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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion, bei der ein Anschlußelement
an einer Öffnung
eines Tanks angebracht wird, die Teil eines Hochdrucktanks ist,
und bezieht sich beispielsweise auf eine Dichtungskonstruktion eines
Hochdrucktanks, der zwischen einem ringförmigen Einsatz und einem das
Anschlußelement
darstellenden Ventilgehäuse
vorgesehen ist.
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Stand der Technik
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Ein
Hochdrucktank, in dem ein Gas, wie etwa ein Wasserstoffgas, unter
hohem Druck gespeichert ist, ist beispielsweise bei einem mit Brennstoffzellen betriebenen
Kraftfahrzeug eingebaut. Ein ringförmiger Einsatz des Hochdrucktanks
ist an der Öffnung eines
Tankkörpers
angebracht und die Öffnung
ist an einem Endabschnitt des Hochdrucktanks vorgesehen (siehe beispielsweise
das Patentdokument 1). Überdies
ist ein Ventilgehäuse,
in das ein Rohrsystemelement, wie ein Absperrelement, eingebaut
ist, in die Öffnung
dieser Bauart eingeschraubt und an sie angeschlossen. Um die Abdichtungsfähigkeit
des Hochdrucktanks sicherzustellen, sind Dichtungselemente zwischen
dem ringförmigen
Einsatz und dem Tankkörper
oder zwischen dem ringförmigen
Einsatz und dem Ventilgehäuse
angeordnet (siehe Patentdokumente 1 bis 3). Beispielsweise wird
im Patentdokument 1 eine doppelte Dichtungskonstruktion angewandt,
bei der eine axiale Dichtung durch zwei O-Ringe vorgesehen ist.
- [Patentdokument 1] japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2000-161590 (3)
- [Patentdokument 2] japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2003-279000 (2 bis 4)
- [Patentdokument 3] japanische
Patentoffenlegungsschrift Nr. 2002-349796 (2)
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Offenbarung der Erfindung
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Bei
einem Hochdrucktank, in dem der Tankinnendruck in einem Bereich
von 20 MPa bis 100 MPa liegt, tritt aufgrund der adiabatischen Kompression
und Expansion während
der Befüllung
des Tanks mit Gas und der Entleerung des Gases eine rasche Temperaturänderung
auf. Beispielsweise wird ein schneller Temperaturanstieg beim Einfüllen von Wasserstoffgas
veranlaßt
und beim Ablassen des Gases tritt ein schneller Temperaturabfall
auf. Durch diese Temperaturänderung
(insbesondere eine Temperaturabsenkung) wird die Elastizität eines
aus Gummi gefertigten Dichtungselements verringert und dadurch dessen
Dichtungsfähigkeit
verschlechtert. Diesen Punkt haben die obigen Patentdokumente nicht
in Betracht gezogen, obwohl eine Konstruktion mit Doppeldichtung
erwähnt
ist. Überdies
haben die obigen Patentdokumente als Maßnahme gegen eine Gasleckage
aus dem Tank eine solche Ausgestaltung vorgeschlagen, daß eine Mehrzahl
von Dichtungselementen mit gleichen Eigenschaften in Reihen angeordnet
wird. Nichtsdestoweniger wird eine weitere Verbesserung nachdrücklich gefordert.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dichtungskonstruktion
eines Hochdrucktanks zu befähigen,
eine zuverlässige
Dichtungsqualität
zu bewahren. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks zu befähigen, über einen
breiten Temperaturbereich hinweg eine zuverlässige Dichtungsqualität zu bewahren.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
besitzt gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks zwischen
einer Öffnung
des Hochdrucktanks und einem an der Öffnung angebrachten Anschlußelement
eine Mehrzahl von Dichtungselementen, die jeweils sich voneinander unterscheidende
Dichtungseigenschaften aufweisen. Die Mehrzahl von Dichtungselementen
ist zwischen einem die Öffnung
definierenden Abschnitt des Öffnungsrandes
und dem Anschlußelement
angebracht.
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Mit
dieser Ausgestaltung können
beispielsweise in einer gegebenen Temperaturumgebung, selbst wenn
die Elastizität
eines der Dichtungselemente reduziert ist, die anderen Dichtungselemente die
Abdichtungsfähigkeit
beibehalten, ohne eine Verringerung ihrer Elastizität zu verursachen.
Somit kann dadurch, daß es
der Mehrzahl von Dichtungselementen gestattet wird, voneinander
unterschiedliche Dichtungseigenschaften aufzuweisen, die Abdichtungsfähigkeit
zwischen der Öffnung
des Hochdrucktanks und dem Anschlußelement sichergestellt werden.
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Dabei
können
die Öffnung
und der Abschnitt des Öffnungsrandes
von einem ringförmigen
Einsatz gebildet werden und als Anschlußelement kann eine an der Öffnung des
ringförmigen
Einsatzes angebrachte, funktionelle Komponente dienen. Die funktionelle
Komponente schließt
Rohrsystemelemente, wie ein Ventil und eine Verbindung, und ein
einen Kanal für
ein Fluid definierendes Rohr ein, sowie Ermittlungselemente, wie
einen Druckfühler
und einen Temperaturfühler.
Beispielsweise kann in dem Falle, in dem die funktionelle Komponente
ein Ventilgehäuse
ist, in das Rohrsystemelemente, wie das Ventil, als integraler Bestandteil
einbezogen sind, die Abdichtungsfähigkeit zwischen dem ringförmigen Einsatz und
dem Ventilgehäuse
gesichert werden.
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Überdies
werden die Öffnung
und der Abschnitt des Öffnungsrandes
von entweder einer inneren Schale oder einer äußeren Schale des Hochdrucktanks
gebildet und das Anschlußelement
kann entweder von einem ringförmigen
Einsatz gebildet werden oder von einer funktionellen Komponente, wie
einem an der Öffnung
der inneren Schale oder der äußeren Schale
angebrachten Ventilgehäuse. Deshalb
kann die Dichtungskonstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung
zwischen der inneren Schale des Hochdrucktanks und dem ringförmigen Einsatz, zwischen
der inneren Schale des Hochdrucktanks und dem Ventilgehäuse, zwischen
der äußeren Schale
des Hochdrucktanks und dem ringförmiger Einsatz,
oder zwischen der äußeren Schale
des Hochdrucktanks und dem Ventilgehäuse und dergleichen angebracht
werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich die Mehrzahl der Dichtungselemente
durch ihre Temperaturcharakteristik von einander.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann der beim Befüllen
und Entleeren Temperaturänderungen ausgesetzte
Hochdrucktank über
einen breiten Temperaturbereich sicher abgedichtet werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfaßt
die Mehrzahl der Dichtungselemente ein gegen tiefe Temperaturen
widerstandsfähiges
erstes Dichtungselement und ein gegen hohe Temperaturen widerstandsfähiges zweites
Dichtungselement.
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Unter
einem anderen Aspekt schließt
die Mehrzahl der Dichtungselemente ein erstes Dichtungselement und
ein zweites Dichtungselement ein, wobei das erste Dichtungselement
bei einer ersten Temperatur eine geringere Leckage verursacht als das
zweite Dichtungselement, und das zweite Dichtungselement bei einer
zweiten Temperatur, die höher
ist als die erste Temperatur, eine geringere Leckage verursacht
als das erste Dichtungselement.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Abdichtungsfähigkeit
zwischen der Öffnung
des Hochdrucktanks und dem Anschlußelement durch das erste Dichtungselement
gesichert, falls die Temperatur im Hochdrucktank sinkt, und durch
das zweite Dichtungselement gesichert, falls die Temperatur im Hochdrucktank
ansteigt. Somit funktioniert selbst in einer Temperaturumgebung,
in der die Elastizität
des einen Dichtungselements reduziert ist, die Elastizität des anderen
Dichtungselements wirkungsvoll. Deshalb kann die Abdichtungsfähigkeit
zwischen der Öffnung
und dem Anschlußelement über einen
breiten Temperaturbereich hinweg gesichert werden.
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Es
ist anzumerken, daß eine
gegebene Temperatur, bei der das Dichtungselement eine geringere Leckage
bewirkt, nachfolgend gemäß der ersten Temperatur
als ein Beispiel beschrieben wird. Das heißt, wenn das Dichtungselement
bei der ersten Temperatur eine geringere Leckage bewirkt, zeigt dies
an, daß bei
der ersten Temperatur das erste Dichtungselement leichter elastisch
verformt wird als das zweite Dichtungselement. Jedoch ist dieser
Zustand nicht notwendigerweise ein ausreichender Zustand, und die
Gasdurchlässigkeit
des Materials selbst und dergleichen muß in einigen Fällen ebenfalls
in Betracht gezogen werden.
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Hier
kann als erstes Dichtungselement eine Dichtungsscheibe oder ein
O-Ring gebräuchlicher Art
verwendet werden, wobei vorzugsweise das Material beispielsweise
Butylgummi oder Silikon ist. In ähnlicher
Weise kann als zweites Dichtungselement eine Dichtungsscheibe oder
ein O-Ring gebräuchlicher
Art verwendet werden, wobei vorzugsweise das Material beispielsweise
Ethylenpropylendienmonomergummi (EPDM) ist. Wenn diese Materialien
die Dichtungselemente bilden, zeigen sich vorzugsweise die oben
erwähnten
Temperaturcharakteristika und die Leckage kann in geeigneter Weise
unterdrückt werden.
Es ist anzumerken, daß in
einer bevorzugteren Kombination der Dichtungselemente das erste Dichtungselement
aus Silikon und das zweite Dichtungselement aus EPDM besteht.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist vom Inneren des Hochdrucktanks aus
gesehen, das erste Dichtungselement einwärts vom zweiten Dichtungselement
positioniert.
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Weil
die Anzahl der Wiederholungen der Gasentleerungsvorgänge größer ist
als jene der Befüllung
des Hochdrucktanks mit Gas, sinkt die Temperatur des Hochdrucktanks
häufiger
im Vergleich mit den Fällen,
in denen sie ansteigt. Da das erste Dichtungselement mit der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
niedrigen Temperaturen, wie bei der obigen Ausgestaltung, vom Inneren
des Hochdrucktanks aus gesehen einwärts (auf der stromauf gelegenen Seite)
positioniert ist, kann die Abdichtungsfähigkeit für das Dichtungselement mit
der größeren Gebrauchsfrequenz
sicher zur Verfügung
gestellt werden.
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Abweichend
vom obigen Aspekt kann nach einem anderen Aspekt bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, vom Inneren des Hochdrucktanks aus gesehen,
das erste Dichtungselement auswärts
vom zweiten Dichtungselement positioniert sein.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann das erste Dichtungselement die Abdichtungsfähigkeit sicherstellen, falls
das zweite Dichtungselement ausfällt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich das erste Dichtungselement
und das zweite Dichtungselement hinsichtlich ihrer Gasdurchlässigkeit
von einander. Das die größere Gasdurchlässigkeit
aufweisende dieser beiden Dichtungselemente ist, gesehen vom Inneren
des Hochdrucktanks aus, außerhalb
des die geringere Gasdurchlässigkeit
aufweisenden Dichtungselements angeordnet.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorlegenden Erfindung kann bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die Mehrzahl der Dichtungselemente erste
und zweite Dichtungselemente umfassen, die sich in ihrer Gasdurchlässigkeit
von einander unterscheiden, und das erste Dichtungselement hat eine
größere Gasdurchlässigkeit als
jene des zweiten Dichtungselements und ist, gesehen vom Inneren
des Hochdrucktanks aus, außerhalb
des die geringere Gasdurchlässigkeit
aufweisenden Dichtungselements angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung kann das Gas daran gehindert werden, sich zwischen
dem ersten und dem zweiten Dichtungselement anzusammeln. Weil das
Dichtungselement mit der größeren Gasdurchlässigkeit,
vom Inneren des Hochdrucktanks aus gesehen, außerhalb (auf der stromab gelegenen Seite)
angeordnet ist, kann die Zuverlässigkeit
der Abdichtung verbessert werden.
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Hier,
bei der oben erwähnten
Kombination von Silikon und EPDM, ist vorzugsweise das aus EPDM
gebildete, eine vergleichsweise geringe Gasdurchlässigkeit
aufweisende zweite Dichtungselement vom Inneren des Hochdrucktanks
aus gesehen innerhalb des ersten, aus Silikon gebildeten Dichtungselements
mit vergleichsweise hoher Gasdurchlässigkeit angeordnet. Im Gegensatz
dazu ist bei der Kombination von Butylgummi und EPDM vorzugsweise
das aus Butylgummi gebildete erste Dichtungselement mit vergleichsweise
niedriger Gasdurchlässigkeit,
vom Inneren des Hochdrucktanks aus gesehen, innerhalb des aus EPDM
gebildeten zweiten Dichtungselements mit vergleichsweise großer Gasdurchlässigkeit
positioniert.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind das erste Dichtungselement und das
zweite Dichtungselement längs
einer Achsrichtung des Hochdrucktanks in Reihe zwischen einer inneren
Umfangsfläche
des Abschnitts des Öffnungsrandes
und einer äußeren Umfangsfläche des Anschlußelements
angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung kann die Zuverlässigkeit
der Abdichtung im Vergleich mit den als Stirnflächenabdichtung eingesetzten
Materialien verbessert werden, weil sowohl das erste als auch das zweite
Dichtungselement als Axialdichtung eingesetzt werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind in wenigstens einer der inneren
Umfangsfläche
des Abschnitts des Öffnungsrandes
und der äußeren Umfangsfläche des
Anschlußelements
Montagenuten ausgebildet, in welchen das erste Dichtungselement
und das zweite Dichtungselement individuell angeordnet sind.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung kann die Abdichtungsfähigkeit in bevorzugter Weise
verbessert werden, weil die beiden Dichtungselemente sich nicht
gegenseitig nachteilig beeinflussen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in wenigstens einer der inneren Umfangsfläche des
Abschnitts des Öffnungsrandes
und der äußeren Umfangsfläche des
Anschlußelements
eine einzelne Montagenut ausgebildet, in der sowohl das erste Dichtungselement
als auch das zweite Dichtungselement angeordnet ist.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung können
sich die beiden Dichtungselemente gegenseitig beeinflussen, jedoch
kann die Raumausnutzung im Umkreis dieser Dichtungselemente verbessert
und eine Gewichtsreduzierung erreicht werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Stützring in der Montagenut angeordnet.
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Gemäß dieser
Ausgestaltung kann durch den zusätzlichen
Gebrauch des Stützrings
die Abdichtungsfähigkeit
bei hohem Druck verbessert werden.
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Überdies,
wie oben beschrieben, wird bei einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung, wenn die Öffnung
und der Abschnitt des Öffnungsrandes
von einem ringförmigen
Einsatz gebildet werden und das Anschlußelement aus einem Ventilge häuse besteht,
bevorzugt die nachfolgende Anordnung angewandt.
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Es
wird nämlich
vorgezogen, daß das
Ventilgehäuse
einen Gewindeabschnitt zum Einschrauben in den Abschnitt des Öffnungsrandes
aufweist, und die mehreren Dichtungselemente auf in dessen axialer
Richtung entgegengesetzten Seiten des Gewindeabschnitts positioniert
sind.
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Wie
oben für
den Hochdrucktank und das Ventilgehäuse beschrieben, ändert sich
die Temperatur beim Befüllen
und Entleeren, und deshalb kann in einigen Fällen zu diesem Zeitpunkt das
Ventilgehäuse
eine ungleichförmige
Temperaturverteilung in seiner axialen Richtung aufweisen. Nichtsdestoweniger kann
durch die oben erwähnte
Ausgestaltung jeder nachteilige Einfluß aufgrund der beschriebenen
Temperaturverteilung im Ventilgehäuse in geeigneter Weise vermieden
werden im Vergleich mit einem Falle, in dem die Dichtungselemente
an einem Ende des Gewindeabschnitts konzentriert sind. Folglich
ist es möglich,
eine Dichtungskraft zu erhalten, die im Bereich der Abdichtungsfähigkeit
beständig
ist.
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In
diesem Falle besitzt das Ventilgehäuse vorzugsweise eine Mehrzahl
von Abschnitten mit in axialer Richtung des Gehäuses unterschiedlichen Durchmessern,
wobei die Mehrzahl der Dichtungselemente in Abhängigkeit von den Durchmessern
des Ventilgehäuses
ausgebildet ist und das Dichtungselement, das vom Inneren des Hochdrucktanks
aus gesehen außerhalb
des Gewindeabschnitts positioniert ist, einen größeren Durchmesser aufweist
als jenen des innerhalb des Gewindeabschnitts positionierten Dichtungselements.
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Gemäß der vorstehend
beschriebenen Dichtungskonstruktion des Hochdrucktanks der vorliegenden
Erfindung kann die Abdichtungsfähigkeit
in geeigneter Weise sichergestellt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
ein Querschnitt durch eine Konstruktion eines Hochdrucktanks gemäß einer
ersten Ausführungsform;
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptteil der sich um eine einen ringförmigen Einsatz und ein Ventilgehäuse erstreckenden
Dichtungskonstruktion gemäß der ersten
Ausführungsform
zeigt;
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3 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptteil der sich um eine einen ringförmigen Einsatz und ein Ventilgehäuse erstreckende
Dichtungskonstruktion gemäß einer
zweiten Ausführungsform
zeigt;
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die einen Hauptteil der sich um eine einen ringförmigen Einsatz und ein Ventilgehäuse erstreckende
Dichtungskonstruktion gemäß einer
dritten Ausführungsform
zeigt und
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5 ist
ein Querschnitt durch eine Konstruktion eines Hochdrucktanks gemäß einer
vierten Ausführungsform.
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Beste Weise, die Erfindung auszuführen
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Es
wird nachfolgend eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks
gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Diese Dichtungskonstruktion kann eine doppelte Dichtungskonstruktion
zwischen einer Öffnung
des Hochdrucktanks und einem an dieser Öffnung angebrachten Anschlußelement
sein, aber in diesem Falle werden zwei Dichtungselemente aus Materialien
gebildet, die sich in ihrer Temperaturcharakteristik von einander
unterscheiden. Bei den folgenden vier Ausführungsformen wird eine Öffnung eines
ringförmigen
Einsatzes als ein Beispiel für
die Öffnung
eines Hochdrucktanks beschrieben und ein Ventilgehäuse als
Beispiel für
ein Anschlußelement.
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[Erste Ausführungsform]
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Wie
in 1 gezeigt, schließt ein Hochdrucktank einen
Tankkörper 2 ein,
der insgesamt eine dichte, zylindrische Gestalt aufweist, einen
an einem Endabschnitt des Tankkörpers 2 in
einer Längsrichtung
angeordneten, ringförmige
Einsatz 3 und ein am ringförmiger Einsatz 3 angebrachtes
Ventilgehäuse 4.
Das Innere des Tankkörpers 2 dient
als Speicherraum 6, in dem verschiedene Gase, wie etwa
Erdgas oder Wasserstoffgas, unter hohem Druck gespeichert werden
können.
Wenn der Hochdrucktank 1 einem Brennstoffzellensystem hinzugefügt wird,
wird im Speicherraum 6 Wasserstoffgas von beispielsweise
35 MPa oder 70 MPa, oder CNG-Gas (komprimiertes Erdgas) von 20 MPa
gespeichert. Der Hochdrucktank 1 der vorliegenden Erfindung
kann nicht nur bei einem Gastank angewandt werden, sondern auch
bei einem Tank für
Flüssigwasserstoff
und einem Tank für
eine Metallhydridlegierung.
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Der
Tankkörper 2 besteht
aus einer doppelwandigen Struktur, die eine innere Auskleidung 20 (Innenschale)
mit gasdichten Eigenschaften und eine die Außenseite der Auskleidung bedeckenden
Schale 22 (Außenschale)
aus faserverstärktem
Kunststoff (FRP) besitzt. Die Auskleidung 20 besteht aus
einem Harz, wie Polyethylen hoher Dichte. Der Tankkörper 2 ist
auf diese Weise aus Harz gefertigt. Jedoch ist es unnötig zu erwähnen, daß der Tankkörper 2 auch
aus einem Metall, wie etwa Aluminium hergestellt sein kann. Alternativ
kann die Auskleidung 20 aus einem Metall, wie etwa Aluminium,
bestehen, und die Schale 22 kann aus einem Harz gefertigt
sein. Der ringförmige
Einsatz ist aus Metall, wie rostfreiem Stahl, gefertigt und im Zentrum
eines semisphäroidischen Endwandabschnitts
des Tankkörpers 2 angeordnet.
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Das
Ventilgehäuse 4 (ein
Anschlußelement) ist
aus einem Metall, wie rostfreiem Stahl, gefertigt. Das Ventilgehäuse 4 ist
in eine Öffnung 30 des
ringförmigen
Einsatzes 3 eingeschraubt und mit diesem verbunden. Das
Ventilgehäuse 4 der
vorliegenden Ausführungsform
ist als eine Ventilanordnung gestaltet, in die Rohrsystemelemente,
wie ein Ventil und eine Verbindung, als integrale Bestandteile einbezogen
sind. Das die Ventilanordnung bildende Ventil besteht beispielsweise
aus einem Absperrventil als Quellenventil und einem in Reihe mit
dem Absperrventil angeordneten Regelventil.
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Es
ist anzumerken, daß das
Ventilgehäuse 4 zusätzlich zu
diesen Ventilformen einen Druckfühler und
einen Temperaturfühler
besitzen kann, und einen Gaskanal. Die in den ringförmiger Einsatz 3 eingeschraubten
und mit ihm verbundenen funktionellen Elemente sind nicht auf das
Ventilgehäuse 4 beschränkt und
können
Rohrsystemelemente, wie ein Einzelventil und eine Rohrverbindung,
eine ein Rohrsystem bildende Gasleitung und Ermittlungselemente,
wie ein Druckfühler
und ein Temperaturfühler
sein.
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Das
Ventilgehäuse 4 wird
von einem zylindrischen Abschnitt 40 (ein axialer Mittelabschnitt)
gebildet, der im Tankkörper 2 angeordnet
ist, und einem Außenabschnitt 42,
der außerhalb
des Tankkörpers 2 angeordnet
ist, so daß es
sich sowohl innerhalb als auch außerhalb des Tankkörpers 2 befindet.
Der zylindrische Abschnitt 40 und der Außenabschnitt 42 sind
mit einem (nicht gezeigten) Gaskanal versehen, der zusätzlich zum
oben erwähnten
Ventil mit dem Speicherraum 6 und mit einer äußeren Gasleitung verbunden
ist.
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Das
Gas im Speicherraum 6 wird über einen Gaskanal und ein
Ventil des Ventilgehäuses 4 in
eine externe Gasversorgungsleitung entleert (eingespeist). Jedoch
sinkt, wenn das Gas beispielsweise Wasserstoffgas ist, die Temperatur
im Tankkörper 2. Es
ist anzumerken, daß im
Tankkörper 2 Wasserstoffgas
von 70 MPa auf eine Temperatur sinkt, die niedriger ist als jene
eines Wasserstoffgases von 35 MPa. Andererseits wird der Speicherraum 6 über den
Gaskanal und das Ventil des Ventilgehäuses 4 mit Gas aus
einer externen Gasbefüllungsleitung
gefüllt.
Jedoch steigt, wenn das Gas Wasserstoffgas ist, die Temperatur im
Tankkörper 2 an.
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Eine
ringförmige
untere Stirnfläche 44 des Außenabschnitts 42 liegt
einer oberen Stirnfläche 34 eines
sich nach der Außenseite
des Tankkörpers 2 erstreckenden
Flanschabschnitts 32 des ringförmiger Einsatzes 3 gegenüber. Ein
Außengewinde 48 ist
auf einer äußeren Umfangsfläche 46 des
zylindrischen Abschnitts 40 auf einer dem Außenabschnitt 42 zugewandten
Seite ausgebildet, während
ein Innengewinde 38 auf einer inneren Umfangsfläche 36 der Öffnung 30 des
ringförmigen
Einsatzes 3 ausgebildet ist. Der zylindrische Abschnitt 40 ist
mittels dieses Gewindeabschnitts abdeckend mit der Öffnung 30 im ringförmigen Einsatz 3 verschraubt.
Ein Raum zwischen dem zylindrischen Abschnitt 40 und dem
ringförmigen
Einsatz 3 ist durch Dichtungsmittel 50 an einer
inneren Position des Außengewindes 48 (auf
einer zum Außenabschnitt 42 entgegengesetzten
Seite) luftdicht abgeschlossen.
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Wie
in 2 gezeigt, besitzt das Dichtungsmittel 50 zwei
O-Ringe 51 und 52, die axial einen Raum zwischen
dem ringförmiger
Einsatz 3 und dem Ventilgehäuse 4 abdichten. Zwei
O-Ringe 51 und 52 sind zwischen der äußeren Umfangsfläche 46 des zylindrischen
Abschnitts 40 des Ventilgehäuses 4 und der inneren
Umfangsfläche 36 der Öffnung 30 (eines
Randabschnitts der Öffnung)
des ringförmigen Einsatzes 3 angeordnet.
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Positionen
für die
zwei O-Ringe 51 und 52 sind in Reihen in Längsrichtung
der Mittelachse des Ventilgehäuses 4 angeordnet.
Im Detail ist der erste O-Ring 51 innen angeordnet (auf
einer stromauf gelegenen Seite, auf einer ersten Seite) vom Inneren des
Hochdrucktanks 1 aus gesehen, und der zweite O-Ring 52 ist
außerhalb
angeordnet (auf einer dem Außenabschnitt 42 zugewandten
Seite, auf einer stromab gelegenen Seite und auf einer zweiten Seite)
von der Innenseite des Hochdrucktanks 1 her gesehen. Die
beiden O-Ringe 51 und 52 haben jeweils eine vorgegebene
Toleranz für
die Zusammendrückung
und sind jeweils in zwei angepaßte,
ringförmige
Nuten 54 und 55 eingesetzt, die jeweils in der äußeren Umfangsfläche 46 des
zylindrischen Abschnitts 40 angeordnet sind. Es ist anzumerken,
daß die
beiden Montagenuten 54 und 55 auch in der inneren
Umfangsfläche 36 der Öffnung 30 des
ringförmigen
Einsatzes ausgebildet sein können.
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Gewöhnlich werden
als Gasleckage aus dem Hochdrucktank 1 zwei Typen von Permeationsmengen
in Betracht gezogen, die eine Gasmenge enthalten, die durch einen
Abschnitt entweichen, in dem das Dichtungsmittel 50 in
Richtung der Dicke in engen Kontakt mit dem Ventilgehäuse 4 oder
dem ringförmigen
Einsatz 3 gelangt und eine Gasmenge das Dichtungselement
als das Dichtungsmittel 50 in Richtung der Dicke durchdringt.
Deshalb ist es bei der Auswahl des Materials der beiden O-Ringe 51 und 52 wünschenswert,
die Gesamtmenge der beiden Typen von Gaspermeationsmengen zu berücksichtigen.
Weil die Temperatur im Hochdrucktank 1 schwankt, ist es,
wie oben beschrieben, vorzuziehen, das Material so auszuwählen, daß die beiden
O-Ringe 51 und 52 eine unterschiedliche Temperaturcharakteristik
aufweisen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
besitzen die beiden O-Ringe 51 und 52 Dichtungscharakteristika
(Eigenschaften), wie etwa Temperaturcharakteristika und Gaspermeabilität, die sich
von einander unterscheiden. Insbesondere ist der erste O- Ring 51 aus
einem Material gestaltet, das im Vergleich mit dem zweiten O-Ring 52 eine
ausgezeichnete Charakteristik bei niedriger Temperatur (Kältewiderstandsfähigkeit)
aufweist. Überdies
ist der erste O-Ring aus einem Material gestaltet, das eine geringe
Gaspermeabilität
aufweist. Beispielsweise ist der erste O-Ring 51 aus Butylgummi
(IIR) gebildet und besitzt Widerstandsfähigkeit gegenüber niedriger Temperatur
(ausgezeichnete Charakteristik bei niedriger Temperatur) und Widerstandsfähigkeit
gegenüber
Gaspermeation (Gasundurchlässigkeit).
Der zweite O-Ring 52 ist beispielsweise aus Etylenpropylendienmonomer
(EPDM) geformt und besitzt Widerstandsfähigkeit gegenüber hoher
Temperatur (ausgezeichnete Charakteristik bei hoher Temperatur) und
Witterungsbeständigkeit.
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Hier
bedeutet die „Widerstandsfähigkeit
gegenüber
niedriger Temperatur" des
ersten O-Rings 51, daß die
Elastizität
des ersten O-Rings 51 bei der Temperatur im Tankkörper 2 nicht
verringert oder unterdrückt
wird, die beispielsweise durch das Ausströmen des Gases (Abgeben von
Wasserstoffgas) abgesunken ist. In ähnlicher Weise bedeutet die „Widerstandsfähigkeit
gegenüber
hoher Temperatur" des zweiten
O-Rings 52,
daß die
Elastizität
des zweiten O-Rings 52 bei der Temperatur im Tankkörper 2 nicht verringert
oder unterdrückt
wird, die beispielsweise durch das Einfüllen des Gases (Befüllung mit
Wasserstoffgas) angestiegen ist. Die beiden O-Ringe 51 und 52 besitzen
eine derartige Temperaturcharakeristik, daß während einer Ruhezeit des Hochdrucktanks 1,
während
welcher keine Gasabgabe oder Befüllung
mit Gas stattfindet, das heißt,
falls die Temperatur im Tankkörper 2 der
Umgebungstemperatur entspricht, die Elastizität nicht verringert wird.
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Wie
oben beschrieben, wird angesichts der Temperaturänderung im Hochdrucktank 1 der
erste O-Ring 51, der eine solche Eigenschaft besitzt, daß der Ring
bei einer ersten Temperatur eine geringere Leckage verursacht als
der zweite O-Ring 52, zusammen mit einem zweiten O-Ring 52 benutzt,
der eine solche Eigenschaft besitzt, daß der Ring bei einer zweiten
Temperatur, die höher
ist als die erste, eine geringere Leckage verursacht als der erste O-Ring 51.
Weil der Hochdrucktank 1 auf diese Weise abgedichtet ist,
kann die Leckage von Gas aus dem Hochdrucktank 1 wirksam
unterdrückt
werden.
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Bezugszahlen 57 und 58 in
der Zeichnung kennzeichnen zwei Stützringe, die angrenzend an die
Montagenut 54 benachbart angeordnet sind, in der der erste
O-Ring 51 angebracht ist. Die beiden Stützringe 57 und 58 sind
auf der stromab gelegenen Seite (einer Niederdruckseite) des ersten
O-Rings 51 angeordnet und der eine Stützring 57 ist dem
ersten O-Ring 51 benachbart angeordnet. Es ist anzumerken,
daß ein
Stützring
oder zwei Stützringe
nicht nur auf nur einer Seite des ersten O-Rings 51 sondern auch
auf entgegengesetzten Seiten des ersten O-Rings 51 angeordnet
werden können.
Der Stützring
kann in der Montagenut 55 des zweiten O-Rings 52 angeordnet
werden.
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Wie
oben beschrieben, wird gemäß der Dichtungsanordnung
des Hochdrucktanks 1 der vorliegenden Ausführungsform
das zwischen dem ringförmigen
Einsatz 3 und dem Ventilgehäuse 4 eingefügte Dichtungsmittel 50 von
zwei O-Ringen 51 und 52 gebildet, deren Temperaturcharakteristik
unterschiedlich ist. Deshalb ist, selbst wenn in einer Temperaturumgebung,
in der sich die Elastizität
eines O-Rings (51 oder 52) verschlechtert, die
Elastizität
des anderen O-Rings (52 oder 51) gesichert.
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Demzufolge
kann selbst in einem Falle, in dem die Temperatur im Hochdrucktank 1 ansteigt oder
absinkt, der Raum zwischen dem ringförmigen Einsatz 3 und
dem Ventilgehäuse 4 durch
einen der beiden O-Ringe 51 und 52 luftdicht verschlossen werden.
Deshalb ist es möglich,
die Fähigkeit
zur Abdichtung zwischen dem ringförmigen Einsatz 3 und dem
Ventilgehäuse 4 über einen
breiten Temperaturbereich durch wirksame Nutzung eines vorhandenen O-Rings
in geeigneter Weise sicherzustellen.
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Außerdem wird
in dem Falle, in dem der Hochdrucktank 1 beispielsweise
bei einem Brennstoffzellenfahrzeug eingesetzt wird, die Entleerung des
Wasserstoffgases häufiger
durchgeführt
als die Befüllung
mit Wasserstoffgas. Das heißt,
die Temperatur im Hochdrucktank 1 sinkt im Vergleich zu
dem Falle, in dem die Temperatur ansteigt, häufiger oder das Sinken wiederholt
sich öfter.
Wie oben beschrieben, kann die Fähigkeit
zur Abdichtung für
den O-Ring, der eine höhere
Gebrauchsfrequenz hat, sichergestellt werden, weil der erste O-Ring 51 mit
der Widerstandsfähigkeit
gegenüber
einer niedrigen Temperatur vom Inneren des Hochdrucktanks 1 her gesehen
innen angeordnet ist.
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Überdies
sind die beiden O-Ringe 51 und 52 hinsichtlich
ihrer Gasdurchlässigkeit
verschieden und der zweite O-Ring 52, der eine höhere Gasdurchlässigkeit
besitzt, ist, vom Inneren des Hochdrucktanks 1 her gesehen
außen
angeordnet. Deshalb kann das Gas daran gehindert werden, zwischen
den O-Ringen (zwischen 51 und 52) zum Stillstand
zu kommen
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Obwohl
das Dichtungsmittel 50 die beiden O-Ringe 51 und 52 umfaßt, kann
das Mittel aus einer Packung von Dichtungslippen, einer Dichtungsscheibe,
oder dergleichen bestehen. Obwohl beide O-Ringe 51 und 52 als
eine axiale Dichtung eingesetzt sind, kann zusätzlich zusammen mit ihnen eine
Stirnflächendichtung
verwendet werden. Beispielsweise kann ein Raum zwischen der unteren
Stirnfläche 44 des
Außenabschnitts 42 des
Ventilgehäuses 4 und der
oberen Stirnfläche 34 des
Flanschabschnitts 32 des ringförmigen Einsatzes 3 durch
den zweiten O-Ring 52 luftdicht abgeschlossen werden. In
diesem Falle kann statt des O-Rings eine Dichtungsscheibe verwendet
werden.
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Außerdem schließt das Dichtungsmittel 50 drei
oder mehr Dichtungselemente mit unterschiedlicher Temperaturcharakteristik
ein. Des weiteren kann die Anordnung des ersten O-Rings 51 und
des zweiten O-Rings 52 umgekehrt werden, und der zweite
O-Ring 52, der gegenüber
hohen Temperaturen widerstandsfähig
ist, kann, vom Inneren des Hochdrucktanks 1 her gesehen,
innen angeordnet werden. Es kann eine Konstruktion verwendet werden,
bei der die Stützringe 57 und 58 nicht
zusammen benutzt werden.
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[Zweite Ausführungsform]
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Nachstehend
wird eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks 1 gemäß einer
zweiten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Die vorliegende
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, daß zwei O-Ringe 51 und 52 des
Dichtungselements 50 in einer gemeinsamen Montagenut 61 angeordnet
sind. In der gemeinsamen Montagenut 61 sind der erste O-Ring 51 und
der zweite O-Ring 52, die die oben beschriebenen Eigenschaften
aufweisen, und zwei Stützringe 57, 58 einander
benachbart in einer von der stromauf gelegenen Seite des Hochdrucktanks 1 ausgehenden
Reihenfolge angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden
Ausführungsform können Funktionen
und Wirkungen ähnlich
den oben beschriebenen beobachtet werden. Beispielsweise kann über einen
breiten Temperaturbereich in geeigneter Weise die Fähigkeit
zur Abdichtung gewährleistet
werden. Zusätzlich
kann die Effizienz eines die Dichtungen umgebenden Raums verbessert
und eine Gewichtsminderung erreicht werden. Es ist anzumerken, daß die Reihenfolge
des ersten O-Rings 51 und des zweiten O-Rings 52 in
der gleichen Weise wie oben beschrieben umgekehrt werden kann, und daß zwei oder
mehr O-Ringe (Dichtungselemente) angewandt werden können. Des
weiteren können
die Stützringe 57, 58 auf
entgegengesetzten Seiten dieser Dichtungselemente angeordnet sein.
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[Dritte Ausführungsform]
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Nun
wird eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks 1 gemäß einer
dritten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. Die vorliegende
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch, daß die die
O-Ringe 51 und 52 des Dichtungsmittels 50 bildenden
Materialen ausgetauscht werden.
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Als
Erstes wird ein Grund beschrieben, warum das Material ausgetauscht
wird.
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Wie
oben erläutert,
wird es bevorzugt, eine Kombination der Materialien der beiden O-Ringe 51 und 52 auszuwählen, bei
der eine Temperaturänderung
im Hochdrucktank 1 in Betracht gezogen wird. In diesem
Falle wird bevorzugt eine Kombination gemäß dem Typ und dem Druck des
Gases ausgewählt,
mit dem der Hochdrucktank 1 gefüllt ist. Die Kombination nach
der oben beschriebenen ersten Ausführungsform, d.h. eine Kombination
des aus IIR gebildeten ersten O-Rings 51 und des zweiten,
aus EPDM gebildeten O-Rings ist wirkungsvoll in dem Falle, in dem
der Tank mit einem Wasserstoffgas von 35 MPa gefüllt ist. In dem Falle jedoch,
in dem der Tank mit einem Wasserstoffgas von 70 MPa gefüllt ist,
muß im
Vergleich mit Wasserstoffgas von 35 MPa der O-Ring während der
Ausleitung des Gases widerstandsfähig gegen eine niedrige Temperatur
sein, und vorzugsweise wird der O-Ring aus einem Material gebildet,
das eine besser auf niedrige Temperaturen abgestimmte Charakteristik
aufweist als IIR.
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Demgemäß ist bei
der vorliegenden Ausführungsform
der erste O-Ring 51 mit einer auf niedrige Temperaturen
abgestimmten Charakteristik aus Silikon gefertigt, dessen Charakteristik
bei niedrigen Temperaturen besser ist als die von IIR. Der zweite O-Ring 52,
dessen Charakteristik auf hohe Temperaturen abgestimmt ist, ist
aus EPDM gebildet. Die Elastizität
des aus Silikon gefertigten ersten O-Rings 51 verschlechtert
sich nicht und eine den engen Kontakt erzeugende Kraft kann selbst
in einer Temperaturumgebung von –50°C oder weniger gewährleistet werden,
in der IIR und EPDM ihre Elastizität verlieren.
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Berücksichtigt
man jedoch, daß der
aus Silikon gefertigte O-Ring 51 im Vergleich mit dem aus EPDM
gefertigten O-Ring 52 eine hohe Gasdurchlässigkeit
aufweist, besteht ein Problem wegen der Fähigkeit zur Abdichtung. In
einem Falle jedoch, in dem die Leckage von Gas aus dem Hochdrucktank 1 so
in Betracht gezogen wird, wie oben beschrieben, ist es erforderlich,
sowohl die Eigenschaft hinsichtlich eines engen Kontakts zwischen
den O-Ringen 51 und 52 und einem Ventilgehäuse 4 oder
dergleichen in Betracht zu ziehen, wie auch die Durchlässigkeit
des Materials der O-Ringe 51 und 52 an
sich. Wenn die Wasserstoffpermeation in einer Temperaturumgebung,
in der EPDM seine Elastizität
bei –50°C oder weniger
verliert, insgesamt betrachtet wird, ist jedoch die Abdichtungsfähigkeit
des O-Rings 51 aus Silikon größer als die des O-Rings 52 aus
EPDM. Deshalb kann die Gasleckage in geeigneter Weise unterdrückt werden.
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Nun
wird eine Anordnung der beiden O-Ringe 51 und 52 beschrieben.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
ist der O-Ring 51, vom Inneren des Hochdrucktanks 1 her
gesehen, außerhalb
des zweiten O-Rings 52 angeordnet. Wie oben beschrieben,
ist der erste O-Ring 51, der eine Gasdurchlässigkeit
des Materials selbst aufweist, die größer ist als die des zweiten
O-Rings 52, außerhalb
des zweiten O-Rings 52 (auf
einer zweiten Seite) angeordnet. Demzufolge kann das Gas in geeigneter
Weise daran gehindert werden, zwischen den O-Ringen (zwischen 51 und 52)
zum Stillstand zu kommen. Es ist zu bemerken, daß Montagenuten 54, 55 jeweils
den beiden Stützringen 57 bzw. 58 benachbart
angeordnet sind, jedoch ist die Anzahl, Anordnung und Gestaltung
der Stützringe nicht
auf jene dieses Ausführungsbeispiels
beschränkt.
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Wie
beschrieben, kann gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
die Abdichtungsfähigkeit
in geeigneter Weise über
einen Temperaturbereich sichergestellt werden, der breiter ist als
bei der ersten Ausführungsform,
insbesondere im Bereich niedriger Temperaturen. Es ist anzumerken,
daß eine
bei der ersten Ausführungsform
beschriebene Abwandlung in geeigneter Weise selbst bei der vorliegenden
Ausführungsform
anwendbar ist.
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[Vierte Ausführungsform]
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Nun
wird eine Dichtungskonstruktion bei einem Hochdrucktank 1 gemäß einer
vierten Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Die vorliegende
Ausführungsform
unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform hauptsächlich dadurch,
daß ein
Durchmesser eines Ventilgehäuses 4 verändert wird
und Anordnungspositionen der Dichtungsmittel 50 darstellende
O-Ringe 51 und 52 verändert werden.
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Das
Ventilgehäuse 4 besitzt
eine Mehrzahl von Abschnitten mit in Achsrichtung gesehenen verschiedenem
Durchmesser. Insbesondere besitzt ein zylindrischer Abschnitt 40 des
Ventilgehäuses 4 einen
mit einem Außengewinde 48 versehenen
Gewindeabschnitt, einen Abschnitt 101 mit kleinem Durchmesser,
der vom Außengewinde 48 aus
einwärts
im Tankkörper 2 positioniert
ist, und einen Abschnitt 102 mit großem Durchmesser, der vom Außengewinde 48 aus
außerhalb
des Tankkörpers 2 positioniert
ist. Ein wirksamer Durchmesser des Außengewindes 48 ist
so bemessen, daß er
größer ist
als der Außendurchmesser
D1 des Abschnitts 101 mit kleinem Durchmesser und kleiner
als der Außendurchmesser D2
des Abschnitts 102 mit großem Durchmesser.
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Die
beiden O-Ringe 51 und 52 sind aus IIR bzw. EPDM
gestaltet und in axialer Richtung auf entgegengesetzen Seiten des
Außengewindes 48 angeordnet.
Insbesondere ist der erste O-Ring 51 zusammen mit einem
Stützring 111 in
eine Montagenut 54 eingefügt, die im Abschnitt 101 mit
kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Andererseits ist der zweite O-Ring 52 zusammen
mit einem Stützring 112 in
eine Montagenut 55 eingefügt, die im Abschnitt 102 mit großem Durchmesser
ausgebildet ist. Weil der Außendurchmesser
D1 des Abschnitts 101 mit kleinem Durchmesser kleiner ist
als der Außendurchmesser D2
des Abschnitts 102 mit großem Durchmesser, ist, wie oben
beschrieben, der Durchmesser des ersten O-Rings 51 kleiner
als der des zweiten O-Rings 52.
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Eine
Aktion und eine Wirkung der vorliegenden Ausführungsform wird beschrieben.
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Wie
oben beschrieben, ändert
sich die Temperatur im Hochdrucktank 1 und im Ventilgehäuse 4 beim
Befüllen
mit und der Entnahme von Wasserstoffgas. Zu diesem Zeitpunkt hat
in einigen Fällen das
Ventilgehäuse 4 eine
ungleichförmige
Temperaturverteilung in axialer Richtung des Gehäuses. Nachdem bei der vorliegenden
Ausführungsform
die beiden O-Ringe 51 und 52 so angeordnet sind,
daß sie
in axialer Richtung des Ventilgehäuses 4 von einander
getrennt sind, kann im Vergleich mit jenem Falle, in dem diese Ringe
in konzentrierter Weise an einem Ende des Außengewindes 48 angeordnet
sind, ein Einfluß der
Temperaturverteilung des Ventilgehäuse 4 vorzugsweise
vermieden werden. Demzufolge ist es möglich, eine Dichtungseigenschaft
des Außengewindes 48 zu
erhalten, die zur Dichtungsfähigkeit
der beiden O-Ringe 51 und 52 paßt.
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Überdies
kann in einem Falle, in dem das mit den O-Ringen 51 und 52 versehene
Ventilgehäuse 4 in
den ringförmigen
Einsatz 3 eingeschraubt und mit diesem verbunden wird,
der O-Ring 51 daran gehindert werden, zu einem Innengewinde 38 verschoben zu
werden, weil der Durchmesser des Ventilgehäuses 4 in axialer
Richtung wie oben beschrieben bemessen ist. Demzufolge kann die
Lebensdauer des O-Rings 51 verbessert werden. Außerdem kann,
weil die Gasdurchlässigkeit
des äußeren O-Rings 52 größer ist
als die des inneren O-Rings 51, das Gas vorzugsweise daran
gehindert werden, bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck zwischen
dem Innengewinde 38 und dem Außengewinde 48 zu stagnieren.
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Es
ist anzumerken, daß selbst
bei der vorliegenden Ausführungsform
Materialien zweier bei der dritten Ausführungsform beschriebener O-Ringe 51 und 52 angewandt
werden können.
Das heißt,
der O-Ring auf der Seite eines Abschnitts 101 mit kleinem
Durchmesser kann aus EPDM geformt sein und der O-Ring auf der Seite
eines Abschnitts mit großem Durchmesser
kann aus Silikon geformt sein.
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[Weitere Ausführungsform]
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Bei
den obigen Ausführungsformen
wurde eine Dichtungskonstruktion bei einem Hochdrucktank 1 in Übereinstimmung
mit einem Beispiel beschrieben, bei dem ein Dichtungselement (ein
erster O-Ring 51 und ein zweiter O-Ring 52) zwischen
einem ringförmiger
Einsatz 3 und einem Ventilgehäuse 4 abgeordnet ist.
Es ist unnötig
zu sagen, daß diese Dichtungskonstruktion
(Dichtungsmittel 50) jedoch auch in einem anderen Abschnitt
des Hochdrucktanks 1 angewandt werden kann.
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Beispielsweise
sind, wie in den 1 und 5 gezeigt,
wenn die Konstruktion zwischen einer Öffnung 70 der Auskleidung 20 und
dem an ihr angebrachten ringförmiger
Einsatz 3 angeordnet ist, zwei eine axiale Abdichtung bewirkende
Dichtungselemente 81, 82 zwischen einer inneren
Umfangsfläche (einem
Abschnitt des Öffnungsrandes)
der Öffnung 70 und
einer äußeren Umfangsfläche des
ringförmigen
Einsatzes 3 angeordnet. Ein Dichtungselement 81 kann
aus einem Material gebildet sein, das eine Eigenschaft aufweist,
die jener ähnlich
ist, die beispielsweise der O-Ring 51 aufweist (ein Material
wie IIR), und das andere Dichtungselement 82 kann aus einem
Material bestehen, das eine Eigenschaft aufweist, die jener ähnlich ist,
die beispielsweise der O-Ring 52 aufweist (ein Material
wie EPDM). Alternativ kann, wie bei der dritten Ausführungsform,
das Dichtungselement 81 aus EPDM geformt sein und das Dichtungselement 82 kann
aus Silikon geformt sein. Die Öffnung 70 wird
hauptsächlich
auf der inneren Umfangsfläche
eines eingezogenen Abschnitts 71 gebildet, der die Festigkeit
der Auskleidung 20 sicherstellt.
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Überdies
kann das Dichtungsmittel 50 der vorliegenden Erfindung
an einem anderen (nicht gezeigten) Abschnitt angebracht werden,
falls der Tankkörper 2 und
der ringförmiger
Einsatz 3 von einer anderen Konstruktion gebildet werden
und falls, bezogen auf diesen Fall, funktionelle Komponenten, wie das
Ventilgehäuse 4,
durch eine andere Konstruktion gebildet werden. Beispielsweise kann
das Dichtungsmittel 50, wenn das Ventilgehäuse 4 in
eine Öffnung der
Auskleidung 20 eingebaut wird, zwischen dem Abschnitt des Öffnungsrandes
der Öffnung
in der Auskleidung und der äußeren Umfangsfläche des Ventilgehäuses 4 angeordnet
werden. Wenn der ringförmi ge
Einsatz 3 in eine Öffnung
der Schale 22 eingebaut wird, kann das Dichtungsmittel 50 zwischen dem
Abschnitt des Öffnungsrandes
der Öffnung
in der Schale und einer äußeren Umfangsfläche des ringförmigen Einsatzes 3 angeordnet
werden. Des weiteren kann, wenn das Ventilgehäuse 4 in die Öffnung der
Schale 22 eingebaut wird, das Dichtungselement 50 zwischen
dem Abschnitt des Öffnungsrandes
der Öffnung
in der Schale und der äußeren Umfangsfläche des
Ventilgehäuses 4 angeordnet
werden.
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Zusammenfassung
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Offenbart
wird eine Dichtungskonstruktion eines Hochdrucktanks die geeignet
ist, eine angemessene Abdichtungswirkung sicherzustellen. Die Dichtungskonstruktion
des Hochdrucktanks schließt eine
Mehrzahl von Dichtungselementen ein, die jeweils voneinander unterschiedene
Dichtungseigenschaften aufweisen und zwischen einem ringförmigen Einsatz
des Hochdrucktanks und einem am Einsatz angebrachten Ventilgehäuse eingebaut
sind. Eines aus der Mehrzahl der Dichtungselemente ist gegen tiefe
Temperaturen widerstandsfähig
und das andere ist gegen hohe Temperaturen widerstandsfähig. Ein
erstes Dichtungselement ist ein aus Butylgummi oder Silikon gefertigter
O-Ring. Ein zweites Dichtungselement ist ein aus EPDM gefertigter
O-Ring. Des weiteren unterscheiden sich die beiden O-Ringe durch
ihre Gasdurchlässigkeit
von einander. Die Dichtungskonstruktion kann zwischen dem ringförmigen Einsatz
und einer Auskleidung, zwischen dem ringförmigen Einsatz und einer Schale
und zwischen dem Ventilgehäuse
und der Schale angeordnet werden.