[go: up one dir, main page]

DE102005001592B3 - Druckgasspeicher - Google Patents

Druckgasspeicher Download PDF

Info

Publication number
DE102005001592B3
DE102005001592B3 DE102005001592A DE102005001592A DE102005001592B3 DE 102005001592 B3 DE102005001592 B3 DE 102005001592B3 DE 102005001592 A DE102005001592 A DE 102005001592A DE 102005001592 A DE102005001592 A DE 102005001592A DE 102005001592 B3 DE102005001592 B3 DE 102005001592B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
storage
compressed gas
cooling
pressure vessel
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102005001592A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Tröster
Norbert Austerhoff
Ingo Hermann
Holger Winkelmann
Florian Mertens
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.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik 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 Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority to DE102005001592A priority Critical patent/DE102005001592B3/de
Priority to US11/324,737 priority patent/US20060169143A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102005001592B3 publication Critical patent/DE102005001592B3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

Der Druckgasspeicher (1) weist einen zylindrischen Druckbehälter (2) mit Zu- und Abführleitungen (15, 29) für ein Kühl-/Heizmedium sowie für Druckgas auf. Im Innenraum (9) des Druckbehälters (2) befinden sich voneinander getrennte, Füllstoffe enthaltende Speicherschichten (12) zur Beladung mit dem Druckgas. Die Volumina der Speicherschichten (12) sind von ihrem Beladungszustand mit dem Druckgas abhängig. Jede umfangsseitig staubdicht abgeschottete Speicherschicht (12) ist auf der einen Seite von einer zugleich eine Filterfunktion gegenüber einem Füllstoff wahrnehmenden Federschicht (13) und auf der anderen Seite von einer mit dem Kühl-/Heizmedium beaufschlagbaren gasdichten Kühl-/Heizschicht (11) begrenzt. Die Beladung und Entladung der Füllstoffe in den Speicherschichten (12) mit bzw. vom Druckgas erfolgt über die Federschichten (13).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Druckgasspeicher, der einen zylindrischen Druckbehälter mit Zu- und Abführleitungen für ein Kühl-/Heizmedium sowie für Druckgas aufweist, wobei sich im Innenraum des Druckbehälters voneinander getrennte Füllstoffe enthaltende Speicherschichten zur Beladung mit dem Druckgas befinden, deren Volumina von dem Beladungszustand der Speicherschichten mit dem Druckgas abhängig sind.
  • Ein derartiger Druckgasspeicher zählt durch die DE 198 59 654 A1 zum Stand der Technik. Er weist einen zylindrischen Druckbehälter mit Zu- und Abführleitungen für ein Kühl-/Heizmedium sowie für Druckgas, insbesondere in Form von Wasserstoff, auf. Im Innenraum des Druckbehälters befinden sich voneinander getrennte, Füllstoffe enthaltende Speicherschichten zur Beladung mit dem Druckgas. Die Volumina der Speicherschichten sind von ihrem Beladungszustand mit dem Druckgas abhängig.
  • Die DE 100 41 131 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Beladen und Entladen von in einem Speichermedium, insbesondere in Form eines Metallhydrids, aufnehmbarem Wasserstoff, wobei dem Speichermedium für den Beladevorgang mit Wasserstoff Wärme entzogen und für den Entladevorgang des Wasserstoffs Wärme zugeführt wird. Dabei steht wenigstens ein mit einem flüssigen Medium gefülltes, der Wärmeleitung dienendes geschlossenes, rohrförmiges Element zu einem Teil in wärmeleitendem Kontakt mit dem Speichermedium und zu einem Teil in wärmeleitendem Kontakt mit einem Übertragungsbereich für den Entzug und die Zuführung von Wärme.
  • Ein Druckgasbehälter anderer Bauform ist Gegenstand der DE 33 38 879 A1 . Der mit einer Speichermasse verfüllte Druckgasbehälter ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Speichermasse zumindest ein unter Druckeinwirkung der Speichermasse volumenkomprimierbarer Federkörper aus einem hinsichtlich der bei der Be- und Entladung des Druckgasbehälters mit Wasserstoff auftretenden Temperaturen beständigen Material derart eingebettet ist, dass auch im entladenen Zustand das Behältervolumen vollständig ausgefüllt ist. Bei den Federkörpern handelt es sich insbesondere um metallische Hohlkörper, die mit einem Medium gefüllt sind, das unter den Bedingungen der Beladung des Druckgasbehälters mit Wasserstoff flüssig und unter den Bedingungen der Entladung des Druckgasbehälters gasförmig ist.
  • Ein druckfester Behälter zur Speicherung von Wasserstoff in einem Metallmatrixkörper ist Gegenstand der Lehre der DE 33 37 754 A1 . Bei diesem druckfesten Behälter ist der Matrixkörper in einem Rohr vorzugsweise aus Aluminium angeordnet, dessen Aussendurchmesser vor der Aktivierung geringer als der Innendurchmesser des Behälters ist und wobei an den Stirnflächen des Matrixkörpers den Rohrquerschnitt ausfüllende Scheiben anliegen, die gegen einen Widerstand innerhalb des Rohres nach außen verschiebbar sind, wodurch dem Matrixkörper eine Ausdehnung in axialer Richtung ermöglicht wird. Zur schnelleren Wasserstoffaufnahme und -abgabe ist der Matrixkörper bevorzugt mit einem zentralen Entnahmerohr versehen, das durch die Scheiben geführt ist. Eine Deformation des Behälters durch Volumenänderungen des Matrixkörpers tritt nicht auf.
  • Mit der DE 100 42 245 B4 zählt eine Wasserstoffspeichervorrichtung und ein Wasserstoffspeichersystem zum Stand der Technik, bei welchem eine Mehrzahl poröser Formstücke vorgesehen ist, die in vorbestimmten Abständen in Längsrichtung angeordnet sind. Leitfähige Puffermaterialien sind zwischen den Formstücken und zwischen den Formstücken und einem adiabatischen Isolationsmaterial eingefügt. An den entgegengesetzten Enden einer Reihe der Formstücke sind bewegliche Quetschelektroden eingefügt, welche sich als Reaktion auf Dimensionsänderungen der Formstücke, die aus deren Volumenänderungen resultieren, bewegen können und welche die Formstücke zusammenpressen, so dass konstant ein physikalischer Kontakt zwischen den Formstücken und den Deckeln der Wasserstoffspeichervorrichtung aufrechterhalten wird.
  • Ein Wasserstoff-Okklusionskern wird in der DE 100 63 067 A1 beschrieben. Hierbei ist eine Röhre mit elastisch verformbaren Röhrenverformungsabschnitten versehen. Ferner ist eine federnde Rippe vorgesehen, welche sich in Übereinstimmung mit den Änderungen der Abmessungen zwischen den Röhren verformt. Dadurch können Spannungen innerhalb des Wasserstoff-Okklusionskerns abgebaut werden.
  • Durch die US 45 05 120 ist ein Wasserstoffkompressor bekannt, bei welchem Ausdehnungskräfte durch einen, sich in Axialrichtung eines röhrenförmigen Reaktors erstreckenden, federnden Filter aufgefangen werden.
  • Für die dauerhafte verlustfreie und sichere Speicherung von Wasserstoff, beispielsweise für Fahrzeugantriebe, können Hybrid bildende Metalle oder Metalllegierungen eingesetzt werden. In diesen Materialien, die spätestens nach mehrmaligem zyklischen Hydrieren und Dehydrieren (Be- und Entladen) in Pulverform vorliegen, wird Wasserstoff in einer reversiblen chemischen Reaktion absorbiert, bei der gleichzeitig Wärme freigesetzt wird. Diese kann dann durch ein geeignetes Kühlmedium abgeführt werden. Bei entsprechender Wärmezufuhr läuft die Reaktion in umgekehrter Richtung ab. Hierbei kommt es zu einer Desorption (Freisetzung) des Wasserstoffs. Die Reaktion des Metallhydrids mit dem Wasserstoff ist je nach dem verwendeten Metallhydrid mit einer Volumenänderung der Speicherschichten von bis zu 30 % verbunden.
  • Druckspeicher, die den Anforderungen zur Speicherung von Wasserstoff in Metallhydriden genügen, müssen diverse Bedingungen erfüllen. So ist es erforderlich, dass die Speicherung im Metallhydrid ohne Materialverlust erfolgt. Das heißt, der Staubaustrag aus dem Metallhydrid durch den Wasserstoffstrom muss durch einen geeigneten Filter verhindert werden. Des Weiteren soll der Wärmeaustausch beim Belade- und Entladevorgang der Speicherschichten mit und vom Wasserstoff möglichst schnell ablaufen. Ferner muss die Volumenänderung der Speicherschichten bei den Be- und Entladungsvorgängen berücksichtigt werden. Auch darf sich das Metallhydrid in den Speicherschichten während des Fahrbetriebs nicht verlagern. Durch relativ große Volumenänderungen kann nämlich eine ungünstige Metallhydridverteilung zur Zerstörung des Druckbehälters führen. Schließlich ist es erforderlich, dass der Wasserstofftransport in die Speicherschichten bzw. aus den Speicherschichten heraus eine Druckbeständigkeit der Wand des Druckbehälters erfordert, die abhängig vom Metallhydrid und der Beladungsgeschwindigkeit bis zu 50 bar beim Beladevorgang ist.
  • Wenn man die bekannten Ausführungsformen von Druckgasspeichern betrachtet, und zwar unabhängig davon, ob es sich um Druckspeicher in Einzelrohrbauweise oder nach dem Rohrbündelwärmetauscherprinzip handelt, weisen diese aufgrund ihrer großen Gewichte und des Volumenbedarfs den Nachteil auf, dass sie sich im mobilen Einsatz, das heißt bei einem Kraftfahrzeug, noch nicht haben durchsetzen können. Die Einzelrohr- und auch die Rohrbündelbauweise sind sowohl vom möglichen Speichervolumen für das Metallhydrid her als auch vom Gewicht der Einzelkomponenten ungünstig. Weiterhin stellt der Wasserstoffaustausch über zentrale gasdurchlässige Rohre, meistens aus Sintermetall, der nur lokal begrenzt mit dem Metallhydrid stattfinden kann, eine kostenintensive Bauart dar. Darüber hinaus ist der Wärmeaustausch und damit auch die Beladungszeit der Speicherschichten wegen der vergleichsweise geringen Wärmetauscherflächen unter Berücksichtigung einer meistens nur teilweisen Beladung des Metallhydrids als unzureichend anzusehen. Weiterhin ist die Kassettierung des Metallhydrids in den Speicherschichten problematisch, da nach wie vor eine Verlagerung des Metallhydrids stattfinden kann.
  • Unter Berücksichtigung der vorstehenden Eigenschaften ist daher bislang eine großserientechnische Herstellung von Druckgasspeichern, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, nicht realisiert worden.
  • Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, einen Druckgasspeicher zur Speicherung von Druckgas in einem Füllstoff, insbesondere zur Speicherung von Wasserstoff in Metallhydriden, zu schaffen, der auch in Großserien herstellbar ist, sich durch schnelle Beladungs- und Entladungszeiten auszeichnet, ein geringes Gewicht aufweist, wenig Volumen benötigt und folglich wirtschaftlich ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
  • Hierbei ist es von Bedeutung, dass innerhalb eines zylindrischen Druckbehälters aus Stahl bzw. aus Gewichtsgründen auch in Komposit-Bauweise eine von dem Druck behälter getrennte modulare Struktur mit mehreren Schichten errichtet wird, von denen jede Schicht eine spezielle Funktion wahrnimmt. Die modulare Struktur ist so beschaffen, dass der Außendurchmesser nahezu dem Innendurchmesser des Druckbehälters entspricht.
  • Jede mit einem Füllstoff versehene Speicherschicht ist umfangsseitig gegenüber dem Innenraum des Druckbehälters staubdicht abgeschottet. Auf der einen Seite – in Axialrichtung des Druckbehälters gesehen – wird die Speicherschicht von einer Federschicht und auf der anderen, der Federschicht abgewandten Seite von einer Kühl-/Heizschicht begrenzt. Hierbei erfolgt über die Federschicht die Beladung des Füllstoffs mit dem Druckgas und auch seine Entladung. Gleichzeitig übernimmt die Federschicht aufgrund der beim Beladen und Entladen stattfindenden Volumenänderungen der Speicherschicht die Funktion eines Volumenausgleichs. Von ganz besonderem Vorteil ist in diesem Zusammenhang, dass durch die große Kontaktfläche zwischen der Federschicht und der Speicherschicht eine sehr schnelle Beladung der Speicherschicht mit dem Druckgas und auch eine schnelle Entladung stattfinden kann.
  • Die Federschicht ist zudem so aufgebaut, dass sie eine Filterfunktion wahrnimmt, das heißt, dass Partikel aus der Speicherschicht in Größen von > 5 μm sicher zurück gehalten werden. Diese Partikel werden mit dem Druckgas nicht ausgetragen.
  • Die Kühl-/Heizschicht hat einerseits die Funktion eines Widerlagers gegenüber der Federschicht und andererseits eine Wärme austauschende Funktion je nach Beaufschlagung mit einem Kühlmedium bei der Beladung der Speicherschicht und einem Heizmedium bei der Entladung der Speicherschicht vom Druckgas.
  • Eine bevorzugte modulare Struktur im Druckbehälter ist wie folgt aufgebaut:
    • – Kühl-/Heizschicht
    • – Speicherschicht
    • – Federschicht
    • – Speicherschicht
    • – Kühl-/Heizschicht
    • – Speicherschicht
    • – Federschicht
    • – Speicherschicht
    • – Kühl-/Heizschicht
  • Diese modulare Struktur kann separat in dem Druckbehälter aufgebaut werden, wobei ein weiterer Vorteil sich durch die dauerhafte Flächenpressung der Federschicht an eine oder auch zwei Speicherschichten ergibt. Hierdurch ist die räumliche Lage des Druckgasspeichers gleichgültig. Er kann vertikal oder auch horizontal bzw. schräg installiert werden. Ein derartiger Druckgasspeicher erfüllt somit alle Bauraumanforderungen in einem Kraftfahrzeug.
  • Eine schnelle und gleichmäßige Überführung des Druckgases zu den Speicherschichten bzw. Abführung von den Speicherschichten wird gemäß Anspruch 2 dadurch erzielt, dass die Federschichten umfangsseitig mit dem Innenraum des Druckbehälters Druckgas überleitend in Verbindung stehen. Zu diesem Zweck kann jede Federschicht mit einem Mantel versehen sein, in den über den Umfang verteilt Übertrittsbohrungen für das Druckgas eingebracht sind.
  • In diesem Zusammenhang ist es entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 3 ferner von Bedeutung, dass der Innenraum des Druckbehälters an eine die Wand des Druckbehälters radial durchsetzende Druckgaszu-/abführleitung angeschlossen ist. Eine solche Leitung kann auch an den Deckel angeschlossen sein.
  • Ganz besonders vorteilhaft ist es im Rahmen der Erfindung, dass gemäß Anspruch 4 die Speicherschichten als Metallhydridschichten mit definierten Schütthöhen gebildet sind und das Druckgas Wasserstoff ist.
  • Es ist erfindungsgemäß weiter von Vorteil, dass entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 jede Federschicht eine an einer Speicherschicht anliegende, gegen mechanische Beanspruchungen hoch widerstandsfähige sowie feinporige flexible Filterlage und eine die Filterlage flächig gegen die Speicherschicht pressende, sich an einem Widerlager abstützende Federlage aufweist.
  • Die Filterlage ist hierbei so ausgebildet, dass sie auf der einen Seite einen ungehinderten Austausch des Druckgases, insbesondere von Wasserstoff, gewährleistet, auf der anderen Seite aber auch den Austrag von Feinststaub aus dem Füllstoff, insbesondere aus einem Metallhydrid, in den Entladungsstrom des Druckgases verhindert. Außerdem sichert ihre Flexibilität eine Anpassung auch an lokale Volumenänderungen des Füllstoffs über den gesamten Kontaktbereich zwischen einer Speicherschicht und einer Federschicht.
  • Die Federlage ist so ausgebildet, dass auch sie sich selbst lokalen Volumenänderungen des Füllstoffs anpasst und dennoch stets für eine kontinuierliche Flächenpressung über die Filterlage auf die Speicherschicht Sorge trägt, so dass eine Verlagerung des Füllstoffs während des Fahrbetriebs eines Kraftfahrzeugs ausgeschlossen werden kann.
  • Da bei einer modularen Struktur innerhalb eines Druckbehälters eine Federschicht vorteilhaft gleichzeitig auf zwei Speicherschichten einwirkt, kann es nach Anspruch 6 zweckmäßig sein, die Federlage mit einer Vielzahl von Druckfedern zu versehen. Die Druckfedern erstrecken sich dann mit parallelen Achsen nebeneinander. Hierbei kann es denkbar sein, dass die Federschicht quer von einem Widerlager durchzogen ist, wobei zu beiden Seiten des Widerlagers Druckfedern angeordnet sind. Es sind somit zwei Federlagen vorhanden. Das Widerlager ist am umfangsseitigen Mantel der Federschicht befestigt.
  • Die Ausbildung jeder Federlage aus Druckfedern sichert überdies eine einwandfreie Gasströmung.
  • Entsprechend Anspruch 7 ist es möglich, dass die Federlage aus einem Drahtgestrick gebildet ist. Auch bei dieser Ausführungsform kann sich ein solches Drahtgestrick zwischen zwei Speicherschichten erstrecken. Vorstellbar sind aber auch Drahtgestricke, die sich an einem Widerlager und an einer Speicherschicht abstützen.
  • Die Filterlage kann gemäß Anspruch 8 aus einem feinmaschigen Edelstahlgewebe bestehen.
  • Nach den Merkmalen des Anspruchs 9 ist es aber auch denkbar, dass die Filterlage aus einer perforierten Edelstahlfolie besteht.
  • Eine zweckmäßige Ausführungsform einer Kühl-/Heizschicht wird in den Merkmalen des Anspruchs 10 erblickt. Danach ist die Kühl-/Heizschicht lamellenartig gestaltet und mit Kanälen für das Kühl-/Heizmedium versehen.
  • Schließlich wird es in erfindungsgemäßer Weiterbildung als vorteilhaft angesehen, dass nach den Merkmalen des Anspruchs 11 jede Kühl-/Heizschicht über eine sich parallel zur Achse des Druckbehälters erstreckende, stirnseitig aus einem Deckel des Druckbehälters heraus geführte Leitung mit dem Kühl-/Heizmedium beaufschlagbar ist.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
  • 1 im vertikalen Längsschnitt einen Druckgasspeicher und
  • 2 in vergrößerter schematischer Darstellung den Ausschnitt II der 1.
  • In der 1 ist mit 1 ein Druckgasspeicher zur Speicherung von Wasserstoff bezeichnet.
  • Der Druckgasspeicher 1 weist einen Druckbehälter 2 mit einem mittleren zylindrischen Längenabschnitt 3 und endseitigen Flanschen 4 sowie zwei mit den Flanschen 4 verschraubbare Deckel 5 auf. Die Verschraubungen bestehen aus Schraubbolzen 6 und Muttern 7.
  • Mit 8 sind Dichtringe zwischen dem mittleren Längenabschnitt 3 und den Deckeln 5 bezeichnet.
  • Im Innenraum 9 des Druckbehälters 2 befindet sich eine modulare Struktur 10 aus mehreren, spezifische Funktionen wahrnehmenden Schichten 11, 12, 13. Diese Struktur 10 setzt sich beim Ausführungsbeispiel – in Axialrichtung des Druckbehälters 2 gesehen – aus einer Kühl-/Heizschicht 11, einer Speicherschicht 12, einer Federschicht 13, einer Speicherschicht 12, einer Kühl-/Heizschicht 11, einer Speicherschicht 12, einer Federschicht 13, einer Speicherschicht 12 und einer Kühl-/Heizschicht 11 zusammen.
  • Die Kühl-/Heizschichten 11 sind jeweils für sich über eine sich parallel zur Achse 14 des Druckbehälters 2 erstreckende, stirnseitig aus den Deckeln 5 des Druckbehälters 2 heraus geführte Leitung 15 mit einem Kühl-/Heizmedium, wie beispielsweise Wasser oder Silikonöl, beaufschlagbar. Sie sind lamellenartig gestaltet und mit Kanälen 16 für das Kühl-/Heizmedium versehen.
  • Benachbart der Kühl-/Heizschichten 11 befinden sich Speicherschichten 12 mit aus Metallhydriden bestehenden Füllstoffen. Die Speicherschichten 12 werden umfangsseitig von einem Mantel 17, an einer Stirnseite von einer Kühl-/Heizschicht 11 und auf der anderen Stirnseite von einer Federschicht 13 begrenzt. Sie weisen eine definierte Schütthöhe H auf.
  • Wie insbesondere die 2 zu erkennen gibt, weist jede Federschicht 13 zwei jeweils an einer Speicherschicht 12 anliegende, gegen mechanische Beanspruchungen hoch widerstandsfähige sowie feinporige flexible Filterlagen 18 und zwei die Fil terlagen 18 flächig gegen die Speicherschichten 12 pressende, sich an einem mittigen Widerlager 19 abstützende Federlagen 20 auf.
  • Die Filterlagen 18 bestehen aus preforierten Edelstahlfolien. Sie können aber auch aus feinmaschigen Edelstahlgeweben bestehen. Ihre umfangsseitigen Randbereiche 22 sind zwischen einem die Federschicht 13 umfangsseitig begrenzenden Mantel 21, den Mänteln 17 der angrenzenden Speicherschichten 12 sowie umfangsseitigen Manschetten 23 eingespannt.
  • Die Federlagen 20 weisen beim Ausführungsbeispiel eine Vielzahl von parallel nebeneinander angeordneten Druckfedern 24 auf. Diese liegen einerseits an dem Widerlager 19 und andererseits an einer Filterlage 18 an, wodurch die Filterlagen 18 großflächig an die Speicherschichten 12 gepresst werden. Auf diese Weise gleicht die Federschicht 13 auch lokale Volumenänderungen des Füllstoffs in den Speicherschichten 12 aus. Die Führung der Druckfedern 24 erfolgt über Nocken 25 am Widerlager 19 sowie Nocken 26 an Stützringen 27, welche die Filterlagen 18 randseitig zentrieren.
  • Die Zu- und Abfuhr des Druckgases erfolgt über eine die Wand 28 des mittleren Längenabschnitts 3 des Druckbehälters 2 radial durchsetzende Leitung 29. Bei der Beladung gelangt das Druckgas von hier aus in den Innenraum 9 des Druckbehälters 2 und weiter über Bohrungen 30 in den umfangsseitig die Federschichten 13 begrenzenden Mänteln 21 in die Federschichten 13. Von hier aus erfolgt sowohl eine Zuführung des Druckgases über die gesamte Schüttungsfläche der Speicherschichten 12 als auch eine Entnahme.
  • 1
    Druckgasspeicher
    2
    Druckbehälter
    3
    Längenabschnitt v. 2
    4
    Flansche v. 2
    5
    Deckel v. 2
    6
    Schraubbolzen
    7
    Muttern
    8
    Dichtungen
    9
    Innenraum v. 2
    10
    modulare Struktur
    11
    Kühl-/Heizschichten
    12
    Speicherschichten
    13
    Federschichten
    14
    Achse v. 2
    15
    Leitung zu 11
    16
    Kanäle in 11
    17
    Mantel v. 12
    18
    Filterlagen
    19
    Widerlager
    20
    Federlagen
    21
    Mantel v. 13
    22
    Randbereiche v. 18
    23
    Manschetten
    24
    Druckfedern
    25
    Nocken an 19
    26
    Nocken an 27
    27
    Stützringe
    28
    Wand v. 3
    29
    Leitung f. Druckgas
    H
    Schütthöhe v. 12

Claims (11)

  1. Druckgasspeicher, der einen zylindrischen Druckbehälter (2) mit Zu- und Abführleitungen (15, 29) für ein Kühl-/Heizmedium sowie für Druckgas aufweist, wobei sich im Innenraum (9) des Druckbehälters (2) voneinander getrennte Füllstoffe enthaltende Speicherschichten (12) in einer Schichtfolge in Axialrichtung des Druckbehälters (2) zur Beladung mit dem Druckgas befinden, deren Volumina von dem Beladungszustand der Speicherschichten (12) mit dem Druckgas abhängig sind, wobei vorgesehen ist, dass jede umfangsseitig staubdicht abgeschottete Speicherschicht (12) – in der Schichtfolge der Speicherschichten (12) in Axialrichtung des Druckbehälters (2) gesehen – auf der einen Seite axial von einer zugleich eine Filterfunktion gegenüber den Füllstoffen der Speicherschicht (12) wahrnehmenden Federschicht (13) und auf der der Federschicht (13) gegenüberliegenden Seite der Speicherschicht (12) von einer mit dem Kühl-/Heizmedium beaufschlagbaren gasdichten Kühl-/Heizschicht (11) begrenzt ist, wobei die Beladung und Entladung der Füllstoffe in den Speicherschichten (12) mit bzw. vom Druckgas über die Federschichten (13) erfolgt.
  2. Druckgasspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federschichten (13) umfangsseitig mit dem Innenraum (9) des Druckbehälters (2) Druckgas überleitend in Verbindung stehen.
  3. Druckgasspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (9) des Druckbehälters (2) an eine die Wand (28) des Druckbehälters (2) radial durchsetzende Druckgaszu-/abführleitung (29) angeschlossen ist.
  4. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Speicherschichten (12) als Metallhydridschichten mit definierter Schütthöhe (H) gebildet sind und das Druckgas Wasserstoff ist.
  5. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Federschicht (13) eine an einer Speicherschicht (12) anliegende, gegen mechanische Beanspruchungen hoch wider standsfähige sowie feinporige flexible Filterlage (18) und eine die Filterlage (18) flächig gegen die Speicherschicht (12) pressende, sich an einem Widerlager (19) abstützende Federlage (20) aufweist.
  6. Druckgasspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (20) eine Vielzahl von Druckfedern (24) aufweist.
  7. Druckgasspeicher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlage (20) aus einem Drahtgestrick gebildet ist.
  8. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterlage (18) aus einem feinmaschigen Edelstahlgewebe besteht.
  9. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Filterlage (18) aus einer perforierten Edelstahlfolie besteht.
  10. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl-/Heizschicht (11) lamellenartig gestaltet und mit Kanälen (16) für das Kühl-/Heizmedium versehen ist.
  11. Druckgasspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kühl-/Heizschicht (11) über eine sich parallel zur Achse (14) des Druckbehälters (2) erstreckende, stirnseitig aus einem Deckel (5) des Druckbehälters (2) heraus geführte Leitung (15) mit dem Kühl-/Heizmedium beaufschlagbar ist.
DE102005001592A 2005-01-12 2005-01-12 Druckgasspeicher Expired - Fee Related DE102005001592B3 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005001592A DE102005001592B3 (de) 2005-01-12 2005-01-12 Druckgasspeicher
US11/324,737 US20060169143A1 (en) 2005-01-12 2006-01-03 Device for storing compressed gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005001592A DE102005001592B3 (de) 2005-01-12 2005-01-12 Druckgasspeicher

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005001592B3 true DE102005001592B3 (de) 2006-04-13

Family

ID=36089137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005001592A Expired - Fee Related DE102005001592B3 (de) 2005-01-12 2005-01-12 Druckgasspeicher

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20060169143A1 (de)
DE (1) DE102005001592B3 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004587A1 (de) * 2005-02-01 2006-08-10 Bayerische Motoren Werke Ag Einrichtung zur Speicherung und/oder Druckerhöhung für Wasserstoff

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505120A (en) * 1982-12-27 1985-03-19 Ergenics, Inc. Hydrogen compressor
DE3337754A1 (de) * 1983-10-18 1985-05-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Druckfester behaelter zur speicherung von wasserstoff in einem metallmatrixkoerper
DE3338879A1 (de) * 1983-10-24 1985-05-09 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Druckgasbehaelter
DE19859654A1 (de) * 1998-12-15 2000-06-29 Mannesmann Ag Vorrichtung zum Speichern von Druckgas
DE10063067A1 (de) * 1999-12-17 2001-06-28 Denso Corp Wasserstoff-Okklusionskern
DE10041131A1 (de) * 2000-08-21 2002-03-21 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum Beladen und Entladen von in einem Speichermedium aufnehmbarem Wasserstoff
DE10042245B4 (de) * 1999-09-01 2004-05-27 Toyota Jidosha K.K., Toyota Wasserstoffspeichervorrichtung und Wasserstoffspeichersystem

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6634321B2 (en) * 2000-12-14 2003-10-21 Quantum Fuel Systems Technologies Worldwide, Inc. Systems and method for storing hydrogen
JP4705251B2 (ja) * 2001-01-26 2011-06-22 本田技研工業株式会社 Mhタンク
KR100532206B1 (ko) * 2001-10-22 2005-11-30 주식회사 옥서스 산소농축장치의 농축조
DE10203959A1 (de) * 2002-02-01 2003-08-14 Delphi Technologies Inc N D Ge Speichervorrichtung
US7323041B2 (en) * 2004-03-30 2008-01-29 Mahle Filter Systems Japan Corporation Gas storage canister
US7228850B2 (en) * 2005-08-12 2007-06-12 Stant Manufacturing Inc. Fuel vapor recovery canister

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4505120A (en) * 1982-12-27 1985-03-19 Ergenics, Inc. Hydrogen compressor
DE3337754A1 (de) * 1983-10-18 1985-05-02 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Druckfester behaelter zur speicherung von wasserstoff in einem metallmatrixkoerper
DE3338879A1 (de) * 1983-10-24 1985-05-09 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Druckgasbehaelter
DE19859654A1 (de) * 1998-12-15 2000-06-29 Mannesmann Ag Vorrichtung zum Speichern von Druckgas
DE10042245B4 (de) * 1999-09-01 2004-05-27 Toyota Jidosha K.K., Toyota Wasserstoffspeichervorrichtung und Wasserstoffspeichersystem
DE10063067A1 (de) * 1999-12-17 2001-06-28 Denso Corp Wasserstoff-Okklusionskern
DE10041131A1 (de) * 2000-08-21 2002-03-21 Geesthacht Gkss Forschung Vorrichtung zum Beladen und Entladen von in einem Speichermedium aufnehmbarem Wasserstoff

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005004587A1 (de) * 2005-02-01 2006-08-10 Bayerische Motoren Werke Ag Einrichtung zur Speicherung und/oder Druckerhöhung für Wasserstoff

Also Published As

Publication number Publication date
US20060169143A1 (en) 2006-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3125276C2 (de) Metall-Hydridspeicher
DE2855476C2 (de)
DE3338879C2 (de) Druckgasbehälter
AT522521B1 (de) Kühlvorrichtung
DE112008001554T5 (de) Wasserstoffspeichertank
EP0188996A2 (de) Metallhydridspeicher und Verfahren zu seiner Herstellung
DE112004001761T5 (de) Druckbehälteranordnung für integriertes Druckfluidsystem
DE3222187A1 (de) Hydrid-schnellschalter
EP1041337A2 (de) Fahrzeug mit Druckgasbehälter
DE1806608A1 (de) Verfahren und Anordnung zwecks Herstellung von Pulverkoerpern im isostatischen Druckverfahren
DE102014006366A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur strukturweisen Herstellung eines Hydridspeichers
DE102013215699B4 (de) Batteriegehäuse mit Druckausgleichselement
DE102005001592B3 (de) Druckgasspeicher
DE2906642A1 (de) Druckgasbehaelter
DE202008004236U1 (de) Wasserstoffspeichertank
DE102016110062B3 (de) Reaktor für ein Speichermaterial, welches unter Absorption bzw. Desorption eines Reaktionsgases Wärme aufnimmt bzw. abgibt, bevorzugt für ein Metallhydrid, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung sowie Befüllvorrichtung
EP2091632A1 (de) Filtersystem mit abreinigungsvorrichtung
EP1488185B1 (de) W rmetauscher
DE112017003771T5 (de) Wärmespeichersystem, Wärmespeicherbehälter, den Wärmespeicherbehälter verwendende Wärmespeichervorrichtung und die Wärmespeichervorrichtung verwendende Wärmevorrichtung
EP2309166A1 (de) Behälter und Verfahren zum Speichern von Gas mit einem in einem Metallschäum zusammengefügte Adsorbent
EP4365530B1 (de) Speichervorrichtung
DE102022112356A1 (de) Gasspeicher und verfahren zur herstellung eines gasspeichers
EP4302040B1 (de) Vorrichtung zur übertragung von wärme aus einem gasförmigen arbeitsmedium
EP4241033A1 (de) Energiespeicherzelle, energiespeicher sowie verfahren zum herstellen einer energiespeicherzelle
DE102014208254A1 (de) Latentwärmespeicher

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
8364 No opposition during term of opposition
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: PFANDRECHT

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140801