DE102016220992A1 - Brennstoffführendes System mit mindestens einer Ausströmöffnung hinter einer Dichtstelle - Google Patents

Brennstoffführendes System mit mindestens einer Ausströmöffnung hinter einer Dichtstelle Download PDF

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Abstract

Die hier offenbarte Technologie betrifft ein brennstoffführendes System mit mindestens einer Brennstoff-Dichtstelle. Die Brennstoff-Dichtstelle ist ausgebildet, das Entweichen von Brennstoff aus dem brennstoffführenden System zu unterbinden. Die Brennstoff-Dichtstelle ist mit mindestens einer Ausströmöffnung fluidverbunden. Die mindestens eine Ausströmöffnung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass beim Austritt des aufgrund von Brennstoff-Leckage und/oder aufgrund von Brennstoff-Permeation durch die Brennstoff-Dichtstelle entwichenen Brennstoffs in die Umgebung des brennstoffführenden Systems keine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann.

Description

  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein brennstoffführendes System mit mindestens einer Ausströmöffnung hinter einer Dichtstelle.
  • In Druckbehältersystemen lassen sich große Wasserstoffmengen mit einem niedrigen Systemgewicht speichern. Ein Druckbehältersystem umfasst eine Vielzahl an wasserstoffführenden Komponenten. An Schnittstellen sind die Komponenten miteinander verbunden und werden gegenüber der Umgebung abgedichtet. Diese Schnittstellen müssen hohe Dichtheitsanforderungen erfüllen, damit der Austritt von Brennstoff in die Umgebung gering ist. Nichtdestotrotz kann es auch an solchen Dichtstellen zu einer unerwünschten Brennstoff-Leckage oder zur Brennstoff-Permeation kommen.
  • Druckbehälter zur Speicherung von Brennstoff als solche sind bekannt. Sie umfassen i.d.R. einen Liner 20 und eine faserverstärkte Schicht 21, die den Liner 20 umgibt (vgl. 1). Es kann vorkommen, dass der Liner 20 im Vergleich zur faserverstärkten Schicht 21 eine höhere Brennstoff-Permeationsrate aufweist. Somit kann sich Brennstoff zwischen dem Liner und der faserverstärkten Schicht 21 ansammeln. Unter Umständen kann diese Ansammlung von Brennstoff durch einen Spalt 71 entweichen, der sich eventuell am Druckbehälterhals 11 ausbilden könnte (vgl. 1 und 14 der deutschen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer DE 10 2009 042401 A1 ). Zur Abhilfe wird in der DE 10 2009 042401 A1 vorgeschlagen, den Liner mit einer Gassperrschicht auszustatten.
  • Es ist eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, zumindest einen Nachteil der vorbekannten Lösungen zu verringern oder zu beheben oder eine Alternative bereitzustellen. Insbesondere ist es eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, aus der Grenzschicht zwischen Liner und faserverstärkten Schicht über den Druckbehälterhals in den Einbauraum des Druckbehälters entweichende Brenngase besser zu kontrollieren. Es ist eine weitere bevorzugte Aufgabe, aus Dichtstellen entweichende Brenngase besser zu kontrollieren. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben. Die Aufgabe(n) wird/werden gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft ein brennstoffführendes System. Das brennstoffführende System kann beispielsweise ein Brennstoffzellensystem, insbesondere ein Anodensubsystem bzw. ein Druckbehältersystem des Brennstoffzellensystems sein. Insbesondere kann das System ein wasserstoffführendes System sein.
  • Das brennstoffführende System kann mindestens eine Brennstoff-Dichtstelle umfassen. Die Brennstoff-Dichtstelle kann ausgebildet sein, das Entweichen von Brennstoff aus dem brennstoffführenden System zu unterbinden, so dass nur aufgrund von Leckage und/oder Permeation Brennstoff durch die Brennstoff-Dichtstelle aus dem brennstoffführenden System entweichen kann. Mit anderen Worten soll die Brennstoff-Dichtstelle als solche bereits eine für die Funktion des brennstoffführenden Systems und/oder für regulatorische Zwecke ausreichende Dichtheit bereitstellen. An dieser Dichtstelle kann also lediglich unerwünschte oder tolerierbare Brennstoff-Leckage und/oder Brennstoff-Permeation dazu führen, dass trotzdem Brennstoff durch diese Dichtstelle hindurch aus dem brennstoffführenden System entweicht. Die Dichtstelle als solche kann jede geeignete Form aufweisen und ist als solche nicht beschränkt. Beispielsweise kann ein Dichtelement bzw. eine Dichtung an bzw. in der Dichtstelle eingesetzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass zu verbindende Bauteile selbst an ihren aneinander liegenden Bereichen so gestaltet sind, dass diese eine im Wesentlichen brennstoffdichte Dichtstelle ausbilden.
  • Die mindestens eine Brennstoff-Dichtstelle ist mit mindestens einer Ausströmöffnung fluidverbunden. Insbesondere kann die Brennstoff-Dichtstelle mit der mindestens einen Ausströmöffnung derart fluidverbunden sein, dass durch die Brennstoff-Dichtstelle entweichende Brennstoff-Leckage und/oder durch die Brennstoff-Dichtstelle entweichende Brennstoff-Permeation nur zur mindestens einen Ausströmöffnung strömen kann. Bevorzugt ist diese Fluidverbindung zwischen der mindestens einen Ausströmöffnung und der Brennstoff-Dichtstelle so gestaltet, dass das Volumen der Fluidverbindung möglichst gering ist, aber gleichzeitig eine Fluidverbindung bei allen Betriebszuständen unabhängig von allen thermischen und/oder mechanischen Belastungen sichergestellt ist.
  • Die mindestens eine Ausströmöffnung ist derart angeordnet und ausgebildet, dass beim Austritt des aufgrund von Brennstoff-Leckage und/oder aufgrund von Brennstoff-Permeation durch die Brennstoff-Dichtstelle entwichene Brennstoffs in die Umgebung des brennstoffführenden Systems keine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann.
  • Mit dem Merkmal „keine Flamme(n) entstehen und/oder erhalten bleiben kann/können“ ist in diesem Zusammenhang bei der hier offenbarten Technologie gemeint, dass es zu keiner Flammenbildung kommt, wenn der Brennstoff aus der mindestens einen Ausströmöffnung austritt, und/oder dass, selbst wenn es aufgrund weiterer Einflüsse zu einer Flammenbildung gekommen ist, der durch die mindestens eine Ausströmöffnung austretende Brennstoff diese Flamme nicht weiter erhalten kann.
  • Das hier offenbarte brennstoffführende System kann mindestens einen Druckbehälter zur Speicherung von unter Umgebungsbedingungen gasförmigen Brennstoff umfassen. Der Druckbehälter kann beispielsweise in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden, das mit komprimiertem („Compressed Natural Gas“ = CNG) oder verflüssigtem (LNG) Erdgas oder mit Wasserstoff betrieben wird. Der Druckbehälter kann beispielsweise ein kryogener Druckbehälter (= CcH2) oder ein Hochdruckgasbehälter (= CGH2) sein. Hochdruckgasbehälter sind ausgebildet, im Wesentlichen bei Umgebungstemperaturen Brennstoff dauerhaft bei einem nominalen Betriebsdruck (auch nominal working pressure oder NWP genannt) von ca. 350 barü (= Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), ferner bevorzugt von ca. 700 barü oder mehr zu speichern. Ein kryogener Druckbehälter ist geeignet, den Brennstoff bei den vorgenannten Betriebsdrücken auch bei Temperaturen zu speichern, die deutlich unter der Betriebstemperatur des Kraftfahrzeuges liegen.
  • Der Druckbehälter umfasst einen Liner. Der Liner bildet den Hohlkörper aus, in dem der Brennstoff gespeichert ist. Der Liner kann beispielsweise aus Aluminium oder Stahl oder aus deren Legierungen hergestellt sein. Ferner bevorzugt kann der Liner aus einem Kunststoff hergestellt sein.
  • Der Druckbehälter umfasst mindestens eine faserverstärkte Schicht. Die faserverstärkte Schicht kann einen Liner zumindest bereichsweise, bevorzugt vollständig, umgeben. Die faserverstärkte Schicht wird oft auch als Laminat bzw. Ummantelung oder Armierung bezeichnet. Als faserverstärkte Schicht kommen i.d.R. faserverstärkte Kunststoffe (auch FVK bzw. FKV abgekürzt) zum Einsatz, bspw. kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) und/oder glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK). Die faserverstärkte Schicht umfasst zweckmäßig in einer Kunststoffmatrix eingebettete Verstärkungsfasern. Insbesondere Matrixmaterial, Art und Anteil an Verstärkungsfasern sowie deren Orientierung können variiert werden, damit sich die gewünschten mechanischen und/oder chemischen Eigenschaften einstellen. Bevorzugt werden Endlosfasern als Verstärkungsfasern eingesetzt, die durch Wickeln und/oder Flechten aufgebracht werden können.
  • Zwischen dem Liner und der faserverstärkten Schicht kann eine Transportschicht (engl.: breather layer) vorgesehen sein. Die Transportschicht kann insbesondere derart gasdurchlässig ausgebildet sein, dass durch den Liner diffundierter Brennstoff in andere Bereiche strömen kann, beispielsweise in Richtung der Enden des Druckbehälters. Die Transportschicht kann hierzu beispielsweise Mikrokanäle oder Mikrospalte ausbilden. Eine solche Transportschicht muss aber nicht vorgesehen sein. Diese Transportschicht kann dann die hier offenbarte Grenzschicht zwischen Liner und faserverstärkte Schicht mit ausbilden.
  • Der hier offenbarte Druckbehälter umfasst ferner mindestens ein Endstück, welches an einem Ende und bevorzugt an beiden Enden des Druckbehälters ausgebildet ist. Das Endstück umfasst an mindestens einem Ende mindestens einen Fluiddurchlass für den Brennstoff. l.d.R. weist das andere Ende dann keinen Fluiddurchlass auf. Durch den mindestens einen Fluiddurchlass wird der Druckbehälter betankt und/oder dem Druckbehälter Brennstoff entnommen. In der Regel ist hierfür eine Endstück-Öffnung vorgesehen, in die ein Verbindungselement eingesetzt, insbesondere eingeschraubt, ist. Das Verbindungselement kann insbesondere lösbar mit dem Endstück verbunden sein. Das Verbindungselement dient dazu, den Druckbehälter an das brennstoffführende System, insbesondere an ein Anodensubsystem, anzuschließen.
  • Das Endstück kann ein separates Bauteil (oft dann als Boss bezeichnet) sein. Alternativ kann das Endstück aber auch einteilig bzw. einstückig mit dem Liner ausgebildet sein. Das Endstück umfasst einen im verbauten Zustand i.d.R. aus dem Druckbehälter herausführenden Hals (engl.: neck) sowie einen sich in axialer Richtung des Druckbehälters in den Druckbehälter hinein verbreiternden Teil. Bevorzugt ist das Endstück aus einem Metallmaterial gefertigt, beispielsweise Aluminium.
  • Die hier offenbarte faserverstärkte Schicht kann direkt oder indirekt zumindest teilweise das hier offenbarte Endstück überdecken. Die faserverstärkte Schicht kann zumindest bereichsweise direkt auf dem Endstück aufliegen. Alternativ kann noch mindestens eine Schicht zwischen Endstück und faserverstärkter Schicht angeordnet sein. Beispielsweise kann in einer Ausgestaltung der Liner oder eine Transportschicht zumindest bereichsweise noch zwischen der faserverstärkten Schicht und dem Endstück angeordnet sein.
  • Das Verbindungselement kann beispielsweise eine Ventileinheit sein, welches das Tankabsperrventil (= TAV; engl.: shut-off valve) umfasst. Das Tankabsperrventil ist das Ventil, dessen Eingangsdruck (im Wesentlichen) dem Behälterdruck entspricht. Das Tankabsperrventil ist insbesondere ein steuerbares bzw. regelbares und insbesondere stromlos geschlossenes Ventil. Die Ventileinheit kann auch als On-Tank-Valve (= OTV) bezeichnet werden. Das On-Tank-Valve ist die direkt an einem Ende des Druckbehälters montierte und mit dem Inneren des Druckbehälters direkt fluidverbundene Ventileinheit. In der Verordnung (EU) Nr. 406/2010 der Kommission vom 26. April 2010 zur Durchführung der Verordnung (EG) Nr. 79/2009 des Europäischen Parlaments und des Rates über die Typgenehmigung von wasserstoffbetriebenen Kraftfahrzeugen wird ein solches Tankabsperrventil auch als erstes Ventil bezeichnet.
  • Die Brennstoff-Dichtstelle dichtet den Übergang bzw. die Schnittstelle zwischen Endstück und Verbindungselement bis auf unerwünschter bzw. vernachlässigbarer Leckage und/oder Permeation brennstoffdicht ab.
  • Eine Grenzschicht zwischen dem Liner und der faserverstärkten Schicht ist mit der mindestens einen Ausströmöffnung fluidverbunden. Die Fluidverbindung zwischen der Grenzschicht und der mindestens einen Ausströmöffnung ist so gestaltet, dass das Volumen der Fluidverbindung minimal ist, aber gleichzeitig eine Fluidverbindung bei allen Betriebszuständen unabhängig von allen thermischen und/oder mechanischen Belastungen sichergestellt ist. Die Grenzschicht ist dabei die Schicht, in der sich durch den Liner permeierter Brennstoff ansammelt, der nicht durch die faserverstärkte Schicht in die Umgebung austreten kann. Die Grenzschicht kann beispielsweise von der hier offenbarten Transportschicht ausgebildet werden. Durch die Fluidverbindung zwischen der Grenzschicht und der mindestens einen Ausströmöffnung kann der in die Grenzschicht i.d.R. durch Permeation aus dem Inneren des Druckbehälters entwichene Brennstoff in die Umgebung abgelassen bzw. abgeblasen werden, ohne dass dabei eine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann.
  • Das hier offenbarte brennstoffführendes System umfasst ferner mindestens einen Auslass, der ausgebildet ist,
    • - in die Grenzschicht zwischen dem Liner und der faserverstärkten Schicht permeierten und abzulassenden Brennstoff (nachstehend vereinfachend: „abzulassender Brennstoff“) abzuführen; und/oder
    • - durch die Brennstoff-Dichtstelle entwichenen Brennstoff abzuführen.
  • Die hier offenbarte mindestens eine Ausströmöffnung kann insbesondere im Auslass vorgesehen sein. Die mindestens eine Ausströmöffnung ist zweckmäßig fluidverbunden mit der Brennstoff-Dichtstelle und der Grenzschicht.
  • Der Auslass kann bevorzugt derart eingerichtet sein, dass der Brennstoff aufgrund des Druckunterschieds zwischen Umgebungsdruck und Brennstoffdruck in der Grenzschicht so schnell aus der Grenzschicht entweichen kann, dass ein Druckunterschied zwischen dem Brennstoffdruck in der Grenzschicht und dem Druckbehälterinnendruck geringer ist als ein Grenzdifferenzdruck. Der Grenzdifferenzdruck zwischen Brennstoffdruck in der Grenzschicht und dem Druckbehälterinnendruck kann dabei der Druck sein, ab dem die Gefahr von einer Ablösung des Liners bzw. ein Ausbeulen des Liners ins Druckbehälterinnere besteht.
  • Bevorzugt kann die hier offenbarte mindestens eine Ausströmöffnung derart ausgebildet sein, dass der Massenstrom an Brennstoff unterhalb eines Grenzwertes bleibt, bei dem in Luft die Erhaltung einer Flamme durch austretenden Brennstoff möglich ist. Dieser im Englischen „flame quenching limit“ genannte Grenzwert ist zunächst abhängig von der Geometrie der Ausströmöffnung (vgl. Butler et al. „Limits for hydrogen leaks that can support stable flames" in International Journal of hydrogen energy 34 (2009) 5174 - 5182). Er beträgt für Wasserstoff beispielsweise 3,9 µg/s für eine optimierte Brennergeometrie mit idealen Bedingungen und etwa 28 µg/s für Leckagen aus Quetschverschraubungen. Unterschreitet der Massenstrom den Wert für die optimierte Brennergeometrie, ist also eine Flamme, die sich aufgrund des ausströmenden Brennstoffs erhält, sicher ausgeschlossen. Dieser Massenstrom stellt also den Grenzwert für eine konservative Auslegung dar.
  • Wird der Wasserstoffmassenstrom für eine Ausströmöffnung also unterhalb von dem Grenzwert von 3,9 µg/s gehalten, so lässt sich vorteilhaft die Bildung einer Flamme vermeiden. Bevorzugt sind die hier offenbarten mehreren Ausströmöffnungen derart ausgebildet, dass die jeweils aus den einzelnen Ausströmöffnungen austretenden Wasserstoffströme jeweils einen Massenstrom unterhalb vom Grenzwert von 3,9 µg/s aufweisen. Bevorzugt sind die mehreren Ausströmöffnungen so beabstandet, dass es zu keiner Interaktion der jeweils aus den einzelnen Ausströmöffnungen austretenden Wasserstoffströme (mit Konzentrationserhöhungen) kommt. Vorteilhaft kann auch hier die Bildung von Flammen verringert bzw. ausgeschlossen werden.
  • Der Auslass kann dabei vollständig oder aber auch nur teilweise um das Endstück, bevorzugt um den Hals des Endstücks, herumgeführt sein. Bevorzugt kann der Auslass konzentrisch zum Endstück angeordnet sein. Der Auslass kann an einem Ende des Druckbehälters oder aber bevorzugt an beiden Enden, auch Dome genannt, vorgesehen sein. Die konkrete Geometrie vom Auslass kann in der Draufsicht sowie im Querschnitt variieren und kann insbesondere auch von einer geschlossenen Ringform abweichen.
  • Der Druckbehälter kann so gestaltet sein, dass in der Grenzschicht angesammelter Brennstoff an mindestens einer Brennstoff-Austrittsstelle in den Auslass strömt. Die Brennstoff-Austrittsstelle kann insbesondere an der Außenoberfläche der faserverstärkten Schicht vorgesehen sein, insbesondere zwischen der faserverstärkten Schicht und dem Endstück. Sofern kein die Brennstoff-Austrittsstelle abdeckender Auslass vorgesehen wäre, könnte der Brennstoff an der Brennstoff-Austrittsstelle in die Umgebung entweichen.
  • Der mindestens eine Auslass kann von außen auf der Wandung des Druckbehälters, bevorzugt auf der Außenseite der faserverstärkten Schicht direkt oder indirekt aufliegen bzw. anliegen. Mithin könnten also noch etwaige Deckschichten zumindest bereichsweise zwischen der faserverstärkten Schicht und dem Auslass angeordnet sein. Insbesondere kann der Auslass in einer Ausgestaltung ausgebildet sein, eine Verformung der faserverstärkten Schicht in einer Richtung weg vom Liner zu verringern Besonders bevorzugt liegt der Auslass zumindest abschnittsweise dichtend auf der Druckbehälterwand bzw. auf der Außenseite der faserverstärkten Schicht auf. Dabei kann zumindest abschnittsweise ein Dichtelement zwischen dem Auslass und der faserverstärkten Schicht vorgesehen sein. Das Dichtelement ist hinsichtlich des Materials und der Dimensionierung so gestaltet, dass es die Verformungen und/oder Verschiebungen zwischen faserverstärkter Schicht und Endstück über den gesamten Druck- und Temperaturbereich des Druckbehälters ausgleichen kann und seine Dichtwirkung erhält. Somit ist die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass verstopfte Ablasskanäle dazu führen, dass sich der Brennstoff einen anderen Weg aus den Druckbehälter sucht. Insgesamt kann hier die Ausfallsicherheit gesteigert werden.
  • In einer Ausgestaltung ist der Auslass durch einen Bajonettverschluss oder durch eine Verschraubung an der Hals-Außenseite des Endstücks befestigt. Der Auslass interferiert in einer solchen Ausgestaltung nicht mit dem Verbindungselement. Letzteres kann dann unabhängig vom Auslass getauscht werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind das Verbindungselement und der Auslass einstückig ausgebildet. Somit entfällt eine potentielle Leckagestelle zwischen Auslass und Verbindungselement.
  • Der hier gezeigte Auslass kann so angeordnet sein, dass das Matrixmaterial insbesondere während der Herstellung der faserverstärkten Schicht nicht die Strömungskanäle vom Auslass verstopfen kann. In einer Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie kann der Auslass zumindest teilweise in einer Ausnehmung der Druckbehälterwand, bevorzugt der faserverstärkten Schicht, angeordnet sein.
  • Der hier offenbarte Auslass, insbesondere die hier offenbarte mindestens eine Ausströmöffnung, kann als Flammensperre (engl. Flame trap) als Flammendurchschlagsicherungen ausgebildet sein, die einen Flammendurchtritt verhindert. Flammensperren bzw. Flammendurchschlagsicherungen als solche sind bekannt und werden beispielsweise bei Bunsenbrennern, Grubenlampen oder Gasherden eingesetzt. Eine Wirkungsweise von Flammendurchschlagsicherungen beruht beispielsweise darauf, dass eine Flammenfront durch Einbauten bzw. Strömungskanäle soweit gekühlt wird, dass eine Flamme sich hinter der Flammendurchschlagsicherung nicht weiter ausbreiten kann. Es können für den Fluidkanal des Brennstoffs im Auslass Querschnitts-zu-Längenverhältnisse vorgesehen sein, die einen Flammendurchtritt verhindern.
  • Beispielsweise kann mindestens eine Ausströmöffnung als Spalt mit einer maximalen Spaltweite vorgesehen sein, der bzw. die geringer ist als die experimentell ermittelte höchste Grenzspaltweite des Brennstoffs. Bevorzugt ist der Auslass derart ausgebildet, dass die maximale Spaltweite des Auslasses kleiner als 0,64 mm. Somit kann vermieden werden, dass es zu einer Flammenbildung innerhalb des Auslasses kommen, sofern der Druckbehälter mit Wasserstoff befüllt ist. Die experimentell ermittelte höchste Grenzspaltweite (engl. maximum experimental safe gap (MESG)) ist der maximale Abstand zwischen zwei flachen Platten, bei der gerade noch eine Ausbreitung von Flammen (auch im Rahmen von Explosionen) durch den Spalt möglich ist. Diese beträgt bei Wasserstoff 0,08 mm. Der flammenlöschende Spalt (engl. quenching gap) ist der Abstand zweier flacher Platten, bei dem in Luft die Zündung einer grundsätzlich zündfähigen Gasmischung gerade noch unterdrückt wird. Dieser beträgt bei Wasserstoff 0,64 mm. Aufgrund des Explosionsdruckes ist die MESG immer enger als die „quenching gap“. Für die hier offenbarte Technologie ist die Grenzspaltweite zweckmäßig die „quenching gap“.
  • Bevorzugt weist der Auslass ein hitzebeständiges Material zumindest in dem Bereich auf, in dem der abzulassende Brennstoff in die Umgebung austritt auf. In einer Auslegung kann der Auslass aus einem Material, insbesondere einem Metallmaterial gefertigt sein, das eine Schmelztemperatur aufweist, die höher ist als die Verbrennungstemperatur des Brennstoffs. Die Verbrennungstemperatur oder auch Flammentemperatur liegt beispielsweise für eine Erdgasflamme in Luft bei 1970°C und für eine Wasserstoffflamme in Luft bei maximal 2130°C. In einer konservativen Auslegung kann also jeweils ein Metall mit einer Schmelztemperatur eingesetzt werden, die über diesen jeweiligen Werten liegt, wie beispielsweise Wolfram mit einer Schmelztemperatur von über 3400°C. Somit ist sichergestellt, dass der Auslass auch in dem Fall einwandfrei funktioniert, in dem sich eine Flamme an der Ablassstelle ausbildet. Ferner unterstützt ein Metallmaterial das Abkühlen des Brenngases und erhöht somit die Fähigkeit des Auslasses zur Durchschlagssicherung.
  • Durch Experimente und/oder Thermo-Simulationen ist aufzeigbar, dass die maximalen Temperaturen des Auslasses durch die Abkühleffekte immer deutlich unterhalb der Flammentemperatur liegen, so dass in der Praxis die Schmelztemperatur des Metalls am Auslass auch niedriger sein darf, ohne dass es zu Funktionseinbußen kommt.
  • Vorteilhaft können also Endstück und Auslass aus Metall gebildet sein. Dies wirkt sich positiv auf die Eigenschaft als Flammensperre aus. Ferner verringert sich die Gefahr, dass Kunststoff in die Auslass-Strömungskanäle fließt. Weiterhin kommen auch Keramiken in Betracht. Diese weisen i.d.R. eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit auf.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine Ausströmöffnung als Venturi-Düse bzw. als Saugstrahlpumpe ausgebildet. Eine solche Düse ist in der Lage, mit Austritt des Brennstoffs gleichzeitig Umgebungsluft anzusaugen, wodurch eine vorteilhafte Durchmischung von Brennstoff und Umgebungsluft erzielt werden kann.
  • Vorteilhaft kann der hier offenbarte Druckbehälter, insbesondere der Auslass, eine Vielzahl an Ausströmöffnungen aufweisen, durch die der abzulassende Brennstoff in die Umgebung austritt. Die Ausströmöffnungen können in einer bevorzugten Ausgestaltung derart ausgestaltet und so voneinander beabstandet sein, dass an den Ausströmöffnungen keine Flamme(n) entstehen und/oder erhalten bleiben kann/können. Insbesondere kann die Beabstandung der Ausströmöffnungen so gewählt werden, dass es zu keiner Interaktion der Wasserstoffausströmungen dergestalt kommen kann, dass sich die einzeln nicht brennbaren Wasserstoffausströmungen so vereinigen, dass brennbare Wasserstoffausströmungen entstehen.
  • Die mindestens eine Ausströmöffnung kann von mindestens einem Kunststoffmaterial ausgebildet werden, der bevorzugt wasserstoffpermeabel und wasserdicht sein kann.
  • An der mindestens einen Ausströmöffnung kann ein Ventil vorgesehen sein. Das mindestens eine Ventil kann ausgebildet sein, das Ausströmen von Brennstoff zu steuern oder zu regeln. Bevorzugt ist das Ventil ein passives Ventil, insbesondere ein rein mechanisches Ventil. Das mindestens eine Ventil kann den Brennstoff zweckmäßig in die Umgebung ablassen, insbesondere wenn ein Druckgrenzwert im brennstoffführenden Bereich überschritten wird. Das mindestens eine Ventil kann insbesondere als Rückschlagventil ausgebildet sein, das einen Rückstrom von Brennstoff und das Eindringen von Umgebungsluft in einen brennstoffführenden Bereich unterbindet. Das Ventil kann beispielsweise eine elastische Schicht umfassen. Die elastische Schicht kann ausgebildet sein, die mindestens eine Ausströmöffnung freizugeben, wenn der Druck im brennstoffführenden Bereich den Druckgrenzwert übersteigt. Vorteilhaft kann eine Vielzahl an Ausströmöffnungen in der elastischen Schicht vorgesehen sein. Beispielsweise können in der elastischen Schicht Perforationen bzw. Löcher vorgesehen sein, die bei Atmosphärendruck verschlossen sind, und die sich ab dem Druckgrenzwert, z.B. 1,5 barü (also 1,5 bar Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck), bevorzugt 0,5 barü und besonders bevorzugt 0,1 barü, öffnen.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der hier offenbarten Technologie umfasst der mindestens eine Auslass in seiner Brennstoffaustrittsfläche zumindest bereichsweise ein brennstoffdurchlässiges bzw. brennstoffpermeables Material. Das Material selbst ist also brennstoffdurchlässig. Hierunter fallen beispielsweise poröse Materialien, Metallfasermaterialien und/oder Membrane. Solche Materialien weisen eine im Wesentlichen homogene Brennstoffduchlässigkeit auf, die lediglich im für die Funktion vernachlässigbaren Maß variiert (z.B. wg. Fertigungstoleranzen). Kein brennstoffdurchlässiges Material ist beispielsweise ein eigentlich brennstoffimpermeables Material, in dem makroskopische Austrittskanäle (z.B. mit einem Durchmesser > 1 mm) nachträglich eingebracht worden sind.
  • Aus der Brennstoffaustrittsfläche kann der Brennstoff so austreten, dass keine Flamme entstehen kann und/oder erhalten bleiben kann. Das brennstoffdurchlässige Material bildet hier die Vielzahl an Ausströmöffnungen aus.
  • In einer Ausgestaltung kann die Membran derart ausgebildet sein, dass sie für Brennstoff (z.B. Wasserstoff) durchlässig ist und für zumindest einen Reaktanden des Brennstoffs, insbesondere Umgebungsluft, im Wesentlichen (d.h. bis auf vernachlässigbar geringen Mengen) nicht durchlässig ist. Vorteilhaft kann also kein Reaktand (z.B. Sauerstoff) aus der Umgebung in den hier offenbarten Innenraum vom Auslass gelangen.
  • Die Brennstoffaustrittsfläche kann mindestens 50 cm2, bevorzugt mindestens 100 cm2 und besonders bevorzugt von mindestens 400 cm2 betragen. Die Brennstoffaustrittsfläche kann insbesondere von der gleichen Größenordnung wie die Lineroberfläche sein. Das Material kann ausgebildet sein, den Brennstoff zu verteilen und/oder den Brennstoffaustritt zur Umgebung hin zu beschränken. Insbesondere ist das Material geeignet, den Massenstrom an Brennstoff auch während einer stoßartigen Entladung des Brennstoffs aus der Grenzschicht zu verringern bzw. auf eine ausreichend große Fläche zu verteilen, sodass keine Flamme(n) entstehen und/oder erhalten bleiben kann/können. Insbesondere kann das Material den flächenbezogenen Brennstoffaustritt derart beschränken, dass die durch diese Materialien (insbesondere während der Entladung) hindurchtretenden flächenbezogenen Massenströme derart gering sind, dass keine Flamme(n) entstehen und/oder erhalten bleiben kann/können. Das Material und die Brennstoffaustrittsfläche zur Umgebung sind zweckmäßig also so gewählt, dass der maximale Brennstoffmassenstrom, der während einer Entladung auftreten kann, unterhalb eines Brennstoffmassenstromgrenzwertes liegt, der eine Brennstoffflamme erhalten und/oder entstehen lassen kann.
  • Bevorzugt ist das Metallfasermaterial als Gewebe, Gewirke bzw. als Vlies ausgebildet. Das poröse Material kann beispielsweise ein offenporiges Material sein, bevorzugt ein poröses Metallmaterial, und besonders bevorzugt ein Sintermaterial. Bevorzugt ist die Membran wasserstoffpermeabel und wasserdicht. Beispielsweise kann eine Kunststoffmembran, insbesondere eine Polymermembran eingesetzt werden, die ebenfalls als elastische Schicht, wie sie hier offenbart ist, ausgebildet sein kann.
  • Die mindestens eine Ausströmöffnung und/oder die Brennstoffaustrittsfläche kann/können mindestens 10 mm, bevorzugt mindestens 20 mm, von der Außenoberfläche der faserverstärkten Schicht nach außen zur Umgebung hin beabstandet sein. Somit kann die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass der austretende Brennstoff thermisch auf die faserverstärkte Schicht einwirkt.
  • Der Auslass kann ausgebildet sein, abzulassenden Brennstoff zumindest teilweise katalytisch umzusetzen. Hierzu kann der Auslass ein Katalysatormaterial aufweisen, welches zweckmäßig mit Umgebungsluft fluidverbunden ist. Vorteilhaft kann somit aus der Grenzschicht austretender Brennstoff zumindest teilweise katalytisch umgesetzt werden, bevor er in die Umgebung austritt.
  • Der Auslass kann ausgebildet sein, abzulassenden Brennstoff zumindest teilweise und zumindest zeitweise durch Sorption aufzunehmen. Der Begriff „Sorption“ umfasst dabei eine Absorption und eine Adsorption. Eine Adsorption ist ein physikalischer Prozess, bei dem Stoffe (in der Regel Moleküle) auf der Oberfläche eines anderen Stoffes haften bleiben und sich auf dessen Oberfläche anreichern. Die chemische Absorption beschreibt den Prozess der Aufnahme oder des „Lösens“ eines Atoms, Moleküls oder eines Ions in einer anderen Phase. Hierbei handelt es sich nicht um eine Anlagerung an der Oberfläche (Adsorption), sondern um eine Aufnahme in das freie Volumen der absorbierenden Phase. Mit anderen Worten kann ein Brennstoff-Sorptionsspeicher vorgesehen sein, der ausgebildet ist, den abzulassenden Brennstoff zu speichern und später wieder abzugeben. Der Brennstoff-Sorptionsspeicher kann ausgebildet sein, zumindest so viel vom Brennstoff-Massenstrom aufzunehmen, dass die während der teilweise stoßhaften Entladung in der Grenzschicht auftretenden Massenströme so weit verringert werden, dass die dann am Auslass instantan in die Umgebung austretenden Brennstoffmengen unter einem Emissions-Grenzwert liegen.
  • Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner eine Vorrichtung zur Steigerung der Strömungsrate, mit der Oxidationsmittel, Inertgas und/oder Umgebungsluft zum Auslass strömt, insbesondere
    • a. zur mindestens einen Ausströmöffnung (3), und/oder
    • b. zum brennstoffdurchlässigen Material (136), und/oder
    • c. zum Brennstoff-Sorptionsspeicher.
  • Hierzu kann beispielsweise der Oxidationsmittelförderer des Brennstoffzellensystems verwendet werden. Der Oxidationsmittelförderer des Brennstoffzellensystems ist eingerichtet, das Oxidationsmittel für die Kathode des Brennstoffzellensystems bereitzustellen. Beispielsweise kann in der Kathodenzuluft des Brennstoffzellensystems, oder in einem kathodenseitigen Brennstoffzellenbypass stromab vom Oxidationsmittelförderer ein Abzweig vorgesehen sein, der eine Fluidverbindung zwischen dem Oxidationsmittelförderer des Brennstoffzellensystems und dem Auslass herstellt.
  • Die hier offenbarte Technologie umfasst ferner ein Kraftfahrzeug mit dem hier offenbarten brennstoffführendes System bzw. mit dem mindestens einen Druckbehälter. Die mindestens eine Ausströmöffnung, insbesondere das brennstoffdurchlässige Material, und/oder das mindestens eine Ventil können zumindest bereichsweise an der Fahrzeugaußenkontur, insbesondere am Fahrzeugdach, an einer Motorhaube, an einer Kofferraumabdeckung, an einem Heckspoiler, und/oder an einem Flügel vorgesehen sein. Hierzu kann insbesondere eine entsprechende Fluidverbindung vorgesehen sein, die beispielsweise durch die Seitenholme der Fahrzeugkarosserie hindurch geführt sein kann. Vorteilhaft kann somit beispielsweise bei einem Stillstand des Kraftfahrzeugs vermieden werden, dass sich aufgrund der Auftriebskraft aufsteigender Leckagebrennstoff (z.B. Wasserstoff) an innerhalb des Fahrzeugs ansammelt. Ferner können solche Bereiche besser von Umgebungsluft während der Fahrt umströmt sein.
  • Mit anderen Worten betrifft die hier offenbarte Technologie ein brennstoffführendes System eines Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Kathodensubsystem eines Brennstoffzellensystems eines Kraftfahrzeugs. Die Schnittstelle bzw. Brennstoff-Dichtungsstelle, die eine potentielle Leckagestelle sein kann, ist gemäß der hier offenbarten Technologie zusätzlich durch eine Verteilerkomponente nach außen (zur Umgebung hin) abgedichtet. Die Verteilerkomponente kann folgende Eigenschaften aufweisen:
  • Zwischen Dichtungsstelle und Verteilerkomponente existiert nur ein minimales Volumen. Dieses Volumen befindet sich direkt an der potentiellen Leckagestelle. Vorteilhaft kann somit austretender Leckagebrennstoff sofort verteilt. Gemäß der hier offenbarten Technologie kann der Brennstoff über die Verteilerkomponente so ausströmen, dass an keiner Stelle der Verteilerkomponentenoberfläche zur Umwelt der lokale Leckagegrenzwert überschritten wird. Auf diese Weise kann mechanisch die Wahrscheinlichkeit verringert werden, dass an keiner potentiellen Leckagestelle der lokale Leckagegrenzwert überschritten wird. Eine Überwachung des größeren integralen Leckagegrenzwert durch die Dichtedifferenzmessung kann somit gegebenenfalls ausreichend sein. Bevorzugt kann die Verteilerkomponente an jeder potentiellen Leckagestelle des brennstoffführenden Systems angebracht werden. Überall dort wo die Dichtedifferenzmessung aufgrund der geometrischen und Sensorgegebenheiten keine genaue Messung zulassen, kann somit die Wahrscheinlichkeit gesteigert werden, dass keine Jetflamme austritt.
  • Die hier offenbarte Technologie wird nun anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:
    • 2 eine schematische Querschnittsansicht eines Druckbehälters 100; und
    • 3 bis 5 Ventile 33, die in einer elastischen Schicht aufgenommen sind.
  • Die 2 zeigt schematisch den Druckbehälter 100. Der Druckbehälter umfasst den Liner 110, der von einer faserverstärkten Schicht bzw.
  • Armierung 120 umschlossen ist. Im Dombereich ist hier ein Endstück 130 angeordnet, an dessen Innenseite ein Ende des Liners 110 anliegt. Das Endstück 130 umfasst einen Hals 132, in dem ein Verbindungsstück, hier ein On-Tank-Valve 170 eingeschraubt ist. Hierzu ist in dem Endstück 130 eine Ausströmöffnung mit einem Innengewinde vorgesehen, in welches ein Gewinde des On-Tank-Valves 170 eingreift. Nicht gezeigt ist hier die mindestens eine Befüll- und Entnahmeleitung, die in das Innere des Liners 110 hineinragt. Zwischen der Außenumfangsfläche des Verbindungsstücks 170 und der Innenoberfläche des Endstücks 130 ist hier ein Dichtelement 172 angeordnet, welches die Brennstoff-Dichtstelle 172 hier ausgebildet. Diese Brennstoff-Dichtstelle 172 dichtet den Übergang zwischen dem Endstück 130 und dem Verbindungselement 170 ab. Kommt es dennoch zur Leckage und/oder permeiert Brennstoff durch das Dichtelement 172, so strömt der Brennstoff durch einen Kanal zwischen dem Hals 132 des Endstücks 130 und dem Verbindungselement 170 in einen brennstoffführenden Innenraum 2 vom Auslass 150 (dieser Strömungsweg des Brennstoffs ist strichpunktiert gezeigt). Der Auslass 150 ist hier einstückig mit dem On-Tank-Valve 170 ausgebildet. Zur Abdichtung des Innenraums 2 vom Auslass 150 ist hier eine Dichtung 152 vorgesehen, die an der Außenfläche der faserverstärkten Schicht 120 anliegt. Wird nun das On-Tank-Valve 170 eingeschraubt, so wird gleichsam der Auslass 150 montiert. Hierzu kann der Auslass 150 und/oder die Dichtung 152 eine derart flexibel ausgebildet sein, dass sowohl die Brennstoff-Dichtstelle 172 als auch das Auslass-Dichtelement 152 dicht anliegen.
  • Das Endstück 130 umfasst einen sich verbreiternden Bereich 134, dessen eine Seite am Liner 110 anliegt und dessen andere Seite von der faserverstärkten Schicht 120 hier vollständig umgeben ist. Die faserverstärkte Schicht 120 liegt hier fest an dem sich verbreiternden Bereich 134 an. Das Endstück 130 kann beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein. Es ist ebenso vorstellbar, dass die hier offenbarte Technologie auf einen Druckbehälter 100 angewendet wird, bei dem das Endstück 130 und der Liner 110 einstückig, beispielsweise in einem Herstellungsprozessschritt, hergestellt worden sind.
  • Zwischen dem Liner 110 und der faserverstärkten Schicht 120 sammelt sich Brennstoff (z.B. Wasserstoff) an, der entlang der Grenzschicht zwischen dem Liner 110 und der faserverstärkten Schicht 120 langsam zu dem Dom wandert (Wasserstoff ist gestrichelt gezeigt). Im Bereich des Doms dringt der Wasserstoff zwischen die faserverstärkte Schicht 120 und dem sich verbreiternden Bereich 134 und gelangt somit allmählich zum Hals 132 des Endstücks 130. Am Hals 132 des Endstücks 130 ist ein hier als Kragen ausgebildeter Auslass 150 vorgesehen. Der Auslass 150 umschließt ringförmig den Hals 132.
  • Der Auslass 150 umfasst hier einen sich radial verbreitenden Bereich, in dem die mindestens eine Ausströmöffnung 3 angeordnet ist.
  • Die Ausströmöffnung 3 kann als Spalt ausgebildet sein, mit einer gewissen Länge und einer gewissen Spaltbreite. Die Spaltlänge und die Spaltbreite sind dann so gewählt, dass die Ausströmöffnung 3 hier als Flammensperre bzw. Flammendurchschlagsicherungen wirkt. Mit anderen Worten sind Spaltweite und Länge so gewählt, dass etwaige im Inneren vom Auslass 150 sich ausbildende Flammen nicht nach außen gelangen und/oder etwaige Flammen an der Außenseite vom Auslass 150 nicht in das Innere gelangen. Somit können keine Flammen entstehen und/oder bestehende Flammen können nicht erhalten bleiben.
  • Alternativ oder zusätzlich kann im Auslass ein brennstoffdurchlässiges Material vorgesehen sein, insbesondere eine brennstoffpermeable Membran 136, ein poröses Material 136 oder ein Metallfasermaterial 136. Das Metallfasermaterial hat eine im Vergleich zur Kunststofffasern besser wärmeleitende Wirkung. Das brennstoffdurchlässige Material 136 bildet hier eine Vielzahl an mikroskopischen Ausströmöffnungen 136 aus, die derart beabstandet und bzgl. ihres jeweiligen Brennstoffmassestroms limitiert sind, dass keine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann. Das brennstoffdurchlässige Material 136 kann derart ausgebildet sein, dass es für den Wasserstoff durchlässig ist und für zumindest einen Reaktanden des Brennstoffs, insbesondere einen in Umgebungsluft enthaltener Reaktand, nicht durchlässig ist. Bevorzugt kann hierzu ein entsprechender Kunststoff vorgesehen sein.
  • Ferner alternativ oder zusätzlich kann ein Sorptionsspeicher die Vielzahl an Ausströmöffnungen 3 bereitstellen.
  • Ferner alternativ oder zusätzlich kann die Vielzahl an Ausströmöffnungen 3 so gestaltet sein, wie es in den 3 bis 5 gezeigt ist.
  • Die 3 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht von mehreren Ausströmöffnungen 3, wie sie beispielsweise in den hier offenbarten Druckbehältersystemen verbaut sein können. Die einzelnen Ausströmöffnungen 3 sind jeweils beabstandet zueinander angeordnet. Jede einzelne Ausströmöffnung 3 kann in ihrem Massenstrom begrenzt sein.
  • Die 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht, wenn kein Brennstoff durch die Ausströmöffnungen 3 ausströmen soll. Beispielsweise wenn wenig Brennstoff in die Grenzschicht gelangt. Die Ausströmöffnung 3 ist hier ausgebildet an bzw. in einer Brennstoffaustrittsfläche 31 vom Auslass. Ferner ist an den Ausströmöffnungen 3 eine elastomere Schicht 32 vorgesehen. In der elastomeren Schicht 32 sind Löcher bzw. Perforationen ausgebildet, die in diesem Betriebszustand verschlossen sind und die also hier geschlossenen Ventile 33 bilden. Der Brennstoff gelangt also nicht vom brennstoffführenden Bereich 2 in die Fahrzeugumgebung 1. Weitere Komponenten des Druckbehältersystems sowie des Brennstoffzellensystems sind vereinfachend weggelassen worden.
  • Die 5 zeigt eine vergrößerte Ansicht, wenn der Brennstoff durch die Ausströmöffnungen 3 ausströmen soll. Es besteht eine Druckdifferenz zwischen dem brennstoffführenden Bereich 2 und der Umgebung 1. Diese Druckdifferenz bewirkt, dass sich die verschlossenen Löcher bzw. Perforationen, also die Ventile 33, öffnen und der Brennstoff durch die Ausströmöffnungen 3 entweichen kann. Die Ausströmöffnung 3 wird hierbei durch das Elastomermaterial und der Ausstanzung in der Oberfläche ausgebildet, die eine starre Außenhaut darstellt. Die Ausströmöffnungen 3 können derart ausgebildet sein, dass aus jeder der Ausströmöffnungen ein maximaler Brennstoffmassenstrom entweichen kann. Der maximale Brennstoffmassenstrom liegt hier unterhalb eines Brennstoffmassenstromgrenzwertes, der eine Brennstoffflamme erhalten und/oder entstehen lassen kann. Mit anderen Worten: kommt es durch den Permeationswasserstoff zum Druckanstieg auf der Wasserstoffseite 2, dann wird durch den Druckunterschied die elastische Unterschicht so verformt, dass die Ausströmöffnungen 3 frei gegeben werden. Die starre Außenhaut stützt und stabilisiert dabei Unterschicht.
  • Vorteilhaft ermöglicht die hier offenbarte Technologie, dass abzulassender Brennstoff kontrolliert in die Umgebung ausströmt.
  • Aus Gründen der Leserlichkeit wurde vereinfachend der Ausdruck „mindestens ein(e)“ teilweise weggelassen. Sofern ein Merkmal der hier offenbarten Technologie in der Einzahl bzw. unbestimmt beschrieben ist (z.B. der/ein Druckbehälter, das/ein Endstück, der/ein Liner, die/eine faserverstärkte Schicht, die/eine Dichtung, der/ein Auslass, der/ein Kragen, die/eine Flammensperre, die/eine Ausströmöffnung, das/ein Metallfasermaterial, das/ein poröses Material, die/eine Detektionsvorrichtung, der/ein Brennstoff-Sorptionsspeicher etc.) so soll gleichzeitig auch deren Mehrzahl mit offenbart sein (z.B. der mindestens eine Druckbehälter, das mindestens eine Endstück, der mindestens eine Liner, die mindestens eine faserverstärkte Schicht, die mindestens eine Dichtung, der mindestens eine Auslass, der mindestens eine Kragen, die mindestens eine Flammensperre, die mindestens eine Ausströmöffnung, das mindestens eine Metallfasermaterial, das mindestens eine poröses Material, die mindestens eine Detektionsvorrichtung, der mindestens eine Brennstoff-Sorptionsspeicher etc.).
  • 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 102009042401 A1 [0003]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Butler et al. „Limits for hydrogen leaks that can support stable flames“ in International Journal of hydrogen energy 34 (2009) 5174 - 5182 [0023]

Claims (13)

  1. Brennstoffführendes System mit mindestens einer Brennstoff-Dichtstelle (172); - wobei die Brennstoff-Dichtstelle (172) ausgebildet ist, das Entweichen von Brennstoff aus dem brennstoffführenden System zu unterbinden; - wobei die Brennstoff-Dichtstelle (172) mit mindestens einer Ausströmöffnung (3) fluidverbunden ist; und - wobei die mindestens eine Ausströmöffnung (3) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass beim Austritt des aufgrund von Brennstoff-Leckage und/oder aufgrund von Brennstoff-Permeation durch die Brennstoff-Dichtstelle (172) entwichenen Brennstoffs in die Umgebung des brennstoffführenden Systems keine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann.
  2. Brennstoffführendes System mit mindestens einem Druckbehälter (100); - wobei der Druckbehälter (100) mindestens ein Endstück (130) umfasst; - wobei das Endstück (130) mit einem Verbindungselement (170) verbunden ist; - wobei mindestens eine Brennstoff-Dichtstelle (172) den Übergang zwischen Endstück (130) und Verbindungselement (170) abdichtet; - wobei die Brennstoff-Dichtstelle (172) mit mindestens eine Ausströmöffnung (3) fluidverbunden ist; - wobei die mindestens eine Ausströmöffnung (3) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass beim Austritt des aufgrund von Brennstoff-Leckage und/oder aufgrund von Brennstoff-Permeation durch die Brennstoff-Dichtstelle (172) entwichenen Brennstoffs in die Umgebung des brennstoffführenden Systems keine Flamme entstehen und/oder erhalten bleiben kann.
  3. Brennstoffführendes System nach Anspruch 2, wobei der Druckbehälter (100) ferner umfasst: - einen Liner (110); und - eine faserverstärkte Schicht (120), die den Liner (110) zumindest bereichsweise umgibt; wobei eine Grenzschicht zwischen dem Liner (110) und der faserverstärkten Schicht (120) zum Ablassen von in der Grenzschicht permeierten Brennstoff fluidverbunden ist mit der mindestens einen Ausströmöffnung (3).
  4. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mindestens eine Ausströmöffnung (3) in einem Auslass (150) vorgesehen ist, der das Endstück (130) zumindest abschnittsweise umgibt.
  5. Brennstoffführendes System nach Anspruch 4, wobei der Auslass (150) an der Außenseite der faserverstärkten Schicht (120) direkt oder indirekt anliegt.
  6. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Auslass (150) als Flammensperre ausgebildet ist.
  7. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, - wobei jede der mindestens einen Ausströmöffnung (3) als Spalt ausgebildet ist, wobei jeder Spalt eine maximale Spaltweite von weniger als 0,64 mm aufweist; und/oder - wobei jede der mindestens einen Ausströmöffnung (3) derart ausgebildet ist, dass aus jeder Ausströmöffnung (3) ein Massenstrom von weniger als 3,9 Mikrogramm pro Sekunde entweicht.
  8. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, eine Vielzahl an Ausströmöffnungen (3) vorgesehen ist, durch die der Brennstoff in die Umgebung austritt, wobei die Ausströmöffnungen (3) derart voneinander beabstandet sind, dass der Brennstoff aus benachbarten Ausströmöffnungen (3) keine gemeinsame Brennstoffflamme ausbildet.
  9. Brennstoffführendes System nach Anspruch 8, wobei der Auslass (150) in einer Brennstoffaustrittsfläche zumindest bereichsweise ein brennstoffdurchlässiges Material (136), insbesondere ein Metallfasermaterial, ein poröses Material oder ein Kunststoffmaterial umfasst, wobei der Brennstoff durch die Brennstoffaustrittsfläche in die Umgebung austritt, und wobei das brennstoffdurchlässige Material die Vielzahl an Ausströmöffnungen (3) ausbildet.
  10. Brennstoffführendes System nach Anspruch 9, wobei das brennstoffdurchlässige Material (136) derart ausgebildet ist, dass das brennstoffdurchlässige Material (136) für den Brennstoff durchlässig ist und für mindestens einen Reaktanden des Brennstoffs nicht durchlässig ist.
  11. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Auslass (150) ausgebildet ist, den abzulassenden Brennstoff zumindest teilweise katalytisch umzusetzen und/oder zumindest teilweise und zumindest zeitweise durch Sorption aufzunehmen.
  12. Brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Auslass (150) derart in einem Kraftfahrzeug anordenbar ist, dass der Auslass bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs von Fahrtwind zumindest teilweise umströmt und/oder zumindest teilweise durchströmt werden kann; und/oder wobei mindestens ein Oxidationsmittelförderer eingerichtet ist, Oxidationsmittel so zu fördern, dass der Auslass zumindest teilweise umströmt und/oder zumindest teilweise durchströmt werden kann.
  13. Kraftfahrzeug mit einem brennstoffführendes System nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mindestens eine Ausströmöffnung (3) zumindest bereichsweise an der Fahrzeugaußenkontur, insbesondere am Fahrzeugdach, an einer Motorhaube, an einer Kofferraumabdeckung, an einem Heckspoiler, und/oder an einem Flügel vorgesehen sind.
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