储箱装置、尤其是用于车辆中的储箱装置

摘要

本发明涉及一种储箱装置、尤其是用于车辆中的储箱装置(10)，该储箱装置包括用于存储燃料(14)的压力储箱(12)和用于填充压力储箱(12)的燃料管路(16)，该燃料管路从压力储箱(12)外部穿过储箱开口(18)延伸直至在压力储箱(12)内部中的自由的管路端部(20)，其中，燃料管路(16)在压力储箱(12)中具有至少一个管路排出口(28)，燃料(14)能够通过该管路排出口从燃料管路(16)流到压力储箱(12)中，并且燃料管路(16)在储箱开口(18)与自由的管路端部(20)之间具有这样柔性的管路区段(26)，即，该柔性的管路区段(26)在填充压力储箱(12)时运动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种储箱装置、尤其是用于车辆中的储箱装置，该储箱装置具有用于存储燃料的压力储箱和用于填充该压力储箱的燃料管路，该燃料管路从压力储箱外部穿过储箱开口延伸直至在压力储箱内部中的自由的管路端部，其中，燃料管路在压力储箱中具有至少一个管路排出口，燃料能够通过该管路排出口从燃料管路流到压力储箱中。

背景技术

这种具有压力储箱的储箱装置尤其应用在利用气态燃料、如氢气或天然气驱动的车辆中。通常以高的填充压力来实施添加燃料，以便使添加燃料的持续时间短。压力储箱通常构成为细长形的柱体并且在端面经由燃料管路来添加燃料。尤其在柱体横截面小的很长的柱形的压力储箱中，在这种情况下仅产生微小的燃料混合，并且基本上沿轴向一层层地从“后向前”实现对压力储箱的填充。因此可能产生所谓的“热点”，也就是说，可能产生由于压缩而强烈受热的气体体积的局部累积。

压力储箱的储箱壁由于这样的热点而受热不均匀，由此造成点状的过热和局部的热应力，这些过热和局部的热应力最终可能导致损坏储箱壁以及减少压力储箱的寿命。

由于这种在压力储箱中的在添加燃料时出现的温差以及由于对填充高度的通常与温度有关的计算，还可能发生压力储箱的不完全的填充或甚至不希望的过度填充。

为了解决上述问题，当然可以想到的是，更缓慢地给车辆添加燃料并且等待相应的温度平衡。然而，这将会导致添加燃料的持续时间明显变长，并且与此相应地车辆的使用者不愿接受这一点。

发明内容

本发明的任务是，创造一种用于车辆中的储箱装置，该储箱装置能够实现在压力储箱中气体混合良好并且温度分布均匀时快速添加燃料。

该任务通过开头提及的类型的储箱装置来解决，在该储箱装置中，燃料管路在储箱开口与自由的管路端部之间具有这样柔性的管路区段，即，该柔性的管路区段在填充压力储箱时运动。燃料管路在压力储箱内部的这种动态性在填充压力储箱时导致燃料混合明显改善，并且因此导致在压力储箱中的温度分布特别均匀。以这种方式简单地并且价格低廉地防止不希望的“热点”及其负面的伴随现象。

在储箱装置的一种实施方式中，在储箱开口的边缘上构成有用于燃料管路的固定的支承件，其中，燃料管路从该支承件出发不受支撑地(即在没有另外的固定或支承的情况下)延伸到压力储箱中。换句话说，这意味着燃料管路固定夹紧在该支承件上并且自由伸出到压力储箱中。

柔性的管路区段优选具有所述自由的管路端部和至少一个管路排出口。因此，流到压力储箱中的燃料产生冲击，该冲击使柔性的管路区段运动。

基于低的制造耗费和装配耗费，柔性的管路区段优选由软管件构成。

根据储箱装置的一种实施方式，柔性的管路区段从储箱开口延伸至管路端部。

根据一种备选的实施方式，燃料管路具有基本上刚性的管路区段，该刚性的管路区段从压力储箱外部穿过储箱开口延伸直至如下的联接位置，在该联接位置上连接有柔性的管路区段。

在储箱装置的该实施方式中，柔性的管路区段优选从联接位置延伸直至管路端部。

压力储箱优选是基本上柱形的压力储箱，其中，储箱开口设置在该压力储箱的端面上。特别优选地，压力储箱构成为圆柱形的并且具有为至少3:1、尤其至少5:1的长度/直径比例。

储箱开口优选基本上居中地布置在压力储箱的端面上，其中，尤其是压力储箱的纵轴线可以延伸穿过储箱开口。由于该大致居中的储箱开口，柔性的管路区段的运动自由度在径向方向上不受限制，从而可以出现燃料在压力储箱中的特别良好的混合和均匀的温度分布。

在储箱装置的另一种实施方式中，在柔性的管路区段上固定有弹性的碰撞体，该碰撞体可以与压力储箱的储箱壁接触。这种弹性的碰撞体例如根据橡胶球的型式构成，并且在碰撞到储箱壁上时引起附加的冲击，并因此引起柔性的管路区段还要更动态地运动。柔性的管路区段在压力储箱中越动态地运动，燃料在填充压力储箱时混合得就越好并且在压力储箱内部的温度分布就越均匀。

在储箱装置的该实施方式中，弹性的碰撞体优选固定在燃料管路的自由的管路端部上。以这种方式，碰撞体特别简单地与储箱壁接触并且与此相应地可以引起柔性的管路区段在填充压力储箱时特别高的动态性。

弹性的碰撞体优选包围燃料管路，从而碰撞体的冲击尽可能与碰撞方向无关。此外，弹性的碰撞体可以防止自由的管路端部撞击到储箱壁上并且可以防止可能损坏该储箱壁。

根据储箱装置的另一种实施方式，压力储箱是用于存储氢的氢储箱。然而，作为燃料除了氢之外也可以使用其它的尤其是气态的燃料、如天然气。

附图说明

本发明的其它特征和优点从下面参考附图对优选的实施方式的说明中得出。其中：

图1示出按本发明的用于车辆中的储箱装置的示意图，以及

图2示出根据图1的储箱装置的示意的细节局部II。

具体实施方式

图1示出一种用于车辆中的储箱装置10，该储箱装置具有用于存储燃料14的压力储箱12和用于填充压力储箱12的燃料管路16，其中，燃料管路16从压力储箱12外部穿过储箱开口18延伸直至在压力储箱12内部中的自由的管路端部20。

压力储箱12在当前的情况下是具有纵轴线A的柱形的、尤其是圆柱形的压力储箱12，其中，储箱开口18设置在压力储箱12的端面22上。

大多使用细长形的压力储箱12作为在车辆中的燃料储箱，该压力储箱的长度L明显大于其直径D。在本申请的范畴内所说明的储箱装置10尤其在长度/直径比例为L:D>3:1的压力储箱12中已经被证明是特别有利的，其中，长度/直径比例根据图1为L:D≈5:1。

为了在车辆中固定压力储箱12，根据图1示出了两个在端面的储箱支承件24，压力储箱12通过这两个储箱支承件与车辆的车身固定连接。

在储箱装置10的所示的实施例中使用氢作为燃料14，从而压力储箱12是用于存储氢的氢储箱。然而，备选地也可以想到使用其它的尤其是气态的燃料14、例如天然气。

图2示出根据图1的储箱装置10的在燃料管路16的区域内的细节局部II。

在此明确的是，燃料管路16在储箱开口18与自由的管路端部20之间具有柔性的管路区段26，其中，该管路区段26由于其柔性在给压力储箱12填充燃料14时运动。

由于柔性的管路区段26的运动，在填充压力储箱12时产生良好的燃料混合，从而在压力储箱12中出现基本上均匀的温度分布并且避免局部的温度峰值(所谓的“热点”)。

燃料管路16在压力储箱12中具有至少一个管路排出口28，燃料14可以通过该管路排出口从燃料管路16流到压力储箱12中。根据图2，柔性的管路区段26具有所述管路端部20和两个管路排出口28，其中，一个管路排出口28直接设置在轴向的管路端部20上，并且另一个管路排出口28设置在柔性的管路区段26的周壁中。在此，在周壁中的管路排出口28在给压力储箱12填充燃料14时引起柔性的管路区段26的特别高的动态性。

在此，在压力储箱12中的燃料混合一方面直接由柔性的管路区段26的运动(位于压力储箱12中的燃料14通过该运动起涡流)造成以及另一方面由管路排出口28的持久的位置变化和由此引起的、燃料14流出到压力储箱12中的流出方向的持久的变化而造成。

在储箱开口18的边缘上构成有用于燃料管路16的固定的支承件30，其中，燃料管路16从该固定的支承件30出发不受支撑地(即在压力储箱12上没有另外的固定或支承的情况下)延伸到压力储箱12中。因此，燃料管路16固定夹紧在支承件30上并且自由地伸出到压力储箱12中。

在此，燃料管路16具有基本上刚性的管路区段32，该管路区段从压力储箱12外部穿过储箱开口18延伸直至如下的联接位置34，在该联接位置上连接有柔性的管路区段26。在当前情况下，柔性的管路区段26从该联接位置34延伸直至燃料管路16的自由的管路端部20。

根据图2，柔性的管路区段26由软管件构成，该软管件插到刚性的管路区段32的轴向端部36上并且利用夹紧环38固定在刚性的管路区段32上。

根据一种备选的未示出的实施变型方案也可以想到的是，柔性的管路区段26直接从储箱开口18延伸直至自由的管路端部20，从而联接位置34直接构成在燃料管路16的固定的支承件30上。

在储箱装置10的当前的实施例中，储箱开口18居中地布置在压力储箱12的端面22上，从而柱形的压力储箱12的纵轴线A延伸穿过储箱开口18。由于这样的居中布置，柔性的管路区段26或燃料管路16的自由的管路端部20在径向方向上具有大的运动自由度。

为了提高柔性的管路区段26的动态性，根据图2，在柔性的管路区段26上、具体地在燃料管路16的自由的管路端部20上固定有弹性的碰撞体40，该碰撞体可以与压力储箱12的储箱壁42接触。

弹性的碰撞体40尤其构成为球状的、例如构成为橡胶球，并且包围燃料管路16。以这种方式，弹性的碰撞体40不仅提高在柔性的管路区段26中的在给车辆添加燃料时的动态性，而且也防止自由的管路端部20撞击在压力储箱12的储箱壁42上并且防止可能损坏该储箱壁。

在给压力储箱12填充燃料14时，通过柔性的管路区段26的自由的、不受控制的运动，在压力储箱12中产生良好的燃料混合和因此特别均匀的温度分布。因此，所说明的储箱装置10不仅防止储箱壁42的由热应力造成的损坏，而且也防止对在压力储箱12中的填充高度的由局部温差造成的错误的计算。因此不需要降低填充压力，该降低的填充压力会导致不希望地延长添加燃料的持续时间。