具有用于积聚在内衬和纤维增强层之间的燃料的排出口的压力容器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于储存燃料的压力容器。所述压力容器包括内衬、纤维增强层、至少一个端部件和至少一个排出口。纤维增强层至少在部分区域上围绕内衬。端部件至少在部分区域上被纤维增强层覆盖。所述至少一个排出口用于将在处于内衬和纤维增强层之间的边界层中积聚的待排放的燃料导出。排出口至少在部分区段上围绕端部件。排出口这样设置和构造，使得待排放的燃料从边界层逸出到排出口中。

Pressure Vessels with Exhaust Ports for Fuel Accumulated between Liner and Fiber Reinforced Layer

The present invention relates to a pressure vessel for storing fuel. The pressure vessel comprises an inner liner, a fiber reinforced layer, at least one end member and at least one discharge outlet. Fiber reinforced layers surround the lining in at least part of the area. End parts are covered by fibre reinforced layers in at least part of the area. The at least one exhaust outlet is used for exporting the fuel to be discharged accumulated in the boundary layer between the liner and the fiber reinforced layer. The discharge outlet surrounds the end member at least in part of the section. The outlet is so arranged and constructed that the fuel to be discharged escapes from the boundary layer to the outlet.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用于积聚在内衬和纤维增强层之间的燃料的排出口的压力容器
在这里公开的技术涉及一种压力容器，其具有用于积聚在内衬和纤维增强层之间的燃料的排出口。
技术介绍
这种用于储存燃料的压力容器是已知的。它们通常包括内衬20和包围内衬20的纤维增强层21(见图1)。可能出现内衬20相比于纤维增强层21具有更高的燃料渗透率的情况。由此，燃料可能积聚在内衬和纤维增强层21之间。在某些情况下，这种燃料积聚能够通过可能能够构造在压力容器颈部11上的间隙71逸出(参见公开号为DE102009042401A1的德国专利申请的图1和14)。为了补救，在DE102009042401A1中提出为内衬配备气体阻隔层。
技术实现思路
在这里公开的技术的一个优选的任务在于，减少或消除先前已知解决方案的至少一个缺点或者提供替选方案。在这里公开的技术的任务尤其在于，避免或者更好地控制较大量的燃烧气体从处于内衬和纤维增强层之间的边界层中经由压力容器颈部逸出到压力容器的安装空间中。另外的优选的任务能够从在这里公开的技术的有利效果中得出。所述任务通过权利要求1的主题解决。从属权利要求构成优选的构造方案。在这里公开的技术涉及一种用于储存在环境条件下呈气态的燃料的压力容器。所述压力容器例如能够在借助压缩的(“压缩天然气”＝CNG，CompressedNaturalGas)或液化的(LNG)天然气或者氢气运行的机动车中使用。压力容器例如可以是低温压力容器(＝CcH2)或高压气体容器(＝CGH2)。高压气体容器构造用于，基本上在环境温度下在约350巴(＝相对于大气压的过压)、此外优选约700巴或更高的标称工作压力(也称nominalworkingpressure或NWP)的情况下长期储存燃料。低温压力容器适合于，在前述工作压力的情况下，即使在显著低于机动车的工作温度的温度下也储存燃料。压力容器包括内衬。该内衬构成中空体，燃料储存在该中空体中。内衬例如能够由铝或钢或者它们的合金制成。此外，优选所述内衬能够由塑料制成。压力容器包括至少一个纤维增强层。该纤维增强层能够至少在部分区域上、优选完全地包围内衬。纤维增强层通常也被称为层压材料或者外罩或者铠装(Armierung)。通常使用纤维增强塑料(也缩写为FVK或者FKV)作为纤维增强层，例如碳纤维增强塑料(CFK)和/或玻璃纤维增强塑料(GFK)。纤维增强层适宜地包括嵌入塑料基质中的增强纤维。尤其是能够改变基质材料、增强纤维的类型和分量及其定向，以便产生期望的机械和/或化学特性。优选将连续纤维用作增强纤维，其能够通过缠绕和/或编织来施加。在内衬和纤维增强层之间能够设有运输层(英语：透气层breatherlayer)。该运输层尤其能够这样透气地构造，使得通过内衬扩散的燃料能够流入其它区域，例如朝向压力容器的端部。为此，运输层例如能够构造微通道或微间隙。但不是必须设有这种运输层。于是，在这里公开的、处于内衬和纤维增强层之间的边界层能够同时构成该运输层。此外，在这里公开的压力容器包括至少一个端部件，所述端部件构造在压力容器的一个端部上并且优选构造在两个端部上。端部件在至少一个端部上包括用于燃料的至少一个流体通道。另一端部于是通常不具有流体通道。通过所述至少一个流体通道为压力容器添加燃料和/或从压力容器中取出燃料。通常为此设有端部件开口，将阀单元(＝罐上阀On-Tank-Valve，OTV)装入、尤其是旋入该端部件开口中。所述端部件可以是单独的部件(于是通常称为凸台，Boss)。但是作为替选，所述端部件也能够与内衬一体式地或者一件式地构造。端部件包括在安装状态中通常从压力容器中导出的颈部(英语：neck)以及沿着压力容器的轴向方向增宽进入到压力容器中的部分。优选该端部件由金属材料、例如铝制成。在这里公开的纤维增强层能接直接地或者间接地至少部分地覆盖所述在这里公开的端部件。纤维增强层能够至少在部分区域上直接靠置在端部件上。作为替选还能够在端部件和纤维增强层之间设置有至少一个层。例如能够在一个构造方案中将所述内衬或者运输层至少在部分区域上仍然设置在纤维增强层和端部件之间。此外，在这里公开的压力容器包括至少一个排出口，所述排出口构造用于，将已渗透或者积聚在处于内衬和纤维增强层之间的边界层中的或者积聚的且待排放的燃料(下面简称为：“待排放的燃料”)导出。所述排出口尤其是能够这样设置和构造，使得不会由于待排放的燃料的排出而出现压力容器的热损坏和/或相比于不具有排出口的压力容器仅出现较小的热损坏。由此至少能够进一步降低对压力容器的部件或者与压力容器相邻的部件的热影响的可能性。所述排出口能够这样构造并且设置在端部件上，使得在待排放的燃料排出到压力容器的周围环境中的情况下至少在纤维增强层的附近(优选在整个排出口处)无法产生火焰和/或无法保持火焰。在这里公开的技术的情况下，“无法产生和/或保持火焰”的特征在此是指，当燃料从排出口中排出时，不会导致火焰形成，和/或即使基于另外的影响已经导致了火焰形成，但是穿过排出口排出的燃料也无法进一步维持所述火焰。所述排出口能够这样优选地设置，使得燃料基于在环境压力和边界层中的燃料压力之间的压差能够这样快速地从边界层中逸出，使得在边界层中的燃料压力和压力容器内部压力之间的压差小于极限差压。在此，在边界层中的燃料压力和压力容器内部压力之间的该极限差压可以是如下的压力，在高于该压力的情况下存在内衬脱离或者说内衬膨胀进入压力容器内部中的危险。有利地，该材料构成表面，燃料经由该表面逸出。优选所述排出口(尤其是所述在这里公开的至少一个流出开口)能够这样构造，使得燃料的质量流保持在如下极限值以下，在该极限值的情况下在空气中通过排出的燃料维持火焰是可能的。所述在英语中被称为“flamequenchinglimit(火焰熄灭极限)”的极限值首先与流出开口的几何结构有关(参见Butter等人发表于期刊InternationalJournalofhydrogenenergy上的“Limitsforhydrogenleaksthatcansupportstableflames”，34(2009)，5174-5182)。例如对于氢气而言，该极限值在具备理想条件的优化的燃烧器几何结构的情况下为3.9μg/s并且在从挤压螺旋连接中泄漏的情况下约为28μg/s。即：如果质量流低于该对于优化的燃烧器几何结构的值，则可靠地排除了基于流出的燃料而维持火焰的情况。也就是说，该质量流构成对于保守解释的极限值。即：如果用于流出开口的氢气质量流保持低于3.9μg/s的极限值，则能够有利地避免形成火焰。优选所述在这里公开的多个流出开口这样构造，使得分别从各个流出开口中排出的氢气流分别具有低于3.9μg/s的极限值的质量流。优选地，所述多个流出开口这样间隔开，使得不会导致所述分别从各个流出开口中流出的氢气流(具有浓度升高)的相互作用。有利地也能够在这里减少或者排除火焰的形成。在此，排出口能够完全地亦或也能够仅仅部分地围绕端部件引导，优选地围绕端部件的颈部引导。优选所述排出口能够与端部件同心地设置。排出口能够设在压力容器的一个端部上，亦或优选设在两个端部(也称拱顶部)上。排出口的具体的几何结构能够在俯视图中以及在横向剖视图中改变并且尤其是也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于储存燃料的压力容器(100)，所述压力容器包括：‑内衬(110)；‑至少在部分区域上包围所述内衬(110)的纤维增强层(120)；‑端部件(130)，其中，所述端部件(130)至少部分地被纤维增强层(120)覆盖；‑用于将在处于内衬(110)和纤维增强层(120)之间的边界层中积聚的且待排放的燃料导出的至少一个排出口(150)，其中，所述排出口(150)设置和构造成，使得所述待排放的燃料从边界层逸出到排出口(150)中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.25 DE 102016220995.71.用于储存燃料的压力容器(100)，所述压力容器包括：-内衬(110)；-至少在部分区域上包围所述内衬(110)的纤维增强层(120)；-端部件(130)，其中，所述端部件(130)至少部分地被纤维增强层(120)覆盖；-用于将在处于内衬(110)和纤维增强层(120)之间的边界层中积聚的且待排放的燃料导出的至少一个排出口(150)，其中，所述排出口(150)设置和构造成，使得所述待排放的燃料从边界层逸出到排出口(150)中。2.根据权利要求1所述的压力容器(100)，其中，所述排出口(150)具有至少一个阻火器。3.根据权利要求2所述的压力容器(100)，其中，所述排出口(150)至少在如下区域中具有耐高温的材料，在所述区域中待排放的燃料排出到周围环境中。4.根据权利要求3所述的压力容器(100)，其中，所述排出口(150)由金属材料或者陶瓷材料制成；和/或所述排出口(150)由如下金属材料制成，所述金属材料具有高于燃料的燃烧温度的熔化温度。5.根据前述权利要求2至4中任一项所述的压力容器(100)，其中，在排出口(150)上设有至少一个间隙，以用于排放所述待排放的燃料，其中，每个间隙具有小于0.64mm的最大间隙宽度。6.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(100)，其中，所述排出口(150)至少在部分区段上包围端部件(130)。7.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(100)，其中，所述排出口(150)构成为凸缘(150)，并且所述凸缘(150)直接或者间接地贴靠在纤维增强层(120)的外侧面上。8.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(100)，-所述排出口(150)构造成，使得待排放的燃料的排出的质量流保持低于一个极限值，从该极限值起在空气中能够维持燃料火焰；和/或-所述排出口(150)具有至少一个流出开口(3)，所述流出开口构造成，使得从...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·佩尔格，HU·斯塔尔，K·斯朱克塞科，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE