用于供应处于压力下的燃烧气体以产生附加能的组件的制作方法

本发明涉及一种用于将处于压力下的燃烧气体供应至转化装置，例如燃料电池或内燃机的组件，所述转化装置用于将燃烧气体的化学能转化为其它能量形式。此外，本发明涉及具有这种燃烧气体供应组件的转化装置，和尤其具有这种转化装置的车辆。

背景技术：

1、已知例如储存在车辆中的燃烧气体为了实现尽可能大的储存量而储存在非常高的压力下。氢气例如被储存至800x105pa。天然气(cng)例如被储存至200x105pa的压力。通常在专门的气体罐中进行储存。为了在不需要附加地压缩的情况下能够尽可能地消耗气体罐的全部气体量，直至内燃机或燃料电池的气体压力降低到约20x105pa。该压力降低通常通过压力调节器实现，由此压力能的大部分被转化为损失功率。

技术实现思路

1、与此相应地，根据本发明的具有权利要求1特征的用于供应处于压力下的燃烧气体的组件具有以下优点：除了包含在燃烧气体中的化学能外，还可以使用在压力降低时释放的能量。通过所述组件产生的该附加能显著地改善了在利用处于压力下的燃烧气体时的效率。在此，该组件包括用于在预定的罐压力下储存燃烧气体的气体罐以及包括降压装置。此外，设置气体管路，该气体管路具有第一和第二管路区域。第一管路区域位于气体罐和降压装置之间，第二管路区域位于降压装置和用于燃烧气体的化学能的能量转化的转化装置之间。转化装置例如是燃料电池或内燃机。降压装置是产生能量的降压装置，该降压装置设置为用于通过降压过程产生附加能。因此，除了燃烧气体的化学能外，包含在燃烧气体中的压力能(势能)也以附加能的形式被合理地利用。

2、从属权利要求示出本发明的优选的扩展方案。

3、进一步优选地，所述组件还包括第一压力调节单元，该第一压力调节单元布置在降压装置和转化装置之间的第二管路区域中。压力调节单元调节将燃烧气体供应至转化装置、例如燃料电池或内燃机的压力。第一压力调节单元优选能够主动地调节，使得可以将具有不同气体压力的燃烧气体供应给转化装置。压力调节单元的调节优选通过控制单元进行，该控制单元也控制转化装置。替代地，第一压力调节单元是止回阀。

4、此外，所述组件优选包括中间储存装置，该中间储存装置布置在降压装置和转化装置之间的第二管路区域中。中间储存装置尤其构成压力缓冲器，以便能够补偿在降压装置中的压力降低期间可能出现的压力脉动。

5、进一步优选地，第一压力调节单元布置在中间储存装置和降压装置之间。由此能够实现，由于第一压力调节单元产生的压力波动也通过中间储存装置减弱和补偿。

6、进一步优选地，所述组件还包括第二压力调节单元，该第二压力调节单元布置在第一管路区域中。第二压力调节单元优选地也由转化装置的控制单元控制。由此能够实现，气体压力经调节地被供应至降压装置。

7、进一步优选地，所述组件还包括吹入装置，该吹入装置设置为用于将气体量经调节地供应至降压装置。由此可以通过降压装置调节所产生的附加能的量。

8、特别优选地，降压装置是用于直接产生电能的装置。该降压装置优选是线性发电机。线性发电机是一种将线性运动直接转化为电能的装置。

9、线性发电机优选地包括用于将线性动能转化为电能的发电机区域以及包括活塞膨胀区域和复位单元。在此，发电机区域布置在活塞膨胀区域和复位单元之间。进一步优选地，复位单元在此构造为对置活塞或弹簧元件。进一步优选地，在线性发电机的活塞杆上布置有多个永磁体，所述活塞杆将活塞膨胀区域与复位单元连接，并且在发电机区域中设置电绕组作为定子。

10、替代地，降压装置优选是往复活塞机器或旋转活塞机器或叶片装置或涡轮组件。通过这些机器将燃烧气体的压力能转化为动能。优选地，直接使用这些动能。替代地，将动能进一步转化为电能。

11、进一步优选地，所述组件包括电能储存装置，用于储存通过降压装置产生的能量。

12、此外，本发明涉及一种用于转化处于压力下的燃烧气体的装置，包括根据本发明的用于供应处于压力下的燃烧气体的组件以及用于燃烧气体的化学能的能量转化的转化装置。转化装置优选是燃料电池或内燃机。

13、此外，本发明涉及一种具有根据本发明的用于转化处于压力下的燃烧气体的装置的车辆。

技术特征：

1.一种用于将处于压力下的燃烧气体供应至转化装置(3)的组件，所述转化装置用于燃烧气体的化学能的能量转化，所述组件包括：

2.根据权利要求1所述的组件，还包括第一压力调节单元(6)，该第一压力调节单元布置在所述降压装置(4)和所述转化装置(3)之间的第二管路区域(82)中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，还包括中间储存装置(9)，该中间储存装置布置在所述降压装置(4)和所述转化装置(3)之间的第二管路区域(82)中。

4.根据权利要求3所述的组件，其中，所述第一压力调节单元(6)布置在所述中间储存装置(9)和所述降压装置(4)之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，还包括第二压力调节单元(7)，该第二压力调节单元布置在所述第一管路区域(81)中。

6.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其中，所述降压装置(4)是用于直接产生电能的装置。

7.根据权利要求6所述的组件，其中，所述降压装置(4)是线性发电机(40)。

8.根据权利要求7所述的组件，其中，所述线性发电机(40)包括用于将线性动能转化为电能的发电机区域、活塞膨胀区域(41)和复位单元。

9.根据权利要求8所述的组件，其中，所述活塞膨胀区域(41)是第一缸-活塞组件，所述复位单元是第二缸-活塞组件(42)。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的组件，其中，永磁体(44)布置在连接杆(43)上，该连接杆将所述活塞膨胀区域(41)与所述复位单元连接。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的组件，其中，所述降压装置(4)是往复活塞机器或旋转活塞机器或叶片装置或涡轮组件。

12.一种用于转化处于压力下的燃烧气体的装置，包括：

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述转化装置(3)是燃料电池或内燃机。

14.一种车辆，包括根据权利要求12或13所述的装置。

技术总结
本发明涉及一种用于向转化装置(3)供应处于压力下的燃烧气体的组件，所述转化装置用于燃烧气体的化学能的能量转化，所述组件包括气体罐(2)，用于在预定的罐压力下储存燃烧气体，降压装置(4)，和气体管路(8)，所述气体管路具有在所述气体罐(2)和所述降压装置(4)之间的第一管路区域(81)和在所述降压装置(4)和所述转化装置(3)之间的第二管路区域(82)，其中，所述降压装置(4)是产生能量的降压装置，该降压装置设置为用于通过降压过程产生可利用的附加能。

技术研发人员：D·施米德尔
受保护的技术使用者：罗伯特·博世有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13