气体燃料车辆和自动排气系统技术方案

装有一存储带压流体的燃料箱（２）的车辆（１），所述燃料箱与至少一个排气通道（３和３３）相连，所述排气通道通向至少一放气口（３４），该排气通道通过至少一个安全阀与燃料箱相连，其特征在于：该安全阀是一个热释放阀（５），在正常情况下处于关闭状态且在温度升高时可以自动打开，该安全阀安装在车辆上预定区域中，且放气口远离所述预定区域。

【技术实现步骤摘要】
气体燃料车辆和自动排气系统专利
本专利技术涉及在公路车辆上存储气体的燃料箱，无论车辆以什么为动力，本专利技术特别但不是唯一地涉及在具有燃料电池的车辆上的气态氢和/或气态氧的存储。相关的现有技术在车辆上存储气体的一个问题，是在燃料箱附近发生燃烧时、以及压力上升太高时的危险性。已经提出在液化石油气车辆上使用放气阀，以在过压时使气体逐渐地排出，过压例如是由燃烧导致的不正常加热而形成的，因为无论如何都需要避免爆炸的危险，甚至在供应燃烧的燃料低于有限输出时。因此在现有技术中提出一种安全阀，且只有在过热时才不可逆地打开：公众可以参考例如日本申请JP60/073200，在该文献中说明了这样一种安全阀，其密封元件是一密封一开口的膜，控制最终打开的元件是一带有一针的小片，该小片由形状记忆合金制成，这样在过热时，由形状记忆合金制成的小片改变形状，并推针使其抵靠在膜上直到所述膜发生破裂。然而没有哪个安装在车辆上的装置足够耐用且在燃烧时单独起到安全作用，在燃烧时起到决定性的安全作用。因此例如没有哪个满意的解决方案可以在燃料供应系统并未构成燃烧的根本原因的情况下，避免使得从燃料箱中泄漏的气体燃料加重燃烧。因此在几部车辆发生事故时，如果这些车辆的其中一部泄漏燃料，例如汽油，随后燃料会蔓延到整个马路，就存在汽油着火的重大危险，且另一部车也会发现其自身无法摆脱其下方的燃烧。在这种情况下，如果其他车辆的气体燃料箱的下面有燃烧，假设该气体燃料箱装有一过压时工作的放气阀，则在这种安全元件起作用之前首先需要等待一段时间直到燃料箱中的压力上升。而且如果燃料箱中剩余燃料较少导致压力较低时，则在这种安全元件起作用之前需要更长的时间，此时构成燃料箱的材料可能-->已经失去其机械特性达到屈服点，从而在压力升高到放气阀可以动作之前导致爆炸。如果可以迅速使燃料箱排气，那么就可以改善存储带压气体燃料的车辆的安全状况，特别是具有燃料电池的车辆，该燃料电池以氢为燃料。在燃料电池车辆领域，专利申请WO 03/035419提出一种通过收集电池周围的泄漏、通过收集燃料箱周围的泄漏、以及通过在所述燃料箱上安装一过压阀来排出没有被电池消耗的氢的方法。其也没有提供用于改善燃烧时的安全性的途径。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是通过引导流体使其尽可能的远离燃烧的地方，而使安装在各种车辆上的带压燃料箱在燃烧时在尽可能短的时间内自动排气。本专利技术提供一种装有一存储带压流体的燃料箱的车辆，所述燃料箱与至少一个排气通道相连，所述排气通道通向至少一放气口，该排气通道通过至少一个安全阀与燃料箱相连，其特征在于该安全阀是一个热释放阀，在正常情况下处于关闭状态且在温度升高时可以自动打开，该安全阀安装在车辆上预定区域中，且放气口远离所述预定区域。本专利技术同样提供一种热释放阀，其包括一释放机构，该释放机构使用一由形状记忆合金制成的释放元件，其特征是当其第一次温度上升超过预定温度极限时，其成记忆形状且以热不可逆方式。下面将说明使用氢燃料箱的两个具体实施例。第一实施例使用一安全阀，其包括一可被一小片控制的打开机构，该小片由形状记忆材料制成。另一个实施例提供一种可被一机构控制的安全阀，该机构包括一在加热时可破裂的胶囊。在这两种情况下，该两个实施例都具有优点，即当控制车辆整个操作的电动装置失灵时它们也可以起作用。实际上，控制安全阀起作用的元件的工作原理是热力学原理。例如可以将实际的燃料箱安装在车辆后部。特别的还可以将其安装在底板的中心部分，因为该部位是不容易变形的，甚至在车辆猛烈-->撞击时也不容易变形。通道的路线布置能够确保带压流体在流出车辆时流经对燃烧特别敏感的区域，并且安全阀安装在这一位置。例如发现车辆底板存在燃烧的危险，排气通道可以经过底板下方，以在该位置安装一热释放阀，然后使排气通道与放气口相连，放气口远离底板布置，例如布置在车顶上。在下文中将详细说明该实施例。然而还有许多其他的应用。如果需要保护发动机部件防止其跟着发生爆炸，还可以使通道通向车辆前部，例如燃料电池产生车辆需要的电能的舱室，以在那安装热释放阀，然后使排气通道向上通向远离该舱室布置的放气口，例如排气口位于车辆后部。可以以相同的方式处理多个存在显著危险的区域，例如开始燃烧或随后燃烧的区域，以消灭或减小危险性。例如可以在车辆客舱中使用这种装置。可以对存在危险的任何气体燃料箱进行处理，特别是上面已说明的气体。最后还可以安装多个平行的排气通道，这些通道都从相同的燃料箱中排出气体，而且都通向相同的放气口，每个通道经过车辆上的一个易发生燃烧爆炸的区域，从而可以在那里安装热释放阀。下文中将说明本专利技术的非限制性的实例，其使用特定形式的燃料箱，其在2003年12月8日公开的申请号为EP 03/028056.4的专利申请中说明了。简要的附图说明在下面的附图中：图1是一客车视图，表示本专利技术部件的安装；图2表示一处于正常关闭状态的安全阀，其与一多电池箱相连；图3表示与图2所示相同的安全阀，此时其处于打开状态；图4表示另一种处于正常关闭状态的安全阀，其与同一个多电池箱相连；图5表示另一个处于正常关闭状态的安全阀，其也与同一个多电池箱相连。最优选的实施方案的说明在图1中可以看出一具有一底板10的客车1，该底板包括至少一-->个燃料箱2，用于在车辆上存储带压气体。其可以是任何在高压下存储的流体，例如液化石油气、压缩天然气或压缩氢、乃至压缩氧。在下文中假定燃料箱2是存储单一气态流体的燃料箱，例如气态氢，但该假定并非是限定性的。在图2及下文中，可以看出燃料箱2包括大量的小体积电池20，它们彼此连接。燃料箱包括一基座21，其包括与电池20一样多的凹槽。凹槽都从第一面22朝相对面23延伸。它们都在第一面22放气而不在相对面23放气。每个凹槽都被一帽24密封，除了一处帽可以安装一安全阀来代替。帽24螺纹连接在基座21上，一垫圈24A位于相应的凹槽中。关于燃料箱2的详细信息，读者可以参考前述专利申请EP03/028056.4。一保护金属片25抵靠在燃料箱2的下表面23上。一排放通道3沿着车辆纵向布置在保护金属片25的下方。这里的排放通道3是一个非常扁平的矩形部件，如图所示。在车辆前侧该排放通道3被一壁31密封。在车辆后侧该排放通道3通向一个或两个装置32，管33就连接在该装置上。排放通道3和管33共同形成排气通道。管33通向排气口34。后者安装在车辆1的垂直后壁11上，且位于靠近车顶12的高度。排放通道3包括特定数量的第一孔30(参见图2)，成形在排放通道3的至少其中一个大表面上。该排放通道3还包括特定数量的第二孔30B，其成形在排放通道的另一个大表面上且与每个孔30都相对。如图1所示例如在五个位置成形第一孔和第二孔30B。第一和第二孔30和30B正好与燃料箱2的五个电池20相对。保护金属片25同样包括五个孔，也正好与燃料箱2的相同五个电池20相对。安全阀在示出帽24的位置螺纹连接在燃料箱2上，即与上述五个位置相对。排放通道3保持抵靠在保护金属片25上，从而抵靠在燃料箱2上，以确保与安全阀连通和相对于外界密封。在该实例中，使用三个热释放阀5和两个压力极限阀6，在下文中将说明这种类型阀的每个结构。排放通道3使多个电池20的分支平行，且当安装在某个电池20上的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
装有存储带压流体的燃料箱（２）的车辆（１），所述燃料箱与至少一个排气通道（３和３３）相连，所述排气通道通向放气口（３４），该排气通道通过至少一个安全阀与燃料箱相连，其特征在于：该安全阀是热释放阀（５或８），在正常情况下处于关闭状态且在温度升高时可以自动打开，该安全阀安装在车辆上预定区域中，且放气口远离所述预定区域。

【技术特征摘要】
FR 2004-4-30 04046901.装有存储带压流体的燃料箱(2)的车辆(1)，所述燃料箱与至少一个排气通道(3和33)相连，所述排气通道通向放气口(34)，该排气通道通过至少一个安全阀与燃料箱相连，其特征在于：该安全阀是热释放阀(5或8)，在正常情况下处于关闭状态且在温度升高时可以自动打开，该安全阀安装在车辆上预定区域中，且放气口远离所述预定区域。2.根据权利要求1的车辆，其特征在于：该热释放阀(5)与燃料箱(2)相邻。3.根据权利要求1或2的车辆，其特征在于：该放气口(34)位于车辆上尽可能远离热释放阀(5)的区域。4.根据权利要求1到3中任一个的车辆，其特征在于：热释放阀包括释放机构，该释放机构使用由形状记忆合金制成的释放元件，该释放元件的特征是当其温度上升首次超过预定温度极限时，其转变成记忆形状且该转变以热不可逆方式进行。5.根据权利要求4的车辆，其特征在于：热释放阀(5)包括一球(53)，其与一座(52)和一弹簧(59)共同作用，该弹簧使球抵靠在该球的座上，其中该释放机构包括一由形状记忆合金制成的小片(7)，其在室温时具有第一形状，一活塞(57)布置在球(53)和小片(7)之间，在其温度首次升高时，由形状记忆合金制成的小片转变成与第一形状不同的记忆形状，当小片从第一形状转变为记忆形状时，活塞推动球使其离开该球的座。6.根据权利要求1到3中任一个的车辆，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：A德尔菲诺，D洛朗，P马谢尔，
申请(专利权)人：米其林研究和技术股份有限公司，保罗舍雷尔研究院，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]