DE202008004236U1 - Wasserstoffspeichertank - Google Patents

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Abstract

Wasserstoffspeichertank umfassend einen äußeren Druckbehälter und eine Wärmetauschereinheit (5) mit wenigstens einem in dem Behälter angeordneten Wärmetauscherelement (6, 26, 28), welcher Druckbehälter neben dem zumindest einen Wärmetauscherelement (6, 26, 28) mit einem zur Wasserstoffspeicherung geeigneten metallischen Wasserstoffspeicherlegierungspulver zum Speichern von Wasserstoffgas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter mehrteilig aufgebaut ist und über einen den eigentlichen Behälterhohlraum bereitstellenden Rohrabschnitt (2) und jeweils ein den Rohrabschnitt (2) endseitig verschließendes Bodenteil (3, 4) verfügt, welche Bodenteile (3, 4) zu ihrer Verbindung mit dem Rohrabschnitt (2) mit einem Abschnitt in den Rohrabschnitt (2) eingreifen oder diesen umfassen, wobei eines der Bodenteile (4) ein Wasserstoffventil (23) trägt oder das Wasserstoffventil dieses Bodenteil bildet und wobei das andere Bodenteil (3) mit Durchleitungen für die zumindest eine Zu- und Ableitung des dem zumindest einen Wärmetauscherelement (6, 26, 28) zugeführten und von diesem abgeführten Wärmetauscherfluids Teil der Wärmetauschereinheit (5) ist und das oder die der Wärmetauschereinheit...

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wasserstoffspeichertank umfassend einen äußeren Druckbehälter und eine Wärmetauschereinheit mit wenigstens einem in dem Behälter angeordneten Wärmetauscherelement, welcher Druckbehälter neben dem zumindest einen Wärmetauscherelement mit einem zur Wasserstoffspeicherung geeigneten metallischen Wasserstoffspeicherlegierungspulver zum Speichern von Wasserstoffgas gefüllt ist.
  • Derartige Wasserstoffspeichertanks bilden eine Alternative zu Wasserstoffdruckbehälter, in denen Wasserstoff unter hohem Druck, beispielsweise 700 bar oder mehr bevorratet wird. Überdies stellt eine Leckage bei einer derartigen Bevorratung von Wasserstoff ein nicht unbeträchtliches Gefahrenpotential insbesondere bei Kraftfahrzeuganwendungen dar. Die Herstellung derartiger Wasserstoffdrucktanks ist daher technisch aufwändig und entsprechend kostenträchtig. Aus diesem Grunde ist man bestrebt, anstelle von Drucktanks Wasserstoffspeichertanks der eingangs genannten Art einzusetzen, da in diesen der Wasserstoff chemisch absorbiert gespeichert ist. Als Speichermedium dient eine metallische Legierung in Pulverform, das beim Absorbieren von Wasserstoff zu einem Metallhydrid gewandelt wird. Derartige Metalle bzw. Metalllegierungen sind hinlänglich bekannt. In den Tank eingebrachter gasförmiger Wasserstoff wird von dem Legierungspulver absorbiert, das sich im Zuge der Absorption in ein Metallhydrid umwandelt. Diese Reaktion verläuft exotherm. Damit eine möglichst große Wasserstoffmenge von dem Wasserstoffspeicherlegierungspulver absorbiert werden kann, ist es notwendig, die bei der Absorption des Wasserstoffes produzierte Wärme abzuführen. Aus diesem Grunde sind im Druckbehälter Wärmetauscherelemente einer Wärmetauschereinheit angeordnet. Abgeführt wird die Wärme mittels eines durch das oder die Wärmetauscherelemente geführten Wärmetauscherfluids, etwa Wasser. Die beim Speichern des Wasserstoffgases ablaufende Reaktion ist reversibel. Daher wird bei Zufuhr von Wärme an das Metallhydrid der in diesem absorbierte Wasserstoff wieder freigesetzt. Zur Entnahme von Wasserstoff aus einem solchen Tank wird daher über die Wärmetauschereinheit Wärme zugeführt. Ein solcher Wasserstoffspeichertank verfügt über ein Wasserstoffventil, über das Wasserstoff in den Tank einge bracht und aus diesem zum Betreiben beispielsweise einer Brennkraftmaschine entnommen werden kann. Da bei den beschriebenen Prozessen sich in dem Behälter ein gewisser Innendruck aufbaut, muss der Wasserstoffspeichertank entsprechend druckfest sein. Die notwendige Druckfestigkeit liegt jedoch erheblich unter den Anforderungen an einen Drucktank zum Bevorraten von Wasserstoff.
  • In US 6,708,546 B2 ist ein Wasserstoffspeichertank beschrieben. Als Wärmetauscherelemente dienen bei diesem Wasserstoffspeichertank Wabenblöcke, deren einzelne in Längserstreckung durchgängige Zellen mit Wasserstoffspeicherlegierungspulver gefüllt sind. In einzelne Zellen sind zur Ausbildung von Fluidkanälen Rohre eingesetzt. Durch den Kontakt der Rohre mit den Zellwandungen kann Wärme aus dem Wasserstoffspeichermetallpulver über die Zellwandungen der Wabenblöcke abgeführt und umgekehrt bei einer gewünschten Entnahme von Wasserstoff diesen zugeführt werden. Die Unterteilung des Behälterinnenraumes in einzelne Zellen dient dem Zweck einer möglichst einheitlichen Verteilung des Wasserstoffspeichermetalllegierungspulvers und soll einer Ansammlung von feineren Pulverpartikeln in bestimmten Behälterbereichen vorbeugen.
  • Um bei diesem vorbekannten Wasserstoffspeichertank eine effektive Wärmeab- und Wärmezufuhr zu erzielen, ist es erforderlich, etliche Fluidrohre in voneinander beabstandete Zellen einzuführen und diese entsprechend der vorgesehenen Fluidführung anschließend miteinander zu verbinden. Aus diesem Grunde ist der Herstellungsaufwand zum Ausrüsten eines Druckbehälters zur Ausbildung eines Wasserstoffspeichertanks entsprechend aufwändig. Bei diesem Wasserstoffspeichertank sind mehrere in Längsrichtung des Druckbehälters hintereinander Zellenblöcke angeordnet. Daher müssen die Wabenblöcke identisch zugeschnitten sein, damit zum Durchführen der notwendigerweise durchgehenden Fluidrohre einzelnen die Zellen der Wabenblöcke miteinander fluchten.
  • Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Wasserstoffspeichertank dergestalt weiterzubilden, dass insbesondere dessen Montage vereinfacht ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen eingangs genannten, gattungsgemäßen Wasserstoffspeichertank gelöst, bei dem der Druckbehälter mehrteilig aufgebaut ist und über einen den eigentlichen Behälterhohlraum bereitstellenden Rohrabschnitt und jeweils ein den Rohrabschnitt endseitig verschließendes Bodenteil verfügt, welche Bodenteile zu ihrer Verbindung mit dem Rohrabschnitt mit einem Abschnitt in den Rohrabschnitt eingreifen oder diesen umfassen, wobei eines der Bodenteile ein Wasserstoffventil trägt oder das Wasserstoffventil dieses Bodenteil bildet und wobei das andere Bodenteil mit Durchleitungen für die zumindest eine Zu- und Ableitung des dem zumindest einen Wärmetauscherelement zugeführten und von diesem abgeführten Wärmetauscherfluids Teil der Wärmetauschereinheit ist und das oder die der Wärmetauschereinheit zugehörigen Wärmetauscherelemente an dieses Bodenteil angeschlossen sind.
  • Bei diesem Wasserstoffspeichertank ist der Druckbehälter modular aufgebaut. Der eigentliche Behälterhohlraum wird durch einen zylindrischen Rohrabschnitt bereitgestellt. Dieser ist endseitig durch jeweils ein Bodenteil verschlossen. Die Bodenteile sind mit dem Rohrabschnitt überlappend verbunden. Dieses erlaubt, die Bodenteile mit dem Rohrabschnitt beispielsweise zu verschrauben. Eines der Bodenteile ist Teil der Wärmetauschereinheit des Wasserstoffspeichertanks und verfügt über Durchleitungen für jeweils zumindest eine Zu- und Ableitung für ein Wärmetauscherfluid, beispielsweise Wasser. An dieses Bodenteil sind eine oder mehrere Wärmetauscherelemente angeschlossen und bilden mit diesem Bodenteil eine Einheit. Daher kann bei dieser Konzeption die gesamte Wärmetauschereinheit mittels ihres Bodenteils an den den eigentlichen Behälterhohlraum einfassenden Rohrabschnitt, beispielsweise durch eine Verschraubung angeschlossen werden. Hierzu bedarf es lediglich eines Einsteckens des oder der an dieses Bodenteil angeschlossenen Wärmetauscherelemente in den Rohrabschnitt und des Erstellens der Verbindung zwischen dem Bodenteil und dem Rohrabschnitt. Der eigentliche Zusammenbau der Wärmetauschereinheit erfolgt außerhalb des Behälterrohrabschnittes. Anschließend wird von durch das noch geöffnete andere Rohrabschnittende das Wasserstoffspeicherlegierungspulver zwischen die den Wärmetauscherelementen zugeordneten Wärmetauscherflächen eingefüllt, bevor das andere Bodenteil zum Verschließen des Tanks mit dem Rohrabschnitt verbunden wird. Gemäß einer Ausgestaltung trägt dieses zweite Bodenteil ein für die Befüllung und die Entnahme von Wasserstoff dienendes Wasserstoffventil.
  • In Längserstreckung des Wasserstoffspeichertanks verfügt die Wärmetauschereinheit über ein oder mehrere vorzugsweise stranggepresste Wärmetauscherelemente. Für den Fall, dass mehrere Wärmetauscherelemente vorgesehen sind, erfolgt die Teilung derselben in Längsrichtung des Wasserstoffspeichertanks und nicht in Querrichtung dazu. Damit können alle Wärmetauscherelemente unmittelbar an das Bodenteil angeschlossen werden. Das oder die Wärmetauscherelemente sind vorzugsweise Strangpressprodukte, hergestellt etwa aus einer Aluminiumlegierung. Dieses hat zum Vorteil, dass Teil eines solchen Strangpressproduktes ein oder mehrere Fluidkanäle für die Wärmetauscherfluidführung bereits beim Strangpressen ausgebildet werden können. Ein Einsatz von zusätzlichen, in die Wärmetauscherelemente eingesetzten Röhren ist daher nicht notwendig. Damit werden durch das oder die Wärmetauscherelemente die Fluidkanalwegsamkeiten ohne zusätzliche Maßnahmen beim Herstellen derselben durch Strangpressen ausgebildet. Hierdurch ist nicht nur eine Montage erleichtert, sondern insbesondere auch ein Wärmeübergang von den Wärmetauscherelementen auf das in einem solchen Fluidkanal geführte Fluid verbessert. Die wenigstens zwei Fluidkanäle des oder der Wärmetauscherelemente sind an ihrem freien Ende durch eine Verbindungsleitung miteinander verbunden. Dieses hat zum Vorteil, dass dann die Zu- und Abgänge für das Wärmetauscherfluid an ein und demselben Bodenteil angeordnet sind. Die Fluidkanalführung in dem oder den Wärmetauscherelementen kann im einfachsten Fall zwei Fluidkanäle aufweisen, die an dem freien Ende des oder Wärmetauscherelemente miteinander in Verbindung stehen. Ebenfalls ist es möglich, einen zentralen Fluidkanal und mehrere vom Durchmesser her kleinere Fluidkanäle vorzusehen, die an dem freien Ende des oder Wärmetauscherelemente in den zentralen Fluidkanal münden. Bei einer solchen Ausgestaltung bilden die im Durchmesser kleineren Fluidkanäle die Zuführleitungen und der zentrale Kanal die Ableitung. Zugeführt wird entweder kaltes Wärmetauscherfluid, um bei Befüllen des Wasserstoffspeichertanks mit Wasserstoff die dabei entstehende Wärme abzuführen oder es wird warmes Wärmetauscherfluid zum Freisetzen von gespeichertem Wasserstoffs zugeführt. Das erwärmte oder abgekühlte und daher nur mit verringerter Wärmetauscherwirkung vorhandene Fluid wird über den zentralen Kanal abgeführt. Auch ist es möglich, mehrere paarweise Zu- und Ableitungen vorzusehen.
  • Die Ausbildung des oder der Wärmetauscherelemente als Strangpressprodukte erlaubt eine Ausbildung derselben in quasi beliebiger Länge. Da auch der Rohrabschnitt quasi beliebige Längen aufweisen kann, können ohne Mehraufwand Wasserstoffspeichertanks quasi beliebiger Länge hergestellt werden. Damit kann ein zum Beispiel in einem Kraftfahrzeug zur Verfügung stehender Bauraum durch Anordnen mehrerer einzelner Wasserstoffspeichertanks gleichen Durchmessers optimal genutzt werden.
  • Die Bodenteile, der Rohrabschnitt sowie das oder die Wärmetauscherelemente sind vorzugsweise aus unterschiedlichen Aluminiumlegierungen hergestellt. Für den Rohrabschnitt wird man eine hochfeste, gleichwohl strangpressfähige Aluminiumlegierung einsetzen. Bei den beiden Bodenteilen handelt es sich typischerweise um bezüglich ihrer Grundstruktur geschmiedete oder gegossene Produkte. Auch diesbezüglich wird man eine den Festigkeitsanforderungen genügende Aluminiumlegierung einsetzen. Zur Ausbildung des oder der Wärmetauscherelemente wird man dagegen eine Aluminiumlegierung verwenden, mit der sich auch filigrane Wärmetauscherelemente strangpressen lassen.
  • Das oder die Wärmetauscherelemente weisen vorzugsweise in einer radialen Anordnung zu dem oder den Fluidkanälen abragende Rippen auf. Bei diesen Rippen kann es sich um Rippen erster Ordnung handeln, an denen wiederum Rippen zweiter Ordnung angeformt sind. Die Materialdicke der Rippen erster Ordnung ist typischerweise größer als diejenige der Rippen zweiter Ordnung. Dieses dient dem Zweck, eine ausreichende Querschnittsfläche bereitzustellen, um die von den Rippen zweiter Ordnung empfangene Wärme beim Befüllen des Wasserstoffspeichertanks an das durch den Fluidkanal geförderte Wärmetauscherfluid weiterzuleiten. Bei dieser Ausgestaltung wird das Konzept verfolgt, die Querschnittsfläche der aneinander angeformten Rippen oder anderweitiger Strukturen zum Fluidkanal hin größer werden zu lassen. Selbstverständlich ist es möglich, an den Rippen zweiter Ordnung weitere Rippen in weiteren Ordnungen anzuformen. Durch eine derartige Ausgestaltung wird auch die zugeführte Wärme bei einer gewünschten Entnahme von Wasserstoff rasch dem gesamten Metallhydrid zugeführt.
  • Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:
  • 1: einen Längsschnitt durch einen Wasserstoffspeichertank,
  • 2: einen Querschnitt durch den Wasserstoffspeichertank der 1 entlang der Linie A–B,
  • 3: einen Querschnitt durch einen weiteren Wasserstoffspeichertank entsprechend dem Querschnitt der 2 und
  • 4: einen Querschnitt durch noch einen weiteren Wasserstoffspeichertank entsprechend dem Querschnitt der 2.
  • Ein Wasserstoffspeichertank 1 ist modular aufgebaut, und zwar bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem zylindrischen Rohrabschnitt 2 und zwei den Rohrabschnitt 2 endseitig verschließenden Bodenteilen 3, 4. Bei dem Rohrabschnitt 2 handelt es sich um den Abschnitt eines mit einer größeren Länge stranggepressten Ringprofils. Die Enden des Rohrabschnitts 2 sind spanend zum Anschließen der Bodenteile 3, 4 bearbeitet. Im Zuge dieser spanenden Bearbeitung ist in die Endabschnitte des Rohrabschnitts 2 jeweils ein Innengewinde eingeschnitten worden. Der Rohrabschnitt 2 ist aus einer hochfesten Aluminiumlegierung hergestellt worden, damit dieser den Druckanforderungen genügt. Der Rohrabschnitt 2 fasst im Wesentlichen den eigentlichen zur Nutzung zur Verfügung stehenden Hohlraum des Wasserstoffspeichertanks 1 ein.
  • Teil des Wasserstoffspeichertanks 1 ist eine Wärmetauschereinheit 5. Teil der Wärmetauschereinheit 5 ist wiederum das Bodenteil 3. Das Bodenteil 3 dient als Träger für ein innerhalb des Rohrabschnitts 2 angeordnetes Wärmetauscherelement 6. Bei dem Wärmetauscherelement 6 handelt es sich um ein Aluminiumstrangpressprodukt, dessen Querschnittsgeometrie aus der Schnittdarstellung der 2 erkennbar ist. Das Wärmetauscherelement 6 verfügt über zwei Fluidkanäle 7, 8, die am freien, von dem Bo denteil 3 wegweisenden Ende des Wärmetauscherelements 6 über eine U-förmig ausgeführte Verbindungsleitung 9 miteinander verbunden sind. Zum Herstellen der Verbindung werden Anschlussverschraubungen 10, 11 verwendet, die unmittelbar in die Fluidkanäle 7 bzw. 8 eingeschraubt sind. Je nachdem wie die Wärmetauschereinheit 5 betrieben ist, ist entweder der Fluidkanal 7 oder der Fluidkanal 8 an die Zuleitung und der andere Fluidkanal 8 bzw. 7 an die Ableitung angeschlossen. Das Wärmetauscherelement 6 ist über zwei Anschlusshülsen 12, 13 an das Bodenteil 3 angeschlossen. Die Anschlusshülse 12 – die Anschlusshülse 13 ist identisch aufgebaut – verfügt über einen Stützflansch 14, der unter Zwischenschaltung eines Dichtringes 15 an der Außenseite 16 des Bodenteils 3 abgestützt ist. Die Anschlusshülse 12 verfügt über einen hülsenförmigen, das Bodenteil 3 durchgreifenden Rohrabschnitt 17. Der Rohrabschnitt 17 ist an der Innenseite des Bodenteils 3 aus diesem herausgeführt und mit einem Außengewinde in den Fluidkanal 8 eingeschraubt. Damit ist das Wärmetauscherelement 6 starr mit dem Bodenteil 3 verbunden, wodurch die Wärmetauschereinheit 5 insgesamt eine gegenständliche Einheit bildet. Die Anschlusshülsen 12, 13 weisen außenseitig eine Geometrie zum Anschließen einer Wärmefluidzu- bzw. Wärmefluidableitung auf.
  • Das Wärmetauscherelement 6 verfügt, wie aus 2 ersichtlich, über radial an den einen Fluidkanal 7, 8 bildenden Wandbereich 18 über daran in radialer Richtung angeformte Rippen 19, 20. Die Rippen 19 weisen eine größere Materialstärke auf als die Rippen 20 auf, da an diese weitere Rippen 21 angeformt sind. Daher können die Rippen 19 als Rippen erster Ordnung und die daran angeformten Rippen 21 als Rippen zweiter Ordnung angesprochen werden. Die Anordnung der Rippen 19, 20, 21 dient dem Zweck, eine große Oberfläche bereitzustellen, über die Wärme von zwischen den Rippen 19, 20, 21 befindlichem Wasserstoffspeicherlegierungspulver abgeführt oder dem beim Befüllen entstandenen Metallhydrid zum Freisetzen von Wasserstoff Wärme zugeführt wird. Günstig auf eine rasche Wärmeabfuhr bzw. -zufuhr ist zudem, die Rippen konisch auszuführen, und zwar in Richtung zu den Fluidkanälen bzw. den die Fluidkanäle einfassenden Bereiche 18 mit einer zunehmenden Materialstärke. Die gute Wärmeleitfähigkeit des eingesetzten Werkstoffes Aluminium wirkt sich günstig auf eine rasche Wärmeab- bzw. Wärmezufuhr aus.
  • Das Bodenteil 3 trägt umfänglich ein Außengewinde und wird mit diesem in das komplementäre Innengewinde des einen Endes des Rohrabschnitts 2 verschraubt. In diesen Anschluss ist ein Dichtring 22 eingeschaltet.
  • Das Bodenteil 4 ist in gleicher Weise wie das Bodenteil 3 auf das andere Ende des Rohrabschnitts 2 zum Verschließen desselben aufgeschraubt. Das Bodenteil 4 trägt ein Wasserstoffventil 23 zum Zuführen von Wasserstoff zum Befüllen des Wasserstoffspeichertanks 1 sowie zu Entnahme von Wasserstoff. Dem Wasserstoffventil 23 sind die notwendigen Sicherheitseinrichtungen zugeordnet. Diese sind der Einfachheit halber in der 1 nicht gezeigt.
  • Zum Erstellen des Wasserstoffspeichertanks 1 wird in einem ersten Schritt die Wärmetauschereinheit 5 montiert und anschließend mit dem einen Ende des Rohrabschnitts 2 verschraubt. In das noch offene andere Ende des Rohrabschnitts 2 wird anschließend das für die Wasserstoffspeicherung vorgesehene Wasserstoffspeicherlegierungspulver eingefüllt, so dass die Zwischenräume zwischen den Rippen 19, 20, 21 des Wärmetauscherelements 6 gefüllt sind. Dann wird das Bodenteil 4 zum Verschließen des Wasserstoffspeichertanks mit dem diesbezüglichen Ende des Rohrabschnitts 2 verschraubt.
  • Zum Verschrauben der Bodenteile 3, 4 mit dem Rohrabschnitt 2 verfügen diese außenseitig über Schlüsselflächen; bei dem Bodenteil 4 ist eine solche mit dem Bezugszeichen 24 gekennzeichnete Schlüsselfläche zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels erkennbar.
  • 3 zeigt in einem Querschnitt einen weiteren Wasserstoffspeichertank 25, der grundsätzlich identisch aufgebaut ist wie der Wasserstoffspeichertank 1 der 1 und 2. Im Unterschied zu dem Wasserstoffspeichertank 1 verfügt die Wärmetauschereinheit dieses Wasserstoffspeichertanks 25 über zwei identische Wärmetauscherelemente 26, die einander ergänzend das Wärmetauscherelement dieses Wasserstoffspeichertanks 25 bilden. Die Wärmetauscherelemente 26 sind prinzipiell aufgebaut wie das Wärmetauscherelement 6 des Wasserstoffspeichertanks 1. Die Wärmetauscherelemente 26 lassen sich werkzeugtechnisch leichter durch Strangpressen herstellen als das Wärmetauscherelement 6. Gleichfalls ermöglicht dieses die Erstellung von im Durchmesser größerer Wärmetauscherelemente.
  • 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung von Wärmetauscherelementen 27, die zusammen ein funktionales Wärmetauscherelement in einem weiteren Wasserstoffspeichertank 28 bilden. Zur Vergrößerung der Oberfläche sind die Rippen der Wärmetauscherelemente 27 bzw. einzelne Rippen gewellt ausgebildet.
  • Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Inhalt des unabhängigen Anspruchs zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, den beanspruchten Wasserstoffspeichertank auszubilden.
    • 1
    Wasserstoffspeichertank
    2
    Rohrabschnitt
    3
    Bodenteil
    4
    Bodenteil
    5
    Wärmetauschereinheit
    6
    Wärmetauscherelement
    7
    Fluidkanal
    8
    Fluidkanal
    9
    Verbindungsleitung
    10
    Anschlussverschraubung
    11
    Anschlussverschraubung
    12
    Anschlusshülse
    13
    Anschlusshülse
    14
    Stützflansch
    15
    Dichtring
    16
    Außenseite
    17
    Rohrabschnitt
    18
    Wandbereich
    19
    Rippe
    20
    Rippe
    21
    Rippe
    22
    Dichtring
    23
    Wasserstoffventil
    24
    Schlüsselfläche
    25
    Wasserstoffspeichertank
    26
    Wärmetauscherelement
    27
    Wasserstoffspeichertank
    28
    Wärmetauscherelement
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6708546 B2 [0003]

Claims (12)

  1. Wasserstoffspeichertank umfassend einen äußeren Druckbehälter und eine Wärmetauschereinheit (5) mit wenigstens einem in dem Behälter angeordneten Wärmetauscherelement (6, 26, 28), welcher Druckbehälter neben dem zumindest einen Wärmetauscherelement (6, 26, 28) mit einem zur Wasserstoffspeicherung geeigneten metallischen Wasserstoffspeicherlegierungspulver zum Speichern von Wasserstoffgas gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckbehälter mehrteilig aufgebaut ist und über einen den eigentlichen Behälterhohlraum bereitstellenden Rohrabschnitt (2) und jeweils ein den Rohrabschnitt (2) endseitig verschließendes Bodenteil (3, 4) verfügt, welche Bodenteile (3, 4) zu ihrer Verbindung mit dem Rohrabschnitt (2) mit einem Abschnitt in den Rohrabschnitt (2) eingreifen oder diesen umfassen, wobei eines der Bodenteile (4) ein Wasserstoffventil (23) trägt oder das Wasserstoffventil dieses Bodenteil bildet und wobei das andere Bodenteil (3) mit Durchleitungen für die zumindest eine Zu- und Ableitung des dem zumindest einen Wärmetauscherelement (6, 26, 28) zugeführten und von diesem abgeführten Wärmetauscherfluids Teil der Wärmetauschereinheit (5) ist und das oder die der Wärmetauschereinheit (5) zugehörigen Wärmetauscherelemente (6, 26, 28) an dieses Bodenteil (3) angeschlossen sind.
  2. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenteile (3, 4) über einen in den Rohrabschnitt (2) hineinragenden Gewindering mit einem Außengewinde verfügen, mit dem das jeweilige Bodenteil (3, 4) mit dem Rohrabschnitt (2) verschraubt ist.
  3. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung zwischen den Bodenteilen (3, 4) und dem Rohrabschnitt (2) ein oder mehrere Dichtringe (22) eingeschaltet sind.
  4. Wasserstoffspeichertank nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass das oder die Wärmetauscherelemente (6) mittels zumindest einer das der Wärmetauschereinheit (5) zugehörige Bodenteil (3) durchgreifenden und sich außenseitig auf diesem abstützenden, eine Durchleitung durch dieses Bodenteil (3) bildende Anschlusshülse (12, 13) angeschlossen sind, die mit ihrem aus dem Bodenteil (3) innenseitig herausragenden Abschnitt in einen Fluidkanal (7, 8) eines Wärmetauscherelements (6) eingeschraubt ist.
  5. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusshülse (12, 13) über einen Stützflansch (14) zur Abstützung an der Außenseite (16) des Bodenteils (3) verfügt.
  6. Wasserstoffspeichertank nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Wärmetauscherelemente (6, 26, 28) stranggepresste Metallkörper sind, deren Längserstreckung der Längsachse des Rohrabschnitts (2) folgt.
  7. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Wärmetauscherelemente (6, 26, 28) in Summe wenigstens zwei Fluidkanäle (7, 8) aufweisen, die an ihrem freien Ende durch eine Verbindungsleitung (9, 10, 11) miteinander verbunden sind.
  8. Wasserstoffspeichertank nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (2), die Bodenteile (3, 4) und das zumindest eine Wärmetauscherelement (6, 26, 28) aus Aluminiumlegierungen hergestellt sind.
  9. Wasserstoffspeichertank nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die Wärmetauscherelemente (6, 26, 28) ausgehend von einem Fluidkanal (7, 8) in radialer Richtung von dessen äußerer Mantelfläche abragende Rippen (19) erster Ordnung aufweisen, an die insgesamt oder teilweise wiederum Rippen (21) zweiter Ordnung angeformt sind.
  10. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (19) erster Ordnung eine größere Materialstärke aufweisen als die Rippen (21) zweiter Ordnung.
  11. Wasserstoffspeichertank nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle Rippen einen gewellten Querschnitt aufweisen.
  12. Wasserstoffspeichertank nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass einzelne oder alle Rippen eine konische Querschnittsfläche aufweisen, und zwar in Richtung zu den Fluidkanälen mit einer zunehmenden Materialstärke.
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