DE102016110171B4 - Speicherbehälter - Google Patents

Speicherbehälter Download PDF

Info

Publication number
DE102016110171B4
DE102016110171B4 DE102016110171.0A DE102016110171A DE102016110171B4 DE 102016110171 B4 DE102016110171 B4 DE 102016110171B4 DE 102016110171 A DE102016110171 A DE 102016110171A DE 102016110171 B4 DE102016110171 B4 DE 102016110171B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
storage container
tubular body
arc
sections
container according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016110171.0A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016110171A1 (de
Inventor
Daniel Duschek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Csi Entw GmbH
CSI Entwicklungstechnik GmbH
Original Assignee
Csi Entw GmbH
CSI Entwicklungstechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Csi Entw GmbH, CSI Entwicklungstechnik GmbH filed Critical Csi Entw GmbH
Priority to PCT/EP2016/067987 priority Critical patent/WO2017021267A1/de
Publication of DE102016110171A1 publication Critical patent/DE102016110171A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016110171B4 publication Critical patent/DE102016110171B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0138—Shape tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/054—Size medium (>1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/056—Small (<1 m3)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/05—Size
    • F17C2201/058—Size portable (<30 l)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0604—Liners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0614—Single wall
    • F17C2203/0619—Single wall with two layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/0663—Synthetics in form of fibers or filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0103—Exterior arrangements
    • F17C2205/0107—Frames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/0126—One vessel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
    • F17C2205/01—Mounting arrangements
    • F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
    • F17C2205/013—Two or more vessels
    • F17C2205/0134—Two or more vessels characterised by the presence of fluid connection between vessels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/22—Assembling processes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/012—Hydrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0107—Single phase
    • F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/01—Improving mechanical properties or manufacturing
    • F17C2260/018—Adapting dimensions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0168—Applications for fluid transport or storage on the road by vehicles
    • F17C2270/0178—Cars
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
    • F17C2270/0184—Fuel cells
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
    • F17C2270/0186—Applications for fluid transport or storage in the air or in space
    • F17C2270/0189—Planes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/32—Hydrogen storage

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter (1) für mobile Systeme zum Speichern und Abgeben eines Druckgases mit einem sich mäanderförmig erstreckenden und einen über seine gesamte Länge konstanten Durchmesser aufweisenden Rohrkörper (2). Der Rohrkörper (2) weist mehrere Bogenabschnitte (3, 4, 16) mit jeweils zwei Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) auf. Erfindungsgemäß erstreckt sich zumindest einer der Bogenabschnitte über einen Bogenwinkel (α) von mehr als 180°, so dass sich ein Innenabstand (14) zwischen den beiden Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) des Bogenabschnitts (3, 4, 16) in Richtung seiner Bogenöffnung (11) verjüngt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Speicherbehälter für mobile Systeme, insbesondere Kraftfahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases mit einem sich mäanderförmig erstreckenden und über seine gesamte Länge konstanten Durchmesser aufweisenden Rohrkörper. Der Rohrkörper umfasst dabei mehrere Bogenabschnitte mit jeweils zwei Krümmungsbögen.
  • Aus der WO 2013/056808 A2 ist ein Wasserstoffspeicher bekannt, der mehrere Speicherelemente umfasst, die aneinander gekoppelt werden, um einen oder mehrere Behälter auszubilden. Die Speicherelemente umfassen dabei gerade und gebogene Zylinder, die den gleichen Durchmesser aufweisen und miteinander verbunden sind, so dass ein mäanderförmiges Speicherelement ausgebildet ist. Zwischen den geraden Speicherelementen bleibt in Längsrichtung des Wasserstoffspeichers viel Bauraum ungenutzt. Die Energiemenge pro zur Verfügung stehender Volumeneinheit ist daher bei einem derartigen Wasserstofftank im Vergleich zu herkömmlichen Benzintanks weiterhin gering, was hinsichtlich der Konkurrenzfähigkeit der Brennstoffzelle einen großen Nachteil darstellt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, den zur Verfügung stehenden Bauraum möglichst effizient zu nutzen und die speicherbare Energiemenge zu erhöhen.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Speicherbehälter mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1.
  • Vorgeschlagen wird ein Speicherbehälter für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases, insbesondere von Wasserstoff. Der Speicherbehälter ist insbesondere für Autos oder Flugzeuge vorgesehen. Der Speicherbehälter, insbesondere ein Wasserstoff-Speicherbehälter, umfasst zumindest einen Rohrkörper. Der Rohrkörper erstreckt sich, insbesondere in Längsrichtung des Speicherbehälters, mäanderförmig. Die Längsrichtung des Speicherbehälters entspricht demnach der Mäandererstreckungsrichtung. Der Durchmesser des Rohrkörpers ist über seine gesamte Länge konstant. Der Rohrkörper weist mehrere Bogenabschnitte auf. Jeder dieser Bogenabschnitte umfasst zwei Krümmungsbögen. Diese sind vorzugsweise zu einem Scheitelpunkt des Bogenabschnitts symmetrisch. Zumindest einer der Bogenabschnitte erstreckt sich über einen Bogenwinkel von mehr als 180°. Der Innenabstand zwischen den beiden Krümmungsbögen des Bogenabschnitts verjüngt sich dadurch in Richtung seiner Bogenöffnung. Der Innenabstand entspricht vorzugsweise dem Durchmesser des zugehörigen Bogenabschnitts, so dass er in diesem Bereich maximal ist. Dieser Innenabstand verkleinert sich durch den Bogenwinkel von mehr als 180° vorzugsweise in Richtung der Bogenöffnung, so dass die Bogenöffnung kleiner ist als der Durchmesser des Bogenabschnitts. Die Bogenöffnung befindet sich zwischen den beiden Enden des Bogenabschnitts. Mittels des Bogenwinkels von mehr als 180° können sich zwei in Längsrichtung des Rohrkörpers aufeinanderfolgende Bogenabschnitte, die zusammen vorzugsweise eine Mäanderwindung des mäanderförmigen Rohrkörpers ausbilden, zueinander in Längsrichtung des Speicherbehälters überlappen. Die beiden zueinander zugewandten Bogenöffnungen weisen somit einen gemeinsamen Überlappungsbereich auf. Hierdurch können die Freiräume des mäanderförmigen Rohrkörpers bzw. das nicht zum Speichern des Gases nutzbare Totvolumen des Speicherbehälters reduziert werden. Demnach kann durch eine engere Anordnung der Bogenabschnitte zueinander die Energiemenge pro Volumeneinheit des Speicherbehälters erhöht werden.
  • Der Speicherbehälter ist vorzugsweise als Sekundärenergiespeicher und/oder -quelle und für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, vorgesehen. Ein mobiles System ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, oder eine bewegliche Anlage zur Umwandlung von Energie, insbesondere eine Solaranlage oder eine Photovoltaikanlage. Ebenso sind jegliche weiteren mobilen Anwendungen denkbar, in welchen ein Sekundärenergiespeicher wie der erfindungsgemäße Speicherbehälter einsetzbar ist. Durch die mäanderförmige Ausbildung des Speicherbehälters sind in dessen Längsrichtung nebeneinander angeordnete Bogenabschnitte nah aneinander angeordnet, so dass der Speicherbehälter äußerst kompakt bereitgestellt ist. Die Längsrichtung des Speicherbehälters ist vorzugsweise durch den Anfang und das Ende des Rohrkörpers, insbesondere den zuerst und zuletzt angeordneten Krümmungsbogen, definiert. Die Längsrichtung verläuft vorzugsweise senkrecht zu einer Symmetrielinie der Bogenabschnitte. Durch den Bogenwinkel von mehr als 180° kann das genutzte Bauvolumen festgelegt werden, da je nach Bogenwinkel die Anordnung der Bogenabschnitte zueinander bestimmt wird. In Längsrichtung des Speicherbehälters bzw. Mäandererstreckungsrichtung nebeneinander angeordnete Bogenabschnitte können auf diese Weise vorteilhafterweise voneinander beabstandet sein, aneinander anliegen – insbesondere derart, dass diese miteinander vorzugsweise einen gemeinsamen Berührungspunkt aufweisen – und/oder teilweise übereinanderliegen bzw. untereinander geschoben angeordnet sein. Der Rohrkörper kann dabei als tragende Struktur ausgebildet oder in einem Gehäuse angeordnet sein. Hierdurch kann der Rohrkörper individuell an die vorherrschenden Einbaubedingungen angepasst werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Speicherbehälter als Fahrzeug-Speicherbehälter ausgebildet ist. Er ist demnach Bestandteil eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges und/oder Flugzeuges.
  • Vorteilhaft ist es, wenn im Bereich des verjüngten Innenabstandes, insbesondere an die Bogenöffnung angrenzend, und/oder im Bereich eines Endes des Bogenabschnitts ein weiterer Bogenabschnitt mittelbar über einen Streckenabschnitt oder unmittelbar an dem ersten Bogenabschnitt angeordnet ist. Der kleinste, insbesondere verjüngte, Innenabstand des Bogenabschnitts entspricht vorzugsweise der Bogenöffnung. Die Bogenöffnungen zweier in Längsrichtung des Rohrkörpers nacheinander angeordneter Bogenabschnitte liegen sich dabei in Längsrichtung des Speicherbehälters versetzt gegenüber. Dabei sind jeweils zwei Krümmungsbögen unterschiedlicher Bogenabschnitte direkt oder über den, insbesondere geradlinigen, Streckenabschnitt miteinander verbunden. Durch die Verbindung mehrerer derartig angeordneter Bogenabschnitte wird der mäanderförmige Rohrkörper ausgebildet.
  • Um die Mäanderform möglichst bauraumeffizient zu gestalten, ist der maximale Innenabstand vorteilhafterweise größer als ein Außenabstand zwischen zweier in Längsrichtung bzw. Mäandererstreckungsrichtung des Speicherbehälters benachbarter Bogenabschnitte. Der Außenabstand kann hierbei auch Null sein (nämlich wenn sich die beiden benachbarten Bogenabschnitte berühren) oder im Falle des Überlappens einen negativen Wert aufweisen. Die symmetrisch ausgebildeten Bogenabschnitte sind in Längsrichtung des Rohrkörpers nacheinander angeordnet. Dabei ist der Außenabstand zwischen zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters benachbarten Bogenabschnitten ausgebildet. Der maximale Innenabstand ist vorteilhafterweise größer als dieser Außenabstand. Durch diese Geometrie kann die speicherbare Energiemenge des Speicherbehälters erhöht werden, da der Bauraum weniger Totvolumen aufweist.
  • Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn sich zumindest einer der Bogenabschnitte über einen Bogenwinkel von maximal 270° erstreckt. Die Form des Rohrkörpers kann je nach verfügbaren Volumen des Speicherbehälters derart gewählt werden, dass die speicherbare Energiemenge pro Volumeneinheit maximiert werden kann. Bei einem Bogenwinkel von mehr als 270° verschlechtert sich die Volumenausnutzung.
  • Vorteilhaft ist es, wenn zwischen den beiden Krümmungsbögen eines Bogenabschnittes ein Krümmungsscheitel ausgebildet ist. Der Krümmungsscheitel liegt dabei insbesondere auf einer Symmetrieachse des Bogenabschnitts. Der Krümmungsscheitel bildet hierbei in Querrichtung des Speicherbehälters den äußersten Punkt des Bogenabschnitts. Dadurch kann ein einfacher und platzsparender Aufbau des Rohrkörpers realisiert werden.
  • Zudem ist es von Vorteil, wenn zwei in Längsrichtung des Rohrkörpers aufeinanderfolgende Bogenabschnitte unmittelbar nacheinander angeordnet sind. Zwischen diesen ist somit vorzugsweise ein Wendepunt ausgebildet. Dabei sind jeweils zwei Krümmungsbögen aufeinanderfolgender Bogenabschnitte miteinander verbunden.
  • Alternativ oder zusätzlich stellt es einen Vorteil dar, wenn zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bogenabschnitten ein Streckenabschnitt oder Zwischenabschnitt angeordnet ist. Der Streckenabschnitt ist dabei vorzugsweise gerade ausgebildet. Der Streckenabschnitt kann mit zumindest einem der beiden Bogenabschnitte einteilig ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ ist es vorteilhaft, wenn dieser mit zumindest einem der beiden Bogenabschnitte, insbesondere lösbar, verbunden ist. Die lösbare Verbindung kann mit Hilfe von Schellen erfolgen. Die Länge der Krümmungsbögen und/oder der Streckenabschnitte wird in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Bauraums gewählt. Auf diese Weise kann die Geometrie des Rohrkörpers flexibel und einfach an unterschiedliche Voraussetzungen angepasst werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass der gesamte Rohrköper in seiner Längsrichtung einteilig ausgebildet ist. Mehrere Speicherbehälter für ähnliche oder identische Bauräume können somit kostengünstig und mit geringem Montageaufwand ausgebildet werden.
  • Vorteilhafterweise sind jeweils zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters bzw. Mäandererstreckungsrichtung benachbarte Streckenabschnitte zueinander schief ausgerichtet. Sie weisen somit in der Draufsicht einen, insbesondere gedachten oder tatsächlichen, Schnittpunkt auf. Ein tatsächlicher Schnittpunkt ist dann ausgebildet, wenn sich zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters benachbarte Bogenabschnitte teilweise überlappen. Zwischen den beiden benachbarten Streckenabschnitten ist somit ein spitzer Winkel ausgebildet. Eine derartige Anordnung ermöglicht es, die mäanderförmigen Windungen des Rohrkörpers kompakt auszubilden und eng aneinander anzuordnen. Hierdurch kann die Energiedichte pro Volumeneinheit erhöht werden.
  • Ferner stellt es einen Vorteil dar, wenn zumindest einer der Bogenabschnitte als Kreissegment, Ellipsensegment und/oder Ovalsegment ausgebildet ist. Durch die Wahl des Segments können die Abmaße des Rohrkörpers individuell angepasst werden. Des Weiteren können insbesondere bei einem Kreissegment die Herstellungskosten des Rohrkörpers reduziert werden.
  • Ein weiterer Vorteil ist es, wenn zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters bzw. Mäandererstreckungsrichtung zueinander benachbarte Bogenabschnitte voneinander beabstandet sind. Umwelteinflüsse, wie beispielsweise hohe Temperaturen oder Krafteinwirkung durch Betätigung der Bremsen eines Kraftfahrzeugs, haben eine Deformation des Speicherbehälters zur Folge. Durch eine Beabstandung der Bogenabschnitte kann eine Beschädigung des Rohrkörpers vermieden werden, da seine Geometrie laterale Bewegungen zulässt.
  • Um das in Längsrichtung zur Verfügung stehende Bauvolumen maximal ausnutzen zu können, ist es ferner vorteilhaft, wenn die in Längsrichtung des Speicherbehälters benachbarten Bogenabschnitte in einem Kontaktbereich, insbesondere in einem Berührpunkt, unmittelbar aneinander anliegen. Bei dieser Lösung wird die Höhe der Rohrebene vorteilhafterweise nicht vergrößert.
  • Alternativ ist es aber auch vorteilhaft, wenn sich zwei benachbarte Bogenabschnitte teilweise überlappen. Sie weisen demnach einen Überlappungsbereich auf. Dadurch ist es möglich, die Länge des Speicherbehälters zu reduzieren, so dass auch bei weniger Bauraum eine hohe Energiedichte erreicht werden kann. Durch ein derartiges Untereinanderschieben zweier benachbarter Bogenabschnitte wird die Höhe des Speicherbehälters zumindest um den Rohrquerschnitt des Rohrkörpers erhöht.
  • Vorteilhafterweise umfasst der Rohrkörper ein gasundurchlässiges Kunststoffrohr mit einem radial äußeren Schlauch aus einem Faserverbundwerkstoff. Der Schlauch ist hierbei insbesondere als Endlosfaserschlauch ausgebildet, d.h. der Schlauch ist aus einer Endlosfaser hergestellt. Vorzugsweise wird dabei eine harzgetränkte Endlosfaser mit nichtmetallischem Innenliner, insbesondere eine Vollverbundkonstruktion, verwendet, um den Vorgaben zur Ausbildung von Wasserstoffbehältern gerecht zu werden. Die Endlosfaser kann dabei um das Kunststoffrohr gewickelt oder in Form eines Schlauches auf das Kunststoffrohr geschoben sein. Die Verwendung von Kunststofflinern hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, da damit relativ einfach Änderungen hinsichtlich der Geometrie des Rohrkörpers realisierbar sind. Zudem ist es denkbar im Innendurchmesser des Kunststoffliners eine Metallbeschichtung anzubringen, welche sich zusätzlich positiv auf die Impermeabelität des Rohrkörpers auswirkt. Es ist jedoch auch denkbar, den Rohrkörper aus einem Metallinnenbehälter auszubilden und/oder diesen mit einem Faserverbundwerkstoff zu verstärken. Der Querschnitt des Rohrkörpers ist dabei vorzugsweise kreisförmig und/oder oval ausgebildet.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Rohrkörper, gemäß der Verordnung (EG) Nr. 79/2009 über die Typengenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen, als Typ 3 mit einem Metallinnenbehälter ausgebildet ist, welcher zur Verstärkung vollständig mit harzgetränkter Endlosfaser umwickelt ist. ist. Auch ist es vorteilhaft, wenn der Rohrkörper als Typ 4 mit vollständig mit Fasern armierter und/oder dünnwandiger Kunststoffliner ausgebildet ist. An die Typen 3 und 4 angelehnt, ist es denkbar, den gasundurchlässigen Innenbehälter mit einem Schlauch aus harzgetränkter Endlosfaser zu verstärken. Der Innenbehälter ist dabei vorzugsweise metallisch oder nichtmetallisch ausgebildet.
  • Des Weiteren stellt es einen Vorteil dar, wenn der Rohrkörper modular aufgebaut ist. Vorzugsweise bilden hierbei die Bogenabschnitte und/oder die Streckenabschnitte einzelne Module, die an ihren jeweiligen Enden miteinander verbunden sind. Alternativ oder ergänzend kann ein einzelnes Modul aber auch zwei Bogenabschnitte und/oder den dazwischen liegenden Streckenabschnitt umfassen. Die beiden Bogenabschnitte und/oder der Streckenabschnitt sind in diesem Fall einteilig ausgebildet. Durch den modularen Aufbau kann die Geometrie des Speicherbehälters schnell und einfach an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden.
  • Insbesondere wenn die Bogenabschnitte als Ellipsensegmente oder Ovalsegmente ausgebildet sind, ist es von Vorteil, wenn ein Modul aus zwei in Längsrichtung des Rohrkörpers aufeinanderfolgende Bogenabschnitte besteht. Die geometrischen Eigenschaften dieser Segmente können einfach angepasst werden, so dass Änderungen von Länge und Breite des Rohrkörpers kostengünstig umsetzbar sind. Alternativ oder ergänzend umfasst ein Modul vorteilhafterweise zudem den zwischen den Bogenabschnitten angeordneten Streckenabschnitt. Auf diese Weise kann auch ein Modul mit kreissegmentförmigen Bogenabschnitten, insbesondere durch die Länge des Streckenabschnittes und den Bogenwinkel, individuell ausgebildet werden.
  • Vorteilhafterweise umfasst der Speicherbehälter zumindest ein Führungssystem. Das Führungssystem nimmt dabei den Rohrkörper in mehreren Lagerpunkten in Längsrichtung des Speicherbehälters axialverschiebbar auf. Hierdurch kann sich der Rohrkörper beim Befüllen ausdehnen und/oder beim Entleeren wieder zusammenziehen. Die Lagerpunkte sind dabei derart angeordnet, dass die maximale Deformation des Rohrkörpers geführt abläuft. Dafür wird vorzugsweise ein Schienensystem, mit insbesondere zwei Schienen, verwendet, welches die Lagerpunkte beweglich aufnimmt. Die Schienen sind dabei zumindest so lang wie der Außenabstand zwischen zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters benachbarten Bogenabschnitten.
  • Einen weiteren Vorteil stellt es dar, wenn das Führungssystem einen Ankerpunkt aufweist, in dem der Rohrkörper ortsfest gehalten ist. Der Ankerpunkt ist dabei vorzugsweise in einem Endbereich des Rohrkörpers angeordnet. Von diesem Ankerpunkt ausgehend kann sich der Rohrkörper im Inneren eines Gehäuses des Speicherbehälters definiert ausdehnen und wieder zusammenziehen. Diesbezüglich ist es ferner vorteilhaft, wenn an dem dem Ankerpunkt zugeordneten Ende des Rohrkörpers ein Zu- und/oder Ablauf angeordnet ist.
  • Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn zumindest ein Rohrabschluss ein Einlassmittel des Druckgases ausbildet. Alternativ oder ergänzend bildet zumindest ein Rohrabschluss ein Auslassmittel des Druckgases aus. Das Einlassmittel dient der Befüllung des Speicherbehälters mit dem dafür vorgesehenen Speichermedium, insbesondere Wasserstoff. Über das Auslassmittel kann der Wasserstoff bei Bedarf an eine Brennstoffzelle eines Antriebs abgegeben werden. Durch die flexible Verwendung der Rohrabschlüsse kann der Ort der Befüllung und/oder der Entladung in Abhängigkeit weiterer Komponenten, wie der Brennstoffzelle, gewählt werden.
  • Die Energiemenge des Speicherbehälters kann einfach und kostengünstig erhöht werden, wenn dieser vorteilhafterweise mehrere übereinander angeordnete Rohrkörper umfasst. Steht jedoch eine große Fläche mit geringer Höhe zur Verfügung, ist es auch denkbar, mehrere Rohrkörper nebeneinander anzuordnen.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
  • 1 eine Draufsicht eines Speicherbehälters gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 2 eine Draufsicht eines Speicherbehälters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
  • 3 eine Draufsicht eines Speicherbehälters gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
  • 4 einen Querschnitt durch einen Rohrkörper,
  • 5 eine Draufsicht eines Speicherbehälters gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und
  • 6 eine perspektivische Darstellung eines Speicherbehälters gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt einen Teilausschnitt eines Speicherbehälters 1 für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases. Der Speicherbehälter ist vorzugsweise ein Fahrzeug-Speicherbehälter. Der Speicherbehälter 1 umfasst einen Rohrkörper 2, der im Wesentlichen über seine gesamte Länge einen gleichbleibenden bzw. konstanten Durchmesser aufweist. Der Rohrkörper 2 weist einen ersten Bogenabschnitt 3 und einen zweiten Bogenabschnitt 4 auf. Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind diese als Kreissegmente ausgebildet. Der erste Bogenabschnitt 3 umfasst einen ersten Krümmungsbögen 5 und einen zweiten Krümmungsbögen 6. Der zweite Bogenabschnitt 4 umfasst einen dritten Krümmungsbögen 7 und einen vierten Krümmungsbögen 8. Die Bogenabschnitte 3, 4 erstrecken sich jeweils über einen Bogenwinkel α von mehr als 180° und/oder vorzugsweise von weniger als 270°, wobei in 1 lediglich einer dieser Bogenwinkel α dargestellt ist. Die beiden Bogenabschnitte 3, 4 weisen jeweils einen Krümmungsscheitel 9, 10 auf. Die Krümmungsscheitel 9, 10 sind jeweils im Berührpunkt der jeweils zugeordneten Krümmungsbögen 5, 6 bzw. 7, 8 angeordnet.
  • Zwischen den beiden Krümmungsbögen 5, 6 und 7, 8 eines Bogenabschnittes 3, 4 ist jeweils ein Innenabstand 14 ausgebildet, wobei lediglich einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Da die Bogenabschnitte 3, 4 gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kreissegmente ausgebildet sind, entspricht der maximale Innenabstand 14 dem Durchmesser des jeweiligen Bogenabschnitts 3, 4. Dadurch, dass sich die Bogenabschnitte 3, 4 jeweils um mehr als 180° erstrecken, verjüngen sich diese von ihrem jeweiligen größten Innenabstand 14 ausgehend in Richtung der jeweils dazugehörigen Bogenöffnung 11. Der Innenabstand 14 wird somit entsprechend der Verjüngung der Bogenabschnitte 3 in Richtung der Bogenöffnung 11 kleiner. Die Laufrichtung des Rohrkörpers 2 ändert sich bei jedem Krümmungsscheitel 9, 10, sodass sich dieser in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 mäanderförmig erstreckt. Die Längsrichtung des Speicherbehälters 1 entspricht demnach der Mäandererstreckungsrichtung.
  • Gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den beiden Bogenabschnitten 3, 4 – in Laufrichtung des Rohrkörpers 2 betrachtet – ein erster Streckenabschnitt 12 angeordnet. Dieser ist vorliegend gerade bzw. als gerader Rohrabschnitt ausgebildet.
  • Wie durch die gestrichelten Elemente angedeutet, ist der Rohrkörper 2, insbesondere in modularer Bauweise, beliebig erweiterbar, wobei vorzugsweise, wie in 1 dargestellt, der erste Bogenabschnitt 3, der erste Streckenabschnitt 12 und der zweite Bogenabschnitt 4 ein, insbesondere einteiliges, Modul bilden. An dem zweiten Bogenabschnitt 4 kann somit ein zweiter Streckenabschnitt 17, insbesondere eines zweiten Moduls, angeordnet sein. Des Weiteren kann sich an diesen gemäß 1 zur Ausbildung der Mäanderstruktur ein dritter Bogenabschnitt 16 anschließen.
  • Aufgrund des Bogenwinkels α, von mehr als 180°, verlaufen die jeweils benachbarten Streckenabschnitte 12, 17 nicht parallel, sondern schief zueinander. Sie weisen somit einen, vorliegend gedachten, Schnittpunkt 15 auf, in dem sie sich unter einem spitzen Neigungswinkel β scheiden. Ferner weisen die in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 zueinander in der Draufsicht einen minimalen Außenabstand 13 auf. Dieser ist aufgrund des Bogenwinkels α, von mehr als 180°, kleiner als der maximale Innenabstand 14 des dem Schnittpunkt 15 gegenüberliegenden Bogenabschnitts 4. Gemäß einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann dieser minimale Außenabstand 13 gleich Null sein. In diesem Fall würden sich die beiden benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 berühren. Ferner kann dieser minimale Außenabstand 13 gemäß dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel einen quasi negativen Wert annehmen, wenn sich die beiden benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 teilweise überlappen. In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können die Streckenabschnitte 12, 17 abweichend zur in 1 dargestellten geraden Ausführung eine s-förmige Biegung aufweisen. Der Wendepunkt des s-förmigen Streckenabschnitts 12, 17 ist hierbei vorzugsweise mittig angeordnet.
  • Bei der nachfolgenden Beschreibung alternativer Ausführungsbeispiele werden für Merkmale, die im Vergleich zum in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.
  • 2 zeigt eine Draufsicht des Speicherbehälters 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases. Der Speicherbehälter ist vorzugsweise ein Fahrzeug-Speicherbehälter. Wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Rohrkörper 2 durch mehrere kreissegmentförmige Bogenabschnitte 3, 4, 16 und zwischen diesen angeordnete gerade Streckenabschnitte 12, 17 ausgebildet, von denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur einige mit einem Bezugszeichen versehen sind. Die Mäanderstruktur kann, wie in 1 beschrieben, modular ausgebildet sein, wobei vorzugsweise zwei Bogenabschnitte 3, 4 und der dazwischen angeordnete Streckenabschnitt 12 ein, insbesondere einteiliges, Modul bilden. Wie auch beim ersten Ausführungsbeispiel erstrecken sich die Bogenabschnitte 3, 4, 16 um mehr als 180°. Infolgedessen verjüngt sich der in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 gemessene Innenabstand vom größten bzw. maximalen Innenabstand 14 ausgehend in Richtung der Bogenöffnung 11. Im Bereich der Bogenöffnung 11 weist der Bogenabschnitt 3, 4, 16 somit einen geringeren Innenabstand 14 auf als im Bereich des Bogenmittelpunktes, der vorliegenden durch den Kreismittelpunkt des kreisförmigen Bogenabschnitts 3, 4, 16 gebildet ist.
  • Im Gegensatz zum in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel liegen jedoch die jeweils in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 enger aneinander und zwar derart, dass sie einen gemeinsamen Überlappungsbereich 29 aufweisen. Die jeweils benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 sind hierfür in Hochrichtung des Speicherbehälters 1 übereinander angeordnet. Gemäß 2 ist der erste Bogenabschnitt 3 unter den dritten Bogenabschnitt 16 geschoben. Die Bogenabschnitte 3, 4, 16 sind somit in einer hier nicht dargestellten Seitenansicht schräg gestellt. Der Überlappungsbereich 29 entspricht quasi dem negativen Außenabstand 13 (vgl. 1). Der Überlappungsbereich 29 ist kleiner als der maximale Innenabstand 14. In Hochrichtung können die beiden Bogenabschnitte 3, 16 entweder aneinander anliegen oder voneinander beabstandet sein.
  • In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Außenabstand 13 (vgl. 1) bzw. der Überlappungsbereich 29 (vgl. 2) auch einen Wert Null einnehmen. In diesem Fall liegen die beiden benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 in einem Kontaktbereich unmittelbar aneinander an. Der Kontaktbereich kann hierbei in der Draufsicht flächig oder punktförmig ausgebildet sein.
  • Gemäß 2 umfasst der Rohrkörper 2 einen ersten Rohrabschluss 18. Des Weiteren kann der Rohrkörper 2, wie dargestellt, einen zweiten Rohrabschluss 19 aufweisen. Der erste Rohrabschluss 18 umfasst zum Befüllen des Rohrkörpers 2 mit einem Druckmedium ein Einlassmittel 20. Zum Ablassen des Druckmediums umfasst der Rohrabschluss 19 ferner ein Auslassmittel 21. Alternativ können die Ein- und Auslassmittel 20, 21 aber auch am gleichen Ende des Rohrkörpers 2, insbesondere am gleichen Rohrabschluss 18 oder 19, angeordnet sein.
  • 3 zeigt eine Draufsicht des Speicherbehälters 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases. Der Speicherbehälter ist vorzugsweise ein Fahrzeug-Speicherbehälter. In dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rohrkörper 2 Bogenabschnitte 3, 4, 16 auf, die nicht als Kreissegmente, sondern als Ellipsensegmente ausgebildet sind. Des Weiteren weist der Rohrkörper 2 keine Streckenabschnitte 12, 17 zwischen den in der Mäanderstruktur aufeinanderfolgenden Bogenabschnitten 3, 4 auf (vgl. 1 und 2). Die in Längsrichtung des Rohrkörpers 2 bzw. in Bezug auf die Mäanderstruktur aufeinanderfolgenden Bogenabschnitte 3, 4, 16 sind somit unmittelbar aneinander angeordnet und/oder teilweise lösbar miteinander verbunden. In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel könnten aber auch, wie in dem in 1 und/oder 2 dargestellten Ausführungsbeispiel, Streckenabschnitte angeordnet sein, die insbesondere gerade oder gebogen ausgebildet sein können.
  • Wie bereits bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschrieben, erstreckt sich bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sowie bei den nachstehenden der Bogenwinkel α der elliptischen Bogenabschnitte 3, 4, 16 um mehr als 180°. Infolgedessen ist auch der Außenabstand 13 und/oder die Breite der Bogenöffnung 11 kleiner als der maximale Innenabstand 14. Der maximale Innenabstand 14 ist aufgrund der als Ellipsensegmente ausgebildeten Bogenabschnitte 3, 4, 16 in diesem Ausführungsbeispiel auf der Ellipsen-Nebenachse ausgebildet.
  • Bei einer modularen Ausgestaltung des Rohrkörpers 2 könnten zumindest die Mittelmodule vorzugsweise aus jeweils zwei aufeinanderfolgenden Bogenabschnitten 3, 4 ausgebildet sein. Zumindest ein Endmodul könnte zusätzlich ein weiteres Ellipsensegment bzw. einen Rohrabschluss 18, 19 aufweisen.
  • In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass die Rohrabschlüsse 18, 19 durch gerade Streckenabschnitte 12, 17 (vgl. 1 und 2) ausgebildet sind. Um den Rohrkörper 2 in Querrichtung des Speicherbehälters 1 größer auszubilden, ist es in einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ferner denkbar, dass zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bogenabschnitten 3, 4 ein Streckenabschnitt 12 angeordnet ist (vgl. 1, 2, 5 oder 6).
  • Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 durch den Außenabstand 13 voneinander beabstandet. Der Außenabstand 13 ist durch eine Symmetrieachse 22 des gegenüberliegenden Bogenabschnitts 4 halbiert. Die dem zweiten Bogenabschnitt 4 gegenüberliegenden Bogenabschnitte 3, 16 sind somit symmetrisch zur Symmetrieachse 22 des zweiten Bogenabschnitts 4 angeordnet. Anstelle des positiven Außenabstandes 13 ist es jedoch auch denkbar, dass die in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 benachbarten Bogenabschnitte 3, 16 wie im zweiten Ausführungsbeispiel derart übereinander angeordnet sind, dass ein Überlappungsbereich 29 ausgebildet ist. Ebenso könnten die Bogenabschnitte 3, 16 unmittelbar aneinander anliegen, so dass diese einen gemeinsamen Kontaktbereich aufweisen.
  • Der Durchmesser der Bogenabschnitte 3, 4 wird vorzugsweise lotrecht zur Symmetrieachse 22 bestimmt. Der Innenabstand 14 ist im Bereich dieses Durchmessers maximal. Der Abstand zwischen den beiden Krümmungsbögen 5, 6 verkleinert sich in Richtung der Bogenöffnung 11, so dass sich im Wesentlichen der im Bereich des Durchmessers maximale Innenabstand 14 in Richtung dieser Bogenöffnung 11 verjüngt.
  • In 4 ist ein Querschnitt durch den Rohrkörper 2 dargestellt. Der Durchmesser des Rohrkörpers 2 ist über seine gesamte Länge konstant. Der Querschnitt des Rohrkörpers 2 ist dabei kreisförmig. Ebenso ist es denkbar, dass der Querschnitt des Rohrkörpers 2 oval ausgebildet ist. Der Rohrkörper 2 umfasst einen Innenliner 23 und einen radial äußeren Schlauch 24. Der Innenliner 23 dient in erster Linie als Diffusionssperre. Er ist vorzugsweise aus einem Kunststoff, nämlich insbesondere aus einem Kunststoffrohr, hergestellt. Das Kunststoffrohr wird zur Ausbildung der Mäanderstruktur erhitzt und in Form gebogen, wobei es im Bereich der Bogenabschnitte um mehr als 180° gebogen wird und/oder einen derartigen Bogenwinkel α von mehr als 180° auch noch nach dem Abkühlen aufweist. Alternativ zum Kunststoff-Innenliner könnte jedoch auch ein Innenliner 23 aus einem Metall verwendet werden, der in Form gebogen wird.
  • Der äußere Schlauch 24 dient der Kraftaufnahme sowie Verstärkung des Rohrkörpers 2. Er ist vorzugsweise aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Ein Rohrkörper 2 mit einem Innenliner 23 aus Kunststoff und einem äußeren Schlauch 24 aus Faserverbundwerkstoff entspricht im Wesentlichen einem Speicherbehälter des Typs 4. Der Faserverbundwerkstoff ist hierbei jedoch vorzugsweise aus einer Naturfaser, insbesondere Kenaf, ausgebildet.
  • 5 zeigt einen Speicherbehälters 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases. Der Speicherbehälter ist vorzugsweise ein Fahrzeug-Speicherbehälter. Der Speicherbehälter 1 weist einen Rohrkörper 2 auf, der im Wesentlichen gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Infolgedessen weist dieser kreisförmige Bogenabschnitte 3, 4, 16 auf, die über Streckenabschnitte 12, 17 miteinander verbunden sind. Des Weiteren sind die Bogenabschnitte zum jeweils in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 benachbarten Bogenabschnitt beabstandet, so dass zwischen diesen ein Außenabstand 13 ausgebildet ist. Die nachfolgenden Ausgestaltungen der in 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele sind jedoch ebenso auf die in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele übertragbar.
  • In dem in 5 dargestellten Speicherbehälter 1 ist der Rohrkörper 2 von einem Führungssystem 25 aufgenommen. Das Führungssystem 25 weist zumindest einen Ankerpunkt 28 auf. In diesem ist der Rohrkörper 2 fest bzw. starr mit dem Führungssystem 25 verbunden. Der Rohrkörper 2 kann sich somit im Bereich des Ankerpunktes 28 gegenüber dem Führungssystem 25 nicht verschieben, sondern ist von diesem im Ankerpunkt 28 ortsfest gehalten.
  • Des Weiteren umfasst das Führungssystem 25 mehrere Lagerpunkte 26, 27, von denen lediglich zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind. Diese sind vorzugsweise als Linearlager mit nur einem Freiheitsgrad ausgebildet. Die Lagerpunkte 26, 27 nehmen den Rohrkörper 2 beweglich auf, so dass dieser im Bereich der Lagerpunkte 26, 27 in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 axialverschiebbar ist. Beim Befüllen des Rohrkörpers 2 kann sich dieser somit gemäß der gestrichelten Linie in vorhersehbarer Art und Weise in Längsrichtung des Speicherbehälters 1 ausdehnen. Beim Entleeren zieht sich dieser wieder solange zusammen, bis er in seine Ausgangslage zurückgekehrt ist.
  • Gemäß 5 umfasst das Führungssystem 25 zwei in Querrichtung des Speicherbehälters 1 voneinander beabstandete Schienen 30, 31. Jede dieser Schienen weist an seinem einen Ende einen entsprechenden Ankerpunkt 28 bzw. ein Ankerelement auf. Ferner sind über ihre Länge hinweg mehrere Lagerpunkte bzw. Axiallager angeordnet. Die Lagerpunkte 26, 27 sind in 5 nicht im Detail dargestellt. Sie sind jedoch vorzugsweise jeweils im Bereich der beiden Enden der Bogenabschnitte 3, 4, 16 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können jedoch aber auch zumindest einige der Streckenabschnitte 12, 17 von jeweils zwei in Querrichtung des Speicherbehälters 1 beabstandeten Lagerpunkten 26, 27 gehalten sein.
  • 6 zeigt einen Speicherbehälters 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases. Der Speicherbehälter ist vorzugsweise ein Fahrzeug-Speicherbehälter. Der Speicherbehälter 1 weist mehrere Rohrkörper 2a, 2b, 2c auf, die vom Führungssystem 25 getragen sind. Hierfür umfasst das Führungssystem 25 mehrere Schienen 30, 31 die jeweils paarweise eine Ebene des Speicherbehälters 1 bilden. Die Rohrkörper 2 sind übereinander angeordnet, so dass das im hier nicht dargestellten Gehäuse des Speicherbehälters 1 vorhandene Volumen bestmöglich ausgenutzt werden kann. In einem hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, können die Rohrkörper zusätzlich oder alternativ flächig nebeneinander angeordnet sein. Ferner können die Rohrkörper 2a, 2b, 2c ein gemeinsames Einlass- und/oder Auslassmittel 20, 21 aufweisen (vgl. 2). Hierdurch können alle Rohrkörper 2a, 2b, 2c gemeinsam befüllt und wieder entleert werden.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Speicherbehälter
    2
    Rohrkörper
    3
    erster Bogenabschnitt
    4
    zweiter Bogenabschnitt
    5
    erster Krümmungsbogen
    6
    zweiter Krümmungsbogen
    7
    dritter Krümmungsbogen
    8
    vierter Krümmungsbogen
    9
    erster Krümmungsscheitel
    10
    zweiter Krümmungsscheitel
    11
    Bogenöffnung
    12
    erster Streckenabschnitt
    13
    Außenabstand
    14
    Innenabstand
    15
    Schnittpunkt
    16
    dritter Bogenabschnitt
    17
    zweiter Streckenabschnitt
    18
    erster Rohrabschluss
    19
    zweiter Rohrabschluss
    20
    Einlassmittel
    21
    Auslassmittel
    22
    Symmetrieachse
    23
    Innenliner
    24
    äußerer Schlauch
    25
    Führungssystem
    26
    erster Lagerpunkt
    27
    zweiter Lagerpunkt
    28
    Ankerpunkt
    29
    Überlappungsbereich
    30
    erste Schiene
    31
    zweite Schiene
    α
    Bogenwinkel
    β
    Neigungswinkel

Claims (15)

  1. Speicherbehälter (1) für mobile Systeme, insbesondere Fahrzeuge, zum Speichern und Abgeben eines Druckgases mit einem sich mäanderförmig erstreckenden und einen über seine gesamte Länge konstanten Durchmesser aufweisenden Rohrkörper (2), der mehrere Bogenabschnitte (3, 4, 16) mit jeweils zwei Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einer der Bogenabschnitte über einen Bogenwinkel (α) von mehr als 180° erstreckt, so dass sich ein Innenabstand (14) zwischen den beiden Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) des Bogenabschnitts (3, 4, 16) in Richtung seiner Bogenöffnung (11) verjüngt.
  2. Speicherbehälter nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (1) ein Fahrzeug-Speicherbehälter ist und/oder dass ein maximaler Innenabstand (14) zwischen den beiden Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) des Bogenabschnitts (3, 4, 16) größer ist als ein minimaler Außenabstand (13) zwischen zweier in Mäandererstreckungsrichtung des Speicherbehälters (1) benachbarter Bogenabschnitte (3, 4, 16).
  3. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest einer der Bogenabschnitte (3, 4, 16) über einen Bogenwinkel (α) von maximal 270° erstreckt.
  4. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Krümmungsbögen (5, 6; 7, 8) eines Bogenabschnittes (3, 4, 16) ein, insbesondere auf einer Symmetrieachse (22) liegender, Krümmungsscheitel (10) ausgebildet ist.
  5. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Längsrichtung des Rohrkörpers (2) aufeinanderfolgende Bogenabschnitte (3, 4, 16) unmittelbar aneinander angeordnet sind oder dass zwischen diesen ein, insbesondere gerader, Streckenabschnitt (12, 17) angeordnet ist.
  6. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters (1) zueinander benachbarte Streckenabschnitte (12, 17) zueinander schief verlaufen und/oder in einem, insbesondere gedachten, Schnittpunkt (15) einen spitzen Winkel (β) ausbilden.
  7. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenabschnitte (3, 4, 16) als Kreissegmente, Ellipsensegmente oder Ovalsegemente ausgebildet sind.
  8. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in Längsrichtung des Speicherbehälters (1) zueinander benachbarte Bogenabschnitte (3, 4, 16) voneinander beabstandet sind, in einem Kontaktbereich unmittelbar aneinander anliegen oder sich in einem Überlappungsbereich (29) teilweise überlappen.
  9. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der, insbesondere mit einem kreisförmigen und/oder ovalen Querschnitt ausgebildete, Rohrkörper (2) einen gasundurchlässigen Innenliner (23), insbesondere aus Kunststoff, mit einem radial äußeren Schlauch (24) aus einem Faserverbundwerkstoff umfasst.
  10. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper (2) modular aufgebaut ist, wobei die Bogenabschnitte (3, 4, 16) und/oder Streckenabschnitte (12, 17) einzelne Module bilden, die an ihren jeweiligen Enden miteinander verbunden sind.
  11. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Modul aus zwei in Längsrichtung des Rohrkörpers (2) aufeinanderfolgenden Bogenabschnitten (3, 4, 16) und/oder dem zwischen diesen beiden angeordneten Streckenabschnitt (12, 17) besteht.
  12. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter (1) zumindest ein Führungssystem (25) aufweist, das den Rohrkörper (2) in mehreren Lagerpunkten (26, 27) in Längsrichtung des Speicherbehälters (1) axialverschiebbar aufnimmt.
  13. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungssystem (25), insbesondere in einem Endbereich des Rohrkörpers (2), einen Ankerpunkt (28) aufweist, in dem der Rohrkörper (2) ortsfest gehalten ist.
  14. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Rohrabschluss ein Ein- und/oder Auslassmittel (20, 21) des Druckgases ausbildet.
  15. Speicherbehälter nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Speicherbehälter (1) mehrere übereinander angeordnete Rohrkörper (2a, 2b, 2c) umfasst.
DE102016110171.0A 2015-07-31 2016-06-02 Speicherbehälter Active DE102016110171B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2016/067987 WO2017021267A1 (de) 2015-07-31 2016-07-28 Speicherbehälter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015112645 2015-07-31
DE102015112645.1 2015-07-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016110171A1 DE102016110171A1 (de) 2017-02-16
DE102016110171B4 true DE102016110171B4 (de) 2017-10-12

Family

ID=57908321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016110171.0A Active DE102016110171B4 (de) 2015-07-31 2016-06-02 Speicherbehälter

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016110171B4 (de)
WO (1) WO2017021267A1 (de)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140010594A1 (en) * 2012-06-13 2014-01-09 Troy O. McBride Fluid storage in compressed-gas energy storage and recovery systems

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE94916C (de) *
US5839383A (en) * 1995-10-30 1998-11-24 Enron Lng Development Corp. Ship based gas transport system
FR2802612B1 (fr) * 1999-12-17 2002-03-29 Snecma Reservoir pour stockage de gaz a haute pression
US7624761B2 (en) * 2005-10-04 2009-12-01 Gm Global Technology Operations, Inc. Tube shaped high pressure storage tank
US20130092561A1 (en) 2011-10-18 2013-04-18 Jörg Wellnitz Hydrogen Storage System
EP2954248A4 (de) * 2013-02-05 2016-09-07 Other Lab Llc Verpackter speicherbehälter für erdgas in darmform
DE102013002944A1 (de) * 2013-02-21 2014-08-21 Daimler Ag Vorrichtung zum Speichern von Gas unter hohem Druck

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140010594A1 (en) * 2012-06-13 2014-01-09 Troy O. McBride Fluid storage in compressed-gas energy storage and recovery systems

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016110171A1 (de) 2017-02-16
WO2017021267A1 (de) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0055364B2 (de) Crash-Schutz-Bauteil
WO2011018410A1 (de) Treibstoffbehälter für kraftfahrzeuge mit zuganker
EP1935700B1 (de) Satteltank
EP2912320B1 (de) Trennvorrichtung für fluidmedien
DE102017006715B4 (de) Vorrichtung zur Bildung einer Lagerung
DE102016110171B4 (de) Speicherbehälter
DE102020123303A1 (de) Speicheranordnung für ein Fahrzeug zum Speichern und Abgeben eines Druckgases sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Speicheranordnung
DE102010015469A1 (de) Federstruktur aus mehreren Federelementen
DE10338065B4 (de) Sicherheitsvorrichtung
DE102009058760A1 (de) Kraftfahrzeug -Lufteinlassvorrichtung, Kühlereinrichtung, Kraftfahrzeug und Verfahren zum Betätigen einer Lufteinlassvorrichtung
EP2580438B1 (de) Fluidentnahmeeinrichtung
EP3557117A2 (de) Druckbehälter sowie verfahren zur anbindung eines druckbehälters in eine karosseriestruktur
EP3067570B1 (de) Kolbenspeicher
EP1506921B1 (de) Ausfahrzylindereinheit eines U-Bootes und Verfahren zu deren Herstellung
DE102009024795A1 (de) Wasserstofftank in einem Kraftfahrzeug
DE2642800A1 (de) Rohrbodenanschluss fuer behaelter mit einem rohrbuendel
DE3132865A1 (de) In der estrichmasse eines fussbodens und in fertigteilelementen zu verlegendes rohr
DE102019205916A1 (de) Fahrzeug mit einem Druckgasspeicher
DE102010017658A1 (de) Hohlträger
DE102020118984A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Druckbehälteranordnung und Druckbehälteranordnung
DE102011088981B4 (de) Fahrzeugkarosserie mit einer Durchführung für eine Befüll- oder Entlüftungsleitung eines Treibstofftanks
DE202020103072U1 (de) Krümmerschlauch
DE102017215626A1 (de) Rohrstruktur zum Führen einer Flüssigkeit, die in ein Fluid-Führungsrohr einsetzbar ist
WO2012007218A1 (de) Rohrleitungsanordnung
DE102019206140A1 (de) Anschlusssystem für ein luftfahrzeug und luftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final