JP2020524636A - 容積要素を有する動力車のタンク - Google Patents

Abstract

本発明は、動力車において液体を受け入れるための、具体的には燃料タンクであるタンクであって、液体を受け入れるための内部空間を形成する外壁と、具体的には空気である気体を受け入れるための、内部空間に配置された少なくとも１つの容積要素と、容積要素の容積を変化させるための、容積要素とタンクの周囲との間の気体案内回路と、容積要素を排出するとき、容積要素の屈曲における応力を最小限にするための少なくとも１つの安定化組立体とを備えているタンクに関する。

Description

本発明は、具体的には燃料である液体を受け入れるための動力車におけるタンクに関する。タンクは、変化可能な容積を伴う気体が充填された容積要素を有する。

燃料タンクからの炭化水素排出は、その環境への悪影響のため、可能な限り最大の範囲で回避されなければならない。炭化水素蒸気は、特に上昇した温度において、燃料における炭化水素の大きな分圧のため生じる。３つの重要な過程が、燃料タンクからの炭化水素蒸気の潜在的な漏れの原因になる。１つの過程は、タンクの外壁を通じての炭化水素分子の浸透である。この過程は広く理解されており、現在の解決策は排出の適切な低減をもたらしている。第２の過程は燃料補給の過程である。タンクを液体燃料で充填することは、タンクに存在する炭化水素で飽和した気体を置き換えることを必要とする。これらの気体を収集するために、大きな活性炭フィルタ（ACF）を使用する車搭載型燃料供給時蒸気回収装置（ORVR）、または、充填ステーションにおいて燃料補給ノズルを通じての吸引による気体の引き込みの２つの主な手法がある。第３に、いわゆる日中または駐車中の排出など、車両が駐車されているとき、または、内燃エンジンが動作していないとき、気体が周囲温度における変化のため排出される。これらの排出もまた、活性炭フィルタの適切な浄化処理が定期的に実行されるとき、活性炭フィルタを使用して対処されてもよい。この目的のために、内燃エンジンは典型的には動作していなければならない。これは、内燃エンジンが常に動作しているわけではないので、具体的には、電気モータと内燃エンジンとを有するハイブリッド車両において比較的複雑にされる可能性がある。

タンクを閉鎖することなくHC排出を低減するための１つの選択肢は、結果的に生じる気体の体積を、容積における変化によって補償する内蔵された容積要素を有する無圧タンクを実施することである。この目的のために、容積要素の内部が、タンクシステムから周囲へと直接的に押し出され得るか、または、タンクシステムへと引き込まれ得る空気を常に含むように、容積要素は炭化水素排出に関してできるだけ密に封止されなければならない。また、容積要素は、数ミリバールの非常に小さい圧力差が完全に充填することおよび空にすることを確保するのに十分であるように容易に変形可能でなければならない。さらに、容積要素の容積は、飽和点まで温度が上昇するときに蒸発によって生じる気体体積が、圧力的に中立の手法で補償され得るように設計されなければならない。

国際公開第２０１６／０１２２８４号（特許文献１）は、容積要素の様々な実施形態を開示しており、また弾性材料および折り畳み膜構造から作られる袋と、剛性要素から作られる折り畳み構造とを説明している。

国際公開第２０１６／０１２２８４号

本発明の目的は、簡単な設計を有し、動力車の最も保守が少なく信頼できる動作を可能にする動力車のタンク、具体的には、燃料タンクを提供することである。

この目的は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項の主題は、本発明の有利な実施形態に関連する。

この目的は、具体的には燃料タンクとして設計されるタンクによって達成される。タンクは、動力車における配置のために、および、液体を受け入れるために、設計される。動力車は、具体的には、例えば乗用車、トラック、またはオートバイといった道路車両である。動力車は、特に好ましくは、電気モータと内燃エンジンとを有するハイブリッド車両である。タンクによって受け入れられる液体は、好ましくは、例えばガソリンまたはディーゼル燃料といった燃料である。

タンクは外壁を含む。この外壁は、液体を受け入れるための内部空間を形成する。タンクは、内部空間に配置された少なくとも１つの容積要素も含む。容積要素は気体を受け入れるように設計される。気体は、具体的には、タンクの周囲からの空気である。

したがって、外壁によって形成される容器の容積は、容積要素によって占められる容積を除いて、液体を受け入れるために利用できる。

さらに、タンクは、容積要素とタンクの周囲との間に回路を含む。回路は、外壁を通じて気体を導く手法で、容積要素を周囲に連結する。気体は、容積要素から回路を通じて外部へと流れ出ることができ、外部から容積要素へと流れることができる。これは、容積要素における気体の質量における変化をもたらし、そのため、容積要素の容積も、内部空間における圧力および／または内部空間における充填量が変化するときに変化する。

気体は、具体的には、大気から引き込まれる空気、または、回路から大気へと戻るように流れる空気である。具体的には、空気は、好ましくは埃フィルタであるフィルタを通じて、容積容器から大気へと流れ出る。

本明細書に開示されているすべての変形において、容積要素は、好ましくは、柔軟なおよび／または弾性の材料から作られ得る。柔軟材料は、例えば膜である。弾性材料は、損傷が回避できるように屈曲した場所で伸びることができる。容積要素は袋と称されてもよい。

容積要素は、具体的には、平坦な構造、折り畳まれた構造、しわくちゃの構造、および／または巻かれた構造によって形成され得る。この構造は、柔軟なおよび／または弾性の材料から作られ得る。

具体的には、容積要素の容積は、タンクが液体で完全に充填されているときに最小であり、液体がタンクから引き出されるときに気体で連続的に満たされていく。本質的に、このような容積要素のない、他の点では同一であるタンクと比較して、より少ない量の燃料の蒸気だけが、タンクにおいて液体の高さの上方を形成することができる。タンクの再充填と併せて、容積要素はそれによって周囲へと中身が空にされる。容積要素の代替の動作モードが次のように説明される。タンクにおける燃料の飽和蒸気圧が変化するとき（例えば、車両が駐車されるとき）、この変化が補償され得る。例えば、燃料温度が一日の中で大きく変動するとき（例えば、朝に２０℃であり、午後に４０℃であり、夜に２０℃であるとき）、飽和蒸気圧における変化が容積要素によって補償される。容積要素の容積は、最大の燃料の温度において最小であり、最小の燃料の温度において最大である。特許文献１（国際公開第２０１６／０１２２８４号）は容積要素の機能を詳細に記載している。

呼吸、つまり、容積要素と周囲との間での気体交換に必要な容積における変化のために、折り畳みが容積要素において形成されてもよく、この折り畳みは、材料の屈曲の領域において大きな応力状態をもたらす。具体的には、折り畳みが、排出の間、つまり、容積要素の容積における低減の間に生じる。

本発明によるタンクは、容積要素の排出の間に起こり得る容積要素のこれらの屈曲における応力を最小限にするための少なくとも１つの安定化組立体を好ましくは含む。具体的には、少なくとも１つの安定化組立体を介して、応力は、このような屈曲の生成が低減される点において、および／または、屈曲における半径ができるだけ大きく保たれる点において、および／または、容積要素が弾性の設計を有する点において、低減される。したがって、具体的には、周期的な機械的荷重（例えば、タンクシステムにおいて交互に起きる圧力による応力）について、容積要素への損傷と、容積要素の漏れとを回避することが可能である。

本明細書に記載されている容積要素は、複数でタンクの内部空間に配置されてもよい。容積要素およびそれらの安定化組立体は、同じ設計を有してもよく、または異なる設計を有してもよい。また、単一の容積要素が、本明細書に記載されている安定化組立体を複数で有してもよい。したがって、本明細書に記載されている安定化組立体は、同じ容積要素と共に互いと組み合わせ可能である。

安定化組立体が被覆および／または内部本体を容積要素の内部に有することが、好ましくは提供される。容積要素がその最小容積まで排出されるとき、容積要素は少なくとも部分的に内部本体に圧し掛かる。これは、「残り容積」が内部本体によって満たされ、任意で残りの空洞において気体によって充填されている状態で、容積要素の残り容積を確保する。内部本体の結果として、容積要素は完全に潰れないため、屈曲が回避され、生成する屈曲はいずれも可及的に最も大きな半径を有する。

容積要素の最大容積に対する内部本体の容積の割合が、最大で１／２０、好ましくは最大で１／１０、特に好ましくは最大で１／５であることが、好ましくは提供される。高度に圧縮可能な内部本体（例えば、柔軟な発泡体）の場合、圧縮された容積が計算のために適用され、つまり、空にされた容積要素の場合のために適用される。

内部本体は、弾性的に変形可能な設計を好ましくは有する。容積要素の設計に依存して、容積要素が各々の排出動作の間に異なる形状または形をとることが可能である。したがって、容積要素は、常に異なるように収縮されること、折り畳まれること、巻かれること、またはしわくちゃになることができる。内部本体は、容積要素の排出の間に容易に変形可能であり、容積要素を張るための反対圧力を形成する。弾性的に変形可能な内部本体は、主に屈曲を回避するために、容積要素のための最適な接触面を常に表すことができる。

弾性的に変形可能な内部本体は、気体が充填された袋によって好ましくは形成される。この袋は、容積要素の内部に配置されて閉鎖され、そのため同じ質量の気体が袋に常に存在する。閉鎖された袋は、具体的には空気で充填される。

また、内部本体が弾性的に変形可能な材料から作られることが提供される。この弾性的に変形可能な材料は、例えば、具体的には発泡体またはエラストマといった、発泡材料である。

さらに、内部本体が弾性的に変形可能であるだけでなく、弾性的に圧縮可能であることが、好ましくは提供される。この目的のために、内部本体が開放気孔（連続気泡とも称される）発泡体から作られることが好ましくは提供される。具体的には、内部本体が弾性的に圧縮可能であるとき、容積要素の最大容積に対する内部本体（圧縮されていない状態）の容積の割合は、比較的大きく、具体的には少なくとも１／４であり、好ましくは少なくとも１／３である。

さらに、内部本体が弾力性構造として設計されることが、好ましくは提供される。弾力性構造は弾性的に変形可能である。しかしながら、弾力性構造は、それが作られる材料の種類ではなく、主にその形状設計のため、弾性的に変形可能である。容積要素の排出の間、弾力性構造は弾性的に変形され、したがって、反対圧力が、容積要素を張るために容積要素において増大する。

弾力性構造は、具体的には、変形可能な中空体によって形成される。中空体は、例えば球形、卵形、または円筒形である。円筒形は、巻かれた膜によって好ましくは形成される。中空体は、比較的小さい壁厚を好ましくは有し、そのため、その形状設計のため変形可能である。中空体の壁厚は、好ましくは最大で５ｍｍであり、特に好ましくは最大で３ｍｍである。

弾力性構造は剛性材料または弾性材料から作られ得る。構造の一部分が剛性材料から作られ、構造の別の部分が弾性材料から作られることも可能である。

内部本体がフレームとして設計されることが、好ましくは提供される。フレームは、具体的には、円形または楕円形を有する。フレームは、好ましくは剛性であり、そのため、変形可能ではない、または、本質的に変形可能ではない。具体的には、容積要素の膨らまされた状態におけるフレームは、容積要素の形を決定せず、排出されるときに容積要素の張りを確保するだけである。

また、内部フレームが多角形であり、したがって複数の相互に角度の付けられた辺を有することが、提供される。膨らまされた状態において、容積要素はフレームに圧し掛かり、膨らんでいる間に辺を内向きに押す。これは、容積要素の容積が膨らんでいる間にフレームに対して垂直な両方の方向において増加し、そのためフレームに圧し掛かる容積要素の周辺が変形され得るという事実のため起こる。

フレームは、容積要素の内部において緩やかに配置され得る。代替で、フレームを所定位置で容積要素に固定することも可能であり、そのため、容積要素内でのフレームの位置が定められる。

具体的にはフレームまたは弾性要素として設計される内部本体は、好ましくは平坦である。これは、排出の状態において容積要素の平らにされた形をもたらし、排出の状態における残り容積は内部本体によって決定される。

同じ設計または異なる設計を有する、記載されている内部本体が複数で、同じ容積要素内に配置されることも可能である。

さらに、単一の内部本体を形成するために、内部本体の記載された実施形態を組み合わせることが可能である。少なくとも、以下の組み合わせが好ましくは提供される。（i）具体的には、内部本体が、閉鎖されて気体が充填された袋を含むことができ、弾性的に変形可能な材料が袋の表面に配置される。（ii）具体的には、内部本体が、弾力性構造として設計され得、弾性的に変形可能な材料を伴う領域を追加的に有し得る。（iii）具体的には、内部本体は、剛性のフレームを有することができ、弾性的に変形可能な材料による領域および／または弾力性構造を伴う領域を追加的に有し得る。

互いと組み合わせられ、少なくとも１つの内部本体とも組み合わせられ得る安定化組立体のさらに有利な実施形態が、以下に記載されている。

安定化組立体が安定化フレームを含むことが、好ましくは提供される。安定化フレームは容積要素に固定的に連結される。安定化フレームは、容積要素の周囲全部の周りで好ましくは延びる。

安定化フレームは、容積要素の内側、容積要素の外側、および／または、容積要素を形成する壁の内部に固定され得る。容積要素は、２つの貝状の形の柔軟な部品によって特に好ましくは形成され、安定化フレームは、２つの部品の間の継ぎ目領域の表面および／または内部に配置される。安定化フレームは、容積要素の内部に配置された場合、内部本体として見なされてもよい。

安定化フレームが多角形であり、したがって複数の相互に角度の付けられた辺を有することが、好ましくは提供される。安定化フレームは、少なくとも３つ以上の辺を好ましくは有する。辺は、好ましくは内向きに湾曲される。容積要素の容積は、膨らんでいる間、フレームに対して垂直な両方の方向において増加する。その過程の間、安定化フレームは本質的に寸法が安定したままであり、内向きに湾曲された辺は若干内向きに変形され得る。

安定化組立体が、容積要素と、容積要素を包囲する外袋とによって形成されることが、好ましくは提供される。容積要素が十分な柔軟性および／または弾性を有するとき、収縮の間の折り畳みおよび対応する屈曲の形成が大きく回避される。

この構成では、容積要素は、エラストマまたはシリコーンを含有する材料から好ましくは作られる。これらの材料は破断において大きな最大の伸長を有し、これは、この材料から作られた袋を座屈荷重に対して耐性のあるものとさせる。現在市場で流通しているエラストマの欠点は、燃料に対する耐性が不十分なこと、または、熱可塑性の障壁材料と比較して炭化水素排出が多いことのいずれかである。そのため、ここでは、容積要素を包囲し、燃料に対して耐性があり、炭化水素に対する障壁として設計される外袋を使用することが提案される。具体的には、可及的に最も小さい炭化水素排出を許容する適切な材料が、この外袋のために使用される。

外袋は容積要素に全面的かつ一体的に結合され得る。

代替で、容積要素が外袋内に単独で配置され、外袋に全面的に結合されないことも可能である。例えば、外袋は、容積要素における開口の領域のみにおいて容積要素に固定される、または、外袋は、外へと繋がる回路に固定される。

さらに、安定化組立体が、少なくとも所定位置において、容積要素の被覆を有することが、好ましくは提供される。被覆は、容積要素の内側および／または外側に適用されてもよい。外側と異なる材料または同じ材料が内側で使用されてもよい。具体的には、内側における被覆の材料が、使用される気体に対して耐性があり、外側における材料が液体に対して耐性があることが、考慮される。

被覆は、好ましくは弾性材料から作られる。具体的には、被覆は、フッ素ゴム（FKM）、アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）、またはフロロシリコーンゴム（FVMQ）を含む。

被覆が使用されるとき、容積要素は、例えば膜など、弾性をほとんどかまたはまったく伴わない材料から作られる平坦な構造、折り畳まれた構造、しわくちゃの構造、または巻かれた構造から好ましくは作られる。被覆は、一方では可及的な屈曲を補強し、他方では容積要素における漏れを回避するために弾性の設計を形成する。

別の好ましい設計によれば、安定化組立体が、容積要素の外側で内部空間に配置された少なくとも１つの弾性引っ張り要素を含むことが、提供される。したがって、引っ張り要素は、内部空間を通じて延び、容積要素と、外壁またはタンク内の一部の他の固体要素とに固定される。引っ張り要素は、具体的には、容積要素が完全に膨らまされていないとき、張力を容積要素に発揮するように設計される。具体的には、これらの引っ張り要素が複数で、容積要素における様々な場所に配置され得る。

少なくとも１つの引っ張り要素は、具体的には、容積要素が低下する容積と共に引き出されて平坦になるような方法で、容積要素に配置される。したがって、排出の間の容積要素における屈曲は防止され得る。

少なくとも１つの引っ張り要素は、例えば金属コイルばねまたはエラストマ要素といったばねとして好ましくは設計される。

安定化組立体が容積要素の二枚貝状の設計によって形成されることが、好ましくは提供される。したがって、容積要素は、剛性の第１の貝状部と柔軟性の第２の貝状部とを含む。２つの貝状部は容積要素の気体受入容積を一緒になって形成する。剛性の貝状部は容積要素の排出の間に変わらないままであり、柔軟性の貝状部は剛性の貝状部において位置でき、したがって容積を低減する。排出の間、剛性の貝状部は柔軟性の貝状部を定められた形で保持し、したがって屈曲の邪魔のない形成を回避する。

一設計によれば、剛性の貝状部が上に配置され、柔軟性の貝状部が下に配置される。したがって、タンクにおける液体の柔軟性の貝状部は、タンクにおける液体を向き、回路への開口は好ましくは剛性の第１の貝状部にある。

代替で、剛性の貝状部が下に配置される。具体的には、そのため下方の貝状部が液体に接触する。柔軟性の貝状部によって炭化水素の浸透を回避するより剛性の貝状部によって回避する方について、多くの選択肢がある。したがって、剛性の貝状部は、例えば、適切な材料から適切な厚さで作られ得る。

柔軟性の貝状部は、剛性の貝状部より小さくなる（より小さい容積を有する）ように設計され、そのため、容積要素の排出の状態における柔軟性の貝状部が張り、少しの折り畳みを形成するかまたは折り畳みを形成しない。この目的のために、柔軟性の貝状部は、具体的にはエラストマである伸長可能な材料から、任意で被覆によって、好ましくは作られるか、または、エラストマでない膜から作られる。

容積要素の二枚貝状の形成の一変形によれば、剛性の貝状部が剛性のプラスチックまたは金属から作られ、柔軟性の貝状部が剛性の貝状部に固定され、具体的には一体的に接合されることが、提供される。剛性の貝状部は、格子などの剛性の構造に例えば溶接などで結合される順応性の膜によって形成されてもよい。

容積要素の二枚貝状の形成の別の変形によれば、容積要素全体が、伸長可能な袋によって形成されること、具体的には、エラストマから作られることが、提供される。剛性の貝状部は、袋の一部分に固定的に連結される剛性の貝状フレームから生じる。貝状フレームは貝状の形の設計を有する。このような貝状フレームが袋の内側および／または外側に配置されることが、提供される。貝状フレームに圧し掛からない袋の一部分が、柔軟性の貝状部としてここでは機能する。

二枚貝状の設計では、第１の貝状部と第２の貝状部との間の区域が周囲の形状を形成する。「周囲の形状」は、２つの貝状部の間の継ぎ目によって、または、貝状フレームの形によって、決定される。周囲の形状は円形、楕円形、または多角形であり得る。多角形について、多角形の辺が内向きに湾曲されることが、具体的には提供される。

安定化組立体が回路に閉止弁を含むことも、好ましくは提供される。閉止弁は、回路を遮断し、それによって周囲と容積要素との間の気体の交換を防止するために使用される。閉止弁は、内部空間に、外壁に、または外壁の外側に、配置され得る。閉止弁は、０より大きい残り容積（容積要素）を維持するために使用される。

安定化組立体は制御装置を特に好ましくは含む。この制御装置は、残り容積に到達するときに閉止弁を閉じるように設計される。

具体的には、制御装置は、例えば、センサ、または、より高次のユニットからのデータを介して、残り容積に到達したときを検出する検出ユニットを含む。この検出状態に基づいて、制御装置は、例えば電磁的に、閉止弁を閉じることができる。制御装置はまた、閉止弁を再び開け、周囲と要素との間の気体交換を再び可能にするように好ましくは設計される。

制御装置は、残り容積に到達したときを機械的に検出してもよい。容積要素の移動が弁を機械的に作動させることが具体的には提供される。

記載されている安定化組立体は、異なる容積要素において、および／または、同じ容積要素において、タンク内で互いと組み合わされてもよい。したがって、例えば、内部本体、および／または安定化フレーム、および／または容積要素のうちの少なくとも１つが、外袋、および／または容積要素の被覆、および／または引っ張り要素のうちの少なくとも１つ、および／または二枚貝状の設計、および／または閉止弁と一緒に、容積要素において使用されてもよい。

本発明は、必ずしも安定化組立体を含まない、記載されたタンクのうちの１つも含む。しかしながら、タンクは、記載された安定化組立体のうちの１つまたは複数を含んでもよい。タンクについて、例えば屈曲における応力により、漏れが容積要素において生じる可能性があるため、安定化組立体を伴うかまたは伴わないで、容積要素を置き換えることが必要になる可能性があることが考慮される。

タンク全体を置き換えることなく動力車の信頼できる動作を可能にするために、容積要素がタンクの内部空間に交換可能に配置されることが、提供される。この目的のために、外壁は、容積要素を内部空間から取り外すように、および、容積要素を内部空間へと再挿入するように設計されるサービス開口を含む。したがって、サービス開口は、少なくとも容積要素の排出の状態において、容積要素が置き換えられるのに十分な大きさである。サービス開口は、ほとんどのタンクにおいて何らかの形で存在する手穴、または、外壁における追加の開口であり得る。

タンクは、内部空間における回路において、具体的には工具なしで作動可能である連結要素を好ましくは含む。容積要素は、この連結要素を介して、具体的には工具を使用せずに、回路に取り付けでき、回路から取り外しできる。例えば、連結要素はユニオンナットまたはバイヨネットロックを含む。

追加で、または、連結要素を使用することの代替として、サービス開口が、外壁の一部を形成するカバーによって閉鎖されることが、好ましくは提供される。回路はこのカバーを通じて繋がる。容積要素は、例えば回路を介して、このカバーにだけ特に好ましくは固定される。カバーを取り外すことで、同時に容積要素は内部空間から引き出される。新たな容積要素が、カバーに取り付けられ、カバーと一緒に挿入され得る。

本発明のさらなる詳細、利点、および特徴は、図面を参照する例示の実施形態の以下の記載から明らかになる。

容積要素と、気体が充填された袋として設計された内部本体とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 容積要素と、弾性的に変形可能な材料から作られた内部本体とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 容積要素と、弾力性構造として設計された内部本体とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 容積要素と、円形または楕円形フレームとして設計された内部本体とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 容積要素と、多角形フレームとして設計された内部本体とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 安定化フレームと一緒の容積要素の概略図である。 容積要素と引っ張り要素とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 容積要素と外袋とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 二枚貝状の容積要素を有する、本発明によるタンクの概略図である。 貝状フレームを伴う二枚貝状の容積要素を有する、本発明によるタンクの概略図である。 図８からの貝状フレームの概略図である。 容積要素と閉止弁とを有する、本発明によるタンクの概略図である。 第１の変形による、置き換え可能な容積要素を有する、本発明によるタンクの概略図である。 第２の変形による、置き換え可能な容積要素を有する、本発明によるタンクの概略図である。

図は、車両のための燃料タンクとして設計されるタンク１の完全に概略的な図を示している。タンク１は、燃料を受け入れるための内部空間３を形成する外壁２を含む。容積要素４が内部空間３に配置されている。容積要素４は回路５を介して周囲に連結されている。

容積要素４の容積は、内部空間３における充填高さおよび／または内部圧力の関数として変化し、具体的には空気である気体が、回路５を介して、容積要素４から外部へと押し出されるかまたは引き出される。

図１〜図１０は、安定化組立体６の異なる実施形態を記載している。導入部分において記載したように、これらの安定化組立体６は互いと組み合わせられ得る。安定化組立体６の様々な変形の明確で簡潔な例示のために、これらの変形は、互いと組み合わせることができるが、図を参照して個々に記載されている。

安定化組立体６が容積要素４の内部において少なくとも１つの内部本体６１〜６４を含むことが、好ましくは提供される。このような内部本体６１〜６４の例は、図１〜図４を参照してより詳細に記載されている。

図１は、容積要素４と、気体が充填された袋として設計された内部本体６１とを有するタンク１の概略図を示している。気体が充填された袋は弾性的に変形可能である。袋は、容積要素４の内部に配置されて閉鎖されており、そのため同じ質量の気体が袋に常に存在する。閉鎖された袋は、具体的には空気で充填されている。

図２は、容積要素４と、弾性的に変形可能な材料から作られた平坦な内部本体６２とを有するタンク１の概略図を示している。この内部本体６２は、弾性的に変形可能であるだけでなく、弾性的に圧縮可能である。この目的のために、内部本体６２は開放気孔のスポンジから作られている。

図３は、容積要素４と、内部本体６３としての弾力性構造とを有するタンク１の概略図を示している。弾力性構造は弾性的に変形可能である。弾力性構造は変形可能な中空体によって形成されている。中空体は、この場合円筒形である。

図４は、容積要素４と、内部本体６４としての平坦なフレームとを有するタンク１の概略図を示している。フレームは円形または楕円形を有する。フレームは、具体的には剛性であり、そのため、変形可能ではない、または、本質的に変形可能ではない。容積要素４の膨らまされた状態におけるフレームは、容積要素４の形を決定せず、容積要素４が排出されるときに容積要素４の張りを確保するだけである。

図４Ａは、容積要素４と、内部本体６４としての平坦なフレームとを有するタンク１の概略図を示している。フレームは五角形を有する。膨らまされた状態における容積要素４は、フレームに圧し掛かり、膨らんでいる間に辺を内向きに押す。

図４Ｂは、容積要素４と、安定化組立体６としての安定化フレーム６９との概略図を示している。安定化フレーム６９は容積要素４に固定的に連結されている。安定化フレーム６９は、容積要素４の周囲全体の周りで延びている。容積要素４は、例として、２つの貝状の形の柔軟な部品によってここでは形成されており、安定化フレーム６９は、２つの部品の間の継ぎ目領域に配置されている。

安定化フレーム６９は五角形を有する。辺は内向きに湾曲される。容積要素４の容積は、膨らんでいる間、安定化フレーム６９に対して垂直な両方の方向において増加する。安定化フレーム６９は本質的に寸法が安定したままであり、内向きに湾曲された辺は若干内向きに変形され得る。

図５は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。安定化組立体６は、ここでは引っ張り要素６５によって形成されている。引っ張り要素６５は、少なくとも容積要素４が排出されるとき、張力を容積要素４に発揮する。したがって、容積要素４は、排出の状態において引き出されて平坦になる。

図６は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。安定化組立体６は、容積要素４自体と、容積要素４を包囲する外袋６６とによって形成されている。容積要素４は、収縮および膨張できる弾性の袋として設計される。容積要素４を表している内袋は、外袋６６内だけに配置され、外袋６６に全面的には結合されていない。

図７は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。安定化組立体６は、容積要素４の二枚貝状の設計によって形成されている。したがって、容積要素４は、剛性の第１の貝状部６７１と柔軟性の第２の貝状部６７２とを含む。回路５への開口が剛性の第１の貝状部６７１に配置されている。２つの貝状部６７１、６７２は容積要素４の気体受入容積を一緒になって形成している。剛性の貝状部６７１は、容積要素４の排出の間に変わらないままであり、柔軟性の貝状部６７２の容積は低減させられる。

図８は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。安定化組立体６は、容積要素４の二枚貝状の設計によって形成されている。容積要素４全体が、具体的にはエラストマから作られた伸長可能な袋によって形成されている。剛性の貝状部６７１は、袋の一部分に固定的に連結される剛性の貝状フレーム６７３から生じる。図９は、この貝状フレーム６７３の上面図を示している。貝状フレーム６７３は貝状の形を有する。このような貝状フレーム６７３が袋の内側および／または外側に設けられることが、提供される。貝状フレーム６７３に圧し掛からない袋の一部分が、柔軟性の貝状部６７２としてここでは機能する。

図１０は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。安定化組立体６は、回路５における閉止弁６８１によって形成されている。安定化組立体６は制御装置６８２も含む。この制御装置６８２は、残り容積に到達するときに閉止弁６８１を閉じるように設計される。

図１１および図１２は、容積要素４を有するタンク１の概略図を示している。このタンク１は、記載されている安定化組立体６を含まなくてもよく、または、記載されている安定化組立体６のうちの１つまたは複数を含んでもよい。

容積要素４は、タンク１の内部空間３に交換可能に配置されている。この目的のために、外壁２は、容積要素４を内部空間３から取り外すように、および、容積要素４を内部空間３へと再挿入するように設計されるサービス開口９を含む。

図１１によれば、サービス開口９は、外壁２の一部であるカバー１０によって閉鎖されている。回路５はこのカバー１０を通じて繋がる。容積要素４は、例えば回路５を介して、このカバー１０にだけ好ましくは固定される。カバー１０を取り外すことで、同時に容積要素４は内部空間３から引き出される。新たな容積要素４が、カバー１０に取り付けられ、カバーと一緒に挿入され得る。

図１２によるタンク１は、回路５における内部空間３において、工具なしで作動可能である連結要素１１を含む。容積要素４は、この連結要素１１を介して、工具を使用せずに、回路５に取り付けでき、回路５から取り外しできる。図１１による設計では、このような連結要素１１は、内部空間３において、または、内部空間３の外側で使用されてもよい。

１ タンク
２ 外壁
３ 内部空間
４ 容積要素
５ 回路
６ 安定化組立体
９ サービス開口
１０ カバー
１１ 連結要素
６１ 気体が充填された袋として設計された内部本体
６２ 弾性的に変形可能な材料から作られた内部本体
６３ 弾力性構造として設計された内部本体
６４ フレームとして設計された内部本体
６５ 引っ張り要素
６６ 外袋
６９ 安定化フレーム
６７１ 剛性の第１の貝状部
６７２ 柔軟性の第２の貝状部
６７３ 貝状フレーム
６８１ 閉止弁
６８２ 制御装置

Claims (19)

1. 動力車において液体を受け入れるための、具体的には燃料タンクであるタンク（１）であって、
   前記液体を受け入れるための内部空間（３）を形成する外壁（２）と、
   具体的には空気である気体を受け入れるための、前記内部空間（３）に配置された少なくとも１つの容積要素（４）と、
   前記容積要素（４）の容積を変化させるための、前記容積要素（４）と前記タンク（１）の周囲との間の気体案内回路（５）と、
   前記容積要素（４）の排出時に、前記容積要素（４）の屈曲における応力を最小限にするための少なくとも１つの安定化組立体（６）と
   を含んでなることを特徴とする、タンク（１）。
2. 前記安定化組立体（６）は、前記容積要素（４）の内部において少なくとも１つの内部本体（６１〜６４）を含み、排出の状態における前記容積要素（４）はこの内部本体（６１〜６４）に圧し掛かることを特徴とする、請求項１に記載のタンク。
3. 前記内部本体（６１〜６４）は弾性的に変形可能であることを特徴とする、請求項２に記載のタンク。
4. 前記内部本体（６１）は、閉鎖されて気体が充填された袋であることを特徴とする、請求項２または３に記載のタンク。
5. 前記内部本体（６２）は、弾性的に変形可能な材料から作られ、好ましくは、開放気孔発泡体またはエラストマから作られていることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載のタンク。
6. 前記内部本体（６３）は、弾力性構造として設計され、好ましくは、弾性的に変形可能な中空体として設計されていることを特徴とする、請求項２から５のいずれか一項に記載のタンク。
7. 前記内部本体（６４）は、円形、楕円形、または多角形を、好ましくは有するフレームとして設計されていることを特徴とする、請求項２から６のいずれか一項に記載のタンク。
8. 前記安定化組立体（６）は、前記容積要素（４）に固定的に連結される少なくとも１つの安定化フレーム（６９）を含むことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のタンク。
9. 前記安定化組立体（６）は、前記容積要素（４）と、前記容積要素（４）を炭化水素に対する障壁として包囲する外袋（６６）とによって形成されていることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のタンク。
10. 前記安定化組立体（６）は、その内側および／または外側において前記容積要素（４）の被覆を有し、前記被覆は、好ましくはフッ素ゴム（FKM）、アクリロニトリルブタジエンゴム（NBR）、またはフロロシリコーンゴム（FVMQ）である弾性材料を含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のタンク。
11. 前記安定化組立体（６）は、前記内部空間（３）を通じて延びると共に前記容積要素（４）と前記外壁（２）との間に配置された少なくとも１つの弾性引っ張り要素（６５）を含むことを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載のタンク。
12. 前記安定化組立体（６）は、剛性の第１の貝状部（６７１）と柔軟性の第２の貝状部（６７２）とを有する、前記容積要素（４）の二枚貝状の設計によって形成されていることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載のタンク。
13. 前記容積要素（４）の膨らまされた状態において、剛性の前記第１の貝状部（６７１）は、柔軟性の前記第２の貝状部（６７２）よりも大きな容積を形成していることを特徴とする、請求項１２に記載のタンク。
14. 柔軟性の前記第２の貝状部（６７２）は、剛性の前記第１の貝状部（６７１）に固定され、好ましくは一体的に接合され、または
    前記容積要素（４）全体が袋によって形成され、固定された貝状部（６７１）を形成するために、前記袋の一部分が貝状フレーム（６７３）に常に圧し掛かり、好ましくは前記貝状フレーム（６７３）に固定されていることを特徴とする、請求項１２または１３に記載のタンク。
15. 前記安定化組立体（６）は、前記容積要素（４）の残り容積を維持するために、前記回路（５）に閉止弁（６８１）を含むことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のタンク。
16. 前記安定化組立体（６）は、前記残り容積に到達するときに前記閉止弁（６８１）を閉じるように設計されている制御装置（６８２）を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のタンク。
17. 動力車において液体を受け入れるための、具体的には燃料タンクであるタンク（１）であって、
    前記液体を受け入れるための内部空間（３）を形成する外壁（２）と、
    具体的には空気である気体を受け入れるための、前記内部空間（３）に配置された容積要素（４）と、
    前記容積要素（４）の容積を変化させるための、前記容積要素（４）と前記タンク（１）の周囲との間の気体案内回路（５）と
    を備え、
    前記容積要素（４）は前記内部空間（３）に交換可能に配置され、前記外壁（２）は、前記容積要素（４）を前記内部空間（３）から取り外すように、および、前記容積要素（４）を前記内部空間（３）へと再挿入するように設計されているサービス開口（９）を含むことを特徴とする、タンク（１）。
18. 前記容積要素（４）は、好ましくは工具なしで作動可能である連結要素（１１）を介して前記回路（５）に取り付けられていることを特徴とする、請求項１７に記載のタンク。
19. 前記回路（５）は、前記サービス開口（９）を閉鎖するカバー（１０）を通じて繋がり、前記容積要素（４）は、好ましくは前記回路（５）を用いて、前記カバー（１０）に固定されていることを特徴とする、請求項１７または１８に記載のタンク。

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