给吸附存储器充填气体的方法_2

文档序号:8385747阅读:来源:国知局
释放的总过 程有限制作用。
[0027] 在本发明的方法的一个优选实施方式中,该容器在其内部具有至少两个并行的通 道形子腔室,所述至少两个并行的通道形子腔室分别至少部分填充有吸附介质,并且其通 道壁被冷却。
[0028] 至少一个分离元件或多个分离元件,特别是存在的所有分离元件,优选具有双壁 以使传热介质可流过其中。同样优选的是,通道形子腔室的所有通道壁都为双壁以允许传 热介质可流过其中。根据所述至少一个分离元件或多个分离元件的布置,该容器的内壁的 一部分形成一个通道形子腔室或多个通道形子腔室的通道壁。该容器在这种情况下也优选 为双壁。在一个特别优选的实施方式中,整个容器壁(包括端面)构造成允许传热介质可 流过其中,特别构造为双壁。
[0029] 根据适于冷却或加热吸附存储器中气体的温度区间,可以为多种传热介质,例如 水、乙二醇、乙醇或它们的混合物。适当的传热介质是本领域技术人员所已知的。
[0030] 已发现在每个通道形子腔室的通道壁的间距有利地为2cm到Scm。这里,间距一 词是指从垂直于通道的轴线截面观看,相对的壁上的两点之间的最短距离。例如在具有圆 形截面的通道的情况下,该间距相当于直径,在具有环形截面的情况下,其相当于环面的宽 度,以及在具有矩形截面的情况下,其相当于平行边之间的距离中较短的距离。特别地,当 所有的通道壁被冷却或加热的时候,提到的区间被认为是在热交换和吸附介质的填充量之 间很好的折衷方案。间距越大,在吸附介质和壁之间的传热越差,就较小间距的情况而言, 在给定容器的外部尺寸下,吸附介质填充量减小。另外,吸附存储器的重量和它的制造成本 增加,这特别是在移动应用的情况下是不利的。
[0031] 在一个优选实施方式中,通道形子腔室的通道壁的间距相差不超过40%,特别优 选不超过20%。这样的构型有利于热量在容器充填时均匀移除并在容器变空时均匀引入。 [0032] 在一个更优选的实施方式中,通道形子腔室的横截面选择成使得在给容器充填气 体期间,通道形子腔室内的流体速度每对通道相差不超过20 %。特别优选所有通道形子腔 室内的流体速度相差不超过20%。
[0033] 根据容器具体的几何构造,对作为优选方式提到的通道形子腔室非常均一的壁间 距和非常均一的横截面的要求可能是矛盾的。在这种情况下,优选具有非常均一的壁间距 的构型,因为在容器变空时热量均匀移除的效应比流动效应更重要。
[0034] 在本发明填充存储器的方法中,流动效应第一重要。在容器内流体速度局部不同 6 CN 104704282 A 说明书 4/8页 的情况下,例如在具有不同横截面的多个通道形子腔室的情况下,最小流体速度限制容器 在给定时间内的最大充填量或限制在给定的充填气体量下充填的持续时间。
[0035] 在一个有利实施方式中,流入的气体通过穿孔的流入管或者通过多个穿孔的流入 管传送到吸附介质中。这导致了在吸附介质中更均匀的气体流和更均一的温度分布。
[0036] 该吸附存储器的容器优选为圆柱形并且所述至少一个分离元件与圆柱体的轴线 基本共轴地设置。至少一个分离元件的纵向轴线相对于圆柱体的轴线最大倾斜10度的实 施方式均被认为是"基本"共轴。这样的构型确保了通道的横截面仅沿着圆柱体的轴线轻 微改变,以在通道的长度方向上形成均匀流动。
[0037] 根据容器内可用于安装的空间以及最大允许压力,圆柱形容器的横截面可以为各 种各样的,例如圆形、椭圆形或矩形。也可以为不规则形状的横截面,例如在容器被装入车 体的中空空间时。圆形和椭圆形的横截面尤其适合高于大约100巴的高压。
[0038] 本发明还提供了一种用于存储气态物质的吸附存储器,其包括封闭容器、具有在 容器壁中的入口和入口阻断元件的进料装置,以及在容器壁中的具有出口阻断元件的出 口。该容器具有至少一个分离元件,所述至少一个分离元件设于其内部,且构造成使得该容 器内部被分为至少两个并行的通道形子腔室,所述至少两个并行的通道形子腔室至少部分 填充有吸附介质并且其通道壁可被冷却。根据本发明,从横截面观看,容器内壁和所述至少 一个分离元件以及可选地多个分离元件的轮廓基本共形。
[0039] 在此背景下,共形是指轮廓形状相同,例如全部为圆形、全部为椭圆形和全部为矩 形。表述"基本共形"是指相对于基本形状的小的偏离也仍包含在"相同形状"。例如在矩 形的基本形状中的圆角或在制造公差范围内的偏差。
[0040] 这样的构型允许容器的内部空间的最佳利用,其目的是为了用于大量的吸附介质 以及有效的热量管理。
[0041] 以上所述的优选结构特征,例如双壁分离元件、通道壁的间距和/或在圆柱形容 器内的分离元件的共轴设置,均代表了本发明的吸附存储器的优选实施方式。
[0042]容器和分离元件的壁厚的选择决定于容器内预期的最大压力、容器的尺寸特别是 其直径,以及使用的材料的特性。对于外径为IOcm且最大压力为100巴的合金钢容器而 言,最小的壁厚已被例如估计为2mm(根据DIN 17458)。双壁的内部间距选择成使得足够大 量的传热介质流体可流过其中。该双壁的内部间距优选为2mm到10mm,特别优选为3mm到 6mm 〇
[0043]该至少一个分离元件特别优选构造为管件,该管件的内部空间形成第一通道形子 腔室,该管件的外壁与容器的内壁之间的空间或者可选地该管件的外壁与另一个分离元件 的外壁之间的空间形成第二环形子腔室。从横截面观看,该管状的分离元件的轮廓与该容 器的内壁的轮廓共形;例如,它们均为圆形或椭圆形。在根据本发明的该实施方式的进一 步改进中,设有多个分离元件并且该多个分离元件均构造为具有不同直径的管件且共轴设 置。从横截面观看,它们的轮廓同样与容器的内壁的轮廓共形。
[0044]该进料装置包括至少一个在容器壁中的入口和至少一个入口阻断元件。在一个优 选的实施方式中,该进料装置包括以引导的方式分配所有子腔室中的通过所述至少一个入 口流入的气体的构件,例如偏转元件或分配器装置。在又一个有利的实施方式中,该进料装 置包括多个穿过容器壁的通道,流入的气体通过该通道被引导到通道形子腔室。 7 CN 104704282 A 说明书 5/8页
[0045]各通道形子腔室的气体流入量特别优选地以这样的方式分配,即该方式使得单个 子腔室的气体量与另一个子腔室的气体量的比值对应于子腔室横截面积之间的比值。
[0046]本发明还提供了一种将气体从根据本发明的吸附存储器中移出的方法,其中,其 温度高于通道形子腔室内的气体温度的传热介质流动通过通道壁。
[0047]与现有技术相比,本发明的吸附存储器使得可以较快速地从吸附介质传送热量或 向吸附介质传入热量。这明显缩短了给存储器充填给定量的气体所需的时间。作为替代,该 存储器可以在给定时间内充填大量气体。当将气体从存储器中移出时,本发明使得能够快 速并稳定地提供气体。为了这个目的,通道壁被加热,例如在双壁构型的情况下,采用温度 高于通道形子腔室内气体温度的传热介质并使之流过双壁。本发明的吸附存储器易于制造 且由于其简单的构造而特别适于移动应用,例如在机动车辆上。具
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