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DE102020201040A1 - Pressurized gas storage, fuel cell system with pressurized gas storage - Google Patents

Pressurized gas storage, fuel cell system with pressurized gas storage Download PDF

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DE102020201040A1
DE102020201040A1 DE102020201040.4A DE102020201040A DE102020201040A1 DE 102020201040 A1 DE102020201040 A1 DE 102020201040A1 DE 102020201040 A DE102020201040 A DE 102020201040A DE 102020201040 A1 DE102020201040 A1 DE 102020201040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
storage
pressurized gas
elements
gas
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020201040.4A
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German (de)
Inventor
Adeline Tchikango Siagam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2020/088030 priority patent/WO2021151615A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Druckgasspeicher (1), insbesondere zum Speichern von Wasserstoff, umfassend ein Speichergehäuse (2), das ein Speichervolumen (3) begrenzt, sowie ein am Speichergehäuse (2) angeordnetes, thermisch aktivierbares Druckbegrenzungsventil (4), über welches das Speichervolumen (3) mit einem den Druckgasspeicher (1) umgebenden Außenraum (5) verbindbar ist. Erfindungsgemäß weist das Speichergehäuse (2) innenseitig in das Speichervolumen (3) hineinragende Elemente (6) zur Vergrößerung der Kontaktfläche mit einem im Speichervolumen (3) aufgenommenen Gas auf.Die Erfindung betrifft ferner eine Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher (1) zum Speichern von Wasserstoff.The invention relates to a pressurized gas storage device (1), in particular for storing hydrogen, comprising a storage housing (2) which limits a storage volume (3) and a thermally activated pressure relief valve (4) arranged on the storage housing (2), via which the storage volume (3) can be connected to an outer space (5) surrounding the pressurized gas reservoir (1). According to the invention, the storage housing (2) has elements (6) protruding on the inside into the storage volume (3) to enlarge the contact area with a gas contained in the storage volume (3). The invention further relates to a fuel cell system with a pressurized gas storage (1) according to the invention for storing Hydrogen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Druckgasspeicher mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Der Druckgasspeicher soll insbesondere zum Speichern von Wasserstoff geeignet sein, beispielsweise für Anwendungen, in denen Wasserstoff zum Betreiben eines Brennstoffzellensystems benötigt wird. Die Erfindung betrifft daher ferner ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher.The invention relates to a pressurized gas store with the features of the preamble of claim 1. The pressurized gas store is to be particularly suitable for storing hydrogen, for example for applications in which hydrogen is required to operate a fuel cell system. The invention therefore also relates to a fuel cell system with a pressurized gas storage device according to the invention.

Stand der TechnikState of the art

In mobilen Anwendungen werden Druckgasspeicher zum Speichern von Wasserstoff an Bord eines wasserstoffbetriebenen Fahrzeugs eingesetzt. Infolge einer Temperatur- und/oder Druckzunahme kann es zu einer sehr hohen Belastung des Behälters kommen, so dass die Gefahr einer Explosion besteht. Um dies zu verhindern, sind derartige Druckgasspeicher in der Regel mit einem Druckbegrenzungsventil ausgestattet, das bei Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts öffnet und Gas an die Umgebung ablässt. Der Druckgasspeicher wird auf diese Weise entlastet. Alternativ kann ein thermisch aktivierbares Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein, das auf thermische Veränderungen reagiert. Problematisch ist jedoch, dass die thermische Veränderung nicht zwingend in räumlicher Nähe zum thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil erfolgt, so dass sie nicht oder erst sehr spät erfasst wird. Öffnet das Druckbegrenzungsventil nicht, kann der Druckgasspeicher bersten.In mobile applications, compressed gas storage tanks are used to store hydrogen on board a hydrogen-powered vehicle. An increase in temperature and / or pressure can result in a very high load on the container, so that there is a risk of an explosion. In order to prevent this, such pressurized gas accumulators are usually equipped with a pressure limiting valve which opens when a predetermined limit value is exceeded and releases gas to the environment. The pressure gas storage tank is relieved in this way. Alternatively, a thermally activatable pressure relief valve can be provided, which reacts to thermal changes. The problem, however, is that the thermal change does not necessarily take place in spatial proximity to the thermally activatable pressure relief valve, so that it is not detected or only detected very late. If the pressure relief valve does not open, the pressurized gas reservoir can burst.

In der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2011 108 934 U1 , welche einen Druckgasbehälter mit einer thermisch aktivierbaren Ventileinrichtung offenbart, wurde diese Problematik bereits thematisiert. Da der Druckgasbehälter insbesondere zum Speichern von Wasserstoff an Bord eines Fahrzeugs bei Drücken in der Größenordnung von 350 oder 700 bar einsetzbar sein soll, werden an den Druckgasbehälter besonders hohe Sicherheitsanforderungen gestellt. Um diesen zu genügen, muss sichergestellt sein, dass die Ventileinrichtung sicher und zuverlässig arbeitet. In der Gebrauchsmusterschrift wird daher ein unterhalb des Druckgasbehälters angeordnetes Abschirmblech mit einem Heißluftkanal vorgeschlagen, der im Bereich einer thermischen Auslöseeinrichtung der Ventileinrichtung eine Öffnung aufweist. Im Brandfall, wenn unterhalb des Druckgasbehälters Flammen auftreten, erwärmt sich zunächst das Abschirmblech und die Luft im Heißluftkanal. Über den Heißluftkanal wird die erwärmte Luft zur thermischen Auslöseeinrichtung geleitet, so dass diese die Ventileinrichtung betätigt. Bevor es zu einer Beschädigung, insbesondere zu einem Bersten, des Druckgasbehälters kommt, wird über die Ventileinrichtung Gas aus dem Druckgasbehälter abgelassen.In the utility model DE 20 2011 108 934 U1 , which discloses a pressurized gas container with a thermally activated valve device, this problem has already been discussed. Since the compressed gas container is intended to be used in particular for storing hydrogen on board a vehicle at pressures of the order of magnitude of 350 or 700 bar, particularly high safety requirements are placed on the compressed gas container. In order to meet these, it must be ensured that the valve device works safely and reliably. The utility model therefore proposes a shielding plate arranged below the pressurized gas container with a hot air duct which has an opening in the area of a thermal release device of the valve device. In the event of a fire, if flames occur below the pressurized gas container, the shielding plate and the air in the hot air duct heat up first. The heated air is passed through the hot air duct to the thermal release device so that it actuates the valve device. Before the compressed gas container is damaged, in particular bursting, gas is released from the compressed gas container via the valve device.

Ausgehend von dem vorstehend genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Sicherheit eines Druckgasspeichers, der insbesondere zum Speichern von Wasserstoff geeignet ist, weiter zu erhöhen.On the basis of the prior art mentioned above, the present invention is based on the object of further increasing the safety of a pressurized gas accumulator which is particularly suitable for storing hydrogen.

Zur Lösung der Aufgabe wird der Druckgasspeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Ferner wird ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher angegeben.To achieve the object, the pressurized gas accumulator with the features of claim 1 is proposed. Advantageous further developments of the invention can be found in the subclaims. Furthermore, a fuel cell system with a pressurized gas storage device according to the invention is specified.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Der vorgeschlagene Druckgasspeicher, der insbesondere zum Speichern von Wasserstoff geeignet ist, umfasst ein Speichergehäuse, das ein Speichervolumen begrenzt, sowie ein am Speichergehäuse angeordnetes, thermisch aktivierbares Druckbegrenzungsventil, über welches das Speichervolumen mit einem den Druckgasspeicher umgebenden Außenraum verbindbar ist. Über das Druckbegrenzungsventil kann demnach Gas aus dem Speichervolumen in den Außenraum abgelassen werden, so dass hierüber der Druckgasspeicher entlastbar ist. Erfindungsgemäß weist das Speichergehäuse innenseitig in das Speichervolumen hineinragende Elemente zur Vergrößerung der Kontaktfläche mit einem im Speichervolumen aufgenommenen Gas auf.The proposed pressurized gas storage device, which is particularly suitable for storing hydrogen, comprises a storage housing that limits a storage volume, as well as a thermally activated pressure relief valve arranged on the storage housing, via which the storage volume can be connected to an external space surrounding the pressurized gas storage device. Accordingly, gas can be discharged from the storage volume into the outside space via the pressure limiting valve, so that the pressure gas storage can be relieved via this. According to the invention, the storage housing has on the inside protruding into the storage volume to enlarge the contact area with a gas received in the storage volume.

Durch die vorgeschlagene Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem Speichergehäuse und dem im Speichervolumen aufgenommenen Gas kann eine verbesserte Wärmeübertragung vom Speichergehäuse auf das im Speichervolumen aufgenommene Gas erzielt werden. Dies hat den Vorteil, dass, beispielsweise im Brandfall, eine im Bereich des Brandherds starke lokale Erhitzung des Druckgasspeichers über das Speichergehäuse und das Gas zuverlässig und schnell an das thermisch aktivierbare Druckbegrenzungsventil weitergeleitet wird. Das Druckbegrenzungsventil wird demnach rechtzeitig aktiviert, so dass der Druck im Druckgasspeicher nicht über Berstdruck steigt.The proposed enlargement of the contact area between the storage housing and the gas accommodated in the storage volume makes it possible to achieve improved heat transfer from the storage housing to the gas accommodated in the storage volume. This has the advantage that, for example in the event of a fire, strong local heating of the compressed gas reservoir in the area of the source of the fire is relayed reliably and quickly to the thermally activated pressure relief valve via the reservoir housing and the gas. The pressure relief valve is accordingly activated in good time so that the pressure in the pressurized gas reservoir does not rise above the bursting pressure.

Im Unterschied zum eingangs genannten Stand der Technik wird die zur Aktivierung des Druckbegrenzungsventils benötigte Information über einen Temperaturanstieg nicht extern, sondern intern weitergeleitet. Insbesondere wird das Gasvolumen im Druckgasspeicher genutzt.In contrast to the prior art mentioned at the beginning, the information required to activate the pressure limiting valve about a temperature rise is not passed on externally, but internally. In particular, the gas volume in the pressurized gas reservoir is used.

Die Erfindung macht sich ferner zunutze, dass aufgrund von Auftrieb, der durch Temperatur- bzw. Dichtegradienten hervorgerufen wird, der Wärmeübergang vom Speichergehäuse auf das im Speichervolumen aufgenommene Gas zusätzlich durch natürliche oder freie Konvektion gefördert wird. Denn - bei Betrachtung der übrigen Bereiche des Speichergehäuses als adiabat - tritt im Gasvolumen eine durch Rezirkulationszellen gekennzeichnete Konvektion, die sogenannte Rayleigh-Benard-Konvektion, ein, die Turbulenzen erzeugt und somit zu einer guten Durchmischung des Gasvolumens sorgt. Die in das Speichervolumen des vorgeschlagenen Druckgasspeichers hineinragenden Elemente sind dabei bevorzugt in der Weise gestaltet und angeordnet, dass sie eine Turbulenzen erzeugende freie Konvektion im Speichervolumen unterstützen.The invention also makes use of the fact that, due to buoyancy caused by temperature or density gradients, the heat transfer from the storage housing to the im Storage volume absorbed gas is also promoted by natural or free convection. This is because - if the other areas of the storage housing are considered adiabatic - a convection characterized by recirculation cells, the so-called Rayleigh-Benard convection, occurs in the gas volume, which generates turbulence and thus ensures thorough mixing of the gas volume. The elements protruding into the storage volume of the proposed pressurized gas storage device are preferably designed and arranged in such a way that they support free convection in the storage volume that generates turbulence.

Bevorzugt sind die in das Speichervolumen hineinragenden Elemente stabförmig und/oder rippenartig. Die stabförmigen und/oder rippenartigen Elemente sind vorzugsweise derart ausgerichtet, dass sie von einer Innenwandfläche des Speichergehäuses radial nach innen in das Speichervolumen hineinragen. Mehrere stabförmige Elemente können in einer oder mehreren Reihen angeordnet sein. Mehrere rippenartige Elementen verlaufen vorzugsweise parallel zueinander.The elements protruding into the storage volume are preferably rod-shaped and / or rib-like. The rod-shaped and / or rib-like elements are preferably aligned in such a way that they protrude radially inward from an inner wall surface of the storage housing into the storage volume. Several rod-shaped elements can be arranged in one or more rows. Several rib-like elements preferably run parallel to one another.

Des Weiteren bevorzugt ist das Speichergehäuse im Wesentlichen hohlzylinderförmig. Das heißt, dass der Querschnitt kreisförmig ist, so dass das Speichergehäuse über den Umfang gleichmäßig belastet ist. Das Speichergehäuse kann somit hohe Drücke aufnehmen. Ferner bevorzugt weist das Speichergehäuse eine längliche Form auf, um das Speichervolumen zu vergrößern. Alternativ oder ergänzend wird vorgeschlagen, dass das Speichergehäuse domartige Endabschnitte aufweist. Das heißt, dass die Endabschnitte konvex nach außen gewölbt sind. Diese Maßnahme trägt ebenfalls dazu bei, dass das Speichergehäuse hohe Drücke aufnehmen kann.Furthermore, the storage housing is preferably essentially in the shape of a hollow cylinder. This means that the cross section is circular, so that the storage housing is evenly loaded over the circumference. The storage housing can thus absorb high pressures. Furthermore, the storage housing preferably has an elongated shape in order to enlarge the storage volume. As an alternative or in addition, it is proposed that the storage housing have dome-like end sections. This means that the end sections are curved convexly outwards. This measure also helps ensure that the storage housing can absorb high pressures.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die in das Speichervolumen hineinragenden Elemente parallel zu einer Längsachse des Speichergehäuses angeordnet sind und/oder verlaufen. Stabförmige Elemente können beispielsweise in einer oder mehreren Reihen parallel zur Längsachse des Speichergehäuses angeordnet sein. Rippenartige Elemente können derart angeordnet sein, dass sie parallel zur Längsachse des Speichergehäuses verlaufen.It is further proposed that the elements protruding into the storage volume are arranged and / or run parallel to a longitudinal axis of the storage housing. Rod-shaped elements can be arranged, for example, in one or more rows parallel to the longitudinal axis of the storage housing. Rib-like elements can be arranged in such a way that they run parallel to the longitudinal axis of the storage housing.

Vorteilhafterweise sind die in das Speichervolumen hineinragenden Elemente über einen Innenumfang des Speichergehäuses gleichmäßig verteilt angeordnet und/oder verlaufen in Umfangsrichtung. Beispielsweise können stabförmige Elemente über den Innenumfang gleichmäßig verteilt bzw. ringförmig angeordnet sein. Die Abstände, insbesondre Winkelabstände, zwischen den stabförmigen Elementen sind vorzugsweise gleich. Sofern rippenartige Elemente vorgesehen sind, können diese in Umfangsrichtung verlaufen und sich über einen bestimmten Winkelbereich erstrecken oder über den gesamten Innenumfang des Speichergehäuses.The elements protruding into the storage volume are advantageously arranged so as to be uniformly distributed over an inner circumference of the storage housing and / or run in the circumferential direction. For example, rod-shaped elements can be distributed uniformly or arranged in a ring over the inner circumference. The distances, in particular angular distances, between the rod-shaped elements are preferably the same. If rib-like elements are provided, they can run in the circumferential direction and extend over a certain angular range or over the entire inner circumference of the storage housing.

Idealerweise besteht bzw. bestehen das Speichergehäuse und/oder die in das Speichervolumen hineinragenden Elemente aus Metall. Zum Einen weist Metall eine gute Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die Wärme über das Speichergehäuse schnell an das thermisch aktivierbare Druckbegrenzungsventil weitergleitet wird. Zum Anderen ist bei Druckgasspeicher, die vollständig aus Metall gefertigt sind, die Berstgefahr besonders groß. Ein Druckgasspeicher, der beispielsweise aus einem Verbundwerkstoff gefertigt ist, schmilzt eher als er bricht. Bei einem metallischen Speichergehäuse treten die Vorteile der Erfindung demnach besonders deutlich hervor.Ideally, the storage housing and / or the elements protruding into the storage volume are made of metal. On the one hand, metal has good thermal conductivity, so that the heat is quickly passed on via the storage housing to the thermally activated pressure relief valve. On the other hand, the risk of bursting is particularly great in the case of pressurized gas storage tanks that are made entirely of metal. A pressurized gas storage tank made of composite material, for example, is more likely to melt than break. In the case of a metallic storage housing, the advantages of the invention are therefore particularly evident.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die in das Speichervolumen hineinragenden Elemente untereinander und/oder mit dem thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil über zusätzliche Einrichtungen, wie beispielsweise Leitungen und/oder Bleche, verbunden sind. Auf diese Weise kann die Wärmeleitung in Richtung des thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventils weiter verbessert, insbesondere beschleunigt werden, so dass das Druckbegrenzungsventil noch schneller reagiert.In a further development of the invention, it is proposed that the elements protruding into the storage volume are connected to one another and / or to the thermally activated pressure limiting valve via additional devices such as lines and / or metal sheets. In this way, the heat conduction in the direction of the thermally activatable pressure limiting valve can be further improved, in particular accelerated, so that the pressure limiting valve reacts even more quickly.

Das thermisch aktivierbare Druckbegrenzungsventil ist vorzugsweise an einem Ende des Speichergehäuses angeordnet, vorzugsweise im Bereich eines domartigen Endabschnitts. Hier kann das Druckbegrenzungsventil insbesondere am höchsten Punkt des domartigen Endabschnitts angeordnet sein. Bei geöffnetem Druckbegrenzungsventil wird das im Speichervolumen aufgenommene Gas über den domartigen Endabschnitt zum Ventil geleitet.The thermally activatable pressure relief valve is preferably arranged at one end of the storage housing, preferably in the area of a dome-like end section. Here, the pressure limiting valve can be arranged in particular at the highest point of the dome-like end section. When the pressure relief valve is open, the gas taken up in the storage volume is directed to the valve via the dome-like end section.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist am Speichergehäuse, vorzugsweise ebenfalls im Bereich eines domartigen Endabschnitts, ein Ventil zum Befüllen des Speichervolumens mit einem Gas und/oder zur Entnahme von Gas aus dem Speichervolumen angeordnet. Das weitere Ventil liegt vorzugsweise dem thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil am Speichergehäuse gegenüber. Das heißt, dass vorzugsweise das weitere Ventil am anderen Ende des Speichergehäuses angeordnet ist.According to a preferred embodiment of the invention, a valve for filling the storage volume with a gas and / or for removing gas from the storage volume is arranged on the storage housing, preferably also in the area of a dome-like end section. The further valve is preferably located opposite the thermally activated pressure relief valve on the storage housing. This means that the further valve is preferably arranged at the other end of the storage housing.

Da die bevorzugte Anwendung des Druckgasspeichers die Verwendung als Wasserstoffspeicher in einem Brennstoffzellensystem ist, wird ferner ein Brennstoffzellensystem mit einem erfindungsgemäßen Druckgasspeicher zum Speichern von Wasserstoff vorgeschlagen. Die Vorteile einer erhöhten Sicherheit erstrecken sich vom Speicher auf das Brennstoffzellensystem.Since the preferred application of the compressed gas storage device is its use as a hydrogen storage device in a fuel cell system, a fuel cell system with a compressed gas storage device according to the invention for storing hydrogen is also proposed. The advantages of increased security extend from the memory to the fuel cell system.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Diese zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen ersten erfindungsgemäßen Druckgasspeicher und
  • 2 einen schematischen Längsschnitt durch einen zweiten erfindungsgemäßen Druckgasspeicher.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. These show:
  • 1 a schematic longitudinal section through a first compressed gas storage device according to the invention and
  • 2 a schematic longitudinal section through a second pressurized gas storage device according to the invention.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungenDetailed description of the drawings

Der in der 1 schematisch dargestellte Druckgasspeicher 1 zum Speichern von Wasserstoff umfasst ein hohlzylinderförmiges Speichergehäuse 2 mit domartigen Endabschnitten 7, 8. Das Speichergehäuse 2 begrenzt ein Speichervolumen 3, das über ein Ventil 10, das im Bereich des domartigen Endabschnitts 7 angeordnet ist, mit Wasserstoff befüllbar ist. Im Bereich des domartigen Endabschnitts 8 ist ein weiteres Ventil angeordnet, wobei es sich um ein thermisch aktivierbares Druckbegrenzungsventil 4 handelt. Öffnet dieses, ist eine Verbindung des Speichervolumens 3 mit einem Außenraum 5 hergestellt, so dass Gas aus dem Speichergehäuse 2 nach außen strömt. Auf diese Weise kann eine Entlastung des Druckgasspeicher 1 erreicht werden, wenn der Druck bzw. die Temperatur im Druckgasspeicher 1 steigen.The Indian 1 schematically shown compressed gas storage 1 for storing hydrogen comprises a hollow cylindrical storage housing 2 with dome-like end sections 7th , 8th . The storage enclosure 2 limits a storage volume 3 that has a valve 10 that is in the area of the dome-like end section 7th is arranged, can be filled with hydrogen. In the area of the dome-like end section 8th a further valve is arranged, which is a thermally activated pressure relief valve 4th acts. If this opens, there is a connection of the storage volume 3 with an outside space 5 made so that gas from the storage housing 2 flows outwards. In this way, the pressure gas storage tank can be relieved 1 can be reached when the pressure or the temperature in the pressurized gas storage tank 1 rise.

Zu einem Druckanstieg kann es beispielsweise bei einem Brand im Außenraum 5 kommen. In der 1 sind Flammen 11 angedeutet, die einen Brandherd darstellen sollen. Über die Flammen 11 wird das Speichergehäuse 2 des Druckgasspeichers 1 lokal stark erhitzt. Da das thermisch aktivierbare Druckbegrenzungsventil 4 am anderen Ende des Druckgasspeichers 1 angeordnet ist, reagiert dieses erst, wenn der domartige Endabschnitt sich entsprechend stark erwärmt hat. Damit währenddessen der Druck im Druckgasspeicher 1 nicht über Berstdruck steigt, weist der in der 1 dargestellte erfindungsgemäße Druckgasspeicher 1 ein Speichergehäuse 2 auf, das innenseitig in das Speichervolumen 3 hineinragende Elemente 6 besitzt. Die Elemente 6 verbessern den Wärmeübergang vom Speichergehäuse 2 auf das im Speichervolumen 3 aufgenommene Gas, so dass das Gas zur Weiterleitung der Wärme in Richtung des thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil 4 einsetzbar ist. Die Wärmeleitung über das Gasvolumen wird ferner durch freie Konvektion im Speichervolumen 3 unterstützt, wobei die in das Speichervolumen 3 hineinragenden Elemente 6 die freie Konvektion zusätzlich fördern. Die Information, dass der Druckgasspeicher 1 in einem Bereich den Flammen 11 ausgesetzt ist und damit ein unzulässig hoher Temperatur- und Druckanstieg im Druckgasspeicher 1 zu erwarten ist, erreicht somit schneller das thermisch aktivierbare Druckbegrenzungsventil 4. Dieses öffnet und führt damit zu einer Entlastung des Druckgasspeichers 1, so dass die Gefahr eines Berstens abgewendet wird.For example, a fire outside can lead to an increase in pressure 5 come. In the 1 are flames 11 indicated, which should represent a source of fire. Over the flames 11 becomes the storage enclosure 2 of the pressurized gas accumulator 1 locally strongly heated. Because the thermally activated pressure relief valve 4th at the other end of the pressurized gas storage tank 1 is arranged, this only reacts when the dome-like end section has heated up accordingly. In the meantime, the pressure in the pressurized gas storage tank is maintained 1 does not rise above burst pressure, the in the 1 illustrated compressed gas storage device according to the invention 1 a storage enclosure 2 on the inside in the storage volume 3 protruding elements 6th owns. The Elements 6th improve the heat transfer from the storage housing 2 on that in the storage volume 3 absorbed gas, allowing the gas to pass the heat towards the thermally activated pressure relief valve 4th can be used. The heat conduction through the gas volume is also achieved by free convection in the storage volume 3 supported, with those in the storage volume 3 protruding elements 6th promote free convection in addition. The information that the compressed gas storage 1 in one area the flames 11 is exposed and thus an impermissibly high rise in temperature and pressure in the pressurized gas storage tank 1 is to be expected, thus reaches the thermally activated pressure relief valve more quickly 4th . This opens and thus relieves the pressure on the pressurized gas reservoir 1 so that the risk of bursting is averted.

In der 1 sind die in das Speichervolumen 3 hineinragenden Elemente 6 stabförmig ausgeführt. Mehrere stabförmige Elemente 6 sind jeweils in einer Reihe angeordnet, die parallel zu einer Längsachse A des Speichergehäuses 2 verläuft. Mehrere Reihen sind über den Innenumfang des Speichergehäuses 2 gleichmäßig verteilt angeordnet. Das heißt, dass die mehreren Reihen in gleichem Winkelabstand zueinander angeordnet sind.In the 1 are those in the storage volume 3 protruding elements 6th Executed rod-shaped. Several rod-shaped elements 6th are each arranged in a row that is parallel to a longitudinal axis A of the storage housing 2 runs. Several rows are around the inner circumference of the storage enclosure 2 evenly distributed. This means that the several rows are arranged at the same angular distance from one another.

In der 2, die einen weiteren erfindungsgemäßen Druckgasspeicher 1 zeigt, sind die in das Speichervolumen 3 hineinragenden Elemente 6 rippenartig ausgeführt. Die rippenartigen Elemente 6 verlaufen jeweils parallel zur Längsachse A. Mehrere rippenartige Elemente 6 sind über den Innenumfang des Speichergehäuses 2 gleichmäßig verteilt angeordnet, das heißt in gleichem Winkelabstand zueinander. Die rippenartigen Elemente 6 sind zudem über Einrichtungen 9 in Form von wärmeleitenden Lamellen mit dem thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil 4 verbunden. Die Wärme wird somit noch schneller vom Brandherd (Flammen 11) in Richtung des Druckbegrenzungsventils 4 geleitet.In the 2 , which is a further compressed gas storage device according to the invention 1 shows are those in the storage volume 3 protruding elements 6th executed rib-like. The rib-like elements 6th each run parallel to the longitudinal axis A. Several rib-like elements 6th are around the inner circumference of the storage case 2 Arranged evenly distributed, that is, at the same angular distance from one another. The rib-like elements 6th are also about facilities 9 in the form of heat-conducting fins with the thermally activated pressure relief valve 4th connected. The heat is thus even faster from the source of the fire (flames 11 ) in the direction of the pressure relief valve 4th directed.

Im Übrigen entspricht der Druckgasspeicher 1 dem der 1, so dass auf die entsprechende Beschreibung verwiesen wird.Otherwise, the pressure gas storage corresponds to 1 the the 1 so that reference is made to the corresponding description.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 202011108934 U1 [0003]DE 202011108934 U1 [0003]

Claims (9)

Druckgasspeicher (1), insbesondere zum Speichern von Wasserstoff, umfassend ein Speichergehäuse (2), das ein Speichervolumen (3) begrenzt, sowie ein am Speichergehäuse (2) angeordnetes, thermisch aktivierbares Druckbegrenzungsventil (4), über welches das Speichervolumen (3) mit einem den Druckgasspeicher (1) umgebenden Außenraum (5) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (2) innenseitig in das Speichervolumen (3) hineinragende Elemente (6) zur Vergrößerung der Kontaktfläche mit einem im Speichervolumen (3) aufgenommenen Gas aufweist.Compressed gas storage (1), in particular for storing hydrogen, comprising a storage housing (2) which delimits a storage volume (3), and a thermally activatable pressure relief valve (4) arranged on the storage housing (2), via which the storage volume (3) with can be connected to an outer space (5) surrounding the pressurized gas storage unit (1), characterized in that the storage housing (2) has elements (6) protruding into the storage volume (3) on the inside to enlarge the contact area with a gas accommodated in the storage volume (3). Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in das Speichervolumen (3) hineinragenden Elemente (6) stabförmig und/oder rippenartig sind.Pressurized gas reservoir (1) Claim 1 , characterized in that the elements (6) protruding into the storage volume (3) are rod-shaped and / or rib-like. Druckgasspeicher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (2) im Wesentlichen hohlzylinderförmig ist und/oder domartige Endabschnitte (7, 8) aufweist.Pressurized gas reservoir (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the storage housing (2) is essentially hollow-cylindrical and / or has dome-like end sections (7, 8). Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (6) parallel zu einer Längsachse (A) des Speichergehäuses (2) angeordnet sind und/oder verlaufen.Compressed gas storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elements (6) are arranged and / or run parallel to a longitudinal axis (A) of the storage housing (2). Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (6) über einen Innenumfang des Speichergehäuses (2) gleichmäßig verteilt angeordnet sind und/oder in Umfangsrichtung verlaufen.Compressed gas storage device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elements (6) are arranged uniformly distributed over an inner circumference of the storage housing (2) and / or run in the circumferential direction. Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichergehäuse (2) und/oder die Elemente (6) aus Metall besteht bzw. bestehen.Compressed gas storage device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the storage housing (2) and / or the elements (6) consists or consist of metal. Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (6) untereinander und/oder mit dem thermisch aktivierbaren Druckbegrenzungsventil (4) über zusätzliche Einrichtungen (9), wie beispielsweise Leitungen und/oder Bleche, verbunden sind.Compressed gas accumulator (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the elements (6) are connected to one another and / or to the thermally activated pressure relief valve (4) via additional devices (9) such as lines and / or metal sheets. Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Speichergehäuse (2), vorzugsweise im Bereich eines domartigen Endabschnitts (7), ein Ventil (10) zum Befüllen des Speichervolumens (3) mit einem Gas und/oder zur Entnahme von Gas aus dem Speichervolumen (3) angeordnet ist.Compressed gas storage (1) according to one of the preceding claims, characterized in that on the storage housing (2), preferably in the area of a dome-like end section (7), a valve (10) for filling the storage volume (3) with a gas and / or for removal of gas from the storage volume (3) is arranged. Brennstoffzellensystem mit einem Druckgasspeicher (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Speichern von Wasserstoff.Fuel cell system with a pressurized gas store (1) according to one of the preceding claims for storing hydrogen.
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