氢存储箱的制作方法
【专利摘要】安全气囊存储箱(1)，其包括至少一个腔室(2)，所述腔室包括由金属制成的壁(2')并且至少含有氢气，其特征在于，所述腔室包括应用至所述金属壁的至少一表面部分的铁氧化物涂层(4)。
【专利说明】氢存储箱
【技术领域】
[0001]本发明总的来说涉及一种具有改进的使用寿命的可靠存储箱。
【背景技术】
[0002]用作例如包含用于给安全气囊充气的推进剂的烟火和混合气体发生器的存储箱是现有技术中已知的。然而，推进剂是昂贵的产品，而且它产生废水和需要过滤的热颗粒。因此，提出使用更便宜的原材料和既不产生颗粒也不产生废水的存储箱是有用的。现有技术描述了使用氧气和氢气的存储箱，氧气和氢气各自被限定在具有金属壁的腔室中或者两者共同被限定在单一的储气室中。这些箱体的问题是，当与钢接触时，被束缚在金属腔室中的氢倾向于发生离解，使得其可以通过扩散穿过金属壁逸出并在壁的另一侧上重新结合。这样的箱体可能会失去它们的充气能力，并且不再满足汽车制造商规定的性能标准。
[0003]专利公开内容US2010/0024926描述了涂有通过镀锌形成的保护层的金属，该保护层保护金属不接触氢，达到增加金属的耐延迟断裂的目的。与此相反，专利公开内容US7514153描述了涂覆金属表面的方法，该方法包括在表面上镀锌-镍合金，以提供抵抗氢气以及由此抵抗腐蚀的保护，防止因采用所述方法时释放出氢而引起的脆化。然而，这些公开内容主要涉及在金属上形成保护层的该金属的脆化，而且没有提供针对上述氢气气密性问题的解决方案。此外这些方法可能会产生排放物，该排放物使可能随后会在处理过的表面上形成的焊接降解。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是对上述提到的现有技术公开内容的缺点作出回应，并且特别地，首先提出设置有具有改进的氢气气密性的腔室的可靠存储箱。
[0005]为此，本发明的第一方面涉及一种存储箱，其包括至少一个腔室，所述腔室设置有金属壁并且至少含有氢气，其特征在于，所述腔室具有设置在所述金属壁的至少一表面部分上的铁氧化物涂层。涂层从而防止氢原子扩散穿过金属壁。
[0006]在一个特别有用的版本中，所述涂层由Fe3O4组成。因此，所述涂层相比于其他金属氧化物提供改善的稳定性，同时提高了不可渗透性，并赋予部件好看的外观，从而减少了灰尘以及装配线上与清洁相关的操作。此外，当处理过的部件被焊接(例如通过摩擦或电阻焊接)时Fe304涂层不会引起问题。
[0007]有利地，所述涂层被设置在所述金属壁的内表面上。因而氢不会穿透所述金属壁，并且不会造成污染或脆化。
[0008]或者，所述涂层被设置在所述金属壁的内表面和外表面两者上。因此，涂层可以更容易地通过处理(例如浸泡)整个金属部件制得。此外，相比于单层，气密性被进一步提高。
[0009]有利地，存储箱存在于安全气囊气体发生器中。因此，能够获得具有改进的氢气气密性的安全气囊气体发生器。
[0010]在一个特别有用的版本中，所述涂层被设置在至少一表面部分上，从而限制气体发生器在15年期间的性能下降的最大值为10%。因此，成本可以被降低，并且使制造涂层的过程变得容易，在所述过程中是不需要涂覆习钻的位置，也没有在其中进行这样的处理是禁忌的区域，例如为组装的目的。
[0011]有利地，所述腔室还含有惰性气体。由此泄漏可以被容易地检测到。
[0012]有利地，所述腔室由焊接在一起的两个部分组成。这可以使得制造存储箱的过程变容易。
[0013]有利地，所述涂层设置在所述两个部分之一的全部内表面和/或外表面上。因此制造箱体的过程还可以进一步得到简化。
[0014]在一个特别有用的版本中，所述层具有0.1 μ m-2 μ m的厚度。因而可以通过略微地减少箱体的体积确保对氢的不可渗透性。
[0015]在一个还更有益的版本中，所述层具有0.1 μ m-Ο.5μπι的厚度。因而可以通过更加略微地减少箱体的体积确保对氢的不可渗透性。
[0016]本发明的第二方面涉及包括根据本发明的第一方面的存储箱的安全气囊模块。
[0017]本发明的第三方面涉及设置有根据本发明的第一方面的存储箱的车辆。
[0018]本发明的第四方面涉及设置有根据本发明的第一方面的存储箱的燃料电池。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]通过阅读下文列出的对本发明的实施方案的详细描述，本发明的其他特征和优点将变得更加清晰可见，所述实施方案通过非限制性示例的方式提供并通过所附的附图例示，其中:
[0020]图1描绘了根据本发明的第一方面的存储箱。
【具体实施方式】
[0021]图1描绘了在本实施例中存在于安全气囊气体发生器中的存储箱1，所述存储箱包括点火器5、含氢的腔室2和含氧的腔室3，每个腔室都具有优选由符合标准ΕΝ1019的高屈服点钢制成的钢隔离壁2’、3’，将气体束缚在相应的腔室2、3中。在未描绘的替代实施方案中，腔室2还可以包含用于检测任意泄漏的惰性气体，抑或氧气。
[0022]如在图1中可见，含氢的腔室2氢气由在固定线23处、例如通过摩擦焊接固定在一起的两个部分21和22组成。
[0023]如上所述，与钢接触的氢倾向于发生离解，使得其可以通过扩散穿过金属壁逸出并在壁的另一侧上重新结合。为了防止这种情况，对腔室2的第一部分21的表面进行黑色氧化处理，从而在所述第一部分21的整个内表面上，如图1中所示，并因此在氢腔室2的部分内表面上形成涂层4。或者，尽管这并未在图中描绘，通过将整个待处理的工件(即第一部分21)例如按照DIN-50938浸入浴中，可以在第一部分21的内表面和外表面两者上形成该涂层4。
[0024]所述涂层是铁氧化物，如Fe2O3或优选更稳定的Fe304。由于任何的表面处理都会引起额外的费用，因此仅处理需要符合要求的表面是有利的。待被处理的表面的量通常将取决于几个因素，例如被束缚在腔室中的气体的量，气体的储存压力，抑或该腔室的形状。尽管如此，仍通常希望以这样的方式处理表面:使得该发生器在15年后的性能下降低于10%。理想地，以这样的方式处理表面:使得所述涂层的厚度为0.1μπι-2μπι，优选为
0.1μπι-0.5μπι。可以通过电子扫描显微镜测量涂层的厚度。
[0025]图1还示出了例如通过焊接(例如通过摩擦或电阻焊接)被固定在腔室2上的螺栓6，无论该腔室是否被涂覆，涂覆不会损害焊接。虽然未被描绘，另一个螺栓也可被固定在另一个腔室3上。
[0026]然而，本发明并不局限于该具体实施方案，并且存储箱可能例如存在于燃料电池的一部分中，或存在于随车携带的旨在输送氢抑或储存氢以协助推进的箱体中。
[0027]或者，所述存储箱也可以仅仅是临时存储箱，例如供应线路，目的是为了消除当氢气通过该线路时的任何损失。
[0028]应当理解的是，在不脱离本发明的由所附权利要求书限定的范围下，对于本领域技术人员显而易见的各式各样的修改和/或改进可以被应用到在本说明书中描述的本发明的各种实施方案，例如所述涂层的厚度可以大于一个分子，所述涂层可以由其他已知的方法形成或沉积。
【权利要求】
1.一种存储箱(I)，其包括至少一个腔室(2)，所述腔室具有金属壁(2’)并且至少含有氢气，其特征在于，所述腔室(2)具有设置在所述金属壁的至少一表面部分上的铁氧化物涂层⑷。
2.根据权利要求1所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)由Fe3O4组成。
3.根据权利要求1或2所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)被设置在所述金属壁(2’)的内表面上。
4.根据权利要求1或2所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)被设置在所述金属壁(2’)的内表面和外表面两者上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述存储箱构成安全气囊气体发生器。
6.根据权利要求5所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)被设置在至少一表面部分上，从而限制所述气体发生器(I)经过15年时间的性能下降的最大值为10%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述腔室(2)还含有惰性气体。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述腔室(2)由焊接在一起的两个部分(21，22)组成。
9.根据权利要求8所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)设置在所述腔室(2)的两个部分(21，22)之一的全部内表面和/或外表面上。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)的厚度^ 0.1 μ m-2 μ m。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述涂层(4)的厚度 0.1 μ m_0.5 μ m。
12.根据权利要求1-9中任一项所述的存储箱(I)，其特征在于，所述存储箱适合于暂时存储氢。
13.一种安全气囊模块，其设置有根据权利要求1-12中任一项所述的存储箱。
14.一种燃料电池，其设置有根据权利要求1-12中任一项所述的存储箱。
15.设置有根据权利要求1-12中任一项所述的存储箱的车辆。
【文档编号】F17C1/12GK104159793SQ201380011677
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年2月21日 优先权日:2012年3月2日
【发明者】R·安德森, N·赫恩奎斯特, 马茨·约翰松, 托比亚斯·阿德鲁姆 申请人:奥托立夫开发公司