阀装置、气体蓄压器、气体蓄压器系统和燃料供应设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种阀装置，该阀装置包括：至少一个温度测量单元、至少一个压力测量单元和接入管道件中的安全阀，其中，安全阀能在打开位置和关闭位置之间被移动，在打开位置，气体可流过管道件，而在关闭位置，气体无法流过管道件，其中，温度测量单元和压力测量单元如下布置，即，它们能采集在如下状态中流过管道件的气体的温度和压力，即，在该状态中，气体以施加压力的方式出现在关闭的安全阀处，并且该阀装置还设立用于基于所采集的温度值和压力值来执行该管道件的密封性检查。本实用新型专利技术还涉及一种气体蓄压器、一种气体蓄压器系统以及一种燃料供应设备。以及一种燃料供应设备。以及一种燃料供应设备。

【技术实现步骤摘要】
阀装置、气体蓄压器、气体蓄压器系统和燃料供应设备


[0001]本技术涉及一种阀装置、一种气体蓄压器、一种气体蓄压器系统以及一种燃料供应设备，其中，它们优选可以用在例如给燃料电池系统或燃料电池用途供应燃料尤其是氢气的燃料供应设备中。

技术介绍

[0002]随着汽车行业所面临与日俱增的人口压力及研发并提供环保驱动技术的政策、广泛讨论的化石燃料淘汰趋势、气候变化和与之相关地在工业中对采用清洁技术的强烈意愿，近年来在替代驱动方案领域开展深入研究。其中，一方面针对替代型燃料如氢气、乙醇或天然气，另一方面则涉及替代型驱动机构如混动发动机和电动机。
[0003]在这里，尤其在燃料电池技术或氢能驱动
取得了长足进展。因此，一方面可以消除一开始就有的许多先天问题，并且消除或者至少减少造成成本的因素。始终造成高昂成本的组分是铂，其迄今被用作催化剂。但在这里，研究人员和工程人员也针对极薄铂层获得成功，而同时已经成功以钴作为铂替代物来进行试验。此外，燃料电池系统的尺寸可被显著缩小。尽管例如燃料电池系统NECAR5还是覆盖整个底板，但必要技术目前仅集中在发动机罩下方的空间。
[0004]所述例子表明，燃料电池系统作为替代驱动技术在近年来已达到批量生产水平。相应地，对用于所需燃料或可燃气体的更安全的储蓄器系统的需求在增长。在此，一方面，燃料电池可被直接供以氢气，或者也可以有以下可能，即，燃料电池可间接通过重整器被供以氢气。为此，重整器从所储存的天然气(一种富含氢气的化合物)中得到氢气并将其供给燃料电池，燃料电池通过电化学反应产生热和电流。
[0005]为了能在运输工具或交通工具尤其轿车中存储足够多的、为保证令人满意的运输工具行驶里程所需要的燃料或可燃气体，最近的趋势是从原先具有一个压力容器的已知结构转变为包括许多单独容器的高压容器单元。
[0006]因此，DE 10 2018 116 090 A1描述了一种高压容器单元10，具有：箱状壳体22、在壳体22内部排列的多个柱形容器18和连接件20，其中，每个容器在轴向上在容器18一侧的一端部包含开口30B，连接件20将这些开口 30B相连以将多个容器18相连，并且连接件包括将多个容器18的内腔连通相连的流动通道。所述高压容器单元10还具有输出管路32，其从连接件20 穿过在壳体22内形成的通孔46A通至壳体22外部，在这里，在输出管路32 上连接有阀34，其能启闭流动通道。
[0007]这样的高压容器单元带来如下优点，即，它们因为其结构紧凑、尤其是结构高度低矮而可以简单布置在形成厢室底部的底部嵌板16的运输工具底面(见图1)。相应地也有以下可能，即，一方面由电池供应能量(电流)或替代地由燃料电池系统供应能量(电流)的电动车按照相同的车辆设计来构建。
[0008]相应地，在电池驱动式电动车中，电池可以被安装在车厢下方的区域内，在这里，在氢能驱动式电动车情况下安装有高压容器单元10。
[0009]因为燃料电池系统的上述优点和持续改进，它们也已被或即将被应用至其它领域。因此，例如DE 10 2007 001 912 A1描述了一种用于飞行器用燃料电池系统的燃料供应设备。所述的燃料供应设备110具有燃料罐112、将燃料罐112与燃料电池118的入口116相连的输入管路114、设置在输入管路114内的罐隔断阀128、将燃料电池118的出口120与飞行器的未加压区域和/或外界大气相连的排出管路146和用于测量燃料电池118内的电压的传感器144。
[0010]这样的燃料供应设备或者说燃料供给设备可以在飞行器中被考虑用于产生机载所需电能。例如可以想到，当前被用于机载电流供应的且由主驱动装置或辅助涡轮机驱动的发电机被燃料电池系统取代。由此能进一步提升驱动装置的总效率。这样的燃料电池系统也还可以被用于飞行器紧急电流供应并且取代迄今作为紧急电流装置所用的冲压式空气涡轮机(RAT)。
[0011]此外，燃料供应设备也可以用于无人机如运输无人机或私人无人机的供给、用于转子的电驱动机构的供给。通过这种方式，可以放弃当前限制这种无人机的作用范围和飞行时间以及可运送负载量的重型蓄电池。
[0012]但是，用于燃料供应设备或油料供应设备的所有上述应用领域的一个共同问题是，燃料供应设备必须满足高的安全性要求以及严格的可用性要求，尤其是在人员运输如飞行器、无人机或汽车领域。在此情况下，尤其在出现紧急情况如飞机着火时、在运输工具出现事故或者发生运输工具火灾时总是须保证气体蓄压器的完整性，并且禁止燃料或可燃气体失控逸出。

技术实现思路

[0013]本技术原则上基于以下任务，即，提供一种阀装置、一种罐内阀和一种气体蓄压器系统，其能够一方面满足上述的高安全性要求以及针对可用性的严格要求，同时获得尤其是配备有它们的燃料供应设备的各自部件的简化，进而可降低生产成本以及维护费用(维护成本)。另外，本技术尤其基于以下任务，即，提供一种阀装置、一种罐内阀和一种气体蓄压器系统，据此以简单可靠方式实现系统(所连的或包含的部件)内的泄漏或漏气的探测。相应地，本技术的任务也是提供一种用于探测可能泄漏的方法。本技术还提供一种阀组件，据此能以紧凑结构来提供一种安全阀，其中，该安全阀或主阀在一次性操作、尤其是人工操作之后停留在打开位置，即便当操作脉冲被中断或者存在泄漏时。
[0014]所述任务通过一种根据本技术的阀装置、一种根据本技术的罐内阀、一种根据本技术的气体蓄压器、一种根据本技术的气体蓄压器系统以及一种根据本技术的燃料供应设备完成。
[0015]涉及阀装置或罐内阀的主题可以在气体蓄压器、气体蓄压器系统、燃料供应设备范围内得到应用，反之亦然。
[0016]在此情况下，技术的其中一个基本构思是提供至少一个温度测量单元、至少一个压力测量单元和接入管道件中的安全阀，其中，安全阀可以在打开位置(此时气体能流过管道件)与关闭位置(此时气体无法流过管道件)之间被移动，且温度测量单元和压力测量单元如此布置，即，它们能采集在如下状态中流过管道件的气体的温度和压力，在该状态中，气体以施加压力方式出现在关闭的安全阀处，换言之，处于这样的状态，此时该安全阀
(OTV)形式将阀装置直接安置在气体蓄压器上，因此可以将白白损失的燃料量尤其是氢气量保持在最低程度。
[0028]罐内阀具有其它优点，即，在事故情况下，因为例如燃料供应设备的下游布管受损、尤其与气体蓄压器分离或扯断，故至少设于罐内阀内的部件还存在于气体蓄压器处，由此可以保证至少能维持所期望的阀装置紧急功能。
[0029]另外有利的是，该阀装置尤其是罐内阀具有接管，其设立用于能够被旋拧入气体蓄压器、尤其是气体蓄压器的接管/排出口中。
[0030]由此，该阀装置能以简单安全的方式安置在标准化的气体蓄压器处并且为了维护工作或检查工作而快速地与气体蓄压器分离。
[0031]根据技术的阀装置的一个设计，如此设置管道件，即，它在安置在气体蓄压器上的状态中突入气体蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阀装置(100)，用于燃料供应设备或灭火系统，包括：至少一个温度测量单元(101)，至少一个压力测量单元(102)，和被接入管道件(103)中的安全阀(104)，其中，该安全阀(104)能在打开位置与关闭位置之间被移动，其中，在所述打开位置，气体能流过该管道件(103)；而在所述关闭位置，气体无法流过该管道件(103)，其特征在于，该温度测量单元(101)和该压力测量单元(102)被如下布置，即，它们能测量在如下状态中流过该管道件(103)的气体的温度和压力，在该状态下，气体以施加压力的方式出现在关闭的所述安全阀(104)处，并且该阀装置(100)还设立用于基于所采集的温度值和压力值来执行该管道件(103)的密封性检查。2.根据权利要求1所述的阀装置(100)，其特征在于，所述阀装置(100)是气体运送装置。3.根据权利要求1所述的阀装置(100)，其特征在于，该阀装置(100)设立用于基于所采集的温度值和压力值来执行在该安全阀(104)的关闭状态中该管道件(103)的密封性检查。4.根据权利要求1所述的阀装置(100)，其特征在于，该阀装置(100)还设立用于基于所采集的温度值和压力值来执行连接至该管道件(103)的气体蓄压器系统(400)的密封性检查。5.根据权利要求4所述的阀装置(100)，其特征在于，该阀装置(100)设立用于基于所采集的温度值和压力值来执行在该安全阀(104)的关闭状态中连接至该管道件(103)的气体蓄压器系统(400)的密封性检查。6.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置(100)，其特征在于，该阀装置(100)设计成罐内阀形式，它用于安装在气体蓄压器(300)处，该气体蓄压器设立用于给燃料电池系统供应燃料。7.根据权利要求6所述的阀装置(100)，其特征在于，所述气体蓄压器(300)是氢气罐。8.根据权利要求6所述的阀装置(100)，其特征在于，该气体蓄压器设立用于给燃料电池系统供应氢气。9.根据权利要求6所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有接管，其设立用于能被旋拧入气体蓄压器(300)中。10.根据权利要求6所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有接管，其设立用于能被旋拧入该气体蓄压器(300)的接管(301)中。11.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置(100)，其特征在于，在流动方向(S1)上，在该安全阀(104)之前设有溢流阀(105)和/或节流阀。12.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置(100)，其特征在于，在气体或燃料从该气体蓄压器(300)朝向消耗器的流出方向上，在该安全阀(104)之前设有溢流阀(105)和/或节流阀。13.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有压力控制阀(107)，其在流动方向(S1)上设置在该安全阀(104)之后，并且设立用于将气体蓄压器压力
减小和/或调整到要被供以燃料的消耗器的工作压力。14.根据权利要求13所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有第一过压装置(110)，其设立用于将通过该压力控制阀(107)所控制的该工作压力限制到预设的极限值。15.根据权利要求14所述的阀装置(100)，其特征在于，所述第一过压装置(110)是过压阀。16.根据权利要求14所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有第二过压装置(108)，其设立用于对连接至该阀装置(100)的气体蓄压器(300)进行过压保护。17.根据权利要求16所述的阀装置(100)，其特征在于，所述第二过压装置(108)是保险片。18.根据权利要求16所述的阀装置(100)，其特征在于，还具有热泄压装置(109)，其设立用于在预定的温度极限值下将加压储存在连接至该阀装置(100)的该气体蓄压器(300)中的燃料经由泄压口(A3)排出至环境空气。19.根据权利要求18所述的阀装置(100)，其特征在于，该泄压装置(109)具有操作件，在达到该预定的温度极限值时，该操作件打开该泄压装置的阀，其中，该操作件通过在达到该预定的温度极限值时破裂且由此允许操作该阀的玻璃体或者通过被集成到该气体蓄压器中的液体来构成，该液体因本身体积在达到该预定的温度极限值时膨胀而触发一种机构。20.根据权利要求19所述的阀装置(100)，其特征在于，在达到该预定的温度极限值时，该操作件不可逆打开该泄压装置的阀。21.根据权利要求19所述的阀装置(100)，其特征在于，该机构是活塞系统，该活塞系统打开该泄压装置的阀。22.根据权利要求1至5中任一项所述的阀装置(100)，其特征在于，还包括控制装置(120)，其设立用于：接收温度测量单元(101)和/或该压力测量单元(102)和/或外部传感器和/或设置在气体蓄压器处的温度传感器(302)的测量信号；处理所述测量信号；并且输出相应的控制信号至该安全阀(104)和/或该压力控制阀(107)和/或该热泄压装置(109)。23.根据权利要求22所述的阀装置(100)，其特征在于，为了执行该管道件(103)的密封性检查，该控制装置(120)设立用于：将该安全阀(104)置入关闭位置；随后针对预定持续时间借助该温度测量单元(101)和该压力测量单元(102)来确定在该安全阀(104)处出现的气体或燃料的许多温度值和压力值；并且基于所确定的温度值和压力值来执行所述密封性检查。24.根据权利要求22所述的阀装置(100)，其特征在于，为了执行连接至该管道件(103)的气体蓄压器系统(400)的密封性检查，该控制装置(120)设立用于：将该安全阀(104)置入关闭位置；随后针对预定持续时间借助该温度测量单元(101)和该压力测量单元(102)来确定在该安全阀(104)处出现的气体或燃料的许多温度值和压力值；并且
基于所确定的温度值和压力值来执行所述密封性检查。25.根据权利要求23所述的阀装置(100)，其特征在于，为了密封性检查，许多所采集的温度值和压力值被相互比较以确定稳定性特征值和/或趋势，如果该稳定性特征值和/或该趋势在预定范围内，则该管道件(103)是密封的。26.根据权利要求24所述的阀装置(100)，其特征在于，为了密封性检查，许多所采集的温度值和压力值被相互比较以确定稳定性特征值和/或趋势，如...

【专利技术属性】
技术研发人员：简安德里亚斯，
申请(专利权)人：阿尔戈股份有限公司，
类型：新型
国别省市：