用于存储处于压力下的气体的系统以及用于排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法

文档序号:10517671来源:国知局
用于存储处于压力下的气体的系统以及用于排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统(10),其包括:存储容器(12)和至少一个可热激活的用于排空存储容器(12)的安全阀(16、18),所述安全阀在存在相应高的温度时自动激活。此外设有用于存储容器(12)的附加的可激活的排空装置,所述排空装置具有用于外部能量源(30)的接口(26),外部能量源(30)可以连接到所述接口上,以便针对性地排空存储容器(12)。此外说明一种用于在机动车中排空用于处于压力下的气体的存储容器(12)的方法。
【专利说明】
用于存储处于压力下的气体的系统以及用于排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统,其包括存储容器和至少一个可热激活的用于排空存储容器的安全阀,所述安全阀在存在相应高的温度时自动激活。此外,本发明涉及一种用于在机动车中排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法。
【背景技术】
[0002]在备选的驱动设计的进程中,逐步开发了以气体、例如天然气或氢气运行的车辆。这样的车辆需要用于处于高压力下的气体的存储容器以及一定的安全设备,所述安全设备确保在存储容器中产生的压力不达到容器的破裂压力,以防止存储容器破裂。
[0003]对于火灾情况,所述存储容器此外装备以可热激活的安全阀(Thermal PressureRelief Devices(热卸压装置),TPRD),所述安全阀在存在相应高的温度时例如通过使闭锁质块熔化而自动激活。因此可以实现,压缩气体存储容器在其基于过高内压力破裂之前就已排空。
[0004]现在可想到,存储容器例如在事故时被预损坏。由此,存储容器的破裂压力可能降低到了工作压力之下或至少降低到了所设置的安全设备的触发压力之下,从而损坏的容器只要其还处于压力下就构成潜在的安全风险。虽然这样的压缩气体存储容器通常具有所谓的辅助阀,通过所述辅助阀可进行手动排空,但是所述辅助阀可能设置在车辆的难以达到的部位上或由于存在的事故而难以够到。可能设有的用于通过所谓的辅助端口来卸载压力的辅助功能也可能在事故时由于失去汽车电网而不再可以使用。
[0005]因此,通常不能在事故之后将存储容器针对性地排空并且不能以此将系统置于稳定的状态中。
[0006]由DE102010006516A1已知一种同类的用于在车辆中存储处于压力下的气体的系统,在该系统中,在事故的情况下,主动的安全系统(其例如也触发安全气囊)将激活信号传输给排空设备。通过该激活信号对爆炸装药点火(所述爆炸装药可以设置在可热激活的安全阀的区域中)并且因此排空存储容器。在这里也说明如下一种可能性,将爆炸装药通过无线电从车辆外点火,其中,由救援力量携带的无线电发射器将信号发射给车辆安全系统,所述车辆安全系统然后产生激活信号到排空设备上。
[0007]在该设计中不利的是,在由事故导致车辆电子装置失效时,不再存在针对性排空压缩气体存储容器的所述可能性。

【发明内容】

[0008]与此相对,本发明提供一种用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统和一种用于排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法,其中,在需要时可以可靠地针对性地排空压缩气体存储容器。
[0009]为此,按照本发明的第一方面,在开头所述类型的系统中设有用于存储容器的附加的可激活的排空装置,所述排空装置具有用于外部能量源的接口,所述外部能量源可以连接到所述接口上,以便针对性地排空存储容器。因此可以在事故之后通过连接外部的(亦即不属于车辆的)能量源来提供需要的能量,而不依赖于车辆电子装置正常工作与否,以便借助可激活的排空装置针对性地排空存储容器。
[0010]按照本发明的一种优选实施方式,附加的排空装置具有设置在可热激活的安全阀上的触发装置,外部能量源可以连接到所述触发装置的接口上,以便针对性地触发安全阀。因此利用了本来就存在的可热激活的安全阀,所述安全阀在连接外部能量源之后针对性地被触发并且因此排空存储容器。以这种方式获得简单且因此低成本的设计。
[0011]备选地可想到,设置附加的阀作为排空装置,该附加的阀并行于可热激活的安全阀设置并且借助外部能量源激活。
[0012]优选的是,所述接口具有用于外部能量源的接头、尤其是电接头,所述接头设置在机动车的可从外面够到的区域中。这例如能够实现,救援力量在事故之后针对性地排空存储容器中的压缩气体,以便防止例如在运走车辆时存储容器的后来的破裂。
[0013]在本发明的一种扩展方案中,外部能量源可以在连接到排空装置上之后从外部激活,以便排空存储容器。以该方式能够精确确定并且针对性地延迟排空时刻。
[0014]在此优选的是,所述激活远程控制地进行、尤其是通过无线电或点火电线进行。这能够实现车主和其他在场人员在针对性地排空存储容器之前首先使自己进入距车辆的安全距离。
[0015]在排空装置具有设置在安全阀上的触发装置的情况下,触发装置优选具有热促动器、尤其是电加热装置。该电加热装置例如可以构成为加热电阻并且必须这样确定尺寸,使得达到可热激活的安全阀的触发温度(大约105-110°C)、而未达到气体的点火温度。
[0016]在一种结构上简单的设计中,触发装置具有加热螺旋丝,可热激活的安全阀被以所述加热螺旋丝至少部分地缠绕。在此,安全阀可以整个被缠绕,或仅属于安全阀的玻璃安瓿被以加热螺旋丝缠绕并且必要时被隔离,这当然是利用可燃烧的材料,以便确保在火灾时的功能性。同样,加热螺旋丝可集成到在可热激活的安全阀的情况下设置的玻璃安瓿的壁中。在最后提到的两种情况下需要少量能量来激活安全阀。
[0017]在一种备选的设计中,排空装置具有机械的或烟火技术的促动器。用于机械的促动器的一个实例为压电促动器,其在激活时破坏安全阀的玻璃安瓿。
[0018]为了预防可能的不当使用,用于外部能量源的接头可以设置在机动车的内部空间中。
[0019]备选或附加地,排空装置具有在正常行驶运行时断开的中断开关,所述中断开关通过车辆安全系统的碰撞信号闭合。于是也确保,排空装置只能在需要时、即在事故之后激活。
[0020]如已经在开头提到的那样,处于压力下的气体尤其是氢气或天然气、优选压缩天然气(所谓的Compressed Natural Gas ,CNG) ο
[0021]开头所述的任务同样通过一种用于在机动车中排空用于处于压力下的气体的存储容器的方法来解决,该方法尤其是使用在至此所述类型的系统中。按照本发明的方法在此具有如下步骤:在“需要”时将外部能量源连接到设置在存储容器上的排空装置上,并且激活外部能量源,以便通过由此被操纵的排空装置针对性地排空存储容器。
[0022]“需要”在这里例如也可理解为事故。不同于通过事故事件本身例如借助主动的车辆安全系统直接激活排空装置,按照本发明的方法的特点在于,存储容器只在需要时并且在时间上延迟地被排空。因此,在排空时可能会着火的气体排出之前,可以先营救乘客。通过外部能量源提供排空装置所需要的能量,此外保证:当车辆内部的供电失效时,也可以排空存储容器。
[0023]在按照本发明的方法的一种优选的扩展方案中,排空装置具有触发装置,所述触发装置设置在用于排空存储容器的可热激活的安全阀上,所述安全阀在存在相应高的温度时自动激活。在此,激活外部能量源来针对性触发安全阀。因此,将本来就存在的可热激活的安全阀用于能够针对性地符合需要地排空存储容器。
[0024]此外,所有参考按照本发明的系统所述的扩展方案和优点同样适用于按照本发明的方法。
【附图说明】
[0025]本发明其他的特征和优点由借助附图对优选实施方式的后续说明得出。在附图中,唯一的图示出按照本发明的用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统的示意图,其中实施按照本发明的方法。
【具体实施方式】
[0026]唯一的图示出用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统10,其中,所述气体尤其是氢气或天然气。系统10具有用于处于压力下的气体的存储容器12,贮箱阀门14设置在所述存储容器上,以便将气体例如输送给发动机。贮箱阀门14具有集合在贮箱阀门14中的不同的阀和温度或压力传感器。因为贮箱阀门14本身已知并且此外其详细的工作原理对于本发明不重要,所以在这里放弃更进一步的说明。
[0027]此外,系统10具有两个彼此平行设置的可热激活的安全阀16、18(也称为TPRD),所述安全阀通过管线20以及贮箱阀门14与存储容器12耦合。
[0028]安全阀16、18例如可以具有闭锁质块,所述闭锁质块设置在气体的流动路径中。在安全阀16、18之一的区域中存在大约105-110°C的相应高的温度时,所述质块熔化,并且使得该相应的安全阀16、18对于存储在存储容器12中的气体可以通过,亦即所述安全阀以该方式自动激活。因此,在火灾时将处于压力下的气体从存储容器12中排出。备选地,安全阀16、18可以具有流体填充的玻璃安瓿,所述玻璃安瓿在相应高的温度时破裂并且允许气体从存储容器12中逸出。
[0029]此外,在安全阀16上存在触发装置22,所述触发装置形成用于存储容器12的附加的可激活的排空装置。触发装置22在示出的设计中具有以电加热装置24形式的热促动器,所述电加热装置设置在安全阀16上并且在这里构成为加热电阻。触发装置22此外具有接口26,所述接口具有用于外部能量源30的电接头28。在此,接口 26或接头28设置在机动车的可容易够到的区域中、尤其是机动车的可从外面够到的区域中。
[0030]在需要时、例如在事故时(此时存储容器12可能损坏,从而不再确保压缩气体的可靠存储),将外部能量源30连接到触发装置22的接口 26、更准确地说是接头28上,并且在可能在场的人员进入安全之后将其针对性地从外部激活,尤其是通过无线电或点火电线(在图中通过位置31表示)激活。在激活外部能量源30之后,电流流过加热装置24并且所述加热装置加热到如下温度,所述温度足够针对性地触发安全阀16并且因此排空存储容器12。
[0031]为了防止不当排空存储容器12,排空或触发装置22可以具有在正常行驶运行时断开的中断开关32,所述中断开关仅通过车辆安全系统34的碰撞信号才会闭合。备选或附加地,接头28可以设置在机动车的内部空间中。
[0032]备选于示出的带有电加热装置24的设计,排空或触发装置22可以具有机械的或烟火技术的促动器,所述促动器在激活时例如破坏安全阀16的玻璃安瓿。
[0033]因此,在按照本发明的系统10中,在事故之后当场将存储容器12针对性地排空,由此能够防止在事故之后(亦即未在时间上紧随事故事件)在营救工作、运输或存放期间容器破裂。因为在排空存储容器12时尤其是在氢气的情况下存在气体着火的危险,所以事故地点应当在排空之前进行清理。此外要避免点火源,并且所述措施不能在封闭的空间中、在桥下或在隧道中实施。
【主权项】
1.用于在机动车中存储处于压力下的气体的系统,包括: 存储容器(12)和 至少一个可热激活的用于排空存储容器(12)的安全阀(16、18),所述安全阀在存在相应高的温度时自动激活, 其特征在于,设有用于存储容器(12)的附加的可激活的排空装置,所述排空装置具有用于外部能量源(30)的接口( 26),外部能量源(30)能够连接到所述接口上,以便针对性地排空存储容器(12)。2.按照权利要求1所述的系统,其特征在于,附加的排空装置具有设置在安全阀(16)上的触发装置(22),外部能量源(30)能够连接到所述触发装置的接口(26)上,以便针对性地触发安全阀(16)。3.按照权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述接口(26)具有用于外部能量源(30)的接头、尤其是电接头(28),所述接头设置在机动车的可从外面够到的区域中。4.按照上述权利要求之一所述的系统,其特征在于,外部能量源(30)在连接到排空装置上之后能够从外部激活,以便排空存储容器(12)。5.按照权利要求4所述的系统,其特征在于,所述激活远程控制地进行、尤其是通过无线电(31)或点火电线进行。6.按照权利要求2至5之一所述的系统,其特征在于,所述触发装置(22)具有热促动器、尤其是电加热装置(24)。7.按照权利要求6所述的系统,其特征在于,触发装置(22)具有加热螺旋丝,可热激活的安全阀(16)被以所述加热螺旋丝至少部分地缠绕。8.按照权利要求1至5之一所述的系统,其特征在于,排空装置具有机械的或烟火技术的促动器。9.按照上述权利要求之一所述的系统,其特征在于,用于外部能量源(30)的接头(28)设置在机动车的内部空间中。10.按照上述权利要求之一所述的系统,其特征在于,排空装置具有在正常行驶运行时断开的中断开关(32),所述中断开关通过车辆安全系统(34)的碰撞信号闭合。11.用于在机动车中、尤其是在按照上述权利要求之一所述的系统(10)中排空用于处于压力下的气体的存储容器(12)的方法,其特征在于如下步骤: 在需要时将外部能量源(30)连接到设置在存储容器(12)上的排空装置上,并且 激活外部能量源(30),以便通过由此被操纵的排空装置针对性地排空存储容器(12)。
【文档编号】F17C13/12GK105874262SQ201580003515
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2015年2月17日
【发明人】J-M·孔贝格尔, K·昆泽, B·兰德克, A·佩尔格, S·肖特
【申请人】宝马股份公司
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