ES2932868T3 - Dispositivo de depósito para almacenamiento de un medio gaseoso - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo de depósito (1) para un medio gaseoso, que comprende un dispositivo de válvula (2) y un depósito (10), en el que el dispositivo de válvula (2) tiene una carcasa de válvula (20) con un eje longitudinal (11). . La carcasa de válvula (20) está equipada con una cámara interior (7), en la que está dispuesto un elemento de válvula principal (16) de manera móvil a lo largo del eje longitudinal (11), interactuando dicho elemento de válvula principal (16) con un primer asiento de válvula (40) y formando así una válvula principal (43). Un elemento de válvula de accionamiento (18) que se puede mover a lo largo del eje longitudinal (11) está dispuesto coaxialmente al elemento de válvula principal (16), interactuando dicho elemento de válvula de accionamiento (18) con un segundo asiento de válvula (41) para abrir y cerrar una abertura de entrada (160) y formar así una válvula de accionamiento (44). El dispositivo de válvula (2) comprende además una bobina magnética (14). Es más, (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de depósito para almacenamiento de un medio gaseoso
La invención se refiere a un dispositivo de depósito para un depósito de celda de combustible, en particular, para el almacenamiento de hidrógeno, por ejemplo, para la aplicación en vehículos con accionamiento de celda de combustible.
Estado de la técnica
El documento DE 102018209057 A1 no publicado previamente describe un dispositivo de depósito para la descarga de presión de temperatura de un depósito de celda de combustible, en donde el dispositivo de depósito comprende contenedores de depósito con distintas válvulas como, por ejemplo, una válvula de cierre que garantizan un modo de funcionamiento correcto, por ejemplo, de un sistema de celda de combustible. El documento US 6675831 B2 muestra un dispositivo de depósito para el almacenamiento de un medio gaseoso.
Los dispositivos de seguridad para un dispositivo de depósito de este tipo están estandarizados. A este respecto, cada dispositivo de depósito debe presentar dicha válvula de cierre. Así, la válvula de cierre, en caso de daño del dispositivo de depósito provocado por un accidente del vehículo con accionamiento de celda de combustible, o en caso de rotura de un conducto del dispositivo de depósito, puede cerrar los contenedores de depósito de modo que no pueda salir gas alguno de la unidad de almacenamiento.
Normalmente tales válvulas de cierre presentan una alimentación de gas y una salida de gas que según el tipo de construcción presenta un ángulo de aproximadamente 90 grados entre sí. Además, debido a su construcción presentan una gran masa y grandes dimensiones exteriores que, en el caso de un accidente debido a las altas fuerzas de aceleración y deformaciones que se producen en la propia válvula de cierre y en su unión a los contenedores de depósito, puede llevar a fugas o incluso a la rotura de la válvula de cierre.
Ventajas de la invención
Por el contrario, el dispositivo de depósito de acuerdo con la invención con las características caracterizadoras de la reivindicación 1 presenta la ventaja de que mediante la construcción rotacionalmente simétrica de la válvula de cierre integrada en el dispositivo de depósito se aumenta la robustez del dispositivo de depósito.
Para ello, el dispositivo de depósito para almacenamiento de un medio gaseoso, por ejemplo, hidrógeno, presenta un dispositivo de válvula y un depósito. El dispositivo de válvula presenta una carcasa de válvula con un eje longitudinal, carcasa de válvula en la que está configurado un espacio interno. En el espacio interno está dispuesto un elemento de válvula principal móvil a lo largo del eje longitudinal, elemento de válvula principal que coopera con un primer asiento de válvula y configura así una válvula principal. Coaxialmente al elemento de válvula principal está dispuesto un elemento de válvula de control móvil a lo largo del eje longitudinal, elemento de válvula de control que para abrir y cerrar una abertura de entrada coopera con un segundo asiento de válvula y así configura una válvula de control. El dispositivo de válvula comprende, por lo demás, una bobina magnética. Además, la abertura de entrada está dispuesta coaxialmente a una abertura de salida en la carcasa de válvula, por lo que a través del dispositivo de válvula puede entrar y salir flujo de manera axial al eje longitudinal. Por lo demás, la bobina magnética está dispuesta en la carcasa de válvula y rodea el elemento de válvula principal y el elemento de válvula de control.
Así, con una construcción sencilla puede lograrse un ahorro de costos gracias a una reducción de material. Por lo demás, esto puede reducir las dimensiones y la masa del dispositivo de válvula. Esto lleva a una estanqueidad y robustez más elevadas del dispositivo de válvula, en particular, en el caso de un accidente.
En un primer perfeccionamiento ventajoso está previsto que el segundo asiento de válvula esté configurado en el elemento de válvula principal. Ventajosamente, el primer asiento de válvula está configurado en la carcasa de válvula.
Así, el elemento de válvula principal y el elemento de válvula de control pueden integrarse con una construcción sencilla en el dispositivo de válvula.
En un diseño adicional de la invención está previsto ventajosamente que el elemento de válvula de control esté alojado al menos parcialmente en una entalladura del elemento de válvula principal. Así puede lograrse un modo de funcionamiento óptimo de todo el dispositivo de válvula asociado a una menor demanda de espacio de construcción.
En un perfeccionamiento ventajoso está previsto que una sección transversal de flujo en el primer asiento de válvula sea mayor que una sección transversal de flujo en el segundo asiento de válvula. Así, de manera sencilla el elemento de válvula de control puede controlarse a través de la bobina magnética sin la necesidad de una fuerza magnética elevada. Si el segundo asiento de válvula está abierto, entonces al reducirse las diferencias de presión en el depósito y en un sistema dispuesto fuera del dispositivo de depósito puede garantizarse una abertura sencilla del primer asiento de válvula sin fuerzas externas adicionales.
En un diseño adicional de la invención está previsto que el depósito presente una región de cuello, región de cuello en la que está configurada una abertura de paso y abertura de paso que desemboca en el espacio interno de depósito, en donde el dispositivo de válvula está dispuesto en la abertura de paso. Así la robustez de todo el dispositivo de depósito puede garantizarse dado que mediante la integración del dispositivo de válvula en el depósito puede lograrse una elevada estabilidad. También en el caso de un accidente el dispositivo de válvula está protegido de influencias externas.
En un perfeccionamiento ventajoso está previsto que el espacio interno de la carcasa de válvula pueda conectarse por medio de la abertura de entrada con el espacio interno de depósito. Así el dispositivo de válvula puede transportar de manera sencilla medio gaseoso del depósito o hacia el depósito.
En un perfeccionamiento ventajoso está previsto que el espacio interno esté dividido por el elemento de válvula principal y el elemento de válvula de control en un espacio de válvula principal y un espacio de válvula de control, espacio de válvula principal y espacio de válvula de control que pueden conectarse entre sí por medio del primer asiento de válvula y del segundo asiento de válvula. Ventajosamente, el elemento de válvula de control presenta al menos un orificio transversal, orificio transversal a través del cual una entalladura del elemento de válvula de control puede conectarse con el espacio de válvula de control.
En un diseño adicional de la invención está previsto que en la entalladura del elemento de válvula de control esté dispuesto un resorte de válvula de control, resorte de válvula de control a través del cual el elemento de válvula de control está pretensado en la dirección del segundo asiento de válvula.
En un perfeccionamiento ventajoso está previsto que en el espacio interno esté dispuesto un resorte de válvula principal, resorte de válvula principal que aplica al elemento de válvula principal una fuerza en la dirección del elemento de válvula de control - en la dirección contraria a la fuerza del resorte de válvula de control.
En un perfeccionamiento ventajoso, la fuerza del resorte de válvula principal es menor que la fuerza del resorte de válvula de control. En caso contrario, el resorte de válvula principal ejercería una presión sobre el resorte de válvula de control y el primer asiento de válvula y el segundo asiento de válvula estarían desbloqueados también sin el control a través de la bobina magnética. Sin embargo, si la fuerza del resorte de válvula principal es menor que la fuerza del resorte de válvula de control queda garantizada la estanqueidad en el primer asiento de válvula y el segundo asiento de válvula.
En un diseño adicional de la invención está previsto ventajosamente que en la carcasa de válvula estén dispuestos elementos de estanqueidad, elementos de estanqueidad a través de los cuales la bobina magnética está cerrada de forma estanca con respecto al espacio interno de la carcasa de válvula. Así puede lograrse un modo de funcionamiento óptimo de la bobina magnética.
El dispositivo de depósito descrito es adecuado preferentemente en una disposición de celda de combustible para el almacenamiento de hidrógeno para el funcionamiento de una celda de combustible.
Dibujos
En el dibujo están representados ejemplos de realización de un dispositivo de depósito de acuerdo con la invención para el almacenamiento de un medio gaseoso, en particular, hidrógeno. Muestra en la
Fig. 1 un primer ejemplo de realización de un dispositivo de depósito de acuerdo con la invención con un dispositivo de válvula en corte longitudinal,
Fig. 2 el dispositivo de válvula de la Fig.1 en corte longitudinal,
Fig. 3 un segundo ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención en la región del dispositivo de válvula en corte longitudinal,
Fig. 4 un tercer ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención en la región del dispositivo de válvula en corte longitudinal,
Fig. 5 un cuarto ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención en la región del dispositivo de válvula en corte longitudinal.
Descripción de los ejemplos de realización
En la Fig.1 se muestra un primer ejemplo de realización de un dispositivo de depósito 1 de acuerdo con la invención para un medio gaseoso. El dispositivo de depósito 1 presenta un depósito 10 y un dispositivo de válvula 2. El depósito 10 presenta una carcasa de depósito 47 en la que está configurado un espacio interno de depósito 100. La carcasa de depósito 47 comprende además una región de cuello 6 en la que está configurada una abertura de paso 4. Esta abertura de paso 4 desemboca en un extremo en el espacio interno de depósito 100 en el que puede almacenarse medio gaseoso, por ejemplo, hidrógeno.
En el otro extremo de la región de cuello 6 el dispositivo de válvula 2 está dispuesto en la abertura de paso 4 del depósito 10 y está integrado en la carcasa de depósito 47 del depósito 10. La región de cuello 6 se rodea además de un elemento de envoltura 12 de modo que el dispositivo de válvula 2 y el espacio interno de depósito 100 están cerrados de forma estanca frente a un entorno 50.
Así puede alimentarse medio gaseoso, en particular, hidrógeno, por ejemplo, a una región de ánodo de una celda de combustible en una disposición de celda de combustible a través del dispositivo de válvula 2 desde el espacio interno de depósito 100 a través de un canal de paso 80 en el elemento de envoltura 12.
La Fig.2 muestra un fragmento ampliado de la Fig.1 en la región del dispositivo de válvula 2.
El dispositivo de válvula 2 presenta una carcasa de válvula 20 con un eje longitudinal 11 en el que está configurado un espacio interno 7 en forma de escalón. El dispositivo de válvula 2 presenta en la carcasa de válvula 20 una abertura de entrada 28 y una abertura de salida 30, en donde la abertura de entrada 28 desemboca en la abertura de paso 4 del depósito 10 en la región de cuello 6. Tanto la entrada como la salida de flujo del dispositivo de válvula 2 se realiza, en este caso, axialmente al eje longitudinal 11 del dispositivo de válvula 2.
Por lo demás, en la carcasa de válvula 20 está alojada e integrada una bobina magnética 14, en donde la bobina magnética 14 por medio de un elemento de apoyo 22 está fijada en la carcasa de válvula 20 y mediante un elemento de estanqueidad 32 está cerrada de forma estanca en el elemento de apoyo 22 contra el espacio interno 7.
En el espacio interno 7 está dispuesto un elemento de válvula principal 16 móvil a lo largo del eje longitudinal 11 y coaxialmente a este está dispuesto un elemento de válvula de control 18 que puede moverse longitudinalmente. El elemento de válvula principal 16 y el elemento de válvula de control 18 dividen el espacio interno 7 en un espacio de válvula principal 25 y un espacio de válvula de control 27. El espacio de válvula principal 25 desemboca a este respecto en la abertura de salida 30, mientras que el espacio de válvula de control 27 desemboca en la abertura de entrada 28.
Entre la carcasa de válvula 20, el elemento de válvula principal 16 y el elemento de válvula de control 18 está configurado un espacio anular 38 externo, a través del cual el espacio de válvula de control 27 puede conectarse con la abertura de salida 30.
El elemento de válvula principal 16 configura junto con un primer asiento de válvula 40 en la carcasa de válvula 20 una válvula principal 43, por lo que puede abrirse y cerrarse una conexión entre el espacio de válvula principal 25 y el espacio de válvula de control 27. Por lo demás, el elemento de válvula principal 16 presenta una abertura de paso 160 que desemboca en el espacio de válvula principal 25.
El elemento de válvula de control 18 configura una válvula de control 44 junto con un segundo asiento de válvula 41 que está configurado en el elemento de válvula principal 16. Mediante la válvula de control 44 puede abrirse y cerrarse una conexión adicional entre el espacio de válvula principal 25 y el espacio de válvula de control 27 a través de la abertura de paso 160.
Una sección transversal de flujo del medio gaseoso en el primer asiento de válvula 40 es mayor a este respecto que una sección transversal de flujo del medio gaseoso en el segundo asiento de válvula 41 dado que el diámetro del espacio de válvula principal 25 configurado cilíndrico es mayor que el diámetro de la abertura de paso 160 cilíndrica.
Por lo demás, el elemento de válvula de control 18 presenta una entalladura 45 que está conectada a través de orificios transversales 180 y una abertura 46 con el espacio de válvula de control 27. En la entalladura 45 está dispuesto además un resorte de válvula de control 26 que se apoya, por un lado, en la carcasa de válvula 20 y, por otro lado, en el elemento de válvula de control 18 y que presiona el elemento de válvula de control 18 en la dirección del segundo asiento de válvula 41.
En el espacio de válvula principal 25 está dispuesto un resorte de válvula principal 24 que, por un lado, se apoya en la carcasa de válvula 20 y, por otro lado, en el elemento de válvula principal 16 y que aplica en el elemento de válvula principal 16 una fuerza en la dirección del segundo asiento de válvula 41.
La carcasa de válvula 20 está configurada en este caso de varias piezas de modo que la bobina magnética 14 está alojada e integrada entre la carcasa de válvula 20 de varias piezas. La carcasa de válvula 20 y el elemento de válvula de control 18 se fabrican con un material ferromagnético mientras que el elemento de válvula principal 16 y el elemento de apoyo 22 se fabrican con material no ferromagnético.
Para mejorar la estanqueidad a los gases el elemento de válvula principal 16 se fabrica ventajosamente con plástico.
En una realización alternativa, el elemento de válvula principal 16 se fabrica con un material metálico, no magnético.
Para mejorar la estanqueidad a los gases en una realización alternativa están dispuestos elementos de estanqueidad elásticos en el primer asiento de válvula 40 y en el segundo asiento de válvula 41.
Modo de funcionamiento del dispositivo de válvula
En caso de una bobina magnética 14 no alimentada con corriente el primer asiento de válvula 40 y el segundo asiento de válvula 41 están cerrados mediante la fuerza del resorte de válvula de control 26 de modo que las conexiones entre el espacio de válvula principal 25 y el espacio de válvula de control 27 están cerradas. Por consiguiente, tampoco puede fluir ningún medio gaseoso desde el espacio interno de depósito 100 a través de la abertura de entrada 28 y la abertura de salida 30 en la dirección de un sistema, por ejemplo, la disposición de celda de combustible. En el espacio interno de depósito 100 reina alta presión de por ejemplo 700 bar. En la disposición de celda de combustible, en cambio, reina baja presión.
Si la bobina magnética 14 se alimenta de corriente entonces se genera una fuerza magnética sobre el elemento de válvula de control 18 que está orientada en la dirección contraria a la fuerza del resorte de válvula de control 26. Esto lleva a que el elemento de válvula de control 18 se levanta del segundo asiento de válvula 41 y lo desbloquea. La conexión entre el espacio de válvula principal 25 y el espacio de válvula de control 27 a través de la abertura de paso 160 y el espacio anular 38 externo está ahora desbloqueado. Ahora fluye medio gaseoso a través del segundo asiento de válvula 41 desde el espacio interno de depósito 100 en la dirección del sistema (véase flecha en la Fig.2). Esto sube la presión en el sistema, lo que tiene como consecuencia una reducción de la diferencia de presión en el elemento de válvula principal 16.
Sin embargo, la sección transversal de flujo en el segundo asiento de válvula 41 no es suficiente para suministrar medio gaseoso, en este caso, hidrógeno, a un sistema, por ejemplo, una disposición de celda de combustible, en todos los estados de funcionamiento.
Sin embargo, mediante la presión en creciente subida en el sistema esta se adapta casi a la presión en el espacio interno de depósito 100. Esto lleva a que con ayuda de la fuerza del resorte de válvula principal 24 el elemento de válvula principal 16 se levanta del primer asiento de válvula 40 y lo desbloquea. Por consiguiente, queda garantizado el suministro de hidrógeno de la celda de combustible dado que ahora adicionalmente al flujo de medios a través del segundo asiento de válvula 41 también a través del primer asiento de válvula 40 y el espacio anular 38 exterior puede fluir medio gaseoso desde el espacio interno de depósito 100 en la dirección del sistema.
Si la alimentación de hidrógeno a la celda de combustible debe interrumpirse, la bobina magnética 14 no se alimenta adicionalmente con corriente de modo que la fuerza magnética se debilita y el elemento de válvula de control 18 se mueve por medio de la fuerza del resorte de válvula de control 26 de nuevo en la dirección del segundo asiento de válvula 41 y lo cierra. El elemento de válvula de control 18 actúa, en este caso, como arrastrador para el elemento de válvula principal 16, de modo que también el primer asiento de válvula 40 se cierra de nuevo. Esto es posible dado que la fuerza del resorte de válvula principal 24 es menor que la fuerza del resorte de válvula de control 26 y el resorte de válvula de control 26, por consiguiente, ejerce una presión sobre el resorte de válvula principal 24.
El diámetro en el primer asiento de válvula 40 y la carrera del elemento de válvula principal 16 están diseñados ventajosamente de modo que la celda de combustible en todos los estados de funcionamiento se suministra con un flujo másico de hidrógeno suficiente. Además por ello, en el caso de un llenado del depósito 10 con medio gaseoso, en este caso hidrógeno, en el que la dirección de flujo discurre desde la abertura de salida 30 en la dirección de la abertura de entrada 28, el depósito 10 puede llenarse en poco tiempo, por ejemplo, en pocos minutos.
La Fig.3 muestra un segundo ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención 1 en la región del dispositivo de válvula 2. Los componentes con la misma función se han señalado con el mismo número de referencia.
El segundo ejemplo de realización se corresponde en estructura y modo de funcionamiento en su mayor medida con el primer ejemplo de realización. En este caso, están dispuestos elementos de estanqueidad 33 adicionales para cerrar la bobina magnética 14 de forma estanca contra el espacio interno 7 del dispositivo de válvula 2. Por lo demás, el elemento de válvula de control 18 presenta una entalladura adicional 37 para garantizar una unión neumática elevada cuando los asientos de válvula 40, 41 están abiertos.
La Fig.4 muestra un tercer ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención 1 en la región del dispositivo de válvula 2. Los componentes con la misma función se han señalado con el mismo número de referencia.
El tercer ejemplo de realización se corresponde en estructura y modo de funcionamiento en su mayor medida con el segundo ejemplo de realización. En este caso, la sección transversal del espacio de válvula de control 27 se ha agrandado para elevar la resistencia magnética, e impedir un cortocircuito magnético posible. Esto garantiza que las líneas de campo magnético no solo se establecen alrededor de la bobina magnética 14 y cierran un circuito magnético, sino que para la formación del circuito magnético es necesario el elemento de válvula de control 18. Esto garantiza un modo de funcionamiento correcto del dispositivo de válvula 2.
La Fig.5 muestra un cuarto ejemplo de realización del dispositivo de depósito de acuerdo con la invención 1 en la región del dispositivo de válvula 2. Los componentes con la misma función se han señalado con los mismos números de referencia.
El cuarto ejemplo de realización se corresponde en estructura y modo de funcionamiento en su mayor medida con el primer ejemplo de realización. A diferencia del ejemplo de realización, el elemento de válvula de control 18 no presenta en este caso ningún orificio transversal 180. Además, el elemento de válvula principal 16 presenta una entalladura 29 en la cual el elemento de válvula de control 18 está alojado parcialmente. El segundo asiento de válvula 41 está configurado en este caso, por consiguiente, en la entalladura 29 del elemento de válvula principal 16.
El dispositivo de depósito 1 no está limitado al uso en una disposición de celda de combustible, sino que puede emplearse también en otros sistemas, por ejemplo, en vehículos con combustible criogénico.
La dirección de flujo del hidrógeno del depósito 10 está representada mediante las flechas en las Fig.2 a Fig.5. Un llenado del depósito 10 con medio gaseoso, en este caso hidrógeno, gira la dirección de flujo del hidrógeno, el llenado se realiza por tanto en la dirección contraria a las flechas en las Fig.2 a Fig.5.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo de depósito (1) para el almacenamiento de un medio gaseoso, en particular hidrógeno, con un dispositivo de válvula (2) y un depósito (10), en donde el dispositivo de válvula (2) presenta una carcasa de válvula (20) con un eje longitudinal (11), carcasa de válvula (20) en la que está configurado un espacio interno (7), espacio interno (7) en el que está dispuesto un elemento de válvula principal (16) móvil a lo largo del eje longitudinal (11), elemento de válvula principal (16) que coopera con un primer asiento de válvula (40) y configura así una válvula principal (43), en donde coaxialmente al elemento de válvula principal (16) está dispuesto un elemento de válvula de control (18) móvil a lo largo del eje longitudinal (11), elemento de válvula de control (18) que coopera para abrir y cerrar una abertura de entrada (160) con un segundo asiento de válvula (41) y así configura una válvula de control (44), en donde el dispositivo de válvula (2) comprende una bobina magnética (14), caracterizado porque la abertura de entrada (28) está dispuesta coaxialmente a una abertura de salida (30) en la carcasa de válvula (20), por lo que a través del dispositivo de válvula (2) puede entrar o salir flujo axialmente al eje longitudinal (11) y la bobina magnética (14) está dispuesta en la carcasa de válvula (20) y rodea el elemento de válvula principal (16) y el elemento de válvula de control (18).
2. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo asiento de válvula (41) está configurado en el elemento de válvula principal (16).
3. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer asiento de válvula (40) está configurado en la carcasa de válvula (20).
4. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el elemento de válvula de control (18) está alojado al menos parcialmente en una entalladura (29) del elemento de válvula principal (16).
5. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque una sección transversal de flujo en el primer asiento de válvula (40) es mayor que una sección transversal de flujo en el segundo asiento de válvula (41).
6. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el depósito (10) presenta una región de cuello (6), región de cuello (6) en la que está configurada una abertura de paso (4) y abertura de paso (4) que desemboca en un espacio interno de depósito (100), en donde el dispositivo de válvula (2) está dispuesto en la abertura de paso (4).
7. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 6, caracterizado porque el espacio interno (7) de la carcasa de válvula (20) puede conectarse por medio de la abertura de entrada (28) con el espacio interno de depósito (100).
8. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espacio interno (7) está dividido por el elemento de válvula principal (16) y el elemento de válvula de control (18) en un espacio de válvula principal (25) y un espacio de válvula de control (27), espacio de válvula principal (25) y espacio de válvula de control (27) que pueden conectarse por medio del primer asiento de válvula (40) y del segundo asiento de válvula (41).
9. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 8, caracterizado porque el elemento de válvula de control (18) presenta al menos un orificio transversal (180), orificio transversal (180) a través del cual puede conectarse una entalladura (45) del elemento de válvula de control (18) con el espacio de válvula de control (27).
10. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 9, caracterizado porque en la entalladura (45) del elemento de válvula de control (18) está dispuesto un resorte de válvula de control (26), resorte de válvula de control (26) a través del cual el elemento de válvula de control (18) está pretensado en la dirección del segundo asiento de válvula (41).
11. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 10, caracterizado porque en el espacio interno (7) está dispuesto un resorte de válvula principal (24), resorte de válvula principal (24) que aplica en el elemento de válvula principal (16) una fuerza en la dirección del elemento de válvula de control (18) - en la dirección contraria a la fuerza del resorte de válvula de control (26).
12. Dispositivo de depósito (1) según la reivindicación 11, caracterizado porque la fuerza del resorte de válvula principal (24) es menor que la fuerza del resorte de válvula de control.
13. Dispositivo de depósito (1) según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la carcasa de válvula (20) están dispuestos elementos de estanqueidad (32, 33), elementos de estanqueidad (32, 33) a través de los cuales la bobina magnética (14) está cerrada de manera estanca con respecto al espacio interno (7) de la carcasa de válvula (20).
14. Disposición de celda de combustible con un dispositivo de depósito (1) para el almacenamiento de hidrógeno para el funcionamiento de una celda de combustible según una de las reivindicaciones anteriores.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019210514A1 (de) * 2019-07-17 2021-01-21 Robert Bosch Gmbh Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums und Verfahren zur Herstellung einer Tankvorrichtung
EP3951238A1 (en) * 2020-08-07 2022-02-09 AEREA S.p.A. Dual tank pneumatic valve
DE102020214214A1 (de) * 2020-11-12 2022-05-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums
DE102021207354A1 (de) * 2021-07-12 2023-01-12 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Magnetventil sowie Wasserstofftanksystem mit Magnetventil

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0429682A (ja) * 1990-05-22 1992-01-31 Yamato Sangyo Kk 感圧作動弁及びこれを用いた自動流路切替え装置
DE4332372A1 (de) * 1993-09-23 1995-03-30 Bosch Gmbh Robert Elektromagnetisch betätigbares Ventil, insbesondere für schlupfgeregelte hydraulische Bremsanlagen in Kraftfahrzeugen
CN2324353Y (zh) 1998-02-14 1999-06-16 王彩绒 管式电磁阀
DE19810212A1 (de) 1998-03-10 1999-09-16 Bosch Gmbh Robert Ventileinrichtung
DE10104622B4 (de) * 2001-02-02 2014-05-22 Robert Bosch Gmbh Hydraulisches Druckregelventil
JP2003090499A (ja) 2001-09-19 2003-03-28 Samtec Kk 高圧タンク装置
JP4558357B2 (ja) 2004-03-16 2010-10-06 本田技研工業株式会社 流体燃料充填方法
DE102004030427A1 (de) * 2004-06-24 2006-01-19 Robert Bosch Gmbh Ventilvorrichtung
JP4594149B2 (ja) * 2005-03-29 2010-12-08 本田技研工業株式会社 圧縮ガス貯蔵装置
US7441564B2 (en) * 2005-06-06 2008-10-28 Tescom Corporation Gas cylinder valve assembly
JP4072865B2 (ja) * 2006-03-02 2008-04-09 株式会社カワサキプレシジョンマシナリ 弁装置
DE102007043554A1 (de) * 2007-03-10 2008-09-11 Continental Teves Ag & Co. Ohg Ventilbaugruppe
DE102010002016A1 (de) 2010-02-17 2011-08-18 Robert Bosch GmbH, 70469 Magnetventil mit mehrteiligem Ventilkörper
DE102010002224A1 (de) 2010-02-23 2011-08-25 Robert Bosch GmbH, 70469 Magnetventil zum Steuern eines Fluids
US8561644B2 (en) * 2010-04-30 2013-10-22 Technologies Holdings Corp. Pulsator apparatus and method of operation
JP5762263B2 (ja) 2011-11-28 2015-08-12 本田技研工業株式会社 ガス供給システム
WO2013183871A1 (ko) * 2012-06-04 2013-12-12 영도산업 주식회사 유체 제어용 밸브 어셈블리
DE102013205624B4 (de) 2013-03-28 2015-07-09 Continental Automotive Gmbh Ventil zum Einblasen von gasförmigen Kraftstoffen für eine Brennstoffmaschine
DE102014000814B4 (de) * 2014-01-22 2022-09-08 Festo Se & Co. Kg Ventileinheit
DE102014208397A1 (de) 2014-05-06 2015-11-12 Robert Bosch Gmbh Ventil zum Steuern eines gasförmigen Mediums
DE102014018438A1 (de) * 2014-12-12 2016-06-16 Daimler Ag Ventileinrichtung zum Aufteilen eines Massenstroms eines Fluids sowie Wärmerückgewinnungsvorrichtung mit einer solchen Ventileinrichtung
GB201505481D0 (en) 2015-03-31 2015-05-13 Linde Ag Low power failsafe valve
JP2017150627A (ja) * 2016-02-26 2017-08-31 本田技研工業株式会社 高圧タンク用の弁機構及びそれを備えた弁装置
CN105570681B (zh) * 2016-03-15 2018-03-27 凯迈(洛阳)气源有限公司 一种阀座及使用该阀座的气瓶阀

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US20220034454A1 (en) 2022-02-03
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