氫存儲(chǔ)箱的制作方法
【專利摘要】安全氣囊存儲(chǔ)箱(1)，其包括至少一個(gè)腔室(2)，所述腔室包括由金屬制成的壁(2')并且至少含有氫氣，其特征在于，所述腔室包括應(yīng)用至所述金屬壁的至少一表面部分的鐵氧化物涂層(4)。
【專利說(shuō)明】氫存儲(chǔ)箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及一種具有改進(jìn)的使用壽命的可靠存儲(chǔ)箱。

【背景技術(shù)】
[0002]用作例如包含用于給安全氣囊充氣的推進(jìn)劑的煙火和混合氣體發(fā)生器的存儲(chǔ)箱是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。然而，推進(jìn)劑是昂貴的產(chǎn)品，而且它產(chǎn)生廢水和需要過(guò)濾的熱顆粒。因此，提出使用更便宜的原材料和既不產(chǎn)生顆粒也不產(chǎn)生廢水的存儲(chǔ)箱是有用的?，F(xiàn)有技術(shù)描述了使用氧氣和氫氣的存儲(chǔ)箱，氧氣和氫氣各自被限定在具有金屬壁的腔室中或者兩者共同被限定在單一的儲(chǔ)氣室中。這些箱體的問(wèn)題是，當(dāng)與鋼接觸時(shí)，被束縛在金屬腔室中的氫傾向于發(fā)生離解，使得其可以通過(guò)擴(kuò)散穿過(guò)金屬壁逸出并在壁的另一側(cè)上重新結(jié)合。這樣的箱體可能會(huì)失去它們的充氣能力，并且不再滿足汽車制造商規(guī)定的性能標(biāo)準(zhǔn)。
[0003]專利公開(kāi)內(nèi)容US2010/0024926描述了涂有通過(guò)鍍鋅形成的保護(hù)層的金屬，該保護(hù)層保護(hù)金屬不接觸氫，達(dá)到增加金屬的耐延遲斷裂的目的。與此相反，專利公開(kāi)內(nèi)容US7514153描述了涂覆金屬表面的方法，該方法包括在表面上鍍鋅-鎳合金，以提供抵抗氫氣以及由此抵抗腐蝕的保護(hù)，防止因采用所述方法時(shí)釋放出氫而引起的脆化。然而，這些公開(kāi)內(nèi)容主要涉及在金屬上形成保護(hù)層的該金屬的脆化，而且沒(méi)有提供針對(duì)上述氫氣氣密性問(wèn)題的解決方案。此外這些方法可能會(huì)產(chǎn)生排放物，該排放物使可能隨后會(huì)在處理過(guò)的表面上形成的焊接降解。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是對(duì)上述提到的現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)內(nèi)容的缺點(diǎn)作出回應(yīng)，并且特別地，首先提出設(shè)置有具有改進(jìn)的氫氣氣密性的腔室的可靠存儲(chǔ)箱。
[0005]為此，本發(fā)明的第一方面涉及一種存儲(chǔ)箱，其包括至少一個(gè)腔室，所述腔室設(shè)置有金屬壁并且至少含有氫氣，其特征在于，所述腔室具有設(shè)置在所述金屬壁的至少一表面部分上的鐵氧化物涂層。涂層從而防止氫原子擴(kuò)散穿過(guò)金屬壁。
[0006]在一個(gè)特別有用的版本中，所述涂層由Fe3O4組成。因此，所述涂層相比于其他金屬氧化物提供改善的穩(wěn)定性，同時(shí)提高了不可滲透性，并賦予部件好看的外觀，從而減少了灰塵以及裝配線上與清潔相關(guān)的操作。此外，當(dāng)處理過(guò)的部件被焊接(例如通過(guò)摩擦或電阻焊接)時(shí)Fe304涂層不會(huì)引起問(wèn)題。
[0007]有利地，所述涂層被設(shè)置在所述金屬壁的內(nèi)表面上。因而氫不會(huì)穿透所述金屬壁，并且不會(huì)造成污染或脆化。
[0008]或者，所述涂層被設(shè)置在所述金屬壁的內(nèi)表面和外表面兩者上。因此，涂層可以更容易地通過(guò)處理(例如浸泡)整個(gè)金屬部件制得。此外，相比于單層，氣密性被進(jìn)一步提高。
[0009]有利地，存儲(chǔ)箱存在于安全氣囊氣體發(fā)生器中。因此，能夠獲得具有改進(jìn)的氫氣氣密性的安全氣囊氣體發(fā)生器。
[0010]在一個(gè)特別有用的版本中，所述涂層被設(shè)置在至少一表面部分上，從而限制氣體發(fā)生器在15年期間的性能下降的最大值為10%。因此，成本可以被降低，并且使制造涂層的過(guò)程變得容易，在所述過(guò)程中是不需要涂覆習(xí)鉆的位置，也沒(méi)有在其中進(jìn)行這樣的處理是禁忌的區(qū)域，例如為組裝的目的。
[0011]有利地，所述腔室還含有惰性氣體。由此泄漏可以被容易地檢測(cè)到。
[0012]有利地，所述腔室由焊接在一起的兩個(gè)部分組成。這可以使得制造存儲(chǔ)箱的過(guò)程變?nèi)菀住?br> [0013]有利地，所述涂層設(shè)置在所述兩個(gè)部分之一的全部?jī)?nèi)表面和/或外表面上。因此制造箱體的過(guò)程還可以進(jìn)一步得到簡(jiǎn)化。
[0014]在一個(gè)特別有用的版本中，所述層具有0.1 μ m-2 μ m的厚度。因而可以通過(guò)略微地減少箱體的體積確保對(duì)氫的不可滲透性。
[0015]在一個(gè)還更有益的版本中，所述層具有0.1 μ m-Ο.5μπι的厚度。因而可以通過(guò)更加略微地減少箱體的體積確保對(duì)氫的不可滲透性。
[0016]本發(fā)明的第二方面涉及包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的存儲(chǔ)箱的安全氣囊模塊。
[0017]本發(fā)明的第三方面涉及設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的存儲(chǔ)箱的車輛。
[0018]本發(fā)明的第四方面涉及設(shè)置有根據(jù)本發(fā)明的第一方面的存儲(chǔ)箱的燃料電池。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)閱讀下文列出的對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清晰可見(jiàn)，所述實(shí)施方案通過(guò)非限制性示例的方式提供并通過(guò)所附的附圖例示，其中:
[0020]圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明的第一方面的存儲(chǔ)箱。

【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1描繪了在本實(shí)施例中存在于安全氣囊氣體發(fā)生器中的存儲(chǔ)箱1，所述存儲(chǔ)箱包括點(diǎn)火器5、含氫的腔室2和含氧的腔室3，每個(gè)腔室都具有優(yōu)選由符合標(biāo)準(zhǔn)ΕΝ1019的高屈服點(diǎn)鋼制成的鋼隔離壁2’、3’，將氣體束縛在相應(yīng)的腔室2、3中。在未描繪的替代實(shí)施方案中，腔室2還可以包含用于檢測(cè)任意泄漏的惰性氣體，抑或氧氣。
[0022]如在圖1中可見(jiàn)，含氫的腔室2氫氣由在固定線23處、例如通過(guò)摩擦焊接固定在一起的兩個(gè)部分21和22組成。
[0023]如上所述，與鋼接觸的氫傾向于發(fā)生離解，使得其可以通過(guò)擴(kuò)散穿過(guò)金屬壁逸出并在壁的另一側(cè)上重新結(jié)合。為了防止這種情況，對(duì)腔室2的第一部分21的表面進(jìn)行黑色氧化處理，從而在所述第一部分21的整個(gè)內(nèi)表面上，如圖1中所示，并因此在氫腔室2的部分內(nèi)表面上形成涂層4?；蛘撸M管這并未在圖中描繪，通過(guò)將整個(gè)待處理的工件(即第一部分21)例如按照DIN-50938浸入浴中，可以在第一部分21的內(nèi)表面和外表面兩者上形成該涂層4。
[0024]所述涂層是鐵氧化物，如Fe2O3或優(yōu)選更穩(wěn)定的Fe304。由于任何的表面處理都會(huì)引起額外的費(fèi)用，因此僅處理需要符合要求的表面是有利的。待被處理的表面的量通常將取決于幾個(gè)因素，例如被束縛在腔室中的氣體的量，氣體的儲(chǔ)存壓力，抑或該腔室的形狀。盡管如此，仍通常希望以這樣的方式處理表面:使得該發(fā)生器在15年后的性能下降低于10%。理想地，以這樣的方式處理表面:使得所述涂層的厚度為0.1μπι-2μπι，優(yōu)選為
0.1μπι-0.5μπι?？梢酝ㄟ^(guò)電子掃描顯微鏡測(cè)量涂層的厚度。
[0025]圖1還示出了例如通過(guò)焊接(例如通過(guò)摩擦或電阻焊接)被固定在腔室2上的螺栓6，無(wú)論該腔室是否被涂覆，涂覆不會(huì)損害焊接。雖然未被描繪，另一個(gè)螺栓也可被固定在另一個(gè)腔室3上。
[0026]然而，本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施方案，并且存儲(chǔ)箱可能例如存在于燃料電池的一部分中，或存在于隨車攜帶的旨在輸送氫抑或儲(chǔ)存氫以協(xié)助推進(jìn)的箱體中。
[0027]或者，所述存儲(chǔ)箱也可以僅僅是臨時(shí)存儲(chǔ)箱，例如供應(yīng)線路，目的是為了消除當(dāng)氫氣通過(guò)該線路時(shí)的任何損失。
[0028]應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離本發(fā)明的由所附權(quán)利要求書(shū)限定的范圍下，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的各式各樣的修改和/或改進(jìn)可以被應(yīng)用到在本說(shuō)明書(shū)中描述的本發(fā)明的各種實(shí)施方案，例如所述涂層的厚度可以大于一個(gè)分子，所述涂層可以由其他已知的方法形成或沉積。
【權(quán)利要求】
1.一種存儲(chǔ)箱(I)，其包括至少一個(gè)腔室(2)，所述腔室具有金屬壁(2’)并且至少含有氫氣，其特征在于，所述腔室(2)具有設(shè)置在所述金屬壁的至少一表面部分上的鐵氧化物涂層⑷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)由Fe3O4組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)被設(shè)置在所述金屬壁(2’)的內(nèi)表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)被設(shè)置在所述金屬壁(2’)的內(nèi)表面和外表面兩者上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述存儲(chǔ)箱構(gòu)成安全氣囊氣體發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)被設(shè)置在至少一表面部分上，從而限制所述氣體發(fā)生器(I)經(jīng)過(guò)15年時(shí)間的性能下降的最大值為10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述腔室(2)還含有惰性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述腔室(2)由焊接在一起的兩個(gè)部分(21，22)組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)設(shè)置在所述腔室(2)的兩個(gè)部分(21，22)之一的全部?jī)?nèi)表面和/或外表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)的厚度^ 0.1 μ m-2 μ m。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述涂層(4)的厚度 0.1 μ m_0.5 μ m。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱(I)，其特征在于，所述存儲(chǔ)箱適合于暫時(shí)存儲(chǔ)氫。
13.一種安全氣囊模塊，其設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱。
14.一種燃料電池，其設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱。
15.設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的存儲(chǔ)箱的車輛。
【文檔編號(hào)】F17C1/12GK104159793SQ201380011677
【公開(kāi)日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2013年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月2日
【發(fā)明者】R·安德森, N·赫恩奎斯特, 馬茨·約翰松, 托比亞斯·阿德魯姆 申請(qǐng)人:奧托立夫開(kāi)發(fā)公司