高压气体储罐的制作方法

1.本发明涉及一种高压气体储罐，特别是一种氢气储罐。例如，这种储罐用于安装到车辆、特别是机动车辆上。

背景技术：

2.在现有技术中已知一种包括界定气体储存室的壁部的高压气体储罐。
3.本发明旨在通过集成至少一种新功能来改进这种气体储罐。

技术实现要素：

4.为此，本发明具有特别是作为其目的的一种加压气体储罐，特别是用于储存氢气，其包括气体储存室，其特征在于其包括用于将部件保持在储存室中的至少一个装置。
5.保持装置可以将部件集成到气体储存室中，例如传感器、线缆、结构元件或可以集成到储罐中的任何其他元件。
6.根据本发明的储罐还可以包括单独地或以任何技术上可行的组合考虑的一个或多个以下特征：
[0007]-储存室具有围绕中心的纵向轴线限定的总体形状，例如具有圆形横截面、椭圆形横截面、包括或不包括圆角的正方形横截面或者包括或不包括圆角的长方形横截面的形状，其中保持装置被构造为将部件保持为以下构造中的一种：部件基本保持在纵向轴线上；或者部件相对于纵向轴线偏移。
[0008]-储罐包括壁部，该壁部具有界定储存室的内表面，保持装置在至少三个接触点处与该内表面连接。
[0009]-保持装置在围绕内表面的整个圆周延伸的连续的圆周接触线处与内表面连接。
[0010]-储罐包括用于接收部件的保持部分以及将保持部分连接至内表面的至少一个连接部分。
[0011]-至少一个连接部分可弹性变形。
[0012]-保持装置仅具有围绕保持部分周向地延伸的一个连接部分，该连接部分由泡沫形成。
[0013]-保持装置仅具有围绕保持部分周向地延伸的一个连接部分，该连接部分由网状物形成。
[0014]-保持装置具有分别从保持部分径向地伸出的多个连接部分，每个连接部分都由诸如弹性叶片或弹簧的弹性构件形成。
[0015]-部件形成用于在填充储罐时使氢气流偏转的挡板。
附图说明
[0016]
本发明的各个方面和优点将通过以下描述变得显而易见，该描述仅仅是作为非限制性例子给出的并且是参照附图做出的，在附图中：
[0017]
图1是根据本发明的第一示例性实施方式的高压气体储罐的示意图；
[0018]
图2示意性示出了装配到图1的储罐上的保持装置；
[0019]
图3示意性示出了根据本发明的第二示例性实施方式的保持装置；
[0020]
图4示意性示出了根据本发明的第三示例性实施方式的保持装置；
[0021]
图5示意性示出了根据本发明的第四示例性实施方式的保持装置；
[0022]
图6示意性示出了根据本发明的第五示例性实施方式的保持装置；
[0023]
图7示意性示出了根据本发明的第六示例性实施方式的保持装置；
[0024]
图8示意性示出了根据本发明的第七示例性实施方式的保持装置；
[0025]
图9示意性示出了根据本发明的第八示例性实施方式的保持装置；
[0026]
图10示意性示出了根据本发明的第九示例性实施方式的保持装置；
[0027]
图11是根据本发明的第十示例性实施方式的保持装置的立体图；
[0028]
图12是根据本发明的第十一示例性实施方式的保持装置的立体图。
具体实施方式
[0029]
根据本发明的第一示例性实施方式的加压气体储罐10在图1中示出。罐10例如用于储存氢气，并且特别是用于装备车辆、更特别地用于装备机动车辆。
[0030]
储罐10包括壁部12，其具有界定气体储存室16的内表面14。内表面14优选具有围绕纵向轴线x限定的大致回转形状。例如，内表面14具有包括圆形底面、椭圆形底面的圆柱形状，或任何其他可想到的形状。
[0031]
壁部12包括例如通过常规方式被结构、特别是复合结构环绕的内衬。壁部12包括在纵向方向上(特别是平行于纵向轴线x)延伸的壳体，其在其端部处例如通过常规方式被圆顶形底部封闭。
[0032]
根据本发明的储罐10包括用于将部件20保持在储存室16中的至少一个装置18。在图1中极其示意性地示出的部件20例如是传感器、线缆或结构元件，或者是可以集成到储罐10中的任何其他元件。
[0033]
在一种变型中，部件20可以是壁部12的浮动元件，特别是其内衬、其复合结构或其一个底部的浮动元件。
[0034]
应注意，当部件20沿平行于纵向轴线x的纵向方向具有十分大的长度时，例如当部件20由线缆形成时，该细长部件20可以通过沿纵向方向分布的多个保持装置18保持。除(多个)保持装置18外，这种细长部件20还可以部分地通过其他保持元件支撑，在这种情况下，例如通过为此目的而成形的壁部12所形成的保持部分支撑。
[0035]
也可以在储罐10中设置多个部件20，每个部件20都通过至少一个保持装置18保持。
[0036]
根据另一个实施方式，单个保持装置18可以承载多个部件20。
[0037]
应注意，保持装置18可以被构造为保持平行于纵向轴线x延伸的部件20，或者在一种变型中保持径向地、即垂直于纵向轴线x延伸的部件20。根据另一个实施方式，保持装置18可以被构造为沿着任何可想到的方向保持部件20。
[0038]
保持装置18包括用于接收部件20的保持部分22。
[0039]
有利地，保持装置18被成形为基本沿纵向轴线x保持部件20。换言之，纵向轴线x穿
过部件20或紧邻部件20。
[0040]
为此，保持部分22基本沿纵向轴线x设置。
[0041]
部件20例如被固定在保持部分22上，或者在一种变型中可以被保持为可在该保持部分22中自由移动。例如，当部件20是线缆时，线缆可以简单地穿过保持部分22中的开口，而不需要任何特定的附件。
[0042]
保持部分22通过至少一个连接部分24与内表面14连接。根据第一实施方式，连接部分24径向地延伸。
[0043]
有利地，每个连接部分24都可弹性变形，以允许保持装置18适应壁部12的任何变形。特别地，壁部12可以基于储存室16内的压力而发生变形，因此保持装置18优选至少部分可弹性变形，从而即使在内表面14变形的情况下也确保与该内表面14接触。
[0044]
根据第一实施方式，连接部分24由诸如弹簧的弹性构件形成，其中每个连接部分24都在保持部分22与相应的连接脚26之间延伸。
[0045]
例如，保持装置18包括分别由弹性构件形成的三个连接部分24。
[0046]
每个连接脚26都被设置成与内表面14接触。因此，保持装置18在至少三个接触点处与内表面14连接。
[0047]
优选地，每个连接脚26都例如通过胶粘而固定在内表面14上。
[0048]
在一种变型中，每个连接脚26都通过摩擦被保持在内表面14上，例如通过(多个)弹性连接部分24而被压紧在内表面14上。
[0049]
在一种变型中，连接脚26可以设置为相对于内表面14自由旋转和/或平移。例如，每个连接脚26都设置在形成在内表面14中的凹槽中并通过弹性连接部分24保持在该凹槽的底部处。凹槽例如围绕纵向轴线x周向地限定或者平行于纵向轴线x纵向地限定。
[0050]
保持装置18可以由任何可想到的材料制成，例如塑料、钢、铝等。其可以形成为一体，或者在一种变型中由组装在一起的多个部分形成。
[0051]
应注意，例如，壁部12由至少两个半壳形成，从而允许在半壳闭合之前将保持构件18插入到室16中。在一种变型中，壁部12围绕保持构件18形成。
[0052]
根据一个变型实施方式，保持装置18可成形为在罐10的填充或排空期间引导气体流动。例如，可设置螺旋导气叶片形式的连接部分24。
[0053]
除了上述优点之外，保持装置18还具有在储存室18内的压力降低时降低内衬塌陷的风险的优点。这是因为内衬由保持装置18保持，而该保持装置18在多个方向上、优选在至少三个方向上压紧在该内衬上。
[0054]
在图2至图7中示出了保持装置18的各种示例性实施方式。在这些视图中，与图1中的元件相似的元件由相同的附图标记表示。
[0055]
图2示出了上面描述的第一实施方式的保持装置18。如图所示，该保持装置18包括三个弹性连接部分24，它们在围绕纵向轴线x彼此形成120
°
的角度的相应的径向方向上延伸。因此，连接部分24等角度地分布。
[0056]
应注意，在一种变型中，保持装置18可以包括更多的连接部分24，它们优选等角度地分布。在一种变型中，如果部件在室16中的定位不重要，则可以提供仅具有优选对齐的两个连接部分24的实施方式，或者仅具有单个连接部分的实施方式。
[0057]
还可以提供部件20不是保持在纵向轴线x上的一个变型实施方式，在这种情况下，
连接部分24不一定是径向的。
[0058]
根据图3所示的第二实施方式，连接部分24由弧形的(例如，螺旋形的)弹性叶片形成。每个连接部分24因此与第一实施方式一样与连接脚26连接。
[0059]
在该第二实施方式中，连接脚26在内表面的适度的角度部分上延伸，例如小于60
°
。每个连接脚26都接合到内表面14上，例如，特别是在相应的连接脚26与内表面14之间的整个接触区域上进行接合。在一种变型中，连接脚26仅在形成连接部分24的弹性叶片的弹性作用下被压紧在内表面14上。
[0060]
图4所示的第三实施方式与图3中的第二实施方式的不同之处在于，保持装置18在围绕内表面14的整个圆周延伸的连续的圆周接触线上与内表面14连接。
[0061]
更特别地，在该例子中，保持装置18仅具有所有连接部分24共用的一个连接脚26，其围绕内表面14的整个圆周延伸。
[0062]
该单个连接脚26因此具有在两个自由边缘26a之间周向地延伸的大致环形形状。在所描述的例子中，自由边缘26a重叠，使得即使在内表面14变形时单个连接脚26也覆盖内表面14的整个圆周。
[0063]
在一种变型中，自由边缘26a只要在它们允许连接脚26适应壁部12的变形的情况下就可以不重叠。
[0064]
图5中的第四实施方式与图4中的第三实施方式的不同之处在于，图5中的保持装置18具有更多的连接部分24，例如六个连接部分24，它们各自由弧形的叶片形成，并且例如可以在径向方向上弹性变形。
[0065]
根据该第四实施方式，保持装置18具有类似于第三实施方式的单个圆周连接脚26，所有连接部分24都与其连接。
[0066]
根据图6所示的第五实施方式，保持装置18包括完全围绕保持部分22周向地延伸的单个圆周连接部分24。例如，该圆周连接部分24由可弹性变形的泡沫形成。
[0067]
在这种情况下，保持装置18不必在其外周上包括连接脚26，泡沫直接与内表面14连接。在一种变型中，泡沫具有环形连接脚。
[0068]
在图7所示的第六实施方式中，保持装置18也具有单个圆周连接部分24，但其由网状物形成。
[0069]
网状物是可弹性变形的。例如，网状物由蜂窝网格形成。
[0070]
在这种情况下，保持装置18不必在其外周上包括连接脚26，网状物直接与内表面14连接。在一种变型中，网状物具有环形连接脚。
[0071]
第七至第九实施方式具有包括形成挡板的部件20的保持装置18。
[0072]
这种挡板用于在填充储罐时使氢气流偏转，从而确保气体更好地混合以及储罐内更好的温度均匀性。特别是，挡板产生的气体运动可以降低气体温度。
[0073]
储罐10可具有单个或多个挡板以优化气体混合。在多个挡板的情况下，它们可以是相同的，或者在一种变型中它们中的至少一个可以与其他的挡板不同。
[0074]
对挡板的各种例子进行描述。
[0075]
根据图8所示的第七实施方式，挡板部件20具有沿纵向轴线x延伸的飞机机翼形状。飞机机翼形部件20具有弧形的前缘，并且其厚度从前缘增加到最大厚度然后朝后缘减小。
[0076]
飞机机翼形部件20通过将部件20连接至连接脚26的连接部分24保持在一起。在所描述的例子中，连接脚26是唯一的，并且完全围绕部件20周向地延伸，但是在一种变型中可以设置与上文所述类似的连接脚26。
[0077]
在所描述的例子中，一个连接部分24由平行于飞机机翼形部件20的厚度穿过其中的第一杆形成，而另一个连接部分由垂直于第一杆穿过飞机机翼形部件20的第二杆形成。
[0078]
有利地，飞机机翼形部件20在纵向轴线x的方向上延伸跨过罐10在该相同方向上的长度的至少四分之一。
[0079]
根据图9所示的第八实施方式，挡板部件20具有圆柱形状，其轴线垂直于纵向轴线x延伸。在所描述的例子中，该圆柱体具有圆形底面。
[0080]
圆柱形部件20通过将部件20连接至连接脚26的连接部分24保持。在所描述的例子中，连接脚26是唯一的，并且完全围绕部件20周向地延伸，但在一种变型中可以设置与上文所述类似的连接脚26。
[0081]
在所描述的例子中，一个连接部分24由沿着圆柱体的轴线穿过圆柱形部件20的第一杆形成，而另一个连接部分由垂直于第一杆和纵向轴线x穿过圆柱形部件20的第二杆形成。
[0082]
根据图10所示的第九实施方式，挡板部件20具有面向气体入口呈凹形的弧形表面形状。在所描述的实施方式中，储罐10包括两个弧形挡板部件20。
[0083]
每个弧形挡板部件20都通过连接部分24与多个连接腿26连接。由于该部件20的长度，部件20具有在纵向轴线x的方向上间隔开的两组连接脚26和相关的连接部分24。
[0084]
每个弧形挡板部件20优选在纵向轴线x的方向上延伸跨过罐10在该相同方向上的长度的至少四分之一。
[0085]
应注意，可以在一种变型中提供任何其他的挡板形状，例如具有面向气体入口的凸面的弧形的扁平状挡板、具有不同于图8中描述的取向的飞机机翼形状、滑橇形状等。
[0086]
图11示出了根据第十实施方式的储罐10。在该视图中，与前述视图中的元件相似的元件由相同的附图标记表示。
[0087]
根据该第十实施方式，部件20不是保持在纵向轴线x上，而是相对于该纵向轴线偏移。
[0088]
这种构造在将部件20设置在特定位置中具有特定益处时是有利的。例如，在部件20是温度测量装置时，使部件20偏移可以是有益的，特别是用于测量储罐顶部或底部的温度，而不是中心的温度。
[0089]
应注意，例如，可以通过相同的方式在储罐10中设置分别与纵向轴线x具有不同的径向距离的多个部件。
[0090]
为了实现这种偏移构造，连接部分24具有不同的长度。如图11所示，保持装置18例如具有两个长连接部分24(例如具有相同的长度)和一个短连接部分24(即，比其他连接部分更短)。
[0091]
换言之，保持装置18包括至少一个连接部分24，其长度(并且更特别是其径向延伸量)小于至少一个其他的连接部分24。
[0092]
在一种变型中，保持装置18可以具有三个连接部分24，它们都具有不同的长度。
[0093]
在该实施方式中，连接脚26与图3中所示的类似。然而，应注意，内表面14包括用于
每个连接脚26的一对凸耳28，它们限定了用于接收对应的连接脚26的凹槽。这些凸耳28形成用于对应的连接脚26的纵向止动部，但使连接脚26可以围绕纵向轴线x自由旋转。
[0094]
图12示出了根据第十一实施方式的储罐。在该视图中，与前述视图中的元件相似的元件用相同的附图标记表示。
[0095]
根据该第十一实施方式，储罐10具有大致平行六面体的形状，其具有长方形横截面，优选包括圆角。在一种变型中，储罐10可以具有包括或不包括圆角的正方形横截面。
[0096]
在该图12中，部件20保持在纵向轴线x上，但在一种变型中其可以与第十实施方式一样是偏移的。在这种情况下，连接部分24并不全都具有相同的长度。
[0097]
应注意，在具有长方形横截面的储罐的情况下，保持装置18优选包括四个连接部分24，它们各自放置在平行六面体的相应的面上。
[0098]
此外，连接脚26有利地是平直的，因为它们各自都放置在平行六面体的相应的平面上。
[0099]
与第十实施方式一样，针对每个连接脚26，内表面14都包括一对凸耳28，它们限定了用于接收对应的连接脚26的凹槽。这些凸耳28形成了用于对应的连接脚26的纵向止动部，但使该连接脚26可以在垂直于纵向轴线x的方向上沿平行六面体的相应的平面自由平移。
[0100]
应注意，本发明不限于前述实施方式，而是可以在不超出权利要求的范围的情况下具有各种变型。
[0101]
在所描述的例子中，保持装置18具有大体圆形的形状，但是保持装置18也可以具有适合于内表面14的几何形状的任何其他的形状，并且优选具有与内表面14的形状互补的形状(其也可以是椭圆形、长方形、正方形或任何其他特定的横截面形状)。

技术特征：

1.一种加压气体储罐(10)，其包括气体储存室(16)，其特征在于，其包括用于将部件(20)保持在所述气体储存室(16)中的至少一个保持装置(18)。2.根据权利要求1所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述气体储存室(16)具有围绕中心的纵向轴线(x)限定的形状，所述形状从具有圆形横截面、椭圆形横截面、包括或不包括圆角的正方形横截面或者包括或不包括圆角的长方形横截面的形状中选择，所述保持装置(18)被构造为将所述部件(20)保持为以下构造中的一种：-所述部件(20)基本保持在所述纵向轴线(x)上；或者-所述部件(20)相对于所述纵向轴线(x)偏移。3.根据权利要求1所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，其包括壁部(12)，所述壁部具有界定所述气体储存室(16)的内表面(14)，其中所述保持装置(18)在至少三个接触点处与所述内表面(14)连接。4.根据权利要求3所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述保持装置(18)在围绕所述内表面(14)的整个圆周延伸的连续的圆周接触线处与所述内表面(14)连接。5.根据权利要求3所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，其包括用于接收所述部件(20)的保持部分(22)以及将所述保持部分(22)连接至所述内表面(14)的至少一个连接部分(24)。6.根据权利要求5所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述至少一个连接部分(24)可弹性变形。7.根据权利要求5所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述保持装置仅具有围绕所述保持部分(22)周向地延伸的一个连接部分(24)，所述连接部分(24)由泡沫形成。8.根据权利要求5所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述保持装置仅包括围绕所述保持部分(22)周向地延伸的一个连接部分(24)，所述连接部分(24)由网状物形成。9.根据权利要求5所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述保持装置包括分别从所述保持部分(22)径向地伸出的多个连接部分(24)，每个所述连接部分(24)都由弹性构件形成。10.根据权利要求1所述的加压气体储罐(10)，其特征在于，所述部件(20)形成用于在填充储罐时使氢气流偏转的挡板。

技术总结

一种储罐(10)包括气体储存室(16)以及用于将部件(20)保持在气体储存室(16)中的至少一个装置(18)。一个装置(18)。一个装置(18)。

技术研发人员：

扬妮克

受保护的技术使用者：

佛吉亚排气系统有限公司

技术研发日：

2022.03.08

技术公布日：

2022/9/30