用于储存气态介质的箱装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于燃料电池箱的箱装置，尤其是用于储存氢气，例如用于应用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。


背景技术：

2.de102017212485 a1描述了一种用于储存用于借助气态燃料的驱动部的车辆的压缩流体的装置，其中，该装置包括至少两个管形的箱模块和具有至少一个集成的调节和安全技术装置的至少一个高压燃料分配器。所述至少两个管形的箱模块与具有至少一个集成的调节和安全技术装置的至少一个高压燃料分配器模块化地连接成以灵活的几何形状的模块。
3.用于这种箱装置的安全装置是标准化的。在此，每个箱装置必须具有例如截止阀。因此，截止阀能够在由具有燃料电池驱动装置的车辆发生事故而引起箱装置的损坏的情况下或者在箱装置的管路破损的情况下确保，箱容器是关闭的，因为截止阀在断电状态下是关闭的。因此，在发生事故和故障的情况下，随时都能够避免气体从箱容器中逸出。
4.法律要求规定，视容器而定，这些安全阀必须直接安置在箱容器上或者甚至安置在容器中。因而，安全阀直接暴露于气态介质和系统压力，例如高达1000bar的系统压力。作用在安全阀上的这些大的力需要成本高的建设性措施，以防止损坏并且因而防止安全阀失效。此外，必须保护安全阀以防止在事故期间出现可能的“撕裂”。


技术实现要素：

5.与现有技术相比，具有权利要求1的特征的根据本发明的箱装置具有以下优点：通过从箱装置的内侧装配附加构件显著地改进了箱装置的密封性，并且保护集成在箱装置中的安全阀装置免受损坏。
6.为此，用于储存气态介质、尤其是氢气的箱装置具有至少一个箱容器，所述至少一个箱容器具有带有箱颈的箱壳体。此外，在箱颈中布置有连接旋紧元件，该连接旋紧元件贴靠在构造在箱壳体内侧上的锥形密封座上并且因而使箱颈的箱颈内部空间密封。连接旋紧元件能够借助安置在箱壳体外侧上的锁紧螺母元件被预紧。
7.此外，本发明包括一种用于将连接旋紧元件插入到箱装置的箱容器的箱颈中的方法。在箱容器在背侧已经封闭的情况下，连接旋紧元件的插入借助翻边来实现，并且提供一种装置，借助该装置将连接旋紧元件自外部从箱容器的内部通过箱颈贴靠到密封座上。
8.通过在箱容器的箱颈中的连接旋紧元件实现了改进的密封性，其方式是，在箱容器的内部中的压力加强了密封效果。此外，例如能够防止阀装置的“撕裂”，因为该阀装置布置在箱容器中并且该箱容器在发生事故的情况下承受压力比。此外，因而省去了典型地使用在箱颈内部的、构造在箱壳体中的连接螺纹，使得在箱壳体中不存在降低强度的缺口。
9.在第一有利扩展方案中设置，连接旋紧元件具有居中的开口，所述开口构造为通孔。有利地，阀装置与箱容器的纵轴线同轴地被接收在连接旋紧元件的开口中并且借助螺
纹部与连接旋紧元件固定连接。因此，作为安全阀的阀装置能够以结构上简单的方式集成到箱容器中，其中，保护阀装置免于由于外部影响、例如在运行期间的冲击而引起的损坏。此外，如此能够以简单的方式使来自箱容器的气态介质的流动被控制。
10.在有利的扩展方案中设置，至少一个箱容器设计为用于与大气压相差1bar至1000bar的压差。因此，能够优化气态介质在箱容器中的使用。
11.在本发明的另一构型中，有利地设置，箱颈柱形地构造并且作为锥形扩宽部过渡到柱形的箱体中，其中，箱颈的直径d小于箱体的直径d。通过这种形状在箱容器内实现了均匀的压力分布。
12.在有利扩展方案中，至少一个箱容器由塑料材料、碳纤维材料、铝、钛、镁、纤维材料，尤其是玻璃纤维材料，或者钢制成。因此，实现了节省成本的箱容器结构。
13.所描述的箱装置优选地适用在用于储存用于运行燃料电池的氢气的燃料电池组件中。优选地，所描述的箱装置能够使用在具有燃料电池驱动装置的车辆中。
附图说明
14.在附图中示出用于储存气态介质、尤其是氢气的根据本发明的箱装置的实施例。附图示出：
15.图1以纵截面示出根据本发明的具有多个箱容器的箱装置的实施例，所述箱容器包括带有箱颈的箱壳体和箱体，
16.图2示出图1的实施例在箱颈区域中的放大的局部。
具体实施方式
17.在图1中，以示意性视图示出用于气态介质、尤其是氢气的根据本发明的箱装置1的一个实施例。箱装置1具有多个带有箱壳体20的箱容器2。箱壳体20包括箱体4和箱颈3并且具有纵轴线12。在此，箱体4构造为箱颈3的锥形扩宽部。不但箱体4而且箱颈3构造为柱形，其中，箱体4的直径d大于箱颈3的直径d。
18.图2以横截面示出图l的箱容器2在箱颈3区域中的放大视图。箱颈3具有箱颈内部空间30，该箱颈内部空间通到箱体4的箱内部空间21中。
19.在箱颈3中布置有连接旋紧元件5，该连接旋紧元件贴靠在锥形的密封座10上，该密封座构造在箱壳体20的内侧8上。因此，箱颈内部空间30和箱内部空间21均朝外部密封，使得没有气态介质能够从箱容器2中流出。此外，连接旋紧元件5借助锁紧螺母元件6在箱颈3中被预紧。在此，锁紧螺母元件6安置在箱壳体20的外侧9上。
20.此外，在箱容器2上布置有呈内六角形式的防转动固定部，以便拧紧锁紧螺母元件6。这具有以下优点：当拧紧锁紧螺母元件6时，连接旋紧元件5不会一起向内转动。
21.替代地，也能够使用其他防转动固定部、例如用于安防销钉扳手的钻孔。
22.连接旋紧元件5具有居中的开口7，该开口构造为通孔。在该开口7中，阀装置11与箱容器2的纵轴线12同轴地被接收并且借助螺纹部与连接旋紧元件5固定连接。
23.阀装置11典型地被电磁操控并且调节来自箱容器2的气态介质、例如氢气朝例如燃料电池的阳极区域的方向的穿流。在未通电状态下，阀装置11关闭，因为该阀装置构造为安全阀。由此能够确保，在关闭状态下以及在发生事故或者故障的情况下，始终避免气体从
箱容器2中逸出。
24.箱容器2设计为用于与大气压相差1bar至1000bar的压强。典型地，例如在燃料电池组件中使用箱容器2，该箱容器储存具有最高700bar压强的氢气。此外，箱容器由塑料材料、碳纤维材料、铝、钛、镁、纤维材料，尤其是玻璃纤维材料，或者钢制成。
25.例如，在箱容器2在背侧被封闭之前，可以在某一时刻执行连接旋紧元件5的插入。
26.在一个替代方法中，在箱容器2在背侧已经封闭的情况下，连接旋紧元件5借助翻边被接合到箱颈3中。此外，提供一种装置，借助该装置从外部将连接旋紧元件5从箱容器2的内部穿过箱颈3贴靠到密封座10上。在此，对密封座10上的密封面的精加工能够从箱容器2的背侧进行或者穿过箱颈3进行。
27.箱装置1例如能够用于储存用于运行燃料电池的氢气，或者也能够集成到具有燃料电池驱动装置的车辆中。


技术特征：
1.用于储存气态介质、尤其是氢气的箱装置(1)，所述箱装置具有至少一个箱容器(2)，所述至少一个箱容器(2)具有带有箱颈(3)的箱壳体(20)，其特征在于，在所述箱颈(3)中布置有连接旋紧元件(5)，所述连接旋紧元件(5)贴靠在构造在所述箱壳体(20)的内侧(8)上的锥形密封座(10)上并且因而使所述箱颈(3)的箱颈内部空间(30)密封，其中，所述连接旋紧元件(5)能够借助安置在所述箱壳体(20)的外侧(9)上的锁紧螺母元件(6)被预紧。2.根据权利要求1所述的箱装置(1)，其特征在于，所述连接旋紧元件(5)具有居中的开口(7)，所述开口(7)构造为通孔。3.根据权利要求2所述的箱装置(1)，其特征在于，阀装置(11)与所述箱容器(2)的纵轴线(12)同轴地被接收在所述连接旋紧元件(5)的开口(7)中并且借助螺纹部与所述连接旋紧元件(5)固定连接。4.根据前述权利要求中任一项所述的箱装置(1)，其特征在于，所述至少一个箱容器(2)设计为用于与大气压相差1bar至1000bar的压差。5.根据前述权利要求中任一项所述的箱装置(1)，其特征在于，所述箱颈(3)柱形地构造并且作为锥形扩宽部过渡到柱形的箱体(4)中，其中，所述箱颈(3)的直径d小于所述箱体(4)的直径d。6.根据前述权利要求中任一项所述的箱装置(1)，其特征在于，所述至少一个箱容器(2)由塑料材料、碳纤维材料、铝、钛、镁、纤维材料，尤其是玻璃纤维材料，或者钢制成。7.车辆，具有燃料电池驱动装置和根据前述权利要求中任一项所述的箱装置(1)。8.燃料电池组件，其具有用于储存用于运行燃料电池的氢气的根据权利要求1至6中任一项所述的箱装置(1)。9.用于将连接旋紧元件(5)插入到根据权利要求1至6中任一项所述的箱装置(1)的箱容器(2)的箱颈(3)中的方法，其中，在所述箱容器(2)在背侧已经封闭的情况下，将所述连接旋紧元件(5)借助翻边插入到所述箱颈(3)中，并且提供一种装置，借助所述装置将所述连接旋紧元件(5)自外部从所述箱容器(2)的内部通过所述箱颈(3)贴靠到所述密封座(10)上。

技术总结
用于储存气态介质、尤其是氢气的箱装置(1)，所述箱装置具有至少一个箱容器(2)，所述至少一个箱容器(2)具有带有箱颈(3)的箱壳体(20)。此外，在所述箱颈(3)中布置有连接旋紧元件(5)，所述连接旋紧元件(5)贴靠在构造在所述箱壳体(20)的内侧(8)上的锥形密封座(10)上并且因而使所述箱颈(3)的箱颈内部空间(30)密封，其中，所述连接旋紧元件(5)能够借助安置在所述箱壳体(20)的外侧(9)上的锁紧螺母元件(6)被预紧。(6)被预紧。(6)被预紧。


技术研发人员：A
受保护的技术使用者：罗伯特
技术研发日：2020.06.25
技术公布日：2022/3/1