專利名稱：快速切換閥的系統(tǒng),燃料罐系統(tǒng),用于提供所需的質(zhì)量流的方法和燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的在流體存儲(chǔ)器上的脈沖調(diào)制的快速切換閥的系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有流體存儲(chǔ)器的燃料罐系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于提供所需的質(zhì)量流的方法和根據(jù)權(quán)利要求16所述的燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
燃料電池已知作為用于在汽車行業(yè)中的機(jī)組的能量源。在此廣泛應(yīng)用具有質(zhì)子交換膜(Proton Exchange Membrane PEM)的燃料電池，其中為燃料電池的陽(yáng)極供給作為燃料的氫氣，為陰極供給作為氧化劑的氧氣。在此，陽(yáng)極和陰極通過(guò)質(zhì)子交換膜分開(kāi)，通過(guò)該質(zhì)子交換膜交換質(zhì)子，然而質(zhì)子交換膜不能導(dǎo)電。通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，氫氣和氧氣轉(zhuǎn)化成水。由此產(chǎn)生電能，該電能通過(guò)電極分別在陽(yáng)極和陰極上獲取。在燃料電池系統(tǒng)中包括多個(gè)電串聯(lián)的燃料電池。在此，氫氣在高壓下存儲(chǔ)在流體存儲(chǔ)器中，該流體存儲(chǔ)器在車輛中安裝在盡可能受保護(hù)的位置處。隨著逐漸升高地設(shè)計(jì)填充有氫氣的流體存儲(chǔ)器的最大壓力，能減小其體積(進(jìn)而尺寸)和/或能提高利用燃料電池系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)的車輛的續(xù)駛里程。在當(dāng)今的燃料電池系統(tǒng)中，流體存儲(chǔ)器能以最大壓力700bar來(lái)填充氫氣。氫氣通過(guò)管路到達(dá)燃料電池系統(tǒng)中。進(jìn)入燃料電池系統(tǒng)中的供給壓力通常處于4bar以下，其中質(zhì)量流基于功率處于 0. 008g/sec和2. 500g/sec之間的范圍內(nèi)。由此，壓力調(diào)節(jié)閥在管路的走向中連接在流體存儲(chǔ)器和燃料電池系統(tǒng)之間，該壓力調(diào)節(jié)閥將在流體存儲(chǔ)器內(nèi)的氫氣的壓力降低為在燃料電池系統(tǒng)中的供給壓力進(jìn)而實(shí)現(xiàn)匹配。被設(shè)計(jì)用于將例如700bar的壓力降低至約10. Obar的傳統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥包括在其中導(dǎo)入氫氣的缸、活塞和閥體，其設(shè)置在缸的內(nèi)部。如果氫氣在缸的下游側(cè)的壓力小于預(yù)先確定的壓力，則活塞與復(fù)位力的方向相反沿著閥打開(kāi)方向移位，其中活塞的一個(gè)端部打開(kāi)閥體的開(kāi)口。如果氫氣在缸的下游側(cè)的壓力大于預(yù)先確定的壓力，則活塞沿著復(fù)位力的方向移位到閥閉合位置中，其中活塞的一個(gè)端部閉合閥體的開(kāi)口。在此，在活塞的面與閥體的入口之間的室中的壓力比起重要作用。該壓力與閥體的(最小)直徑或內(nèi)徑相關(guān)。內(nèi)徑越小，在閥體的出口和壓力室之間的壓差越大。設(shè)置在缸內(nèi)部的彈性元件將活塞壓入閥打開(kāi)位置中。一旦在缸的(低壓)出口上的壓力超過(guò)給定的(低)壓力，由于在特別是彈性元件的彈力、活塞在入口和出口上的面與內(nèi)徑之間的共同作用，活塞移位到閥閉合位置，其中該移位與彈性元件的施加的力的方向相反地取向。在閥閉合位置中，在缸的出口上的壓力實(shí)現(xiàn)降低為低于給定的(低)壓力的壓力，緊接著活塞沿著彈性元件的施加的力的方向移位到閥打開(kāi)位置中。閥體的移位在壓力降低驅(qū)動(dòng)期間互反地(reziproke)重復(fù)，從而在壓力調(diào)節(jié)閥的出口上以較小的波動(dòng)形成預(yù)先確定的低壓。具有作為機(jī)組的燃料電池系統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車通常包括多個(gè)燃料罐、例如四個(gè)燃料罐作為流體存儲(chǔ)器，該燃料罐通過(guò)管路彼此連接。在此，供給燃料管路通過(guò)安裝在第一燃料罐上的第一閥與第一燃料罐連接。從該第一閥開(kāi)始，第一管路引導(dǎo)至第二燃料罐的第二閥。該第二燃料罐又通過(guò)第二管路與第三燃料罐連接，等等。因此，通過(guò)在燃料罐之間的各個(gè)管路總地形成在填充有氫氣的燃料罐之間的壓力平衡。上述壓力調(diào)節(jié)閥在該系統(tǒng)的端部連接到最后的管路上并且與燃料電池形成流體連接。該布置的缺點(diǎn)是，全部管路直至壓力調(diào)節(jié)閥的入口都處于高壓下。由此，存在特別高的事故危險(xiǎn)，因?yàn)樘幱诟邏合碌墓苈芬装l(fā)生故障而變得不密封，由此不可控制的氫氣流會(huì)到達(dá)外部環(huán)境并且可能會(huì)被點(diǎn)燃。另一個(gè)缺點(diǎn)是，處于高壓下的管路是昂貴的，具有高的重量。在制造時(shí)非常復(fù)雜，且此外必須通過(guò)昂貴的密封件連接。另一個(gè)缺點(diǎn)是，該管路必須具有大的直徑，因?yàn)楸辉O(shè)計(jì)用于將最大為700bar的壓力降低至約10. Obar的壓力調(diào)節(jié)閥已經(jīng)包括一具有約3mm的內(nèi)徑的閥體。因?yàn)橛糜谡_驅(qū)動(dòng)壓力調(diào)節(jié)閥的所述大直徑在(管路的)其它分布中絕對(duì)不能減小，所以管路必須具有大的直徑，這引起了增大的管路壁。由此再次提高了管路的費(fèi)用，此外具有如此確定尺寸的管路壁的管路難以形成和鋪設(shè)。另一個(gè)缺點(diǎn)是，該壓力調(diào)節(jié)閥需要被設(shè)計(jì)用于將最大700bar的壓力降低至約 10. Obar的壓力，因此該壓力調(diào)節(jié)閥具有大體積，因此需要很多空間，并且具有高重量。已知的壓力調(diào)節(jié)閥具有約7. Ocm x7. Ocm χ 18. 6cm的體積以及為約2. 5kg的高重量。另一個(gè)缺點(diǎn)是，只有在各個(gè)燃料罐之間調(diào)節(jié)出完全的壓力平衡，壓力調(diào)節(jié)閥才能將所需的輸出壓力或正確的質(zhì)量流提供給燃料電池系統(tǒng)。該壓力平衡又與連接各個(gè)燃料罐的管路的最小的內(nèi)徑相關(guān)。最小的內(nèi)徑越大，越能更快地在各個(gè)燃料罐之間實(shí)現(xiàn)壓力平衡。 然而，各個(gè)管路的外徑也為此逐漸增加，由此再次形成高額費(fèi)用并且需要很多空間。另一個(gè)缺點(diǎn)是，單級(jí)的壓力調(diào)節(jié)閥通常設(shè)計(jì)成使得將輸入壓力調(diào)節(jié)至最少lobar。 同時(shí)為了能將壓力范圍調(diào)節(jié)在IObar以下，需要為此設(shè)計(jì)的第二壓力調(diào)節(jié)閥。由此再次需要很多空間并且產(chǎn)生了高額費(fèi)用。此外，通常在所述的壓力調(diào)節(jié)器之前需要一截止閥，該截止閥具有另外的缺點(diǎn)， 即，該截止閥具有多個(gè)交錯(cuò)運(yùn)行且具有不同的熱膨脹系數(shù)的部件。例如，密封活塞由塑料制成，而導(dǎo)向管由鋁青銅合金制成。具有熱膨脹系數(shù)不同的材料的構(gòu)件直接彼此連接、彼此鄰接或者必須彼此交錯(cuò)運(yùn)行。在此，該截止閥處于波動(dòng)范圍大的溫度下。由于例如相鄰的構(gòu)件的不同的熱膨脹系數(shù)，這些構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形，由此可能會(huì)出現(xiàn)功能故障直至各個(gè)部件彼此卡死。在此壓力調(diào)節(jié)閥可能會(huì)完全功能失靈。另一個(gè)缺點(diǎn)是，在壓力調(diào)節(jié)閥的出口上存在的輸出壓力具有較大波動(dòng)?？偟膩?lái)說(shuō)， 在輸入壓力降低時(shí)，輸出壓力也隨之降低。另一個(gè)缺點(diǎn)是，壓力調(diào)節(jié)閥的彈性元件根據(jù)要求必須設(shè)計(jì)成，能夠施加較大的力用于將閥體壓入閥打開(kāi)位置中。在用于使氫氣輸出壓力從最大700bar降低至約10. Obar的傳統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥中，需要可根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)節(jié)的彈性元件，該彈性元件能施加直至約1000N的力。滿足這個(gè)要求的彈性元件難以進(jìn)行調(diào)節(jié)、在可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)具有非線性的性能并且具有高重量。另一個(gè)缺點(diǎn)是，壓力調(diào)節(jié)閥根據(jù)要求包括動(dòng)態(tài)的密封部，該密封部分別包括彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)的密封件。該動(dòng)態(tài)密封部的安裝是昂貴的、困難的且耗費(fèi)時(shí)間的，并且該密封部具有能夠引起泄漏損失的較大可能性。由于動(dòng)態(tài)密封部的持續(xù)的摩擦，密封部可能會(huì)受到快速的磨損。另一個(gè)缺點(diǎn)是，截止閥的密封件含有高性能塑料。因此為了排除泄漏，需要較高的形狀要求和面積要求。另一個(gè)缺點(diǎn)是，截止閥具有多個(gè)部件。這些部件包括至少兩個(gè)彈性元件、一個(gè)密封活塞、一個(gè)導(dǎo)針(Pilotnadel)、一個(gè)連接元件，等等。另一個(gè)缺點(diǎn)是，壓力調(diào)節(jié)閥的運(yùn)動(dòng)物質(zhì)具有高重量。因此特別是，待運(yùn)動(dòng)的閥體受到增加的磨損。此外，在閥體和缸之間的引導(dǎo)部和密封面受到高磨損，這種磨損引起在閥體和缸之間的不精確的引導(dǎo)和有缺陷的密封。傳統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥的待運(yùn)動(dòng)的質(zhì)量的重量共計(jì)例如330g。另一個(gè)缺點(diǎn)是，壓力調(diào)節(jié)閥的間隙必須朝向大氣敞開(kāi)。更確切地說(shuō)，在用于容納彈性元件的缸的內(nèi)部的室與大氣之間需要壓力平衡，以便克服空氣彈簧(Luftfederimg) 的負(fù)面作用。該布置的另一個(gè)缺點(diǎn)是，需要大量的管路接口。在例如由四個(gè)燃料罐組裝的流體存儲(chǔ)器中，需要13個(gè)管路接口。而隨著管路接口的數(shù)量增多，出現(xiàn)泄漏的可能性隨之升高。 另一個(gè)缺點(diǎn)是，前述結(jié)構(gòu)的壓力調(diào)節(jié)閥通常是打開(kāi)的，因?yàn)閺椥栽㈤y活塞壓入閥打開(kāi)位置中。壓力調(diào)節(jié)閥的持續(xù)打開(kāi)的位置提高了由于例如在切換截止閥時(shí)產(chǎn)生的壓力峰值引起的損害的可能性。此外，提高了壓力損失的危險(xiǎn)。EP 1264976A1公開(kāi)了一種用于車輛的燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)具有處于壓力下的流體存儲(chǔ)器、與流體存儲(chǔ)器連接的管路和切換閥，該切換閥設(shè)置在管路的分布中，以便能夠?qū)α黧w從流體存儲(chǔ)器到燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的輸送進(jìn)行調(diào)節(jié)。切換閥由電磁閥形成，電磁閥能對(duì)輸送給燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的流體的壓力與施加在其上的質(zhì)量流相關(guān)地進(jìn)行控制。電磁閥通過(guò)控制單元(ECU)的指令被調(diào)控到打開(kāi)的/閉合的狀態(tài)中。在此，電磁閥具有可變的打開(kāi)程度，打開(kāi)程度與所施加的電壓成比例。該電壓又通過(guò)ECU與燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的工作參數(shù)相關(guān)輸出。其缺點(diǎn)是，該切換閥不精確地工作，因?yàn)橘|(zhì)量流僅能通過(guò)閥針與閥座相關(guān)的較小的調(diào)節(jié)行程進(jìn)行調(diào)節(jié)。脈沖調(diào)制的快速切換閥已知用于更精確地引導(dǎo)質(zhì)量流。由于不同的頻率或不同的打開(kāi)時(shí)間(在相同的頻率時(shí)“脈沖寬度調(diào)制”)，通過(guò)快速切換閥引導(dǎo)不同的流體量。由此能調(diào)節(jié)不同的輸出壓力和/或質(zhì)量流。類似于前述的壓力調(diào)節(jié)閥，在此還采取降低壓力的措施。在此限定減壓室和壓力調(diào)節(jié)室，并且可運(yùn)動(dòng)的活塞包括一朝向減壓室的壓力接受面和朝向壓力調(diào)節(jié)室的壓力調(diào)節(jié)面。如果施加到壓力接受面的力大于施加到壓力調(diào)節(jié)面上的力，則活塞朝向壓力調(diào)節(jié)室的方向運(yùn)動(dòng)。這使得，活塞的閥體封閉閥座，其中中斷流體從閥室至減壓室的流動(dòng)。相反，如果施加到壓力接受面上的力小于施加到壓力調(diào)節(jié)面上的力，則活塞朝向減壓室的方向運(yùn)動(dòng)。這使得，閥座被打開(kāi)。因此在兩個(gè)力之間的差可以通過(guò)適合地選擇壓力接受面和壓力調(diào)節(jié)面或者其相互關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)。此外，另一個(gè)調(diào)節(jié)參數(shù)通過(guò)磁軛部件的內(nèi)徑給出。快速切換閥可選地包括用于導(dǎo)回活塞的前述彈性元件。此外包括一由電磁體和銜鐵組成的電磁閥裝置。在此，銜鐵設(shè)計(jì)成活塞。電磁體軸向地圍繞銜鐵布置。在為電磁體通電流時(shí)，銜鐵通過(guò)感應(yīng)的電磁場(chǎng)和由此引起的磁力從打開(kāi)位置壓至閉合位置，或者相反。由在純機(jī)械布置(與銜鐵面相關(guān)的壓差、磁軛部件的內(nèi)徑的適合的選擇、可選的彈力，等等)和電布置(銜鐵的可控強(qiáng)制的互反運(yùn)動(dòng))之間的相互作用實(shí)現(xiàn)了快速切換閥， 快速切換閥在其輸出側(cè)提供所希望的波動(dòng)范圍較小的質(zhì)量流和/或流體壓力。問(wèn)題在于，這種現(xiàn)有技術(shù)中的快速切換閥僅可以用于在預(yù)先確定的壓力范圍內(nèi)降低壓力。從而例如提供了用于利用內(nèi)徑最小的磁軛部件處理最大輸入壓力的快速切換閥， 所述快速切換閥將最大輸入壓力降低至所希望的低壓。在此，快速切換閥的參數(shù)“內(nèi)徑”和其它參數(shù)以下述方式確定，即，力足以使得銜鐵在工作時(shí)在給定范圍內(nèi)沿閥閉合方向運(yùn)動(dòng)。 這一點(diǎn)是必要的，以便用于構(gòu)成電磁閥裝置的構(gòu)件、即銜鐵和電磁體以下述方式確定尺寸和進(jìn)行測(cè)量，即，不能違反在快速切換閥的總尺寸方面的規(guī)定值。換句話說(shuō)隨著降至下部閾值之下的逐漸降低的高壓，為能使銜鐵移位到閥閉合位置中所需的力僅以下述方式獲得，即，電磁體和銜鐵在結(jié)構(gòu)尺寸、銅制線圈的數(shù)量、銅線 (在電磁體中)的直徑等方面采用那些不再符合在快速切換閥的尺寸和重量方面的規(guī)定的尺寸或構(gòu)造方式。因此，當(dāng)遵守在快速切換閥的尺寸和重量方面的規(guī)定時(shí)，不再調(diào)節(jié)或降低降至下部閾值之下的高壓。也就是說(shuō)，能在幾乎所有壓力區(qū)域的范圍內(nèi)處理高壓的快速切換閥會(huì)是過(guò)大和過(guò)重的。由于提供了具有提高的功率的電磁閥裝置，必須提高電磁體的銅制線圈的數(shù)量，由此提高了重量并且形成了附加費(fèi)用。特別是，在汽車制造中隨著在空間節(jié)省和重量減少方面的規(guī)定的提高，傳統(tǒng)的快速切換閥在其用于降低低于下部閾值的高壓的使用方面快速地達(dá)到其極限。因此在流體存儲(chǔ)器中的壓力降至閾值之下的流體根本不再能被處理。考慮到在汽車行業(yè)中的應(yīng)用，確定的流體量會(huì)未加利用地保留在流體存儲(chǔ)器中，這一點(diǎn)特別在車輛的續(xù)駛里程方面具有較大的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種在流體存儲(chǔ)器上的脈沖調(diào)制的快速切換閥系統(tǒng)，具有流體存儲(chǔ)器的燃料罐系統(tǒng)，用于提供所需的質(zhì)量流的方法和燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用，其中即使在輸入壓力強(qiáng)烈變化且質(zhì)量流強(qiáng)烈變化時(shí)仍提供恒定的輸出壓力。所述目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的脈沖調(diào)制的快速切換閥在流體存儲(chǔ)器上的布置來(lái)實(shí)現(xiàn)。脈沖調(diào)制的快速切換閥的這種布置的特點(diǎn)是，切換或驅(qū)動(dòng)下述的快速切換閥， 所述快速切換閥對(duì)于所需的質(zhì)量流以及分別施加的輸出壓力是必須的。同時(shí)僅可以切換或驅(qū)動(dòng)一個(gè)快速切換閥。在輸入壓力較高且在要求最大輸出壓力和/或最大質(zhì)量流時(shí)，例如僅切換下述的脈沖調(diào)制的快速切換閥，該快速切換閥與其它快速切換閥相比具有最小的內(nèi)徑。因此用于切換快速切換閥所需的電功率與用于驅(qū)動(dòng)其它快速切換閥的電功率相比非常小。也就是說(shuō)具有較小功率的電磁體足夠。這一點(diǎn)有利的影響是，減小了電磁體的尺寸，因此特別是還減小了快速切換閥的整體尺寸。在更低的輸入壓力情況下，為了提供最大的輸出壓力和 /或最大的質(zhì)量流而切換具有較大的內(nèi)徑的快速切換閥。在這種快速切換閥中也需要用于切換的較小的電功率，從而又需要具有較小的功率的電磁體。因此，電磁體進(jìn)而整個(gè)快速切換閥具有較小的結(jié)構(gòu)尺寸。總之，所有快速切換閥能以相同的結(jié)構(gòu)尺寸和構(gòu)造方式構(gòu)成。因此，該布置中的一個(gè)快速切換閥或多個(gè)快速切換閥在考慮要提供的輸出壓力和/或質(zhì)量流的情況下以精密地相互協(xié)調(diào)的方式克服分別施加的輸入壓力地工作。在考慮這些參數(shù)的情況下，僅驅(qū)動(dòng)在這個(gè)時(shí)刻能最佳地與其協(xié)調(diào)的快速切換閥。因此，快速切換閥以下述方式設(shè)計(jì)，即，所述快速切換閥僅當(dāng)存在與其協(xié)調(diào)的范圍(輸入壓力和待提供的輸出壓力和/或質(zhì)量流)時(shí)進(jìn)行切換。特別適合于安裝在根據(jù)本發(fā)明的布置中的快速切換閥具有相應(yīng)的壓力管，壓力管具有一以在其中可相對(duì)于噴嘴部件運(yùn)動(dòng)的方式支承的、由磁性導(dǎo)電的材料制成的銜鐵，其中該壓力管由圓柱形電磁體包圍，該電磁體的軸向端部從在管中的銜鐵的運(yùn)動(dòng)范圍伸出并且以磁性導(dǎo)電的方式與相應(yīng)閥的磁軛部件和芯部連接，該磁軛部件和芯部界定在壓力管中的銜鐵的運(yùn)動(dòng)范圍，該銜鐵至少部分地包圍嵌接該磁軛部件。由此產(chǎn)生了磁通量，該磁通量一方面通過(guò)位于壓力管中的、磁性導(dǎo)電的部件明顯被加強(qiáng)。通過(guò)銜鐵至少部分地包圍嵌接磁軛部件，因此以幾乎無(wú)中斷的方式確保該磁通量。因此，總地能在特別寬的壓力范圍直至非常高的壓力中打開(kāi)閥，這種打開(kāi)例如在用于燃?xì)獾娜剂瞎尴到y(tǒng)中發(fā)生。優(yōu)選地，流體存儲(chǔ)器構(gòu)造成單獨(dú)的燃料罐，該燃料罐具有閥頭，該閥頭包括一組快速切換閥。通過(guò)在單獨(dú)的燃料罐的閥頭中直接布置一組快速切換閥，為從燃料罐至燃料電池的整個(gè)的輸出管路加載非常小的輸出壓力。因此，輸出管路可以具有小得多的外徑和較小的材料厚度。此外，輸出管路與高壓管路相比能以較少耗費(fèi)的方式密封，由此減少了重量和成本。優(yōu)選地，該流體存儲(chǔ)器包括多個(gè)彼此連接的燃料罐，燃料罐具有各自的閥頭，閥頭包括單獨(dú)的快速切換閥。這種解決方案尤其在利用燃料電池驅(qū)動(dòng)的車輛中是非常有利的。 在這種車輛中，流體存儲(chǔ)器由多個(gè)大多圓柱形的燃料罐構(gòu)成，燃料罐例如水平地并排設(shè)置在機(jī)動(dòng)車內(nèi)部的限定的空間中。通過(guò)各個(gè)燃料罐的各自圓柱形的構(gòu)造方案，燃料罐能與材料使用相關(guān)地被加載最大壓力。此外，例如由車輛碰撞引起的、從外部作用的力被最有效地導(dǎo)出。因此，所述布置使得在出現(xiàn)例如由碰撞引起的外力時(shí)最大限度地防止泄漏或爆裂。此外，當(dāng)各個(gè)燃料罐水平布置在一平面中時(shí)，在最大的安全性條件下需要盡可能小的空間體積。在這種現(xiàn)有技術(shù)中已知的燃料罐布置中，各自閥頭配備有僅一個(gè)快速切換閥。于是在此，快速切換閥中的每一個(gè)包括一具有不同的內(nèi)徑的磁軛部件噴嘴。例如，流體存儲(chǔ)器由四個(gè)彼此連接的燃料罐組裝，其中燃料罐的閥頭分別包含單獨(dú)的具有磁軛部件噴嘴的快速切換閥，磁軛部件噴嘴分別具有分級(jí)的、在約0. 2mm和2. 5mm之間的內(nèi)徑。例如在剛供給燃料的燃料罐中存在的直至900bar的最大輸入壓力情況下，則與所需的質(zhì)量流和/或輸出壓力相關(guān)地，僅例如具有內(nèi)徑最小的磁軛部件噴嘴的快速切換閥被切換以打開(kāi)閥。在輸入壓力為250bar至15bar時(shí)，具有內(nèi)徑第二小的磁軛部件噴嘴的快速切換閥能被切換以打開(kāi)閥。此外，在輸入壓力為130bar至Mbar時(shí)，具有內(nèi)徑第三小的磁軛部件噴嘴的快速切換閥能被切換以打開(kāi)閥。在輸入壓力更低時(shí)，具有內(nèi)徑第四小的磁軛部件噴嘴的快速切換閥能被切換以打開(kāi)閥。前述實(shí)例僅用于在原理方面闡述該布置，其中最小的、第二小的、第三小的和第四小的內(nèi)徑應(yīng)被如此理解，即，從最小的內(nèi)徑開(kāi)始越來(lái)越大。不言而喻，能夠附加地切換兩個(gè)、三個(gè)或全部四個(gè)快速切換閥以用于打開(kāi)閥。在η = 4個(gè)燃料罐時(shí)，以二進(jìn)制的方式(兩個(gè)狀態(tài)通過(guò)閥閉合位置/閥打開(kāi)位置來(lái)定義)得出切換矩陣2n-l = 15個(gè)閥切換狀態(tài)。這些閥切換狀態(tài)從在最大的輸入壓力時(shí)為了輸出最大的輸出壓力和/或質(zhì)量流切換單獨(dú)的具有內(nèi)徑最小的磁軛部件噴嘴快速切換閥直至在最小的輸入壓力或幾乎清空的燃料罐時(shí)切換全部四個(gè)快速切換閥。因此，該布置提供了快速切換閥的有效切換——在能施加給各個(gè)電磁體的功率盡可能低時(shí)。在考慮輸入?yún)?shù)“輸入壓力”和輸出參數(shù)“所需的輸出壓力和/或質(zhì)量流”時(shí)， 這一點(diǎn)同樣適用。為此，提供了各個(gè)快速切換閥的15種切換狀態(tài)。通過(guò)所述大量的切換狀態(tài)，在將最小的功率提供給各個(gè)電磁體的同時(shí)有效地涵蓋所有參數(shù)。如前所述，燃料罐通過(guò)管路彼此連接。這種連接借助管路系統(tǒng)以下述方式提供，即，所有燃料罐借助壓力補(bǔ)償被加載相同的壓力。然而，相對(duì)于前述布置，該布置包含單獨(dú)的燃料罐，該燃料罐具有一閥頭，所述閥頭包括一組快速切換閥，最后所述的布置的缺點(diǎn)是，連接管路在被加載高壓的燃料罐之間接通。同樣通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃料罐系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)前述目的。優(yōu)選地，該快速切換閥具有一個(gè)各自的壓力管，該壓力管具有一以在其中可相對(duì)于噴嘴部件運(yùn)動(dòng)的方式支承的、由磁性導(dǎo)電的材料制成的銜鐵，其中該壓力管由圓柱形電磁體包圍，該電磁體的軸向端部從在該管中的銜鐵的運(yùn)動(dòng)范圍伸出并且以磁性導(dǎo)電的方式與相應(yīng)閥的磁軛部件和芯部連接，磁軛部件和芯部界定在壓力管中的銜鐵的運(yùn)動(dòng)范圍， 且該銜鐵至少部分地包圍嵌接磁軛部件。由此，產(chǎn)生磁通量，該磁通量通過(guò)位于壓力管中的、磁性導(dǎo)電的部件加強(qiáng)。因?yàn)殂曡F至少部分地包圍嵌接磁軛部件，磁通量的路徑幾乎不被中斷。優(yōu)選地，該流體存儲(chǔ)器構(gòu)造成單獨(dú)的燃料罐，該燃料罐具有與其連接的閥頭，該閥頭包括一組快速切換閥。這種所謂的“單個(gè)燃料罐-解決方案”的優(yōu)點(diǎn)是，所有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的部件具有類似的或者甚至相同的熱膨脹系數(shù)。因此，特別是那些相互交錯(cuò)運(yùn)行的構(gòu)件即使在不同的溫度時(shí)仍具有相同的熱膨脹。由此，即使在大的溫度波動(dòng)時(shí)也盡可能避免材料移位。由此，明顯提高了相應(yīng)的快速切換閥的工作可靠性、特別是密封性能。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是， 磁軛部件噴嘴的最大內(nèi)徑與現(xiàn)有技術(shù)相比可以小得多。由此，壓力管壁可以非常小的制造。 此外，出現(xiàn)的磁損失非常小。附加地，不再需要低壓調(diào)節(jié)單元，因?yàn)槿剂瞎尴到y(tǒng)已經(jīng)能單獨(dú)地降低為直至約2. Obar的輸出壓力。由此節(jié)約了成本。此外省去了低壓調(diào)節(jié)單元的高重量。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在啟動(dòng)例如利用燃料電池驅(qū)動(dòng)的機(jī)動(dòng)車時(shí)不再需要等候時(shí)間。十分重要的優(yōu)點(diǎn)是，輸出壓力與所需要的質(zhì)量流相關(guān)地通過(guò)智能的壓力調(diào)節(jié)與輸入壓力無(wú)關(guān)地被調(diào)節(jié)。在此涵蓋所有工作參數(shù)，從而總能可靠地提供所需的輸出壓力——并且與燃料罐是被最大填充或幾乎清空無(wú)關(guān)。十分重要的優(yōu)點(diǎn)是，在燃料罐外的所有管路僅被加載低壓。如前所述，因此能省略高壓管系的布置，由此節(jié)約了時(shí)間、降低了成本和重量。此外，十分重要的優(yōu)點(diǎn)是，在這些管路例如由外力作用引起的損害的情況下，不能溢出最大壓力例如直至700bar的氫氣。由此，十分顯著地降低由于爆炸或突然膨脹的流體引起的危險(xiǎn)。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在快速切換閥的內(nèi)部還適用標(biāo)準(zhǔn)彈簧，標(biāo)準(zhǔn)彈簧必須施加小于ION 的力。這種標(biāo)準(zhǔn)彈簧具有基本上線性的力-行程-分布(Verlauf)、較小的重量、較小的結(jié)構(gòu)尺寸，并且此外這種標(biāo)準(zhǔn)彈簧能以成本有利的方式獲得。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，還可以應(yīng)用常規(guī)的快速切換閥，其改進(jìn)方案已經(jīng)是先進(jìn)的。由此，縮短了研發(fā)時(shí)間，進(jìn)而降低了與此相關(guān)的費(fèi)用。在此，還可以使用包括與密封部共同作用的銜鐵的氣動(dòng)閥的傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。附加地，閥的密封件能由可價(jià)廉的且普遍適用的彈性體或塑料制成。如前所述，電磁閥裝置的功率基本上由這些參數(shù)、例如銅制線圈的數(shù)量、銅線的直徑、銅制線圈的長(zhǎng)度、以及銜鐵的尺寸和材料來(lái)確定。同樣如前所述，與輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)相關(guān)，為了相應(yīng)切換或驅(qū)動(dòng)快速切換閥以下述方式來(lái)限定切換矩陣，即，將盡可能小的功率施加到相應(yīng)電磁體上。換句話說(shuō)，包括電磁體和銜鐵的電磁閥裝置需要被施加使銜鐵移位的盡可能小的功率。因此，還能以下述方式選擇參數(shù)、例如銜鐵的結(jié)構(gòu)尺寸和材料，即，銜鐵具有盡可能小的重量。例如每個(gè)快速切換閥的每個(gè)銜鐵的重量?jī)H為4g。除了減小重量的優(yōu)點(diǎn)之外，此外還能獲得高的切換頻率。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，該系統(tǒng)與大氣完全隔離。由此降低了事故風(fēng)險(xiǎn)。此外，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的特別的優(yōu)點(diǎn)是，快速切換閥當(dāng)不通電流時(shí)保持閉合。因此大大降低了在管路系統(tǒng)的內(nèi)部出現(xiàn)泄漏，由此還降低了事故危險(xiǎn)。此外單燃料罐-解決方案的優(yōu)點(diǎn)是，僅需要兩個(gè)線路接口。因此降低了用于鋪設(shè)和連接管路的安裝時(shí)間。此外，降低了重量和費(fèi)用。此外在此還存在這樣的優(yōu)點(diǎn)，可以降低出現(xiàn)泄漏的可能性。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，燃料罐與現(xiàn)有技術(shù)相比具有更大的總開(kāi)口截面。由此， 燃料罐能幾乎完全被清空，由此延長(zhǎng)了用于重新填充的時(shí)間間隔，這一點(diǎn)又意味著機(jī)動(dòng)車的更長(zhǎng)的續(xù)駛里程。另一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，在意外的通電流或構(gòu)件失效的情況下不會(huì)發(fā)生不受控制的大的質(zhì)量流。如前所述，快速切換閥當(dāng)不通電流時(shí)始終是閉合的，并且以下述方式限定輸入到電磁閥結(jié)構(gòu)上的功率，即，電磁力在輸入壓力為例如700bar時(shí)足以能僅打開(kāi)具有最小的內(nèi)徑的快速切換閥。在此，每一個(gè)快速切換閥的驅(qū)動(dòng)與輸出壓力無(wú)關(guān)。因此，質(zhì)量流限定的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)包含在這種設(shè)計(jì)方案中，即使在意外的通電流或構(gòu)件失效的情況下。燃料罐系統(tǒng)的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)是在框架條件或參數(shù)方面改變的情況下其高度的靈活性?？蚣軛l件例如以下述方式改變，即，較高的輸入壓力必須被轉(zhuǎn)換或降低為較小的輸出壓力，從而僅需要用具有較小的內(nèi)徑的磁軛部件噴嘴替換所使用的磁軛部件噴嘴。替代地或可選地，一組快速切換閥可以被擴(kuò)展一附加的快速切換閥。因此確保了高度的靈活性，其能減少時(shí)間和費(fèi)用。同時(shí)相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)是，單燃料罐-解決方案在 OTV(單燃料罐閥)內(nèi)具有所有的高壓接口和高壓部件。由此大大降低了爆炸或快速的壓力膨脹的風(fēng)險(xiǎn)。這意味著，能更快速地鋪設(shè)或接通管路和接口。優(yōu)選地，流體存儲(chǔ)器包括多個(gè)彼此連接的燃料罐，所述燃料罐分別具有一個(gè)與其連接的閥頭，該閥頭包括單獨(dú)的快速切換閥。所謂的“多燃料罐-解決方案”在機(jī)動(dòng)車的內(nèi)部相對(duì)于單燃料罐-解決方案具有下述優(yōu)點(diǎn)，即，燃料罐例如在水平面中更加平面化地布置。此外，這種設(shè)計(jì)方案能靈活地且以較少的耗費(fèi)關(guān)于提供的空間匹配于改變的框架條件。 然而在此，相對(duì)于單燃料罐-解決方案，需要多于兩個(gè)的管路接口。在η個(gè)燃料罐時(shí)，需要 (η-1) X4+2個(gè)管路接口。因此在布置四個(gè)燃料罐的情況下需要14個(gè)管路接口。相對(duì)于單燃料罐-解決方案的另一個(gè)不同點(diǎn)是，整個(gè)供給燃料管路在高壓下也連接到燃料供給裝置上，通過(guò)該供給燃料管路除了實(shí)現(xiàn)燃料供給外還實(shí)現(xiàn)了在多個(gè)燃料罐內(nèi)部的壓力平衡。優(yōu)選地，至少一個(gè)閥頭的低壓側(cè)與補(bǔ)償容器連接以吸收壓力波。由此，由快速的壓差引起的壓力波被可靠地吸收。此外，補(bǔ)償容器密封地封閉并且例如可以具有5升的體積。優(yōu)選地，至少一個(gè)閥頭包括一用于測(cè)量在燃料罐中的流體的溫度的溫度傳感器。 因此，參數(shù)“溫度”在選擇和接通相應(yīng)的快速切換閥時(shí)可以考慮作為附加的參數(shù)。優(yōu)選地，至少一個(gè)閥頭的高壓側(cè)能與至少一個(gè)供給燃料管路連接。在多燃料罐-解決方案中，供給燃料管路延伸過(guò)閥頭的相應(yīng)的高壓側(cè)，其中各支線與燃料罐的各內(nèi)室流體連接。因此，不需要給各個(gè)燃料罐提供支線，由此節(jié)約了費(fèi)用、重量和時(shí)間。通過(guò)各個(gè)燃料罐彼此平行的連接，供給燃料管路附加地作為壓力平衡裝置用于建立所有燃料罐的共同的平衡壓力。優(yōu)選地，快速切換閥具有各自內(nèi)徑不同的噴嘴部件。在此，所有快速切換閥都具有噴嘴部件座椅以容納相同構(gòu)造和形成的、分別具有不同的內(nèi)徑的噴嘴部件中的一個(gè)。因此通過(guò)相應(yīng)地選擇噴嘴部件內(nèi)徑能非常簡(jiǎn)單地確定待由每個(gè)快速切換閥處理的壓力范圍。因此，所有快速切換閥具有相同的結(jié)構(gòu)進(jìn)而能以成本特別經(jīng)濟(jì)的方式制造。優(yōu)選地，各個(gè)快速切換閥的內(nèi)徑處于約0. 2mm至2. 5mm的范圍內(nèi)。因此，輸入壓力可以在例如900bar至IObar的范圍內(nèi)以劃分至一個(gè)或多個(gè)快速切換閥的區(qū)域內(nèi)的方式精確地切換為所需的質(zhì)量流和/或輸出壓力。此外，這在電磁閥裝置的功率消耗較低且由此引起的快速切換閥的結(jié)構(gòu)尺寸較小的情況下適用。優(yōu)選地，存儲(chǔ)器壓力的波動(dòng)范圍處于IObar至900bar之間，所需的質(zhì)量流的波動(dòng)范圍在恒定的輸出壓力小于4. Obar時(shí)處于0. 005g/sec至2. 500g/sec之間。基于要由燃料電池產(chǎn)生的功率，所需的質(zhì)量流以系數(shù)400波動(dòng)并且存儲(chǔ)器壓力以系數(shù)80波動(dòng)。盡管所述波動(dòng)較大，燃料罐系統(tǒng)仍能提供小于4. Obar的恒定的輸出壓力。前述目的同樣可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于以恒定的壓力提供流體的所需的質(zhì)量流的方法。在此僅打開(kāi)、閉合和/或切換下述的具有不同的內(nèi)徑的快速切換閥，所述快速切換閥與在流體存儲(chǔ)器中的確定的當(dāng)前壓力相關(guān)對(duì)于所需的質(zhì)量流和/或輸出壓力是必需的。由此用于切換在每一個(gè)快速切換閥內(nèi)部的電磁閥裝置所必需的相應(yīng)的電功率消耗首先能夠較小。這使得明顯減小電磁閥裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，進(jìn)而也總地減小各個(gè)快速切換閥的結(jié)構(gòu)尺寸。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，電磁閥裝置的銜鐵與現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比具有較小的重量， 由此能提高銜鐵的運(yùn)動(dòng)的互反頻率，這又能實(shí)現(xiàn)快速的切換快速切換閥。在本方法的一種特別有利的設(shè)計(jì)方案中，在錯(cuò)誤地為快速切換閥中的至少一個(gè)通電流的情況下，閥的與確定的壓力相關(guān)的預(yù)先確定的選擇被開(kāi)啟，從而實(shí)際上排出的質(zhì)量流低于錯(cuò)誤地需要的質(zhì)量流。因此，提供了防止在存儲(chǔ)器中的流體的快速的壓力膨脹或爆炸的安全功能。如果突然為所有無(wú)電流地閉合的閥通電流，而實(shí)際上不需要相應(yīng)的質(zhì)量流， 則在此應(yīng)存在錯(cuò)誤通電流。例如以下述方式發(fā)生錯(cuò)誤地為閥通電流，即，在實(shí)際上不需要相應(yīng)的質(zhì)量流的情況下打開(kāi)所有閥，從而能夠設(shè)置為，在壓力存儲(chǔ)器中的確定的當(dāng)前壓力為 700bar時(shí)僅為具有最小內(nèi)徑的閥通電流。而在較低的確定的壓力為400bar時(shí)，能夠設(shè)置為，為內(nèi)徑最小的和內(nèi)徑第二小的閥通電流。與確定的壓力相關(guān)，當(dāng)然還可以涉及另外所期望的閥選擇方式。重要的是，通過(guò)這種選擇避免不希望的快速的壓力膨脹或者甚至爆炸。前述目的同樣通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求4至13中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，該燃料罐系統(tǒng)用于將燃?xì)狻⑻貏e是氫氣提供給燃料電池、特別是在車輛中的燃料電池。 通過(guò)這種應(yīng)用，提供了具有下述燃料電池的車輛，該燃料電池與相應(yīng)的行駛性能和功率要求無(wú)關(guān)地接收在此所需的、在0. 005g/sec和2. 500g/sec之間的質(zhì)量流，其中可靠的恒定的輸出壓力小于4. 0。此外，這存儲(chǔ)器壓力在900bar和IObar之間的大波動(dòng)范圍中也是適用的。由此能為車輛提供可靠的驅(qū)動(dòng)源，這總地導(dǎo)致改進(jìn)的行駛性能。此外，該燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的燃料罐系統(tǒng)相比減少了重量。由此改善了車輛的行駛性能和 /或提高了車輛的續(xù)駛里程。


下面借助兩個(gè)實(shí)施例參照附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。相同的或作用相同的部件由相同的附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)注。其中圖1示出用于說(shuō)明為燃料電池供給所需的質(zhì)量流的基本原理的原理圖；圖2示出閥在多個(gè)燃料罐上的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的布置的透視圖，其具有后置的壓力調(diào)節(jié)器；圖3示出脈沖調(diào)制的快速切換閥在流體存儲(chǔ)器的閥頭中的布置的透視圖，該流體存儲(chǔ)器根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例構(gòu)造成單獨(dú)的燃料罐；圖4示出在圖3中示出的布置的透視剖面圖；圖5示出脈沖調(diào)制的快速切換閥的透視剖面圖；圖6示出在圖3中示出的布置的功能圖，該功能圖具有示出與時(shí)間相關(guān)的切換間隔的圖表和示出與時(shí)間相關(guān)的輸出壓力的圖表；圖7示出脈沖調(diào)制的快速切換閥在流體存儲(chǔ)器的閥頭中的布置的透視圖，該流體存儲(chǔ)器根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例包括多個(gè)彼此連接的燃料罐；圖8示出在圖7中示出的燃料罐之一及其閥頭、供給燃料管路和低壓管路的透視剖面圖；圖9示出在圖7中示出的布置的功能圖，圖10示出輸出壓力與時(shí)間相關(guān)的曲線分布的圖表。
具體實(shí)施例方式圖1示出用于說(shuō)明為燃料電池10供給所需的質(zhì)量流的基本原理的原理圖。在這個(gè)實(shí)例中為車輛(未示出)的燃料電池10供給氫氣。此外在這個(gè)原理中要注意兩個(gè)可變參數(shù)，即在流體存儲(chǔ)器12中的與流體存儲(chǔ)器12的氫氣填充度相關(guān)的輸入壓力和通過(guò)供給管路14輸送到燃料電池10上的質(zhì)量流的可變參數(shù)。施加于供給管路14的出口的輸出壓力可以被看作在這個(gè)共同作用中的唯一常量。輸出壓力例如可以恒定地為2. Obar，相反地， 質(zhì)量流根據(jù)需要在0. 008g/sec與2. 500g/sec之間的范圍內(nèi)。在此例如在車輛怠速時(shí)僅需要最小的質(zhì)量流，相反地，在車輛最高功率時(shí)需要最大的質(zhì)量流。如開(kāi)頭所述，待降低的輸入壓力作為參數(shù)起重要作用。輸入壓力在最大限度地用氫氣填充的流體存儲(chǔ)器中約為700bar并且在幾乎清空的流體存儲(chǔ)器12中下降為幾bar。 以如下方式調(diào)節(jié)兩個(gè)強(qiáng)烈變化的輸入?yún)?shù)是一種挑戰(zhàn)，即在供給管路14的出口和燃料電池10的入口分別在所需要的質(zhì)量流情況下施加小于4. Obar的恒定的輸出壓力。圖2示出閥在多個(gè)燃料罐22’至22””上的根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的布置的透視圖，該布置帶有后置的壓力調(diào)節(jié)器16。在每個(gè)燃料罐22’至22””上分別安裝有一個(gè)閥頭18’至18””， 該閥頭又通過(guò)支路20’至20””彼此連接。因此，各個(gè)燃料罐22’至22””彼此間流體連接， 從而形成壓力平衡。閥頭18’通過(guò)支路20’與壓力調(diào)節(jié)器16連接。該壓力調(diào)節(jié)器在其出口為燃料電池(在此未示出)提供具有低壓小于4. Obar、例如2. Obar的流體、在當(dāng)前的情況下為氫氣。由現(xiàn)有技術(shù)已知的布置具有多個(gè)缺點(diǎn)。因?yàn)橹?0’至20””處于高壓下，所以在例如由事故引起的爆裂的情況下會(huì)在非常短的時(shí)間內(nèi)釋放大量的氫氣，由此存在點(diǎn)燃進(jìn)而爆炸的危險(xiǎn)。必需的密封要求例如僅能通過(guò)閥頭18’至18””的高質(zhì)量和昂貴的高性能塑料來(lái)實(shí)現(xiàn)。另一個(gè)缺點(diǎn)在于，通過(guò)壓力調(diào)節(jié)器16提供的質(zhì)量流當(dāng)在輸出側(cè)上的反壓力消失時(shí)大于規(guī)定的質(zhì)量流。此外，壓力調(diào)節(jié)器16具有例如為2. 5kg的非常大的重量和例如為18. 6cm χ 7. Ocm χ 7. Ocm的大尺寸。這兩個(gè)缺點(diǎn)與在汽車行業(yè)中重量降低和空間節(jié)約的努力相悖。壓力調(diào)節(jié)器16包含可運(yùn)動(dòng)的、具有例如為330g的大重量的閥部件。由此增高了閥部件的磨損。此外，閥部件在非工作狀態(tài)下持續(xù)地處于閥打開(kāi)位置，這會(huì)隨之引起事故危險(xiǎn)。因?yàn)樵谶@種應(yīng)用范圍內(nèi)單級(jí)的壓力調(diào)節(jié)器僅能將流體壓力調(diào)節(jié)為至最低大約Kbar，所以經(jīng)常需要后置的壓力調(diào)節(jié)器，由此產(chǎn)生其它成本并且提高了重量。此外十分明顯的缺點(diǎn)是，如前所述，壓力調(diào)節(jié)器16需要一個(gè)前置的截止閥 (Abschaltventil)，該截止閥由不同熱膨脹系數(shù)的部件構(gòu)成，此外所述部件交錯(cuò)運(yùn)行。在此在存在大的溫度波動(dòng)時(shí)，各個(gè)部件相互間出現(xiàn)較大的錯(cuò)位，所述錯(cuò)位通過(guò)不同的熱膨脹引起。在此可能會(huì)出現(xiàn)功能失靈。圖3示出脈沖調(diào)制的快速切換閥24’至M””在流體存儲(chǔ)器的閥頭沈中的布置的透視圖，該流體存儲(chǔ)器根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例設(shè)計(jì)成單獨(dú)的燃料罐觀。為了清楚起見(jiàn)， 僅僅是可見(jiàn)的閥24’至M’”標(biāo)注有附圖標(biāo)記。閥頭沈流體密封地與燃料罐觀連接。此外，閥頭沈與供給燃料管路流體連接。由于顯示的原因，在圖3中僅可以看到三個(gè)快速切換閥24’至對(duì)’”。然而閥頭沈可以包括多個(gè)、例如四個(gè)、五個(gè)或六個(gè)快速切換閥。快速切換閥24’至24’，，的各個(gè)輸入側(cè)與燃料罐觀流體連接?？焖偾袚Q閥24’至24’，，的各個(gè)輸出側(cè)與一集成在閥頭沈中的支線流體連接。此外，在閥頭沈的輸出側(cè)或低壓側(cè)連接有一補(bǔ)償容器30，該補(bǔ)償容器被設(shè)置用于吸收壓力波。在補(bǔ)償容器30的輸出側(cè)連接有一用于為燃料電池(未示出)供給氫氣的輸出管路(未示出)。圖4示出在圖3中所示的布置的透視剖面圖。在這個(gè)視圖中以示意性剖面圖示出其中兩個(gè)快速切換閥24’和M”，這兩個(gè)快速切換閥24’和24”沿周向設(shè)置在閥頭沈的內(nèi)部。如前所述，在那里設(shè)置四個(gè)快速切換閥24’至M””，但是根據(jù)應(yīng)用情況還可以選擇更多或更少的閥?？焖偾袚Q閥24’至M””在其它方面相同的結(jié)構(gòu)中包括噴嘴部件，噴嘴部件對(duì)于其在不同的壓力范圍內(nèi)相應(yīng)的工作具有分別不同的內(nèi)徑。相應(yīng)的內(nèi)徑如此選擇并且與在燃料罐觀中的壓力的波動(dòng)范圍相互協(xié)調(diào)，使得超過(guò)存儲(chǔ)器壓力的波動(dòng)范圍，在壓力恒定的根據(jù)要求變化的質(zhì)量流的波動(dòng)范圍內(nèi)能產(chǎn)生來(lái)自燃料罐觀的氫氣的總體的排出的質(zhì)量流。為此，各個(gè)快速切換閥24’至M”通過(guò)完全打開(kāi)、完全關(guān)閉和/或切換各個(gè)閥或閥組合來(lái)被驅(qū)動(dòng)。例如快速切換閥之一包含內(nèi)徑為0. 5mm的噴嘴部件，其中這個(gè)快速切換閥于是在壓力例如為700bar至Mbar時(shí)通過(guò)完全打開(kāi)或切換或者轉(zhuǎn)換來(lái)被驅(qū)動(dòng)。另一個(gè)快速切換閥可以包含內(nèi)徑為約Imm的噴嘴部件，其中這個(gè)快速切換閥于是在壓力例如為250bar至 Kbar時(shí)通過(guò)完全打開(kāi)或切換或者轉(zhuǎn)換來(lái)被驅(qū)動(dòng)。另一快速切換閥可以包括內(nèi)徑為1.5mm 的噴嘴部件，其中這個(gè)快速切換閥在輸入壓力為130bar至15bar時(shí)通過(guò)完全打開(kāi)或切換或者說(shuō)轉(zhuǎn)換來(lái)被驅(qū)動(dòng)，等等。在最低的輸入壓力情況下，即在壓力小于Kbar時(shí)，則打開(kāi)所有快速切換閥。因此，噴嘴部件的內(nèi)徑進(jìn)而具有最大內(nèi)徑的快速切換閥的橫截面可以小于用于在Mbar或更小的情況下最大質(zhì)量流的總共的需要的橫截面。此外，閥頭沈包含一用于測(cè)量閥頭26的溫度的溫度傳感器32。因此除了由輸入壓力形成的輸入?yún)?shù)，可以包括所需要的質(zhì)量流和所必須的恒定的輸出壓力以及此外在閥頭26內(nèi)的溫度，用于確定打開(kāi)、閉合或切換哪一個(gè)快速切換閥。由此能實(shí)現(xiàn)特別精確的工作。圖5示出脈沖調(diào)制的快速切換閥M的透視剖面圖。閥M包括圓柱形殼體34，該殼體含有線圈體36，該線圈體又圍繞壓力管38。壓力管38在其內(nèi)部在高壓側(cè)HDS包括芯部40并且在低壓側(cè)NDS包括磁軛部件42。在壓力管38的內(nèi)部并且在芯部40與磁軛部件 42之間安裝有銜鐵44，該銜鐵可沿壓力管38的軸向方向運(yùn)動(dòng)。在銜鐵44的上側(cè)和芯部40 之間形成第一腔46。一旦銜鐵44位于最下面的位置(如在附圖中示出)，則該第一腔46 具有最大的體積。在銜鐵44的下側(cè)和磁軛部件42之間形成第二腔48。一旦銜鐵44運(yùn)動(dòng)到相反的位置中，則該第二腔48具有最大體積。磁軛部件42在其上端部包含座，在該座中裝入噴嘴部件50。噴嘴部件50具有預(yù)定的內(nèi)徑。在附圖中，高壓側(cè)HDS至低壓側(cè)NDS的流體路徑通過(guò)箭頭示出。流體經(jīng)由芯部 40流到第一腔46中并且經(jīng)兩個(gè)沿軸向方向安裝在銜鐵44的內(nèi)部的孔口朝向第二腔48流動(dòng)。從那里開(kāi)始流體經(jīng)由噴嘴部件50流到磁軛部件42中并且從磁軛部件流向低壓側(cè)NDS。 在高壓側(cè)HDS的輸入壓力、在第一腔46中的壓力、由此形成的作用到銜鐵44上的力以及在第二腔48中的壓力與由此形成的作用到銜鐵44上的力之間的共同作用基本上確定了可軸向運(yùn)動(dòng)的銜鐵44的位置。在此，噴嘴部件50的內(nèi)徑起重要作用。內(nèi)徑越小，銜鐵44的閉鎖力和閉合趨勢(shì)越小，因?yàn)樵诟邏簜?cè)HDS與低壓側(cè)NDS之間的壓差與噴嘴的橫截面相乘而減小。在附圖中示出的快速切換閥M以下述方式設(shè)計(jì)，銜鐵44在線圈體36未通電流的狀態(tài)下位于閥閉合位置中，銜鐵44通過(guò)施加的高壓而運(yùn)動(dòng)到該閥閉合位置中。為了使銜鐵44能克服高壓軸向移位進(jìn)而能運(yùn)動(dòng)或切換到閥打開(kāi)位置中，線圈體36和銜鐵44連同殼體34、芯部40和磁軛部件42 —起構(gòu)造成電磁體。最后，由電磁體與噴嘴部件50和密封件52的共同作用形成電磁閥裝置，該密封件設(shè)置在銜鐵44的磁軛側(cè)的下側(cè)上。在對(duì)線圈體36通電流時(shí)產(chǎn)生一電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)在向閥打開(kāi)位置的方向上(即在附圖中向上取向)將力施加到銜鐵44上。 線圈體36和銜鐵44彼此以下述方式設(shè)計(jì)，即在對(duì)線圈體36通電流時(shí)的功率足以使銜鐵 44移位到閥打開(kāi)位置中。在線圈體36的軸向端部上，磁場(chǎng)在此超出閥殼體34向芯部40或磁軛部件42延伸。通過(guò)設(shè)計(jì)由磁性導(dǎo)電的材料制成的部件34、40和42，磁場(chǎng)變強(qiáng)并且一起對(duì)銜鐵44起作用。此外，因?yàn)殂曡F44至少部分地包圍嵌接磁軛部件42，磁通量在此處不被中斷，這進(jìn)一步加強(qiáng)其作用。由此，相同的閥對(duì)可以在寬的壓力范圍中使用，而不需要其它構(gòu)造方式的閥。在具有所使用的噴嘴部件50的快速切換閥M中，該噴嘴部件50具有比前述實(shí)例更大的內(nèi)徑，在高壓側(cè)HDS和低壓側(cè)NDS之間此外相同的壓差情況下產(chǎn)生更大的閉合力和閉合趨勢(shì)。在此，電磁力經(jīng)常不足以使銜鐵44運(yùn)動(dòng)到閥打開(kāi)位置中。這一點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是，即使在意外地為電磁體(34、36、40、42、44)通電流的情況下或在構(gòu)件失效時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)不受控制的大質(zhì)量流。只有在在高壓側(cè)HDS的壓力降低并且由此形成的作用到銜鐵44上的縮小的力差時(shí)，電磁閥裝置的功率才能足以使得銜鐵44運(yùn)動(dòng)到閥打開(kāi)位置中。通過(guò)適合地選擇在不同的快速切換閥M中的不同的噴嘴部件50的相應(yīng)內(nèi)徑，由
14此來(lái)限定在高壓側(cè)的壓力范圍，在該壓力范圍內(nèi)能驅(qū)動(dòng)限定的快速切換閥。在此，這種驅(qū)動(dòng)包括完全打開(kāi)、完全閉合和/或流體連接的切換或者說(shuō)轉(zhuǎn)換。為了可靠地密封在閥閉合位置中的快速切換閥對(duì)，在銜鐵44的下側(cè)上安裝有密封件52，該密封件52從第二腔48的方面壓靠到噴嘴部件50的開(kāi)口上并且由此以流體密封的方式進(jìn)行密封。圖6示出在圖3中示出的布置的功能圖，該功能圖具有圖表Dl和圖表D2，圖表Dl 示出了與時(shí)間t相關(guān)的切換間隔，圖表D2示出與時(shí)間t相關(guān)的輸出壓力ρ。各個(gè)測(cè)量記錄 (Messaufnahme)的位置通過(guò)箭頭標(biāo)出。第一圖表Dl示出通過(guò)切換或者轉(zhuǎn)換接通第一快速切換閥24’的周期。脈沖調(diào)制的快速切換閥24’至M””的各個(gè)輸出側(cè)通過(guò)低壓管路M與燃料電池 (未示出)連接。脈沖調(diào)制的快速切換閥24’至M””的相應(yīng)輸入側(cè)又通過(guò)供給燃料管路 56與燃料罐觀連接。在該燃料罐觀上連接有閥頭沈和補(bǔ)償容器30。包含在閥頭沈內(nèi)的快速切換閥24’至M””被示意性示出。虛線指出在示意圖中的相應(yīng)的部件?？焖偾袚Q閥24’至M””分別含有帶不同的內(nèi)徑的噴嘴部件，該內(nèi)徑從閥M””開(kāi)始到閥24’逐級(jí)地變小。根據(jù)分別存在于燃料罐觀中的壓力和所需要的質(zhì)量流，各個(gè)快速切換閥24’至 24""以劃分壓力范圍的方式通過(guò)完全打開(kāi)、完全閉合和/或切換或或者轉(zhuǎn)換被驅(qū)動(dòng)。如前所述，在最大壓力時(shí)僅僅(具有最小內(nèi)徑的)快速切換閥24’被驅(qū)動(dòng)，以完全打開(kāi)和/或切換或者說(shuō)轉(zhuǎn)換，因?yàn)閮H在此電磁閥裝置的功率足以使銜鐵(未示出)運(yùn)動(dòng)到閥打開(kāi)位置中。相反因此電磁閥裝置僅需要以下述方式設(shè)計(jì)，即其功率足以用于使銜鐵在至少其預(yù)先確定的壓力范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)。由此，電磁閥裝置的元件、即電磁體和銜鐵(二者未示出)能以下述方式設(shè)計(jì)，即該電磁體和銜鐵具有較小的結(jié)構(gòu)尺寸和較小的重量。因此，各個(gè)快速切換閥 24’至M””總體上也具有較小的結(jié)構(gòu)尺寸和較小的重量，此外是成本有利的。例如通過(guò)燃料罐28提供的氫氣的壓力可以在700bar和500bar之間的壓力范圍內(nèi)。為了使該壓力降低至所需的約2. 4bar的輸出壓力，轉(zhuǎn)換閥24’以在圖表Dl示出的切換周期進(jìn)行切換。在此，每個(gè)切換周期的持續(xù)時(shí)間為2. 5秒，這與0.4Hz的頻率相應(yīng)。施加在輸出側(cè)的壓力在圖表D2中示出。圖表D2的曲線分布表示，在輸出側(cè)以鋸齒形的波動(dòng)的方式施加處于2. 4bar至2. 5bar的范圍內(nèi)的壓力。該鋸齒形的波動(dòng)在公差范圍內(nèi)并且例如能通過(guò)下述方式進(jìn)一步縮小，即，在補(bǔ)償容器30處實(shí)施改變。在最大輸入壓力為700bar且所需的最小質(zhì)量流為0. 008g/sec時(shí)，同樣僅切換具有最小的內(nèi)徑的閥M’，這在平均輸入壓力為350bar且所需的最小質(zhì)量流為0. 008g/sec時(shí)也是同樣情況。相反，在平均輸入壓力為350bar且所需的最大質(zhì)量流為2. 500g/sec時(shí)，閥24’最后持續(xù)地打開(kāi)并且切換閥對(duì)”。 而在最小輸入壓力為Mbar且所需的最大質(zhì)量流為2. 500g/sec時(shí)，所有四個(gè)閥M’至M”” 持續(xù)地打開(kāi)。圖7示出脈沖調(diào)制的快速切換閥在流體存儲(chǔ)器的閥頭26’至26””中的布置的透視圖，流體存儲(chǔ)器根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例包括多個(gè)彼此連接的燃料罐28’至觀””。因此在這個(gè)實(shí)例中，流體存儲(chǔ)器包括四個(gè)彼此連接的燃料罐28’至觀””，這些燃料罐分別具有一個(gè)閥頭26’至沈’”。每個(gè)閥頭26’至沈””又包括單獨(dú)的快速切換閥(未示出)。各個(gè)快速切換閥的輸出側(cè)通過(guò)低壓管路M彼此連接。低壓管路M與前述的用于吸收壓力波的補(bǔ)償容器30連接。補(bǔ)償容器30又通過(guò)另一個(gè)管路與燃料電池(未示出)連接，但是其本身還可以構(gòu)造成在供給燃料管路或燃料電池中的死點(diǎn)容積(Totvolumen)。所述布置通過(guò)供給燃料管路56來(lái)供油。此外，供給燃料管路56分別在各個(gè)閥頭 26’至沈””的高壓側(cè)之間延伸并且在那里分別朝向其內(nèi)室打開(kāi)，從而整個(gè)供給燃料管路56 總地與所有燃料罐28’至觀””流體連接。因此，通過(guò)該供給燃料管路56同時(shí)始終建立在各個(gè)燃料罐28’至觀””之間的壓力平衡。設(shè)置在各個(gè)閥頭26’至沈””中的快速切換閥根據(jù)輸入壓力、所需的質(zhì)量流和給定的恒定的輸出壓力單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，如已經(jīng)結(jié)合圖6進(jìn)行描述的那樣。與根據(jù)第一實(shí)施例的布置相比，根據(jù)第二實(shí)施例的布置的優(yōu)點(diǎn)在于，在此通過(guò)四個(gè)燃料罐28’至觀””形成的整個(gè)流體存儲(chǔ)器能靈活地設(shè)計(jì)。在存儲(chǔ)相同的流體體積的前提下，與根據(jù)第一實(shí)施例的燃料罐相比分別容納流體體積的四分之一的四個(gè)燃料罐28’至觀””由于其因此較小的結(jié)構(gòu)尺寸能更靈活地、更節(jié)約空間地且更緊湊地安裝到車輛的相應(yīng)的容納空間中。圖8示出在圖7中示出的其中一個(gè)燃料罐觀””及其閥頭沈””、供給燃料管路56 和低壓管路M的透視剖面圖，所述低壓管路引導(dǎo)至補(bǔ)償容器(未示出)。如前所述，供給燃料管路56在各個(gè)閥頭之間延伸，其中閥頭包含一用于引導(dǎo)通過(guò)的相應(yīng)的孔，其具有朝向燃料罐觀””的內(nèi)室的開(kāi)口。在該剖面圖中示意性示出設(shè)置在閥頭沈””中的(單個(gè))快速切換閥M””。各個(gè)快速切換閥的輸出側(cè)通過(guò)低壓管路M彼此連接。這種布置的特別的優(yōu)點(diǎn)是，各個(gè)快速切換閥具有非常小的結(jié)構(gòu)尺寸，由此又能有利地減小每個(gè)閥頭的結(jié)構(gòu)尺寸。示例性的閥頭可以具有4. 5cm的長(zhǎng)度(從燃料罐的上側(cè)測(cè)量)和4. 5cm的直徑。圖9示出在圖7中示出的布置的功能圖，該布置的快速切換閥24’至M””根據(jù)存儲(chǔ)器壓力如已經(jīng)參照?qǐng)D6闡述的那樣進(jìn)行切換。因此，切換的根據(jù)本發(fā)明的原理原則上與流體存儲(chǔ)器包括一個(gè)或多個(gè)燃料罐(例如燃料罐28’至觀””)無(wú)關(guān)。重要的是，所有施加的壓力可以通過(guò)閥24’至M””的相應(yīng)的選擇和布置根據(jù)要求來(lái)調(diào)節(jié)。圖10示出在圖7示出的布置的輸出壓力ρ與時(shí)間t相關(guān)的曲線分布的圖表。在此可以看到，降低的輸出壓力在2. 4bar至2. 5bar之間的范圍內(nèi)以鋸齒形曲線波動(dòng)。這種在 0. Ibar的范圍內(nèi)的波動(dòng)與現(xiàn)有技術(shù)相比較小并且還能通過(guò)補(bǔ)償容器的校正進(jìn)一步減小。
權(quán)利要求
1.一種在流體存儲(chǔ)器(1 上的脈沖調(diào)制的快速切換閥04 ；24’ . . . 24"")的系統(tǒng)，其中所述閥04 ；24'.. . 24"")在其它結(jié)構(gòu)相同的情況下具有不同的內(nèi)徑，用于所述閥在不同的壓力范圍內(nèi)運(yùn)行，并且所述閥04;24’...24””)的數(shù)量和所述閥的相應(yīng)的內(nèi)徑如此選擇并與在存儲(chǔ)器(12)中的壓力的波動(dòng)范圍相互協(xié)調(diào)，使得超過(guò)存儲(chǔ)器壓力的波動(dòng)范圍，通過(guò)完全打開(kāi)、完全閉合和/或切換各個(gè)所述閥04 ；24’ . . . 24"")或閥組合，在壓力恒定的根據(jù)要求變化的質(zhì)量流的波動(dòng)范圍內(nèi)能產(chǎn)生來(lái)自所述存儲(chǔ)器(1 的流體的總體排出的質(zhì)量流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(1 設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)的燃料罐( )，所述燃料罐具有閥頭( )，所述閥頭包括一組快速切換閥04’ . . . 24"") 0
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(1 包括多個(gè)彼此連接的燃料罐08’ ... ””)，這些燃料罐分別具有一個(gè)閥頭06’ ..J6””)，各閥頭包括一個(gè)單獨(dú)的快速切換閥04)。
4.一種具有至少兩個(gè)快速切換閥04; ’ ...M””)的裝置，所述快速切換閥與流體存儲(chǔ)器(12)連接，其中所述至少兩個(gè)閥04;24’...24””)能借助脈沖調(diào)制來(lái)控制，其中所述至少兩個(gè)閥04 ；24'. . . 24"")分別具有不同的內(nèi)徑，其中各內(nèi)徑覆蓋在所述存儲(chǔ)器(12) 中的壓力的波動(dòng)范圍，其中在所述壓力的波動(dòng)范圍內(nèi)，在所要求的變化的質(zhì)量流的情況下通過(guò)控制所述至少兩個(gè)閥04 ；24’ . . . 24"")中的至少一個(gè)能調(diào)節(jié)一個(gè)相應(yīng)恒定的壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(1 設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)的燃料罐( )，所述燃料罐具有閥頭( )，所述閥頭包括一組快速切換閥04’ . . . 24"") ο
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(1 包括多個(gè)彼此連接的燃料罐08’ ... ””)，這些燃料罐分別具有一個(gè)閥頭06’ ..J6””)，所述閥頭包括一個(gè)單獨(dú)的快速切換閥04)。
7.一種燃料罐系統(tǒng)，所述燃料罐系統(tǒng)包括用于容納和提供流體的流體存儲(chǔ)器(12)，和至少兩個(gè)快速切換閥04 ；24’ . . . M””)，用于從所述存儲(chǔ)器(12)取出流體，其中所述至少兩個(gè)閥04;24’...24””)能借助脈沖調(diào)制來(lái)控制，其中所述至少兩個(gè)閥 (24；24' ...24"")分別具有不同的內(nèi)徑，其中各內(nèi)徑覆蓋在所述存儲(chǔ)器(12)中的壓力的波動(dòng)范圍，其中在所述壓力的波動(dòng)范圍內(nèi)，在所要求的變化的質(zhì)量流的情況下通過(guò)控制所述至少兩個(gè)閥04;24’ ...24"")中的至少一個(gè)能調(diào)節(jié)一個(gè)相應(yīng)恒定的壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述快速切換閥04；24’. . . 24””) 分別具有一個(gè)壓力管(38)，所述壓力管具有一個(gè)在其中能相對(duì)于噴嘴部件(50)運(yùn)動(dòng)地支承的銜鐵(44)，所述銜鐵由磁性導(dǎo)電的材料制成，其中所述壓力管(38)由圓柱形的線圈體 (36)包圍，所述線圈體的軸向端部突出于所述銜鐵G4)在所述管中的運(yùn)動(dòng)范圍并且磁性導(dǎo)電地與各個(gè)所述閥(24 ；24'.. · 24””)的芯部(40)和磁軛部件(42)連接，所述芯部和磁軛部件確定在所述壓力管(38)中的所述銜鐵04)的運(yùn)動(dòng)范圍，所述銜鐵G4)至少部分地包圍所述磁軛部件G2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(1 設(shè)計(jì)成一個(gè)單獨(dú)的燃料罐( )，所述燃料罐具有與其連接的閥頭( )，所述閥頭包括一組快速切換閥 04，...M ””)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述流體存儲(chǔ)器(12)包括多個(gè)彼此連接的燃料罐08’ ... ””)，這些燃料罐分別具有一個(gè)與其連接的閥頭 (26'...沈””)，各閥頭包括一個(gè)單獨(dú)的快速切換閥04)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，至少一個(gè)所述閥頭 26' ... 26，，，，)的低壓側(cè)與補(bǔ)償容器(30)連接，用于吸收壓力波。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥頭 (26 ；26’ . . . 26"")包括溫度傳感器(32)，用于測(cè)量在所述燃料罐中的流體的溫度。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)閥頭 (26 ；26’ . . . 26"")的高壓側(cè)能與至少一個(gè)供給燃料管路連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，所述快速切換閥 (24；24' ...24"")包括帶有各自不同的內(nèi)徑的噴嘴部件(50)。
15.根據(jù)權(quán)利要求7至14中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，各個(gè)快速切換閥 (24 ；24' . . . 24"")的內(nèi)徑處于約0.2mm至2. 5mm的范圍內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求7至15中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)，其特征在于，存儲(chǔ)器壓力的波動(dòng)范圍處于IObar至900bar之間，所要求的質(zhì)量流的波動(dòng)范圍在小于4bar的恒定的輸出壓力時(shí)處于0. 005g/sec至2. 500g/sec之間。
17.一種用于以恒定的壓力提供流體的所要求的質(zhì)量流的方法，其中所述流體能從壓力變化的流體存儲(chǔ)器(1 中取出，所述方法包括下述步驟確定在所述存儲(chǔ)器(1 中的當(dāng)前的壓力并且確定所要求的質(zhì)量流；根據(jù)所確定的壓力以脈沖調(diào)制的方式打開(kāi)、閉合和/或切換在所述存儲(chǔ)器(1 上的內(nèi)徑不同的快速切換閥04; ’ ... M ””)，從而產(chǎn)生了壓力恒定的所要求的質(zhì)量流；在從所述存儲(chǔ)器(1 中取出流體的過(guò)程中重復(fù)前述步驟。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，在錯(cuò)誤地對(duì)至少一個(gè)所述快速切換閥04; ’ ...M””)通電流的情況下，與所確定的壓力相關(guān)的預(yù)定地選出的閥24' ... 24"")被打開(kāi)，從而實(shí)際上排出的質(zhì)量流低于錯(cuò)誤要求的質(zhì)量流。
19.一種根據(jù)權(quán)利要求7至16中任一項(xiàng)所述的燃料罐系統(tǒng)的應(yīng)用，所述燃料罐系統(tǒng)用于將燃燒氣體、特別是氫氣提供給燃料電池(10)、特別是在車輛中的燃料電池(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在流體存儲(chǔ)器(28’...28””)上的脈沖調(diào)制的快速切換閥(24’...24””)的系統(tǒng)，其中所述閥(24’...24””)在其它方面相同的結(jié)構(gòu)中具有不同的內(nèi)徑以在不同的壓力范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)所述閥。所述閥(24’...24””)的數(shù)量和所述閥的各個(gè)內(nèi)徑如此選擇并與在存儲(chǔ)器(28’...28””)中的壓力的波動(dòng)范圍相互協(xié)調(diào)，使得超過(guò)存儲(chǔ)器壓力的波動(dòng)范圍，通過(guò)完全打開(kāi)、完全閉合和/或切換各個(gè)所述閥(24’...24””)或閥組合，在壓力恒定的根據(jù)要求變化的質(zhì)量流的波動(dòng)范圍內(nèi)能產(chǎn)生來(lái)自所述存儲(chǔ)器(28’...28””)的流體的總地排出的質(zhì)量流。
文檔編號(hào)H01M8/04GK102237537SQ20111011947
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者S·格萊澤, W·雅尼施 申請(qǐng)人:歐根賽馳股份公司