用于机动车压力容器的安全系统技术方案

本申请公开的技术涉及一种可热激活的安全阀(5)，包括至少一个微波发射器或者微波发射器组件(20)。该微波发射器或者微波发射器组件构造为对至少一个可热激活的开启元件(6)进行加热。

Safety System for Vehicle Pressure Vessels

The technology disclosed herein relates to a thermally activated safety valve (5), comprising at least one microwave transmitter or microwave transmitter assembly (20). The microwave transmitter or microwave transmitter assembly is constructed to heat at least one thermally activated opening element (6).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于机动车压力容器的安全系统
本专利技术涉及一种用于车辆压力容器的安全系统以及一种带有该安全系统的车辆。此外，本文公开的技术还涉及一种用于压力容器远程卸压的方法。
技术介绍
压力容器在车辆中用于储存燃料，例如氢或者天然气。在车辆内，燃料在燃料电池或者内燃机中被转换，以产生用于驱动车辆的能量。压力容器处于较高压力下。在发热事件(例如车辆失火)时，一般来说要将压力受控地从压力容器泄放。为此而设置有相应的安全阀。在现有技术中，已知具有不同开启元件的安全阀，其例如构成为玻璃安瓿、由熔融材料或者由形状记忆金属构成。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提出一种用于车辆中压力容器的安全系统，该安全系统适宜简单地运行，经济、轻灵和/或节省空间，并且优选能够可靠地激活用于从压力容器泄放压力的安全阀。此目的通过独立权利要求的特征得以实现。从属权利要求的主题内容包含了本专利技术的一些优选设计。本文公开的技术涉及一种可热激活的安全阀。该可热激活的安全阀，也称为卸压装置或者“ThermalPressureReleaseDevice”或者“TPRD”，一般来说是邻近于压力容器设置的。在(例如通过火焰)热作用时，压力容器内储存的燃料通过TPRD被泄放到周围环境中。一旦超过TPRD的触发温度(＝被热激活)，卸压装置便立刻泄放燃料。另外，还可以设置有触发线路。例如在DE102011114725A1或者EP1655533B1中披露了这样一种用于热卸压的系统。安全阀具有至少一个可热激活的开启元件。在热激活时，通常在约110℃和更高的触发温度下，开启元件改变其形状或者被毁坏。由此安全阀便打开。开启元件可以通过热激活改变其形状。作为备选方案或者补充方案，开启元件可以通过热激活被毁坏。术语概念“开启元件”在本文公开的技术的范围内限于安全阀的通过热激活在其形状方面可改变或者可毁坏的区域/范围。在安全阀的关闭状态中，开启元件直接或者间接地使得：安全阀不释放(不打开)从压力容器内部到周围环境的流动路径。在间接关闭的情况中，开启元件例如保持住一个阀体，其中该阀体又将安全阀关闭。开启元件构造为：其在触发温度(例如110℃)时打开。按下述方式选择所述触发温度，即：在发热事件(例如车辆失火)时，避免压力容器通过热致结构弱化而爆裂。开启元件例如可以构造为玻璃安瓿。这样的玻璃安瓿是一种填充有流体的爆裂体玻璃安瓿具有一个封闭的流体体积，该流体体积由一种在触发温度下也比较易碎的或者说脆性的材料(例如玻璃)包围。玻璃安瓿的材料并不局限于“玻璃”上，而是可以选择任何充分易碎性的材料。流体体积填充有一种流体，该流体在加热时比较剧烈地膨胀。如果温度升高到触发温度，那么玻璃安瓿便破裂并因此导致触发安全阀(＝打开通向周围环境的流动路径)。作为备选方案或者补充方案，可以设置一种熔料(Schmelzlot)。若安全阀中的温度升高到触发温度，那么所述熔料便变软。变软的熔料通过由压力容器内部压力直接或者间接产生的力发生变形。熔料的这个变形导致触发安全阀。此外，开启元件还可以包括形状记忆材料，特别是一种形状记忆线材。形状记忆材料特别是可以构造为：在温度低于触发温度的情况下具有第一形状，该第一形状不同于随着超过所述触发温度而产生的第二形状。具有玻璃安瓿、熔料和/或形状记忆材料的安全阀的具体结构设计对于本领域技术人员来说是已知的。例如DE102014000616A1公开了一种具有形状记忆材料的安全阀并且在引言部分中同样也讨论了具有玻璃安瓿和熔料的解决方案。安全阀包括至少一个微波发射器组件。在此，术语概念“至少一个微波发射器组件”包括-一个微波发射器的至少一个或多个或全部组件-或者多个微波发射器的至少一个或多个或全部组件。所述至少一个微波发射器组件因此也就是至少一个微波发射器的组成部分。所述微波发射器或者微波发射器组件构造为或者设置为，直接和/或间接地对所述至少一个可热激活的开启元件进行加热。特别是，所述微波发射器或者微波发射器组件可以构造为发射1至300GHz频率范围的电磁波。特别是，所述微波发射器组件可以是一种电气线圈，该线圈构造为发射微波。微波发射器的其他组件同样可以与所述线圈共同组装成一个完整的微波发射器作为一个结构单元。同样可以考虑：至少一个第一微波发射器组件设置在安全阀上或安全阀中或者说紧邻该安全阀设置(＝在安全阀的近中处)，而微波发射器的至少一个第二组件设置在机动车的另一位置(特别是在安全阀的远中处，亦即比近中第一微波发射器组件距离安全阀更远)和/或在车外。特别是，第一和第二微波发射器组件或者说机动车可以设置为：远中微波发射器组件或者说车外微波组件能够与近中微波发射器组件相互作用，以便近中微波组件发射微波。远中的车内或者车外微波组件能够无线地或者有线连接地与近中微波发射器组件相互作用。优选地，经由这里所公开的端子为此建立一个电路。优选地，产生微波的开关回路的至少一部分可以在机动车以外并且独立于机动车地移动携带，例如在服务车、抢险车、维修车间等中。因此可以在必要时降低功能缺失概率、结构空间需求、重量和/或构件成本。优选的是，微波发射器或者微波发射器组件设置在安全阀中或安全阀上或者紧邻该安全阀设置。在一种设计中，微波发射器或者微波发射器组件可以安装在安全阀的外壳体上或者紧邻该壳体。“紧邻”就此而言意味着：微波发射器或者微波发射器组件的微波依然能够足够强度地作用到安全阀上，以便将开启元件或者这里所公开的其他部段加热到高于触发温度的温度。微波发射器或者微波发射器组件在开启元件内部产生热量。因此能够特别快速地操作该开启元件(也就是说，使其破裂、熔化或者变形)。因此能够特别快速地开始进行卸压。微波发射器或者微波发射器组件可以构造和设置为：该微波发射器或者微波发射器组件可以对安全阀的至少一个另外的部段进行加热。例如微波发射器可以对安全阀的一个壳体部段进行加热，该壳体部段的内表面面朝开启元件的外表面。作为备选方案或者补充方案，微波发射器或者微波发射器组件可以对安全阀的用来定位开启元件的部段进行加热。因此可以有益地通过热辐射和/或热传导附加地将热量导入开启元件中。然而所述另外的部段并不是所述开启元件。这样的构造设计产生如下效果：可以更快地通过微波发射器或者微波发射器组件触发开启元件。本文公开的技术涉及一种用于机动车的至少一个压力容器卸压的安全系统。该安全系统包括本文公开的安全阀以及至少一个本文公开的压力容器。所述压力容器例如可以是低温压力容器(＝CcH2)或者是高压储气罐(＝CGH2)。高压储气罐构造为：大体在环境温度下在约350巴表测压力(barü＝相对环境压力的过压)、进一步优选约700巴表测压力或者更高的标称工作压力(也称为nominalworkingpressure或者NWP)下稳定地储存燃料。低温压力容器适合于在上述工作压力下以及在比机动车运行温度低得多的温度下储存燃料。安全阀适宜设置在压力容器上，或者与该压力容器相应地按导送流体之方式连接。只要未发生发热事件，安全阀就是关闭的。本文公开的安全系统特别是可以构造为：所述至少一个微波发射器或者微波发射器组件可以由车内能源和/或车外能源供给电能。车内能源例如可以是电能储存装置(例如电池)或者热电发电机。热电发电机可有益地紧邻压力容器的外周面设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可热激活的安全阀(5)，包括至少一个微波发射器组件(20)，其中，所述微波发射器组件(20)构造为对至少一个可热激活的开启元件(6)进行加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.28 DE 102016218692.21.可热激活的安全阀(5)，包括至少一个微波发射器组件(20)，其中，所述微波发射器组件(20)构造为对至少一个可热激活的开启元件(6)进行加热。2.如权利要求1所述的安全阀(5)，其中，所述微波发射器组件(20)构造为对该安全阀(5)的至少一个另外的部段(55，56，57)进行加热，并且所述另外的部段(55，56，57)按下述方式构造和设置，即：使所述另外的部段(55，56，57)至少部分地对所述开启元件(6)进行加热。3.如权利要求1或2所述的安全阀(5)，其中，所述可热激活的开启元件(6)包括熔料、玻璃安瓿(10)和/或形状记忆材料。4.用于机动车(2)的至少一个压力容器(4)卸压的安全系统(1)，其包括至少一个如前述权利要求之任一项所述的安全阀(5)。5.如权利要求4所述的安全系统(1)，此外还包括至少一个电气开关(9)，该电气开关构造为：只要没有意外事故和/或没有车辆失火和/或没有来自第三方的车外信号，就切断对所述微波发射器组件(20)的供电。6.如权利要求4或5所述的安全系统(1)，-其中，所述微波发射器组件(20)由车内能源、优选热电发电机或者电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM·孔贝格尔，A·佩尔格，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE