压力容器、压力容器系统、机动车以及构造肋状部的方法技术方案

技术编号：40703732 阅读：4 留言：0更新日期：2024-03-22 11:02

根据本发明专利技术，本公开技术涉及一种用于存放气态燃料的压力容器(10)，该压力容器具有容器壁(20)，该容器壁包围内部空间(15)，其中，在容器壁(20)上构造有一个或多个肋状部(30、40)。根据本发明专利技术，本公开技术还涉及一种具有至少两个这种压力容器(10)的压力容器系统(5)、一种机动车以及一种用于在压力容器(10)的容器壁(20)上构造肋状部(30、40)的方法。

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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开技术涉及一种用于存放气态燃料的压力容器、一种具有两个或更多个这种压力容器的压力容器系统、一种机动车以及一种用于在压力容器的容器壁上构造肋状部的方法。

技术介绍

1、压力容器典型地用于在移动式或固定式的单元(例如机动车)中提供气态燃料。利用气态燃料例如可以驱动气体运行的内燃机或燃料电池。

技术实现思路

1、本公开技术的一个优选的任务是减少或消除已知解决方案的至少一个缺点或提出一种替代的解决方案。特别是，本公开技术的一个优选的任务是提供一种稳定性改进的压力容器。优选的其他任务可以从本公开技术的有益效果得出。这些任务通过独立权利要求的主题来解决。从属权利要求构成优选的设计方案。

2、本公开技术涉及一种用于存放气态燃料的压力容器。该压力容器包括容器壁，该容器壁包围内部空间。在容器壁上构造有一个或多个肋状部。

3、借助这种肋状部能够提高压力容器的稳定性。特别是，所述肋状部能够有针对性地用作用于改善压力容器的刚度的结构元件，以便例如针对更高的压力或特殊要求来设计该压力容器。例如在更下面详细描述的其他有利设计方案也是可能的。

4、容器壁特别是可以理解为包围内部空间的壁。气态燃料典型地在压力下和/或在特别低的温度下存放在该内部空间中。肋状部特别是可理解为突出部，所述突出部从包围的面伸出。这些突出部典型地在视觉上本身是可识别的并且由于它们突出的特性而可界定。如果由于结构的流畅过渡而不能精确地定义肋状部，则这不否认其作为肋状部的特性。更确切地说，可以选择适合的

5、根据一种实施方案，一个、一些或所有肋状部由与容器壁相同的材料构成。这特别是实现肋状部与容器壁的其它部分之间的简单制造以及稳定的材料锁合连接。

6、根据一种实施方案，一个、一些或所有肋状部由与容器壁不同的材料构成。由此，所述肋状部能够借助合适的材料选择获得特别的特性。

7、肋状部由与容器壁相同的材料制成的实施方案和肋状部由与容器壁不同的材料制成的实施方案也可以组合，使得例如一些肋状部可以由相同的材料制成，而一些肋状部可以由不同的材料制成。由此，特定的特性能够通过材料组合来获得。

8、根据一种实施方案，一个、一些或所有肋状部由金属和/或由碳纤维增强塑料构成。这种材料由于其强度而被证明是有利的。然而，也可以使用其它材料。

9、特别是，一些或所有肋状部的限定的平面可以相互平行地定向。这实现简单的实施方案和有利且均匀地提高稳定性。

10、肋状部特别是可以是一样宽的和/或与各自直接相邻的肋状部相距相同的间距。在轴向端侧的肋状部特别是可以仅具有一个相邻的肋状部，即在一侧上。这实现均匀影响稳定性的简单实施方案。然而，不均匀的实施方案也是可能的。

11、接下来说明对于典型的使用目的被证明是有利的标注尺寸。这特别是适用于应用在机动车的乘员厢下方的安装空间中，其中，这样的安装空间典型地相对扁平并且因此适合于并排地安装多个压力容器。这些压力容器例如可以组合成一个压力容器系统，如在更下面描述的那样。这样的压力容器系统特别是可以具有一个共同的用于所有压力容器的连接管路，该连接管路特别是能够随时实现各压力容器之间的压力平衡。

12、特别是，压力容器的壁厚可以在各肋状部之间为至少5.4mm和/或最高7.5mm。这典型地涉及沿轴向位于各肋状部之间的区域。然而，该壁厚典型地沿径向测量。

13、特别是，压力容器沿轴向的长度可以为至少1500mm和/或最高2000mm。特别是，压力容器的直径可以为至少120mm和/或最高175mm。

14、特别是，肋状部相对于直接包围的容器壁的高度可以为至少1mm、至少2mm、至少4mm或至少6mm。特别是，所述高度可以为最高2mm、最高3mm、最高4mm、最高6mm或最高7mm。在此特别是，所述高度可以作为超出直接相邻的容器壁的超出量来测量。这不仅可以在内侧、而且也可以在外侧适用。

15、特别是，肋状部的宽度可以为至少20mm、至少25mm、至少30mm或至少35mm。特别是，所述宽度可以为最高25mm、最高30mm、最高35mm或最高40mm。特别是，所述宽度可以沿轴向、即沿压力容器的纵向方向测量。

16、特别是，直接相邻的肋状部的间距可以为至少10mm或至少15mm。特别是，所述间距可以为最高15mm或最高20mm。特别是，所述间距可以沿轴向、即沿压力容器的纵向方向测量。

17、根据一个进一步改进方案规定，在直接相邻的外部的肋状部之间构造有一个或多个环绕的加强层。加强层特别是可以位于肋状部之间的间隙中。加强层特别是可以沿轴向填充相应的间隙。肋状部特别是可以与加强层相比进一步突出。由此，肋状部可以形成用于加强层的机械保护。

18、加强层特别是可以由碳纤维增强塑料构成。由此实现有利的附加的稳定性。特别是，这种稳定性可以利用比在单纯使用钢的情况下更少的材料来实现。碳纤维增强塑料也可以被称为cfk。

19、加强层特别是可以构造为单向的。加强层特别是可以沿周边延伸。由此实现有利地吸收向外指向的力。

20、肋状部的高度特别是可以比加强层的高度大至少20％和/或大最高30％。高度特别是可以相对于包围的(在肋状部的情况下)或处于其下的(在加强层的情况下)容器壁测量。特别是，肋状部的高度可以比加强层的高度高25％。因此可以考虑到这样的事实，即cfk材料的强度例如可以比钢的强度高大约25％。例如，钢的强度可以为2000mpa，并且cfrp材料的强度可以为2500mpa。

21、根据一种有利的实施方案，在容器壁与内部空间之间构造有阻挡层。该阻挡层特别是能够有助于减少或阻止气态燃料、特别是氢扩散进入到容器壁中。这能够有利地影响容器壁的长期特性。

22、阻挡层特别是可以在内侧完全覆盖容器壁。由此通过阻挡层实现容器壁的无空隙的保护。阻挡层也可以在内侧覆盖容器壁的至少70％、至少80％或至少90％。

23、阻挡层特别是可以由乙烯-乙烯醇共聚物(evoh)构成。这已被证实特别有利于阻止氢扩散进入到容器壁中。然而，也可以使用其它材料。

24、有利地，阻挡层可以具有在20mol％至28mol％之间的乙烯含量或者特别是优选具有24mol％的乙烯含量。这种乙烯含量确保良好的可制造性并且同时确保良好地阻止氢扩散进入。然而，也可以使用其它值。特别是，当使用由乙烯-乙烯醇共聚物构成的阻挡层时，这些值是优选的。

25、阻挡层特别是可以具有在80μm至250μm之间的厚度。这种值已被证明是有利的。例如可以争取达到200μm的厚度，以便在考虑不平坦的情况下可靠地到处达到130μm的厚度。

26、此外，在阻挡层与容器壁之间可以有利地布置有金属层。这能够附加地有助于阻止氢渗透。

27、金属层例如可以由铜或铜合金构成。金属层也可以由其它金属或金属合金构成。金属层特别是本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于存放气态燃料的压力容器(10)，所述压力容器包括容器壁(20)，所述容器壁包围内部空间(15)，其中，在所述容器壁(20)上构造有一个或多个肋状部(30、40)。

2.根据权利要求1所述的压力容器(10)，其中，一个、一些或所有肋状部(30、40)由与所述容器壁(20)相同的材料构成；和/或，一个、一些或所有肋状部(30、40)由与所述容器壁(20)不同的材料构成；其中，一个、一些或所有肋状部(30、40)由金属和/或由碳纤维增强塑料构成。

3.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，一些或所有肋状部(30、40)的限定的平面彼此平行地定向。

4.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述肋状部(30、40)是一样宽的和/或与各自直接相邻的肋状部(30、40)相距相同的间距。

5.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述压力容器(10)在各所述肋状部(30、40)之间的壁厚为至少5.4mm和/或最高7.5mm。

6.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)

7.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述肋状部(30、40)的宽度为至少20mm、至少25mm、至少30mm或至少35mm；和/或，所述肋状部(30、40)的宽度为最高25mm、最高30mm、最高35mm或最高40mm。

8.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，直接相邻的肋状部(30、40)的间距为至少10mm或至少15mm；和/或，直接相邻的肋状部(30、40)的间距为最高15mm或最高20mm。

9.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，在直接相邻的外部的肋状部(30)之间构造有一个或多个环绕的加强层(37)。

10.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述加强层(37)由碳纤维增强塑料构成。

11.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述加强层(37)构造为单向的。

12.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述肋状部(30)的高度比所述加强层(37)的高度大至少20％和/或大最高30％。

13.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，在所述容器壁(20)与所述内部空间(15)之间构造有阻挡层。

14.根据权利要求13所述的压力容器(10)，其中，所述阻挡层在内侧完全覆盖所述容器壁(20)。

15.根据权利要求13或14所述的压力容器(10)，其中，所述阻挡层由乙烯-乙烯醇共聚物构成。

16.根据权利要求15的压力容器(10)，其中，所述阻挡层具有在20mol％至28mol％之间的乙烯含量或者具有24mol％的乙烯含量。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的压力容器(10)，其中，所述阻挡层具有在80μm至250μm之间的厚度。

18.根据权利要求13至17中任一项所述的压力容器(10)，其中，在所述阻挡层与所述容器壁(20)之间布置有金属层。

19.根据权利要求18所述的压力容器(10)，其中，所述金属层由铜或铜合金构成。

20.根据权利要求13至19中任一项所述的压力容器(10)，其中，所有肋状部(40)在外侧构造在所述容器壁(20)上。

21.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，在外侧在所述容器壁(20)上施加有防腐蚀层。

22.根据权利要求21所述的压力容器(10)，其中，所述防腐蚀层由锌/镍合金构成。

23.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，一个、一些或所有肋状部(40)在所述容器壁(20)上构造在内侧。

24.根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，一个、一些或所有肋状部(30)在所述容器壁(20)上构造在外侧。

25.一种压力容器系统(5)，所述压力容器系统包括两个或更多个根据前述权利要求中任一项所述的压力容器(10)，其中，一个、一些或所有压力容器(10)的肋状部(30)嵌接到在一个或多个直接相邻的压力容器(10)的肋状部(30)之间的空隙(35)中。

26.根据权...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】