DE102017003437A1 - gas storage - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gasspeicher (1) umfassend einen internen Gastank (2) zur Speicherung von Wasserstoff, der zumindest teilweise von einem äußeren Tank (4) umgeben ist sowie Mittel (6) zur Freisetzung eines Gasgemisches aus einem Raum (4) zwischen dem inneren Gastank (2) und dem äußeren Gastank (3), wobeo der äußere Gastank (3) eine Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) und eine Luftablassöffnung (6) aufweist, wobei die Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) unterhalb des inneren Gastanks (2) und die Luftablassöffnung (6) oberhalb des inneren Gastanks (2) angeordnet ist und dass eine Einrichtung (7a, 7b) vorgesehen ist, welche in dem Raum (4) zwischen innerem Gastank (2) und äußeren Gastank (3) eine kontinuierliche Luftströmung von der Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) zu der Luftablassöffnung (6) bewirkt..The invention relates to a gas reservoir (1) comprising an internal gas tank (2) for storing hydrogen, which is at least partially surrounded by an outer tank (4), and means (6) for releasing a gas mixture from a space (4) between the inner Gas tank (2) and the outer gas tank (3), the outer gas tank (3) having an air supply opening (5a, 5b) and an air discharge opening (6), the air supply opening (5a, 5b) below the inner gas tank (2) and the air discharge opening (6) is arranged above the inner gas tank (2) and that a device (7a, 7b) is provided, which in the space (4) between inner gas tank (2) and outer gas tank (3) a continuous flow of air from the Air supply opening (5a, 5b) to the air discharge opening (6) causes ..

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasspeicher, insbesondere einen Gasspeicher für Wasserstoff gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1.The invention relates to a gas storage, in particular a gas storage for hydrogen according to the features of the claim 1 ,

Entzündliche Gase wie z. B. Wasserstoff werden typischerweise unter hohem Druck in Metall- oder Verbundmaterialspeichertanks oder -zylindern gespeichert. Problematisch hierbei ist, dass insbesondere Wasserstoff ein leichtflüchtiges und hochentzündliches Gas ist. Die Speichertanks müssen daher entsprechende Sicherheitsbestimmungen erfüllen. Ein großes Problem stellt bei Leckage eines Gastanks die Bildung eines hochexplosiven Wasserstoff-Luftgemischs dar.Flammable gases such. B. Hydrogen is typically stored under high pressure in metal or composite storage tanks or cylinders. The problem here is that in particular hydrogen is a volatile and highly flammable gas. The storage tanks must therefore meet appropriate safety regulations. A major problem is the leakage of a gas tank, the formation of a highly explosive hydrogen-air mixture.

Aus DE 11 2012 001 789 T5 ist ein Gasspeicher für Wasserstoff bekannt. Dieser Gasspeicher besteht aus einem inneren und einem äußeren Gastank. Der Gasspeicher umfasst eine Einrichtung, welche bei einer Leckage des inneren Tanks einen Druckanstieg im Raum zwischen dem inneren und äußeren Tank registriert und anschließend über eine Ventilöffnung im äußeren Tank das Gasgemisch an die Umgebung ablässt. Nachteilig bei dieser Anordnung ist der komplizierte Aufbau und der hohe Wartungsaufwand.Out DE 11 2012 001 789 T5 is a gas storage for hydrogen known. This gas storage consists of an inner and an outer gas tank. The gas storage device comprises a device which registers a pressure increase in the space between the inner and outer tank in the event of a leakage of the inner tank and subsequently discharges the gas mixture to the environment via a valve opening in the outer tank. A disadvantage of this arrangement is the complicated structure and high maintenance.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen sicheren Gasspeicher, insbesondere für Wasserstoff anzugeben, welcher einen einfachen und nahezu wartungsfreien Aufbau aufweist.The object of the invention is to provide a safe gas storage, in particular for hydrogen, which has a simple and virtually maintenance-free construction.

Diese Aufgabe wird mit dem Gasspeicher gemäß den Merkmalen des geltenden Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.This object is achieved with the gas storage according to the features of the current claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Die Erfindung geht aus von einem Gasspeicher umfassend einen internen Gastank zur Speicherung von Wasserstoff, der zumindest teilweise von einem äußeren Gastank umgeben ist sowie Mittel zur Freisetzung eines Gasgemisches aus einem Raum zwischen dem inneren Gastank und dem äußeren Gastank. Erfindungsgemäß weist der äußere Gastank keine Luftzuführungsöffnung und eine Luftablassöffnung auf, wobei die Luftzuführungsöffnung unterhalb des inneren Gastanks und die Luftablassöffnung oberhalb des inneren Gastanks angeordnet sind. Ferner ist erfindungsgemäß eine Einrichtung vorgesehen, welche in dem Raum zwischen innerem Gastank und äußeren Gastank eine kontinuierliche Luftströmung von der Luftzuführungsöffnung im äußeren Gastank zu der Luftablassöffnung im äußeren Gastank bewirkt.The invention is based on a gas reservoir comprising an internal gas tank for storing hydrogen, which is at least partially surrounded by an outer gas tank, and means for releasing a gas mixture from a space between the inner gas tank and the outer gas tank. According to the invention, the outer gas tank has no air supply opening and an air discharge opening, wherein the air supply opening are arranged below the inner gas tank and the air discharge opening above the inner gas tank. Furthermore, according to the invention, a device is provided which effects a continuous flow of air from the air supply opening in the outer gas tank to the air discharge opening in the outer gas tank in the space between the inner gas tank and the outer gas tank.

Damit ist sichergestellt, dass bei einem Leck im inneren Gastank und bei Austritt von Gas, z.B. Wasserstoff in den Raum zwischen innerem und äußerem Gastank kein zündfähiges Gasgemisch entstehen kann. Durch die kontinuierliche Strömung von Luft im Raum zwischen den beide Gastanks in Richtung der Luftablassöffnung wird die Entstehung eines zündfähige Gemischs verhindert, da aus dem inneren Gastank austretendes Gas sofort in Richtung der Luftablassöffnung und somit in Richtung Umgebung abtransportiert wird.This ensures that in the event of a leak in the inner gas tank and the escape of gas, e.g. Hydrogen in the space between the inner and outer gas tank no flammable gas mixture can arise. Due to the continuous flow of air in the space between the two gas tanks in the direction of the air outlet opening the formation of an ignitable mixture is prevented because gas exiting from the inner gas tank is immediately transported away in the direction of the air outlet opening and thus towards the environment.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann die Einrichtung, welche eine kontinuierliche Luftströmung in dem Raum zwischen innerem Gastank und äußeren Gastank von der Luftzuführungsöffnung zu der Luftablassöffnung bewirkt, eine Ventilationseinrichtung oder eine Wärmequelle sein. Durch die Ventilationseinrichtung kann Umgebungsluft in den Raum zwischen innerem Gastank und äußeren Gastank angesaugt werden und durch diesen Raum von der Luftzuführungsöffnung zu der Luftablassöffnung transportiert werden. Etwaiges aus dem inneren Gastank austretendes Gas wird in dieser Luftströmung mitgerissen und in Richtung der Luftablassöffnung transportiert. Ferner wird die Durchmischung des austretenden Gases mit Luft gefördert, wodurch die Bildung eines zündfähigen Gemisches verhindert wird.In a further development of the invention, the device which causes a continuous flow of air in the space between the inner gas tank and the outer gas tank from the air supply opening to the air discharge opening may be a ventilation device or a heat source. By the ventilation means ambient air can be sucked into the space between the inner gas tank and outer gas tank and transported through this space from the air supply opening to the air discharge opening. Any gas escaping from the inner gas tank is entrained in this air flow and transported in the direction of the air release opening. Further, the mixing of the exiting gas is promoted with air, whereby the formation of an ignitable mixture is prevented.

Ist die oben genannte Einrichtung eine Wärmequelle, so kann durch die Lufteinlassöffnung einströmende Luft erwärmt und dadurch in den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Gastank in Richtung der Luftablassöffnung geleitet werden. Dadurch wird analog zu oben eine Durchmischung der aufsteigenden Luft mit aus dem inneren Gastank austretenden Gas gefördert und dieses Gemisch in Richtung Luftablassöffnung transportiert und somit an die Umgebung abgegeben. Die Wärmequelle kann dabei eine elektrische oder durch die Abwärme eines Gebäudes betriebene Heizung sein. Somit ist es möglich, dass der Gasspeicher direkt neben oder an einem Gebäude installiert werden kann.If the above-mentioned device is a heat source, air flowing in through the air inlet opening can be heated and thereby directed into the space between the inner and the outer gas tank in the direction of the air outlet opening. As a result, a mixing of the ascending air with gas emerging from the inner gas tank is conveyed analogously to the top and this mixture is transported in the direction of the air outlet opening and thus discharged to the environment. The heat source can be an electric or powered by the waste heat of a building heating. Thus, it is possible that the gas storage can be installed directly next to or on a building.

An der Luftablassöffnung des äußeren Gastanks kann ein Diffusor vorhanden sein zur Freisetzung eines Gasgemischs aus dem Raum zwischen innerem Gastank und äußerem Gastank an die Umgebung. Dadurch wird gewährleistet, dass bei ausströmendem Gas aus dem inneren Gastank das Gasgemisch aus dem Raum zwischen dem inneren Gastank und dem äußeren Gastank effektiv an die Umgebung abgegeben werden kann.At the air outlet opening of the outer gas tank, a diffuser may be present for releasing a gas mixture from the space between the inner gas tank and the outer gas tank to the environment. This ensures that when the gas flows out of the inner gas tank, the gas mixture from the space between the inner gas tank and the outer gas tank can be effectively discharged to the environment.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand einer Figur näher erläutert.The invention and further advantageous embodiments will be explained in more detail with reference to a figure.

Die Figur zeigt schematisch einen beispielhaften erfindungsgemäßen Gasspeicher. Der Gasspeicher 1 weist einen inneren Gastank 2 und einen äußeren Gastank 3 auf. Beide Gastanks 2 und 3 sind beispielhaft zylinderförmig ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass die Gastanks 2 und 3 oval ausgebildet sind. Der äußere Gastank 3 ist größer als der innere Gastank 1 und umgibt diesen zumindest teilweise. Dadurch wird ein Raum 4 zwischen dem inneren Gastank 3 und dem äußeren Gastank 4 gebildet. Der äußere Gastank 3 weist eine Luftzuführungsöffnung 5a und eine Luftauslassöffnung 6 auf. Die Luftzuführungsöffnung 5a ist hierbei unterhalb des inneren Gastanks 3 und die Luftauslassöffnung 6 ist oberhalb des inneren Gastanks 4 angeordnet.The figure shows schematically an exemplary gas storage according to the invention. The gas storage 1 has an internal gas tank 2 and an outside gas tank 3 on. Both gas tanks 2 and 3 are designed as an example cylindrical. But it is also possible that the gas tanks 2 and 3 are formed oval. The outer gas tank 3 is larger than the inner gas tank 1 and at least partially surrounds it. This will become a room 4 between the inner gas tank 3 and the outside gas tank 4 educated. The outer gas tank 3 has an air supply opening 5a and an air outlet opening 6 on. The air supply opening 5a is below the inner gas tank 3 and the air outlet 6 is above the inner gas tank 4 arranged.

Der Gasspeicher 1 weist im Bereich der Luftzuführungsöffnung 5a einen Ventilator 7 auf, welcher eine kontinuierliche Luftströmung (Pfeile) im Raum 4 zwischen dem inneren Gastank 3 und dem äußeren Gastank 4 zwischen der Luftzuführungsöffnung 5a zu der Luftauslassöffnung 6 bewirkt. Dabei wird Luft aus der Umgebung 10 durch die Luftzuführungsöffnung 5a in den Raum 4 eingesaugt und in Pfeilrichtung von der Luftzuführungsöffnung 5a zur Luftauslassöffnung 6 transportiert und dort wieder an die Umgebung 10 abgegeben. Dieser Ventilator 7a ist beispielhaft im Raum 4 angeordnet. Selbstverständlich kann der Ventilator 7a auch außerhalb des äußeren Gastanks 3 angeordnet sein und dazu ausgebildet sein einen kontinuierlichen Luftstrom der Luftzuführungsöffnung 5a zuzuführen. Alternativ oder zusätzlich ist eine Heizung 7b innerhalb des äußeren Gastanks 3 vorhanden. Diese Heizung 7b erwärmt die Luft im Raum 4 und bewirkt eine Luftströmung (Pfeile) von der Luftzuführungsöffnung 5a zu der Luftauslassöffnung 6.The gas storage 1 points in the area of the air supply opening 5a a fan 7 on which a continuous flow of air (arrows) in space 4 between the inner gas tank 3 and the outside gas tank 4 between the air supply opening 5a to the air outlet opening 6 causes. This air is from the environment 10 through the air supply opening 5a in the room 4 sucked in and in the direction of arrow from the air supply opening 5a to the air outlet 6 transported and returned to the environment 10 issued. This fan 7a is exemplary in the room 4 arranged. Of course, the fan 7a may also be outside the outer gas tank 3 be arranged and designed to be a continuous air flow of the air supply opening 5a supply. Alternatively or additionally, a heater 7b is within the outer gas tank 3 available. This heater 7b heats the air in the room 4 and causes an air flow (arrows) from the air supply port 5a to the air outlet opening 6 ,

Der Raum 4 zwischen dem inneren Gastank 3 und dem äußeren Gastank 4, insbesondere der Abstand zwischen dem inneren Gastank 3 und dem äußeren Gastank 4 kann zweckmäßig derart gewählt werden, dass ein Kamineffekt entsteht, welcher den Luftstrom zwischen der Luftzuführungsöffnung 5a zu der Luftauslassöffnung 6 unterstützt.The space 4 between the inner gas tank 3 and the outside gas tank 4 , in particular the distance between the inner gas tank 3 and the outside gas tank 4 may be suitably chosen such that a chimney effect is created, which the air flow between the air supply opening 5a to the air outlet opening 6 supported.

Der Gasspeicher 1 ist auf einer Bodenplatte 9 befestigt. Ferner ist der Gasspeicher 1 beispielhaft an der Außenwand eines Gebäudes 8 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich zu der oben beschriebenen Luftzuführungsöffnung 5a ist zwischen dem Gebäude 8 und dem Gasspeicher 1 eine Verbindung 5b ausgebildet, welche als Luftzuführungsöffnung 5b des äußeren Gastanks 3 ausgebildet ist. Somit ist es möglich, dass die Abwärme des Gebäudes 1 in den Raum 4 zwischen den inneren Gastank 3 und den äußeren Gastank 4 geleitet wird.The gas storage 1 is on a floor plate 9 attached. Furthermore, the gas storage 1 as an example on the outside wall of a building 8th arranged. Alternatively or in addition to the air supply opening described above 5a is between the building 8th and the gas storage 1 a connection 5b is formed, which serves as the air supply opening 5b of the outer gas tank 3 is trained. Thus, it is possible that the waste heat of the building 1 in the room 4 between the inner gas tank 3 and the outer gas tank 4 is directed.

Die Luftzuführungsöffnung 5b in der Verbindung zwischen äußerem Gastank 3 und Gebäude 8 kann ebenfalls mit einem Ventilator 7a und/oder Heizung 7b zur Ausbildung eines Luftstroms zwischen der Luftzuführungsöffnung 5b und der Luftauslassöffnung 6 ausgestattet sein. Die Luftzuführungsöffnung 5b kann hierbei mit einem Abwärmesystem (nicht dargestellt) des Gebäudes 8 verbunden sein.The air supply port 5b in the connection between the outer gas tank 3 and buildings 8th may also be provided with a fan 7a and / or heater 7b for forming an air flow between the air supply port 5b and the air outlet port 6 be equipped. The air supply opening 5b can in this case with a waste heat system (not shown) of the building 8th be connected.

Der Gasspeicher 1 ist beispielhaft senkrecht zur Bodenplatte 9 ausgerichtet. Damit ist es möglich, den Gasspeicher 1 auf einem sehr geringen Raum zu installieren. Ferner wird durch die senkrechte Anordnung der Kamineffekt zwischen den beiden Gastanks 3 und 4 verstärkt.The gas storage 1 is exemplary perpendicular to the bottom plate 9 aligned. This makes it possible to store the gas 1 to install in a very small space. Furthermore, the vertical arrangement of the chimney effect between the two gas tanks 3 and 4 strengthened.

In der Figur nicht dargestellt sind Zu- und Abführungen für Gasanschlüsse an den inneren Gastank 3. Diese Anschlüsse sind nicht Gegenstand der Erfindung. Die Ausgestaltung solcher Anschlüsse ist dem Fachmann hinreichend bekannt.Not shown in the figure are inlets and outlets for gas connections to the inner gas tank 3 , These connections are not the subject of the invention. The design of such connections is sufficiently known to the person skilled in the art.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gasspeichergas storage
22
innerer Gastankinner gas tank
33
äußerer Gastankoutside gas tank
44
Raum zwischen innerem und äußerem GastankSpace between inner and outer gas tank
55
LuftzuführungsöffnungAir supply port
5a5a
Verbindung zu einem GebäudeConnection to a building
66
Luftauslassöffnungair outlet
77
Ventilator/HeizungFan / heater
88th
Gebäudebuilding
99
Bodenplattebaseplate
1010
UmgebungSurroundings

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 112012001789 T5 [0003]DE 112012001789 T5 [0003]

Claims (5)

Gasspeicher (1) umfassend einen internen Gastank (2) zur Speicherung von Wasserstoff, der zumindest teilweise von einem äußeren Tank (4) umgeben ist sowie Mittel (6) zur Freisetzung eines Gasgemisches aus einem Raum (4) zwischen dem inneren Gastank (2) und dem äußeren Gastank (3), dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Gastank (3) eine Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) und eine Luftablassöffnung (6) aufweist, wobei die Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) unterhalb des inneren Gastanks (2) und die Luftablassöffnung (6) oberhalb des inneren Gastanks (2) angeordnet ist und dass eine Einrichtung (7a, 7b) vorgesehen ist, welche in dem Raum (4) zwischen innerem Gastank (2) und äußeren Gastank (3) eine kontinuierliche Luftströmung von der Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) zu der Luftablassöffnung (6) bewirkt.Gas storage (1) comprising an internal gas tank (2) for storing hydrogen which is at least partially surrounded by an outer tank (4) and means (6) for releasing a gas mixture from a space (4) between the inner gas tank (2) and the outer gas tank (3), characterized in that the outer gas tank (3) has an air supply opening (5a, 5b) and an air discharge opening (6), the air supply opening (5a, 5b) below the inner gas tank (2) and the Air outlet opening (6) above the inner gas tank (2) is arranged and that means (7a, 7b) is provided which in the space (4) between the inner gas tank (2) and outer gas tank (3) a continuous flow of air from the air supply opening (5a, 5b) causes the air discharge opening (6). Gasspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (5a, 5b) eine Ventilationseinrichtung oder eine Wärmequelle ist.Gas storage after Claim 1 , characterized in that the device (5a, 5b) is a ventilation device or a heat source. Gasspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum (4) zwischen innerem Gastank (2) und äußerem Gastank (3) derart ausgebildet ist, dass ein Kamineffekt zwischen der Luftzuführungsöffnung (5a, 5b) und der Luftablassöffnung (6) des äußeren Gastanks (3) entsteht.Gas storage according to one of the preceding claims, characterized in that the space (4) between inner gas tank (2) and outer gas tank (3) is formed such that a chimney effect between the air supply opening (5a, 5b) and the air discharge opening (6) of the outside gas tank (3) is formed. Gasspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Luftablassöffnung (6) ein Diffusor vorhanden ist zur Freisetzung eines Gasgemischs aus dem Raum (4) zwischen innerem Gastank (2) und äußerem Gastank (3) an die Umgebung (10).Gas storage according to one of the preceding claims, characterized in that at the air outlet opening (6), a diffuser is provided for releasing a gas mixture from the space (4) between the inner gas tank (2) and outer gas tank (3) to the environment (10). Gasspeicher nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der interne Gastank (2) und/oder äußere Gastank (3) zylinderförmig oder oval ausgebildet ist.Gas storage according to one of the preceding claims, characterized in that the internal gas tank (2) and / or outer gas tank (3) is cylindrical or oval.
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