用于氢罐的填充设备、具有填充设备的氢罐以及用于填充氢罐的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于用压缩的氢填充储存容器300，尤其车辆的储存容器的填充设备100，其包括：主体101，尤其阀体；管110，尤其注入器管，所述管设计用于在引入储存容器300中的状态下沿储存容器的轴向方向延伸并将氢导入储存容器中；排放喷嘴111，所述排放喷嘴被提供在管110的一端部处并且用于将氢排放到储存容器300中，所述端部优选伸入到储存容器300中；和至少一个开口102，所述开口引入主体101和/或管110中，并且设计用于在氢流入储存容器300中时引起对已经存在于储存容器300中的氢的抽吸作用，由此可以产生存在于储存容器300中的氢的循环。本发明专利技术还涉及一种具有根据本发明专利技术的填充设备的储存容器300以及涉及一种用于用压缩的氢填充氢罐的方法。的氢填充氢罐的方法。的氢填充氢罐的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于氢罐的填充设备、具有填充设备的氢罐以及用于填充氢罐的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于氢罐的填充设备，所述填充设备用于用氢，尤其压缩的气态和/或蒸汽态的氢填充氢罐，一种具有根据本专利技术的填充设备的氢罐(高压储存容器)以及一种用于尤其利用根据本专利技术的填充设备填充氢罐的方法。

技术介绍

[0002]最近，越来越多的车辆制造商推出通过气态燃料，例如天然气、液化石油气或氢，驱动的机动车辆。这不仅包括轿车，还包括公共汽车、载重车辆和叉车。随着借助压缩气体运行的车辆数量的增加，添加站，尤其加氢站的数量也增加。加氢站更频繁地由私人客户使用。由于与天然气或液化石油气相比氢具有更高的压力和显着更低的温度，尤其对于加注氢需要对加注方法和其他设备进行新的开发。此外，提供氢的成本必须保持尽可能低，以提高相对于其他燃料的接受度。同时，应简化用氢进行所需的加注过程，提高其安全性，并且同时缩短所需的时间。
[0003]已经存在如下加氢站，在所述加氢站可以为车辆加注直至700巴的压力下的气态氢。为了可以依次和/或同时为多个车辆进行加注，通常使用如下加注过程，其中大量处于压力下的气态氢暂存在相应的压力缓冲器中(直至900巴)。
[0004]在对氢罐进行高压填充时引起氢的加热。此外，在罐内构成温度梯度，因为吹入的冷的氢由于其密度较高而流入罐的下部区域中，而较热的层被向上挤推。但是在此，罐外壳(尤其塑料构成的衬管)不应过强被加热。为了避免氢罐中的局部温度峰值或填充过程期间普遍达到过高温度，这两者都会危及氢罐的完整性，应限制填充速度，这与较短的加注过程的期望相悖。此外需要将氢在加注过程之前冷却到直至
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40℃的低温，以便防止氢在填充过程期间会被加热到临界温度。
[0005]因此存在对于填充过程或填充方法的大量需求，所述填充过程或填充方法一方面避免在加注期间在氢罐之内温度上升，尤其形成温度峰值，并且另一方面提供在加注期间更快填充氢或更高的氢通流速率的可能性。

技术实现思路

[0006]在上述需求的背景下，本专利技术的目的在于：提供一种氢罐的填充设备、一种具有根据本专利技术的填充设备的氢罐以及一种用氢填充氢罐的方法，它们能够一方面避免在填充期间在氢罐之内构成温度梯度并且另一方面提供在加注期间以高的氢通流速率/入流速率进行更快速填充的可能性，或者将之前描述的在填充过程之前将氢能量耗费地冷却到直至
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40℃的温度降低到较低值(例如
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25℃)，而不必降低加注速度。
[0007]所述目的通过根据权利要求1的用于用氢填充氢罐的填充设备、根据权利要求14的储存容器或氢罐以及根据权利要求15的用于填充氢罐的方法来实现。在从属权利要求中说明本专利技术的优选的改进形式。
[0008]在此，本专利技术的基本思想之一是：主体和/或管设有至少一个开口，所述开口设计用于在氢经过主体和管流入储存容器或氢罐中时引起对已经存在于储存容器中的氢的抽吸作用。
[0009]以该方式，可以将已经存在于储存容器中的氢和/或新填充的氢置于循环运动或流动，由此可以更好地混匀引入或导入储存容器中的氢，从而可以在填充期间避免氢罐之内的温度梯度，由此可以抑制温度峰值，而在加注期间能够实现以较高的通流速率/填入速率(克每秒)更快速填充氢的可能性，或者能够以较低的预冷温度相同快地进行加注。
[0010]根据本专利技术的一个方面，用于用压缩的，尤其气态的或蒸汽态的氢填充储存容器(氢罐)，尤其车辆的储存容器的填充设备具有：主体，尤其阀体；管，尤其注入器管，所述管设计用于在引入储存容器中的状态下优选沿储存容器的近似轴向的方向延伸并将氢导入储存容器中；排放喷嘴，所述排放喷嘴设置在管的一端部处并且用于将氢排放到储存容器中，所述端部优选地伸入到储存容器中；和至少一个开口，所述开口引入主体和/或管中并且设计用于在氢流入储存容器中时引起对已经存在于储存容器中的或新(之前不久)导入的氢的抽吸作用或负压。
[0011]如上已经阐述，以该方式实现：将已经存在于储存容器中的氢或新(之前不久)引入其中的氢置于循环运动，尤其从排放喷嘴直至开口的循环运动，由此可以避免在储存的氢中构成温度梯度，所述温度梯度会导致不期望的温度峰值。以该方式实现：将如今在轿车中标准的60克/秒的加注通流量提高到120克/秒甚至180克/秒，而无需在加注或填充之前进一步冷却氢(例如能够足够的是，将氢冷却至低于
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40℃，例如
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25℃)。
[0012]在本专利技术的范围中，术语“车辆”或“交通工具”或其他类似的术语，如以下使用的机动车辆，通常包括：例如乘用车，其例如包括运动型多功能车(SUV)、公共汽车、载重车辆、各种商用车辆；水上交通工具，其包括各种艇或船；飞机；火车等；混动车辆、电动车辆、插电式混动电动车辆、氢动力车辆和其他替选的车辆(例如从不同于石油的资源中获得的燃料)。如在此所述，混动车辆是具有两种或更多种能量载体的车辆，例如汽油运行且同时电运行的车辆。
[0013]在此能够有利的是：开口或凹部以圆形钻孔、椭圆形钻孔、长狭槽等的形式构成。
[0014]根据本专利技术的一个设计方案，能够有利的是：开口与流动通道导流地连接，以便在氢穿过管流入储存容器中时将文丘里效应施加到开口或凹部上。
[0015]根据本专利技术的另一设计方案，能够有利的是：开口设计成，使得可以产生导入储存容器中的或已经存在于其中的氢从排放喷嘴朝开口的循环，其中开口优选地在储存容器的轴向方向(纵向方向)上沿相反于排放喷嘴，尤其相反于排放喷嘴的开口方向指向的方向延伸或定向，优选朝储存容器的头部面或头部部段的方向延伸或定向，其中设有接头接管。
[0016]此外，有利的是：填充设备构成为注入器，所述注入器优选集成到阀，尤其罐载阀(英文“On
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Tank
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Valve(OTV)”)中，所述阀设计用于安置在储存容器上或紧固在其上。
[0017]根据本专利技术的另一设计方案，该设备可以具有接头接管，所述接头接管设计用于可以引入或可以旋入储存容器中，尤其储存容器的接头接管中。
[0018]此外有利的是：管还具有第一弯曲部段和第二弯曲部段，所述第一弯曲部段位于排放喷嘴和主体之间并沿相对于储存容器的轴向方向(纵向方向)倾斜的方向延伸，所述第二弯曲部段优选具有排放喷嘴并且所述第二弯曲部段沿相对于储存容器的轴向方向(纵向
方向)倾斜的方向延伸。
[0019]根据另一设计方案，如果沿垂直于储存容器的轴向方向的方向观察管，则第一弯曲部段相对于储存容器的轴向方向的倾角和第二弯曲部段相对于轴向方向的倾角中的一个倾角可以大于0度且不大于90度，并且另一个可以小于0度且不小于
‑
90度。
[0020]还优选的是：在第一弯曲部段和第二弯曲部段之间设有连接部段，所述连接部段优选与储存容器的轴向方向平行地延伸，使得管沿轴向方向朝储存容器的内部延伸，尤其远离主体延伸。
[0021]以该方式，管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于用压缩的，尤其气态的或蒸汽态的氢填充储存容器(300)，尤其车辆的储存容器的填充设备(100)，所述填充设备包括：主体(101)，尤其阀体；管(110)，尤其注入器管，所述管设计用于在引入储存容器(300)中的状态下优选沿所述储存容器的近似轴向的方向延伸并将氢导入所述储存容器中；排放喷嘴(111)，所述排放喷嘴被提供在所述管(110)的一端部处并且用于将氢排放到所述储存容器(300)中，所述端部优选伸入到所述储存容器(300)中；和至少一个开口(102)，所述开口引入所述主体(101)和/或所述管(110)中并且设计用于在氢流入所述储存容器(300)中时引起对已经存在于所述储存容器(300)中的氢抽吸作用或负压。2.根据权利要求1所述的填充设备(100)，其中所述开口(102)与流动通道(103)导流地连接，以便在氢穿过所述管(110)流入所述储存容器(300)中时将文丘里效应施加到所述开口(102)上。3.根据权利要求1或2所述的填充设备(100)，其中所述开口(102)设计成，使得能够产生导入所述储存容器(300)中的氢从所述排放喷嘴(111)朝所述开口(102)的循环，其中所述开口(102)优选在所述储存容器的轴向方向上沿相反于所述排放喷嘴(111)指向的方向延伸或定向。4.根据前述权利要求中任一项所述的填充设备(100)，其中所述填充设备(100)构成为注入器，所述注入器优选集成到阀(200)，尤其罐载阀中，所述阀设计用于安置在所述储存容器(300)上。5.根据权利要求4所述的填充设备(100)，还具有接头接管(104)，所述接头接管设计用于能够引入或能够旋入所述储存容器(300)，尤其储存容器(300)的接头接管(301)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的填充设备(100)，其中所述管(110)还包括：第一弯曲部段(112)，所述第一弯曲部段位于所述排放喷嘴(111)和所述主体(101)之间并沿相对于所述储存容器(300)的轴向方向倾斜的方向延伸，和第二弯曲部段(113)，所述第二弯曲部段优选具有排放喷嘴(111)并且所述第二弯曲部段沿相对于所述储存容器(300)的轴向方向倾斜的方向延伸。7.根据权利要求6所述的填充设备(100)，其中如果沿垂直于所述储存容器的轴向方向的方向观察所述管(110)，则所述第一弯曲部段(112)相对于所述储存容器(300)的轴向方向的倾角和所述第二弯曲部段(113)相对于所述轴向方向的倾角中的一个倾斜角大于0度且不大于90度，并且另一个小于0度且不小于
‑
90度。8.根据权利要求6或7所述的填充设备(100)，其中在所述第一弯曲部段(112)和所述第二弯曲部段(113)之间设有连接部段(114)，所述连接部段优选与所述储存容器(300)的轴向方向平行地延伸，使得所述管(110)沿轴向方向朝所述储存容器(300)的内部延伸，尤其远离所述主体(101)延伸。9.根据前述权利要求中任一项所述的填充设备(100)，还包括温度检测设备(120)，尤其温度传感器(121)，所述温度检测设备从所述主体(101)沿所述储存容器(300)的轴向方向朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：简，
申请(专利权)人：阿尔戈股份有限公司，
类型：发明
国别省市：