專利名稱：用于壓力容器的溫度調(diào)節(jié)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及中空容器，且更具體地涉及具有外部殼體、內(nèi)部殼體、以及與流體源流體連通的溫度調(diào)節(jié)裝置的中空壓力容器，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在壓力容器的外部殼體和內(nèi)腔之間以利于殼體的溫度控制。
背景技術(shù)：
燃料電池已經(jīng)作為用于電動車輛和其它應用的功率源提出。在質(zhì)子交換膜(PEM) 類型燃料電池中，氫作為燃料供應給燃料電池的陽極，氧作為氧化劑供應給燃料電池的陰極。多個燃料電池在燃料電池堆中堆疊在一起以形成燃料電池系統(tǒng)。燃料通常存儲在設置在機動車底架上的中空壓力容器中，例如燃料箱。壓力容器通常是多層的且至少包括內(nèi)部殼體和外部殼體。所述內(nèi)部殼體可以使用多種已知方法制造，包括機加工；滾軋成形；噴射模制；擠壓吹塑成形；吹塑成形；旋轉(zhuǎn)模制；等等。內(nèi)部殼體通過借助于聚合物樹脂將至少一個凸臺設置在模腔中、加熱模同時旋轉(zhuǎn)從而使得樹脂熔融并涂覆模腔的壁、冷卻模并移開已模制內(nèi)部殼體而使用旋轉(zhuǎn)模塑方法形成。完成的內(nèi)部殼體在其端部處固定到至少一個凸臺。為了形成外部殼體，已模制內(nèi)部殼體通常經(jīng)受絲繞工藝。在絲繞工藝之后，外部殼體在壓力容器初始加壓之前可能需要大量的固化時間?？赏ㄟ^將壓力容器的外表面暴露于升高的溫度而減少壓力容器的固化時間。在固化期間的升高的溫度可不希望地增加內(nèi)部殼體的延展性。因此，可限制固化溫度，尤其是內(nèi)腔所暴露的固化溫度。固化時間也增加制造壓力容器的成本。壓力容器的一些部分可能需要附加的纏繞，從而導致外部殼體的一部分具有比其余部分更大的厚度。因而，增加了外部殼體的該部分的較大厚度的固化時間。內(nèi)部殼體的溫度的劇烈變化可限制往返壓力容器的燃料傳輸速率。因此，控制系統(tǒng)可調(diào)節(jié)往返壓力容器的傳輸速率以緩解壓力容器的溫度的劇烈變化。在加壓期間，當壓力容器的內(nèi)容物達到具體密度時，壓力容器可以可認為是“滿的”。隨著加壓期間壓力容器內(nèi)的溫度增加，內(nèi)容物達到具體密度所需的壓力量也增加。因此，在壓力容器內(nèi)的溫度增加時，可能花費過多能量來加壓壓力容器，直到內(nèi)容物達到具體
也/又。外部殼體的存在可能不希望地增加壓力容器的補給燃料時間。當氫或其它燃料以高達12690 psi (875 bar)的壓力傳輸?shù)綁毫θ萜鞯膬?nèi)腔時，壓力容器內(nèi)的溫度增加。外部殼體(通常由導熱差的材料制成)隔離內(nèi)部殼體。因而，到內(nèi)腔的燃料傳輸速率可能被限制，從而增加壓力容器的補給燃料時間。外部殼體的存在可能不希望地減少來自于壓力容器的燃料傳輸速率。當氫或其它燃料從壓力容器的內(nèi)腔快速移除時，壓力容器內(nèi)的溫度下降。外部殼體(通常由導熱差的材料制成)隔離內(nèi)部殼體。外部殼體防止壓力容器內(nèi)的燃料從周圍環(huán)境吸取能量。因而，外部殼體可能限制來自于內(nèi)腔的燃料傳輸速率。
將期望開發(fā)具有外部殼體、內(nèi)部殼體以及溫度調(diào)節(jié)裝置的中空壓力容器，所述溫度調(diào)節(jié)裝置適合于在壓力容器操作期間調(diào)節(jié)內(nèi)部殼體的溫度且在壓力容器制造期間減少固化時間。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)具有外部殼體、內(nèi)部殼體以及溫度調(diào)節(jié)裝置的中空壓力容器，所述溫度調(diào)節(jié)裝置適合于調(diào)節(jié)內(nèi)部殼體的溫度。在一個實施例中，所述容器包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體；圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、設置在所述中空內(nèi)部殼體中、以及設置在外部殼體中；以及凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封，所述流體管道和溫度調(diào)節(jié)裝置與溫度控制系統(tǒng)流體連通。在另一個實施例中，所述容器包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體；圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、以及設置在所述中空內(nèi)部殼體中；凸臺， 所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述溫度調(diào)節(jié)裝置、所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。在另一個實施例中，所述容器包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體；圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的絲繞外部殼體；設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間的多孔層； 凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述多孔層、所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。方案1. 一種容器，包括 適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體；
圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；
溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、設置在所述中空內(nèi)部殼體中、以及設置在外部殼體中；以及
凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封，所述流體管道和溫度調(diào)節(jié)裝置與溫度控制系統(tǒng)流體連通。方案2.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的外表面和外部殼體的外表面之間。方案3.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的內(nèi)表面和中空內(nèi)部殼體的外表面之間。方案4.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的外表面和外部殼體的內(nèi)表面之間。方案5.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置由多孔層形成。方案6.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的多個通道。方案7.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括管道，所述管道設置在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的通道內(nèi)。方案8.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)包括液體-液體熱交換
ο方案9.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)包括液體-空氣熱交換
ο方案10.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)包括與周圍環(huán)境流體連通的管道。方案11.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通。方案12.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述外部殼體通過絲繞工藝形成。方案13.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述中空內(nèi)部殼體通過旋轉(zhuǎn)模制工藝和吹塑成形工藝中的一種形成。方案14.根據(jù)方案1所述的容器，其中，所述中空內(nèi)部殼體由聚合物和非金屬材料中的一種形成。方案15. —種容器，包括 適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體；
圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；
溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、以及設置在所述中空內(nèi)部殼體中；
凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及
溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述溫度調(diào)節(jié)裝置、 所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。方案16.根據(jù)方案14所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括多孔層。方案17.根據(jù)方案14所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的多個通道。方案18.根據(jù)方案14所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括管道，所述管道設置在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的通道內(nèi)。方案19.根據(jù)方案14所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)包括液體-液體熱交換器。方案20. —種容器，包括
適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體； 圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的絲繞外部殼體； 設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間的多孔層；
凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及
溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述多孔層、所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。


本發(fā)明的上述以及其它益處從優(yōu)選實施例的以下詳細說明結(jié)合附圖對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見，在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括溫度調(diào)節(jié)裝置的壓力容器的部分透視圖，壓力容器的一部分以截面形式示出；
圖2是圖1所示的壓力容器的透視圖以及與壓力容器連通的溫度控制系統(tǒng)的示意性流圖，壓力容器的外部殼體部分示出；
圖3是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的壓力容器的透視圖以及與壓力容器連通的溫度控制系統(tǒng)的示意性流圖，壓力容器的外部殼體部分示出；和
圖4是根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的壓力容器的透視圖以及與壓力容器連通的溫度控制系統(tǒng)的示意性流圖，壓力容器的外部殼體部分示出。
具體實施例方式以下詳細說明和附圖描述和圖示了本發(fā)明的各個示例性實施例。所述說明和附圖用于使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，且不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖1和2示出了中空壓力容器10，其具有中空內(nèi)部殼體12、凸臺14、多孔層16和外部殼體18。容器10具有大致圓柱形形狀且適合于保存加壓流體(未示出)。應當理解的是，容器10可根據(jù)期望具有任何形狀。加壓流體可以是任何流體，例如氣體、液體以及液體和氣體兩者。容器10的內(nèi)部殼體12是適合于存儲加壓流體的中空箱。內(nèi)部殼體12通常由聚合材料制成。然而，可以使用任何其它可成形材料。內(nèi)部殼體12是大致“膠囊”形，包括中空直圓柱體作為中間部分以及設置在其相對端的兩個中空半球。可以使用內(nèi)部殼體12的其它形狀，例如長球、其它橢球或其它形狀。內(nèi)部殼體12的內(nèi)表面20限定容器10的內(nèi)部容積。內(nèi)部殼體12通過噴射模制、旋轉(zhuǎn)模制、吹塑模制、拉坯噴射模制、熱成形或任何其它合適工藝中的一種形成。內(nèi)部殼體12包括形成容器開口 M的中空頸部22。如圖所示，中空頸部22是中空直圓柱體，但是可以使用其它形狀。凸臺14在其第一端沈處設置在內(nèi)部殼體12的外表面25的一部分上。凸臺14是封裝中空頸部22的獨立制造的結(jié)束部分(finish)。凸臺14通常定形為適合具體封蓋且包括鄰接中空內(nèi)部殼體12的凸緣部分27。容器10可以根據(jù)期望包括單個凸臺或多個凸臺。 凸臺14包括在其外表面四上形成的環(huán)形凸起觀。凸起觀適合于鄰接外部殼體18，從而相對于容器10緊固凸臺14。凸臺14的外表面四或內(nèi)表面30可以帶螺紋，以接收軟管、 噴嘴、管道或用于流體連通的其它裝置的一部分(未示出)。還應當理解的是，凸臺14可以由任何常規(guī)材料形成，例如塑料、鋼、鋼合金或鋁。凸臺14包括在其中形成的流體管道31。 流體管道31利于凸臺14的精加工端部和凸緣部分27之間的流體連通。容器10可根據(jù)期望包括兩個流體管道31 (如圖所示)或者更多或更少流體管道31。凸臺14根據(jù)期望還可以是適合于將容器10錨定到另一個結(jié)構(gòu)或卸壓裝置的盲凸臺。
多孔層16設置在內(nèi)部殼體12的外表面25的至少一部分上以形成溫度調(diào)節(jié)裝置。 在內(nèi)部殼體12的第一端沈處，多孔層16鄰接凸臺14的凸緣部分27且經(jīng)由流體管道31 與溫度控制系統(tǒng)32流體連通，如圖2所示。可以使用在其中包括孔的任何常規(guī)不腐蝕材料來形成多孔層16，例如玻璃纖維墊、燒結(jié)金屬、結(jié)合金屬網(wǎng)、編織布和多孔泡沫。還可以使用任何其它防撞多孔材料。多孔層16可以包括在其中形成的流體屏障。流體屏障可以通過熱壓多孔層16的一部分或者通過用在固化時大致不可滲透的材料浸漬多孔層16而在多孔層16中形成。替代地，當多孔層16設置在外表面25的該部分上時，流體屏障可以通過內(nèi)部殼體12和外部殼體18之間接觸而形成。容器10的外部殼體18設置在多孔層16和內(nèi)部殼體12上。如圖所示，外部殼體 18的內(nèi)表面34大致鄰接多孔層16。外部殼體18在容器10的第一端沈處與凸臺14結(jié)合。 外部殼體18可以使用絲繞工藝形成。如果外部殼體18使用絲繞工藝形成，那么外部殼體 18可以根據(jù)期望由碳纖維、玻璃纖維、復合纖維和具有樹脂涂層的纖維形成。外部殼體18 還可以由任何可模制材料形成，例如金屬和塑料。應當理解的是，用于形成外部殼體18的材料可以基于用于將外部殼體18附連到內(nèi)部殼體12的工藝、容器10的用途、以及存儲在容器10中的流體的屬性來選擇。溫度控制系統(tǒng)32管理到多孔層16和來自于多孔層16的流體流。多孔層16與溫度控制系統(tǒng)32流體連通且形成容納流體的閉環(huán)系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)32包括泵36、供應管道38、排出管道40和熱交換器42。在所示實施例中，溫度控制系統(tǒng)32鄰近容器10設置，但是可以使用任何位置。作為非限制性示例，溫度控制系統(tǒng)32可以設置在車輛的底架上(容器10包含在底架中)、車輛的內(nèi)艙或容器10的外部殼體18上。替代地，溫度控制系統(tǒng)32 可以設置在燃料供應裝置中。泵36是本領(lǐng)域已知的流體傳輸泵，其中，泵36將流體傳輸通過所述閉環(huán)系統(tǒng)。如圖所示，泵36設置在供應管道38中，但是泵36可以設置在與閉環(huán)系統(tǒng)流體連通的任何位置。泵36與控制器44電連通，控制器44通常從至少一個溫度傳感器46或其它傳感器類型接收信息。所述至少一個溫度傳感器46可以設置在容器10上以測量其溫度或者可以設置在車輛上以測量環(huán)境溫度。供應管道38和排出管道40是本領(lǐng)域已知的流體管道。供應管道38利于熱交換器42和多孔層16之間的流體連通。排出管道40利于多孔層16和熱交換器42之間的流體連通。熱交換器42是本領(lǐng)域已知的熱交換器。如圖所示，熱交換器42是液體-液體熱交換器，包括第一管道和第二管道，所述管道由傳導屏障隔開，但是可以使用任何類型的熱交換器。第一管道與供應管道38和排出管道40流體連通。第二管道與外部流體源流體連
ο圖3是與圖1和2所示類似的本發(fā)明另一個實施例。關(guān)于圖1和2的說明的類似結(jié)構(gòu)的附圖標記在圖3中以單引號(’)重復。容器10’包括溫度調(diào)節(jié)裝置，溫度調(diào)節(jié)裝置與內(nèi)部殼體12’ 一體形成且在內(nèi)部殼體12’的內(nèi)表面20’和外表面25’之間。溫度調(diào)節(jié)裝置是在內(nèi)部殼體12’的外表面25’中形成的多個通道50。所述多個通道50在內(nèi)部殼體12’的第一側(cè)上形成。所述多個通道50 沿內(nèi)部殼體12’的長度延伸，然后在內(nèi)部殼體12’的第二側(cè)上沿內(nèi)部殼體12’的長度繼續(xù)。所述多個通道50可以在內(nèi)部殼體12’制造期間通過與所述多個通道50相對應的模型或者通過在形成內(nèi)部殼體12’之后去除與所述多個通道50相對應的內(nèi)部殼體12’部分的第二工藝而在內(nèi)部殼體12’中形成。形成所述多個通道50的每個通道可具有矩形截面、三角形截面、半圓形截面或其它截面。所述多個通道50與流體管道31’流體連通。所述多個通道 50靠近流體管道31’形成歧管區(qū)域，以利于它們之間的流體連通。替代地，與內(nèi)部殼體12’ 一體形成的溫度調(diào)節(jié)裝置可以是在內(nèi)部殼體12’上形成的多個凸起。內(nèi)部殼體12’可包括與其一體形成的流體屏障。脊臺或者多個脊臺在內(nèi)部殼體12’上且在形成所述多個通道50 的每個通道之間形成，與外部殼體18’接觸的每個脊臺可以形成流體屏障。溫度控制系統(tǒng)52管理到所述多個通道50和來自于所述多個通道50的流體流。溫度控制系統(tǒng)52與周圍環(huán)境流體連通。與溫度控制系統(tǒng)52流體連通的所述多個通道50形成開環(huán)系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)60包括入口 53、鼓風機M、供應管道38’、排出管道40’和出口 55。溫度控制系統(tǒng)52鄰近容器10’設置，但是可以使用任何位置。作為非限制性示例，溫度控制系統(tǒng)52可以設置在車輛的底架上(容器10’包含在底架中)、車輛的內(nèi)艙或容器10’ 的外部殼體18’上。替代地，溫度控制系統(tǒng)52可以設置在燃料供應裝置中。入口 53和出口 M分別利于周圍環(huán)境與供應管道38’以及排出管道40’之間的流體連通。通常，入口 53和出口 54被隔開。入口 53可以是沖壓空氣入口。入口 53和出口 M可以根據(jù)期望是供應管道38’以及排出管道40’的結(jié)束部分、具有在其中形成的孔的中空本體或其它結(jié)構(gòu)。入口 53可包括在其中設置的空氣過濾器(未示出)。鼓風機M是本領(lǐng)域已知的風扇，其中，鼓風機M將空氣傳輸通過開環(huán)系統(tǒng)。如圖所示，鼓風機M設置在供應管道38’中，但是鼓風機M可以設置在與開環(huán)系統(tǒng)流體連通的任何位置。鼓風機M與控制器44’電連通，控制器44’從至少一個溫度傳感器46或其它傳感器類型接收信息。所述溫度傳感器46’可以設置在容器10’上以測量其溫度或者可以設置在車輛上以測量環(huán)境溫度。供應管道38’和排出管道40’是本領(lǐng)域已知的流體管道。供應管道38’利于入口 53和所述多個通道50之間的流體連通。排出管道40’利于所述多個通道50和出口 55之間的流體連通。圖4是與圖1和2所示類似的本發(fā)明另一個實施例。關(guān)于圖1和2的說明的類似結(jié)構(gòu)的附圖標記在圖3中以雙引號(’’)重復。容器10’’包括溫度調(diào)節(jié)裝置，溫度調(diào)節(jié)裝置設置在內(nèi)部殼體12’’的內(nèi)表面20’’ 和外表面25’’之間的通道中。溫度調(diào)節(jié)裝置是管道56。如圖所示，管道56設置在管道通道58中，管道通道58以蜿蜒方式沿內(nèi)部殼體12’ ’的第一側(cè)在外表面25’ ’中形成，在以類似方式在內(nèi)部殼體12’’的第二側(cè)上返回第一端沈’’之前，沿容器的長度延伸，但是可以使用任何其它型式，例如在內(nèi)部殼體12’’的單側(cè)中形成的螺旋形型式或通道。管道56形成為與管道通道58大致對應。此外，可以使用多個通道。管道56可以由金屬、聚合物或任何其它防撞和抗腐蝕材料形成。管道56與流體管道31’’流體連通。管道56包括設置在多個管道通道58中的歧管(未示出)，以利于多個管道和流體管道31’’之間的流體連通。管道56還可以一體形成到內(nèi)部殼體12’ ’、外部殼體18’ ’、或內(nèi)部殼體12’ ’和外部殼體18’ ’ 兩者中。溫度控制系統(tǒng)60管理到管道56和來自于管道56的流體流。與溫度控制系統(tǒng)60流體連通的管道56形成容納流體的閉環(huán)系統(tǒng)。溫度控制系統(tǒng)60包括泵36’ ’、供應管道 38’’、排出管道40’’和被動熱交換器62。溫度控制系統(tǒng)60鄰近容器10’’設置，但是可以使用任何位置。作為非限制性示例，溫度控制系統(tǒng)60可以設置在車輛的底架上(容器10’， 包含在底架中)、車輛的內(nèi)艙或容器10’’的外部殼體18’’上。替代地，溫度控制系統(tǒng)60可以設置在燃料供應裝置中。泵36’’是本領(lǐng)域已知的流體傳輸泵，其中，泵36’’將流體傳輸通過所述閉環(huán)系統(tǒng)。如圖所示，泵36’’設置在供應管道38’’中，但是泵36’’可以設置在與閉環(huán)系統(tǒng)流體連通的任何位置。泵36’ ’與控制器44’ ’電連通，控制器44’ ’從至少一個溫度傳感器46’ ’ 或其它傳感器類型接收信息。溫度傳感器46’，可以設置在容器10’，上以測量其溫度或者可以設置在車輛上以測量環(huán)境溫度。供應管道38’ ’和排出管道40’ ’是本領(lǐng)域已知的流體管道。供應管道38’ ’利于被動熱交換器62和管道56之間的流體連通。排出管道40’ ’利于管道56和被動熱交換器 62之間的流體連通。被動熱交換器62是本領(lǐng)域已知的熱交換器。如圖所示，熱交換器62是液體-空氣熱交換器，包括以波狀方式通過多個傳導片材的主管道，但是可以使用任何類型的熱交換器。主管道與供應管道38’’和排出管道40’’流體連通。在使用中，分別包括多孔層16、所述多個通道50和管道56中的一種的容器10、 10’、10’’可用于在壓力容器10、10’、10’，的操作期間調(diào)節(jié)內(nèi)部殼體12、12’、12’，的溫度且在壓力容器10、10’、10’’的制造期間減少固化時間。在容器10、10’、10’’的初始加壓和再裝填期間，溫度調(diào)節(jié)裝置和溫度控制系統(tǒng) 32,52,60協(xié)作以降低內(nèi)部殼體12、12，、12，’的溫度。在溫度傳感器46、46，、46，，檢測到容器10、10，、10，，溫度升高之后，致動泵36、36”或鼓風機M。溫度控制系統(tǒng)32和多孔層16中的流體由泵36循環(huán)。通過與供應管道38流體連通的流體管道31進入多孔層16的流體分散通過多孔層16的孔，最終通過與排出管道40 流體連通的流體管道31離開多孔層16。流體可以通過在其中形成的流體屏障朝與排出管道40流體連通的流體管道31引導。由于在加壓期間容器10具有升高溫度，在排出管道40 中離開容器10的流體具有比在供應管道38中進入容器10的流體更高的溫度。在進入熱交換器42之后，流體中的熱量傳遞給第二管道且從溫度控制系統(tǒng)32移除。例如，第二管道可以是車輛冷卻系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)或流體貯存器的一部分。流體以較低溫度離開熱交換器42 且由泵36再循環(huán)。應當注意的是，包括多孔層16的容器10還可以與溫度控制系統(tǒng)52、60 一起使用。溫度控制系統(tǒng)32、52、60也可以用于以類似方式加熱容器10。在溫度控制系統(tǒng)52和所述多個通道50中采用的流體由鼓風機52強制通過開環(huán)系統(tǒng)。通過與供應管道38’流體連通的流體管道31’進入所述多個通道的流體在內(nèi)部殼體 12’的第一側(cè)上流經(jīng)每個通道，最終通過與排出管道40’流體連通的流體管道31’在內(nèi)部殼體12’的第二側(cè)上離開所述多個通道50。由于在加壓期間容器10’具有升高溫度，在排出管道40’和出口 55中離開容器10’的流體具有比在供應管道38’和入口 53中進入容器 10’的流體更高的溫度。在離開出口 55之后，流體中的熱量傳遞給周圍環(huán)境且從溫度控制系統(tǒng)52移除。應當注意的是，包括所述多個通道50的容器10’還可以與溫度控制系統(tǒng)32、 60 一起使用。溫度控制系統(tǒng)32、52、60也可以用于以類似方式加熱容器10’。
溫度控制系統(tǒng)60和管道56中的流體由泵36’，循環(huán)。通過與供應管道38’，流體連通的流體管道31’’進入管道56的流體在內(nèi)部殼體12’’的第一側(cè)上流經(jīng)管道56，之后在內(nèi)部殼體12’ ’的第二側(cè)上繼續(xù)，最終通過與排出管道40’ ’流體連通的流體管道31’ ’在內(nèi)部殼體12’’的第二側(cè)上離開管道56。由于在加壓期間容器10’’具有升高溫度，在排出管道40’，中離開容器10’，的流體具有比在供應管道38’，中進入容器10’，的流體更高的溫度。在進入被動熱交換器62之后，流體中的熱量傳遞給周圍環(huán)境且從溫度控制系統(tǒng)60移除。流體以較低溫度離開被動熱交換器62且由泵36’’再循環(huán)。應當注意的是，包括管道 56的容器10’ ’還可以與溫度控制系統(tǒng)32、52 —起使用。溫度控制系統(tǒng)32、52、60也可以用于以類似方式加熱容器10’’。溫度控制系統(tǒng)32、52、60繼續(xù)以該方式操作，直到容器10、10’、10’’的溫度下降且由溫度傳感器46、46，、46，，檢測，且泵36,36"或鼓風機M的操作由控制器44、44，、44，，停止。溫度調(diào)節(jié)裝置和溫度控制系統(tǒng)32、52、60還可以配置成加熱容器10、10’、10’’。 在容器10、10’、10’’的內(nèi)容物快速排空期間(例如，在車輛需要迅速加速時或者在容器10、 10，、10”維修期間)，溫度調(diào)節(jié)裝置和溫度控制系統(tǒng)32、52、60協(xié)作增加內(nèi)部殼體12、12’、 12，，的溫度。在溫度傳感器46、46’、46’ ’檢測到容器10、10’、10’ ’溫度下降時，致動泵36、 36”或鼓風機M。增加容器10、10’、10’，的溫度還可以允許容器10、10’、10’，的制造時間減少。為了在容器10、10’、10’，的制造期間減少外部殼體18、18’、18’，的固化時間，可以使用與溫度控制系統(tǒng)32、52、60類似的制造溫度控制系統(tǒng)。在外部殼體18、18’、18’’設置在多孔層 16、所述多個通道50和管道56中的一種以及內(nèi)部殼體12、12’、12’’上之后，制造溫度控制系統(tǒng)附連到與流體管道31、31，、31，，流體連通的凸臺14、14，、14，，。溫度控制系統(tǒng)32和多孔層16中的流體由泵36循環(huán)。通過與供應管道38流體連通的流體管道31進入多孔層16的流體分散通過多孔層16的孔，最終通過與排出管道40 流體連通的流體管道31離開多孔層16。流體可以通過在其中形成的流體屏障朝與排出管道40流體連通的流體管道31引導。由于外部殼體18從流體吸熱，因而減少固化時間。因此，在排出管道40中離開容器10的流體具有比在供應管道38中進入容器10的流體更低的溫度。在進入熱交換器42之后，第二管道中的熱量傳遞給流體。流體以較高溫度離開熱交換器42且由泵36再循環(huán)。在溫度控制系統(tǒng)52和所述多個通道50中的流體由鼓風機52循環(huán)。熱源(未示出) 可設置在入口 53附近以加熱進入其中的流體。通過與供應管道38’流體連通的流體管道 31’進入所述多個通道的流體在內(nèi)部殼體12’的第一側(cè)上沿外表面25’流經(jīng)每個通道，最終通過與排出管道40’流體連通的流體管道31’在內(nèi)部殼體12’的第二側(cè)上離開所述多個通道50。由于外部殼體18’從流體吸熱，因而減少固化時間。因此，在排出管道40’中離開容器10’的流體具有比在供應管道38’中進入容器10’的流體更低的溫度。溫度控制系統(tǒng)60和管道56中的流體由泵36’ ’循環(huán)。通過與供應管道38’ ’流體連通的流體管道31’’進入管道56的流體在內(nèi)部殼體12’’的第一側(cè)上流經(jīng)管道56，之后在內(nèi)部殼體12’ ’的第二側(cè)上繼續(xù)，最終通過與排出管道40’ ’流體連通的流體管道31’ ’在內(nèi)部殼體12’’的第二側(cè)上離開管道56。由于外部殼體18’’從流體吸熱，因而減少固化時間。因此，在排出管道40’’中離開容器10’’的流體具有比在供應管道38’’中進入容器10’’ 的流體更低的溫度。在進入被動熱交換器62之后，來自于周圍環(huán)境的熱量傳遞給進入溫度控制系統(tǒng)60的流體。流體以較高溫度離開被動熱交換器62且由泵36’ ’再循環(huán)。溫度控制系統(tǒng)32、52、60繼續(xù)以該方式操作預定時間量，或者直到外部殼體18、 18，、18，，被固化。本領(lǐng)域技術(shù)人員從前述說明能夠容易地確定本發(fā)明的實質(zhì)特征，且在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明作出各種變化和修改以使之適合于各種用途和條件。
權(quán)利要求
1.一種容器，包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體； 圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、設置在所述中空內(nèi)部殼體中、以及設置在外部殼體中；以及凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封，所述流體管道和溫度調(diào)節(jié)裝置與溫度控制系統(tǒng)流體連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的外表面和外部殼體的外表面之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的內(nèi)表面和中空內(nèi)部殼體的外表面之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置設置在中空內(nèi)部殼體的外表面和外部殼體的內(nèi)表面之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置由多孔層形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的多個通道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括管道，所述管道設置在中空內(nèi)部殼體的外表面中形成的通道內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容器，其中，所述溫度控制系統(tǒng)包括液體-液體熱交換器。
9.一種容器，包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體； 圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的外部殼體；溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置根據(jù)以下至少一種方式設置設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間、以及設置在所述中空內(nèi)部殼體中；凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述溫度調(diào)節(jié)裝置、 所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。
10.一種容器，包括適合于存儲流體的中空內(nèi)部殼體； 圍繞所述中空內(nèi)部殼體形成的絲繞外部殼體； 設置在所述中空內(nèi)部殼體和外部殼體之間的多孔層；凸臺，所述凸臺包括在其中形成的流體管道，所述凸臺設置在中空內(nèi)部殼體上且在它們之間形成大致不透流體的密封；以及溫度控制系統(tǒng)，所述溫度控制系統(tǒng)與至少一個溫度傳感器電連通，所述多孔層、所述流體管道和所述溫度控制系統(tǒng)形成閉環(huán)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于壓力容器的溫度調(diào)節(jié)裝置。公開了一種壓力容器，所述壓力容器具有外部殼體、內(nèi)部殼體以及溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置適合于在壓力容器操作期間調(diào)節(jié)存儲在內(nèi)部殼體中的流體溫度且在壓力容器制造期間最小化固化時間。
文檔編號F16J12/00GK102213314SQ20111008181
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者L·斯特拉克, M·林納 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司