DE102017202430A1 - Water storage device in a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wasser-Speichervorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Speicherbehälter für Wasser, welches für eine Zufuhr zu einem Antriebsaggregat oder einem Energiewandler des Fahrzeugs im Fahrzeug mitgeführt wird, wobei der Speicherbehälter bis zu einem Überdruckwert gegenüber Umgebungsdruck druckdicht ausgeführt ist. Hierfür kann ein dem Speicherbehälter zugeordnetes Entlüftungsventil vorgesehen sein, welches bei einem vorbestimmten Überdruck öffnet. Für eine Befüllung des Speicherbehälters kann weiterhin ein ansteuerbares Entlüftungsventil vorgesehen sein. Im Falle mehrerer Speicherbehälter, deren Speichervolumina über eine Leitung miteinander verbunden sind, ist in dieser ein Druckhalteventil vorgesehen, welches erst bei Vorliegen einer den genannten Überdruckwert überschreitenden Druckdifferenz öffnet.The invention relates to a water storage device in a motor vehicle with a storage container for water, which is carried for supply to a drive unit or an energy converter of the vehicle in the vehicle, wherein the storage container is designed pressure-tight up to an overpressure value to ambient pressure. For this purpose, a venting valve associated with the reservoir may be provided, which opens at a predetermined pressure. For a filling of the storage container can still be provided a controllable vent valve. In the case of a plurality of storage containers whose storage volumes are connected to one another via a line, a pressure-maintaining valve is provided therein which opens only when a pressure difference exceeding the said overpressure value exists.
Description
Die Erfindung betrifft eine Wasser-Speichervorrichtung in einem Kraftfahrzeug mit einem Speicherbehälter für Wasser, welches für eine Zufuhr zu einem Antriebsaggregat oder einem Energiewandler des Fahrzeugs im Fahrzeug mitgeführt wird.The invention relates to a water storage device in a motor vehicle with a storage container for water, which is carried for supply to a drive unit or an energy converter of the vehicle in the vehicle.
Um das Betriebsverhalten einer als Fahrzeug-Antriebsaggregat fungierenden Brennkraftmaschine zu verbessern, kann zumindest in ausgewählten Betriebspunkten eine geringe Menge von Wasser in deren Brennräume eingebracht werden. Wasser kann in einem Kraftfahrzeug aber auch für einen günstigen Betrieb einer Brennstoffzelle (als Energiewandler für Wasserstoff zu elektrischer Energie) benötigt werden. Im Kraftfahrzeug selbst kann ein Speicherbehälter für dieses mitgeführte Wasser bspw. im sog. Motorraum vorgesehen sein, wo in Abhängigkeit von diversen Randbedingungen teilweise relativ hohe Temperaturen herrschen können, welche eine teilweise Verdunstung des Wassers im Speicherbehälter zur Folge haben können. Dies ist unerwünscht, unter anderem weil eine üblicherweise vorgesehene Wasserpumpe, welche das Wasser aus dem Speicherbehälter zu einer bspw. im jeweiligen Brennraum der Brennkraftmaschine mündenden Einspritzvorrichtung fördert, nur Wasser im flüssigen Zustand fördern kann.In order to improve the operating behavior of an internal combustion engine operating as a vehicle drive unit, a small amount of water can be introduced into its combustion chambers, at least at selected operating points. Water can be needed in a motor vehicle but also for a cheap operation of a fuel cell (as an energy converter for hydrogen to electrical energy). In the motor vehicle itself, a storage container for this entrained water, for example, be provided in the so-called. Engine room, where depending on various conditions sometimes relatively high temperatures can prevail, which may result in partial evaporation of the water in the storage container. This is undesirable, inter alia, because a commonly provided water pump, which promotes the water from the storage tank to an example. In the respective combustion chamber of the internal combustion engine opening injection device, can only promote water in the liquid state.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.To point out a remedy for this problem is the object of the present invention.
Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Wasser-Speichervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbehälter bis zu einem Überdruckwert gegenüber Umgebungsdruck druckdicht ausgeführt ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution to this problem is for a water storage device according to the preamble of claim 1, characterized in that the storage container is designed pressure-tight up to an overpressure value to ambient pressure. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.
Erfindungsgemäß wird eine Bildung von Überdruck im Speicherbehälter zugelassen, welcher hierfür ausreichend druckdicht und folglich auch ausreichend stabil ausgeführt ist. Dabei kann sich der Überdruck im Speichervolumen des Speicherbehälters mit steigender Wassertemperatur (hervorgerufen durch hohe Temperaturen in der Umgebung des Speicherbehälters) selbsttätig bilden; alternativ kann aber auch eine Fluid-Fördervorrichtung zur Erzeugung von Überdruck im Speicherbehälter vorgesehen sein. Diese Fluidfördervorrichtung kann entweder Luft (allgemein ein Gas) oder Wasser selbst in den Speicherbehälter fördern, so dass sich dort ein nennenswerter Überdruck gegenüber Umgebungsdruck einstellt. Das in den Speicherbehälter mit Überdruck (gegenüber Umgebungsdruck) im Speichervolumen hinein geförderte Wasser kann bspw. aus einem weiteren Speicherbehälter entnommen werden, welcher sich an einer anderen Stelle im Fahrzeug befindet, wo niedrigere Temperaturen als im Motorraum herrschen und wo folglich keine Verdunstung des Wassers erfolgt. Auf einen solchen weiteren Speicherbehälter wird an späterer Stelle nochmals eingegangen.According to the invention, a formation of overpressure in the storage container is permitted, which for this purpose is sufficiently pressure-tight and consequently also sufficiently stable. In this case, the pressure in the storage volume of the storage container with increasing water temperature (caused by high temperatures in the vicinity of the storage container) form automatically; Alternatively, however, a fluid delivery device for generating overpressure in the storage container may be provided. This fluid delivery device can either convey air (generally a gas) or water itself into the storage container, so that there is a significant overpressure relative to ambient pressure. The in the storage tank with overpressure (compared to ambient pressure) in the storage volume into funded water can be removed, for example, from another storage tank, which is located at a different location in the vehicle, where lower temperatures prevail than in the engine compartment and where consequently no evaporation of the water , On such a further storage container will be discussed later.
In vorteilhafter Weise kann der bis zu einem gewissen Überdruckwert gegenüber Umgebungsdruck druckdicht ausgeführte Speicherbehälter ein Entlüftungsventil aufweisen bzw. es kann diesem oder dessen Speichervolumen ein solches zugeordnet sein, welches Entlüftungsventil bei einem vorbestimmten Überdruck gegenüber der Umgebung öffnet. Auf äußerst einfache Weise ist damit ein sinnvoller Überdruckwert festgelegt, bis zu welchem der Speicherbehälter druckdicht ist. Dieser Wert kann bspw. bei 1 bar (gegenüber dem absoluten Umgebungsdruck) liegen. Weiterhin kann dem Speicherbehälter oder dessen Speichervolumen ein ansteuerbares Entlüftungsventil zugeordnet sein, welches von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs vorzugsweise elektrisch betätigt geöffnet werden kann, um einen bzw. den nahezu geleerten Speicherbehälter mit neuem (frischen) Wasser befüllen zu können. Ein hierfür erforderlicher Überdruck-Abbau im Speicherbehälter sollte dabei nicht schlagartig, sondern gedrosselt erfolgen, was durch geeignete Ansteuerung des Entlüftungsventils oder durch einen geeignet geringen Strömungsquerschnitt dargestellt sein kann.Advantageously, the up to a certain overpressure value to ambient pressure pressure-tight running storage container having a vent valve or it may be assigned to this or its storage volume such that vent valve opens at a predetermined overpressure to the environment. In a very simple way, a meaningful overpressure value is determined, up to which the storage container is pressure-tight. This value can be, for example, 1 bar (compared to the absolute ambient pressure). Furthermore, the reservoir or its storage volume can be assigned a controllable vent valve, which can be opened by a user of the motor vehicle preferably electrically operated to fill one or the almost empty storage tank with new (fresh) water can. A required for this pressure reduction in the storage tank should not abruptly, but throttled, which can be represented by suitable control of the vent valve or by a suitably small flow cross-section.
Aufgrund des zumindest bei Personenkraftwagen (als Kraftfahrzeuge) äußerst beschränkten Bauraums kann es erforderlich sein, die für eine gewisse Reichweite des Fahrzeugs ohne ein Nachfüllen benötigte Wassermenge auf mehrere (kleinere) Speicherbehälter im Fahrzeug zu verteilen, da ein einziger Behälter bspw. mit einem Fassungsvolumen von 25 Litern nicht einfach untergebracht werden kann. So kann bspw. neben einem ersten Speicherbehälter im bereits genannten Motorraum des Fahrzeugs ein weiterer zweiter Speicherbehälter im Fahrzeug-Heckbereich vorgesehen sein, wo üblicherweise signifikant geringere Temperaturen als im Fzg.-Motorraum herrschen. Vorgesehen ist dann eine Verbindungsleitung zwischen diesen (beiden) Speicherbehältern, um aus dem im Fahrzeug hinten liegenden Speicherbehälter Wasser in den im Fahrzeug vorne liegenden Motorraum vorgesehenen Speicherbehälter fördern zu können. In dieser die Speichervolumina der beiden oder mehreren Speicherbehälter verbindenden Verbindungs-Leitung kann dann ein Druckhalteventil insbesondere für den auf Überdruck ausgelegten ersten Speicherbehälter vorgesehen sein, welches erst bei Vorliegen einer den genannten Überdruckwert überschreitenden Druckdifferenz öffnet, um den gewünschten Überdruck im Wesentlichen auf den ersten Speicherbehälter zu begrenzen.Due to the extremely limited space, at least in passenger cars (as motor vehicles), it may be necessary to distribute the amount of water required for a certain range of the vehicle without refilling to several (smaller) storage containers in the vehicle, since a single container, for example, with a capacity of 25 liters can not be accommodated easily. Thus, for example, in addition to a first storage container in the already mentioned engine compartment of the vehicle, a further second storage container may be provided in the vehicle rear area, where usually significantly lower temperatures prevail than in Fzg.-engine compartment. Provided is then a connecting line between these (two) storage containers to be able to promote water from the vehicle in the rear storage tank provided in the vehicle forward engine compartment storage container. In this connecting line, which connects the storage volumes of the two or more storage tanks, a pressure holding valve can be provided, in particular for the first storage tank designed for overpressure, which opens only when there is a pressure difference exceeding the said overpressure value, to the desired overpressure substantially to the first storage tank to limit.
Claims (5)
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