[發明專利]高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置

無效

• 申請號: 200910163044.5
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101691904A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 孫冬生;張國;馬寧
• 申請（專利權）人: 北京科泰克科技有限責任公司
• 主分類號: F17C13/12
• 分類號: F17C13/12;F17C1/14;F17C1/06
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

技術領域

本發明是一種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，屬于產品的結構技術領域。

背景技術

國內目前燃料電池電動汽車還處于研究階段，所采用的氫氣瓶均為碳纖維全纏繞鋁膽復合氣瓶，工作壓力已達到35MPa。燃料電池城市客車因耗氣量大，單瓶水容積通常在120L以上，且一輛車需安裝多只氣瓶。在進行燃料電池城市客車的設計時，根據氫氣泄漏的特點，從安全方面考慮通常將氫氣瓶安裝在車的頂部。受安裝空間的限制，氫氣瓶為長圓柱結構。該結構氣瓶的鋁膽通常采用鋁管制成，一般為兩端開口，一端安裝瓶口閥，另一端安裝堵頭。

目前，國內外還沒有正式頒布的針對車用氫氣瓶的相關標準，在研制過程中通常參考車用壓縮天然氣氣瓶的相關標準。在這些標準中，對氣瓶安全泄放裝置僅進行了功能方面的規定，要求瓶閥具有溫度、壓力組合式的泄放裝置，并且瓶閥安裝在氣瓶上應通過火燒試驗。針對氫氣與天然氣在充氣過程中溫升不同的特點，將車用氫氣瓶閥安全泄放裝置的易熔合金動作溫度規定為110±10℃。

對安全泄放裝置的安全性評定為將其與氣瓶一起進行火燒試驗，通過火燒試驗即認為該安全泄放裝置能夠滿足安全性要求。車用氫氣瓶的安全泄放裝置安裝在氣瓶閥的閥體上，非常接近氣瓶瓶口端面，與另一瓶口端面的距離為氣瓶的長度。對于大容積車用氫氣瓶，氣瓶長度一般不小于1800mm。

一方面，在進行火燒試驗時，因火焰長度僅為1650mm，因此安全泄放裝置位于火場外部。而對于碳纖維全纏繞復合氣瓶，復合材料層的導熱性能較差。試驗過程中，瓶閥處的溫度無法達到易熔合金的動作溫度，安全泄放裝置無法開啟，導致氣瓶爆炸。同時，在車用氫氣瓶的實際使用時，車內著火的情況干差萬別，火場情況不一定滿足火燒試驗時火焰長度為1650mm的條件。日本的實體試驗證明，局部火燒試驗導致車用氫氣瓶爆炸。

另一方面，車用氫氣瓶內氫氣的充、放均通過瓶口閥完成。在充氣過程中，瓶內氫氣因被壓縮溫度升高，瓶閥端的溫度最高。實測結果證明，充氣過程中，介質溫度可以達到85℃。因此為了防止在充氣過程中安全泄放裝置開啟，導致誤動作，不能降低易熔合金的動作溫度。為了防止充氣過程中瓶內氣體溫升過高，達到易熔合金的動作溫度，還需實時監控瓶內氣體溫度。

安裝在瓶口處的安全泄放裝置存在安全隱患，對于長度超過1650mm的氣瓶不能對外界溫度的升高做出迅速響應，易受瓶內氣體溫度波動影響。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術中存在的問題而設計提供了一種高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其目的是使車用氫氣瓶能夠順利通過火燒試驗，保證當氣瓶處于任意火場條件下都能夠快速釋放出瓶內儲存的介質，防止氣瓶發生爆破，并且降低瓶內氣體溫度波動對其的影響。避免因氣瓶瓶體長度較大造成的安全泄放裝置不能打開及受瓶內氣體溫升影響造成的安全泄放裝置誤動作。

本發明的目的是通過以下措施來實現的：

該高壓大容積車用碳纖維全纏繞鋁膽氫氣瓶安全泄放裝置，其特征在于：在鋁膽復合氣瓶的瓶口通過螺紋連接到連接堵頭的一端，連接堵頭的中心處加有一通孔，連接堵頭的另一端呈錐形開口狀，在開口處設置一個具有彈性的球形堵頭，外套螺母與連接堵頭的另一端并將球形堵頭壓緊并固定，球形堵頭的中心處也加工有一連接孔，其前端與通孔連通，其后端連接泄壓管，泄壓管的另一端也連接一個中心帶有連接孔的彈性球形堵頭，并通過外套螺母固定連接到泄放裝置上。

針對大容積車用氫氣瓶通常為兩端開口的結構特點，在按照標準規定對瓶口閥裝配安全泄放裝置的基礎上，本發明技術方案是從氣瓶另一端的堵頭處引出一根高壓管，將瓶內氣體引至氣瓶的外部瓶壁處，在該處布置一個安全泄放裝置。

附圖說明

圖1為帶有本發明裝置的鋁膽氫氣瓶的結構示意圖

圖2為本發明裝置的結構示意圖

具體實施方式

以下針結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步地詳述：