DE19818898A1 - Gasspeicher - Google Patents
GasspeicherInfo
- Publication number
- DE19818898A1 DE19818898A1 DE19818898A DE19818898A DE19818898A1 DE 19818898 A1 DE19818898 A1 DE 19818898A1 DE 19818898 A DE19818898 A DE 19818898A DE 19818898 A DE19818898 A DE 19818898A DE 19818898 A1 DE19818898 A1 DE 19818898A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- storage
- gas
- liquid
- channel
- container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/02—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment
- F17C13/025—Special adaptations of indicating, measuring, or monitoring equipment having the pressure as the parameter
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C13/00—Details of vessels or of the filling or discharging of vessels
- F17C13/12—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures
- F17C13/123—Arrangements or mounting of devices for preventing or minimising the effect of explosion ; Other safety measures for gas bottles, cylinders or reservoirs for tank vehicles or for railway tank wagons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0138—Shape tubular
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0176—Shape variable
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0612—Wall structures
- F17C2203/0614—Single wall
- F17C2203/0617—Single wall with one layer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/03—Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
- F17C2205/0302—Fittings, valves, filters, or components in connection with the gas storage device
- F17C2205/0323—Valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
- F17C2209/21—Shaping processes
- F17C2209/2154—Winding
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/011—Oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0107—Single phase
- F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/035—High pressure (>10 bar)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/04—Reducing risks and environmental impact
- F17C2260/042—Reducing risk of explosion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2270/00—Applications
- F17C2270/01—Applications for fluid transport or storage
- F17C2270/0165—Applications for fluid transport or storage on the road
- F17C2270/0184—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft einen Gasspeicher, insbesondere für
stationäre oder mobile Modelle, bestehend aus einem ein
bestimmtes Gasvolumen aufnehmenden Speicherbehälter mit
Anschlüssen zur Befüllung aus einer Gasquelle und zur
Abgabe des gespeicherten Gases an einen Gasverbraucher.
Bei Gasspeichern hat die Sicherheit im Hinblick auf das
Auftreten von Überdrücken sowie die mit der Entzündung
brennbarer Gase verbundene Explosionsgefahr höchste
Priorität. Diese Gefahr besteht vorrangig auch bei Gas
speichern für Wasserstoffgas, die in Verbindung mit der
Wasserstoffenergietechnik zur Bereitstellung von Wasser
stoff für eine Brennstoffzelle, in der auf der Grundlage
der chemischen Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff
elektrische Energie erzeugt wird, benötigt werden.
Neben den bekannten und potentiell gefährlichen Druckgas
behältern werden in der Wasserstoffenergietechnik für die
Speicherung von Wasserstoffgas, insbesondere wenn es sich
um ortsbewegliche Gasspeicher zum Antrieb von Fahrzeugen
handelt, sogenannte Metallhydridspeicher verwendet.
Bestimmte Metalle und Legierungen können bei ausreichend
hohem Druck in ihr Kristallatomgitter Wasserstoff aufnehmen
und daher als verhältnismäßig sichere Gasspeicher dienen.
Die Gasabgabe erfolgt in diesem Fall durch Erwärmung der
Metallhydride. Die Metallhydridspeicher sind jedoch inso
fern nachteilig, als das Befüllen aufgrund des erforder
lichen hohen Drucks Schwierigkeiten bereitet und die Bela
dung nicht mit beliebigen Wasserstoffquellen erfolgen kann.
Andererseits entstehen durch die für das Entladen
erforderliche Temperaturerhöhung hohe Drücke, so daß bei
einer Havarie eine unkontrollierte Wasserstoffabgabe
erfolgen kann. Metallhydridspeicher sind zudem teuer in der
Herstellung und haben außerdem ein hohes Gewicht, so daß
bei deren Mitführung auf Fahrzeugen, zum Beispiel auf
Fahrzeugmodellen, von einem erhöhten Energiebedarf
auszugehen ist. Problematisch ist bei Metallhydridspeichern
außerdem die Speicherung von aus der Gasquelle zugeführten
verunreinigten Gasen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen
Gasspeicher für einen Gasverbraucher zu entwickeln, der
einfach und ohne Sicherheitsrisiko aus einer beliebigen
Gasquelle beladen und vollständig entladen und zudem mit
hoher Sicherheit betrieben werden kann.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß der
Speicherbehälter mindestens teilweise als Speicherrohr
leitung mit im Verhältnis zu deren vorgegebenem lichten
Querschnitt großer Länge ausgebildet ist, deren dem
Anschluß an den Gasverbraucher gegenüberliegendes Ende zur
Erzielung einer Überdruckventilwirkung in eine Flüssigkeit
in einem Flüssigkeitsbehälter ragt.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht mit anderen Worten
in der Verwendung eines langgestreckten Behältnisses mit im
Verhältnis zu dessen Länge sehr geringem Durchmesser in
Form einer Rohr- oder Schlauchleitung mit bestimmtem
Innendurchmesser und der erforderlichen Länge zur Erzielung
des gewünschten Speichervolumens. Durch das Eintauchen des
freien Endes der Speicherrohrleitung in ein
Flüssigkeitsreservoir wird ein Überdruckventil gebildet, so
daß sich beim Befüllen kein Überdruck im Speicher aufbauen
kann und diesbezüglich kein Sicherheitsrisiko besteht. Die
vollständige Füllung wird zudem durch Aufsteigen von
Gasblasen in dem Flüssigkeitsreservoir angezeigt. Anderer
seits kann bei normalem Druck auch kein Gas nach außen
entweichen, da die Flüssigkeit als Verschluß wirkt. Beim
Entleeren des Speichervolumens in den Gasverbraucher wird
durch den entstehenden Unterdruck, sofern auf der Grundlage
der Viskosität, Adhäsion und Kohäsion ein bestimmter
lichter Rohrquerschnitt nicht überschritten wird, in der
Speicherrohrleitung eine Flüssigkeitssäule erzeugt. Somit
bleibt die den Speicherbehälter bildende Rohrleitung nach
außen dicht verschlossen, so daß sich Fremdgase aus der
Umgebung nicht mit dem Speichergas vermischen können.
Außerdem ist durch den sich mit der größer werdenden
Flüssigkeitssäule verkleinernden Speicherraum eine
weitestgehend vollständige Entleerung des Speicherbehälters
möglich. Ein wesentlicher Sicherheitsvorteil besteht
schließlich darin, daß sich brennbare Speichergase nicht
explosionsartig entzünden können, sondern lediglich eine
schadensbegrenzende allmähliche Verbrennung über die
Speicherrohrlänge erfolgt.
Nach einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung ist die
Speicherrohrleitung um den Flüssigkeitsbehälter gewickelt,
um eine möglichst platzsparende Speicherbauweise zu
erzielen.
In Ausgestaltung der Erfindung kann in die Speicherrohrlei
tung auch ein Überlaufgefäß eingebunden sein, um das Ein
tragen von Flüssigkeit in den Gasverbraucher zu verhindern.
Gemäß einem weiteren wichtigen Merkmal der Erfindung
besteht der Speicherbehälter aus einem kompakten
Speicherblock mit einem in einer Ebene oder mehreren
übereinanderliegenden Ebenen vorzugsweise mäanderförmig
verlaufenden Kanal. In den so ausgebildeten
Speicherbehälter können der Flüssigkeitsbehälter und/oder
das Überlaufgefäß integriert sein. Ein derart ausgebildeter
Speicherbehälter ist erfindungsgemäß aus einzelnen,
abdichtend übereinandergeschichteten Platten gebildet, in
deren eine Flächenseite Kanäle eingeformt sind und in denen
Öffnungen zur Verbindung der Kanalteile untereinander
vorgesehen sind. Zur Einbindung des Flüssigkeitsbehälters
und/oder des Überlaufgefäßes sind in den Platten
entsprechende Bohrungen und Ausnehmungen ausgebildet. Die
obere Platte mit dem noch freien Kanalteil ist durch eine
Abdeckplatte abgedeckt, wobei gegebenenfalls die das
Überlaufgefäß bzw. den Flüssigkeitsbehälter bildenden
Öffnungen nicht abgedeckt sind.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann das Speichervolu
men auch durch einen großvolumigen Speicherbehälter mit im
wesentlichen gleicher Höhe und Breite gebildet sein, wobei
von diesem Speicherbehälter eine Speicherrohrleitung in den
Flüssigkeitsbehälter mündet. Auch in diesem Fall ist die
Sicherheit gegen Überdruck im Speicherbehälter und dessen
dichter Verschluß nach außen gewährleistet.
Weitere Merkmale, zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile
der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei
bung von Ausführungsbeispielen der Erfindung sowie aus den
Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Anordnung
eines Gasspeichers in Verbindung mit einer
Gasquelle und einem Gasverbraucher;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten
Ausführungsform eines erfindungsgemäß
ausgebildeten Gasspeichers;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsvariante eines zur
Speicherung von Wasserstoffgas vorgesehenen
erfindungsgemäßen Gasspeichers in Verbindung mit
einer Brennstoffzelle als Gasverbraucher zur
Stromerzeugung;
Fig. 4 eine seitliche Schnittansicht einer
Ausführungsvariante eines als Speicherblock
ausgebildeten Gasspeichers mit einem in drei
übereinanderliegenden Ebenen verlaufenden Kanal
als Speicherrohrleitung;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 4;
Fig. 6 eine seitliche Schnittansicht eines gemäß Fig. 4
und 5 ausgebildeten Speicherbehälters, jedoch mit
in diesen integriertem Flüssigkeitsbehälter; und
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 6.
Gemäß Fig. 1 ist eine Gasquelle 1, die beispielsweise ein
Druckbehälter, ein druckloser Gasbehälter, ein Behälter mit
chemisch gebundenem Gas oder ein Gaserzeugungsgerät, wie
zum Beispiel ein Elektrolyseur, sein kann, über eine Ver
bindungsleitung 4a an einen Gasverbraucher 2 angeschlossen
und darüber hinaus über eine Verbindungsleitung 4b mit ei
nem Gasspeicher 3 verbunden. Der Gasverbraucher 2 ist dabei
vollständig oder teilweise von Gas durchströmt. Die Verbin
dungsleitung 4a ist durch Absperrventile 6a, 6b verschließ
bar, um das Austreten von Gas aus der Gasquelle 1 oder dem
Gasverbraucher 2, und zwar wenn die Gasquelle 1 vom Gasver
braucher 2 und/oder dem Gasspeicher 3, zum Beispiel nach
Beendigung eines Füllvorgangs, durch eine Trennvorrichtung
getrennt ist und dem Gasverbraucher 2 nur noch Gas aus dem
Gasspeicher 3 über die Verbindungsleitung 4b zugeführt
wird. Der Gasspeicher 3 kann ebenfalls durch Absperrventile
(nicht dargestellt) in der Verbindungsleitung 4b geschlos
sen werden und/oder vom Gasverbraucher 2 oder der Energie
quelle 1 bzw. von beiden durch eine Trennvorrichtung (nicht
dargestellt) abgetrennt werden. Nach Befüllen des Gasspei
chers 3 aus einer stationären Gasquelle 1 kann beispiels
weise der Gasverbraucher 2 gemeinsam mit dem Gasspeicher 3
auf einem Fahrzeug bewegt werden, um das Fahrzeug an zu
treiben.
Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Gasspei
cher, der aus einem großvolumigen, ein bestimmtes Speicher
volumen aufweisenden Speicherbehälter 7 besteht und mit
einer Verbindungsleitung 4b zum Befüllen aus einer belie
bigen Gasquelle 1 und zur Gasentnahme durch den Gasver
braucher 2 sowie mit einer Speicherrohrleitung 8, die in
einen mit einer Flüssigkeit 8 gefüllten Flüssigkeitsbehäl
ter 10 mündet, versehen ist. Die an den Flüssigkeitsbehäl
ter 10 angeschlossene Speicherrohrleitung 8 bildet in
Verbindung mit deren in eine Flüssigkeit 9 eintauchendem
offenen Ende gleichsam ein Überdruckventil, über das beim
Befüllen zum Zeitpunkt des Erreichens eines zu hohen, die
Sicherheit gefährdenden Drucks im Speicherbehälter Gas in
die Umgebung abströmen kann. Das Auftreten von Gasblasen in
der Flüssigkeit zeigt außerdem während der Beladung des
Speicherbehälters dessen vollständige Füllung an.
Bei der Gasentnahme aus dem Speicherbehälter 7 über die
Verbindungsleitung 4b ist die Speicherrohrleitung 8
aufgrund ihres Eintauchens in die Flüssigkeit 9 verschlos
sen. Durch den beim Entleeren des Speicherbehälters 7 in
diesem erzeugten Unterdruck wird die Flüssigkeit in die
Speicherrohrleitung 8 gesaugt und bildet in dieser aufgrund
ihres begrenzten lichten Querschnitts in Verbindung mit der
Viskosität sowie der Adhäsion und Kohäsion der Flüssigkeit
eine Flüssigkeitssäule. Der Speicherbehälter 7 ist somit
zur Umgebung direkt verschlossen, und das in diesem
befindliche Gas kann sich nicht mit Fremdgasen aus der
Umgebung vermischen oder nach außen entweichen.
Fig. 3 zeigt schließlich eine das Wesen der Erfindung
wiedergebende Ausführungsform des Gasspeichers in
Verbindung mit einem als Brennstoffquelle 11 ausgebildeten
Gasverbraucher, in dem durch die chemische Reaktion von
diesem zugeführtem Wasserstoffgas und Sauerstoffgas zu
Wasser elektrischer Strom erzeugt wird. Die Wasserstoff
zufuhr in die Brennstoffzelle 11 erfolgt über die
Verbindungsleitung 4b aus einem Speicher bzw. über die
Verbindungsleitung 4a aus einer Gasquelle. Gemäß Fig. 3 ist
der in Fig 2 dargestellte Speicherbehälter 7 nebst
Verbindungsleitung 4b und Speicherrohrleitung 8 insgesamt
als einheitliche Speicherrohrleitung 13 ausgebildet, die an
einem Ende an die Brennstoffzelle 11 (Gasverbraucher) und
am anderen Ende an den mit Flüssigkeit gefüllten
Flüssigkeitsbehälter 10 angeschlossen ist.
Die Länge der hier vollständig als Speicherbehälter
fungierenden Speicherrohrleitung 13 kann entsprechend dem
gewünschten Speichervolumen zwischen 0,1 und 100 Metern
liegen. Um neben der Speicherfunktion in Verbindung mit dem
Flüssigkeitsbehälter beim Entleeren des Speichers auch das
Einsaugen von Flüssigkeit in die Speicherrohrleitung zu
gewährleisten, ist ein bestimmtes Verhältnis zwischen der
Viskosität, der Kohäsion und der Adhäsion der Flüssigkeit
sowie dem Innendurchmesser der Rohrleitung erforderlich.
Diesen Anforderungen wird beispielsweise destilliertes
Wasser gerecht, wenn der Innendurchmesser der Speicherrohr
leitung 13 nicht größer als 15 mm ist.
Aus Fig. 3 ist außerdem erkennbar, daß die Speicherrohr
leitung 13 auf den Flüssigkeitsbehälter 10 gewickelt ist.
Im Ausführungsbeispiel ist die Speicherrohrleitung 13
spiralförmig gewickelt, wobei auch mehrere Windungen
übereinander angeordnet sein können.
Beim Befüllen der Speicherrohrleitung 13 mit Wasserstoffgas
wird gegebenenfalls in dieser vorhandene Flüssigkeit 9 in
den Flüssigkeitsbehälter 10 zurückgedrückt. Das Erreichen
des maximal möglichen Speichervolumens wird durch das
Aufsteigen von Gasblasen im Flüssigkeitsbehälter 10, in den
das Ende der Speicherrohrleitung 13 eingebunden ist,
angezeigt. Ein die Sicherheit gefährdender Überdruck kann
somit in der Speicherrohrleitung 13 nicht auftreten. Bei
der Gasentnahme wird aus dem Flüssigkeitsbehälter 10
aufgrund des herrschenden Unterdrucks stetig Flüssigkeit in
die Speicherrohrleitung 13 nachgeführt, so daß auch ein
vollständiges Einbringen des gespeicherten Gasvolumens in
den Gasverbraucher (Brennstoffzelle 11) gewährleistet ist.
Gleichzeitig ist die Brennstoffzelle 11 durch die den
Querschnitt der Speicherrohrleitung 13 vollständig
ausfüllende Flüssigkeitssäule vor der Zumischung von
Fremdgasen von außen geschützt.
Gemäß Fig. 3 ist in die Speicherrohrleitung 13 kurz vor
deren Eintritt in die Brennstoffzelle 11 ein Überlaufgefäß
14 eingebunden. Flüssigkeit aus der Speicherrohrleitung 13
wird in dem Überlaufgefäß 14 zurückgehalten und kann nicht
in die Brennstoffzelle 11 gelangen. Zudem ist in dem
Überlaufgefäß 14 befindliche Flüssigkeit ein Zeichen für
die bevorstehende vollständige Entleerung der Speicherrohr
leitung 13.
Gemäß den Fig. 4 und 5 besteht der Speicherbehälter 7
aus einzelnen Platten 15a bis 15c mit einem in diese
jeweils auf einer flachen Seite eingeformtem,
mäanderförmig verlaufenden Kanal 16, wobei jede Platte 15a
bis 15c an dem einen oder dem anderen Ende des Kanals 16,
und zwar in den übereinanderliegenden Platten im Wechsel,
eine Öffnung (Bohrung) 17 aufweist. Die
übereinandergelegten und durch Kleben, Schweißen und dgl.
dicht miteinander verbundenen Platten 15a bis 15c, deren
obere (15c) mit einer Abdeckplatte 18, die am Kanalende
eine Bohrung aufweist, abgedeckt ist, bilden so einen
kompakten Speicherblock, der auf engstem Raum von einem als
Speicherrohrleitung dienenden Kanalsystem durchzogen ist.
In die nach außen freien Öffnungen 17 in der unteren Platte
15a und der Abdeckplatte 18 sind Stutzen 19 eingesetzt,
über die der so gebildete Speicherbehälter 7 einerseits an
den Flüssigkeitsbehälter 10 und andererseits an das
Überlaufgefäß 14 angeschlossen wird.
Fig. 6 zeigt einen in gleicher Weise aus
übereinandergelagerten Platten 15a bis 15c mit einem
mäanderförmig eingeformten Kanal 16 gebildeten
Speicherblock oder Speicherbehälter 7, in den jedoch der
Flüssigkeitsbehälter 10 integriert ist. Zu diesem Zweck hat
der Kanal 16 in der unteren Platte 15a eine kreisförmige
Erweiterung 16a (Fig. 7), und die darüberliegenden Platten
15b und 15c und die Abdeckplatte 18 weisen an der gleichen
Stelle eine der Erweiterung 16a in Form und Durchmesser
entsprechende Bohrung 20 auf.
Auf die gleiche Art kann schließlich in dem so geschaffenen
Speicherbehälter (Speicherblock) 7 auch ein Überlaufgefäß
ausgebildet werden, indem der Kanal 16 in der oberen Platte
15c in einem Loch in der Platte endet, die darunterliegende
Platte 15b ein gleich großes Loch und die untere Platte 15a
eine entsprechende Vertiefung aufweist. Diese Ausbildung
ist in der Zeichnung nicht dargestellt.
Der Speicherbehälter 7 in der zuvor beschriebenen Art mit
in diesen entsprechend einer Speicherrohrleitung
eingebundenem Kanalsystem sowie integriertem Überlaufgefäß
und Flüssigkeitsbehälter zeichnet sich durch eine sehr
kompakte und auf engstem Raum unterbringbare Bauform und
darüber hinaus eine einfache, kostengünstige Fertigung aus.
1
Gasquelle
2
Gasverbraucher (Brennstoffzelle)
3
Gasspeicher (Speicherbehälter, Speicherrohrleitung)
4
a Verbindungsleitung
4
b Verbindungsleitung (Wasserstoffgasleitung)
5
Trennvorrichtung
6
a Absperrventil
6
b Absperrventil
7
Speicherbehälter (Speicherblock)
8
Speicherrohrleitung
9
Flüssigkeit
10
Flüssigkeitsbehälter
11
Brennstoffzelle
13
Speicherrohrleitung (Gasspeicher, Speicherbehälter)
14
Überlaufgefäß
15
a-c Platten
16
Kanal
16
a Erweiterung von
16
(Vertiefung)
17
Öffnung
18
Abdeckplatte
19
Stutzen
20
Bohrung
Claims (15)
1. Gasspeicher, insbesondere für stationäre oder mobile
Modelle, bestehend aus einem ein bestimmtes Gasvolumen
aufnehmenden Speicherbehälter mit Anschlüssen zur
Befüllung aus einer Gasquelle sowie zur Abgabe der
gespeicherten Gase an einen Gasverbraucher, dadurch
gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (7) mindestens
teilweise als Speicherrohrleitung (8, 13) mit einer im
Verhältnis zu deren vorgegebenem lichten Querschnitt
großen Länge ausgebildet ist, deren dem Anschluß an den
Gasverbraucher (2, 11) gegenüberliegendes Ende zur
Erzielung einer Überdruckventilwirkung in eine
Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter (10) ragt.
2. Gasspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Speicherrohrleitung (8, 13) bezüglich ihrer freien
Querschnittsfläche derart dimensioniert ist, daß in
Abhängigkeit von der Viskosität sowie den Adhäsions- und
Kohäsionskräften in der Flüssigkeit bei einem durch die
Gasentnahme erzeugten Unterdruck in der Speicherrohr
leitung (8, 13) eine deren freien Querschnitt voll
ständig ausfüllende, von der Flüssigkeit im Flüssig
keitsbehälter (10) ausgehende Flüssigkeitssäule gebildet
wird.
3. Gasspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkeit destilliertes Wasser ist und der Innen
durchmesser der Speicherrohrleitung (8, 13) 15 mm nicht
überschreitet.
4. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in die Speicherrohrleitung (8, 13)
ein Überlaufgefäß (14) zum Auffangen der in die
Speicherrohrleitung eingesaugten Flüssigkeit eingebunden
ist.
5. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die das gesamte Speichervolumen
aufnehmende Speicherrohrleitung (13) aus biegsamem oder
elastischem Material besteht und um den Flüssigkeits
behälter (10) gewickelt ist.
6. Gasspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Speicherrohrleitung (13) spiralförmig in einer oder
mehreren übereinanderliegenden Spiralwindungen gewickelt
ist.
7. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß in eine Verbindungsleitung (4b)
zwischen dem Speicherbehälter (3, 7, 13) und dem
Gasverbraucher (2, 11) eine Trennvorrichtung zum
Abtrennen des Gasspeichers vom Gasverbraucher bzw. von
der Gasquelle (1) sowie Absperrventile eingebunden sind.
8. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter (3, 7, 13) zur
Speicherung von Wasserstoffgas vorgesehen ist und der
Gasverbraucher eine Brennstoffzelle (11) zur Erzeugung
von elektrischem Strom ist.
9. Gasspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Speichervolumen aus einem großvolumigen Speicher
behälter (7) mit im wesentlichen gleicher Breite und
Höhe und einer an diesen angeschlossenen verkürzten
Speicherrohrleitung (8), deren vom Speicherbehälter (7)
abgewandtes Ende zur Bildung eines Überdruckventils in
die Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter (10)
eintaucht, gebildet ist.
10. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4 sowie 7
und 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter
(7) aus einem kompakten Speicherblock mit einem in
diesem auf engem Raum ausgebildeten, neben- und
übereinander verlaufenden, die Speicherrohrleitung (13)
darstellenden Kanalsystem besteht.
11. Gasspeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß in den Speicherblock der Flüssigkeitsbehälter (10)
und/oder das Überlaufgefäß (14) integriert sind.
12. Gasspeicher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Speicherbehälter (7) aus einzelnen Platten (15a
bis 15c) mit jeweils in eine Flächenseite eingeformtem
Kanal (16) besteht und die einzelnen Platten mit
jeweils voneinander abgewandtem Kanal (16) abdichtend
übereinandergelegt sind und die verbleibende Platte
(15c) mit offenem Kanal mit einer Abdeckplatte (18)
abgedeckt ist, wobei in jeder Platte und der
Abdeckplatte an dem einen oder anderen Ende des
Kanals (16), und zwar jeweils im Wechsel zwischen
benachbarten Platten, eine Öffnung (17) zur Verbindung
mit dem darüber- oder darunterliegenden Kanal und nach
außen vorgesehen ist.
13. Gasspeicher nach Anspruch 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des
Flüssigkeitsbehälters (10) in die untere Platte (15a)
eine Erweiterung (16a) des Kanals (16) eingeformt ist
und in den darüberliegenden Platten (15b, 15c) und der
Abdeckplatte (18) mit der Erweiterung (16a)
deckungsgleiche, vom Kanal (16) getrennte Bohrungen
(20) ausgebildet sind.
14. Gasspeicher nach Anspruch 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Ausbildung des Überlaufgefäßes
(14) in den Kanal (16) in der oberen Platte (15c) eine
durch diese Platte durchgehende Bohrung eingebunden ist
und die darunterliegenden Platten sowie die untere
Platte, und zwar getrennt vom Kanal, eine
deckungsgleiche Bohrung bzw. Vertiefung aufweisen.
15. Gasspeicher nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kanal (16) in den einzelnen
Platten (15a bis 15c) mäanderförmig verläuft.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19818898A DE19818898C2 (de) | 1998-02-02 | 1998-04-22 | Gasspeicher |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE29801669U DE29801669U1 (de) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Gasspeicher |
DE19818898A DE19818898C2 (de) | 1998-02-02 | 1998-04-22 | Gasspeicher |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19818898A1 true DE19818898A1 (de) | 1999-08-05 |
DE19818898C2 DE19818898C2 (de) | 2000-01-05 |
Family
ID=8052047
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29801669U Expired - Lifetime DE29801669U1 (de) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Gasspeicher |
DE19818898A Expired - Fee Related DE19818898C2 (de) | 1998-02-02 | 1998-04-22 | Gasspeicher |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE29801669U Expired - Lifetime DE29801669U1 (de) | 1998-02-02 | 1998-02-02 | Gasspeicher |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (2) | DE29801669U1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006046722B4 (de) * | 2005-10-04 | 2009-04-23 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Rohrförmiger Hochdruck-Speichertank |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10343250B4 (de) * | 2002-11-08 | 2005-11-17 | Airbus Deutschland Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Druckbehälters zur Speicherung eines gasförmigen Mediums und Druckbehälter |
CN107918721B (zh) * | 2017-11-22 | 2019-06-21 | 北京千乘探索科技有限公司 | 卫星贮箱的供气管路的加热长度确定方法和装置 |
CN113669620B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-12-16 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 金属氢化物储氢罐 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4007274A1 (de) * | 1990-03-08 | 1991-09-12 | Planeta Hausgeraete | Sauerstoff-kartusche zur speicherung und gesteuerten abgabe von sauerstoff fuer medizinische und/oder technische zwecke |
DE19524680A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-09 | Linde Ag | Speicherbehälter für kryogene Medien |
-
1998
- 1998-02-02 DE DE29801669U patent/DE29801669U1/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-04-22 DE DE19818898A patent/DE19818898C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4007274A1 (de) * | 1990-03-08 | 1991-09-12 | Planeta Hausgeraete | Sauerstoff-kartusche zur speicherung und gesteuerten abgabe von sauerstoff fuer medizinische und/oder technische zwecke |
DE19524680A1 (de) * | 1995-07-06 | 1997-01-09 | Linde Ag | Speicherbehälter für kryogene Medien |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Dr.-Ing. CORDES, Heinz: Druckgasarmaturen Dräger 1970, Zur Geschichte der Gasflasche, S.1 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006046722B4 (de) * | 2005-10-04 | 2009-04-23 | GM Global Technology Operations, Inc., Detroit | Rohrförmiger Hochdruck-Speichertank |
US7624761B2 (en) | 2005-10-04 | 2009-12-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Tube shaped high pressure storage tank |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE29801669U1 (de) | 1998-06-25 |
DE19818898C2 (de) | 2000-01-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19916385C2 (de) | Fahrzeug mit Druckgasbehälter als Fahrzeugtank | |
DE102010044035B4 (de) | System zur Versorgung einer mobilen Einrichtung mit einem gasförmigen Brennstoff | |
DE19849820A1 (de) | Kraftstoff-Tanksystem für ein Kraftfahrzeug | |
DE4107616A1 (de) | Akkumulatoren-batterie | |
DE102010033597A1 (de) | Vorrichtung zum Speichern von niedermolekularen Gasen | |
EP1064493B1 (de) | Vorrichtung zum speichern von druckgas | |
DE2046562C3 (de) | Vorrichtung zum Entlüften eines Kraftstoffbehälters an Kraftfahrzeugen | |
DE2607437A1 (de) | Fuellbehaelter zur einfuellung von fluessigkeit in mehrzellige elektrische batterien | |
DE19818898C2 (de) | Gasspeicher | |
DE1196258B (de) | Verschlusskappe fuer Fuellstutzen von Akkumulatorengehaeusen | |
DE2356882C3 (de) | Akkumulatorenbatterie und Vorrichtung zu deren Befüllen mit einer Flüssigkeit | |
DE2355919C3 (de) | Sicherheitstank für Brennstoffe oder andere gefährliche Flüssigkeiten | |
DE60204470T2 (de) | Fahrzeug mit brennstoffzelle und mitteln zur abfuhr von wasserstoff | |
DE2727720A1 (de) | Rettungseinrichtung fuer unterwasserfahrzeuge | |
DE2427814A1 (de) | Abdeckung fuer hochtanks | |
DE3142674A1 (de) | "tankcontainer" | |
DE2659627B2 (de) | Vorrichtung zur Trennung chemischer Substanzen unter Erzeugung von Sterillösungen | |
DE2303244C3 (de) | Vorrichtung zum Nachfüllen einer Zelle einer Batterie | |
EP2453504B1 (de) | Akkumulator | |
DE102018132828A1 (de) | Löschmittelbehälter | |
DE19823227A1 (de) | Behälter zur Aufnahme eines Fluids | |
DE2719604C3 (de) | Tank für flüssiges Treibgas, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
DE102004017392A1 (de) | Druckbehälter zur Speicherung von kryogenen Kraftstoffen | |
DE2253023B2 (de) | Batterietank für drucklose oder unter Druck stehende Flüssigkeiten, vornehmlich verflüssigte Gase, insbesondere für den Transport von Flüssiggas auf Schiffen | |
DE19938847A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |