-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, an das wenigstens ein Kraftstoffgastank, der Kraftstoffgas speichert, montiert ist.
-
Stand der Technik
-
Als ein herkömmliches Fahrzeug diesen Typs, wird ein Bus vorgeschlagen, bei dem eine Mehrzahl von Kraftstoffgastanks, von denen jeder einen Ventilkörper aufweist, der an einer Auslassöffnung an einem Frontende in einer Längsrichtung montiert ist, und verdichtetes Erdgas speichert, auf einem Dach eines Fahrzeugs derart montiert ist, dass die Längsrichtung der Kraftstoffgastanks in einer Fahrzeug-Vorwärts/Rückwärts-Richtung ist (siehe beispielsweise die
JP 2001-239845 A ). Bei diesem Fahrzeug ist die Längsrichtung des Kraftstoffgastanks in der Fahrzeug-Vorwärts/Rückwärts-Richtung, und daher kann ein Kraftstoffgastank verwendet werden, der länger als eine Fahrzeugbreite ist.
-
Die Verwendung von gasförmigem Kraftstoff, insbesondere Wasserstoff, für den Antrieb von Fahrzeugen wird zudem in den folgenden Artikeln diskutiert:
Alwin Berti: Der neue MAN Brennstoffzellenbus.
(siehe: http://www.brennstoffzellenbus.de/bus2004/bsz04-1d.htm und http://www.brennstoffzellenbus.de/bus2004/bsz04-3d.htm)
H2Mobility: Hydrogen Vehicles.
(siehe http://www.netinform.net/h2/H2Mobility/Default.aspx)
Wurster, R. et. al.: Fuel Cell Propulsion for Urban Duty Vehicles – Bavarian Fuel Cell Bus Project. In: the 12. World Hydrogen Energy Conference, Buenos Aires, Argentina, June 1998,
(siehe: http://www.netinform.de/H2/files/pdf/Bavarian_Fuel_Cell_Bus_Project.pdf)
Schuckert, Manfred: The CUTE hydrogen fuel cell bus demonstration project – an Update. In: CUTE, June 17, 2003
(siehe: ftp://ftp.cordis.europa.eu(pub/sustdev/docs/energy/sustdev_h2_sessionb_schuckert.pdf)
-
Ein Aufbau für einen Bus mit einem daran montierten Kraftstoffgastank ist ferner aus der
JP 2000-225855 A bekannt, die als Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1 dient, wobei die Verwendung eines Sicherheitsventils für Gastanks in der
DE 39 12 623 A1 diskutiert wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Beim vorstehend beschriebenen Fahrzeug wird jedoch eine Plattform (Podest, Standfläche, Treppenabsatz, Ein- bzw. Ausstieg) oft in einer Seitenfläche des Fahrzeugs vorgesehen, und daher ist die Öffnung des Kraftstoffgastanks bisweilen relativ nah an der Plattform angeordnet. Wenn das Kraftstoffgas außerhalb des Kraftstoffgastanks abgegeben wird, wird der Einfluss des abgegebenen Gaskraftstoffs auf der Plattform in diesem Fall bisweilen unzureichend herabgesetzt. Ein angenommener Fall, bei dem Kraftstoff nach außerhalb des Kraftstoffgastanks abgegeben wird, liegt in dem Fall vor, bei dem eine Störung des Ventilkörpers eine Leckage des Kraftstoffgases verursacht, oder in dem Fall, bei dem der Ventilkörper bei anomalem Druck im Tank geöffnet wird.
-
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, den Einfluss des Kraftstoffgases, das nach außerhalb eines Kraftstoffgastanks abgegeben wird, auf eine Plattform herabzusetzen. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Kraftstoffgas, das nach außerhalb des Kraftstoffgastanks abgegeben wird, zu verdünnen.
-
Um wenigstens einen Teil der vorstehend beschriebenen Aufgaben zu erreichen, wenden das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend beschriebene Einrichtungen an.
-
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 gerichtet, an das wenigstens ein Kraftstoffgastank in Form eines Wasserstofftanks, der Kraftstoffgas in Form von Wasserstoff speichert, montiert ist, wobei der Kraftstoffgastank derart montiert ist, dass eine Längsrichtung davon in einer Richtung quer zum Fahrzeug ist, und dass eine Ventilstruktur, die an den Kraftstoffgastank als eine Öffnung für Kraftstoffgas des Kraftstoffgastanks montiert ist, von einer Plattform (Podest, Standfläche, Treppenabsatz, Ein- bzw. Ausstieg) einer Insassenkabine bzw. Fahrgastzelle des Fahrzeugs getrennt ist.
-
Im Fahrzeug der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstoffgastank derart montiert, dass die Längsrichtung davon in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist und derart, dass die Ventilstruktur, die an die Öffnung für das Kraftstoffgas des Kraftstoffgastanks montiert ist, von der Plattform der Insassenkabine getrennt ist, wodurch der Einfluss des Kraftstoffgases, das nach außerhalb der Ventilstruktur, die an den Kraftstoffgastank montiert ist, abgegeben wird, auf die Plattform herabgesetzt wird. Das Fahrzeug kann ein Automobil wie beispielsweise einen Kleinwagen, einen großen Wagen, oder einen Bus oder einen Zug umfassen.
-
Im Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist der Kraftstoffgastank auf einem Dach des Fahrzeugs montiert. Daher kann der Kraftstoffgastank in einfacher Weise derart montiert werden, dass die Längsrichtung davon in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist. In diesem Fall ist eine Abdeckung vorgesehen, die den Kraftstoffgastank von oben bedeckt und eine Lüftungsöffnung zur Lüftung aufweist. Weiter ist in diesem Fall die Lüftungsöffnung derart gestaltet, um einen Druck innerhalb der Abdeckung herabzusetzen, wenn der Druck innerhalb der Abdeckung plötzlich ansteigt.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist der Kraftstoffgastank derart montiert, dass die Plattform und die Ventilstruktur jeweils auf der einen und der anderen Seite in der seitlichen Richtung bzw. Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Da die Plattform im allgemeinen auf einer der Querseiten des Fahrzeugs vorgesehen sind, die nicht an einem entgegenkommenden Wagen vorbeikommt, erhöht das Anordnen der Ventilstruktur an der Öffnung des Kraftstoffgastanks auf der Seite, auf der ein entgegenkommendes Fahrzeug vorbeikommt, den Einfluss der strömenden Luft durch das entgegenkommende Fahrzeug in der Nähe der Ventilstruktur. Dies kann die Verdünnung des Kraftstoffgases, das nach außerhalb über die Ventilstruktur abgegeben wird, erleichtern, und den Einfluss des abgegebenen Kraftstoffgases auf die Plattform herabsetzen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist der Kraftstoffgastank derart montiert, dass die Ventilstruktur von der Plattform im Wesentlichen um eine Fahrzeugbreite oder mehr getrennt ist. Dies kann den Einfluss des Kraftstoffgases, das nach außerhalb durch die Öffnung für den Gaskraftstoff des Kraftstoffgastanks abgegeben worden ist, auf die Plattform herabsetzen.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ist ein Kraftstoffgastank, der die Ventilstruktur, die in der Nähe eines Frontendes an einem Ende in der Längsrichtung montiert ist, aufweist, an das Fahrzeug montiert. Dies erlaubt eine Trennung der Ventilstruktur weiter weg von der Plattform.
-
Im Fahrzeug der vorliegenden Erfindung enthält die Ventilstruktur ein Sicherheitsventil, dass Kraftstoffgas im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung des Kraftstoffgastanks abgibt, und der Kraftstoffgastank kann derart an das Fahrzeug montiert sein, dass eine Abgaberichtung des Kraftstoffgases vom Sicherheitsventil abwärts von einer horizontalen Position gerichtet ist. In diesem Fall kann der Kraftstoffgastank derart an das Fahrzeug montiert sein, dass das Kraftstoffgas, das vom Sicherheitsventil abgegeben wird, durch einen Fahrzeugkörper ausgebreitet bzw. zerstreut wird. Dies kann die Ausbreitung des Kraftstoffgases, das vom Sicherheitsventil abgegeben wird, erhöhen und das Kraftstoffgas verdünnen. Ferner kann der Kraftstoffgastank in diesem Fall auf einem Dach des Fahrzeugs montiert sein, und das Fahrzeug kann eine Abdeckung enthalten, die den Kraftstoffgastank von oben abdeckt und eine Lüftungsöffnung zur Lüftung aufweist.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
1 ist eine schematische Übersicht einer Anordnung eines Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
-
2 stellt einen Zustand dar, bei dem ein Wasserstofftank 30 auf einem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform montiert ist;
-
3 stellt einen Zustand dar, bei dem die Brennstoffzellen 40a und 40b und der Wasserstofftank 30 jeweils in einem Heckabschnitt und auf dem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, montiert sind;
-
4 stellt eine Anordnung des Wasserstofftanks 30 auf dem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, dar; und
-
5 stellt einen Zustand des Montierens des Wasserstofftanks 30 dar.
-
BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
-
Nachfolgend wird die beste Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf eine Ausführungsform beschrieben.
-
1 ist eine schematische Übersicht einer Anordnung eines Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 stellt einen Zustand dar, bei dem ein Wasserstofftank 30 auf einem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform montiert ist. 3 stellt einen Zustand dar, bei dem die Brennstoffzellen 40a und 40b und der Wasserstofftank 30 jeweils in einem Heckabschnitt und auf dem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, montiert sind, und 4 stellt eine Anordnung des Wasserstofftanks 30 auf dem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, dar. Wie es dargestellt ist, ist der Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, in der Ausführungsform als ein großer Bus konfiguriert, der einen Fahrersitz in einem rechten Frontabschnitt mit Durchlass auf der linken Seite und eine Frontplattform 26 enthält, die in einer linksseitigen Fläche in der Nähe des Fahrersitzes vorgesehen ist, und eine mittlere Plattform 28 enthält, die in einer linksseitigen Fläche in der Mitte vorgesehen ist, durch welche Fahrgäste ein- und ausgeladen werden aus einer Insassenkabine 24. Die Brennstoffzellen 40a und 40b sind in einem unteren Abschnitt des hintersten Abschnitts des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, montiert, und sieben Wasserstofftanks 30, die Wasserstoff als Kraftstoff, der den Brennstoffzellen 40A und 40B zugeführt werden soll, speichern, sind auf dem Dach 22 montiert. Auf dem Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, ist neben den sieben Wasserstofftanks 30 eine Klimaanlageneinheit 60 auf der Front des Wasserstofftanks 30 montiert, und eine Mehrzahl von Kühlern bzw. Radiatoren 42, welche die Brennstoffzellen 40a und 40b kühlen, sind auf dem Heck davon montiert, und diese Komponenten sind mit einer Dachabdeckung 50 abgedeckt, die eine Mehrzahl von Lüftungsöffnungen 52 in einem Dachabschnitt aufweist.
-
Eine Ventileinheit 32 ist an einem Ende in einer Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 montiert. In der Ventileinheit 32 sind ein Druckregulierungsventil, das einen Druck von Wasserstoff, welcher den Brennstoffzellen 40a und 40b zugeführt werden soll, und ein Schmelzkegelventil als ein Sicherheitsventil eingebaut, wobei der Schmelzkegel bei einer hohen Temperatur (beispielsweise 110°C oder höher) schmilzt, um Wasserstoff im Tank nach außen abzugeben. Der Wasserstofftank 30 ist auf dem Dach 22 durch Gurte 39 derart montiert, dass die Ventileinheit 32 auf der rechten Seite des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, angeordnet ist, und die Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 ist in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs. Insbesondere ist der Wasserstofftank 30 derart montiert, dass die Ventileinheit 32 soweit wie möglich von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 entfernt montiert ist, und derart, dass selbst eine Ventileinheit 32 eines Wasserstofftanks 30 ganz in der Nähe zur mittleren Plattform 28 im wesentlichen um wenigstens eine Fahrzeugbreite oder mehr, getrennt ist, wie es in 4 dargestellt ist. Die Ventileinheit 32 ist derart von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 getrennt, dass, selbst wenn Wasserstoff aus der Ventileinheit 32 austritt oder das Schmelzkegelventil der Ventileinheit 32 geschmolzen ist, um Wasserstoff aus dem Tank abzugeben, der Einfluss des ausströmenden oder abgegebenen Wasserstoffs auf die Frontplattform 26 und die Mittelplattform 28 herabgesetzt werden kann.
-
Die Mehrzahl der Lüftungsöffnungen 52 der Dachabdeckung 50 sind aus einer Mehrzahl von länglichen Plattenmaterialien ausgebildet, die sich mit Winkeln und Spalten derart überlappen, dass die Wasserstofftanks 30 nicht direktem Sonnenlicht in einem vorbestimmten Winkel (beispielsweise 15° oder 20°) oder mehr und direktem Regenfall ausgesetzt sind und die Wasserstofftanks 30 vor ultravioletten Strahlen und Regenfall schützen. Die Mehrzahl der Lüftungsöffnungen 52 der Dachabdeckung 50 sind ausgebildet, um eine berechnete Öffnungsfläche aufzuweisen, um einen Druck im Inneren der Dachabdeckung 50 abzulassen, wenn dieser anomal erhöht ist, zusammen mit einem Spalt 56 in einem unteren Montageabschnitt 54 der Dachabdeckung 50.
-
Wie es in 5 dargestellt ist, ist eine Abgabeöffnung 34 für Wasserstoff des Schmelzkegelventils der Ventileinheit 32 derart vertikal abwärts gerichtet, dass der abgegebene Wasserstoff auf das Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, wirkt und verbreitet wird. Wenn daher das Schmelzkegelventil in einem Notfall schmilzt, um Wasserstoff abzugeben, wirkt der abgegebene Wasserstoff auf das Dach 22 und wird verbreitet, und aufwärts durch die Lüftungsöffnung 52 der Dachabdeckung 50 freigesetzt. Daher ist die Abgabeöffnung 34 für Wasserstoff derart vertikal abwärts gerichtet, dass der abgegebene Wasserstoff auf das Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, einwirkt, wodurch ermöglicht wird, dass der abgegebene Wasserstoff verteilt und effektiv verdünnt wird.
-
Gemäß dem Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30 derart auf dem Dach 22 montiert, dass die Ventileinheit 32, die an einem Ende in der Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 montiert ist, soweit wie möglich von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 getrennt ist, und derart, dass die Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist. Selbst wenn Wasserstoff aus der Ventileinheit 32 ausströmt, oder das Schmelzkegelventil der Ventileinheit 32 geschmolzen wird, um Wasserstoff vom Tank abzugeben, kann der Einfluss des ausströmenden oder abgegebenen Wasserstoffs auf die Frontplattform 26 und die mittlere Plattform 28 herabgesetzt werden. Ferner ist der Wasserstofftank 30 derart montiert, dass die Abgabeöffnung 34 für Wasserstoff des Schmelzkegelventils der Ventileinheit 32 vertikal abwärts gerichtet ist. Wenn das Schmelzkegelventil geschmolzen ist, um Wasserstoff abzugeben, kann daher der abgegebene Wasserstoff auf das Dach 22 des Busses 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, wirken und verbreitet werden und kann daher verdünnt werden. Wenn das Schmelzkegelventil geschmolzen wird, um Wasserstoff abzugeben, kann daher der Einfluss des abgegebenen Wasserstoffs auf die Frontplattform 26 und die Mittelplattform 28 herabgesetzt werden.
-
Der Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform ist als ein Bus mit Durchlass auf der linken Seite gestaltet, kann aber als ein Bus mit Durchlass auf der rechten Seite gestaltet sein. In diesem Falle ist es nur erforderlich, dass ein Fahrersitz, eine Frontplattform 26 und eine mittlere Plattform 28 auf der rechten Seite angeordnet sind, und ein Wasserstofftank 30 ist auf einem Dach 22 derart montiert, dass eine Ventileinheit 32, die an ein Ende in einer Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 montiert ist, auf der linken Seite angeordnet ist, und derart, dass die Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 in einer seitlichen Richtung eines Fahrzeugs ist.
-
Beim Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30 auf dem Dach 22 montiert. Jedoch ist es nur erforderlich, dass der Wasserstofftank 30 derart montiert ist, dass die Ventileinheit 32 soweit wie möglich von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 getrennt ist. Daher kann der Wasserstofftank 30 an jeder Position montiert sein, wie beispielsweise unter einer Insassenkabine, und ist nicht auf das Dach 22 beschränkt.
-
Beim Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30 auf dem Dach 22 derart montiert, dass die Längsrichtung davon in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist. Es ist jedoch nur erforderlich, dass der Wasserstofftank 30 derart montiert ist, dass die Ventileinheit 32 soweit wie möglich von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 getrennt ist. Daher kann der Wasserstofftank 30 derart montiert sein, dass die Längsrichtung davon in einer Richtung ist, die sich von der seitlichen Richtung des Fahrzeugs unterscheidet.
-
Beim Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform ist die Ventileinheit 32 an ein Ende in der Längsrichtung des Wasserstofftanks 30 montiert. Es ist jedoch nur erforderlich, dass der Wasserstofftank 30 derart montiert ist, dass die Ventileinheit 32 soweit wie möglich von der Frontplattform 26 und der mittleren Plattform 28 getrennt ist. Daher kann die Ventileinheit 32 an jedem Teil des Wasserstofftanks 30 montiert sein.
-
Beim Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, der Ausführungsform ist der Wasserstofftank 30 derart montiert, dass die Abgabeöffnung 34 für Wasserstoff des Schmelzkegelventils der Ventileinheit 32 des Wasserstofftanks 30 vertikal abwärts gerichtet ist. Es ist jedoch nur erforderlich, dass der abgegebene Wasserstoff verdünnt werden kann, so dass die Abgabeöffnung 34 von einer horizontalen Position abwärts gerichtet sein kann, wobei sie nicht auf vertikal abwärts beschränkt ist. Es ist nur erforderlich, dass der abgegebene Wasserstoff verbreitet werden kann, so dass die Abgabeöffnung 34 derart gerichtet sein kann, dass der abgegebene Wasserstoff auf die Dachabdeckung 50 wirkt.
-
In der Ausführungsform wird die Beschreibung eines Verfahrens zum Montieren des Wasserstofftanks 30 als ein Kraftstoffgastank an einen Bus 20, der mit einer Brennstoffzelle ausgestattet ist, wiedergegeben, aber die vorliegende Erfindung kann auf ein Verfahren zum Montieren eines Kraftstoffgastanks an ein Fahrzeug angewandt werden, der ein anderes Kraftstoffgas als Wasserstoff, wie beispielsweise Erdgas, speichert.
-
Der Kraftstoffgastank weist im Allgemeinen eine zylindrische Struktur auf und eine Ventilstruktur als eine Öffnung für Gas ist an einem Ende in einer Längsrichtung des Kraftstoffgastanks angeordnet. In der Ausführungsform ist der Tank derart montiert, dass die Längsrichtung davon in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs ist und derart, dass das Ende, das die Ventilstruktur aufweist, von der Plattform der Insassenkabine des Fahrzeugs getrennt ist. Anders gesagt, der Tank ist derart montiert, dass das andere Ende davon, das keine Ventilstruktur aufweist, auf der Seite der Plattform der Insassenkabine angeordnet ist.
-
In der Ausführungsform ist der Tank derart montiert, dass die Ventilstruktur davon von der Plattform der Insassenkabine des Fahrzeugs getrennt ist, aber der Tank kann derart montiert sein, dass die Ventilstruktur davon von einem Bürgersteig auf einer Strasse, auf welcher das Fahrzeug fährt, getrennt ist. In diesem Fall kann beispielsweise, wenn es einen Bürgersteig (einen Seitenstreifen) für Fußgänger auf einem Seitenabschnitt einer Strasse mit einer oder mehr Spuren auf jeder Seite gibt, erlaubt sein, dass das Ende, das die Ventilstruktur des Tanks aufweist, an der Seite einer Mittellinie (Mitte) der Straße angeordnet ist, und das Ende, das keine Ventilstruktur des Tanks aufweist, ist auf der Seite des Bürgersteigs angeordnet. Dies kann den Einfluss auf die Fußgänger herabsetzen.
-
Die Ausführungsform und ihre vorstehend diskutierten abgewandelten Beispiele sind in allen Aspekten als beschreibend und nicht beschränkend aufzufassen. Es kann viele weitere Abwandlungen, Änderungen und Variationen geben, ohne vom Schutzumfang oder Grundgedanken der Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
-
Industrielle Anwendbarkeit
-
Die vorliegende Erfindung ist in der Industrie einsetzbar, die Fahrzeuge herstellt, an die ein Kraftstoffgastank montiert ist.