DE102021109485A1

DE102021109485A1 - Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102021109485A1
Application number: DE102021109485.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Stephan
Original assignee: H2fly GmbH; Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: H2fly GmbH; Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2022-10-20

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, bevorratenden Flüssiggastank (10), der einen Gaszufuhranschluss zum Zuführen eines in den gasförmigen Zustand übergeführten Brennstoffanteils zu einem Verbraucher aufweist und mit Druckablassmitteln (102, 103, 104) versehen ist, welche bei einem einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellendruck übersteigenden Flüssiggastankinnendruck zum Druckablass öffnen. Eine erhöhte Sicherheit wird dadurch erreicht, dass an den Flüssiggastank (10) ein Zusatzbehälter (11) über fluiddichte, zumindest einen Teil der Druckablassmittel (102, 103, 104) überfassende Verbindungsmittel angeschlossen ist, welche nach Öffnen mindestens eines überfassten Druckablassmittels (102, 103, 104) eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Flüssiggastankinnenraum und dem von einer Behälterwand (110) umgebenen Zusatzbehälterinnenraum (111) bilden, und dass der Zusatzbehälter (11) mit einer Trennvorrichtung (6) versehen ist, die zum Trennen von in den Zusatzbehälterinnenraum (111) gelangenden flüssigen und gasförmigen Brennstoffanteilen und zum Ableiten gasförmiger Brennstoffanteile aus dem Zusatzbehälterinnenraum (111) an die Umgebung und Zurückhalten der flüssigen Brennstoffanteile im Zusatzbehälterinnenraum (111) ausgebildet ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, bevorratenden Flüssiggastank, der einen Gaszufuhranschluss zum Zuführen eines in den gasförmigen Zustand übergeführten Brennstoffanteils zu einem Verbraucher aufweist und mit Druckablassmitteln versehen ist, welche bei einem einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellendruck übersteigenden Flüssiggastankinnendruck zum Druckablass öffnen, sowie auf ein Verfahren zum Sichern einer derartigen Flüssiggastankvorrichtung.
Eine derartige Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Luftfahrzeug, ist in der DE 10 2017 223 803 A1 angegeben. Dabei umfasst ein Antriebssystem einen Flüssiggastank, insbesondere Flüssigwasserstofftank, welcher flüssigen Wasserstoff bevorratet und der mit einer thermischen Isolation sowie mit einem Druckregelsystem und Ventilen versehen ist. Über Ventile bzw. Druckablassmittel kann bei einem solchen Flüssiggastank überhöhter Druck aus dem Flüssiggastankinnenraum abgelassen werden, der durch Verdampfen des Flüssiggases bei Wärmeeintrag entsteht. Tritt Flüssiggas aus dem Flüssiggastank in die Umgebung aus, wie es z. B. bei einem Unfall geschehen kann, kann sich eine entzündliche Atmosphäre bilden und einen Brand auslösen.
Auch in der DE 11 2005 000 589 T5 ist eine Flüssiggastankvorrichtung mit einem Flüssigwasserstofftank für ein Fahrzeug offenbart, wobei eine Drucküberwachungseinrichtung und ein Schaltventil oder Absperrventil offenbart sind.
Die DE 20 2011 108 934 U1 zeigt einen Druckgasbehälter für ein Fahrzeug mit einer Ventileinrichtung und Sicherheitsvorrichtung, die mit einer thermischen Auslöseeinheit versehen ist.
Die EP 0 126 852 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Verdampfung von Flüssiggas für eine Brenneranlage.
In der DE 10 2007 022 018 A1 ist eine Berstscheibe aus einem Blech oder einer Folie gezeigt, die mittels einer Einspannvorrichtung an ihrem Rand eingespannt ist. Derartige Berstscheiben sind als Überdrucksicherheitseinrichtungen im Einsatz.
Die DE 100 39 703 A1 zeigt ein Schwimmerventil für die Kraftstofftankanlage eines Kraftfahrzeugs. Ein Schwimmerkörper bewirkt ein Abschließen einer Dampfleitung in aufgeschwommenem Zustand. Dabei ist in einem Zulauf ein aus einem offenporigen Schaum bestehender Schaumkörper vorgesehen.
Um z. B. in einem Flugzeug Wasserstoff für den Betrieb von Brennstoffzellen im Antriebssystem zuzuführen, wird in einem Flüssigwasserstofftank gespeicherter Flüssigwasserstoff leicht erhitzt, um durch Verdampfen den erforderlichen gasförmigen Wasserstoff zu erzeugen. Wenn kein gasförmiger Wasserstoff mehr benötigt wird, wird der Flüssigwasserstofftank nicht weiter beheizt und dadurch das Verdampfen fast vollständig unterbrochen. Durch die Tankisolierung um den Behälter wird ein Wärmeeintrag zwar weitgehend unterbunden, jedoch nicht vollständig verhindert, sodass mit der Zeit der Tankinnendruck durch verdampfenden Flüssigwasserstoff langsam ansteigt. Dieser Druck wird, wie in 5 gezeigt, durch ein Druckablassventil 102 abgelassen. Die Dimensionierung des Ventils ist ausreichend, um bei normalen Betriebsbedingungen unangemessenen Überdruck im Flüssigwasserstofftank zu vermeiden.
Bei abnormalen Betriebsbedingungen, wie z. B. bei beschädigter Tankisolierung und im Brandfall, wird sehr viel Wärmeenergie in den Flüssigwasserstofftank eingetragen, wodurch der Druck im Flüssiggastankinnenraum durch verdampfenden Wasserstoff sehr schnell ansteigt. Das Druckablassventil 102 reicht für diesen Fall nicht aus und kann den sich aufbauenden Druck nicht schnell genug ablassen, wodurch der Flüssigwasserstofftank bersten würde. Auch kann der Fall auftreten, dass das Druckablassventil 102 ausfällt. Um den Druckanstieg bzw. das Bersten des Flüssigwasserstofftanks zu vermeiden, ist ein zweites Ablassventil (Sicherheitsventil 103) eingebaut, welches sich automatisch öffnet und schließt, wodurch der Druck im Notfall entweicht. Der Auslösedruck des Sicherheitsventils 103 liegt also höher als der des Druckablassventils 102. Sollte auch das Sicherheitsventil 103 nicht ausreichen oder versagen, ist als zusätzliche Sicherheit und aus Redundanzgründen ein Berstmittel 104 (Berstscheibe) eingebaut. Die Berstscheibe wird einmalig herausgedrückt oder gesprengt und lässt den Tankinnendruck vollständig ab, bietet aber keine Möglichkeit sie wieder zu schließen, sodass der Flüssigwasserstofftank bzw. Flüssiggastank erst nach ihrem Auswechseln wieder benutzbar ist. Alle Ventile sind rein mechanisch (passiv) ausgeführt, da in Notfällen eine Stromversorgung nicht sichergestellt werden kann. In jedem Fall ist das Bersten des Flüssigwasserstofftanks 10 zu vermeiden, da unkontrollierter Austritt von Flüssigwasserstoff und umherfliegende Teile ein großes Risiko darstellen.
Die von diesen Druckablassmitteln gebildeten Auslassöffnungen werden bestenfalls im obersten Bereich des Flugzeugs, mindestens jedoch seitlich angebracht, da gasförmiger Wasserstoff eine geringere Dichte als Luft besitzt und nach oben entweicht. In diesem Bereich befinden sich keine Zündquellen, woran sich der abgelassene Wasserstoff entzünden könnte. Die Wahrscheinlichkeit einer Ansammlung von Wasserstoff, eine Zündung eines zündfähigen Gemischs oder das Anblasen eines Wartungsmitarbeiters wird somit auf ein vertretbares Restrisiko minimiert. Auch in dem Flüssigwasserstofftank selber werden die Druckablassmittel 102, 103, 104 so eingebaut, dass ausschließlich gasförmiger Wasserstoff abgelassen wird. Bei normalem Betrieb würde also, wie aus 5 hervorgeht, nur gasförmiger Wasserstoff abgelassen, da die Eingänge der Druckablassmittel nicht im flüssigen Teil des Tankinhalts angeordnet sind. Somit wird verhindert, dass flüssiger Wasserstoff, welcher schwerer als Luft ist, abgelassen wird und sich am Boden unter der Auslassstelle sammelt. Die Ansammlung von flüssigem Wasserstoff unter dem Flugzeug würde verdampfen und zu einer explosiven Atmosphäre um das Flugzeug führen. Daher ist das Ablassen von flüssigem Wasserstoff nach außen unbedingt zu vermeiden.
Besonders in der Luftfahrt ist es wichtig, die vorstehend erläuterte Anordnung der Druckablassmittel vorzusehen, da nach einem Unfall eine Evakuierung der Insassen nötig sein kann, die je nach Schwere des Unfalls viel Zeit kosten kann. Zudem können sich viele Personen an der Unfallstelle befinden. Auch kann nach einem Unfall nicht mehr garantiert werden, dass die Tankisolierung noch intakt ist. Zudem ist die Funktionsfähigkeit der Druckablassmittel unsicher. Zwar kann mit den vorstehend angesprochenen Anordnungen von Druckablassmitteln die Berstgefahr des Flüssiggastanks gemindert werden, jedoch haben sich in einer Sicherheitsanalyse abnormale Betriebssituationen gezeigt, die zu einer erhöhten Gefährdungslage führen können.
Bei einer Außenlandung, insbesondere wenn sich ein Flugzeug in der Flugerprobung befindet und das Verhalten noch nicht vollständig getestet wurde, kann es z. B. zu einem Überschlag des Flugzeugs kommen. In diesem Falle ist es wahrscheinlich, dass das genannte Sicherheitssystem nicht mehr oder nicht mehr vollständig funktioniert und außer Kontrolle ist. Der Tankinnendruck steigt mit der Zeit an, bis die Druckablassmittel in der vorstehend genannten Weise ansprechen.
Da der Flüssiggastank bzw. Flüssigwasserstofftank kopfüber liegt und die Druckablassmittel derart in den Tank eingebaut sind, dass sie im Normalbetriebsfall nur den gasförmigen Anteil des Brennstoffs bzw. Wasserstoffs ablassen, wird dann Flüssigwasserstoff abgelassen, da die Druckablassmittel im Bereich des flüssigen Brennstoffanteils liegen, wie in 6 dargestellt. Der flüssige Wasserstoffanteil sammelt sich somit in der Nähe des Flüssiggastanks am Boden, verdampft dort und lässt eine explosionsfähige Wolke (Atmosphäre) um das Flugzeug entstehen. Damit ergib sich eine große Gefährdungssituation für Rettungskräfte und Flugzeuginsassen, die sich nach einem Unfall um die Evakuierung kümmern.
Ein weiteres Gefährdungsszenario kann sich aus der Beschädigung der Tankisolierung durch ein Feuer ergeben. Zwar ist für die Isolierung des Flüssiggastanks feuerfestes Material zu wählen, jedoch kann nicht garantiert werden, dass die Isolierung nach einem Unfall intakt ist. Der erhöhte Wärmeeintrag durch das Feuer kann dann die Druckablassmittel zum Auslösen bringen. Der Wärmeeintrag ist dann jedoch so hoch, dass der flüssige Wasserstoff anfängt zu kochen und so schnell verdampft, dass Flüssigwasserstoff durch die Auslassöffnungen austreten kann. Der sich unter dem Flugzeug ansammelnde flüssige Wasserstoff verdampft und kann zu einem teilweise explosionsfähigen Gemisch um ein brennendes Flugzeug mit Explosionsgefahr führen.
Als Lösung zur Vermeidung einer solchen Gefahr ist denkbar, die Druckablassmittel bzw. Auslassventile seitlich am Flüssiggastank anzubringen. Bei Ablassen des Innendrucks könnte dann kein flüssiger Wasserstoff austreten, ganz gleich ob der Flüssiggastank in Normallage oder kopfüber ausgerichtet ist. Die Auslassöffnungen der Druckablassmittel befinden sich immer in dem Bereich der Gasphase des Wasserstoffs, sodass bei übermäßiger Druckerhöhung nur gasförmiger Wasserstoff austritt. Dabei ist darauf zu achten, dass der Flüssiggastank nur soweit befüllt wird, dass sich sowohl bezüglich der Ausrichtung im Normalbetriebsfall als auch im Falle eines Überschlags die Austrittsöffnungen der Druckablassmittel im Bereich des Flüssiggastanks liegen, in dem die Gasphase des Wasserstoffs vorliegt. In diesem Fall lässt sich das Tankvolumen allerdings nur ineffizient bis zur Hälfte nutzen. Und auch in diesem Fall wäre es bei einer beschädigten Isolierung möglich, dass der flüssige Wasserstoff kocht und zu einer Erhöhung des Innendrucks führt, sodass ein Austreten von flüssigem Wasserstoff nicht vollständig ausgeschlossen wäre.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssiggastankvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine erhöhte Betriebssicherheit des damit ausgestatteten Fahrzeugs bietet, und eine betreffende verfahrensmäßige Ausgestaltung vorzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einer Flüssiggastankvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bei einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Bei der Flüssiggastankvorrichtung ist vorgesehen, dass an den Flüssiggastank ein Zusatzbehälter über fluiddichte, zumindest einen Teil der Druckablassmittel überfassende Verbindungsmittel angeschlossen ist, welche nach Öffnen mindestens eines überfassten Druckablassmittels eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Flüssiggastankinnenraum und dem von einer Behälterwand umgebenen Zusatzbehälterinnenraum bilden, und dass der Zusatzbehälter mit einer Trennvorrichtung versehen ist, die zum Trennen von in den Zusatzbehälterinnenraum gelangenden flüssigen und gasförmigen Brennstoffanteilen und zum Ableiten gasförmiger Brennstoffanteile aus dem Zusatzbehälterinnenraum in die Umgebung und Zurückhalten der flüssigen Brennstoffanteile im Zusatzbehälterinnenraum ausgebildet ist.
Mit diesen Maßnahmen wird auch bei einem den Schwellendruck, bei dem die Druckablassmittel ansprechen, übersteigenden Flüssiggastankinnendruck sicher vermieden, dass flüssige Brennstoffanteile, wie flüssiger Wasserstoff, in die Umgebung des Fahrzeugs gelangen und dort bei Verdampfen zu einer zündfähigen, einen Brand oder eine Explosion auslösenden Atmosphäre führen können. Vielmehr werden z. B. bei beschädigter Wärmeisolation und durch die Erhitzung erhöhtem Flüssiggastankinnendruck und geöffneten Druckablassmitteln austretende flüssige Brennstoffanteile sämtlich im Zusatzbehälterinnenraum aufgenommen und es können nur gasförmige Brennstoffanteile in die äußere Umgebung entweichen, so dass sich auch in dem Zusatzbehälterinnenraum kein übermäßiger Druck aufbauen kann.
Eine für den Aufbau und die Funktion vorteilhafte Ausgestaltung der Flüssiggastankvorrichtung besteht darin, dass die Trennvorrichtung eine Leitungsanordnung mit mehreren, insbesondere zwei, bezüglich der Schwerkraftrichtung in unterschiedlicher Höhe im Zusatzbehälterinnenraum angeordneten Eintrittsöffnungen aufweist, denen eine Schließeinheit mit einem Schließmittel zugeordnet ist und von denen immer mindestens eine auch bei maximaler Füllmenge an flüssigem Brennstoff in der Flüssiggastankvorrichtung sowohl in Normalbetriebslage als auch in Kopfüberlage des Zusatzbehälters lageunabhängig oberhalb der Flüssiggasoberfläche liegt und geöffnet ist, und dass eine unterhalb der Flüssiggasoberfläche liegende Eintrittsfläche mittels eines geeigneten Schließmittels gegen ein Eindringen von Flüssiggas verschlossen ist. Mit diesen Maßnahmen wird eine erhöhte Sicherheit dadurch erreicht, dass auch dann, wenn sich das Fahrzeug überschlägt und die Flüssiggastankvorrichtung gegenüber der räumlichen Lage im Normalbetrieb kopfüber ausgerichtet ist, die flüssigen Brennstoffanteilte bzw. der flüssige Wasserstoff in dem Zusatzbehälterinnenraum zurückgehalten werden und nur gasförmige Brennstoffanteile über die Leitungsanordnung in die äußere Umgebung abströmen können.
Dabei besteht eine für den Aufbau und die Funktion vorteilhafte Ausgestaltung darin, dass die Leitungsanordnung mindestens einen ersten und zweiten bezüglich der Schwerkraftrichtung und bei aufrechter Normalbetriebslage der Flüssiggastankvorrichtung von unten nach oben, insbesondere vertikal, verlaufenden Rohrabschnitt aufweist, von denen einer an seinem unteren Ende und der andere an seinem oberen Ende mit einer Eintrittsöffnung versehen ist und dass die beiden Rohrabschnitte an ihren von den Eintrittsöffnungen abgelegenen Enden über eine Sammelleitung gasleitend miteinander verbunden sind, die mit einer Ableitung nach außen in die Umgebung versehen ist.
Für eine sichere Betriebsweise der Trennvorrichtung ist des Weiteren vorteilhaft vorgesehen, dass die Schließeinheiten passiv, ohne Ansteuerung mit Fremdenergie, zum Öffnen und Schließen betätigte Schließmittel aufweisen. Die Schließeinheiten können dabei rein mechanisch aufgebaut sein.
Eine für die Funktion und den Aufbau vorteilhafte Ausgestaltung wird dabei dadurch erhalten, dass die Schließeinheiten als Schwimmerventile ausgebildet sind, die als Schließmittel jeweils einen Schwimmer aufweisen, die zum Öffnen mittels einer Federanordnung und zum Schließen mittels der Auftriebskraft des Flüssiggases betätigt sind, wobei die Federkraft (F_F) der Federanordnung größer als die auf den Schwimmer wirkende Schwerkraft (F_G), aber kleiner als die auf den Schwimmer wirkende Auftriebskraft (F_S) gewählt ist.
Zu einer dauerhaft sicheren Funktion tragen die Maßnahmen bei, dass die Schwimmer aus flüssiggasbeständigem, insbesondere flüssigwasserstoffbeständigem, Material hergestellt sind. Dabei sind die Materialien für die Abdichtung so gewählt, dass die Abdichtfunktion sicher gewährleistet ist und die Schließbereiche der Schließmittel bzw. Klappen sich von den Rohrabschnitten um die Eintrittsöffnung durch die Federkraft gut lösen lassen, nachdem sie von der Andrückkraft des Schließmittels bzw. Schwimmers verschlossen wurden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale für den Aufbau und die Funktion bestehen darin, dass die Rohrabschnitte mit ihren von den Eintrittsöffnungen abgelegenen Endabschnitten durch die Behälterwand des Zusatzbehälters aus dem Zusatzbehälterinnenraum geführt und außerhalb des Zusatzbehälters mit der außerhalb desselben verlaufenden Sammelleitung verbunden sind.
Einer sicheren Funktion der Flüssiggastankvorrichtung ist des Weiteren zuträglich, dass der Zusatzbehälter mit mindestens einer in seiner Behälterwand angeordneten Berstschutzeinheit versehen ist.
Ist vorgesehen, dass der Zusatzbehälter mit einer Spülleitung versehen ist, kann vor Inbetriebnahme des Behälters der Zusatzbehälterinnenraum mit gasförmigem Brennstoff bzw. Wasserstoff gespült werden. Dadurch können Sauerstoff und Stickstoff aus dem Zusatzbehälterinnenraum vor Inbetriebnahme ausgetrieben werden, sodass sie sich nicht verfestigen und mit flüssigem Brennstoff bzw. Wasserstoff in Berührung kommen. Dadurch kann eine Explosion durch Reibung vermieden werden.
Für die Funktion der Flüssiggastankvorrichtung ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass der Flüssiggastank mit einer Wärmeisolation versehen ist und der Zusatzbehälter keine Wärmeisolation aufweist. Durch die Wärmeisolation des Flüssiggastanks wird ein unkontrollierter Wärmeeintrag und damit unkontrolliertes Verdampfen des flüssigen Brennstoffs bzw. Wasserstoffs im Flüssiggastank vermieden. Dagegen soll über die Trennvorrichtung, insbesondere Leitungsanordnung, sich bei Wärmeeintrag bildender gasförmiger Brennstoff bzw. Wasserstoff ungehindert in die Umgebung ausgetragen werden. In weiterer Ausgestaltung kann die Behälterwand von außen erhitzt werden, um Flüssigwasserstoff, der sich in der Trennvorrichtung be-findet, schneller zu verdampfen.
Für den Betrieb weitere vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass der Zusatzbehälter mit Wärmeeintragmitteln ausgestattet ist, die so ausgelegt sind, dass mehr Flüssiggas, insbesondere mehr Flüssigwasserstoff, verdampft als aus dem Flüssiggastank nachgeführt wird. Dadurch wird ein übermäßiger Druckanstieg im Zusatzbehälterinnenraum vermieden. Gelingt es, mehr Flüssigwasserstoff in dem Zusatzbehälter zu verdampfen als aus dem Flüssiggastank zuströmt, kann der Zusatzbehälter entsprechend klein dimensioniert werden, um das in ihm anfallende Flüssiggas aufzunehmen, ohne dass es in den Auslass gelangt.
Weitere für einen sicheren Betrieb vorteilhafte Maßnahmen bestehen darin, dass die Schließeinheit und/oder die Rohrabschnitte mit Einfrierschutzmitteln versehen ist/sind. Diese Maßnahme kann zusätzlich oder alternativ zur Auswahl von Materialien getroffen werden, die ein sicheres Öffnen und Schließen gewährleisten. Dadurch wird ein sicheres Abströmen gasförmiger Brennstoffanteile zusätzlich unterstützt.
Weitere für die Funktion und den Aufbau vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale bestehen darin, dass die Leitungsanordnung mit ihren Eintrittsöffnungen so ausgelegt ist, dass durch diese auch bei maximaler Flüssiggasverdampfung ein maximaler Druckanstieg bis zu einem bestimmten Druckniveau unterhalb eines Berstdrucks im Zusatzbehälterinnenraum nicht überschritten wird. Das Druckniveau und die diesbezügliche Auslegung werden zuvor z. B. durch Vorversuche und/oder Simulation oder Berechnung ermittelt.
Zur sicheren Funktion trägt ferner bei, dass in den und aus dem Zusatzbehälter führende Leitungen zumindest zum Teil mit einem Rückschlagventil versehen sind. So kann z. B. die Anordnung eines Rückschlagventils in der Ableitung 220 dazu dienen, ein explosionsfähiges Gasgemisch im Zusatzbehälter zu vermeiden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch ein Verfahren zum Sichern einer Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gegen einen unkontrollierten Austritt eines Flüssiggasanteils eines Brennstoffs in die Umgebung, bei dem über Druckablassmittel aus einem Flüssiggastank austretender Brennstoff sowohl in gegebenenfalls flüssigem als auch in gegebenenfalls verdampftem bzw. gasförmigem Zustand in einen Zusatzbehälter geleitet wird, in dem Zusatzbehälter der flüssige von dem gasförmigen Brennstoffanteil getrennt und nur gasförmiger Brennstoff in die Umgebung abgelassen wird, wogegen der flüssige Brennstoffanteil in dem Zusatzbehälter zurückgehalten wird.
Ein separates Sicherheitsventil sollte bevorzugt entsprechend dem Stand der Technik direkt am Flüssiggastank angebracht werden. Sollte dann der Kanal zum Zusatzbehälter verstopft sein, so kann der Druck im Flüssiggastank immer abgelassen und ein Bersten verhindert werden.
Soweit in vorliegender Anmeldung von Brennstoff die Rede ist, handelt es sich vorzugsweise um Wasserstoff, bei genanntem Gas und Flüssiggas bzw. gasförmigem und flüssigem Brennstoff insbesondere um gasförmigen bzw. flüssigen Wasserstoff.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Flüssiggastankvorrichtung mit einer Behälteranordnung aus einem Flüssiggastank und einem daran über fluidleitende Verbindungsmittel angeschlossenen Zusatzbehälter,
2 einen Zusatzbehälter mit einer Trennvorrichtung für die Trennung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffanteilen und Ableitung der gasförmigen Brennstoffanteile bei niedrigem Flüssigkeitsspiegel des Flüssiggases (flüssigen Brennstoffs) und einer geöffneten unteren und geöffneten oberen Eintrittsöffnung einer Leitungsanordnung der Trennvorrichtung in aufrechter Lage (Normalbetriebslage) des Zusatzbehälters,
3 den Zusatzbehälter nach 2 bei hohem Flüssigkeitsspiegel des Flüssiggases und geschlossener unterer Eintrittsöffnung und geöffneter oberer Eintrittsöffnung in aufrechter Lage des Zusatzbehälters,
4 den Zusatzbehälter nach 2 in kopfüber umgekehrter Lage (Kopfüberlage) bei hohem Flüssigkeitsspiegel des Flüssiggases und dabei geschlossener unterer Eintrittsöffnung und geöffneter oberer Eintrittsöffnung,
5 einen Flüssiggastank mit eingefülltem flüssigem Brennstoff (Wasserstoff), einer gasförmigen Brennstoffphase sowie in einer Tankwandung eingebauten Druckablassmitteln und eingebautem Gaszufuhranschluss zu einem Verbraucher und
6 ein Flugzeugteil mit eingebautem Flüssiggastank (vorliegend Flüssigwasserstofftank) in Kopfüberlage.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Flüssiggastankvorrichtung, insbesondere Flüssigwasserstofftankvorrichtung mit einer Behälteranordnung 1, die einen Flüssiggastank 10 (vorliegend Flüssigwasserstofftank) und einen daran abgedichtet und fluidleitend über eine Kanalanordnung für flüssigen Brennstoff (Flüssiggaskanal 13) und gasförmigen Brennstoff (Gaskanal 12) angeschlossenen Zusatzbehälter 11, der eine Trennvorrichtung 6 für flüssige und gasförmige Brennstoffanteile (bspw. Wasserstoffanteile) sowie eine Gasableitung 14 zur Umgebung der Behälteranordnung 1 bzw. eines mit dieser versehenen Fahrzeugs, bspw. Flugzeugs, aufweist. Der Gaskanal 12 und der Flüssiggaskanal 13 können vorteilhaft zu einem Kanal bzw. einer fluidleitenden Verbindung mit einem Gaseinlass 15 (s. 2, 3 und 4) in den Zusatzbehälter 11 zusammengefasst sein.
Die Kanalanordnung mit dem Gaskanal 12 und dem Flüssiggaskanal 13 bzw. der fluidleitenden Verbindung zwischen dem Flüssiggastankinnenraum und dem Zusatzbehälterinnenraum 111 (vgl. 2) überfasst fluiddicht in der Tankwandung des Flüssiggastanks 10 eingebaute Druckablassmittel, nämlich insbesondere ein Druckablassventil 102, ein Sicherheitsventil 103 und ein Berstmittel 104 wie Berstscheibe (vgl. 5), und ist über den Gaseinlass 15 mit dem Zusatzbehälter 11 verbunden, wie in den 2, 3 und 4 dargestellt.
Der Zusatzbehälter 11 dient zur Aufnahme von flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff, bei vorliegendem Ausführungsbeispiel Wasserstoff, welcher aus dem Flüssiggastank 10 über die Druckablassmittel bei Überdruck austritt, und weist zur Trennung von flüssigen und gasförmigen Brennstoffanteilen die Trennvorrichtung 6 auf, wodurch die flüssigen Brennstoffanteile 4 bzw. flüssiger Wasserstoff im Zusatzbehälterinnenraum 111 zurückgehalten und gasförmige Brennstoffanteile bzw. gasförmiger Wasserstoff aus dem Zusatzbehälter 11 über eine Ableitung 220 (vgl. 2) in die Umgebung abgelassen werden. Dadurch können sich keine flüssigen Brennstoffanteile in der Umgebung des Flüssiggastanks 10 bzw. Flüssigwasserstofftanks und des Fahrzeugs, bspw. Flugzeugs, ansammeln.
Die Trennvorrichtung 6, mit der der Zusatzbehälter 11 versehen ist, weist eine Leitungsanordnung 2 mit einem ersten Rohrabschnitt 20 und einem zweiten Rohrabschnitt 21 auf, die bezüglich einer normalen Betriebslage (horizontale Ausrichtung des Fahrzeugs bzw. der Flüssiggastankvorrichtung bzgl. der Schwerkraftrichtung, geodätisch horizontale Lage), insbesondere vertikal, von unten nach oben ausgerichtet und mit einer sie gasleitend verbindenden Sammelleitung 22 verbunden sind, die mit der Ableitung 220 für den abgelassenen gasförmigen Brennstoff versehen ist. Dabei ist eine erste Eintrittsöffnung 200 des ersten Rohrabschnitts 20 an dessen unterem Ende, vorzugsweise in der unteren Hälfte oder im unteren Drittel oder unteren Viertel des Zusatzbehälterinnenraums 111 angeordnet, während der erste Rohrabschnitt 20 mit seinem von der ersten Eintrittsöffnung 200 abgelegenen oberen Endabschnitt durch die obere Behälterwand 110 des Zusatzbehälters 11 geführt und mit der außerhalb des Zusatzbehälters 11 verlaufenden Sammelleitung 22 gasleitend verbunden ist. Die zweite Eintrittsöffnung 210 des zweiten Rohrabschnitts 21 hingegen ist am oberen Ende desselben vorzugsweise in der oberen Hälfte oder dem oberen Drittel oder oberen Viertel des Zusatzbehälterinnenraums 111 angeordnet, während der von der zweiten Eintrittsöffnung 210 abgewandte untere Endabschnitt des zweiten Rohrabschnitts 21 durch den unteren Bereich der Behälterwand 110 geführt und mit der Sammelleitung 22 gasleitend verbunden ist. Der Durchführbereich zwischen der Behälterwand 110 und den beiden Rohrabschnitten 20, 21 ist fluiddicht abgedichtet, z. B. mittels stoffschlüssiger Verbindung.
Die erste Eintrittsöffnung 200 und die zweite Eintrittsöffnung 210 sind jeweils mit einer Schließeinheit versehen, die beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels des Brennstoffs einen Eintritt in die untere Eintrittsöffnung (bei Normalbetriebslage die erste Eintrittsöffnung 200) mittels eines Schließmittels verhindert. Vorzugsweise sind die Schließeinheiten mechanisch aufgebaut und wirken passiv ohne Ansteuerung mit Fremdenergie zum Öffnen und Schließen der Eintrittsöffnungen 200, 210.
Die Schließeinheiten sind, wie 2 weiter zeigt, bspw. und bevorzugt als ein erstes und zweites Schwimmerventil 30, 31 ausgestaltet, die als Schließmittel einen ersten Schwimmer 301 bzw. zweiten Schwimmer 311 umfassen. Die Schließmittel bzw. Schwimmer 301, 311 sind mit einer ersten bzw. zweiten Federanordnung 300, 310 versehen und werden von diesen mittels Federkraft in der Offenstellung gehalten, solange der Flüssigkeitsspiegel des Brennstoffs in dem Zusatzbehälter 11 niedrig genug ist, dass kein flüssiger Brennstoff in die untere Eintrittsöffnung (in 2 die erste Eintrittsöffnung 200) eintritt. Beim Ansteigen des Flüssigkeitsspiegels (Oberfläche 40 des flüssigen Brennstoffs bzw. Flüssigwasserstoffs) wird der betreffende Schwimmer (in 2 der erste Schwimmer 301) durch den Auftrieb in Schließrichtung bewegt und schließt die betreffende Eintrittsöffnung, bevor der Flüssigkeitsspiegel deren Niveau erreicht. Hingegen bleibt die andere, obere Eintrittsöffnung (in 2 die zweite Eintrittsöffnung 210) infolge der auf den Schwimmer 311 einwirkenden Federkraft geöffnet, sodass gasförmiger Brennstoff bzw. Wasserstoff über den zweiten Rohrabschnitt 21, die Sammelleitung 22 und die Ableitung 220 nach außen in die Umgebung abströmen kann.
Der Zusatzbehälter 11 weist aus Sicherheitsgründen, falls die Schließeinheit defekt ist bzw. nicht zuverlässig funktioniert, eine Druckentlastungsvorrichtung wie z. B. ein Berstschutzelement 112 bzw. ein sich selbst zurückstellendes Sicherheitsventil auf, welches bei bestimmtem Druckniveau bei einem überhöhten Druck bei Erreichen einer vorgegebenen oder vorgebbaren Druckschwelle anspricht, bevor ein den Zusatzbehälter 11 zum Bersten bringender Innendruck erreicht wird. Ferner ist der Zusatzbehälter 11 mit einer (z. B. kleinen) Spülleitung 113 versehen, über die der Zusatzbehälterinnenraum mit Flüssiggas, vorliegend Flüssigwasserstoff, gespült werden kann, sodass sich in dem Zusatzbehälter 11 keine weiteren Gase, wie Sauerstoff und Stickstoff befinden und verfestigen können, wenn sie ansonsten mit flüssigem Wasserstoff in Berührung kommen würden und durch Reibung eine Explosion verursachen könnten.
Alle Zu- und Ableitungen in den Zusatzbehälter, wie der Gaseinlass 15, die Ableitung 220, der erste Rohrabschnitt 20, der zweite Rohrabschnitt 21 und die Spülleitung 113 sind jeweils mit einem (in den Fig. nicht dargestellten) Rückschlagventil versehen, um einen ungewollten Austausch von Gasen zwischen dem Außenbereich sowie dem Innenraum des Flüssiggastanks 10 bzw. Flüssigwasserstofftanks und auch des Zusatzbehälters 11 zu vermeiden. Zudem ist die Behälteranordnung 1, insbesondere auch der Zusatzbehälter 11 so ausgeführt, dass keine Fremdkörper eingetragen werden, die ebenfalls durch Reibung beim Einströmen von Wasserstoff zu einer Explosion führen könnten.
Durch die beschriebene Flüssiggastankvorrichtung mit dem Zusatzbehälter 11 und der diesem zugeordneten Trennvorrichtung 6 wird über die Ableitung 220 ausschließlich gasförmiger Brennstoff bzw. Wasserstoff abgelassen, egal ob flüssiger oder gasförmiger Brennstoff von dem Flüssiggastank 10 eingeleitet wird und unabhängig von der Lage der Behälteranordnung 1.
2 zeigt dabei, wie erläutert, die aufrechte Lage der Flüssiggastankvorrichtung mit der Behältervorrichtung 1 bzw. eines mit dieser ausgestatteten Fahrzeugs, wie z. B. eines Luftfahrzeugs. Die aufrechte Lage ist in 2 durch die dabei in Schwerkraftrichtung zeigende Hochachse bzw. vertikale Achse z bei aufrechter Lage des Flugzeugteils 5 im Normalbetrieb dargestellt. Der Flüssigkeitsspiegel (Oberfläche 40 des flüssigen Brennstoffs bzw. Flüssigwasserstoffs 4) ist dabei so niedrig, dass der erste Schwimmer 301 mittels der ersten Federanordnung 300 offengehalten wird ebenso wie die zweite Eintrittsöffnung 210, sodass der gasförmige Brennstoff bei entsprechendem Innendruck über beide Rohrabschnitte 20, 21, die Sammelleitung 22 und die Ableitung 220 frei in die Umgebung ausströmen kann. Der Zusatzbehälter 11 besteht aus einem brennstofffesten, insbesondere wasserstofffesten, unisolierten Material. Bei einem Wärmeeintrag und dadurch sich erhöhendem Behälterinnendruck wird dieser über die Leitungsanordnung 2 abgebaut.
3 zeigt den gleichen Zusatzbehälter 11 wie 2 ebenfalls in aufrechter Lage mit dem Flugzeug 5 bzw. Flugzeugrumpf in Richtung der vertikalen z-Achse, wobei jedoch der Flüssigkeitsspiegel weit über die untere, erste Eintrittsöffnung 200 angestiegen ist, die Oberfläche 40 des flüssigen Brennstoffs 4 aber unterhalb der zweiten Eintrittsöffnung 210 verbleibt. Die untere Schließeinheit in Form des ersten Schwimmerventils 30 verschließt mit dem ersten Schwimmer 301 die erste Eintrittsöffnung 200, sodass in diese kein flüssiger Brennstoff eintreten kann. Dabei wird der erste Schwimmer 301 durch die Auftriebskraft F_S entgegen der Federkraft F_F gegen die Umrandung der ersten Eintrittsöffnung 200 an dem ersten Rohrabschnitt 20 gedrückt, wozu die Federkraft F_F kleiner als die Auftriebskraft F_S gewählt ist. Hingegen wird der zweite Schwimmer 311 gegenüber der zweiten Eintrittsöffnung 210 mittels der Federkraft F_F offengehalten, wozu die Federkraft F_F größer gewählt ist als die Gewichtskraft F_G des Schwimmers (gegebenenfalls mit sein Gewicht zusätzlich bestimmenden Komponenten). Gasförmiger Brennstoff bzw. Wasserstoffgas kann somit auch bei erhöhtem Flüssigkeitsspiegel ungehindert entweichen, sodass ein übermäßiger Druck im Behälterinnenraum 111 auch bei einem Wärmeeintrag vermieden wird. Auch bei sehr schneller Druckerhöhung in dem Flüssiggastank 10 z. B. bei beschädigter Isolierung desselben und erhöhtem Wärmeeintrag etwa durch ein Feuer kann sich über die genannten Druckablassmittel 102, 103, 104 ein in der gezeigten Weise erhöhter Flüssigkeitsspiegel in dem Zusatzbehälter 11 bilden, wobei die untere Eintrittsöffnung 200 geschlossen wird.
Überschlägt sich das Fahrzeug bzw. Flugzeug und steht dadurch der Flüssigkeitstank 10 und die Behälteranordnung 1 kopfüber, wie in 6 gezeigt, so ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass flüssiger Brennstoff bzw. Wasserstoff durch die Druckablassmittel 102, 103, 104 austritt und über die fluidleitenden Verbindungsmittel durch den Gaseinlass 15 in den Zusatzbehälter 11 gelangt, wie in 4 gezeigt (vertikale z-Achse des Flugzeugteils 5 mit der Behälteranordnung 1 ist nach unten gerichtet). Dabei ist auch die Leitungsanordnung 2 gegenüber den Darstellungen gemäß 2 und 3 umgekehrt ausgerichtet mit der ersten Eintrittsöffnung 200 oben liegend und der zweiten Eintrittsöffnung 210 unten liegend. Da auch hierbei der Flüssigkeitsspiegel mit der Oberfläche 40 des flüssigen Brennstoffs bzw. Flüssigwasserstoffs oberhalb der unteren, zweiten Eintrittsöffnung 210 liegt, ist diese mittels der Schließeinheit in Ausbildung als das zweite Schwimmerventil 31 mit dem zweiten Schwimmer 311 infolge der gegenüber der Federkraft F_F größeren Auftriebskraft F_S geschlossen, sodass kein flüssiger Brennstoff in den zweiten Rohrabschnitt 21 und die Leitungsanordnung 2 gelangen kann. Auch hierbei tritt lediglich gasförmiger Brennstoff durch die offengehaltene erste Eintrittsöffnung 200 in die Leitungsanordnung 2 ein und über den ersten Rohrabschnitt 20, die Sammelleitung 22 und die Ableitung 220 in die Umgebung der Behälteranordnung 1 bzw. des Fahrzeugs aus. Da der flüssige Brennstoff bzw. Flüssigwasserstoff bei Wärmeentwicklung sehr schnell verdampft wird der entstehende Innendruck über die nun oben liegende, vermittels der Federkraft F_F offengehaltene erste Eintrittsöffnung 200 schnell abgeleitet. Somit wird auch bei einem Überschlag des Fahrzeugs bzw. Flugzeugs durch den dem Flüssiggastank 10 nachgeschalteten Zusatzbehälter 11 mit der Trennvorrichtung 6 nur gasförmiger Brennstoff bzw. Wasserstoff in die Umgebung abgegeben.
Sollten die Ableitung 220, Teile der Leitungsanordnung 2 und/oder die Eintrittsöffnungen 200, 210 und ggf. weitere Auslässe zufrieren, die Schwimmer 301, 311 klemmen oder ähnliche Probleme auftreten, wird ein übermäßiger Druckanstieg durch das genannte Berstschutzelement 112 bzw. eine Druckentlastungsvorrichtung, beispielsweise Berstschutzscheibe abgebaut, bevor ein den Zusatzbehälter zum Bersten bringender Innendruck erreicht wird. In diesem relativ unwahrscheinlichen Fall kann flüssiger Brennstoff aus dem Zusatzbehälter in die Umgebung austreten, aber das Bersten des Behälters und somit der schwerwiegendere Fehlerfall wird verhindert. Um auch dies zu vermeiden, kann die Leitungsanordnung 2, insbesondere die Rohrabschnitte 20, 21 so ausgeführt werden, dass ein Einfrieren vermieden wird, bspw. durch eine aktive Erwärmung der Öffnungsbereiche.
Der Wärmeeintrag des Zusatzbehälters 11 ist so ausgeführt, dass mehr flüssiger Brennstoff bzw. Flüssigwasserstoff verdampft als durch den Flüssiggastank 10 nachgeführt werden kann. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, kann der flüssige Brennstoff bzw. Flüssigwasserstoff der sich im Zusatzbehälter befindet, zusätzlich erhitzt werden. Der durch den gasförmigen Brennstoff erzeugte Druckanstieg kann dann über die offenen Eintrittsöffnungen 200, 210 abgelassen werden. Die Leitungsanordnung 2 mit den Rohrabschnitten 20, 21 sowie deren Eintrittsöffnungen 200, 210 sind so ausgeführt, dass der Behälterinnendruck langsamer ansteigt als flüssiger Brennstoff bzw. Flüssigwasserstoff verdampfen kann. Somit kann der Behälterinnendruck nicht übermäßig ansteigen. Das Aufnahmevolumen im Innenraum 111 des Zusatzbehälters 11 ist ausreichend groß, sodass in der Flüssiggastankvorrichtung mit der Behälteranordnung 1 vorhandener flüssiger Brennstoff in dem Zusatzbehälter 11 aufgenommen werden kann, ohne dass der Flüssigkeitsspiegel die gerade oben liegende Eintrittsöffnung der Rohrabschnitte 20, 21 sowohl in normaler Betriebslage als auch in Kopfüberlage erreicht.
Die flüssiggasbeständigen, insbesondere flüssigwasserstoffbeständigen Materialien des Zusatzbehälters 11, insbesondere auch der Schwimmer 301, 311, können z. B. aus Titanmaterial, wie 316Ti, hergestellt sein.
Mittels der dargestellten Flüssiggastankvorrichtung wird somit eine erhöhte Sicherheit insbesondere auch bei einem Unfall eines damit ausgerüsteten Flugzeugs oder auch eines wasserstoffbetriebenen Autos erreicht, und zwar auch bei einem Überschlag des Fahrzeugs, wenn sich dieses in Rückenlage befindet. Wird im Normalbetrieb der Druck im Innenraum des Flüssigwasserstofftanks bzw. Flüssiggastanks 10 durch Verdampfen des Flüssiggases z. B. größer als 7 bar, so strömt gasförmiger Wasserstoff durch das Druckablassventil 102 (boil-off-valve) nach außen in die Umgebung. Entsprechend wird auch bei höherer Verdampfungsrate des Flüssiggases bzw. einem erhöhten Druck von z. B. 15 bar, dann über das Sicherheitsventil 103, Druck in dem Flüssiggastank 10 abgebaut und dabei austretender flüssiger Brennstoff bzw. Wasserstoff in dem Zusatzbehälter 11 aufgenommen, sodass lediglich gasförmiger Brennstoff nach außen austreten kann. Die Sicherheitsvorrichtung ist z. B. auch dann wirksam, wenn sich ein Auto bei einem schweren Unfall überschlägt und die Stromversorgung im Bordnetz unterbrochen wird und der Druck im Flüssiggastank durch einen Brand rapide ansteigt. Der über die erfindungsgemäße Flüssiggastankvorrichtung in die Umgebung abgeleitete gasförmige Brennstoff verflüchtigt sich schnell nach oben in die Umgebungsluft und stellt keine Gefahr mehr dar.
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 102017223803 A1 [0002]
DE 112005000589 T5 [0003]
DE 202011108934 U1 [0004]
EP 0126852 A2 [0005]
DE 102007022018 A1 [0006]
DE 10039703 A1 [0007]

Claims

Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Brennstoff, insbesondere Wasserstoff, bevorratenden Flüssiggastank (10), der einen Gaszufuhranschluss zum Zuführen eines in den gasförmigen Zustand übergeführten Brennstoffanteils zu einem Verbraucher aufweist und mit Druckablassmitteln (102, 103, 104) versehen ist, welche bei einem einen vorgegebenen oder vorgebbaren Schwellendruck übersteigenden Flüssiggastankinnendruck zum Druckablass öffnen, dadurch gekennzeichnet, dass an den Flüssiggasstank (10) ein Zusatzbehälter (11) über fluiddichte, zumindest einen Teil der Druckablassmittel (102, 103, 104) überfassende Verbindungsmittel angeschlossen ist, welche nach Öffnen mindestens eines überfassten Druckablassmittels (102, 103, 104) eine fluidleitende Verbindung zwischen dem Flüssiggastankinnenraum und dem von einer Behälterwand (110) umgebenen Zusatzbehälterinnenraum (111) bilden, und dass der Zusatzbehälter (11) mit einer Trennvorrichtung (6) versehen ist, die zum Trennen von in den Zusatzbehälterinnenraum (111) gelangenden flüssigen und gasförmigen Brennstoffanteilen und zum Ableiten gasförmiger Brennstoffanteile aus dem Zusatzbehälterinnenraum (111) an die Umgebung und Zurückhalten der flüssigen Brennstoffanteile im Zusatzbehälterinnenraum (111) ausgebildet ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennvorrichtung (6) eine Leitungsanordnung (2) mit mehreren, insbesondere zwei, bezüglich der Schwerkraftrichtung in unterschiedlicher Höhe im Zusatzbehälterinnenraum (111) angeordneten Eintrittsöffnungen (200, 210) aufweist, denen eine Schließeinheit mit einem Schließmittel zugeordnet ist und von denen immer mindestens eine auch bei maximaler Füllmenge an flüssigem Brennstoff in der Flüssiggastankvorrichtung sowohl in Normalbetriebslage als auch in Kopfüberlage des Zusatzbehälters (11) lageunabhängig oberhalb der Flüssiggasoberfläche (40) liegt und geöffnet ist, und dass eine unterhalb der Flüssiggasoberfläche (40) liegende Eintrittsöffnung (200 oder 210) mittels eines Schließmittels gegen ein Eindringen von Flüssiggas verschlossen ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (2) mindestens einen ersten und zweiten bezüglich der Schwerkraftrichtung und bei aufrechter Normalbetriebslage der Flüssiggastankvorrichtung von unten nach oben, insbesondere vertikal, verlaufenden Rohrabschnitt (20, 21) aufweist, von denen einer an seinem unteren Ende und der andere an seinem oberen Ende mit einer Eintrittsöffnung (200, 210) versehen ist und dass die beiden Rohrabschnitte (20, 21) an ihren von den Eintrittsöffnungen (200, 210) abgelegenen Enden über eine Sammelleitung (22) gasleitend miteinander verbunden sind, die mit einer Ableitung (220) nach außen in die Umgebung versehen ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinheiten passiv, ohne Ansteuerung mit Fremdenergie, zum Öffnen und Schließen betätigte Schließmittel aufweisen.
Flüssiggastankvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinheiten als Schwimmerventile (30, 31) ausgebildet sind, die als Schließmittel jeweils einen Schwimmer (301, 311) aufweisen, die zum Öffnen mittels einer Federanordnung (300, 310) und zum Schließen mittels der Auftriebskraft des Flüssiggases betätigt sind, wobei die Federkraft (F_F) der Federanordnung größer als die auf den Schwimmer (301, 311) wirkende Schwerkraft (F_G), aber kleiner als die auf den Schwimmer (301, 311) wirkende Auftriebskraft (F_S) gewählt ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwimmer (301, 311) aus flüssiggasbeständigem, insbesondere flüssigwasserstoffbeständigem, Material hergestellt sind.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrabschnitte (20, 21) mit ihren von den Eintrittsöffnungen (200, 210) abgelegenen Endabschnitten durch die Behälterwand (110) des Zusatzbehälters (11) aus dem Zusatzbehälterinnenraum (111) geführt und außerhalb des Zusatzbehälters (11) mit der außerhalb desselben verlaufenden Sammelleitung (22) verbunden sind.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzbehälter (11) mit mindestens einer in seiner Behälterwand (110) angeordneten Berstschutzeinheit versehen ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzbehälter (11) mit einer Spülleitung (113) versehen ist.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssiggastank (10) mit einer Wärmeisolation versehen ist und der Zusatzbehälter (11) keine Wärmeisolation aufweist.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzbehälter (11) mit Wärmeeintragmitteln ausgestattet ist, die so ausgelegt sind, dass mehr Flüssiggas, insbesondere mehr Flüssigwasserstoff, verdampft als aus dem Flüssiggastank (10) nachgeführt wird.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinheit und/oder die Rohrabschnitte (20, 21) mit Einfrierschutzmitteln versehen ist/sind.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsanordnung (2) mit ihren Eintrittsöffnungen (200, 210) so ausgelegt ist, dass durch diese auch bei maximaler Flüssiggasverdampfung ein maximaler Druckanstieg bis zu einem bestimmten Druckniveau unterhalb eines Berstdrucks im Zusatzbehälterinnenraum (111) nicht überschritten wird.
Flüssiggastankvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass in den und aus dem Zusatzbehälter (11) führende Leitungen zumindest zum Teil mit einem Rückschlagventil versehen sind.
Verfahren zum Sichern einer Flüssiggastankvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gegen einen unkontrollierten Austritt eines Flüssiggasanteils eines Brennstoffs in die Umgebung, bei dem über Druckablassmittel aus einem Flüssiggastank (10) austretender Brennstoff sowohl in gegebenenfalls flüssigem als auch in gegebenenfalls verdampftem bzw. gasförmigem Zustand in einen Zusatzbehälter (11) geleitet wird, in dem Zusatzbehälter der flüssige von dem gasförmigen Brennstoffanteil getrennt und nur gasförmiger Brennstoff in die Umgebung abgelassen wird, wogegen der flüssige Brennstoffanteil in dem Zusatzbehälter (11) zurückgehalten wird.