Gasspeichertank und Verfahren zum Herstellen desselben

专利摘要:
Mit der Technologie der Erfindung wird ein Gasspeichertank hergestellt, der einen Gas-Absorber/Adsorber aufweist und fähig ist, ein Hochdruck-Gas zu speichern. Beim Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks wird zunächst eine Wärmeaustauscheinheit zusammengebaut und Teilchen einer Wasserstoffspeicherlegierung in die Wärmeaustauscheinheit gefüllt. Dann werden beim Herstellungsprozess Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher, die für das Einfüllen der Wasserstoffspeicherlegierung in die Wärmeaustauscheinheit verwendet werden, versperrt und ein lösbares Verschlusselement an den Wasserstoff-Einlass angebracht. Nachfolgend wird beim Herstellungsprozess die Wärmeaustauscheinheit, die mit Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt ist, in einem zylindrischen Tank angeordnet und beide Enden des Tanks verengt, um Anschlussöffnungen auszubilden. Dann wird beim Herstellungsprozess der Tank einer Wärmebehandlung unter Wasserabkühlung unterworfen und das Verschlusselement abgelöst. Beim Herstellungsprozess werden Anschlussbaugruppen an Anschlussöffnungen angebracht und eine Verstärkungsschicht um den Außenumfang des Tanks geformt, um den Wasserstoffspeichertank fertigzustellen.
公开号:DE102004014144A1
申请号:DE200410014144
申请日:2004-03-23
公开日:2004-11-25
发明作者:Yoshihiro Kariya Isogai；Masahiko Toyota Kimbara；Hidehito Kariya Kubo；Akiko Kariya Kumano；Daigoro Toyota Mori；Takehiro Toyota Nito；Makoto Kariya Tsuzuki
申请人:Toyota Industries Corp；Toyota Motor Corp；
IPC主号:F02B43-08

专利说明:
[0001] Dievorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Gasspeichertank zumSpeichern von Gas und ein Verfahren zum Herstellen eines solchenGasspeichertanks.
[0002] VerschiedeneGasspeichertanks wurden vorgeschlagen, um ein Gas zu speichern.Ein bekanntes Verfahren zum Speichern eines Gases ist die Absorptionoder Adsorption eines Gases in einem ausgewählten Gas-Absorber/Adsorber.Ein Beispiel ist ein Wasserstoffspeichertank mit einer Wasserstoffspeicherlegierung.Der Wasserstoffspeichertank hat beispielsweise einen zylindrischenBehälter,der mit einer Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt ist und ein oder zwei offeneEnden hat, welche durch einen Flansch abgedichtet sind.
[0003] Indem Gasspeichertank, der den Gas-Absorber/Adsorber enthält, beschleunigteine Erhöhung desGaszuführdruckszum Gasspeichertank eine Absorption oder Adsorption des Gases. DieErhöhung desGaszuführdruckszum Gasspeichertank ermöglicht,dass eine größere Quantität an Gasin einer komprimierten Form in Hohlräumen, die im Gasspeichertankausgebildet sind, zusätzlichzur Absorption oder Adsorption des Gases in dem Gas-Absorber/Adsorbergespeichert wird. Es ist erforderlich, dass der Gasspeichertankeine ausreichende Stabilitätgegen den höherenDruck im Gasspeichertank aufweist. Der höhere Innendruck des Gasspeichertankskann Schwierigkeiten beim Abdichten der Öffnung des Behälters mitdem Flansch oder beim Aufrechterhalten einer ausreichenden Luftdichtheitdes Behältersmit einer Dichtung verursachen. Jedoch wurden keine intensiven Studienbezüglichdes Aufbaus des Gasspeichertanks, der mit Gas-Absorber/Adsorbergefülltist und in der Lage ist Hochdruck-Gas zu speichern, durchgeführt.
[0004] DieAufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technikauszuschalten und eine Technik zum Herstellen des Gasspeichertanks bereitzustellen,die eine ausreichende Leistungsfähigkeiteines Gas-Absorber/Adsorberssicherstellt, der darin enthalten ist und in der Lage ist ein Hochdruck-Gaszu speichern.
[0005] Umzumindest einen Teil der vorstehenden und andere verwandte Aufgabenzu erreichen, ist eine erste Anwendung der vorliegenden Erfindung aufein Verfahren zum Herstellen des Gasspeichertanks zum Speicherneines Gases gerichtet. Das Herstellungsverfahren der ersten Anwendungbeinhaltet die Schritte: Bereitstellen einer hohlen Fülleinheitund eines Metall-Außenwandelements,das die Fülleinheitdarin aufnimmt; Füllender Fülleinheitmit einem Gas-Absorber/Adsorber zum Absorbieren und/oder Adsorbierendes Gases; Anbringen des lösbarenVerschlusselements an die Fülleinheit,um eine Öffnungder Fülleinheitzu versperren, die mit dem Absorber/Adsorber gefüllt wird und Platzieren derFülleinheit,die mit dem Absorber/Adsorber gefüllt ist, in dem Außenwandelementdurch eine Öffnung, diein dem Außenwandelementausgebildet ist; Verengen der Öffnungdes Außenwandelementsnach dem Anordnen der Fülleinheitin dem Außenwandelement;Wärmebehandlungdes Außenwandelementsmit der verengten Öffnungunter Verwendung einer Wasserabkühlung;und Lösendes Verschlusselements von der Fülleinheit,die in dem Außenwandelementuntergebracht ist, nach der Wärmebehandlungund Verbinden der Innenseite der Fülleinheit mit der Außenseitedes Außenwandelements über die verengte Öffnung desAußenwandelements,so dass ein Speichern und Freilassen von Gas in bzw. aus dem Absorber/Adsorbererlaubt wird.
[0006] BeimHerstellungsverfahren des Gasspeichertanks wird ein lösbares Verschlusselementan die Fülleinheitangebracht, um die Öffnungder Fülleinheitzu versperren, die mit Absorber/Adsorber gefüllt wird und zwar vor der Wärmebehandlung.Diese Anordnung verhindert effektiv, dass Absorber/Adsorber, derin die Fülleinheiteingebracht ist, beim Wasser-Abkühlschrittder Wärmebehandlungnass wird. Es ist extrem schwierig, nassen Absorber/Adsorber nachdem Einbringen in die Fülleinheitzu trocknen. Wenn der Absorber/Adsorber einmal nass ist, kann diessein Gas-Absorbier/Adsorbier-Vermögen verringern.Das Anbringen des lösbarenVerschlusselements an die Fülleinheitverringert effektiv solche potentiellen Probleme des Absorbers/Adsorbers.Nach der Wärmebehandlungunter Wasserabkühlungwird das Verschlusselement von der Fülleinheit entfernt, um die Öffnung derFülleinheitwieder zu öffnen.Die Öffnungder Fülleinheitfungiert als Gaskanal zum Speichern und Freilassen des Gases inund aus dem Absorber/Adsorber, der in die Fülleinheit eingebracht ist.
[0007] BeimHerstellungsverfahren des Gasspeichertanks der Erfindung wird die Öffnung desAußenwandelementsverengt, nachdem die Fülleinheitim Außenwandelementangeordnet ist. Diese Anordnung stellt die ausreichende Größe der Öffnung des Außenwandelementszum problemlosen Anordnen der Fülleinheitim Außenwandelementsicher. Nach dem Einfügender Fülleinheitwird die Öffnungdes Außenwandelementsverengt, um die ausreichende Luftdichtheit des Außenwandelementsgegen den inneren Gasdruck aufrechtzuerhalten. Beim Herstellungsverfahrenwird vor dem Anordnen der Fülleinheitim Außenwandelementund der Verengung der Öffnungdes Außenwandelementsder Absorber/Adsorber in die Fülleinheiteingebracht. Dies stellt ein einfaches Einbringen des Absorbers/Adsorbersim Außenwandelementsicher. Die Wärmebehandlung unterWasserabkühlungverbessert effektiv die Stabilitätdes Außenwandelements.Die Wärmebehandlungwird ausgeführtnachdem die Öffnungdes Außenwandelementsverengt wird. Diese Anordnung verhindert, dass die Effekte der Wärmebehandlung durchden Verengungsprozess der Öffnungzunichte gemacht werden.
[0008] Ineinem bevorzugten Ausführungsbeispiel desHerstellungsverfahrens der ersten Anwendung speichert der GasspeichertankWasserstoff, welcher Absorber/Adsorber beinhaltet zumindest eineWasserstoffspeicherlegierung und das Außenwandelement besteht ausMetall, welches Aluminium beinhaltet.
[0009] Aluminiumhat eine exzellente thermische Leitfähigkeit und ist leicht. EinBehälteraus Aluminium (Aluminiumlegierung) ist fähig Hochdruck-Wasserstoff ohneEntweichen zu speichern. Das heißt, Aluminium ist ein bevorzugtesMaterial fürdas Außenwandelement,welches zu einem Wasserstoffspeichertank gehört. Das Außenwandelement, welches Aluminiumaufweisendes Metall beinhaltet, durchläuft eine Wärmebehandlung unter Wasserabkühlung, wasdie Zeitfestigkeit des Außenwandelementsverbessert.
[0010] Beidiesem bevorzugten Ausführungsbeispieldes Herstellungsverfahrens der ersten Anwendung kann die Fülleinheiteinen Rippenaufbau aufweisen, der in Kontakt mit dem Absorber/Adsorber kommt.
[0011] DieserAufbau verbessert wünschenswerter Weisedie thermische Leitfähigkeitder Fülleinheitund setzt effektiv die Wärmefrei, die durch den Absorber/Adsorber beim Prozess der Absorptionoder Adsorption des Gases erzeugt wird, so dass die Absorption oderAdsorption des Gases in den Absorber/Adsorber beschleunigt wird.
[0012] Ineinem bevorzugten Aufbau dieses Ausführungsbeispiels weist die Fülleinheitden Rippenaufbau auf, der durch Schichten zahlreicher dünnen Plattenelementemit Durchgangslöchernausgebildet wird und der Absorber/Adsorber wird in die Hohlräume eingebracht,die zwischen den zahlreichen dünnenPlattenelementen in der Fülleinheitausgebildet sind und gegenseitig über Durchgangslöcher, diein den zahlreichen dünnenPlattenelementen ausgebildet sind, verbunden sind.
[0013] DieSchichtung der zahlreichen dünnenPlattenelemente verbessert effektiv die thermische Leitfähigkeitin der Fülleinheitund vereinfacht wünschenswerterWeise das Einsetzen des Rippenaufbaus in die Fülleinheit. Der Absorber/Adsorberwird überdie Durchgangslöcher,welche in den dünnen Plattenelementenausgebildet sind, in die Hohlräume derFülleinheiteingebracht. Die Fülleinheitdieses ziemlich komplizierten Aufbaus stellt ein einfaches Packendes Absorbers/Adsorbers sicher, da der Absorber/Adsorber in dieFülleinheiteingebracht wird, bevor die Fülleinheitim Außenwandelementangeordnet wird.
[0014] Ineinem anderen bevorzugten Ausführungsbeispieldes Herstellungsverfahrens der ersten Anwendung weist die Fülleinheiteinen Kühlmittelkanal auf,durch den ein Kühlmittelströmt.Das Herstellungsverfahren weist des weiteren folgende Schritte auf:Verbinden des Kühlmittelkanalsmit der Außenseitedes Außenwandelements über dieverengte Öffnung,um Kühlmittelzum Kühlmittelkanalzuzuführen oderaus dem Kühlmittelkanalabzuführen.
[0015] DerKühlmittelkanal,der in der Fülleinheitangeordnet ist, erleichtert die Kühlung und Erwärmung desAbsorbers/Adsorbers und verbessert somit die Effektivität der Gas-Absorptionoder -adsorption und des Gasfreilassens. Die Fülleinheit dieses ziemlich kompliziertenAufbaus stellt ein einfaches Packen des Absorbers/Adsorbers sicher,da der Absorber/Adsorber in die Fülleinheit eingebracht wird,bevor die Fülleinheitim Außenwandelementangeordnet wird.
[0016] Dieerste Anwendung der Erfindung ist nicht auf das Herstellungsverfahrendes Gasspeichertanks wie vorstehend beschrieben beschränkt, sondern kannin irgendeiner anderen unterschiedlichen Form angewendet werden,beispielsweise als Gasspeichertank, der durch das Herstellungsverfahrendes Gasspeichertanks hergestellt wird.
[0017] Einezweite Anwendung der Erfindung ist auf einen Gasspeichertank zumSpeichern eines Gases gerichtet. Der Gasspeichertank der zweitenAnwendung weist folgende Elemente auf: einen Tank, der eine Öffnung hat,die zumindest an einem seiner zwei Enden ausgebildet ist; eine Fülleinheit,die in dem Tank aufgenommen ist; und ein Unterstützungselement, das zwischendem Tank und der Fülleinheitangeordnet ist und die Fülleinheitim Tank hält,um eine gesamte Spalte, die zwischen dem Tank und der Fülleinheitausgebildet ist, mit der Öffnungzu verbinden.
[0018] Indem Gasspeichertank dieses Aufbaus, ist die gesamte Spalte, diezwischen dem Tank und der Fülleinheitausgebildet ist, mit zumindest einer Öffnung verbunden, welche imTank ausgebildet ist. Diese Anordnung stellt eine einfache Zirkulationder Wasserströmungdurch den Tank sicher und ermöglicht,dass der Tank mit Wasser beim Wärmebehandlungsprozessabrupt abgekühltwird. Die Wärmebehandlungunter Wasserabkühlungverbessert effektiv die Stabilitätdes Tanks des Gasspeichertanks.
[0019] BeimGasspeichertank der zweiten Anwendung kann die Fülleinheit mit einem Absorber/Adsorberzum Absorbieren und/oder Adsorbieren des Gases gefüllt sein.Dieser Aufbau verbessert die Effektivität der Wärmebehandlung unter Wasserabkühlung, umdie Stabilitätdes Tanks beim Herstellungsprozess des Gasspeichertanks, der dieFülleinheit,welche mit dem Absorber/Adsorber gefüllt ist, aufweist, zu verbessern.
[0020] Einedritte Anwendung der Erfindung ist auf einen Gasspeichertank zumSpeichern eines Gases gerichtet. Der Gasspeichertank der drittenAnwendung weist folgende Elemente auf: eine Fülleinheit, die mit einem Absorber/Adsorberzum Absorbieren und/oder Adsorbieren des Gases gefüllt ist;einen Tank, der zwei Enden hat, die entlang seiner Längsachseausgerichtet sind und eine Öffnungaufweist, die an zumindest einem der zwei Enden ausgebildet istund die Fülleinheitin seinem Inneren aufnimmt; und ein Unterstützungselement, das durch zahlreichedünne wellenartiggeformte Platten ausgebildet ist, die im Wesentlichen parallel zurLängsachsedes Tanks angeordnet sind und zwei offene Enden haben, die entlangeiner Längsachsedes Unterstützungselementsausgerichtet sind. Die Außenseite desUnterstützungselementsist in Kontakt mit dem Tank und die Innenseite des Unterstützungselements istin Kontakt mit der Fülleinheit.Das Unterstützungselementbildet eine Spalte zwischen dem Tank und der Fülleinheit aus, um mit der Öffnung inVerbindung zu stehen, währendes die Fülleinheitin dem Tank hält.
[0021] BeimGasspeichertank der dritten Anwendung, bilden die zahlreichen dünnen Platten,welche im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Tanks angeordnetsind, die Hohlräumeaus. Die Strömung anWasser, welche durch die Öffnungdes Tanks hindurchgeleitet wird, die zumindest an einem Ende des Tanksausgebildet ist, tritt schnell in diese Hohlräume ein. Diese Anordnung machtes möglich,dass der Tank mit dem Wasser beim Wärmebehandlungsprozess abruptabgekühltwird. Der Wärmebehandlungsprozessunter Wasserabkühlungverbessert effektiv die Stabilitätdes Tanks im Gasspeichertank. Die zahlreichen dünnen Platten können einzelne,getrennte Elemente oder ein Gesamtelement sein, um die vorstehendeAnordnung zu erreichen. Ein Beispiel des letzteren Aufbaus ist einedünne gewellte Platte.
[0022] BeimGasspeichertank der zweiten Anwendung oder der dritten Anwendungkann der Tank ein verengtes Element mit einem kleineren Querschnittsbereichan der Öffnungsein, welche an zumindest einem der zwei Enden ausgebildet ist.
[0023] Dasverengte Element, welches durch Verengen der Öffnung des Tanks ausgebildetwird, wirkt zum Aufrechterhalten einer ausreichenden Luftdichtheitdes Tanks gegen den Innengasdruck. Nach dem Einfügen der Fülleinheit in den Tank und demVerengen der Öffnungdes Tanks durchläuftder Tank eine Wärmebehandlungunter Wasserabkühlung.Die Anwesenheit des Unterstützungselementsverhindert, dass die Fülleinheitsich störendauf eine ruhige Strömungdes Wassers auswirkt und stellt somit eine effiziente Wasserabkühlung sicher.
[0024] Indem Gasspeichertank der zweiten Anwendung oder der dritten Anwendungkann der Tank zwei Öffnungenan den zwei gegenüberliegendenEnden aufweisen.
[0025] DieserAufbau erleichtert die Zirkulation von Wasser, welches durch eine Öffnung inden Tank geführtwird und von der anderen Öffnungabgeführt wird,wodurch die Effektivitäteiner abrupten Wasserabkühlungbeim Wärmebehandlungsprozessverbessert wird.
[0026] BeimGasspeichertank der zweiten Anwendung oder der dritten Anwendunghat der Tank eine im Wesentlichen zylindrische Form und das Unterstützungselementwird durch eine dünnewellenartig geformte Platte ausgebildet, die im Wesentlichen parallelzu einer Längsachseder im Wesentlichen zylindrischen Form angeordnet ist.
[0027] Durchdiese Form erhältman einen Tank, der in der Lage ist, geeigneterweise ein Hochdruck-Gas zuspeichern. Das Unterstützungselement,welches durch die dünnePlatte ausgebildet ist, welche im Wesentlichen parallel zur Längsachseder im Wesentlichen zylindrischen Form ausgerichtet ist, verringert dieGesamtflächedes Unterstützungselementsim Querschnitt des Gasspeichertanks und stellt einen ausreichendbreiten Wasserkanal fürdie Wasserabkühlungsicher.
[0028] Ineinem bevorzugten Ausführungsbeispiel desGasspeichertanks der zweiten Anwendung oder der dritten Anwendungspeichert der Gasspeichertank Wasserstoff, der Absorber/Adsorberhat zumindest eine Wasserstoffspeicherlegierung und der Tank wirdaus einem Aluminium-aufweisenden Metall gebildet.
[0029] Aluminiumhat eine ausgezeichnete thermische Leitfähigkeit und ist leicht. EinBehälteraus Aluminium (Aluminiumlegierung) ist in der Lage Hochdruck-Wasserstoff ohneirgendein Entweichen zu speichern. Das heißt, Aluminium ist ein bevorzugtes Materialdes Tanks, der in dem Wasserstoffspeichertank enthalten ist. DerTank, welcher aus dem Aluminium-aufweisenden Metall gebildet ist,durchläuftdie Wärmebehandlungunter Wasserabkühlung,was die Zeitfestigkeit des Tanks verbessert.
[0030] BeimGasspeichertank der zweiten Anwendung oder der dritten Anwendungkann das Unterstützungselementaus Metall hergestellt werden.
[0031] DasUnterstützungselementverbessert die thermische Leitfähigkeitzwischen der Fülleinheitund dem Tank. Wärme,welche durch die Wasserstoffspeicherlegierung beim Prozess der Absorptionoder Adsorption von Wasserstoff erzeugt wird, wird von der Fülleinheitzum Tank übertragen,um vom Tank oder einem anderen Element absorbiert zu werden oderzur Außenseitefreigesetzt zu werden. Die effiziente Absorption oder Freisetzungvon Wärme,welche durch die Wasserstoffspeicherlegierung beim Prozess der Absorptionoder Adsorption von Wasserstoff erzeugt wird, erhöht wünschenswerterWeise die Menge an Wasserstoff, welche im Gasspeichertank gespeichertwird und beschleunigt die Speicherung des Wasserstoffs im Gasspeichertank.Diese Anordnung verringert wünschenswerterWeise auch die Größe einesKühlmittelkanals,der in der Fülleinheitausgebildet ist, um Wärmeabzuführenoder erlaubt sogar das Weglassen des Kühlmittelkanals.
[0032] Diezweite Anwendung oder die dritte Anwendung der Erfindung ist nichtauf den Gasspeichertank, der vorstehend beschrieben wurde beschränkt, sondernkann in irgendeiner anderen unterschiedlichen Form verwendet werden,beispielsweise einem Herstellungsverfahren eines solchen Gasspeichertanks.Die Erfindung ist dementsprechend auf ein Verfahren zum Herstelleneines Gasspeichertanks zum Speichern eines Gases gerichtet. Dieses Herstellungsverfahrenweist folgende Schritte auf: Einfügen einer Fülleinheit in einen Tank mitzumindest einer Öffnung;Anordnen eines Unterstützungselementszwischen der Fülleinheitund dem Tank, um eine gesamte Spalte, die zwischen dem Tank undder Fülleinheitausgebildet ist, mit der Öffnungzu verbinden; und Wärmebehandlungdes Tanks unter Wasserabkühlung,nachdem die Fülleinheitund das Unterstützungselementangeordnet sind.
[0033] Dieseund andere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegendenErfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugtenAusführungsbeispieleunter Bezugnahme der beigefügtenZeichnungen ersichtlich.
[0034] 1 ist eine Vertikalschnittdarstellung,die schematisch den Innenaufbau des Wasserstoffspeichertanks einesersten Ausführungsbeispielsder Erfindung veranschaulicht;
[0035] 2 ist ein Flussdiagramm,welches einen Prozess zum Herstellen des Wasserstoffspeichertanksdes ersten Ausführungsbeispielsdarstellt;
[0036] 3 ist eine Schnittdarstellungentlang der Linie 3-3 aus 1;
[0037] 4 stellt einen Querschnitteiner flachen Platte und einer gewellten Platte dar;
[0038] 5 ist eine Vertikalschnittdarstellung,die einen Teil eines Wärmeaustauschersdarstellt;
[0039] 6 ist eine Schnittdarstellungentlang der Linie 6-6 aus 1;
[0040] 7 ist eine Schnittdarstellungentlang der Linie 7-7 aus 1;
[0041] 8 stellt einen Herstellungsprozessdes Schritt S130 und danach aus dem Flussdiagramm aus 2 dar;
[0042] 9 stellt einen Herstellungsprozessnach Schritt S160 im Flussdiagramm aus 2 dar;
[0043] 10 veranschaulicht schematischden Aufbau eines Wasserstoffspeichertanks eines zweiten Ausführungsbeispielsder Erfindung;
[0044] 11 ist eine Schnittdarstellungentlang der Linie 11-11aus 10;
[0045] 12 ist ein Flussdiagramm,welches einen Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks eineszweiten Ausführungsbeispielsdarstellt;
[0046] 13 stellt einen Hauptteildes Herstellungsprozesses des Wasserstoffspeichertanks eines zweitenAusführungsbeispielsdar;
[0047] 14 zeigt einen anderen Hauptteildes Herstellungsprozesses des Wasserstoffspeichertanks eines zweitenAusführungsbeispiels;und
[0048] 15 veranschaulicht schematischden Aufbau eines Wasserstoffspeichertanks in einem modifiziertenBeispiel des zweiten Ausführungsbeispiels.
[0049] DerWasserstoff-Speichertank und das Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Wasserstoff-Speichertanks werdennachfolgend als bevorzugte Ausführungsbeispieleunter Bezugnahme auf die beigefügtenZeichnungen beschrieben. Einige Details der Ausführungsbeispiele werden nachfolgendzum besseren Verständnisbeschrieben, aber die Erfindung erfordert nicht, dass alle hierbeibeschriebenen Bestandteile enthalten sind.
[0050] 1 ist eine vertikale Schnittdarstellung, dieschematisch den internen Aufbau eines Wasserstoff- Speichertanks 10 einesersten Ausführungsbeispielsder Erfindung veranschaulicht. Der Wasserstoff-Speichertank 10 hateinen Tankbehälter 20 und eineWärmeaustauscheinheit 30,die innerhalb des Tankbehälters 20 angeordnetist.
[0051] DerTankbehälter 20 fungiertals ein Außenwandelementdes Wasserstoff-Speichertanks 10 und wird durch ein imWesentlichen zylindrisches hohles Gefäß definiert. Beim Aufbau diesesAusführungsbeispielsist der Tankbehälter 20 auseiner Aluminiumlegierung hergestellt. Der Tankbehälter 20 hatAnschlussöffnungen 21 und 22 anseinen beiden Enden, die kleinere, im Wesentlichen kreisförmige Querschnittehaben als der Mittelquerschnitt des Tankbehälters 20. Anschlussbaugruppen 23 und 24 werdenin entsprechende Anschlussöffnungen 21 und 22 eingesetzt.Die Anschlussbaugruppen 23 und 24 bilden den Aufbauzum Aufrechterhalten einer ausreichenden Luftdichtheit des Tankbehälters 20 an denAnschlussöffnungen 21 und 22,um ein Entweichen von Wasserstoff, welches in dem Tankbehälter 20 gespeichertist, zu verhindern. Die Anschlussbaugruppe 23 hat eineWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a,welche zur Außenseitemündet,um eine Strömungvon gasförmigemWasserstoff in bzw. aus dem Tankbehälter 20 zuzuführen bzw.abzuführen. DieAnschlussbaugruppe 24 hat eine Kühlmittelzuführöffnung 24a und eineKühlmittelabführöffnung 24b,welche zur Außenseitemünden,um ein ausgewähltesKühlmittelin den Tankbehälter 20 zuzuführen undum das Kühlmittelvon dem Tankbehälter 20 abzuführen. DerAußenumfangdes Tankbehälters 20 istmit einer Verstärkungsschicht 26 bedeckt.Die Verstärkungsschicht 26 istaus Kohlefaserverstärktem Plastik(CFRP) hergestellt und verbessert die Stabilität des Tankbehälters 20,der Hochdruck-Wasserstoff darinspeichert.
[0052] DieWärmeaustauscheinheit 30 hatein Wärmeaustauschgehäuse 34,welches ein im Wesentlichen zylindrisches Gefäß ist, das einen kleineren Querschnittals der Querschnittsbereich des Tankbehälters 20 hat. DasWärmeaustauschgehäuse 34 ist miteiner Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt. Dünne Plattenelemente einer Aluminiumlegierungsind in dem Wärmeaustauschgehäuse 34 aneinandergelegt und die Wasserstoffspeicherlegierung ist in die Schichtungan dünnenPlattenelementen eingebracht, wie später im Detail beschrieben wird.Zahlreiche Kühlmittelkanäle 40 sindso ausgebildet, dass sie entlang der Längsachse der Wärmeaustauscheinheit 30 führen undeinen Wärmeaustausch zwischender Wasserstoffspeicherlegierung, die dorthinein eingebracht istund einem ausgewähltenKühlmittelermöglichen.Die zahlreichen Kühlmittelkanäle 40 sindmit der Kühlmittelzuführöffnung 24a,die in der Anschlussbaugruppe 24 enthalten ist, verbunden.Eine Strömungsleitungdes Kühlmittels,die mit der Kühlmittelzuführöffnung 24 inVerbindung steht, erstreckt sich in den Tankbehälter 20 und verzweigt sicham Ende der Anschlussöffnung 22 derWärmeaustauscheinheit 30 inzahlreiche Kühlmittelkanäle 40.Die Kühlmittelströmung wirdsomit durch die zahlreichen Kühlmittelkanäle 40 geführt.
[0053] DieWärmeaustauscheinheit 30 hatauch einen im Wesentlichen zylindrischen Filter 36, derentlang der Längsachseungefährim Zentrum der Wärmeaustauscheinheit 30 hindurchführt. DerFilter 36 ist ein poröserKörperaus einem gesinterten Metall und trägt die Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung,die in die Wärmeaustauscheinheit 30 eingebrachtist, wobei im Wesentlichen ihr Eindringen verhindert wird. EineKühlmittelleitung 37,die einen Kühlmittelkanaldefiniert, ist innerhalb des Filters 36 angeordnet, umdurch die Schicht-Richtung der dünnenPlattenelemente in der Wärmeaustauscheinheit 30 hindurchzuführen. Diezahlreichen Kühlmittelkanäle 40 sindmiteinander am Ende der Anschlussöffnung 21 der Wärmeaustauscheinheit 30 verbunden undsind mit dieser Kühlmittelleitung 37 verbunden. DieKühlmittelleitung 37 erstrecktsich zur Anschlussöffnung 22 undmündetzur Kühlmittelabführöffnung 24b,die in der Anschlussbaugruppe 24 enthalten ist. Die Strömungen anKühlmittel,die durch die zahlreichen Kühlmittelkanäle 40 hindurchströmen, werden amEnde der Anschlussöffnung 21 zusammengeführt undwerden in einer umgekehrten Richtung geführt, um durch die Kühlmittelleitung 37 unddie Kühlmittelabführöffnung 24b hindurchzuführen, umzur Außenseiteabgeführtzu werden.
[0054] EinWasserstoff-Füllraum 33 istzwischen der Innenwandflächedes Tankbehälters 20 undder Wärmeaustauscheinheit 30 ausgebildet.Zugeführter Wasserstoff,der in den Wasserstoff-Speichertank 10 geführt wird,wird durch die Wasserstoffspeicherlegierung, die in die Wärmeaustauscheinheit 30 eingebrachtist, absorbiert und in dieser gespeichert, während er als komprimierterWasserstoff in Spalten, welche durch die Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierungausgebildet wurden, und in diesem Wasserstoff-Füllraum 33 gespeichertwird.
[0055] EinUnterstützungselement 45 istzwischen dem Tankbehälter 20 undder Wärmeaustauscheinheit 30 zwischengelegt. Das Unterstützungselement 45 isteine dünne Metallplatteaus beispielsweise einer Aluminiumlegierung, rostfreiem Stahl odereinem Mantelmaterial aus einer Aluminiumlegierung oder rostfreiemStahl, welches in festgesetzten Intervallen gewellt ist. Das Unterstützungselement 45 nimmt eineExpansion oder Kontraktion in der Wärmeaustauscheinheit 30 aufgrundeines Erhöhensoder eines Absenkens der Temperatur auf, während es die Wärmeaustauscheinheit 30 indem Tankbehälter 20 hält. DasUnterstützungselement 45 erlaubtauch eine Wärmeübertragungzwischen der Wärmeaustauscheinheit 30 undder Wandflächedes Tankbehälters 20.Das Unterstützungselement 45 dergewähltenStruktur hat eine Elastizitätskraftzum Halten der Wärmeaustauscheinheit 30.In einem modifizierten Aufbau kann das Unterstützungselement 45 am Tankbehälter 20 undder Wärmeaustauscheinheit 30 angebrachtsein, um die Wärmeaustauscheinheit 30 zuhalten.
[0056] Herstellungsprozessdes Wasserstoff-Speichertanks 10 2 ist ein Flussdiagramm, welches einenProzess zum Herstellen des Wasserstoff-Speichertanks 10 einesersten Ausführungsbeispielsdarstellt. Die Schritt S100 bis S130 bilden einen Prozess zum Herstellender Wärmeaustauscheinheit 30.Im Herstellungsprozess der Wärmeaustauscheinheit 30 werdenzuerst zahlreiche dünnePlattenelemente aneinander gelegt, um die Wärmeaustauscheinheit 30 zusammenzubauen(Schritt S100), wie nachfolgend beschrieben.
[0057] DieWärmeaustauscheinheit 30 wirddurch abwechselndes Schichten zweier unterschiedlicher Arten anscheibenförmigendünnenPlattenelementen, flachen Platten. 31 und gewellten Platten 32,in dem Wärmeaustauschgehäuse 34 ausgebildet. 3 ist eine Schnittdarstellungdes Tankbehälters 20 indem Wasserstoff-Speichertank 10, entlang der Linie 3-3aus 1. Die Wasserstoffspeicherlegierung,die tatsächlichin die Wärmeaustauscheinheit 30 eingebrachtist, wird in der Veranschaulichung aus 3 weg gelassen. 4 zeigt einen Querschnitt der flachenPlatte 31 und der gewellten Platte 32, welcheverwendet werden, um die Wärmeaustauscheinheit 30 auszubilden. 5 ist eine Vertikalschnittdarstellung,die einen Teil der Wärmeaustauscheinheit 30 darstellt,in der die flachen Platten 31 und die gewellten Platten 32 abwechselndgeschichtet werden. Die flache Platte 31 ist ein ebenesdünnesPlattenelement und die gewellte Platte 32 ist ein dünnes Plattenelement,das in festgesetzten Intervallen gewellt ist, um konkave und konvexeAbschnitte aufzuweisen. In 1 sindnur die dünnenPlattenelemente entsprechend der flachen Platten 31 dargestellt. 3 zeigt die gewellte Platte 32,wo die gewellten Abschnitte durch parallele Linien ausgedrückt werden.Die flache Platte 31 und die gewellte Platte 32,als zwei verschiedene Arten an scheibenförmigen dünnen Plattenelementen, habenzahlreiche Kühlmittelöffnungen 53 undzahlreiche Wasserstoffspeicherlegierungsfüllöffnungen 54 an entsprechendenPositionen (siehe 3).
[0058] Beider Baugruppe der Wärmeaustauscheinheit 30 werdendie zahlreichen flachen Platten 31 und die zahlreichengewellten Platten 32 abwechselnd aufeinander gelegt, dassdie Kühlmittelöffnungen 53 unddie Wasserstoffspeicherlegierungsfüllöffnungen 54 der entsprechendenflachen Platten 31 und der gewellten Platten 32 ineiner überlappendenArt und Weise angeordnet sind. Kühlmittelrohre 55 werdenin die entsprechende Aneinanderreihung von Kühlmittelöffnungen 53 eingefügt, welchean den überlappendenPositionen angeordnet sind, um durch die Wärmeaustauscheinheit 30 inder Schichtungs-Richtung hindurchzuführen (siehe 3 und 5).
[0059] Jededer flachen Platten 31 und der gewellten Platten 32 hatein kreisförmigesLoch in seiner Mitte. Beim Prozess des Zusammenbaus der Wärmeaustauscheinheit 30,wird der Filter 36 in eine Aneinanderreihung von kreisförmigen Löchern, welche ineiner überlappendenArt und Weise ausgerichtet sind, eingefügt, um durch die Wärmeaustauscheinheitin der Schichtungs-Richtung hindurchzuführen (siehe 1 und 3).Die Kühlmittelleitung 37 wird auchin den Filter 36 eingefügt,um durch die Wärmeaustauscheinheit 30 inder Schichtungs-Richtung hindurchzuführen (siehe 1 und 3).
[0060] BeimProzess des Zusammenbaus der Wärmeaustauscheinheit 30 wirdeine erste Verteilerplatte 38 an einem Ende des Schichtkörpers ausden flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 angeordnet,wohingegen eine zweite Verteilerplatte 39 am anderen Endedes Schichtkörpersangeordnet wird (siehe 1). 6 ist eine Schnittdarstellungdes Tankbehälters 20 imWasserstoff-Speichertank 10, entlangder Linie 6-6 aus 1.Das heißtin 6 wird die ersteVerteilerplatte 38 von der Außenfläche des Schichtkörpers gezeigt. 7 ist eine Schnittdarstellungdes Tankbehälters 20 indem Wasserstoff-Speichertank 10, entlang der Linie 7-7aus 1. Das heißt in 7 wird die zweite Verteilerplatte 39 vonder Innenflächedes Schichtkörpersgezeigt.
[0061] UnterBezugnahme auf 6 hatdie erste Verteilerplatte 38 Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56 an Positionen,entsprechend der jeweiligen Wasserstoffspeicherlegierungsfüllöffnungen 54,die in den flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 ausgebildetsind. Wie durch die gestrichelten Linien dargestellt, sind Aussparungen 52 aufder gegenüberliegendenSeite, zur Seite, die explizit in 6 dargestelltist, an Positionen entsprechend zu den jeweiligen Kühlmittelöffnungen 53 ausgebildet,die in den flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 ausgebildetsind. Die erste Verteilerplatte 38 hat auch einen spezifischenVerteilungsraum 58 an seinem ungefähren Zentrum. Der spezifischeVerteilungsraum 58 ist als ein Kühlwassereinlass 57 (siehe 1) am ungefähren Zentrumder ersten Verteilerplatte 38 auf der Seite offen, dieexplizit in 6 dargestelltist. Der spezifische Verteilungsraum 58 in der ersten Verteilerplatte 38 istmit den jeweiligen Aussparungen 52 über Verbindungskanäle 59 verbunden,die in der ersten Verteilungsplatte 38 ausgebildet sind.Die erste Verteilerplatte 38 hat auch einen Kühlwasserauslass 60,welcher durch ihr ungefähres Zentrumhindurchführt,aber nicht mit dem Verteilerraum 58 verbunden ist. BeimProzess des Zusammenbaus der Wärmeaustauscheinheit 30 wirddie erste Verteilerplatte 38 an den Schichtkörper derflachen Platte 31 und der gewellten Platte 32 angebracht,so dass die jeweiligen Aussparungen 52 mit den entsprechendenKühlmittelrohren 55 verbunden sind,um Kühlmittelkanäle 40 auszubildenund dass der Kühlwasserauslass 60 mitder Kühlmittelleitung 37 verbundenist. Die Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56, die in derersten Verteilerplatte 38 ausgebildet sind, sind von derVeranschaulichung aus 1,zum besseren Verständnisder Abzweigströmungendes Kühlwasserkanals,weg gelassen.
[0062] UnterBezugnahme auf 7 hateine zweite Verteilerplatte 39 Aussparungen 64,die auf der Flächeausgebildet sind, welche explizit in 7 dargestelltist, und zwar an Positionen, die den jeweiligen Kühlöffnungen 53 entsprechen,welche in den flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 ausgebildetsind. Die zweite Verteilerplatte 39 hat auch einen spezifischenSammelraum 32, der in ihrem ungefähren Zentrum ausgebildet ist.Der spezifische Sammelraum 62 ist als eine Kühlwasseröffnung 63 amungefährenZentrum der zweiten Verteilerplatte 39 auf der Fläche offen,welche explizit in 7 dargestelltist. Der spezifizierte Sammelraum 62 in der zweiten Verteilerplatte 39 istmit den jeweiligen Aussparungen 64 über Verbindungskanäle 65 verbunden,welche in der zweiten Verteilerplatte 39 ausgebildet sind.Die zweite Verteilerplatte 39 hat auch einen Wasserstoff-Einlass 61,welcher durch dessen ungefähresZentrum hindurchführt,aber nicht mit dem Sammelraum 62 verbunden ist. Beim Prozess desZusammenbaus der Wärmeaustauscheinheit 30, wirddie zweite Verteilerplatte 39 an den Schichtkörper ausflachen Platten 31 und gewellten Platten 32 angebracht,so dass die jeweiligen Aussparungen 64 mit den entsprechendenKühlmittelrohren 55 verbundensind, um die Kühlmittelkanäle 40 auszubilden undso dass die Kühlwasseröffnung 63 mitder Kühlmittelleitung 37 verbundenist. Der Wasserstoff-Einlass 61 wird entsprechend durchdas Ende des Filters 36 versperrt.
[0063] UnterRückbezugauf das Flussdiagramm aus 2 werdenbeim Zusammenbau der Wärmeaustauscheinheit 30 dieTeilchen der Wasserstoffspeicherlegierung in die Wärmeaustauscheinheit 30 eingebracht(Schritt S110). Die Zufuhr von Wasserstoffspeicherlegierung strömt durchdie Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56, die in der erstenVerteilerplatte 38 ausgebildet sind und wird in die Wärmeaustauscheinheit 30 geführt. Dieabwechselnde Anordnung an flachen Platten 31 und gewelltenPlatten 32 in der Wärmeaustauscheinheit 30 bildetPoren zwischen den benachbarten dünnen Plattenelementen in derSchichtung, wie in 5 dargestellt,aus. Die Poren sind miteinander überdie Wasserstoffspeicherlegierungsfüllöffnungen 54 verbunden,die in den flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 ausgebildetsind. Die Zufuhr von Wasserstoffspeicherlegierung strömt durchdie Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56, die in derersten Verteilerplatte 38 ausgebildet sind und wird über dieWasserstoffspeicherlegierungsfüllöffnungen 54,die in den flachen Platten 31 und den gewellten Platten 32 ausgebildet sind,in die Wärmeaustauscheinheit 30 geführt, umin die Poren eingebracht zu werden.
[0064] Nachdem Füllender Wärmeaustauscheinheit 30 mitder Wasserstoffspeicherlegierung versperrt der Herstellungsprozessdie jeweiligen Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56, die in derersten Verteilerplatte 38 ausgebildet sind und den Wasserstoff-Einlass 61 derzweiten Verteilerplatte 39 (Schritt S120). Bei den Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöchern 56 istes nicht erforderlich, dass sie wieder geöffnet werden und werden somitdurch beispielsweise Schweißenversiegelt. Beim Wasserstoff-Einlass 61 ist es jedoch erforderlich,dass er vor der Fertigstellung des Wasserstoffspeichertanks 10 wiederzu öffnenist und wird somit in einer wieder öffenbaren Art und Weise versperrt.Beispielsweise wird eine Schraube mit einer spezifischen Größe entsprechendzum Wasserstoff-Einlass 61 als ein Verschlusselement verwendetund in den Wasserstoff-Einlass 61 geschraubt, um den Wasserstoffeinlass 61 zuversperren. Hierbei wird der Wasserstoff-Einlass 61 versperrt,um zu verhindern, dass Wasser in die Wärmeaustauscheinheit 30 ineinem nachfolgenden Wärmebehandlungsprozess(wird späterbeschrieben) in die Wärmeaustauscheinheit 30 eindringt.Beispielsweise kann ein O-Ring verwendet werden, um eine ausreichendeAbdichteigenschaft sicherzustellen.
[0065] Nachdem Versperren der Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher 56 unddes Wasserstoff-Einlasses 61 werden beim Herstellungsprozessdie Kühlmittelkanäle mit derWärmeaustauscheinheit 30 verbunden,um die Wärmeaustauscheinheit 30 fertig zustellen (Schritt S130). Die 8 und 9 stellen schematisch denHerstellungsprozess von und nach Schritt S130 dar. 8(A) stellt eine Wärmeaustauscheinheit 30 dar,die bei Schritt S130 fertig gestellt ist. Beim Herstellungsprozesswerden Rohrelemente 70 und 71, welche beispielsweiseaus rostfreiem Stahl hergestellt sind, mit dem Kühlwassereinlass 57 unddem Kühlwasserauslass 60 derersten Verteilerplatte 38 verbunden und die Rohrelemente 70 und 71 werdenin ein Zylinderelement 72 eingesetzt, welches beispielsweiseaus rostfreiem Stahl hergestellt ist, um die Wärmeaustauscheinheit 30 beiSchritt S30 fertig zu stellen. Das Zylinderelement 72 istim Querschnitt in der Veranschaulichung aus 8(A) dargestellt. Diese stellt klar dar,dass die Rohrelemente 70 und 71 durch das Zylinderelement 72 hindurch führen.
[0066] Beider Fertigstellung der Wärmeaustauscheinheit 30,stellt der Herstellungsprozess den Tankbehälter 20 bereit (SchrittS140). Der Tankbehälter 20 diesesAusführungsbeispielsbesteht aus einer Aluminiumlegierung und wird bei Schritt S140 als eineRöhre,deren beide Enden offen sind, bereitgestellt, wie in 8(B) dargestellt ist.
[0067] BeimHerstellungsprozess wird bei Schritt S130 die fertiggestellte Wärmeaustauscheinheit 30 inden Tankbehälter 20 platziert,der bei Schritt S140 bereitgestellt wird (S150), siehe 8(C)). Das Unterstützungselement 45 wirdzwischen den Tankbehälter 20 unddie Wärmeaustauscheinheit 30 zwischengelegt,wenn die Wärmeaustauscheinheit 30 in denTankbehälter 20 beiSchritt S140 eingesetzt wird.
[0068] BeimHerstellungsprozess werden nachfolgend beide Enden des Tankbehälters 20 verengt (SchrittS160), so dass die Öffnungan beiden Enden des Tankbehälters 20 verengtwird und die Anschlussöffnungen 21 und 22 ausgebildetwerden (siehe 9).
[0069] Dannwird der Tankbehälter 20 wärmebehandelt(Schritt S170). Die Wärmebehandlungwird durchgeführt,um die Zeitfestigkeit der Aluminiumlegierung des Tankbehälters 20 zuverbessern. Beim Wasserstoffspeichertank 10 werden diejeweiligen Bestandteile mit einer Temperaturveränderung ausgedehnt und zusammengezogenund der Innendruck verändertsich mit dem Speichern und dem Freisetzen von Wasserstoff. Die Ausdehnungund das Zusammenziehen der Bestandteile und die Veränderungdes Innendruck verursachen eine Verzerrung der Form des Tankbehälters 20 zueinem gewissen Grad. Die wiederholte Verzerrung summiert sich kontinuierlichzur Metallermüdungder Aluminiumlegierung des Tankbehälters 20. Die Wärmebehandlung verbessertden Widerstand einer solchen Metallermüdung. Die Prozedur dieses Ausführungsbeispiels verwendeteine bekannte T6-Behandlungfür dieAluminiumlegierung zur Wärmebehandlung.Die Wärmebehandlungerhitzt die Aluminiumlegierung auf einen Zustand einer festen Lösung ineinem Temperaturbereich von 515 bis 550°C und kühlt dann die erhitzte Aluminiumlegierungmit Wasser abrupt ab. Eine Wasserströmung wird in den Tankbehälter 20 geführt, umeine abrupte Abkühlungder Aluminiumlegierung mit Wasser sicherzustellen.
[0070] Nachder Wärmebehandlungwird beim Herstellungsprozess das Verschlusselement vom Wasserstoffeinlass 61 derzweiten Verteilerplatte 69 entfernt, um den Wasserstoff-Einlass 61 wiederzu öffnen(Schritt S180). Das heißt,das Verschlusselement, welches in den Wasserstoff-Einlass 61 eingesetztist, wird überdie Anschlussöffnung 21,welche bei Schritt S160 ausgebildet wird, entfernt.
[0071] Dannwird beim Herstellungsprozess jeweils die Anschlussbaugruppe 23 andie Anschlussöffnung 21 unddie Anschlussbaugruppe 24 an die Anschlussöffnung 22 angebracht(Schritt S190). Beim Aufbau dieses Ausführungsbeispiels hat die Anschlussbaugruppe 23 einMagnetspulen betätigtesEin-Aus-Ventil und ein Druckminderungsventil. Die Strömung von gasförmigem Hochdruck-Wasserstoffwird überdie Wasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a eingeleitet, umim Wasserstoffspeichertank 10 gespeichert zu werden. DieStrömungan gasförmigemNiedrigdruck-Wasserstoff, welcher mittels des Druckminderungsventilsverringert wurde, wird von dem Wasserstoffspeichertank 10 über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a zurAußenseiteabgeführt.Das Zylinderelement 72 ist so angeordnet, dass es durchdie Anschlussbaugruppe 24 hindurchführt. Das Zylinderelement 72 weistdie eindringenden Rohrelemente 70 und 71 auf,die vorstehend beschrieben wurden. Bei diesem Aufbau des Zylinderelements 72 bilden dieEnden der Rohrelemente 70 und 71 jeweils die Kühlmittelzuführöffnung 24a unddie Kühlmittelabführöffnung 24b.
[0072] Nachfolgendwird beim Herstellungsprozess die Verstärkungsschicht 26 amAußenumfangdes Tankbehälters 20 ausgebildet(Schritt S200) und der Wasserstoffspeichertank 10 wirdfertig gestellt. Die Verstärkungsschicht 26 wirdbeispielsweise durch Wickeln von Kohlefasern, welche mit einem Epoxydharzgetränktsind, um den Außenumfangdes Tankbehälters 20 unddurch Aushärtendes getränkten Epoxydharzesausgebildet.
[0073] Speichernbzw. Ablassen von Wasserstoff in bzw. aus dem Wasserstoffspeichertankdes ersten AusführungsbeispielsEine Zufuhr von Hochdruck-Wasserstoff wird in den Wasserstoffspeichertank 10 über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a zumSpeichern des Wasserstoffs in den Wasserstoffspeichertank 10 eingeleitet.Die Strömungan Wasserstoff, welche durch die Wasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a geleitetwird, strömtdurch das Magnetventil der Anschlussbaugruppe 23 und wirdin den Wasserstoff-Füllraum 33 imWasserstoffspeichertank 10 geleitet. Die Strömung anWasserstoff wird des weiteren in die Wärmeaustauscheinheit 30 über denWasserstoff-Einlass 61 undden Filter 36 geführt,so dass er von der Wasserstoffspeicherlegierung absorbiert und gespeichertwird. Die Menge an Wasserstoff, welche von der Wasserstoffspeicherlegierungabsorbiert und gespeichert wird, hängt vom Druck des Wasserstoffs,der Temperatur und der Art der Wasserstoffspeicherlegierung ab.Wenn die Strömungan Wasserstoff bei einem festgesetzten Druck zugeführt wird,wird die Wasserstoffspeicherlegierung auf eine spezifische Temperaturerwärmt,währendsie den Wasserstoff absorbiert.
[0074] BeimProzess des Wasserstoffspeicherns, strömt das Kühlmittel über die Kühlmittelzuführöffnung 24a in denWasserstoffspeichertank 10, führt durch den Wasserstoffspeichertank 10 hindurchund wird überdie Kühlmittelabführöffnung 24b zurAußenseiteabgeführt.Die Zufuhr von Kühlmittel,welche in den Wasserstoffspeichertank 10 eingeleitet wird,wird in der ersten Verteilerplatte 38 in entsprechendeKühlmittelkanäle 40 abgezweigtund wird in der zweiten Verteilerplatte 39 zusammengeführt, um über dieKühlmittelleitung 37 zurAußenseiteabgeführtzu werden. Eine solche Zirkulation an Kühlmittel kühlt die Innenseite des Wasserstoffspeichertanks 10 abund beschleunigt dadurch die Absorption von Wasserstoff in der Wasserstoffspeicherlegierung.
[0075] Nachdemdie Wasserstoffspeicherlegierung auf die spezifische Temperaturerwärmtwurde, wird der Wasserstoff-Füllraum 33 mitgasförmigemWasserstoff auf einen Druck gefüllt,der dem Wasserstoffzuführdruckin den Wasserstoffspeichertank 10 entspricht. Somit wirdder Wasserstoffspeichertank 10 vollständig mit Wasserstoff gefüllt.
[0076] DieStrömungan Wasserstoff, welche auf einen festgesetzten Druck verringertwird, wird von dem Wasserstoffspeichertank 10 über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 23a abgelassen.Zuerst wird der komprimierte Wasserstoff von dem Wasserstoff-Füllraum 33 abgelassen.Mit einer Verringerung des Drucks wird der Wasserstoff, der vonder Wasserstoffspeicherlegierung absorbiert und gespeichert wird,freigesetzt. Die Wasserstoffspeicherlegierung absorbiert mit demFreisetzen von Wasserstoff Wärme.Die Strömungan heißem Kühlmittel,welches eine vorherbestimmte Temperatur hat, strömt durch die Kühlmittelkanäle, um dieWasserstoffspeicherlegierung zu erwärmen und ermöglicht einfortwährendesFreisetzen von Wasserstoff aus der Wasserstoffspeicherlegierung.
[0077] BeimProzess des Absorbierens von Wasserstoff in der Wasserstoffspeicherlegierungoder dem Freisetzen von Wasserstoff von der Wasserstoffspeicherlegierungfungieren die jeweiligen dünnenPlattenelemente, die in der Wärmeaustauscheinheit 30 geschichtetsind, als Rippen zum Beschleunigen des Wärmeaustauschs zwischen derWasserstoffspeicherlegierung und dem Kühlmittel. Beim Wasserstoffabsorptionsprozesswird die von der Wasserstoffspeicherlegierung erzeugte Wärme über dieRippen zum Kühlmittelin den Kühlmittelkanälen 40 übertragen,um das Speichern von Wasserstoff zu beschleunigen. Beim Wasserstoff-Freisetzprozess wirdandererseits die Wärmedes Kühlmittelsin den Kühlmittelkanälen 40 über dieRippen zur Wasserstoffspeicherlegierung übertragen, um das Freisetzenvon Wasserstoff zu beschleunigen. Beim Prozess des Absorbierensvon Wasserstoff in der Wasserstoffspeicherlegierung wird die Wärme, diedurch die Wasserstoffspeicherlegierung mit dem Speichern von Wasserstofferzeugt wird, überdie dünnenPlattenelemente, welche als Rippen fungieren, dem Wärmeaustauschgehäuse 34 unddem Unterstützungselement 45 zumTankbehälter 20 übertragenund aus dem Tankbehälter 20 freigesetzt.
[0078] Wievorstehend beschrieben wird beim Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks 10 desersten Ausführungsbeispielsdie Wärmeaustauscheinheit 30 mitTeilchen der Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt und das lösbare Verschlusselement wirdan die Wärmeaustauscheinheit 30 angebracht, umden Raum, der mit Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt ist,zu versperren. Beim Herstellungsprozess wird die Wärmeaustauscheinheit 30 indem Tankbehälter 20 angeordnet,die Enden des Tankbehälters 20 verengt,eine Wärmebehandlungdurchgeführt, begleitetmit einer abrupten Wasserkühlungund das Verschlusselement entfernt. Diese Anordnung verhindert effektiv,dass die Wasserstoffspeicherlegierung, die in die Wärmeaustauscheinheit 30 eingebrachtist, beim Wasserabkühlschrittder Wärmebehandlungnass wird. Es ist extrem schwierig, die nassen Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierungnach dem Einbringen in die Wärmeaustauscheinheit 30 zu trocknen.Wenn die Wasserstoffspeicherlegierung einmal nass ist, kann diesdie Wasserstoffabsorptionskapazität absenken. Das Anbringen deslösbaren Verschlusselementsan die Wärmeaustauscheinheit 30 verhinderteffektiv solche potentiellen Probleme der Wasserstoffspeicherlegierung.Nach der Wärmebehandlungwird das Verschlusselement von der Wärmeaustauscheinheit 30 entfernt,um den Wasserstoff-Einlass 61 wieder zu öffnen. Diesbildet eine Öffnungauf der Flächeder Wärmeaustauscheinheit 30 aus,durch welche die Strömungan Wasserstoff zum Speichern in die Wasserstoffspeicherlegierung eingeleitetwird oder von der Wasserstoffspeicherlegierung abgelassen wird.
[0079] Wievorstehend beschrieben, verbessert die Wärmebehandlung die Zeitfestigkeitder Aluminiumlegierung und erlaubt, dass Hochdruck-Wasserstoff, beispielsweiseWasserstoff mit einem Druck von über 1MPa, in dem Wasserstoff-Füllraum 33 imWasserstoffspeichertank 10 gespeichert wird. Die Anwesenheitder Verstärkungsschicht 26 erlaubtein Speichern von Hochdruck-Wasserstoff, beispielsweise Wasserstoffmit einem Druck von über25 MPa oder sogar 35 MPa. Bevorzugterweise wird die Aluminiumlegierungals Material fürden Tankbehälter 20 verwendet,da sie eine exzellente thermische Leitfähigkeit aufweist, leicht istund effektiv ein Entweichen eines solchen Hochdruck-Wasserstoffsverhindert.
[0080] VonVerschlüssender Öffnungen,die in dem Tankbehälter 20 ausgebildetsind, ist erforderlich, dass sie eine ausreichende Luftdichtheitdes Tankbehälters 20 aufrechterhalten und einen ausreichenden Widerstand gegen den Hochdruckdes darin gespeicherten Wasserstoffs aufweisen. Die Öffnung desTankbehälters 20 mussandererseits notwendigerweise eine ausreichende Größe haben,um das Anordnen der Wärmeaustauscheinheit 30 zuerlauben. Der Vorgang dieses Ausführungsbeispiels verengt entsprechenddie Enden des Tankbehälters 20 durchden Verengungsprozess nach dem Anordnen der Wärmeaustauscheinheit 30 inden Tankbehälter 20.Wenn der Wärmebehandlungsprozessmit der abrupten Wasserkühlungvor dem Verengungsprozess ausgeführtwird, könnendie Effekte der Wärmebehandlungauf die Verbesserung des Ermüdungswiderstandesdurch den Verengungsprozess zerstört werden. Der Wärmebehandlungsprozessmit der abrupten Wasserkühlungist somit nach dem Verengungsprozess auszuführen. Die Wärmebehandlung ist wünschenswerterWeise nach dem Anordnen der Wärmeaustauscheinheit 30 imTankbehälter 20 und demVerengungsprozess durchzuführen.Jedoch ist es extrem schwierig, die Wärmeaustauscheinheit 30 mitden Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung über die kleinen Öffnungen(die Anschlussöffnungen 21 und 22)zu füllen,welche durch den Verengungsprozess verengt wurden. Der Herstellungsprozess desWasserstoffspeichertanks 10 des ersten Ausführungsbeispielsweist die entsprechenden Schritte in einer geeigneten Reihenfolgeauf, um die Wärmeaustauscheinheit 30 einfachmit den Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung zu füllen, während effektivverhindert wird, dass die Wasserstoffspeicherlegierung nass wird.
[0081] DerWasserstoff-Einlass 61 mit dem lösbaren Verschlusselement istso angeordnet, dass sichergestellt wird, dass ein einfaches Lösen desVerschlusselements durch die Öffnung(Anschlussöffnung 21)ausgeführtwerden kann, welche durch den Verengungsprozess verengt wurde. Beispielsweise istder Wasserstoff-Einlass 61 am ungefähren Zentrum der scheibenförmigen zweitenVerteilerplatte 39 angeordnet.
[0082] 10 veranschaulicht schematischden Aufbau eines Wasserstoffspeichertanks 110 eines zweitenAusführungsbeispielsder Erfindung. 11 isteine Schnittdarstellung des Wasserstoffspeichertanks 110 entlangder Linie 11-11 aus 10.Der Wasserstoffspeichertank 110 hat einen Tankbehälter 120,eine Wärmeaustauscheinheit 130,die im Tankbehälter 120 angeordnetist und ein Unterstützungselement 140,das zwischen den Tankbehälter 120 unddie Wärmeaustauscheinheit 130 zwischengelegt ist.
[0083] DerTankbehälter 120 istein im Wesentlichen zylindrisches hohles Gefäß und ist in diesem Ausführungsbeispielaus einer Aluminiumlegierung hergestellt. Der Tankbehälter 120 hatAnschlussöffnungen 121 und 122 andessen beide Enden haben einen kleineren im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt alsder Mittelquerschnitt des Tankbehälters 120.
[0084] Anschlussbaugruppen 123 und 124 sindin entsprechende Anschlussöffnungen 121 und 122 eingesetzt.Die Anschlussbaugruppen 123 und 124 bilden denAufbau zum Aufrechterhalten einer ausreichenden Luftdichtheit desTankbehälters 120 an denAnschlussöffnungen 121 und 122,um eine Leckage des gasförmigenWasserstoffs, der in dem Tankbehälter 120 gespeichertist, zu verhindern. Die Anschlussbaugruppe 123 hat eineWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123a,welche zur Außenseite mündet, umeine Strömungan gasförmigemWasserstoff in oder aus den Tankbehälter 120 zuzuführen oderabzuführen.
[0085] DieWärmeaustauscheinheit 130 hatein Wärmeaustauschgehäuse 134,welches ein im Wesentlichen zylindrisches Gefäß ist, welches einen kleinerenQuerschnitt hat als der Querschnitt des Tankbehälters 120. Das Wärmeaustauschgehäuse 134 istmit einer Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt. Drei Kühlmittelkanäle 135 sind ausgebildet,um entlang der Längsachseder Wärmeaustauscheinheit 130 hindurchzuführen undum einen Wärmeaustauschzwischen der Wasserstoffspeicherlegierung, die in die Wärmeaustauscheinheit 130 eingebracht istund einem ausgewähltenKühlmittelzuzulassen. Jeder der drei Kühlmittelkanäle 135 istin einer U-Form ausgebildet. Beide Enden eines jeden U-förmigen Kühlmittelkanals 135 erstreckensich überdie Anschlussbaugruppe 124, die in die Anschlussöffnung 122 eingesetztist, aus dem Tankbehälter 120. Jederder U-förmigenKühlmittelkanäle 135 hateine U-förmigeBiegung, die von dem Wärmeaustauschgehäuse 134 amEnde der Anschlussöffnung 121 hervorsteht.Eine Strömungan Kühlmittel,welche zu jedem der U-förmigenKühlmittelkanäle 135 zugeführt wird,wird von einem Ende des Kühlmittelkanals 135 eingeleitet,das sich aus dem Tankbehälter 120 ander Anschlussbaugruppe 124 erstreckt und strömt durchden Kühlmittelkanal 135 entlangder Längsachseder Wärmeaustauscheinheit 130.Die Strömungan Kühlmittel,welche durch den Kühlmittelkanal 135 strömt, wirdan der U-förmigenBiegung, die von dem Wärmeaustauschgehäuse 134 hervorsteht, umgekehrt,hin zur Anschlussbaugruppe 124 geführt und über das andere Ende des Kühlmittelkanal 135, dersich vom Tankbehälter 120 ander Anschlussbaugruppe 124 erstreckt außerhalb des Wasserstoffspeichertanks 110 abgeführt.
[0086] DasUnterstützungselement 140 wirdzwischen den Tankbehälter 120 unddie Wärmeaustauscheinheit 130 zwischengelegt,um den Außenumfangder Wärmeaustauscheinheit 130 zuumgeben. Das Unterstützungselement 140 isteine dünneMetallplatte beispielsweise aus Aluminiumlegierung, rostfreiem Stahloder einem Mantelmaterial aus Aluminiumlegierung oder rostfreiemStahl, welches in festgesetzten Intervallen gewellt ist. Das Unterstützungselement 140 absorbierteine Ausdehnung und ein Zusammenziehen in der Wärmeaustauscheinheit 130 aufgrundeiner Erhöhungoder einer Verringerung der Temperatur, während es die Wärmeaustauscheinheit 130 imTankbehälter 120 hält. DasUnterstützungselement 140 dergewellten Struktur hat eine Elastizitätskraft zum Halten der Wärmeaustauscheinheit 130.Das Unterstützungselement 140 gestattet aucheine Wärmeübertragungzwischen der Wärmeaustauscheinheit 130 undder Wandflächedes Tankbehälters 120.In einem modifizierten Aufbau kann das Unterstützungselement 140 anden Tankbehälter 120 unddie Wärmeaustauscheinheit 130 angebracht werden,um die Wärmeaustauscheinheit 130 im Tankbehälter 120 zuhalten und um die Wärmeübertragungzu verbessern.
[0087] Diegewellte Struktur des Unterstützungselements 140 bildetzahlreiche innere Hohlräume 132 entlangder Längsachsedes Tankbehälters 120 zwischender Innenwandflächedes Tankbehälters 120 undder Wärmeaustauscheinheit 130 aus(siehe 11). Endhohlräume 133,welche nicht durch das Unterstützungselement 140 gebildetwerden, sind an beiden Enden der Längsachse des Tankbehälters 120 zwischender Innenwandflächedes Tankbehältersund der Wärmeaustauscheinheit 130 ausgebildet(siehe 10). Eine Zufuhrvon Wasserstoff, welcher in den Wasserstoffspeichertank 110 eingespeist wird,wird von der Wasserstoffspeicherlegierung, welche in die Wärmeaustauscheinheit 130 eingebrachtist, absorbiert und von dieser gespeichert, während er als komprimierterWasserstoff in Spalten, die durch Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung ausgebildetwerden, in den inneren Hohlräumen 132 undin den Endhohlräumen 133 gespeichertwird. Wie späterbeschrieben, wird der Tankbehälter 120 einerWärmebehandlungmit einer abrupten Wasserabkühlungbeim Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks 110 unterworfen.Die zahlreichen inneren Hohlräume 132 bildenbeim WasserabkühlschrittWasserkanäle.
[0088] DerAußenumfangdes Tankbehälters 120 ist miteiner Verstärkungsschicht 126 bedeckt.Die Verstärkungsschicht 126 istaus Kohlefaser verstärktem Plastik(CFRP) hergestellt und verbessert die Stabilität des Tankbehälters 120,der Hochdruck-Wasserstoff darin speichert.
[0089] 12 ist ein Flussdiagramm,welches einen Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks 110 eineszweiten Ausführungsbeispielesdarstellt. Die 13 und 14 zeigen Hauptteile desHerstellungsprozesses des Wasserstoffspeichertanks 110 deszweiten Ausführungsbeispiels.
[0090] DerHerstellungsprozess des Wasserstoffspeichertanks 110 stelltzunächstdas Wärmeaustauschgehäuse 134 bereit,welches ein hohles zylindrisches Gefäß ist (Schritt S300) und setztdie drei Kühlmittelkanäle 135 indas Wärmeaustauschgehäuse 134 ein(Schritt S310, siehe 13(A)).Beim Einsetzprozess werden Löcherin das Wärmeaustauschgehäuse 134 gemacht,welche die Kühlmittelkanäle 135 darinaufnehmen, die entsprechenden zwei Enden der U-förmigen Kühlmittelkanäle 135 von einem Endedes Wärmeaustauschgehäuses 134 eingefügt und dieU-förmigen Kühlmittelkanäle 135 dazuveranlasst, durch das Wärmeaustauschgehäuse 134 hindurchzuführen undvon einem anderen Ende des Wärmeaustauschgehäuses 134 hervorzustehen.Die Kühlmittelkanäle 135,welche durch das Wärmeaustauschgehäuse 134 hindurchführen, sindam Wärmeaustauschgehäuse 134 durchSchweißenfixiert, was den Zwischenraum zwischen den Kühlmittelkanälen 135 und dem Wärmeaustauschgehäuse 134 auffüllt. BeimProzess werden bei Schritt S310 des weiteren die Kühlmittelkanäle 135,welche vom anderen Ende des Wärmeaustauschgehäuses 134 hervorstehen gebogenund die sechs gebogenen Enden der Kühlmittelkanäle 135, welche vomanderen Ende entlang der Mittelachse des Wärmeaustauschgehäuses 134 hervorstehengebündelt(siehe 13(A)). Ein Loch 131 zumEinfüllender Wasserstoffspeicherlegierung ist am ungefähren Zentrum der Fläche desWärmeaustauschgehäuses 134 (derBoden der Zylinderform) ausgebildet, von der sich die U-förmigen Biegungender U-förmigenKühlmittelkanäle 135 erstrecken.Die Position des Lochs 131 wird durch den Pfeil in 13(A) dargestellt.
[0091] DerHerstellungsprozess stellt nachfolgend ein im Wesentlichen zylindrischesAußenwandelement 150 mitzwei offenen Enden und eine gewellte Platte 152 bereit,um das Unterstützungselement 140 auszubilden(Schritt S320).
[0092] 13(B) zeigt das Erscheinungsbilddes Außenwandelements 150 und 13(C) zeigt das Erscheinungsbildeiner gewellten Platte 152. Beim Herstellungsprozess werdendie gewellte Platte 152 und das Wärmeaustauschgehäuse 134 mitden Kühlmittelkanälen 135 indas Außenwandelement 150 eingefügt (SchrittS330). Die gewellte Platte 152 ist so angeordnet, dasssie zahlreiche Hohlräumezwischen dem Außenwandelement 150 unddem Wärmeaustauschgehäuse 134 ausbildet,welche im Wesentlichen parallel zueinander sind und beide Enden desAußenwandelements 150 miteinanderverbinden. Diese Anordnung der gewellten Platte 152 zwischendem Wärmeaustauschgehäuse 134 unddem Außenwandelement 150 bildetdas Unterstützungselement 140 (siehe 14(A)).
[0093] Dannwerden beim Herstellungsprozess die beiden Enden des Außenwandelements 150 verengt, sodass die Öffnungenan beiden Enden des Außenwandelements 150 verengtsind und die engen Anschlussöffnungen 121 und 122 ausbilden(Schritt S340). 14(B) stellteinen Tankbehälter 120 dar, derdurch Verengen der Öffnungendes Außenwandelements 150 erhaltenwird. Die Öffnung,welche auf der Seite ausgebildet ist, von der die entsprechenden Endender Kühlmittelkanäle 135 hervorstehen,ist die Anschlussöffnung 122 unddie Öffnungauf der gegenüberliegendenSeite ist die Anschlussöffnung 121.
[0094] DerTankbehälter 120 wirddann einer Wärmebehandlungunterworfen (Schritt S350). Die Wärmebehandlung wird durchgeführt, umdie Zeitfestigkeit der Aluminiumlegierung des Tankbehälters 120 zuverbessern. Beim Wasserstoffspeichertank 110 werden diejeweiligen Bestandteile durch eine Temperaturveränderung ausgedehnt und ziehensich zusammen und der Innendruck verändert sich mit dem Speichernund dem Ablassen von Wasserstoff. Die Ausdehnung und das Zusammenziehneder Bestandteile und die Veränderungdes Innendrucks verursacht eine Verzerrung der Form des Tankbehälters 120 zueinem gewissen Grad. Die wiederholte Verzerrung summiert sich kontinuierlichzur Metallermüdungder Aluminiumlegierung des Tankbehälters 120. Die Wärmebehandlungverbessert den Widerstand solch einer Metallermüdung. Der Prozess dieses Ausführungsbeispielsverwendet eine bekannte T6-Behandlungfür Aluminiumlegierungenzur Wärmebehandlung.Die Wärmebehandlungerhitzt die Aluminiumlegierung in einen Zustand einer festen Lösung ineinem Temperaturbereich von 515 bis 550°C und kühlt dann die erhitzte Aluminiumlegierungabrupt mit Wasser ab. Die Strömungan Wasser wird in den Tankbehälter 120 geleitet,das heißtin die inneren Hohlräume 132,die durch die Innenwandflächedes Tankbehälters 120 unddas Wärmeaustauschgehäuse 134 definiertsind, um eine abrupte Abkühlungder Aluminiumlegierung mit Wasser sicherzustellen.
[0095] Nachder Wärmebehandlungwerden beim Herstellungsprozess die Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierungin das Wärmeaustauschgehäuse 134 eingebracht(Schritt S360). Bei Schritt S360 der Prozedur werden Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierungin das Wärmeaustauschgehäuse 134 über dasLoch 131, welches in dem Wärmeaustauschgehäuse 134 ausgebildetist überdie Anschlussöffnung 121 desTankbehälters 120 eingeführt (sieheden Pfeil in 14(B)).Dann wird beim Herstellungsprozess das Loch 131 abgedichtetund die Wärmeaustauscheinheit 130 imTankbehälter 120 fertiggestellt (SchrittS370). Bei Schritt S370 der Prozedur wird ein gasdurchlässiges,porösesElement 137, welches aus gesintertem Metall besteht, indas Loch 131 gesteckt, so dass es das Loch 131 verschließt (siehe 14(B)). Das poröse Element 137 trägt die Teilchender Wasserstoffspeicherlegierung, die in die Wärmeaustauscheinheit 130 eingebrachtsind, wobei im Wesentlichen deren Eindringen verhindert wird. DieseAnordnung verhindert effektiv ein Entweichen der Wasserstoffspeicherlegierung,die in die Wärmeaustauscheinheit 130 gepacktist. Das Loch 131 mit dem darin eingesteckten porösen Element 137 dient alsWasserstoffkanal, wenn die Zufuhr von Wasserstoff in der Wasserstoffspeicherlegierungabsorbiert und gespeichert wird, die in die Wärmeaustauscheinheit 130 desWasserstoffspeichertanks 110 eingebracht ist und wenn dieStrömungan Wasserstoff von der Wasserstoffspeicherlegierung freigesetztwird.
[0096] Dannwird beim Herstellungsprozess jeweils die Anschlussbaugruppe 123 andie Anschlussöffnung 121 unddie Anschlussbaugruppe 124 an die Anschlussöffnung 122 angebracht(Schritt S340). Beim Aufbau dieses Ausführungsbeispiels hat die Anschlussbaugruppe 123 einMagnetspulen-betätigtesEin-Aus-Ventil und ein Druckminderungsventil. Die Strömung angasförmigemHochdruck-Wasserstoff wird überdie Wasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123a eingeleitet,um in dem Wasserstoffspeichertank 110 gespeichert zu werden.Die Strömung angasförmigemNiedrigdruck-Wasserstoff, der mittels des Druckverringerungsventilsverringert wird, wird vom Wasserstoffspeichertank 110 zurAußenseite über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123 abgeführt. DieAnschlussbaugruppe 124 hält die jeweiligen Enden derdrei Kühlmittelkanäle 135,die vom Tankbehälter 120 hervorstehen,währendes die Luftdichtheit des Tankbehälters 120 aufrechterhält.
[0097] Nachfolgendbildet der Herstellungsprozess die Verstärkungsschicht 126 aufder Außenumfangsfläche desTankbehälters 120 aus(Schritt S390) und stellt den Wasserstoffspeichertank 110 fertig.Die Verstärkungsschicht 126 wirdbeispielsweise durch Wickeln von Kohlefasern, die mit Epoxydharzgetränktsind, um die Außenumfangsfläche desTankbehälters 120 unddurch Aushärtendes getränktenEpoxydharzes ausgebildet.
[0098] EineZufuhr von Hochdruck-Wasserstoff wird in den Wasserstoffspeichertank 110 über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123a zumSpeichern von Wasserstoff in den Wasserstoffspeichertank 110 eingeleitet.Die durch die Wasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123a zugeführte Strömung vonWasserstoff, wird in die inneren Hohlräume 132 und die Endhohlräume 133,welche in dem Wasserstoffspeichertank 110 ausgebildet sindund überdas poröseElement 137 in die Wärmeaustauscheinheit 130 geleitet, dasin das Loch 131 gesteckt ist, um in der Wasserstoffspeicherlegierungabsorbiert und gespeichert zu werden. Die Menge an Wasserstoff,welcher in der Wasserstoffspeicherlegierung absorbiert und gespeichert wird,hängt vomDruck des Wasserstoffs, der Temperatur und der Art der Wasserstoffspeicherlegierungab. Wenn die Strömungan Wasserstoff bei einem festgesetzten Druck zugeführt wird,wird die Wasserstoffspeicherlegierung auf eine spezifische Temperaturerwärmt,währendWasserstoff absorbiert wird. Beim Prozess der Wasserstoffspeicherung zirkuliertund strömtKühlmitteldurch die drei Kühlmittelkanäle 135,um die Innenseite des Wasserstoffspeichertanks 110 zu kühlen unddadurch die Absorption von Wasserstoff in der Wasserstoffspeicherlegierungzu beschleunigen. Nachdem die Wasserstoffspeicherlegierung auf diespezifische Temperatur erwärmtworden ist, werden die inneren Hohlräume 132 und die Endhohlräume 133 mitgasförmigem Wasserstoffbei einem Druck gefüllt,der dem Wasserstoffzuführdruckin den Wasserstoffspeichertank 110 entspricht. Somit wirdder Wasserstoffspeichertank 110 vollständig mit Wasserstoff gefüllt.
[0099] DieStrömungan Wasserstoff, der auf einen festgesetzten Druck verringert wurde,wird von dem Wasserstoffspeichertank 110 über dieWasserstoff-Zuführ/Abführ-Öffnung 123a abgelassen.Zuerst wird der komprimierte Wasserstoff von den inneren Hohlräumen 132 undden Endhohlräumen 133 abgelassen.Mit einer Verringerung des Drucks, wird Wasserstoff, der von derWasserstoffspeicherlegierung absorbiert und gespeichert wird, freigelassen. DieWasserstoffspeicherlegierung absorbiert Wärme mit dem Freilassen vonWasserstoff. Die Strömung anheißemKühlmittelmit einer vorherbestimmten Temperatur strömt durch die Kühlmittelkanäle, um dieWasserstoffspeicherlegierung zu erwärmen und um ein kontinuierlichesFreilassen von Wasserstoff aus der Wasserstoffspeicherlegierungzu ermöglichen.
[0100] BeimProzess der Absorption von Wasserstoff aus der Wasserstoffspeicherlegierungwird ein Teil der Wärme,die von der Wasserstoffspeicherlegierung aufgrund des Speichernsvon Wasserstoff erzeugt wird, überdas Wärmeaustauschgehäuse 134 unddas Unterstützungselement 140 zumTankbehälter 120 übertragenund vom Tankbehälter 120 abgelassen.
[0101] Wievorstehend beschrieben bildet in dem Wasserstoffspeichertank 110 deszweiten Ausführungsbeispielsdie Anordnung des Unterstützungselements 140 dieHohlräumezwischen dem Tankbehälter 120 undder Wärmeaustauscheinheit 130 aus, umdie Öffnungendes Tankbehälters 120,das heißt dieAnschlussöffnungen 121 und 122,miteinander zu verbinden. Dieser Aufbau ermöglicht einfach die Wasserströmung durchden Tankbehälter 120 und stelltsomit eine ausreichende abrupte Kühlung des Tankbehälters 120 mitWasser sicher. Beim Aufbau dieses Ausführungsbeispiels umgibt dasUnterstützungselement 140 denAußenumfangder Wärmeaustauscheinheit 130,um die gesamten Hohlräume, diezwischen dem Tankbehälter 120 undder Wärmeaustauscheinheit 130 ausgebildetsind, mit beiden Anschlussöffnungen 121 und 122 zuverbinden. Dies ermöglicht,dass die Innenseite des gesamten Tankbehälters 120 mit derStrömungan Wasser schnell abgekühltwird.
[0102] Wievorstehend beschrieben, verbessert die Wärmebehandlung die Zeitfestigkeitder Aluminiumlegierung und ermöglicht,dass Hochdruck-Wasserstoff, beispielsweise Wasserstoff mit einemDruck von über1 MPa in dem Wasserstoffspeichertank 110 gespeichert wird(in den inneren Hohlräumen 132 undden Endhohlräumen 133).Die Anwesenheit der Verstärkungsschicht 126 erlaubtdie Speicherung von Hochdruck-Wasserstoff, beispielsweise Wasserstoffmit einem Druck von über25 MPa oder sogar 35 MPa. Verschlüsse der Öffnungen, die in dem Tankbehälter 120 ausgebildetsind, müssenerforderlicherweise die ausreichende Luftdichtheit des Tankbehälters 120 aufrechterhaltenund dem Hochdruck des darin gespeicherten Wasserstoffs einen ausreichendenWiderstand bieten. Von der Öffnungdes Tankbehälters 120 wirdandererseits erfordert, dass sie eine ausreichende Größe hat,um eine Anordnung der Wärmeaustauscheinheit 130 zuzulassen.Der Prozess dieses Ausführungsbeispielsverengt dementsprechend die Enden des Tankbehälters 120 durch denVerengungsprozess nach dem Anordnen der Wärmeaustauscheinheit 130 indem Tankbehälter 120.Wenn der Wärmebehandlungsprozessmit der abrupten Wasserabkühlungvor dem Verengungsprozess ausgeführtwird, könnendie Effekte der Wärmebehandlungauf die Verbesserung des Ermüdungswiderstandesdurch den Verengungsprozess zerstört werden. Somit ist der Wärmebehandlungsprozess mitder abrupten Wasserabkühlungnach dem Verengungsprozess durchzuführen. Die Wärmebehandlung mit der abruptenWasserabkühlungwird wünschenswerterweisenach dem Anordnen der Wärmeaustauscheinheit 130 indem Tankbehälter 120 und demVerengungsprozess ausgeführt.Wenn sich die Unterstützungsstrukturzum Halten der Wärmeaustauscheinheitim Tankbehälterstörendauf die ruhige Strömungvon Wasser auswirkt, kann die Innenseite des Tankbehälters nichtabrupt mit Wasser abgekühlt werden.Beim Aufbau dieses Ausführungsbeispiels istdas Unterstützungselement 140 soangeordnet, dass es die Hohlräumeausbildet, die mit den Öffnungenauf beiden Seiten des Tankbehälters 120 inVerbindung stehen. Diese Hohlräumestellen eine ausreichende abrupte Wasserabkühlung sicher.
[0103] Inden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Tankbehälter ausAluminiumlegierung hergestellt. Jedoch ist die Aluminiumlegierungnicht das begrenzende Material und ihr Tankbehälter kann aus einem anderengeeigneten Material, beispielsweise rostfreiem Stahl, gebildet werden.Die Technologie der Erfindung ist auch auf einen Prozess zum Herstellendes Tankbehältersaus einem anderen Material anwendbar, welches eine Wärmebehandlungmit abrupter Wasserabkühlungbeinhaltet, so wie einer Lösungs-Wärmebehandlung.
[0104] DieWärmeaustauscheinheit,die in den vorstehenden Ausführungsbeispielenbeschrieben wurde, ist nicht auf die Fülleinheit der Wasserstoffspeicherlegierungbegrenzt, sondern kann auf verschiedene Weisen modifiziert werden.Ein Beispiel ist eine Fülleinheit,welche Wärmeübertragungseinrichtungen,wie z.B. Rippen, aufweist. Metallrippen, die in der Fülleinheitangeordnet sind, um mit sowohl der Wasserstoffspeicherlegierungals auch den Kühlmittelkanälen in Berührung zukommen, verbessern die Kühl-und Erwärmungseffizienzder Wasserstoffspeicherlegierung. Die Rippen können andererseits in der Fülleinheitangeordnet sein, um mit sowohl der Wasserstoffspeicherlegierungals auch dem Tankbehälterin Kontakt zu kommen. Dies beschleunigt die Wärmeabstrahlung beim Vorgangder Speicherung des Wasserstoffs. Die Kühlmittelkanäle können vom Aufbau weggelassenwerden, solange der Aufbau eine ausreichende Kühlung beim Vorgang des Speichernsdes Wasserstoffs und ein ausreichendes Erwärmen beim Vorgang des Freilassensdes Wasserstoffs sicherstellt. Die Technologie der Erfindung wird bevorzugterweisebei irgendeinem dieser modifizierten Aufbauten verwendet, um eineausreichende abrupte Wasserabkühlungsicherzustellen, wenn die Wärmebehandlungmit abrupter Wasserabkühlung nachdem Anordnen der Fülleinheit(oder dem Gehäusezum Ausbilden der Fülleinheit)in den Tankbehälterangeordnet wurde.
[0105] Inden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die Wärmeaustauscheinheit, welcheals Fülleinheitfungiert, mit der Wasserstoffspeicherlegierung gefüllt. Einanderer Absorber oder Adsorber kann zusätzlich zur oder anstatt derWasserstoffspeicherlegierung verwendet werden. Beispielsweise können Aktivkohlestoffoder Carbonnanotubes zusätzlichzur Wasserstoffspeicherlegierung verwendet werden.
[0106] DerTankbehälterkann eine Fülleinheitohne irgendeinem Absorber oder Adsorber haben, anstatt der Fülleinheit,die mit Absorber oder Adsorber zum Absorbieren und/oder Adsorbierenvon Wasserstoff gefülltist. Das Unterstützungselementder Erfindung wird bevorzugterweise bei irgendeinem Gasspeichertankmit einer Fülleinheit,die in einem Tankbehälterzum Halten der Fülleinheitim Tankbehälteruntergebracht ist, verwendet.
[0107] Dievorstehenden Ausführungsbeispielebetreffen den Wasserstoffspeichertank zum Speichern von Wasserstoff.Die Technologie der Erfindung ist im Allgemeinen auf Gasspeichertankszum Speichern eines Hochdruck-Gases anwendbar.
[0108] BeimAufbau des Ausführungsbeispiels,ist das Unterstützungselement 140 durchdie gewellte Platte 152 ausgebildet, die im Wesentlichendie gleiche Längewie die Längsabmessungdes Wärmeaustauschgehäuses 134 aufweist.In einem modifizierten Aufbau werden zahlreiche kurz gewellte Plattenangeordnet, um den Außenumfangdes Wasserstoffspeichertanks kreisförmig zu umgeben und um das Unterstützungselementauszubilden. Ein Wasserstoffspeichertank dieses modifizierten Aufbausist in 15 dargestellt.Der modifizierte Aufbau aus 15 hatzwei Unterstützungselemente 140a und 140b,obwohl das Unterstützungselementin eine größere Anzahlan Sektionen aufgeteilt sein kann. Das Unterstützungselement, welches angeordnetist, um die Hohlräume,welche zwischen dem Tankbehälterund der Wärmeaustauscheinheitausgebildet ist, mit der Öffnungdes Tankbehälterszu verbinden, ermöglichtder Wasserströmungim gesamten Tankbehälterzu zirkulieren. Dies stellt eine abrupte Abkühlung des Tankbehälters mitWasser sicher. Die Anordnung des Unterstützungselements, um die Hohlräume im Wesentlichenparallel mit der Längsachse desTankbehältersauszubilden, ist füreine hohe Wasserkühleffizienzbesonders wünschenswert.
[0109] BeimAufbau des zweiten Ausführungsbeispielshat der Tankbehälter 120 die Öffnungenan beiden Enden (die Anschlussöffnungen 121 und 122). DieseAnordnung macht eine leichte Zirkulation der Wasserströmung durchden Tankbehälter 120 möglich, umeine abrupte Abkühlungdes Tankbehälters 120 mitWasser zu erreichen. Beim Tankbehälter ist im Allgemeinen erforderlich,dass er zumindest eine Öffnunghat. Solange das Unterstützungselementso angeordnet ist, dass es die gesamte Spalte, die zwischen demTankbehälterund der Wärmeaustauscheinheitausgebildet ist, mit der Öffnungverbindet, wird die Innenseite des Tankbehälters effektiv mit Wasser beimProzess der Wärmebehandlungabgekühlt.
[0110] BeimAufbau des zweiten Ausführungsbeispielsist das Unterstützungselement 140 diedünne Metallplatte,um den ausreichend breiten Zirkulationsraum für die Wasserströmung zwischendem Tankbehälterund der Wärmeaustauscheinheitsicherzustellen. Ein anderes Element als die dünne Metallplatte kann für das Unterstützungselementverwendet werden. Solange das Unterstützungselement so angeordnetist, dass es die gesamte Spalte, die zwischen dem Tankbehälter undder Wärmeaustauscheinheitausgebildet ist, mit der Öffnungverbindet, wird die Innenseite des Tankbehälters effektiv mit Wasser beimProzess der Wärmebehandlungabgekühlt.
[0111] BeimHerstellungsprozess des zweiten Ausführungsbeispiels werden Teilchender Wasserstoffspeicherlegierung in den Tankbehälter 120 über das Loch 131 eingebracht,das auf einem Ende des Tankbehälters 120 ausgebildetist. Dieses Loch 131 fungiert auch als Kanal zum Speichernund Freilassen von Wasserstoff. Das Loch, welches zum Einbringen derWasserstoffspeicherlegierung verwendet wird, kann ein anderes Lochsein, als das Loch, welches als Kanal zum Speichern und Freilassendes Wasserstoffs fungiert. Bei diesem modifizierten Aufbau, wirdein porösesElement in das Loch gesteckt, welches als Kanal zum Speichern undFreilassen von Wasserstoff dient, bevor das Wärmeaustauschgehäuse in demTankbehälterangeordnet wird. Das Loch, welches zum Einbringen von Wasserstoffspeicherlegierungverwendet wird, wird beispielsweise durch Schweißen nach dem Einbringen derWasserstoffspeicherlegierung komplett geschlossen.
[0112] BeimHerstellungsprozess des zweiten Ausführungsbeispiels werden Teilchender Wasserstoffspeicherlegierung in das Wärmeaustauschgehäuse 134 eingebrachtund zwar nach dem Verengen der Öffnungendes Tankbehälters 120 mitdem darin aufgenommenen Wärmeaustauschgehäuse 134 und derWärmebehandlungdes Tankbehälters 120.In einem modifizierten Prozess könnendie Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung in das Wärmeaustauschgehäuse 134 gepacktwerden, bevor das Wärmeaustauschgehäuse 134im Tankbehälter 120 angeordnetwird. Wenn der Tankbehälter 120 mitder mit den Teilchen der Wasserstoffspeicherlegierung gefüllten Wärmeaustauscheinheit 130 derWärmebehandlungmit abrupter Wasserabkühlungunterworfen wird, sollte die Wärmeaustauscheinheit 130 ausreichendeAbdichteigenschaften aufweisen, um zu verhindern, dass die Wasserstoffspeicherlegierung durchdie Wasserabkühlungnass wird. Zu diesem Zwecke verwendet ein anwendbarer Aufbau einlösbaresVerschlusselement. Das Verschlusselement wird nach dem Einbringender Wasserstoffspeicherlegierung an die Wärmeaustauscheinheit 130 angebrachtund nach der Wärmebehandlungmit abrupter Wasserabkühlunggelöst.
[0113] Dievorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielebeziehen sich auf einen Wasserstoffspeichertank und das Verfahrenzum Herstellen des Wasserstoffspeichertanks dieser Erfindung. DieseAusführungsbeispieleund ihre modifizierten Beispiele sind in aller Hinsicht als veranschaulichendund nicht als begrenzend zu verstehen. Es können andere zahlreiche Modifikationenund Veränderungendurchgeführtwerden ohne vom Rahmen oder dem Gedanken der Haupteigenschaftender vorliegenden Erfindung abzuweichen. Alle Veränderungen innerhalb der Bedeutungund dem Bereich von Äquivalenten derAnsprüchesind deshalb als darin enthalten zu verstehen.
[0114] DerRahmen und der Gedanke der vorliegenden Erfindung wird eher durchdie beigefügtenAnsprücheals durch die vorangehende Beschreibung gekennzeichnet.
[0115] Mitder Technologie der Erfindung wird ein Gasspeichertank hergestellt,der einen Gas-Absorber/Adsorberaufweist und fähigist, ein Hochdruck-Gaszu speichern. Beim Herstellungsprozess des Wasserstoffspeichertankswird zunächsteine Wärmeaustauscheinheitzusammengebaut und Teilchen einer Wasserstoffspeicherlegierung indie Wärmeaustauscheinheitgefüllt.Dann werden beim Herstellungsprozess Wasserstoffspeicherlegierungsfülllöcher, diefür dasEinfüllender Wasserstoffspeicherlegierung in die Wärmeaustauscheinheit verwendet werden,versperrt und ein lösbaresVerschlusselement an den Wasserstoff-Einlass angebracht. Nachfolgendwird beim Herstellungsprozess die Wärmeaustauscheinheit, die mitWasserstoffspeicherlegierung gefülltist, in einem zylindrischen Tank angeordnet und beide Enden desTanks verengt, um Anschlussöffnungenauszubilden. Dann wird beim Herstellungsprozess der Tank einer Wärmebehandlung unterWasserabkühlungunterworfen und das Verschlusselement abgelöst. Beim Herstellungsprozess werdenAnschlussbaugruppen an Anschlussöffnungenangebracht und eine Verstärkungsschichtum den Außenumfangdes Tanks geformt, um den Wasserstoffspeichertank fertigzustellen.

权利要求:
Claims (15)
[1] Verfahren zum Herstellen eines Gasspeichertankszum Speichern eines Gases, dabei weist das Herstellungsverfahrenfolgende Schritte auf: Bereitstellen einer hohlen Fülleinheitund eines Metall-Außenwandelements,das so konstruiert ist, dass es die Fülleinheit darin aufnimmt; Füllen derFülleinheitmit einem Gas-Absorber/Adsorberzum Absorbieren und/oder Adsorbieren des Gases; Anbringen deslösbarenVerschlusselements an die Fülleinheit,um eine Öffnungder Fülleinheit,die mit dem Absorber/Adsorber gefüllt wird, zu versperren undPlatzieren der Fülleinheit,die mit dem Absorber/Adsorber gefüllt ist, in dem Außenwandelement durcheine Öffnung,die in dem Außenwandelement ausgebildetist; Verengen der Öffnungdes Außenwandelements nachdem Anordnen der Fülleinheitin dem Außenwandelement; Wärmebehandlungdes Außenwandelementsmit der verengten Öffnungunter Verwendung einer Wasserabkühlung;und Lösendes Verschlusselements von der Fülleinheit, diein dem Außenwandelementuntergebracht ist, nach der Wärmebehandlungund Verbinden der Innenseite der Fülleinheit mit der Außenseitedes Außenwandelements über dieverengte Öffnungdes Außenwandelements,so dass ein Speichern und Freilassen von Gas in und aus dem Absorber/Adsorbererlaubt wird.
[2] Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der GasspeichertankWasserstoff speichert, der Absorber/Adsorber zumindest eine Wasserstoffspeicherlegierungbeinhaltet, und das Außenwandelementaus einem Metall besteht, welches Aluminium enthält.
[3] Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei die Fülleinheitim Inneren einen Rippenaufbau aufweist, wobei der Rippenaufbau inKontakt mit dem Absorber/Adsorber kommt.
[4] Herstellungsverfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Fülleinheitim Inneren einen Rippenaufbau aufweist, wobei der Rippenaufbau ausgebildetwird, indem zahlreiche dünnePlattenelemente mit Durchgangslöcherngeschichtet werden, und der Absorber/Adsorber in Spalten gefüllt wird,wobei die Spalten zwischen den zahlreichen dünnen Plattenelementen in derFülleinheitausgebildet werden und überdie Durchgangslöcher,die in den zahlreichen dünnenPlattenelementen ausgebildet sind, gegenseitig verbunden sind.
[5] Herstellungsverfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis4, wobei die Fülleinheiteinen Kühlmittelkanalaufweist, durch den ein Kühlmittel strömt, und dasHerstellungsverfahren des weiteren folgenden Schritt aufweist: Verbindendes Kühlmittelkanals über dieverengte Öffnungmit der Außenseitedes Außenwandelements,um Kühlmittelzu und von dem Kühlmittelkanalzuzuführenund abzuführen.
[6] Gasspeichertank zum Speichern eines Gases, wobeider Gasspeichertank durch ein Herstellungsverfahren gemäß irgendeinemder Ansprüche1 bis 4 hergestellt wird.
[7] Gasspeichertank zum Speichern eines Gases, wobeider Gasspeichertank folgende Elemente aufweist: einen Tankmit einer Öffnung,die an zumindest einem seiner zwei Enden ausgebildet ist; eineFülleinheit,die in dem Tank aufgenommen ist; und ein Unterstützungselement,das zwischen dem Tank und der Fülleinheitangeordnet ist und die Fülleinheit indem Tank hält,um eine gesamte Spalte, welche zwischen dem Tank und der Fülleinheitausgebildet ist, mit der Öffnungzu verbinden.
[8] Gasspeichertank gemäß Anspruch 7, wobei die Fülleinheitmit einem Absorber/Adsorber zum Absorbieren und/oder Adsorbierendes Gases gefülltist.
[9] Gasspeichertank zum Speichern eines Gases, wobeider Gasspeichertank folgende Elemente aufweist: eine Fülleinheit,die mit einem Absorber/Adsorber zum Absorbieren und/oder Adsorbierendes Gases gefülltist; einen Tank, der zwei entlang seiner Längsachse ausgerichtete Endenund eine Öffnungaufweist, die an zumindest einem der zwei Enden ausgebildet istund die Fülleinheitin seinem Inneren aufnimmt; und ein Unterstützungselement, das durch zahlreiche dünne wellenartiggeformte Platten ausgebildet wird, die im Wesentlichen parallelzur Längsachsedes Tanks angeordnet sind und zwei offene Enden hat, die entlangeiner Längsachsedes Unterstützungselementsausgerichtet sind, wobei das Unterstützungselement eine Spalte zwischendem Tank und der Fülleinheitausbildet, um mit der Öffnungin Verbindung zu stehen, währenddie Fülleinheitin dem Tank gehalten wird, wobei die Außenseite des Unterstützungselementsin Kontakt mit dem Tank kommt und die Innenseite des Unterstützungselementsin Kontakt mit der Fülleinheitkommt.
[10] Gasspeichertank gemäß Anspruch 8 oder 9, wobeider Tank ein verengtes Element mit einem kleineren Querschnitt ander Öffnungaufweist, welche an zumindest einem Ende der zwei Enden ausgebildetist.
[11] Gasspeichertank gemäß Anspruch 10, wobei der Tankzwei Öffnungenan den zwei Enden hat, die einander gegenüberliegen.
[12] Gasspeichertank gemäß Anspruch 11, wobei der Tankeine im Wesentlichen zylindrische Form hat, und das Unterstützungselementdurch eine dünne wellenartiggeformte Platte ausgebildet wird, die im Wesentlichen parallel zurLängsachseder im Wesentlichen zylindrischen Form angeordnet ist.
[13] Gasspeichertank gemäß Anspruch 12, wobei der GasspeichertankWasserstoff speichert, der Absorber/Adsorber zumindest eine Wasserstoffspeicherlegierungbeinhaltet, und der Tank aus einer Legierung besteht, die Aluminiumenthält.
[14] Gasspeichertank gemäß Anspruch 13, wobei das Unterstützungselementaus einem Metall hergestellt ist.
[15] Verfahren zum Herstellen eines Gasspeichertankszum Speichern eines Gases, wobei das Herstellungsverfahren folgendeSchritte aufweist: Anordnen der Fülleinheit in einem Tank mitzumindest einer Öffnung; Anordneneines Unterstützungselementszwischen der Fülleinheitund dem Tank, um eine gesamte Spalte, die zwischen dem Tank undder Fülleinheitausgebildet ist, mit der Öffnungzu verbinden; und Wärmebehandlungdes Tanks unter Verwendung einer Wasserabkühlung, nach dem Anordnen derFülleinheitund dem Anordnen des Unterstützungselements.

类似技术:

---

公开号 | 公开日 | 专利标题

---

US6015041A|2000-01-18|Apparatus and methods for storing and releasing hydrogen

---

US7637292B2|2009-12-29|Pressure powered cooling system for enhancing the refill speed and capacity of on board high pressure vehicle gas storage tanks

---

DE3741625C2|1991-01-31|

---

US7693402B2|2010-04-06|Thermal storage unit and methods for using the same to heat a fluid

---

US4135371A|1979-01-23|Storage element for a sorption heat storage system

---

CA2268650C|2003-04-08|Superconducting heat transfer medium

---

KR200475201Y1|2014-11-27|고온 그라파이트 열 교환기

---

CN101932898B|2012-11-21|改进的潜热储存设备

---

CA1308317C|1992-10-06|Solar water heater

---

JP4768505B2|2011-09-07|圧縮天然ガス又は水素燃料用の高圧貯蔵タンクの効率増大のためのシステム

---

US7757727B2|2010-07-20|High pressure gas tank heat management by circulation of the refueling gas

---

JP3885171B2|2007-02-21|集熱器モジュール

---

US4292528A|1981-09-29|Cask for radioactive material and method for preventing release of neutrons from radioactive material

---

KR101269507B1|2013-05-30|가습막 모듈

---

US6709497B2|2004-03-23|Honeycomb hydrogen storage structure

---

US7063131B2|2006-06-20|Perforated fin heat exchangers and catalytic support

---

US4510759A|1985-04-16|Metalhydride container and metal hydride heat storage system

---

CN101675287B|2011-07-06|氢气储存装置

---

US7455723B2|2008-11-25|Hydrogen storage and release device

---

US20050170241A1|2005-08-04|Electrochemical energy store

---

US8873697B2|2014-10-28|Liquid metal cooled nuclear reactor and heat removal method for the same

---

EP2126455B1|2011-07-20|Wärmemanagement für hochdruck-gasspeichertanks

---

US6991770B2|2006-01-31|Hydrogen storage tank

---

US7377294B2|2008-05-27|Gas cooling methods for high pressure fuel storage tanks on vehicles powered by compressed natural gas or hydrogen

---

US6708546B2|2004-03-23|Honeycomb hydrogen storage structure with restrictive neck

同族专利:

---

公开号 | 公开日

---

KR20040084683A|2004-10-06|

---

US20050000970A1|2005-01-06|

---

US20080203101A1|2008-08-28|

---

US7418782B2|2008-09-02|

---

KR100620303B1|2006-09-13|

---

DE102004014144B4|2008-01-10|

---

US7946446B2|2011-05-24|

引用文献:

---

公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

---

法律状态:
2004-11-25| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|

---

2008-07-03| 8364| No opposition during term of opposition|

---

2014-01-09| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131001 |

优先权:

---

申请号 | 申请日 | 专利标题

---