch reagierenden Elements 400, wie detaillierter in den 4 und 5 gezeigt ist.
Die passive Verschlussvorrichtung 300 weist ferner eine Bohrung 345 auf, die durch den Körper 305 geformt ist und in Fluidkommunikation mit einer Kammer 350 steht, die durch den Körper 305 und das Gehäuseteil 310 geformt ist. Die Bohrung 345 weist einen Sitz 355 auf, der derart konfiguriert ist, mit dem ersten Ende 325 des Kolbens 320 in Eingriff zu stehen, um die Bohrung 345 von der Kammer 350 abzudichten. Eine Feder 360 kann an jeder Seite an dem Kolben 320 angeordnet sein, die den Kolben 320 weg von dem Sitz 355 treibt. Beispielsweise weist, wie in 3A gezeigt ist, die Kammer 350 eine Feder 360 auf, die daran angeordnet ist und den Kolben 320 in einer Richtung weg von dem Sitz 355 treibt. Die Feder 360 kann zwischen einem Flansch 365, der an dem Kolben 320 nahe dem ersten Ende 325 gekoppelt ist, und dem Körper 305 komprimiert sein, wodurch der Flansch 365 und der gekoppelte Kolben 320 weg von dem Sitz 355 getrieben werden. Alternativ dazu kann, wie in 3B gezeigt ist, die Feder 360 zwischen einem Flansch 365, der mit dem Kolben nahe dem zweiten Ende 330 gekoppelt ist, und der Hülse 315 positioniert sein, wodurch der Flansch 365 und der gekoppelte Kolben 320 weg von dem Sitz 355 getrieben werden.
Der Körper 305 oder das Gehäuseteil 310 können einen oder mehrere Durchgänge 370 (es sind zwei gezeigt) aufweisen, die eine Fluidkommunikation zwischen der Kammer 350 und dem Inneren 130 des Druckgefäßes 100 bereitstellen. In einigen Ausführungsformen bildet die Kammer 350 einen Abschnitt des einen oder der mehreren Durchgänge 370. Bei anderen Ausführungsformen kann die Bohrung 345 fluidtechnisch mit dem einen oder den mehreren Durchgängen 370 ohne eine dazwischengeschaltete Kammer 350 gekoppelt sein. In solchen Fällen ist das erste Ende 325 des Kolbens 320 in dem Körper 305 angeordnet und derart konfiguriert, mit dem Sitz 355 in Eingriff zu treten, um die Bohrung 345 von dem Durchgang 370 abzudichten.
Nun Bezug nehmend auf die 4 und 5 ist ein thermisch reagierendes Element 400 gezeigt. Ein thermisch reagierendes Material 510, wie ein Wachs, ist in der Hülse 315 angeordnet, das seine Dichte in Bezug auf eine Schwellentemperatur ändert. Beispielsweise kann das thermisch reagierende Material 510 bei Erreichen der Schwellentemperatur schmelzen, wobei die resultierende Phasenänderung eine Zunahme des Volumens des thermisch reagierenden Materials 510 bewirkt. Das thermisch reagierende Material 510 kann ein oder mehrere Wachse aufweisen, die einen relativ schmalen Bereich von Kohlenstoffkettenlängen besitzen. Auf diese Weise kann die Zusammensetzung des thermisch reagierenden Materials 510 darauf zugeschnitten sein, sich bei einer vorbestimmten Schwellentemperatur zu verflüssigen. Die Verflüssigung bewirkt eine Ausdehnung des thermisch reagierenden Materials 510 in der Hülse 315, so dass es auf ein auf Druck reagierendes Teil 500 in der Hülse 315 wirkt. Das Teil 500 kann einen Abschnitt des Kolbens 320 umfassen oder kann eine separate Komponente sein, die mit dem Kolben 320 gekoppelt ist. Bei einigen Ausführungsformen kann das Teil 500 einen Kragen umfassen, der sich von dem Kolben 320 erstreckt, wie in 5 gezeigt ist. Das Teil 500 kann fest mit dem Kolben 320 gekoppelt sein, so dass ein Druck des thermisch reagierenden Materials 510 auf das Teil 500 eine Bewegung des Kolbens 320 entlang des Elements 500 bewirkt. Das Teil 500 kann in einen Raum 520, der in der Hülse 315 geformt ist, bewegt oder verschoben werden, wenn sich das thermisch reagierende Material 510 verflüssigt und ausdehnt. Der Kolben 320 wird dadurch in derselben Richtung getrieben. Der Raum 520 kann leerer Raum sein oder kann ein komprimierbares Material aufweisen, wie einen Schaum, Gummi, Gas, etc. Demgemäß erstreckt sich das erste Ende 325 des Kolbens 320 weiter aus der Hülse 315, während das zweite Ende 330 zu der Hülse 315 zurückgezogen wird, wenn das thermisch reagierende Material 510 schmilzt und sich ausdehnt. Die Hülse 315 kann ein Kopplungsmittel 410, wie ein Gewinde, aufweisen, so dass das thermisch reagierende Element 400 mit dem Körper 305 oder dem Gehäuseteil 310 des Körpers 305 gekoppelt sein kann.
Die physikalische Wirkung, die die passive Verschlussvorrichtung 300 betreibt, ist die Phasenänderung des thermisch reagierenden Materials 510, wenn es sich verflüssigt. Wenn die Phasenänderungstemperatur erreicht ist, startet die Ausdehnung des thermisch reagierenden Materials 510, und der Kolben 320 bewegt sich zu dem Sitz 355 benachbart der Bohrung 345, um die Bohrung 345 abzudichten. Auf diese Weise kann das Druckgas nicht mehr durch die passive Verschlussvorrichtung 300 in das Innere 130 des Druckgefäßes 100 eingeführt werden. Bei einigen Ausführungsformen kann die Schwellentemperatur zum Verflüssigen des thermisch reagierenden Materials 510 auf unter oder etwa die Toleranzgrenztemperatur der Innenschicht 120 des Druckgefäßes gewählt sein. Auf diese Weise wird die Innenschicht 120 vor einem Kontakt mit einer Temperatur geschützt, die die Integrität der Innenschicht 120 beeinträchtigen würde. Wenn beispielsweise die Innenschicht 120 eine Polymerauskleidung umfasst, die über einer bestimmten Temperatur gefährdet sein kann, kann das thermisch reagierende Material 510 so gewählt sein, dass es sich unterhalb oder gerade unterhalb der bestimmten Temperatur verflüssigt. Wenn das thermisch reagierende Material 510 schmilzt, bewegt sich der Kolben 320 zu dem Sitz 355, wobei die Kraft der Feder 360 überwunden wird. Das erste Ende 325 und der Sitz 355 dichten die Bohrung 345 ab, wodurch die Druckgasströmung durch die passive Verschlussvorrichtung 300 unterbrochen wird. Wenn das thermisch reagierende Material 510 unter die Schwellentemperatur abkühlt, verfestigt es sich und kontrahiert. Die Feder 360 stellt den Kolben 320 durch Treiben des ersten Endes 325 des Kolbens 320 weg von dem Sitz 355 zurück, wobei das Teil 500 weg von dem Raum 520 bewegt wird. Daher bewegt sich das erste Ende 325 zu dem Gehäuse 315, während sich das zweite Ende 330 weiter aus dem Gehäuse 315 erstreckt.
Die passive Verschlussvorrichtung 300 kann den Druck des druckbeaufschlagten Gases in dem Druckgefäß 100 kompensieren. Diesbezüglich ist der Kolben 320 des thermisch reagierenden Elements 400 so konfiguriert, dass er in einer synchronen Weise arbeitet, in der sich das zweite Ende 330 des Kolbens 320 aus der zweiten Öffnung 340 der Hülse 315 erstreckt und dem Druck des Gases in dem Inneren 130 des Druckgefäßes 100 ausgesetzt ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Technologie besteht darin, dass das thermisch reagierende Element 400, das die Strömung von Druckgas in das Druckgefäß 100 steuert, nahe der Innenschicht 120 des Druckgefäßes 100 montiert und identischen oder nahezu identischen Bedingungen, einschließlich Temperatur, ausgesetzt ist. Somit ist aufgrund einer verbesserten thermischen Verbindung eine präzisere Temperatursteuerung möglich, als in herkömmlichen Systemen. Aufgrund der geringen thermischen Masse des thermisch reagierenden Materials 510 und einer Oberfläche der Hülse 315 kann eine sehr geringe Zeitverzögerung zwischen der Temperatur des Druckgases, das das Druckgefäß 100 füllt, und der Temperatur des thermisch reagierenden Materials 510 vorhanden sein. Ferner kann aufgrund des Hystereseverhaltens des thermisch reagierenden Materials 510 die Wiederöffnungstemperatur geringer als die Schließtemperatur sein, so dass keine instabilen Oszillationen beim Öffnen und Schließen der passiven Verschlussvorrichtung 300 vorhanden sind.
Andere Vorteile der vorliegenden Technologie weisen Verbesserungen durch Bereitstellung einer robusten und zuverlässigen passiven Verschlussvorrichtung 300 zur Verwendung in einem Druckgefäß 100 auf. Die passive Verschlussvorrichtung 300 erfordert keine elektrische Leistung, und es sind keine Controller, Sensoren oder Verdrahtung erforderlich. Dies bietet Kosteneinsparungen im Vergleich zu anderen Systemen. Druckgefäße, die die passive Verschlussvorrichtung 300 verwenden, können sich selbst schützen, unabhängig von der Konfiguration der Tankstation für Druckgas. Die Anordnung und die Konfiguration der passiven Verschlussvorrichtung 300 sehen auch eine Korrelation zu Bedingungen vor, denen die Innenschicht 120 des Druckgefäßes 100 ausgesetzt ist.
Diese Vorteile stehen im Gegensatz zu anderen Systemen, die nicht in der Lage sind, die Wasserstoffströmung in ein Druckgefäß zu reduzieren oder zu unterbrechen. Beispielsweise kann eine hohe Abweichung zwischen einem Signal eines Temperatursensors, der außerhalb des Gefäßes montiert ist, und einer Temperatur der Innenschicht 120 vorhanden sein. Ein Controller und eine geeignete (elektrische) Schnittstelle zu der Tankstation sind erforderlich, um die Füllrate des Druckgases einzustellen. Ein derartiges System kann sich nicht selbst gegen Tankgeschwindigkeiten/gradienten, die zu einem Übertemperaturzustand führen, schützen. Es kann nur eine Anforderung an das externe Tanksystem/Tankstation senden, um die Strömung zu verlangsamen oder zu stoppen.