DE102015225683A1 - Druckbehältersystem sowie Druckbehälter mit Gasbalkenwaage - Google Patents

Druckbehältersystem sowie Druckbehälter mit Gasbalkenwaage Download PDF

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Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem und einen Druckbehälter 100 zur Speicherung von Brennstoff mit mindestens einer Gasbalkenwaage 120 zur Bestimmung der Dichte des Brennstoffs und mindestens einer Ausschlagsbestimmungsvorrichtung 130. Die Ausschlagbestimmungsvorrichtung 130 ist ausgebildet, einen brennstoffdichteabhängigen Ausschlag α der Gasbalkenwaage 120 zu bestimmen.

Description

  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem sowie einen Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff sowie ein Verfahren zur Bestimmung der Dichte in einem Druckbehälter.
  • Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff als solche sind bekannt. Die mit einem Kraftfahrzeug erzielbare Reichweite hängt stark ab von dem Füllgrad des Druckbehälters. Es besteht daher ein Bedürfnis, bei jeder Betankung einen guten Füllgrad zu erreichen. Ferner besteht ein Bedürfnis, eine Überfüllung des Druckbehälters zuverlässig zu vermeiden. Die Ermittlung des Füllstands eines mit einem gasförmigen Brennstoff befüllten Druckbehälters erfordert die Kenntnis der Dichte. Um den Füllgrad bei jeder Betankung gut zu berechnen ist es daher wichtig, die Dichte im Druckbehälter möglichst genau zu bestimmen. In der Regel wird die Dichte indirekt ermittelt, indem die Temperatur und der Druck des im Druckbehälter befindlichen Brennstoffs gemessen werden. Die Funktion zur Berechnung der Dichte basierend auf Druck und Temperatur ist zum Teil stark nicht-linear. Daher können kleine Fehler bei der Messung von Druck und/oder Temperatur bereits zu großen Fehlern bei der Bestimmung der Dichte führen. Ferner kommt es im Drucktank zur Stratifikation bzw. Temperaturschichtung. Liegt eine Strömung des gasförmigen Brennstoffs vor (wie beispielsweise im Fall des Betankens), kommt es darüber hinaus zur Ausbildung von Druckunterschieden innerhalb des Druckbehälters. Somit ist es vorteilhaft, eine punktförmige Temperaturbestimmung bzw. Druckbestimmung zu vermeiden.
  • Beispielsweise offenbart die DE 10 2013 203187 A1 ein Verfahren, bei dem indirekt der Füllstand ermittelt wird.
  • Es ist eine Aufgabe der hier offenbarten Technologie, die Nachteile der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben. Weitere Aufgaben ergeben sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein Druckbehältersystem und einen Druckbehälter für ein Kraftfahrzeug zur Speicherung von Brennstoff. Ein solcher Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter oder ein Hochdruckgasbehälter sein.
  • Hochdruckgasbehältersysteme sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff (z.B. Wasserstoff) dauerhaft bei einem max. Betriebsdruck (auch maximum operating pressure oder MOP genannt) von über ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von über ca. 500 barü und besonders bevorzugt von über ca. 700 barü zu speichern.
  • Das kryogene Druckbehältersystem umfasst einen kryogenen Druckbehälter. Der kryogene Druckbehälter kann Brennstoff im flüssigen oder überkritischen Aggregatszustand speichern. Als überkritischer Aggregatszustand wird ein thermodynamischer Zustand eines Stoffes bezeichnet, der eine höhere Temperatur und einen höheren Druck als der kritische Punkt aufweist. Der kritische Punkt bezeichnet den thermodynamischen Zustand, bei dem die Dichten von Gas und Flüssigkeit des Stoffes zusammenfallen, dieser also einphasig vorliegt. Während das eine Ende der Dampfdruckkurve in einem p-T-Diagramm durch den Tripelpunkt gekennzeichnet ist, stellt der kritische Punkt das andere Ende dar. Bei Wasserstoff liegt der kritische Punkt bei 33,18 K und 13,0 bar. Ein kryogener Druckbehälter ist insbesondere geeignet, den Brennstoff bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur (gemeint ist der Temperaturbereich der Fahrzeugumgebung, in dem das Fahrzeug betrieben werden soll) des Kraftfahrzeuges liegen, beispielsweise mind. 50 Kelvin, bevorzugt mindestens 100 Kelvin bzw. mindestens 150 Kelvin unterhalb der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges (i.d.R. ca. –40°C bis ca. +85°C). Der Brennstoff kann beispielsweise Wasserstoff sein, der bei Temperaturen von ca. 34 K bis 360 K im kryogenen Druckbehälter gespeichert wird. Der Druckbehälter kann in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das beispielsweise mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas betrieben wird. Der kryogene Druckbehälter kann insbesondere einen Innenbehälter umfassen, der ausgelegt ist für max. Betriebsdrücke (MOPs) bis ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), bevorzugt bis ca. 500 barü, und besonders bevorzugt bis ca. 700 barü. Im Innenbehälter ist der Brennstoff gespeichert. Der Außenbehälter schließt den Druckbehälter bevorzugt nach außen hin ab. Bevorzugt umfasst der kryogene Druckbehälter ein Vakuum mit einem Absolutdruck im Bereich von 10–9 mbar bis 10–1 mbar, ferner bevorzugt von 10–7 mbar bis 10–3 mbar und besonders bevorzugt von ca. 10–5 mbar, dass zumindest bereichsweise zwischen dem Innenbehälter und dem Außenbehälter in einem evakuierten (Zwischen)Raum bzw. Vakuum V angeordnet ist. Die Speicherung bei Temperaturen (knapp) oberhalb des kritischen Punktes hat gegenüber der Speicherung bei Temperaturen unterhalb des kritischen Punktes den Vorteil, dass das Speichermedium einphasig vorliegt. Es gibt also beispielsweise keine Grenzfläche zwischen flüssig und gasförmig.
  • Der Druckbehälter umfasst mindestens eine Balkenwaage zur Bestimmung der Gasdichte bzw. Gasbalkenwaage (nachstehend wird vereinfachend der Begriff „Gasbalkenwaage“ verwendet). Die Gasbalkenwaage ist ausgebildet, die Dichte des Brennstoffs im Druckbehälter zu bestimmen.
  • Ferner kann der Druckbehälter, insbesondere die Gasbalkenwaage, eine Drehmomentbestimmungsvorrichtung umfassen. Die Drehmomentbestimmungsvorrichtung kann ausgebildet sein, direkt oder indirekt ein brennstoffdichteabhängiges resultierendes Drehmoment zu bestimmen, welches auf eine Verbindungsachse der Gasbalkenwaage ausgeübt wird. Die Drehmomentbestimmungsvorrichtung kann mindestens einen Drehmomentsensor und/oder mindestens einen Kraftsensor aufweisen.
  • Ferner kann der Druckbehälter, insbesondere die Gasbalkenwaage, mindestens eine Ausschlagbestimmungsvorrichtung umfassen, die ausgebildet ist, einen brennstoffdichtenabhängigen Ausschlag der Gasbalkenwaage zu bestimmen. Der Ausschlag ist dabei ein Maß für das auf die Drehachse ausgeübte Drehmoment. Somit kann die Ausschlagbestimmungsvorrichtung auch als Drehmomentbestimmungsvorrichtung angesehen werden.
  • Gasbalkenwaagen als solche sind bekannt. Eine Gasbalkenwaage ist eine Balkenwaage im vorzugsweise homogenen Schwerefeld, an der auf der einen Seite ein erster Auftriebskörper mit einer ersten Dichte, zum Beispiel ein Hohlkörper, und auf der anderen Seite ein zweiter Auftriebskörper mit einer zweiten Dichte, zum Beispiel ein Bleigewicht, befestigt ist. Die erste Dichte des ersten Auftriebskörpers ist dabei geringer als die zweite Dichte des zweiten Auftriebskörpers. Die Massen der beiden Auftriebskörper und deren Abstände vom Drehpunkt sind dabei so gewählt, dass sich die Balkenwaage bei einer Referenzdichte in einer Referenzposition befindet, z.B. horizontal ausgerichtet ist.
  • Die Gasbalkenwaage umfasst also zweckmäßig mindestens zwei Auftriebskörper, die über ein Verbindungselement mechanisch gekoppelt sein können. Das Verbindungselement stellt also den Balken der Waage dar. Das Verbindungselement kann drehbar gelagert sein. Die Drehung des Verbindungselements kann einen Ausschlag erzeugen, der von mindestens einer Ausschlagsbestimmungsvorrichtung bestimmbar sein kann. Die mindestens zwei Auftriebskörper können insbesondere derart angeordnet und ausgebildet sein, dass eine Dichteänderung im Druckbehälter eine Änderung eines Ausschlags der Gasbalkenwaage bewirkt.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ferner ein Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Brennstoff in einem Druckbehälter, insbesondere in dem hier offenbarten Druckbehälter. Gemäß dem Verfahren ist eine Gasbalkenwaage im Druckbehälter angeordnet und ein durch die Gasbalkenwaage generierter Ausschlag wird durch eine Ausschlagsbestimmungsvorrichtung bestimmt. Ein Steuergerät bestimmt ferner basierend auf dem Ausschlag und/oder anhand des resultierenden Drehmomentes die Dichte des Brennstoffs im Druckbehälter. Das hier gezeigte Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Brennstoff in einem Drucktank kann ferner die Schritte umfassen:
    • 1) Erfassen eines resultierenden Drehmomentes, dass auf eine Drehachse einer im Druckbehälter angeordnet Gasbalkenwaage wirkt; und 2) Bestimmen der Dichte des Brennstoffs anhand des erfassten Drehmomentes. Das hier offenbarte Verfahren umfasst ferner auch die Merkmale, die im Zusammenhang mit dem hier offenbarten Druckbehälter gezeigt sind.
  • Vorteilhaft lässt sich somit die Dichte des Brennstoffs direkt ermitteln, ohne das hierzu zunächst die Temperatur und der Druck gemessen werden müssen.
  • Bevorzugt umfasst der Druckbehälter einen Strömungsschutz, wobei der Strömungsschutz geeignet ist, die Strömung des Brennstoffs im Druckbehälter zu verringern. Der Strömungsschutz kann zumindest bereichsweise ein Vliesmaterial und/oder einen offenporigen Schaumstoff umfassen. Der Strömungsschutz kann zumindest bereichsweise eine Drossel und/oder ein Labyrinth umfassen. Insbesondere ist der Strömungsschutz ausgebildet, eine Beeinflussung der Dichtemessung durch die Balkenwaage zu verringern bzw. zu verhindern, die ansonsten aus der Strömungsbewegung des Brennstoffs resultieren könnte.
  • Die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung kann insbesondere eine Winkelmessvorrichtung sein, mit der als Maß für den Ausschlag ein Winkel bestimmbar ist. Alternativ könnte als Maß für den Ausschlag auch eine Wegstrecke oder andere Größen genutzt werden, wie beispielsweise das auf das Verbindungselement ausgeübte Drehmoment.
  • Das hier offenbarte Druckbehältersystem umfasst mindestens einen Druckbehälter, wie er hier offenbart ist. Ferner umfasst das Druckbehältersystem ein Steuergerät. Das Steuergerät ist ausgebildet, anhand des Ausschlags die Dichte des im Druckbehälter gespeicherten Brennstoffs zu ermitteln. Beispielsweise kann die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung ein Signal generieren, dass dem Ausschlagwinkel entspricht. Aus diesem Signal kann beispielsweise in fest hinterlegten Tabellen oder durch einen entsprechenden mathematischen Algorithmus die Dichte bestimmt werden. Die Berechnung der Dichte als solche unter Verwendung von Gasbalkenwaagen ist bekannt.
  • Mit anderen Worten wird gemäß der hier offenbarten Technologie in den Druckbehälter eine Einrichtung integriert, die über eine Auftriebsmessung die Dichte ermittelt. Ein empfindlicher, bevorzugt optischer, Detektionsmechanismus, d.h. eine Ausschlagsbestimmungsvorrichtung, misst Winkelauslenkungen des Waagebalkens, insbesondere relativ zur Gravitationsachse. Diese Auslenkung ist abhängig vom Kraftunterschied an den beiden Balkenenden und (zumindest für kleine Winkel) nahezu proportional dazu. An den Balkenenden können jeweils Körper aus dem gleichen Material und der gleichen Dichte angebracht sein. Der erste Körper kann jedoch massiv und ohne Hohlräume ausgebildet sein, wohingegen der zweite Körper einen gegen das umgebende Medium dicht abgeschlossenen Hohlraum aufweist. Die gesamte Einrichtung kann von einer Umhüllung umgeben sein, die die Auftriebsmesseinrichtung vor eventuell vorhandenen Gasströmungen schützen kann, die zum Beispiel beim Befüllen des Druckbehälters auftreten könnten. Trotzdem kann die Umhüllung bevorzugt sicherstellen, dass sich die Gasdichte innerhalb der Umhüllung sehr rasch auf den Wert der Gasdichte außerhalb der Umhüllung einstellt. Durch die ausgeglichenen Massen ist die Einrichtung unabhängig von örtlichen Unterschieden in der Gravitation. Gibt man beiden Körpern zusätzlich die gleiche der Umgebung zugewandte Oberfläche, so wird selbst die Massenzunahme, die durch eventuelles Einwandern von Wasserstoff in das Material entsteht, weitgehend kompensiert.
  • Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht des Druckbehälters 100; und
  • 2 eine vergrößerte schematische Detailansicht der Gasbalkenwaage 120.
  • Die 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Druckbehälters 100. Das Innenvolumen I dient zur Speicherung von Brennstoff. Das Innenvolumen I wird hier von einem Liner 110 bereitgestellt, der umgeben ist von einer faserverstärkten Schicht 112. Durch den Einlass 170 kann hier durch eine Befüll- und Entnahmeleitung 180 Brennstoff eingeführt und entnommen werden. Bevorzugt wird der Brennstoff in einem Winkel zur Horizontalen nach oben in den Druckbehälter 100 eingebracht. Die Gasbalkenwaage 120 ist hier in Richtung der Druckbehälterlängsachse A-A bezogen auf den Auslass der Befüll- und Entnahmeleitung 180 zurückversetzt angeordnet. Mit anderen Worten ist die Gasbalkenwaage 120 hier näher am Einlass 170 angeordnet als der Auslass der Befüll- und Entnahmeleitung 180. Somit ist die Gasbalkenwaage 120 vorteilhaft in einen Bereich B1 angeordnet, in dem die Strömungsgeschwindigkeit des Brennstoffs geringer ist als in anderen Bereichen, beispielsweise als in Bereichen B2 benachbart zum gegenüberliegenden Ende des Druckbehälters 100. Die Messung bzw. der Ausschlag der Gasbalkenwaage 120 wird somit zu einem geringeren Maße oder gar nicht von der Strömung des Brennstoffs beeinflusst. Alternativ oder zusätzlich kann ein Strömungsschutz 140 vorgesehen sein, der die Gasbalkenwaage 120 bevorzugt derart umgibt, dass nur eine vernachlässigbar geringe Strömung auf die Gasbalkenwaage 120 einwirkt. Gleichzeitig muss aber ein ausreichender Gasaustausch zwischen dem Inneren und dem Äußeren des Strömungsschutzes gewährleistet sein, damit auch ohne nennenswerten Zeitverzug die tatsächliche Brennstoffdichte im Druckbehälter bestimmt werden kann. Hierzu kann der Strömungsschutz 140 z.B. aus einem Material zumindest bereichsweise hergestellt sein, dass einen ausreichenden Strömungswiderstand darstellt und zeitgleich eine Mindestgasaustauschrate ermöglicht. Beispielsweise könnten hierzu ein Vlies und/oder ein offenporiger Schau eingesetzt werden. Ferner kann/können durch entsprechend gestaltete Labyrinth(e) an der bzw. den Strömungsschutzöffnung(en) die Strömungsgeschwindigkeit aktiv gedrosselt werden.
  • Die 2 zeigt vergrößert eine schematische Detailansicht der Gaswaage der 1. Die Gasbalkenwaage 120 umfasst hier zwei Auftriebskörper 122, 124. Die Auftriebskörper 122, 124 verfügen hier über ein unterschiedliches Volumen. Beide Auftriebskörper 122, 124 sind hier aus denselben Material mit gleicher Materialdichte hergestellt. Beispielsweise ist der erste Auftriebskörper 124 hier als Hohlkörper ausgebildet und der zweite Auftriebskörper 122 als Auftriebskörper ohne Hohlvolumen. Da die Massen beider Auftriebskörper 122, 124 gleich ist, ist die erste Dichte des ersten Auftriebskörpers 124 geringer als die zweite Dichte des zweiten Auftriebskörpers 122. In einer weiteren Ausgestaltung weisen der erste Auftriebskörper 124 und der zweite Auftriebskörper 122 dieselbe dem Gas im Innenvolumen I zugewandte Oberfläche auf. Dies hat den Vorteil, dass etwaige Massenänderungen aufgrund von Brennstoffeinlagerungen bei beiden Auftriebskörpern gleich auftreten.
  • Wie in der 1 gezeigt, sind die beiden Auftriebskörper 122, 124 hier im gleichen Abstand L122, L124 zur Drehachse 128 angeordnet. Dies muss aber nicht so sein, sofern die Massen der Auftriebsköper 122, 124 den entsprechenden Abständen L122, L124 zum Drehpunkt angepasst werden. Dabei soll gelten: m122 × L122 = m124 × L124, (1) wobei
    • m122:
    die Masse des zweiten Auftriebskörpers 122,
    L122:
    den Abstand des zweiten Auftriebskörpers 122 zum Drehachse 128,
    m124:
    die Masse des ersten Auftriebskörpers 124, und
    L124:
    den Abstand des zweiten Auftriebskörpers 124 zur Drehachse 128 darstellt.
  • Die Auftriebskörper 122, 124 sind über ein Verbindungselement 126 mechanisch gekoppelt. Das Verbindungselement 126 ist drehbar an der Drehachse 128 gelagert. Streng genommen gilt die vorgenannte Formel (1) nur bei Vernachlässigung der Masse des Verbindungselements 126. In der Praxis lässt sich aber die Massenverteilung des Verbindungselementes 126 so gestalten, dass die Drehmomente der beiden Hebelarme des Verbindungselements 126 ausgeglichen sind und somit Beziehung (1) trotzdem gilt.
  • Die Drehung des Verbindungselements 126 erzeugt einen Ausschlag α. Der erste und zweite Auftriebskörper 122, 124 sind derart angeordnet und ausgebildet, dass eine Dichteänderung im Druckbehälter 100 eine Änderung eines Ausschlags α der Gasbalkenwaage 120 bewirkt. Der Ausschlag α ist hier der Winkel, der sich ergibt zwischen einer ersten Lage der Verbindungsachse 126 bei einer ersten Dichte des Brennstoffs und einer zweiten Lage der Verbindungsachse 126‘ bei einer zweiten Dichte des Brennstoffs. Die zweite Lage der Verbindungsachse 126` und hier auch des ersten und zweiten Auftriebskörpers 122‘, 124‘ sind hier gestrichelt gezeigt. Ferner sind die Bezugszeichen der strukturellen Komponenten in der zweiten Lage mit einem Strich versehen.
  • Mit anderen Worten sind also der erste und zweite Auftriebskörper 122, 124 bevorzugt so gestaltet, dass sich die über deren jeweilige Gewichtskraft ausgeübten Drehmomente exakt aufheben. Das resultierende Drehmoment wird somit lediglich durch die unterschiedlichen Auftriebskräfte vom ersten und zweiten Auftriebskörper 122, 124 bewirkt, wobei das resultierende Drehmoment wiederum einen Rückschluss auf die Dichte des umgebenden Gases erlaubt. Dem Archimedischen Prinzip zufolge ist die jeweilige Auftriebskraft identisch zum Volumen vom ersten und zweiten Auftriebskörper 122, 124 jeweils multipliziert mit der Dichte des umgebenden Mediums. Die Dichte des umgebenden Gases bewirkt also einen Auftriebsunterschied vom ersten und zweiten Auftriebskörper 122, 124 und somit ein Drehmoment an der Drehachse 128. Dieses Drehmoment kann bevorzugt direkt und statisch gemessen werden, insbesondere ohne dass von der Verbindungsachse 126 eine Drehbewegung ausgeübt wird. Dies ist beispielsweise möglich über einen an der Drehachse 128 angebrachten statischen Drehmomentsensor und/oder über einen in bekanntem Abstand von der Drehachse angebrachten Kraftsensor. Alternativ oder zusätzlich kann das Drehmoment über den Winkelausschlag gemessen werden, der sich bei einem bekannten winkelabhängigen Rückstellmoment ergibt. Das Rückstellmoment könnte beispielsweise durch eine an der Drehachse 128 angebrachte Torsionsfeder aufgebracht werden. Eine Alternative ist beispielsweise ein dünner Zeiger, der an Verbindungsachse 126 bzw. 126‘ am Drehpunkt 128 angebracht sein kann und von der Verbindungsachse 126 senkrecht nach unten zeigt. Für kleine Winkel ergibt sich ein Rückstellmoment, das proportional zum Ausschlagwinkel ist. Ferner kann statt einem Zeiger bevorzugt eine andere Lösung gewählt werden: je nachdem ob sich die Drehachse 128 etwas oberhalb der Verbindungslinie von 122 und 124 oder exakt auf der Verbindung oder etwa unterhalb der Verbindung befindet ergibt sich ein stabiles, neutrales oder labiles Gleichgewicht. Bevorzugt wird eine Anordnung mit einem stabilen Gleichgewicht verwendet, bei der also der sich ergebende Ausschlagwinkel α direkten Rückschluss auf die Dichte des umgebenden Gases erlaubt.
  • In der Drehachse 128 ist hier ein Signalgeber vorgesehen (in den Figuren nicht gezeigt), der mit der Drehachse 128 gekoppelt sein kann und sich mit ihr dreht. Dieser Signalgeber sendet hier ein optisches Signal zu der Ausschlagsbestimmungsvorrichtung 130. Die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung 130 umfasst hier einen bogenförmigen Empfänger, der das optische Signal des Signalgebers empfängt. Anhand des empfangenen Signals kann die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung 130 hier den Winkel α selbst ermitteln oder aber lediglich das empfangene Signal an ein übergeordnetes Steuergerät (nicht gezeigt) übertragen. Das Steuergerät kann anhand des Signals der Ausschlagsbestimmungsvorrichtung 130 die Dichte und/oder den Füllgrad des Druckbehälters bestimmen. Bevorzugt kann das Steuergerät eine Betankung abbrechen, sobald eine Grenzdichte bzw. ein Grenzfüllgrad sich im Druckbehälter einstellt.
  • Anstatt eines Winkels α könnte als Ausschlag auch ein anderes Maß eingesetzt werden, beispielsweise den Abstand des ersten oder zweiten Auftriebskörpers zu einem Bezugspunkt, beispielsweise den Boden des Liners 12.
  • Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102013203187 A1 [0003]

Claims (10)

  1. Druckbehälter (100) zur Speicherung von Brennstoff mit mindestens einer Gasbalkenwaage (120) zur Bestimmung der Dichte des Brennstoffs.
  2. Druckbehälter nach Anspruch 1, mit mindestens einer Drehmomentbestimmungsvorrichtung (130), wobei die Drehmomentbestimmungsvorrichtung (130) ausgebildet ist, direkt oder indirekt ein brennstoffdichteabhängiges Drehmoment zu bestimmen, welches auf einer Verbindungsachse (126) der Gasbalkenwaage (120) ausgeübt wird.
  3. Druckbehälter nach Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine Ausschlagsbestimmungsvorrichtung (130) vorgesehen ist, wobei die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung (130) ausgebildet ist, einen brennstoffdichteabhängigen Ausschlag (α) der Gasbalkenwaage (120) zu bestimmen.
  4. Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ausschlagsbestimmungsvorrichtung (130) eine Winkelmessvorrichtung ist, mit der als Maß für den Ausschlag (α) ein Winkel (α) bestimmbar ist.
  5. Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Drehmomentbestimmungsvorrichtung (130) mindestens einen Drehmomentsensor und/oder mindestens einen Kraftsensor aufweist.
  6. Druckbehältersystem, mit mindestens einem Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche und einem Steuergerät, wobei das Steuergerät ausgebildet ist, anhand des Ausschlags (α) und/oder anhand des resultierenden Drehmomentes die Dichte des im Druckbehälter gespeicherten Brennstoffs zu ermitteln.
  7. Druckbehälter (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Strömungsschutz (140), wobei der Strömungsschutz (140) geeignet ist, die Strömung des Brennstoffs im Druckbehälter zu verringern.
  8. Druckbehälter (100) nach Anspruch 7, wobei der Strömungsschutz (140) zumindest bereichsweise ein Vliesmaterial und/oder einen offenporigen Schaumstoff umfasst, und/oder wobei der Strömungsschutz (140) zumindest bereichsweise eine Drossel und/oder ein Labyrinth umfasst.
  9. Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Brennstoff in einem Drucktank (100), wobei eine Gasbalkenwaage (120) im Druckbehälter (100) angeordnet ist, wobei ein durch die Gasbalkenwaage (120) generierter Ausschlag (α) durch eine Ausschlagsbestimmungsvorrichtung (130) bestimmt wird, und wobei ein Steuergerät basierend auf dem Ausschlag (α) die Dichte des Brennstoffs bestimmt.
  10. Verfahren zur Bestimmung der Dichte von Brennstoff in einem Drucktank (100), umfassend die Schritte: – Erfassen eines resultierenden Drehmomentes, dass auf eine Drehachse (128) einer im Druckbehälter (100) angeordnet Gasbalkenwaage (120) wirkt; und – Bestimmen der Dichte des Brennstoffs anhand des erfassten Drehmomentes.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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