WO2024028013A1 - Ventilbaugruppe für einen brenngastank, brenngastank mit ventilbaugruppe sowie brenngastanksystem - Google Patents

Ventilbaugruppe für einen brenngastank, brenngastank mit ventilbaugruppe sowie brenngastanksystem Download PDF

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valve
fuel gas
gas tank
shut
valve assembly
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Udo Schaich
Uwe Schmidt
Mathias Haenel
Jens-Peter Nagel
Henning Kreschel
Christian Schugger
Till WESTENBERGER
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a valve assembly for a fuel gas tank.
  • the invention further relates to a fuel gas tank with a valve assembly according to the invention and a fuel gas tank system.
  • the fuel gas can in particular be hydrogen or natural gas, which is stored under pressure in a fuel gas tank.
  • the preferred area of application of the invention is fuel cell and/or gas vehicles that are driven using a fuel gas.
  • Mobile fuel gas tank systems with at least one fuel gas tank for storing fuel gas, for example hydrogen or natural gas, are known.
  • the fuel gas tanks are usually designed as high-pressure tanks.
  • a high pressure tank always requires a shut-off valve to seal off the tank when the vehicle is not in use.
  • the shut-off valve is designed as a normally closed valve.
  • DE 10 2018 221 602 A1 shows an example of a tank device for storing a gaseous medium, in particular hydrogen, with an electromagnetically controllable valve device and a tank.
  • the valve device comprises a magnetic coil, the magnetic force of which acts on a control valve element that can be moved back and forth along a longitudinal axis.
  • a spring presses the control valve element against a valve seat formed on the housing side.
  • multi-stage opening shut-off valves are known, which include a main valve and a control valve. The control valve releases a smaller opening cross-section compared to the main valve, so that the initial opening can be effected with less force. By opening the control valve, the pressure conditions on the main valve change, so that it also opens later.
  • shut-off valve When refueling, the pressure ratio of tank pressure to line pressure is reversed, so that the line pressure is above the tank pressure. Since the shut-off valve is usually integrated into a removal path that is pneumatically connected to a refueling path for filling the fuel gas tank, there is a risk of the shut-off valve opening unintentionally. In this case, a high fuel gas mass flow flows through the shut-off valve in the opposite direction of flow. Contamination of the fuel gas, for example water molecules and/or foreign particles, can cause the shut-off valve to malfunction. For example, fuel gas containing water can lead to icing at low ambient temperatures, which prevents the shut-off valve from closing safely.
  • check valve or the mass flow limiter requires additional installation space, which is in itself very limited. This is because the arrangement usually takes place in the area of a bottle neck of the fuel gas tank, the dimensions of which are limited by standardized screw-in threads.
  • the present invention is concerned with the task of specifying solutions which, in the case of refueling, enable the shut-off valve to be separated from the fuel gas mass flow in the refueling path and at the same time require less installation space.
  • the valve assembly with the features of claim 1 and the fuel gas tank with the features of claim 9 are proposed.
  • Advantageous developments of the invention can be found in the respective subclaims.
  • a fuel gas tank system with a fuel gas tank according to the invention is proposed.
  • the valve assembly proposed for a fuel gas tank includes a shut-off valve, which can preferably be controlled electromagnetically, and a further valve which is designed as a check valve or as a mass flow limiting valve.
  • the shut-off valve and the further valve are integrated into a valve housing, via which an extraction path leads to the extraction of fuel gas from the fuel gas tank.
  • the further valve is arranged in the extraction path downstream of the shut-off valve in relation to the fuel gas flow direction when fuel gas is being removed.
  • the additional valve ensures that when refueling and when the shut-off valve is closed, no pressure can build up that would lead to the shut-off valve opening unintentionally. This means that when refueling, the shut-off valve is protected from fuel gas that may contain water and/or foreign particles and thereby impair the functionality of the shut-off valve.
  • both valves form a compact valve unit, so that the installation space requirement is reduced.
  • the proposed valve assembly can therefore be inserted more easily into a fuel gas tank, in particular into a narrow bottle neck of a fuel gas tank.
  • the further valve is a check valve with a spring whose spring force has a closing effect.
  • the check valve is also closed because there is no pressure, which could open the check valve against the spring force of the spring.
  • the extraction path through the valve assembly is therefore blocked in both flow directions when the shut-off valve is de-energized.
  • the check valve is additionally kept closed via the pressure in the refueling path, which also applies to the removal path downstream of the further valve.
  • valves are usually not 100% gas-tight, when the shut-off valve is closed, fuel gas can get between the shut-off valve and the check valve, causing pressure to build up there.
  • the check valve can be bypassed via a relief path with an integrated throttle. Pressure relief can be achieved via the relief path and the throttle, which helps to limit the existing pressure difference between the two valve seats and the refueling path and/or the fuel gas tank so that no overload and thus no premature wear of the valve seats occurs.
  • the further valve is a check valve with a spring, the spring force of which has an opening effect.
  • the check valve only closes in the case of refueling when the shut-off valve is closed and the pressure in the refueling path causes a pneumatic force acting on the check valve in the closing direction, which is greater than the spring force of the spring.
  • a relief path with an integrated throttle can be dispensed with in this embodiment.
  • the further valve is a mass limiting valve.
  • This can also be designed as a pressure-free closed or open valve.
  • the mass flow limiting valve which is closed without pressure, is kept closed during refueling by the spring and the pressure in the refueling path.
  • the mass flow limiting valve which is open without pressure, is kept closed by the pressure in the refueling path against the spring force of the opening spring.
  • the shut-off valve and the further valve are arranged coaxially.
  • the coaxial arrangement simplifies the integration of the additional valve into the Valve housing of the shut-off valve, as this only needs to be extended in the axial direction. Otherwise, the dimensions of the valve housing can be retained.
  • the removal path can be connected to a storage volume of the fuel gas tank via an inlet formed in the valve housing and to a refueling path for filling the storage volume with fuel gas via an outlet formed in the valve housing.
  • the extraction path and the refueling path are pneumatically connected, but outside the valve housing or outside the valve assembly. If, during refueling, a pressure builds up in the refueling path that is higher than the pressure in the fuel gas tank, the additional valve in the valve assembly prevents the shut-off valve from opening due to the pressure difference. The shut-off valve is separated from the refueling path via the additional valve.
  • the removal path in the valve housing preferably leads via a valve chamber of the shut-off valve, in which a valve closing element which interacts with a valve seat is accommodated in a reciprocating manner and is acted upon directly or indirectly by the spring force of a closing spring in the direction of the valve seat.
  • the shut-off valve can be designed as a valve that opens in one or more stages.
  • valve closing element preferably forms a control valve seat for a reciprocating control valve piston arranged coaxially to the valve closing element, which is acted upon by the spring force of the closing spring in the direction of the control valve seat.
  • the closing spring then acts indirectly via the control valve piston on the valve closing element of the shut-off valve.
  • Multi-stage opening has the advantage that a smaller opening cross section can initially be opened with a comparatively low opening force. The resulting changing pressure conditions then lead to the opening of the main valve.
  • the opening force is brought about by means of a magnetic coil.
  • the valve closing element or the control valve piston - depending on whether the shut-off valve is designed as a valve that opens in one or more stages - is preferably designed as a magnet armature or is coupled to a magnet armature. If the magnetic coil is energized, a magnetic field builds up, This magnetic force acts on the magnet armature so that it moves in the opening direction of the shut-off valve.
  • the shut-off valve is open, there is pressure on the other valve, which opens it, unless the other valve is designed as a pressure-free open valve.
  • the current supply to the magnetic coil is stopped so that the closing spring resets the magnetic armature.
  • the further valve closes in opposite directions, either by the spring force of its spring and/or by the pressure in the refueling path when filling the fuel gas tank with fuel gas.
  • a fuel gas tank with a valve assembly Due to the compactness of the valve assembly, it can be easily inserted into a fuel gas tank.
  • the valve assembly is preferably integrated into a tank unit which is inserted at least in sections into the fuel gas tank, preferably into a bottle neck of the fuel gas tank.
  • the integration of the valve assembly into a tank unit enables the valve assembly to be combined with other components, in particular further valves, which are also integrated into the tank unit.
  • At least one further component in particular another valve, be integrated into the tank unit.
  • a fuel gas tank system which comprises at least one fuel gas tank according to the invention.
  • the proposed fuel gas tank system is preferably used in a fuel cell vehicle or in a gas vehicle.
  • FIG. 1 is a block diagram of a tank unit with a first valve assembly according to the invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a tank unit with a second valve assembly according to the invention
  • 3 is a block diagram of a tank unit with a third valve assembly according to the invention
  • Fig. 4 is a block diagram of a tank unit with a fourth valve assembly according to the invention.
  • Fig. 5 shows a schematic longitudinal section through a fifth valve assembly according to the invention.
  • FIG. 1 shows a tank unit 20 for a fuel gas tank 2 for storing a fuel gas, for example hydrogen or natural gas.
  • the tank unit 20 is inserted into the fuel gas tank 2 in the area of a bottle neck 28, in such a way that a section 29 or head area of the tank unit 20, referred to as a “top head”, comes to rest outside the bottle neck 28.
  • Various components are integrated into the tank unit 20, which serve to remove fuel gas from the fuel gas tank 2 and to fill the fuel gas tank 2 with fuel gas.
  • An extraction path 6 and a refueling path 12 therefore lead through the tank unit 20. Both paths 6, 12 are brought together on the outlet side.
  • a valve assembly 1 Integrated into the removal path 6 of the tank unit 20 is, among other things, a valve assembly 1 according to the invention with a shut-off valve 3 and a further valve 4 in the form of a check valve.
  • the further valve 4 is arranged downstream of the shut-off valve 3 in the removal path 6.
  • the other valve 4 When refueling, that is, when the shut-off valve 3 is closed, the other valve 4 is also closed because it is kept closed by the spring force of a spring 7.
  • the further valve 4 is kept closed by a pneumatic pressure force, the pressure in the refueling path 12 being applied to the further valve 4 via the connected removal path 6. In this way, the additional valve 4 prevents the shut-off valve 3 from opening unintentionally when refueling.
  • valve 21 arranged downstream of the valve assembly 1 is a manually operable valve that is actuated, for example, in the event of repairs.
  • the valve 25 arranged upstream of the valve assembly 1 is a mass flow limiting valve 25 to avoid impermissibly high fuel gas mass flows.
  • a filter 26 is also arranged in the extraction path 6, which is intended to prevent the entry of harmful particles into the valve assembly 1.
  • Another filter 26 is integrated downstream of the manually operable valve 21 in the removal path 6 or the refueling path 12.
  • a valve 22 in the form of a check valve is integrated into the refueling path 12, which opens in the filling direction and blocks in the other direction.
  • a further mass flow limiting valve 24 is provided downstream of the valve 22. This is optional, i.e. not mandatory.
  • the tank unit 20 can accommodate further valves, for example - as shown in Figure 1 - a valve 23, which is a safety valve for reducing the tank pressure in the event of a fire, and another manually operated valve 21, which is used to empty the fuel gas tank 2 serves past all valves.
  • FIG. 1 Another tank unit 20 with a valve assembly 1 according to the invention is shown in FIG.
  • the valve assembly 1 has a relief path 8 with an integrated throttle 9, which bypasses the further valve 4. Fuel gas can thus be discharged via the relief path 8 and, through leakage, reaches an area of the extraction path 6 between the shut-off valve 3 and the further valve 4, so that no impermissibly high pressure can build up in this area.
  • a tank unit 20 with a further valve assembly 1 according to the invention can also be seen in FIG.
  • the further valve 4 is designed as a check valve, the spring 7 of which keeps the further valve 4 open when the shut-off valve 3 is closed.
  • a relief path 8 with an integrated throttle 9 is therefore unnecessary.
  • the spring force of the spring 7 is dimensioned such that in the case of refueling, the pressure in the refueling path is a pneumatic pressure force causes which is greater than the spring force of the spring 7, so that the further valve 4 closes.
  • FIG. 1 Another variant of a tank unit 20 with an integrated valve assembly 1 according to the invention is shown in FIG.
  • the additional valve 4 is designed as a mass flow limiting valve. This is kept open when the shut-off valve 3 is closed by the spring force of a spring (not shown).
  • a pneumatic pressure force acts on the mass flow limiting valve so that it closes against the spring force of the spring.
  • the mass flow limiting valve only has a partially blocking effect.
  • valve 5 shows a valve assembly 1 according to the invention with a shut-off valve 3 and a further valve 4 in the form of a check valve, which - analogous to the embodiment shown in FIG. 1 - is kept closed with the help of the spring force of a spring 7 when the shut-off valve 3 is closed.
  • the shut-off valve 3 and the further valve 4 are accommodated in a common valve housing 5.
  • the valve housing 5 is connected to the removal path 6 via an inlet 10 and an outlet 11.
  • the inlet 10 opens into a valve chamber 13, in which a valve closing element 15 which interacts with a valve seat 14 is accommodated so that it can move back and forth.
  • the valve closing element 15 forms a control valve seat 17 for a back and forth movable control valve piston 18, which also serves as a magnet armature 19. This is surrounded by a magnetic coil 27 to act on the magnet armature 19.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe (1) für einen Brenngastank (2), umfassend ein vorzugsweise elektromagnetisch ansteuerbares Absperrventil (3) und ein weiteres Ventil (4), das als Rückschlagventil oder als Massenstrombegrenzungsventil ausgeführt ist, wobei das Absperrventil (3) und das weitere Ventil (4) in ein Ventilgehäuse (5) integriert sind, über das ein Entnahmepfad (6) zur Entnahme von Brenngas aus dem Brenngastank (2) führt, und wobei das weitere Ventil (4) im Entnahmepfad (6) stromabwärts des Absperrventils (3) bezogen auf die Brenngas-Strömungsrichtung bei der Entnahme von Brenngas angeordnet ist. Die Erfindung betrifft ferner einen Brenngastank (2) sowie ein Brenngastanksystem.

Description

Beschreibung sowie
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Die Erfindung betrifft eine Ventilbaugruppe für einen Brenngastank. Ferner betrifft die Erfindung einen Brenngastank mit einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe sowie ein Brenngastanksystem. Bei dem Brenngas kann es sich insbesondere um Wasserstoff oder Erdgas handeln, das in einem Brenngastank unter Druck gespeichert wird.
Bevorzugter Anwendungsbereich der Erfindung sind Brennstoffzellen- und/oder Gasfahrzeuge, die mit Hilfe eines Brenngases angetrieben werden.
Stand der Technik
Bekannt sind mobile Brenngastanksysteme mit mindestens einem Brenngastank zur Speicherung von Brenngas, beispielsweise Wasserstoff oder Erdgas. Die Brenngastanks sind dabei in der Regel als Hochdrucktanks ausgelegt. Ein Hochdrucktank benötigt immer ein Absperrventil, um den Tank dicht abzusperren, wenn das Fahrzeug nicht in Betrieb ist. Aus Gründen der Sicherheit ist das Absperrventil als stromlos geschlossenes Ventil ausgeführt.
Aus der DE 10 2018 221 602 A1 geht beispielhaft eine Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums, insbesondere Wasserstoff, mit einer elektromagnetisch ansteuerbaren Ventilvorrichtung und einem Tank hervor. Zur elektromagnetischen Ansteuerung umfasst die Ventilvorrichtung eine Magnetspule, deren Magnetkraft auf ein entlang einer Längsachse hin und her bewegliches Ansteuerventilelement wirkt. Bei unbestromter Magnetspule drückt eine Feder das Ansteuerventilelement gegen einen gehäuseseitig ausgebildeten Ventilsitz. Darüber hinaus sind mehrstufig öffnende Absperrventile bekannt, die ein Hauptventil und ein Steuerventil umfassen. Das Steuerventil gibt im Vergleich zum Hauptventil einen kleineren Öffnungsquerschnitt frei, so dass das anfängliche Öffnen mit einer geringeren Kraft bewirkt werden kann. Durch das Öffnen des Steuerventils ändern sich die Druckverhältnisse am Hauptventil, so dass im weiteren Verlauf auch dieses öffnet.
Zum Schließen wird die Bestromung der Magnetspule beendet, so dass die Federkraft der Feder - unterstützt durch die Druckdifferenz zwischen dem Tankdruck und dem Leitungsdruck, der im Normalbetrieb unterhalb des Tankdrucks liegt - das Absperrventil schließt.
Im Betankungsfall kehrt sich das Druckverhältnis Tankdruck zu Leitungsdruck um, so dass der Leitungsdruck über dem Tankdruck liegt. Da das Absperrventil in der Regel in einen Entnahmepfad integriert ist, der mit einem Betankungspfad zum Befüllen des Brenngastanks pneumatisch verbunden ist, besteht die Gefahr eines unbeabsichtigten Öffnens des Absperrventils. Das Absperrventil wird in diesem Fall in umgekehrter Strömungsrichtung von einem hohen Brenngas-Massenstrom durchströmt. Durch Verunreinigungen des Brenngases, beispielsweise durch Wassermoleküle und/oder Fremdpartikel, kann es zu einem Funktionsausfall des Absperrventils kommen. Beispielsweise kann mit Wasser beladenes Brenngas bei tiefen Umgebungstemperaturen zu Vereisungen führen, die ein sicheres Schließen des Absperrventils verhindern. Um im Betankungsfall ein umgekehrtes Durchströmen des Absperrventils zu verhindern, sind Lösungsansätze bekannt, die ein Rückschlagventil oder einen Massenstrombegrenzer stromabwärts des Absperrventil im Entnahmepfad vorsehen. Diese bewirken, dass zumindest der überwiegende Teil des Brenngas-Massenstroms im Betankungsfall über den Betankungspfad am Absperrventil vorbei in den Brenngastank geführt wird.
Das Rückschlagventil bzw. der Massenstrombegrenzer benötigen jedoch zusätzlichen Bauraum, der an sich stark begrenzt ist. Denn die Anordnung erfolgt in der Regel im Bereich eines Flaschenhalses des Brenngastanks, dessen Abmessungen durch standardisierte Einschraubgewinde limitiert sind.
Die vorliegende Erfindung ist mit der Aufgabe befasst, Lösungsansätze anzugeben, die im Betankungsfall eine Trennung des Absperrventils vom Brenngas-Massenstrom im Betankungspfad ermöglichen und zugleich weniger bauraumintensiv sind. Zur Lösung der Aufgabe werden die Ventilbaugruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie der Brenngastank mit den Merkmalen des Anspruchs 9 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu entnehmen. Des Weiteren wird ein Brenngastanksystem mit einem erfindungsgemäßen Brenngastank vorgeschlagen.
Offenbarung der Erfindung
Die für einen Brenngastank vorgeschlagene Ventilbaugruppe umfasst ein vorzugsweise elektromagnetisch ansteuerbares Absperrventil und ein weiteres Ventil, das als Rückschlagventil oder als Massenstrombegrenzungsventil ausgeführt ist. Das Absperrventil und das weitere Ventil sind dabei in ein Ventilgehäuse integriert, über das ein Entnahmepfad zur Entnahme von Brenngas aus dem Brenngastank führt. Das weitere Ventil ist dabei im Entnahmepfad stromabwärts des Absperrventils bezogen auf die Brenngas-Strömungsrichtung bei der Entnahme von Brenngas angeordnet.
Mit Hilfe des weiteren Ventils kann demnach ein Rückströmen von Brenngas durch das Absperrventil in den Brenngastank verhindert werden. Zugleich ist über das weitere Ventil sichergestellt, dass sich im Betankungsfall und bei geschlossenem Absperrventil kein Druck aufbauen kann, der zu einem unbeabsichtigten Öffnen des Absperrventils führt. Somit ist im Betankungsfall das Absperrventil vor Brenngas geschützt, das Wasser und/oder Fremdpartikel enthalten und dadurch die Funktionsfähigkeit des Absperrventils beeinträchtigen kann.
Durch Integration des weiteren Ventils in das Ventilgehäuse des Absperrventils bilden beide Ventile eine kompakt bauende Ventileinheit aus, so dass der Bauraumbedarf sinkt. Die vorgeschlagene Ventilbaugruppe kann somit einfacher in einen Brenngastank, insbesondere in einen engen Flaschenhals eines Brenngastanks, eingesetzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das weitere Ventil ein Rückschlagventil mit einer Feder, deren Federkraft schließend wirkt. Bei geschlossenem Absperrventil ist auch das Rückschlagventil geschlossen, da kein Druck ansteht, der das Rückschlagventil entgegen der Federkraft der Feder öffnen könnte. Der Entnahmepfad durch die Ventilbaugruppe ist somit bei unbestromtem Absperrventil in beide Strömungsrichtungen abgesperrt. Im Betankungsfall wird das Rückschlagventil über den Druck im Betankungspfad, mit dem stromabwärts des weiteren Ventils auch der Entnahmepfad beaufschlagt wird, zusätzlich geschlossen gehalten.
Da Ventile in der Regel nicht 100% gasdicht sind, kann bei geschlossenem Absperrventil Brenngas zwischen dem Absperrventil und dem Rückschlagventil gelangen, so dass sich dort Druck aufbaut. In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass das Rückschlagventil über einen Entlastungspfad mit integrierter Drossel umgehbar ist. Über den Entlastungspfad und die Drossel kann eine Druckentlastung erzielt werden, die hilft, die anstehende Druckdifferenz zwischen den beiden Ventilsitzen und dem Betankungspfad und/oder dem Brenngastank so zu limitieren, dass keine Überlastung und damit kein frühzeitiger Verschleiß der Ventilsitze auftritt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das weitere Ventil ein Rückschlagventil mit einer Feder, deren Federkraft öffnend wirkt. Das Rückschlagventil schließt nur im Betankungsfall, wenn das Absperrventil geschlossen ist und der Druck im Betankungspfad eine auf das Rückschlagventil in Schließrichtung wirkende pneumatische Kraft bewirkt, die größer als die Federkraft der Feder ist. Auf einen Entlastungspfad mit integrierter Drossel kann bei dieser Ausführungsform verzichtet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das weitere Ventil ein Massenbegrenzungsventil. Dieses ist kann ebenfalls als drucklos geschlossenes oder offenes Ventil ausgeführt sein. Das drucklos geschlossene Massenstrombegrenzungsventil wird im Betankungsfall durch die Feder und den Druck im Betankungspfad geschlossen gehalten. Das drucklos offene Massenstrombegrenzungsventil wird im Betankungsfall durch den Druck im Betankungspfad entgegen der Federkraft der öffnend wirkenden Feder geschlossen gehalten.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass - unabhängig von der konkreten Ausgestaltung des weiteren Ventils - das Absperrventil und das weitere Ventil koaxial angeordnet sind. Die koaxiale Anordnung vereinfacht die Integration des weiteren Ventils in das Ventilgehäuse des Absperrventils, da dieses lediglich in axialer Richtung verlängert werden muss. Im Übrigen können die Abmessungen des Ventilgehäuses beibehalten werden.
Bevorzugt ist der Entnahmepfad über einen im Ventilgehäuse ausgebildeten Einlass mit einem Speichervolumen des Brenngastanks und über einen im Ventilgehäuse ausgebildeten Auslass mit einem Betankungspfad zum Befüllen des Speichervolumens mit Brenngas verbindbar. Das heißt, dass der Entnahmepfad und der Betankungspfad pneumatisch verbunden sind, jedoch außerhalb des Ventilgehäuses bzw. außerhalb der Ventilbaugruppe. Baut sich im Betankungsfall im Betankungspfad ein Druck auf, der höher als der Druck im Brenngastank ist, verhindert das weitere Ventil der Ventilbaugruppe, dass das Absperrventil aufgrund der Druckdifferenz öffnet. Denn über das weitere Ventil ist das Absperrventil vom Betankungspfad getrennt.
Ferner bevorzugt führt der Entnahmepfad im Ventilgehäuse über einen Ventilraum des Absperrventils, in dem ein mit einem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilschließelement hin und her beweglich aufgenommen und in Richtung des Ventilsitzes unmittelbar oder mittelbar von der Federkraft einer Schließfeder beaufschlagt ist. Das Absperrventil kann dabei als ein- oder mehrstufig öffnendes Ventil ausgeführt sein.
Ist Letzteres der Fall, bildet vorzugsweise das Ventilschließelement einen Steuerventilsitz für einen koaxial zum Ventilschließelement angeordneten hubbeweglichen Steuerventilkolben aus, der über die Federkraft der Schließfeder in Richtung des Steuerventilsitzes beaufschlagt ist. Die Schließfeder wirkt dann mittelbar über den Steuerventilkolben auf das Ventilschließelement des Absperrventils. Das mehrstufige Öffnen besitzt den Vorteil, dass zunächst mit vergleichsweise geringer Öffnungskraft ein kleinerer Öffnungsquerschnitt geöffnet werden kann. Die sich daraufhin ändernden Druckverhältnisse führen dann zum Öffnen des Hauptventils.
Da das Absperrventil bevorzugt elektromagnetisch ansteuerbar ist, wird die öffnende Kraft mittels einer Magnetspule bewirkt. Ferner bevorzugt ist das Ventilschließelement oder der Steuerventilkolben - je nachdem, ob das Absperrventil als ein- oder mehrstufig öffnendes Ventil ausgeführt ist - als Magnetanker ausgeführt oder mit einem Magnetanker gekoppelt. Wird die Magnetspule bestromt, baut sich ein Magnetfeld auf, des- sen Magnetkraft auf den Magnetanker einwirkt, so dass dieser sich in Öffnungsrichtung des Absperrventils bewegt. Bei geöffnetem Absperrventil steht am weiteren Ventil ein Druck an, der dieses öffnet, sofern das weitere Ventil nicht als drucklos offenes Ventil ausgeführt ist. Zum Schließen des Absperrventils wird die Bestromung der Magnetspule beendet, so dass die Schließfeder den Magnetanker zurückstellt. Das weitere Ventil schließt bei koaxialer Anordnung gegenläufig, entweder durch die Federkraft seiner Feder und/oder durch den Druck im Betankungspfad beim Befüllen des Brenngastanks mit Brenngas.
Des Weiteren wird ein Brenngastank mit einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe vorgeschlagen. Durch die Kompaktheit der Ventilbaugruppe, kann diese einfach in einen Brenngastank eingesetzt werden. Vorzugsweise ist die Ventilbaugruppe in eine Tankeinheit integriert, die zumindest abschnittsweise in den Brenngastank, vorzugsweise in einen Flaschenhals des Brenngastanks, eingesetzt ist. Die Integration der Ventilbaugruppe in eine Tankeinheit ermöglicht die Kombination der Ventilbaugruppe mit weiteren Komponenten, insbesondere weiteren Ventilen, die ebenfalls in die Tankeinheit integriert sind.
In Weiterbildung der Erfindung wird daher vorgeschlagen, dass in die Tankeinheit mindestens eine weitere Komponente, insbesondere ein weiteres Ventil, integriert ist.
Ferner wird ein Brenngastanksystem vorgeschlagen, das mindestens einen erfindungsgemäßen Brenngastank umfasst. Das vorgeschlagene Brenngastanksystem gelangt vorzugsweise in einem Brennstoffzellenfahrzeug oder in einem Gasfahrzeug zum Einsatz.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Tankeinheit mit einer ersten erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe,
Fig. 2 ein Blockschaltbild einer Tankeinheit mit einer zweiten erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe, Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Tankeinheit mit einer dritten erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Tankeinheit mit einer vierten erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe und
Fig. 5 einen schematischen Längsschnitt durch eine fünfte erfindungsgemäße Ventilbaugruppe.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Das Blockschaltbild der Figur 1 zeigt eine Tankeinheit 20 für einen Brenngastank 2 zur Speicherung eines Brenngases, beispielsweise Wasserstoff oder Erdgas. Die Tankeinheit 20 ist im Bereich eines Flaschenhalses 28 in den Brenngastank 2 eingesetzt, und zwar in der Weise, dass ein als „Top-Head“ bezeichneter Abschnitt 29 bzw. Kopfbereich der Tankeinheit 20 außerhalb des Flaschenhalses 28 zu liegen kommt. In die Tankeinheit 20 sind diverse Komponenten integriert, die der Entnahme von Brenngas aus dem Brenngastank 2 sowie dem Befüllen des Brenngastanks 2 mit Brenngas dienen. Durch die Tankeinheit 20 führen demnach ein Entnahmepfad 6 sowie ein Betankungspfad 12. Auslassseitig sind beide Pfade 6, 12 zusammengeführt.
In den Entnahmepfad 6 der Tankeinheit 20 ist unter anderem eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe 1 mit einem Absperrventil 3 und einem weiteren Ventil 4 in Form eines Rückschlagventils integriert. Das weitere Ventil 4 ist stromabwärts des Absperrventils 3 im Entnahmepfad 6 angeordnet. Im Betankungsfall, das heißt bei geschlossenem Absperrventil 3, ist auch das weitere Ventil 4 geschlossen, da es von der Federkraft einer Feder 7 geschlossen gehalten wird. Darüber hinaus wird das weitere Ventil 4 von einer pneumatischen Druckkraft geschlossen gehalten, der Druck im Betankungspfad 12 über den verbundenen Entnahmepfad 6 am weiteren Ventil 4 anliegt. Das weitere Ventil 4 verhindert auf diese Weise ein unbeabsichtigtes Öffnen des Absperrventils 3 im Betankungsfall. In den Entnahmepfad 6 sind vorliegend weitere Ventile integriert. Bei dem stromabwärts der Ventilbaugruppe 1 angeordneten Ventil 21 handelt es sich um ein manuell betätigbares Ventil, das beispielsweise im Reparaturfall betätigt wird. Bei dem stromaufwärts der Ventilbaugruppe 1 angeordneten Ventil 25 handelt es sich um ein Massenstrombegrenzungsventil 25 zur Vermeidung unzulässig hoher Brenngas- Massenströme. Zwischen dem Massenstrombegrenzungsventil 25 und der Ventilbaugruppe 1 ist zudem ein Filter 26 im Entnahmepfad 6 angeordnet, der den Eintrag schädlicher Partikel in die Ventilbaugruppe 1 verhindern soll. Ein weiterer Filter 26 ist stromabwärts des manuell betätigbaren Ventils 21 in den Entnahmepfad 6 bzw. den Betankungspfad 12 integriert.
In den Betankungspfad 12 ist ein Ventil 22 in Form eines Rückschlagventils integriert, das in Befüllrichtung öffnet und in der anderen Richtung sperrt. Stromabwärts des Ventils 22 ist ein weiteres Massenstrombegrenzungsventil 24 vorgesehen. Dieses ist optional, das heißt nicht zwingend erforderlich. Darüber hinaus kann die Tankeinheit 20 weitere Ventile aufnehmen, beispielsweise - wie in der Figur 1 dargestellt - ein Ventil 23, wobei es sich um ein Sicherheitsventil zum Abbau des Tankdrucks im Brandfall handelt, sowie ein weiteres manuell betätigbares Ventil 21 , das der Entleerung des Brenngastanks 2 an allen Ventilen vorbei dient.
Eine weitere Tankeinheit 20 mit einer erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe 1 ist in der Figur 2 dargestellt. Im Unterschied zur Figur 1 weist hier die Ventilbaugruppe 1 einen Entlastungspfad 8 mit integrierter Drossel 9 auf, der das weitere Ventil 4 umgeht. Über den Entlastungspfad 8 kann somit Brenngas abgeführt werden, das durch Leckage in einen Bereich des Entnahmepfads 6 zwischen dem Absperrventil 3 und dem weiteren Ventil 4 gelangt, so dass sich in diesem Bereich kein unzulässig hoher Druck aufbauen kann.
Eine Tankeinheit 20 mit einer weiteren erfindungsgemäßen Ventilbaugruppe 1 ist ferner der Figur 3 zu entnehmen. Im Unterschied zu den Figuren 1 und 2 ist hier das weitere Ventil 4 als Rückschlagventil ausgeführt, dessen Feder 7 das weitere Ventil 4 bei geschlossenem Absperrventil 3 geöffnet hält. Ein Entlastungspfad 8 mit integrierter Drossel 9 ist demnach entbehrlich. Die Federkraft der Feder 7 ist derart bemessen, dass im Betankungsfall der Druck im Betankungspfad eine pneumatische Druckkraft bewirkt, die größer als die Federkraft der Feder 7 ist, so dass das weitere Ventil 4 schließt.
Eine weitere Variante einer Tankeinheit 20 mit integrierter erfindungsgemäßer Ventilbaugruppe 1 ist in der Figur 4 dargestellt. Das weitere Ventil 4 ist in diesem Fall als Massenstrombegrenzungsventil ausgeführt. Dieses wird bei geschlossenem Absperrventil 3 durch die Federkraft einer Feder (nicht dargestellt) offengehalten. Im Betankungsfall wirkt eine pneumatische Druckkraft auf das Massenstrombegrenzungsventil, so dass dieses entgegen der Federkraft der Feder schließt. Aufgrund einer integrierten Drosselbohrung wirkt das Massenstrombegrenzungsventil jedoch nur teilweise sperrend.
Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Ventilbaugruppe 1 mit einem Absperrventil 3 und einem weiteren Ventil 4 in Form eines Rückschlagventils, das - analog der in der Figur 1 dargestellten Ausführungsform - bei geschlossenem Absperrventil 3 mit Hilfe der Federkraft einer Feder 7 geschlossen gehalten wird. Das Absperrventil 3 und das weitere Ventil 4 sind in einem gemeinsamen Ventilgehäuse 5 aufgenommen. Über einen Einlass 10 und einen Auslass 11 ist das Ventilgehäuse 5 an den Entnahmepfad 6 angeschlossen. Der Einlass 10 mündet in einen Ventilraum 13, in dem ein mit einem Ventilsitz 14 zusammenwirkendes Ventilschließelement 15 hin und her beweglich aufgenommen ist. Das Ventilschließelement 15 bildet einen Steuerventilsitz 17 für einen hin und her beweglichen Steuerventilkolben 18 aus, der zugleich als Magnetanker 19 dient. Dieser ist von einer Magnetspule 27 zur Einwirkung auf den Magnetanker 19 umgeben.
Wird die Magnetspule 27 bestromt, bildet sich ein Magnetfeld aus, dessen Magnetkraft den Magnetanker 19 in Richtung der Magnetspule 27 bewegt, so dass hierüber der Steuerventilkolben 18 aus dem Steuerventilsitz 17 gehoben wird. Damit öffnet zunächst ein kleiner Öffnungsquerschnitt, so dass das anfängliche Öffnen mit vergleichsweise geringer Magnetkraft erzielt werden kann. Das Öffnen des Steuerventilsitzes 17 führt zu veränderten Druckverhältnissen am Ventilschließelement 15, so dass schließlich auch dieses vom Ventilsitz 14 abhebt und das Absperrventil 3 vollständig öffnet. Da bei geöffnetem Absperrventil 3 der Druck am weiteren Ventil 4 einlassseitig höher als auslassseitig ist, öffnet auch dieses entgegen der Federkraft der Feder 7. Zum Schließen des Absperrventils 3 wird die Bestromung der Magnetspule 27 beendet, so dass der Magnetanker 19 bzw. der Steuerventilkolben 18 sowie das Ventilschließelement 15 über die Federkraft einer Schließfeder 16 in ihre jeweilige Aus- gangslage zurückgestellt werden.

Claims

Ansprüche
1 . Ventilbaugruppe (1) für einen Brenngastank (2), umfassend ein vorzugsweise elektromagnetisch ansteuerbares Absperrventil (3) und ein weiteres Ventil (4), das als Rückschlagventil oder als Massenstrombegrenzungsventil ausgeführt ist, wobei das Absperrventil (3) und das weitere Ventil (4) in ein Ventilgehäuse (5) integriert sind, über das ein Entnahmepfad (6) zur Entnahme von Brenngas aus dem Brenngastank (2) führt, und wobei das weitere Ventil (4) im Entnahmepfad (6) stromabwärts des Absperrventils (3) bezogen auf die Brenngas-Strömungsrichtung bei der Entnahme von Brenngas angeordnet ist
2. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil (4) ein Rückschlagventil mit einer Feder (7) ist, deren Federkraft schließend wirkt, wobei vorzugsweise das Rückschlagventil über einen Entlastungspfad (8) mit integrierter Drossel (9) umgehbar ist.
3. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Ventil (4) ein Rückschlagventil oder ein Massenstrombegrenzungsventil mit einer Feder (7) ist, deren Federkraft öffnend wirkt.
4. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Absperrventil (3) und das weitere Ventil (4) koaxial angeordnet sind.
5. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmepfad (6) über einen im Ventilgehäuse (5) ausgebildeten Einlass (10) mit einem Speichervolumen des Brenngastanks (2) und über einen im Ventilgehäuse (5) ausgebildeten Auslass (11) mit einem Betankungspfad (12) zum Befüllen des Speichervolumens mit Brenngas verbindbar ist.
6. Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entnahmepfad (6) im Ventilgehäuse (5) über einen Ventilraum (13) führt, in dem ein mit einem Ventilsitz (14) zusammenwirkendes Ventilschließelement (15) hin und her beweglich aufgenommen und in Richtung des Ventilsitzes (14) unmittelbar oder mittelbar von der Federkraft einer Schließfeder (16) beaufschlagt ist.
7. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (15) einen Steuerventilsitz (17) für einen koaxial zum Ventilschließelement (15) angeordneten hubbeweglichen Steuerventilkolben (18) ausbildet, der über die Federkraft der Schließfeder (16) in Richtung des Steuerventilsitzes (17) beaufschlagt ist.
8. Ventilbaugruppe (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilschließelement (15) und/oder der Steuerventilkolben (18) als Magnetanker (19) ausgeführt oder mit einem Magnetanker (19) gekoppelt ist bzw. sind.
9. Brenngastank (2) mit einer Ventilbaugruppe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vorzugsweise die Ventilbaugruppe (1) in eine Tankeinheit (20) integriert ist, die zumindest abschnittsweise in den Brenngastank (2), vorzugsweise in einen Flaschenhals des Brenngastanks (2), eingesetzt ist.
10. Brenngastank (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in die Tankeinheit (20) mindestens eine weitere Komponente, insbesondere ein weiteres Ventil (21 , 22, 23, 24, 25), integriert ist.
11 . Brenngastanksystem, umfassend mindestens einen Brenngastank (2) nach Anspruch 9 oder 10.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992219A (en) * 1997-07-24 1999-11-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Gas fuel supply piping system
WO2013031191A1 (ja) * 2011-09-02 2013-03-07 川崎重工業株式会社 双方向ノーマルクローズ形ガス用弁装置、及びそれを備える高圧ガス充填・出力システム
DE102017213521A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ventil-Vorrichtung für einen Speicherbehälter
DE102018221602A1 (de) 2018-12-13 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums
DE102020203700A1 (de) * 2020-03-23 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ventilvorrichtung für ein Brennstoffzellensystem und Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU691270B2 (en) 1994-06-24 1998-05-14 Kabushiki Kaisha Neriki Valve assembly for gas cylinder
DE102016008079A1 (de) 2016-07-01 2018-01-04 Daimler Ag Tankventil
DE102021204897A1 (de) 2021-05-14 2022-11-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Tankventileinrichtung für zumindest einen Tankbehälter, Tankvorrichtung zum Speichern eines Treibstoffs und Verfahren zum Betreiben einer Tankvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5992219A (en) * 1997-07-24 1999-11-30 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Gas fuel supply piping system
WO2013031191A1 (ja) * 2011-09-02 2013-03-07 川崎重工業株式会社 双方向ノーマルクローズ形ガス用弁装置、及びそれを備える高圧ガス充填・出力システム
DE102017213521A1 (de) * 2017-08-03 2019-02-07 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ventil-Vorrichtung für einen Speicherbehälter
DE102018221602A1 (de) 2018-12-13 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums
DE102020203700A1 (de) * 2020-03-23 2021-09-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Ventilvorrichtung für ein Brennstoffzellensystem und Tankvorrichtung zur Speicherung eines gasförmigen Mediums

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