用于存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)以及用于排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)(10)，其包括：存儲容器(12)和至少一個可熱激活的用于排空存儲容器(12)的安全閥(16、18)，所述安全閥在存在相應高的溫度時自動激活。此外設有用于存儲容器(12)的附加的可激活的排空裝置，所述排空裝置具有用于外部能量源(30)的接口(26)，外部能量源(30)可以連接到所述接口上，以便針對性地排空存儲容器(12)。此外說明一種用于在機動車中排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器(12)的方法。
【專利說明】
用于存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)以及用于排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)，其包括存儲容器和至少一個可熱激活的用于排空存儲容器的安全閥，所述安全閥在存在相應高的溫度時自動激活。此外，本發(fā)明涉及一種用于在機動車中排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器的方法。
【背景技術】
[0002]在備選的驅動設計的進程中，逐步開發(fā)了以氣體、例如天然氣或氫氣運行的車輛。這樣的車輛需要用于處于高壓力下的氣體的存儲容器以及一定的安全設備，所述安全設備確保在存儲容器中產生的壓力不達到容器的破裂壓力，以防止存儲容器破裂。
[0003]對于火災情況，所述存儲容器此外裝備以可熱激活的安全閥(Thermal PressureRelief Devices(熱卸壓裝置)，TPRD)，所述安全閥在存在相應高的溫度時例如通過使閉鎖質塊熔化而自動激活。因此可以實現，壓縮氣體存儲容器在其基于過高內壓力破裂之前就已排空。
[0004]現在可想到，存儲容器例如在事故時被預損壞。由此，存儲容器的破裂壓力可能降低到了工作壓力之下或至少降低到了所設置的安全設備的觸發(fā)壓力之下，從而損壞的容器只要其還處于壓力下就構成潛在的安全風險。雖然這樣的壓縮氣體存儲容器通常具有所謂的輔助閥，通過所述輔助閥可進行手動排空，但是所述輔助閥可能設置在車輛的難以達到的部位上或由于存在的事故而難以夠到?？赡茉O有的用于通過所謂的輔助端口來卸載壓力的輔助功能也可能在事故時由于失去汽車電網而不再可以使用。
[0005]因此，通常不能在事故之后將存儲容器針對性地排空并且不能以此將系統(tǒng)置于穩(wěn)定的狀態(tài)中。
[0006]由DE102010006516A1已知一種同類的用于在車輛中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，在事故的情況下，主動的安全系統(tǒng)(其例如也觸發(fā)安全氣囊)將激活信號傳輸給排空設備。通過該激活信號對爆炸裝藥點火(所述爆炸裝藥可以設置在可熱激活的安全閥的區(qū)域中)并且因此排空存儲容器。在這里也說明如下一種可能性，將爆炸裝藥通過無線電從車輛外點火，其中，由救援力量攜帶的無線電發(fā)射器將信號發(fā)射給車輛安全系統(tǒng)，所述車輛安全系統(tǒng)然后產生激活信號到排空設備上。
[0007]在該設計中不利的是，在由事故導致車輛電子裝置失效時，不再存在針對性排空壓縮氣體存儲容器的所述可能性。

【發(fā)明內容】

[0008]與此相對，本發(fā)明提供一種用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)和一種用于排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器的方法，其中，在需要時可以可靠地針對性地排空壓縮氣體存儲容器。
[0009]為此，按照本發(fā)明的第一方面，在開頭所述類型的系統(tǒng)中設有用于存儲容器的附加的可激活的排空裝置，所述排空裝置具有用于外部能量源的接口，所述外部能量源可以連接到所述接口上，以便針對性地排空存儲容器。因此可以在事故之后通過連接外部的(亦即不屬于車輛的)能量源來提供需要的能量，而不依賴于車輛電子裝置正常工作與否，以便借助可激活的排空裝置針對性地排空存儲容器。
[0010]按照本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，附加的排空裝置具有設置在可熱激活的安全閥上的觸發(fā)裝置，外部能量源可以連接到所述觸發(fā)裝置的接口上，以便針對性地觸發(fā)安全閥。因此利用了本來就存在的可熱激活的安全閥，所述安全閥在連接外部能量源之后針對性地被觸發(fā)并且因此排空存儲容器。以這種方式獲得簡單且因此低成本的設計。
[0011]備選地可想到，設置附加的閥作為排空裝置，該附加的閥并行于可熱激活的安全閥設置并且借助外部能量源激活。
[0012]優(yōu)選的是，所述接口具有用于外部能量源的接頭、尤其是電接頭，所述接頭設置在機動車的可從外面夠到的區(qū)域中。這例如能夠實現，救援力量在事故之后針對性地排空存儲容器中的壓縮氣體，以便防止例如在運走車輛時存儲容器的后來的破裂。
[0013]在本發(fā)明的一種擴展方案中，外部能量源可以在連接到排空裝置上之后從外部激活，以便排空存儲容器。以該方式能夠精確確定并且針對性地延遲排空時刻。
[0014]在此優(yōu)選的是，所述激活遠程控制地進行、尤其是通過無線電或點火電線進行。這能夠實現車主和其他在場人員在針對性地排空存儲容器之前首先使自己進入距車輛的安全距離。
[0015]在排空裝置具有設置在安全閥上的觸發(fā)裝置的情況下，觸發(fā)裝置優(yōu)選具有熱促動器、尤其是電加熱裝置。該電加熱裝置例如可以構成為加熱電阻并且必須這樣確定尺寸，使得達到可熱激活的安全閥的觸發(fā)溫度(大約105-110°C)、而未達到氣體的點火溫度。
[0016]在一種結構上簡單的設計中，觸發(fā)裝置具有加熱螺旋絲，可熱激活的安全閥被以所述加熱螺旋絲至少部分地纏繞。在此，安全閥可以整個被纏繞，或僅屬于安全閥的玻璃安瓿被以加熱螺旋絲纏繞并且必要時被隔離，這當然是利用可燃燒的材料，以便確保在火災時的功能性。同樣，加熱螺旋絲可集成到在可熱激活的安全閥的情況下設置的玻璃安瓿的壁中。在最后提到的兩種情況下需要少量能量來激活安全閥。
[0017]在一種備選的設計中，排空裝置具有機械的或煙火技術的促動器。用于機械的促動器的一個實例為壓電促動器，其在激活時破壞安全閥的玻璃安瓿。
[0018]為了預防可能的不當使用，用于外部能量源的接頭可以設置在機動車的內部空間中。
[0019]備選或附加地，排空裝置具有在正常行駛運行時斷開的中斷開關，所述中斷開關通過車輛安全系統(tǒng)的碰撞信號閉合。于是也確保，排空裝置只能在需要時、即在事故之后激活。
[0020]如已經在開頭提到的那樣，處于壓力下的氣體尤其是氫氣或天然氣、優(yōu)選壓縮天然氣(所謂的Compressed Natural Gas ,CNG) ο
[0021]開頭所述的任務同樣通過一種用于在機動車中排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器的方法來解決，該方法尤其是使用在至此所述類型的系統(tǒng)中。按照本發(fā)明的方法在此具有如下步驟:在“需要”時將外部能量源連接到設置在存儲容器上的排空裝置上，并且激活外部能量源，以便通過由此被操縱的排空裝置針對性地排空存儲容器。
[0022]“需要”在這里例如也可理解為事故。不同于通過事故事件本身例如借助主動的車輛安全系統(tǒng)直接激活排空裝置，按照本發(fā)明的方法的特點在于，存儲容器只在需要時并且在時間上延遲地被排空。因此，在排空時可能會著火的氣體排出之前，可以先營救乘客。通過外部能量源提供排空裝置所需要的能量，此外保證:當車輛內部的供電失效時，也可以排空存儲容器。
[0023]在按照本發(fā)明的方法的一種優(yōu)選的擴展方案中，排空裝置具有觸發(fā)裝置，所述觸發(fā)裝置設置在用于排空存儲容器的可熱激活的安全閥上，所述安全閥在存在相應高的溫度時自動激活。在此，激活外部能量源來針對性觸發(fā)安全閥。因此，將本來就存在的可熱激活的安全閥用于能夠針對性地符合需要地排空存儲容器。
[0024]此外，所有參考按照本發(fā)明的系統(tǒng)所述的擴展方案和優(yōu)點同樣適用于按照本發(fā)明的方法。
【附圖說明】
[0025]本發(fā)明其他的特征和優(yōu)點由借助附圖對優(yōu)選實施方式的后續(xù)說明得出。在附圖中，唯一的圖示出按照本發(fā)明的用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)的示意圖，其中實施按照本發(fā)明的方法。
【具體實施方式】
[0026]唯一的圖示出用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)10，其中，所述氣體尤其是氫氣或天然氣。系統(tǒng)10具有用于處于壓力下的氣體的存儲容器12，貯箱閥門14設置在所述存儲容器上，以便將氣體例如輸送給發(fā)動機。貯箱閥門14具有集合在貯箱閥門14中的不同的閥和溫度或壓力傳感器。因為貯箱閥門14本身已知并且此外其詳細的工作原理對于本發(fā)明不重要，所以在這里放棄更進一步的說明。
[0027]此外，系統(tǒng)10具有兩個彼此平行設置的可熱激活的安全閥16、18(也稱為TPRD)，所述安全閥通過管線20以及貯箱閥門14與存儲容器12耦合。
[0028]安全閥16、18例如可以具有閉鎖質塊，所述閉鎖質塊設置在氣體的流動路徑中。在安全閥16、18之一的區(qū)域中存在大約105-110°C的相應高的溫度時，所述質塊熔化，并且使得該相應的安全閥16、18對于存儲在存儲容器12中的氣體可以通過，亦即所述安全閥以該方式自動激活。因此，在火災時將處于壓力下的氣體從存儲容器12中排出。備選地，安全閥16、18可以具有流體填充的玻璃安瓿，所述玻璃安瓿在相應高的溫度時破裂并且允許氣體從存儲容器12中逸出。
[0029]此外，在安全閥16上存在觸發(fā)裝置22，所述觸發(fā)裝置形成用于存儲容器12的附加的可激活的排空裝置。觸發(fā)裝置22在示出的設計中具有以電加熱裝置24形式的熱促動器，所述電加熱裝置設置在安全閥16上并且在這里構成為加熱電阻。觸發(fā)裝置22此外具有接口26，所述接口具有用于外部能量源30的電接頭28。在此，接口 26或接頭28設置在機動車的可容易夠到的區(qū)域中、尤其是機動車的可從外面夠到的區(qū)域中。
[0030]在需要時、例如在事故時(此時存儲容器12可能損壞，從而不再確保壓縮氣體的可靠存儲)，將外部能量源30連接到觸發(fā)裝置22的接口 26、更準確地說是接頭28上，并且在可能在場的人員進入安全之后將其針對性地從外部激活，尤其是通過無線電或點火電線(在圖中通過位置31表示)激活。在激活外部能量源30之后，電流流過加熱裝置24并且所述加熱裝置加熱到如下溫度，所述溫度足夠針對性地觸發(fā)安全閥16并且因此排空存儲容器12。
[0031]為了防止不當排空存儲容器12，排空或觸發(fā)裝置22可以具有在正常行駛運行時斷開的中斷開關32，所述中斷開關僅通過車輛安全系統(tǒng)34的碰撞信號才會閉合。備選或附加地，接頭28可以設置在機動車的內部空間中。
[0032]備選于示出的帶有電加熱裝置24的設計，排空或觸發(fā)裝置22可以具有機械的或煙火技術的促動器，所述促動器在激活時例如破壞安全閥16的玻璃安瓿。
[0033]因此，在按照本發(fā)明的系統(tǒng)10中，在事故之后當場將存儲容器12針對性地排空，由此能夠防止在事故之后(亦即未在時間上緊隨事故事件)在營救工作、運輸或存放期間容器破裂。因為在排空存儲容器12時尤其是在氫氣的情況下存在氣體著火的危險，所以事故地點應當在排空之前進行清理。此外要避免點火源，并且所述措施不能在封閉的空間中、在橋下或在隧道中實施。
【主權項】
1.用于在機動車中存儲處于壓力下的氣體的系統(tǒng)，包括: 存儲容器(12)和 至少一個可熱激活的用于排空存儲容器(12)的安全閥(16、18)，所述安全閥在存在相應高的溫度時自動激活， 其特征在于，設有用于存儲容器(12)的附加的可激活的排空裝置，所述排空裝置具有用于外部能量源(30)的接口( 26)，外部能量源(30)能夠連接到所述接口上，以便針對性地排空存儲容器(12)。2.按照權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，附加的排空裝置具有設置在安全閥(16)上的觸發(fā)裝置(22)，外部能量源(30)能夠連接到所述觸發(fā)裝置的接口(26)上，以便針對性地觸發(fā)安全閥(16)。3.按照權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述接口(26)具有用于外部能量源(30)的接頭、尤其是電接頭(28)，所述接頭設置在機動車的可從外面夠到的區(qū)域中。4.按照上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，外部能量源(30)在連接到排空裝置上之后能夠從外部激活，以便排空存儲容器(12)。5.按照權利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述激活遠程控制地進行、尤其是通過無線電(31)或點火電線進行。6.按照權利要求2至5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述觸發(fā)裝置(22)具有熱促動器、尤其是電加熱裝置(24)。7.按照權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，觸發(fā)裝置(22)具有加熱螺旋絲，可熱激活的安全閥(16)被以所述加熱螺旋絲至少部分地纏繞。8.按照權利要求1至5之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，排空裝置具有機械的或煙火技術的促動器。9.按照上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，用于外部能量源(30)的接頭(28)設置在機動車的內部空間中。10.按照上述權利要求之一所述的系統(tǒng)，其特征在于，排空裝置具有在正常行駛運行時斷開的中斷開關(32)，所述中斷開關通過車輛安全系統(tǒng)(34)的碰撞信號閉合。11.用于在機動車中、尤其是在按照上述權利要求之一所述的系統(tǒng)(10)中排空用于處于壓力下的氣體的存儲容器(12)的方法，其特征在于如下步驟: 在需要時將外部能量源(30)連接到設置在存儲容器(12)上的排空裝置上，并且 激活外部能量源(30)，以便通過由此被操縱的排空裝置針對性地排空存儲容器(12)。
【文檔編號】F17C13/12GK105874262SQ201580003515
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年2月17日
【發(fā)明人】J-M·孔貝格爾, K·昆澤, B·蘭德克, A·佩爾格, S·肖特
【申請人】寶馬股份公司