DE10310205A1

DE10310205A1 - Wasserstoffablassleitung

Info

Publication number: DE10310205A1
Application number: DE2003110205
Authority: DE
Inventors: Dietmar Dr.-Ing. Beck; Jürgen Dipl.-Ing. Wittig
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-03-08
Filing date: 2003-03-08
Publication date: 2004-10-07
Also published as: WO2004078498A2; WO2004078498A3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserstoff-Abführsystem 1 für Wasserstoffsysteme 2 von Kraftfahrzeugen 10. Das Wasserstoff-Abführsystem 1 weist eine Wasserstoff-Abführleitung 4 auf, die einerseits mit einer gemeinsamen Auslassöffnung 3 des Wasserstoffsystems 2 und andererseits mit der Außenatmosphäre eines Gebäudes 5 verbunden ist. Die Wasserstoff-Abführleitung 4 ist flexibel ausgebildet und über einen Verschlussmechanismus 7 mit der Auslassöffnung 3 verbindbar.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wasserstoff-Abführsystem für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer einem Wasserstoffsystem des Kraftfahrzeugs zugeordneten Auslassöffnung für Wasserstoff.
Es ist bereits ein System zum Ablassen von Wasserstoffgas aus einem Kraftfahrzeug aus der DE 101 29 593 A1 bekannt. Das System weist hierzu ein Steuermodul, Fahrzeugsensoren, mehrere Ventilatoren und mehrere Wasserstoffgassensoren auf, die operativ mit einem Wasserstoffgas-Detektionsmodul gekoppelt sind. Über verschiedene Abluftöffnungen des Fahrzeugs wird sich ansammelnder und detektierter Wasserstoff aus dem Kraftfahrzeug gefördert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Wasserstoff-Abführsystem derart auszubilden und anzuordnen, dass eine einfache und schnelle Handhabung gewährleistet ist.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass mindestens eine Auslassöffnung als Sammelauslassöffnung einer Umhüllungseinrichtung des Wasserstoffsystems ausgebildet ist. Hierdurch wird erreicht, dass eventuell aus dem Wasserstoffsystem austretender Wasserstoff über die Auslassöffnung abführbar bzw. umleitbar ist.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass die Auslassöffnung mit einer vom Kraftfahrzeug getrennten Wasserstoff-Abführleitung in Durchflussverbindung bringbar ist. Somit kann jeder flüchtige Wasserstoffgasanteil von der Auslassöffnung ausgehend über die Wasserstoff-Abführleitung abgesaugt bzw. abtransportiert werden.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die Abführleitung als Druckleitung ausgebildet ist und die Auslassöffnung und die Wasserstoff-Abführleitung über einen lösbaren Verschlussmechanismus verbindbar sind. Dadurch können selbst große Mengen Wasserstoffgas, die aus einem explosionsartigen Leck austreten, durch die Wasserstoff-Abführleitung aufgenommen bzw. abgeführt werden. Der Verschlussmechanismus ist hierbei verriegelt.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die Abführleitung zumindest teilweise einem Gebäude zugeordnet ist und unmittelbar in die Atmosphäre außerhalb des Gebäudes führt. Es ist somit keine weitere Ent- bzw. Belüftungsvorrichtung für das Gebäude notwendig. Der Wasserstoffaustritt aus dem Wasserstoffsystem in die Außenatmosphäre wird über die Umhüllungseinrichtung, die Auslassöffnung und die Abführleitung gewährleistet.
Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass das Kraftfahrzeug und die Abführleitung jeweils mit dem Gebäude elektrisch kurzgeschlossen sind. Somit ist kein elektrisches Potential zwischen dem Kraftfahrzeug und der Abführleitung und somit keine Funkenbildung möglich.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass der Abführleitung ein den Wasserstofftransport unterstützender Ventilator zugeordnet ist. Der Austritt des Wasserstoffgases aus der Abführleitung kann somit insbesondere bei niedrigen Drücken unterstützt werden, falls erforderlich.
Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass der Abführleitung eine Haltevorrichtung am Gebäude zugeordnet ist, wobei die Haltevorrichtung als mindestens eingliedriger Schwenkarm mit mindestens einem Schwenklager als in seiner Länge einstellbares Zugmittel und/oder als vorgespanntes Federmittel ausgebildet ist. Durch Verwendung eines Schwenkarms kann die Abführleitung im wesentlichen in Richtung der Horizontalen von und zu einem Kraftfahrzeug bewegt werden. Die Verwendung eines Zugmittels, das in vorteilhafter Weise an einer Deckenwand oberhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, dient der vertikalen Ausrichtung der Abführleitung bzw. des Anschlussendes der Abführleitung. Die Kombination aus beiden Varianten, also aus Schwenkarm und Zugmittel ist entsprechend flexibel in der Ausrichtung bzw. Platzierung der Abführleitung bzw. des Anschlussendes der Abführleitung.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass die Abführleitung mindestens ein Schwenk- und oder Drehglied aufweist. Somit kann der Schwenkarm eine aus zwei Teilradien gebildete Kombinationsbewegung ausführen, die zumindest in horizontaler Richtung eine Platzierungsvielfalt gewährleistet.
Vorteilhaft ist es ferner, dass der Verschlussmechanismus als Sicherheitsverschluss ausgebildet ist oder die Abführleitung mindestens einen Sicherheitsverschluss aufweist. Im Fall einer Überbeanspruchung der Abführleitung auf Zug, wird diese durch den Sicherheitsverschluss geregelt getrennt.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass die Abführleitung mit Bezug zur Schwenkarmlänge am Schwenkarm verschiebbar angeordnet ist. Der kombinierten rotatorischen Bewegung des Schwenkarms wird eine lineare Bewegung überlagert, die die Positionsvielfalt erheblich erweitert. Die lineare Bewegung kann hierbei horizontal und/oder vertikal erfolgen, wobei die vertikale Ausrichtung ein Äquivalent zur Ausbildung als Zugmittel darstellt.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigen:
1 eine Prinzipskizze des Wasserstoff-Abführsystems mit zweiteiliger Haltevorrichtung;
2 eine Prinzipskizze des Wasserstoff-Abführsystems mit einteiliger Haltevorrichtung;
3 eine Prinzipskizze des Wasserstoff-Abführsystems mit einem Zugmittel als Haltevorrichtung;
4 eine Prinzipskizze eines Wasserstoffsystems eines Kraftfahrzeugs mit Umhüllungseinrichtung.
Das Wasserstoff-Abführsystem 1 gemäß 1 besteht im wesentlichen aus einer Wasserstoff-Abführleitung 4, die über eine Haltevorrichtung 6 mit einer Gebäudewand 5 schwenkbar verbunden ist.
Die Wasserstoff-Abführleitung 4 ist über ein Verschlussmechanismus 7 an ein Wasserstoffsystem 2 eines Kraftfahrzeugs 10 gemäß 4 anschließbar. Über ein Schlauchlager 9 ist die Wasserstoff-Abführleitung 4 an der Haltevorrichtung 6 befestigt und führt an einer Gebäudewand 5 über ein Abluftrohr 8 in die Außenatmosphäre des Gebäudes 5.
Die Haltevorrichtung 6 ist hierbei als zweiteiliger Schwenkarm ausgebildet, dessen erster Schwenkarmteil 6.1 über ein erstes Schwenklager 6.3 an der Gebäudewand 5 schwenkbar gelagert ist und dessen zweiter Schwenkarmteil 6.2 mit dem ersten Schwenkarmteil 6.1 über ein zweites Schwenklager 6.4 verbunden ist.
Die Wasserstoff-Abführleitung 4 weist ein erstes Drehglied 4.1 und ein zweites Drehglied 4.2 auf, die im Bereich der Schwenklager 6.3, 6.4 angeordnet sind. Somit kann durch Verschwenken des Schwenkarms 6 die Wasserstoff-Abführleitung 4 ebenfalls knickfrei verschwenkt werden.
Im Bereich des ersten Drehglieds 4.1 ist das Abluftrohr 8 angeschlossen, das vom Gebäudeinneren durch eine Dachfläche 5.1 nach außen in die Außenatmosphäre führt.
Zur Vermeidung von Unfallgefahren kann die Wasserstoff-Abführleitung 4 an ihrem einen Ende im Bereich des Verschlussmechanismus 7 eine Sicherheitskupplung 11 aufweisen, die bei übermäßiger Zugbeanspruchung die Wasserstoff-Abführleitung 4 geregelt trennt.
Gemäß 2 ist die Haltevorrichtung 6 als einteiliger Schwenkarm ausgebildet. Das Schlauchlager 9 ist hierbei verfahrbar bzw. bewegbar am Schwenkarm 6 angeordnet, so dass die Wasserstoff-Abführleitung 4 über die Länge des Schwenkarms 6 bewegt werden kann. Vom Schlauchlager 9 ausgehend führt die Wasserstoff-Abführleitung 4 einerseits zum ersten Drehglied 4.1, über das sie am Abluftrohr 8 angeschlossen ist. Andererseits führt die Wasserstoff-Abführleitung 4 vom Schlauchlager 9 ausgehend über die optionale Sicherheitskupplung 11 zum Verschlussmechanismus 7.
Die Drehglieder 4.1, 4.2 weisen jeweils eine Drehdichtung auf, die ein Verschwenken des jeweiligen Drehglieds 4.1, 4.2 um eine nicht dargestellte, parallel zum jeweiligen Schwenklager 6.3, 6.4 gewährleistet.
Gemäß 3 ist das Schlauchlager 9 an einer auf rollbaren Haltevorrichtung 6 befestigt. Die Haltevorrichtung 6 ist hierbei an der Dachfläche 5.1 drehbar befestigt und weist ein aufrollbares Zugmittel 6.5 auf, über das das Schlauchlager 9 gegen die Dachfläche 5.1 verspannt ist. Die Wasserstoff-Abführleitung 4 führt somit vom Abluftrohr 8 ausgehend über das optionale erste Drehglied 4.1 zum Schlauchlager 9 und von dort aus über die optionale Sicherheitskupplung 11 zum Verschlussmechanismus 7. Die Wasserstoff-Abführleitung 4 bzw. das Leitungsende beim Verschlussmechanismus 7 kann somit in der Höhe verstellt und arretiert werden und seitlich, der Länge der Wasserstoff-Abführleitung 4 entsprechend, frei bewegt werden.
In seiner einfachsten Form ist die Wasserstoff-Abführleitung 4 als flexible Druckleitung ausgeführt, die im wesentlichen senkrecht durch die Gebäudedecke oder eine Gebäudewand geführt ist und von einem vorgespannten Federelement bei Nichtbenutzung oberhalb des Fahrzeugdaches gehalten wird und bei Bedarf manuell nach unten gezogen wird.
Gemäß 4 ist das Wasserstoffsystem 2 auf einer Dachfläche eines Kraftfahrzeugs 10 befestigt. Dem Wasserstoffsystem 2 ist eine gemeinsame Umhüllungseinrichtung 2.1 bzw. ein Schutzmantel zugeordnet, der eine Auslassöffnung 3 aufweist. Alternativ weist das Wasserstoffsystem 2 selbst konstruktiv eine definierte Auslassöffnung 3 auf, durch die Wasserstoff im Fehlerfall austreten kann. Die Auslassöffnung 3 ist hierbei als Kupplungsteil für den Verschlussmechanismus 7 ausgebildet, so dass eventuell aus dem Wasserstoffsystem 2 austretender Wasserstoff über die Auslassöffnung 3 und die Wasserstoff-Abführleitung 4 an das Abluftrohr 8 und somit an die Außenatmosphäre abgegeben wird.

1: Wasserstoff-Abführsystem
2: Wasserstoffsystem
2.1: Umhüllungseinrichtung, Schutzmantel
3: Auslassöffnung
4: Wasserstoff-Abführleitung
4.1: Drehglied
4.2: Drehglied
5: Gebäude, Gebäudewand
5.1: Dachfläche
6: Haltevorrichtung, Schwenkarm
6.1: Schwenkarmteil
6.2: Schwenkarmteil
6.3: Schwenklager
6.4: Schwenklager
6.5: Zugmittel
7: Verschlussmechanismus
8: Abluftrohr
9: Schlauchlager
10: Kraftfahrzeug
11: Sicherheitskupplung

Claims

Wasserstoff-Abführsystem (1) für ein Kraftfahrzeug (10) mit mindestens einer einem Wasserstoffsystem (2) des Kraftfahrzeugs (10) zugeordneten Auslassöffnung (3) für Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Auslassöffnung (3) als Sammelauslassöffnung des Wasserstoffsystems (2) oder einer Umhüllungseinrichtung (2.1) des Wasserstoffsystems (2) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassöffnung (3) mit einer vom Kraftfahrzeug (10) getrennten Wasserstoff-Abführleitung (4) in Durchflussverbindung bringbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (4) als Druckleitung ausgebildet ist und die Auslassöffnung (3) und die Wasserstoff-Abführleitung (4) über einen lösbaren Verschlussmechanismus (7) verbindbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (4) zumindest teilweise einem Gebäude (5) zugeordnet ist und unmittelbar in die Atmosphäre außerhalb des Gebäudes (5) führt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) und die Abführleitung (4) jeweils mit dem Gebäude (5) elektrisch kurzgeschlossen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abführleitung (4) ein den Wasserstofftransport unterstützender Ventilator zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abführleitung (4) eine Haltevorrichtung (6) am Gebäude (5) zugeordnet ist, wobei die Haltevorrichtung (6) als mindestens eingliedriger Schwenkarm (6) mit mindestens einem Schwenklager (6.1) als in seiner Länge einstellbares Zugmittel (6.5) und/oder als vorgespanntes Federmittel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abführleitung (4) eine Haltevorrichtung (6) am Gebäude (5) zugeordnet ist, wobei die Abführleitung (4) als flexible Druckleitung und die Haltevorrichtung (6) als vorgespanntes Federmittel ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (4) mindestens ein Schwenk- und/oder Drehglied (4.1) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlussmechanismus (7) als Sicherheitsverschluss ausgebildet ist oder die Abführleitung (4) mindestens einen Sicherheitsverschluss aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführleitung (4) mit Bezug zur Schwenkarmlänge am Schwenkarm (6) verschiebbar angeordnet ist.