PL241753B1 - Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru - Google Patents
Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru Download PDFInfo
- Publication number
- PL241753B1 PL241753B1 PL436842A PL43684221A PL241753B1 PL 241753 B1 PL241753 B1 PL 241753B1 PL 436842 A PL436842 A PL 436842A PL 43684221 A PL43684221 A PL 43684221A PL 241753 B1 PL241753 B1 PL 241753B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- tank
- pressure
- jacket
- nut
- free space
- Prior art date
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 16
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 10
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 8
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920006448 PE-UHMW Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004760 aramid Substances 0.000 claims description 3
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 claims description 3
- 229920005594 polymer fiber Polymers 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 abstract 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229910000963 austenitic stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru, zbudowany ze zbiornika wewnętrznego, umieszczonego w zbiorniku zewnętrznym, przy czym pomiędzy zbiornikiem wewnętrznym a zbiornikiem zewnętrznym znajduje się wolna przestrzeń, a każdy ze zbiorników ma wykonany otwór i przez otwory te przeprowadzony jest korpus głowicy, zawierający kanał wlotowo - wylotowy prowadzący do zbiornika wewnętrznego i kanał wlotowo - wylotowy prowadzący do zbiornika zewnętrznego. Zbiornik charakteryzuje się tym, że w wolnej przestrzeni (3) znajduje się płyn pod ciśnieniem o wartości większej niż ciśnienie otoczenia. Korpus (4) głowicy posiada kołnierz dolny (8), a na swej walcowej części posiada część nagwintowaną pierwszą z nakręconą nakrętką pierwszą (10) i dalej część nagwintowaną drugą z nasadzonym kołnierzem (12) i nakręconą nakrętką drugą (13). Między kołnierzem dolnym (8) i nakrętką pierwszą (10) jest zamocowany płaszcz zbiornika wewnętrznego (1), a między nasadzonym kołnierzem (12) i nakrętką drugą (13) jest zamocowany płaszcz zbiornika zewnętrznego (2). Kołnierz dolny (8) i nakrętka pierwsza (10) oraz nasadzony kołnierz (12) i nakrętka druga (13) na swych powierzchniach stykających się z płaszczem zbiornika wewnętrznego (1) i płaszczem zbiornika zewnętrznego (2) posiadają uszczelki.
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest wysokociśnieniowy zbiornik przeznaczony do magazynowania gazów w małej objętości, w stanie wysokiej gęstości. W szczególności zbiornik ma zastosowanie do magazynowania wodoru i dotyczy sytuacji, w których określoną ilość gazu trzeba zmagazynować dla procesu technologicznego. Szczególnym zastosowaniem jest magazynowanie wodoru jako materiału energetycznego w pojazdach napędzanych ogniwami paliwowymi, w związanej z nimi sieci dystrybucji wodoru oraz stacjach wytwarzania wodoru.
Z patentu PL 196 481 B1 znany jest zasobnik wysokociśnieniowy na gaz, w którym zbiornik zasadniczy jest szczelnie pokryty warstwą włókien, które z kolei pokryte są powłoką ochronną.
Ze zgłoszenia patentowego P.312453 znany jest zbiornik o podwójnym płaszczu w kształcie walca, posiadający metalową ściankę wewnętrzną wykonaną z blachy stalowej, na którą nałożona jest ścianka zewnętrzna wykonana z folii z polietylenu niskociśnieniowego. Pomiędzy ścianką zewnętrzną, a ścianką wewnętrzną umieszczona jest warstwa siatki plecionej z polietylenu niskociśnieniowego.
Znane są zbiorniki kriogeniczne do magazynowania wodoru, które składają się ze zbiornika wewnętrznego, wykonanego ze stali austenitycznej i płaszcza zewnętrznego ze stali niskostopowej pokrytej powłoką antykorozyjną. Zbiornik kriogeniczny jest izolowany próżniowo - przestrzeń między zbiornikiem wewnętrznym i płaszczem zewnętrznym zbiornika kriogenicznego jest wypełniona materiałem izolacyjnym - perlitem.
Publikacje wzorów użytkowych CN209705707U i CN209705710U dotyczą systemu opartego na kriogenicznym wysokociśnieniowym magazynowaniu wodoru. System obejmuje zbiornik, który posiada wewnętrzny cylinder zainstalowany w zewnętrznym cylindrze poprzez element podtrzymujący. Pomiędzy wewnętrznym i zewnętrznym cylindrem, jest przestrzeń, którą opróżnia się, aby utworzyć próżniową warstwę izolacyjną. W wewnętrznym i zewnętrznym cylindrze wykonane są współosiowe otwory, w których zainstalowana jest głowica z kanałami odpowiednio wlotowymi albo wylotowymi do wtłaczania lub wytłaczania wodoru albo wytłaczania powietrza. W przykładowym wykonaniu wewnętrzny cylinder wykonany jest ze stopu aluminium i owinięty jest od zewnątrz włóknem węglowym, natomiast cylinder zewnętrzny wykonany jest z austenitycznej stali nierdzewnej.
W publikacji wzoru użytkowego CN208901068U przedstawiono zbiornik do magazynowania wodoru w stanie nad krytycznym, który składa się ze zbiornika wewnętrznego i zbiornika zewnętrznego, między zbiornikiem wewnętrznym a zbiornikiem zewnętrznym jest przestrzeń próżni. W przestrzeni próżni jest warstwa izolacji cieplnej. Zewnętrzna strona zbiornika wewnętrznego jest wzmocniona przez owinięcie warstwą materiału kompozytowego na bazie żywicy epoksydowej wzmocnionej włóknami.
Z publikacji WO2017114880A1 znany jest zbiornik ciśnieniowy, którego konstrukcja umożliwia składowanie np. w wieżach. Zbiornik składa się z pierwszego, wewnętrznego zbiornika, zawierającego wlot do jego napełniania lub opróżniania oraz drugiego, zewnętrznego zbiornika, przy czym zbiornik zewnętrzny jest przystosowany do wypełniania płynem innym niż wodór. Zbiornik zewnętrzny obejmuje zbiornik wewnętrzny. Ponieważ ściany wewnętrznego zbiornika nie stanowią ściany zewnętrznej, a zatem wodór nie styka się bezpośrednio ze ścianami zewnętrznymi, tak że mógłby powodować kruchość lub pogorszenie ich stanu, ściany zewnętrzne zbiornika mogą podlegać ściskaniu na przykład podczas piętrowego składowania w wieżach.
Znane wysokociśnieniowe zbiorniki do magazynowania gazów ściśliwych dotyczą zatem w głównej mierze zbiorników kriogenicznych, gdzie wewnętrzny zbiornik służy do przechowywania gazu w obniżonej temperaturze, natomiast zewnętrzny zbiornik stanowi płaszcz dla utworzenia warstwy izolacyjnej próżni. Dodatkowy płaszcz zewnętrzny może służyć również jako dodatkowe zabezpieczenie przechowywanej w zbiorniku wewnętrznym zawartości, w przypadku, gdy np. zbiorniki składowane są piętrowo, w wieżach.
Obecnie stosowane zbiorniki wysokociśnieniowe zbudowane są z obłego płaszcza o dużej wytrzymałości mechanicznej, wewnątrz którego zamknięty jest sprężony gaz. Do napełniania i opróżniania zbiornika służy zainstalowany w ścianie płaszcza zawór lub zawory. Nominalne maksymalne ciśnienie magazynowanego gazu determinuje konstrukcja ściany płaszcza - przede wszystkim dobór materiału oraz jego grubość, które muszą zapewnić zarówno minimalizację dyfuzji gazu przez ścianę płaszcza oraz utrzymać siły rozciągające działające ze strony sprężonego gazu na ściany zbiornika.
PL 241 753 B1
Zbiorniki z płaszczem jednowarstwowym, najczęściej stalowym należą do zbiorników 2. generacji. Dla zmniejszenia wagi zbiornika stosuje się płaszcze wielowarstwowe, w których jeden materiał zapewnia nieprzepuszczalność (brak dyfuzji) a drugi wytrzymałość mechaniczną. Warstwa wewnętrzna może być z metalu (3. generacja) lub z tworzywa sztucznego (4. generacja). Warstwę zewnętrzną tworzy się z materiałów kompozytowych, np. z włókien węglowych z żywicą.
Celem wynalazku jest zaproponowanie wysokociśnieniowego zbiornika do przechowywania gazów w stanie wysokiej gęstości, bez obniżania albo z obniżaniem temperatury. Zbiornik powinien odznaczać się wysoką wytrzymałością na panujące w jego wnętrzu ciśnienie. Konstrukcja zbiornika powinna zapewniać jego długą, bezawaryjną pracę i obniżyć podatność na wystąpienie efektów zmęczeniowych. Jednocześnie pożądane jest, by zbiornik stanowił konstrukcję bezpieczną i możliwie lekką.
Cel ten realizuje wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru, zbudowany ze zbiornika wewnętrznego, umieszczonego w zbiorniku zewnętrznym, w którym pomiędzy zbiornikiem wewnętrznym a zbiornikiem zewnętrznym znajduje się wolna przestrzeń. Każdy ze zbiorników ma wykonany otwór i przez otwory te przeprowadzony jest korpus głowicy, zawierający kanał wlotowo-wylotowy prowadzący do zbiornika wewnętrznego i kanał wlotowo-wylotowy prowadzący do zbiornika zewnętrznego. Istotą zbiornika jest to, że w wolnej przestrzeni znajduje się płyn pod ciśnieniem o wartości większej niż ciśnienie otoczenia. Korpus głowicy posiada kołnierz dolny, a na swej walcowej części posiada część nagwintowaną pierwszą z nakręconą nakrętką pierwszą i dalej część nagwintowaną drugą z nasadzonym kołnierzem i nakręconą nakrętką drugą. Pomiędzy kołnierzem dolnym i nakrętką pierwszą jest zamocowany płaszcz zbiornika wewnętrznego, a między nasadzonym kołnierzem i nakrętką drugą jest zamocowany płaszcz zbiornika zewnętrznego. Kołnierz dolny i nakrętka pierwsza oraz nasadzony kołnierz i nakrętka druga na swych powierzchniach stykających się z płaszczem zbiornika wewnętrznego i płaszczem zbiornika zewnętrznego posiadają uszczelki.
Korzystnie, płaszcz zbiornika wewnętrznego lub zbiornika zewnętrznego wykonany jest z metalu, tworzywa sztucznego, kompozytu, układu metal - tworzywo sztuczne, układu metal - kompozyt, układu tworzywo sztuczne - kompozyt, układu tworzywo sztuczne - tworzywo sztuczne, albo układu kompozyt - kompozyt, przy czym płaszcz zbiornika wewnętrznego jest z materiału o niskim współczynniku dyfuzji dla znajdującego się w nim gazu.
Korzystnie, dla magazynowanego wodoru materiałem o niskim współczynniku dyfuzji jest aluminium Al, polietylen PE, polietylen o wysokiej gęstości PE-HD, albo polietylen o ultra wysokiej masie molowej PE-UHMW.
Korzystnie, na płaszczu zbiornika wewnętrznego lub zbiornika zewnętrznego wykonany jest oplot wzmacniający z włókna węglowego, szklanego, aramidowego, bazaltowego, albo innego włókna wysokowytrzymałego, stosowanego w kompozytach polimerowo-włóknistych.
Korzystnie, kanał wlotowo-wylotowy prowadzący do zbiornika zewnętrznego połączony jest przewodem ze zbiornikiem płynu, przy czym na przewodzie jest zawór do regulacji ciśnienia płynu w wolnej przestrzeni.
Korzystnie, w wolnej przestrzeni znajduje się czujnik ilości gazu magazynowanego w zbiorniku wewnętrznym.
Wariantowo, płyn w wolnej przestrzeni ma temperaturę niższą od temperatury otoczenia ma temperaturę niższą od temperatury otoczenia.
Korzystnie, ciśnienie płynu w wolnej przestrzeni jest mierzone i regulowane w ramach normalnego cyklu pracy zbiornika poprzez dynamiczną zmianę ilości płynu w wolnej przestrzeni.
Wypełnienie wolnej przestrzeni pomiędzy zbiornikiem wewnętrznym i zewnętrznym o kontrolowanym ciśnieniu, większym niż ciśnienie otoczenia, prowadzi do wytworzenia wstępnego naprężenia wewnętrznego płaszcza w kierunku do wewnątrz, nazywanego ciśnieniem podpierającym. Takie naprężenie pozwala zwiększyć ciśnienie oraz gęstość gazu w zbiorniku wewnętrznym o wartość ciśnienia płynu w wolnej przestrzeni. Wstępne naprężenie podpierające pozwala zachować konstrukcję jednopłaszczową zbiornika wewnętrznego, przy pełnym zachowaniu jej wytrzymałości. Ilość płynu pomiędzy płaszczami może być ustalona, zapewniając stałe ciśnienie podpierające podczas całego cyklu napełniania, magazynowania i opróżniania zbiornika. Alternatywnie, wartość ciśnienia podpierającego może być dynamicznie zmieniania w trakcie cyklu napełniania i opróżniania zbiornika, poprzez zmianę ilości płynu w przestrzeni pomiędzy płaszczami. Regulacja ilości płynu możliwa jest dzięki zastosowaniu dodatkowego, zewnętrznego zbiornika z płynem do zasilania wolnej przestrzeni z zaworem do regulacji ciśnienia tego płynu w wolnej przestrzeni.
PL 241 753 B1
Dla zniwelowania naprężeń wynikających z pracy zbiornika w zmieniających się ciśnieniach, zaprojektowano specjalny korpus głowicy, który zaplanowany jest w taki sposób, aby oba zbiorniki - wewnętrzny i zewnętrzny działały na zasadzie balonika, tzn. bez sztywnego podparcia. Połączenie zbiorników poprzez korpus głowicy o proponowanej konstrukcji pozwala zniwelować rozszczelnienia podczas pracy zbiornika, jakie zachodzą przy sztywnych jego połączeniach z płaszczami zbiorników.
Czujnik ilości gazu wewnętrznego zamontowany w wolnej przestrzeni monitoruje szczelność zbiornika. Wykrycie ulatniającego się gazu jest łatwiejsze, gdy gromadzi się on w wolnej przestrzeni, niż gdyby wydostawał się bezpośrednio do otoczenia. Dzięki temu zwiększa się bezpieczeństwo stosowania tego rodzaju zbiornika. Na bezpieczeństwo wpływa również zastosowanie dwóch zbiorników - ogranicza się w ten sposób ryzyko przebicia zbiornika wewnętrznego, w którym zgromadzony jest niebezpieczny gaz, a zbiornik zewnętrzny stanowi ponadto bufor w przypadku rozszczelnienia zbiornika wewnętrznego. Jednocześnie ze względu na zastosowane ciśnienie podpierające, płaszcze zbiorników, zwłaszcza płaszcz zbiornika wewnętrznego, mogą być projektowane na niższe ciśnienie. Pozwala to w konsekwencji, przy zachowaniu wymaganych parametrów bezpieczeństwa, na stosowanie lżejszych materiałów.
Dodatkowo możliwe jest wypełnienie wolnej przestrzeni płynem o kontrolowanej temperaturze, niższej od temperatury otoczenia, co pozwala na chłodzenie zbiornika wewnętrznego. Prowadzi to do schłodzenia magazynowanego gazu, co przekłada się na zwiększenie jego gęstości w danym ciśnieniu i zwiększenia ilości zmagazynowanego gazu. Zbiornik w wersji z regulowaną temperaturą płynu w wolnej przestrzeni między płaszczami może być wykorzystany w układach, w których obecne są układy chłodzące lub kriogeniczne. Schłodzenie gazu, takiego jak wodór, pozwala zwiększyć jego gęstość do wartości znacznie większych niż uzyskuje się poprzez tradycyjne sprężanie w warunkach przemysłowych. Zbiornik według obecnego wynalazku pozwala zatem na magazynowanie gazu przy zwiększonej gęstości poprzez zwiększenie jego ciśnienia i ewentualnie obniżenie jego temperatury. Pozwala to zwiększyć ilość gazu magazynowanego w jednostce objętości zbiornika.
Zbiornik w wersji z ciśnieniem podpierającym o ustalonej ilości płynu podpierającego może być wykorzystany jako zbiornik paliwa do pojazdów z ogniwami paliwowymi, np. na wodór. Zbiornik taki pozwala zmieścić znaczną ilość paliwa, przy zachowaniu wystarczającej objętości. Zapewnia wysokie bezpieczeństwo oraz możliwość monitorowania nieszczelności.
Zbiornik w wersji z regulowanym ciśnieniem podpierającym może być wykorzystany w zbiornikach stacjonarnych, gdzie regulacja ciśnienia podpierającego w sprzężeniu z ciśnieniem magazynowanego gazu pozwala zmniejszyć naprężenia występujące w zbiornikach wewnętrznym i zewnętrznym w trakcie cyklu napełniania i opróżniania, co zmniejsza efekty zmęczeniowe i wydłuża żywotność zbiorników.
Przedmiot wynalazku jest przestawiony w przykładowym wykonaniu na rysunku, na którym: Fig. 1 przedstawia schematycznie zbiornik w przekroju przez króciec, Fig. 2 przedstawia w powiększeniu króciec i jego mocowanie w zbiornikach wewnętrznym i zewnętrznym, a Fig. 3 przedstawia zbiornik w wariancie z regulacją ciśnienia gazu w wolnej przestrzeni, dla uzyskania zmiennego ciśnienia podpierającego.
Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania wodoru, zbudowany jest ze zbiornika wewnętrznego 1, umieszczonego w zbiorniku zewnętrznym 2. Pomiędzy zbiornikiem wewnętrznym 1 a zbiornikiem zewnętrznym 2 znajduje się wolna przestrzeń 3. Każdy ze zbiorników 1, 2 ma wykonany otwór i przez otwory te przeprowadzony jest korpus 4 głowicy 7, zawierający kanał wlotowo-wylotowy 5 prowadzący do zbiornika wewnętrznego 1 i kanał wlotowo-wylotowy 6 prowadzący do zbiornika zewnętrznego 2. W wolnej przestrzeni 3 znajduje się gaz pod ciśnieniem o wartości większej niż ciśnienie otoczenia. Korpus 4 głowicy 7 posiada kołnierz dolny 8, a na swej walcowej części posiada część nagwintowaną pierwszą 9 z nakręconą nakrętką pierwszą 1 i dalej część nagwintowaną drugą 11 z nasadzonym kołnierzem 12 i nakręconą nakrętką drugą 13. Między kołnierzem dolnym 8 i nakrętką pierwszą 10 jest zamocowany płaszcz zbiornika wewnętrznego 1, a między nasadzonym kołnierzem 12 i nakrętką drugą 13 jest zamocowany płaszcz zbiornika zewnętrznego 2. Kołnierz dolny 8 i nakrętka pierwsza 10 oraz nasadzony kołnierz 12 i nakrętka druga 13 na swych powierzchniach stykających się z płaszczem zbiornika wewnętrznego 1 i płaszczem zbiornika zewnętrznego 2 posiadają uszczelki 14.
Płaszcz zbiornika wewnętrznego 1 wykonany jest z materiału o niskim współczynniku dyfuzji dla wodoru i materiałem tym jest na przykład aluminium Al. Płaszcz może być też, nie ograniczając, wy
PL 241 753 B1 konany z następujących materiałów: polietylen PE, polietylen o wysokiej gęstości PE-HD, albo polietylen o ultra wysokiej masie molowej PE-UHMW. Płaszcz zbiornika zewnętrznego 2 wykonany jest z układu tworzywo sztuczne - kompozyt, ale możliwe jest, nie ograniczając, wykonanie z: metalu, tworzywa sztucznego, kompozytu, układu metal - tworzywo sztuczne, układu metal - kompozyt, układu tworzywo sztuczne - tworzywo sztuczne, albo układu kompozyt - kompozyt. Dla wykonania zbiornika, płaszcze są spawane. Na płaszczach zarówno zbiornika wewnętrznego 1, jak i zbiornika zewnętrznego 2 wykonany jest oplot 15 wzmacniający z włókna węglowego. Możliwe jest też, nie ograniczając, wykonanie z włókna szklanego, aramidowego, bazaltowego, albo innego włókna wysokowytrzymałego, stosowanego w kompozytach polimerowo-włóknistych. W wolnej przestrzeni 3 znajduje się czujnik 19 ilości gazu, w tym przypadku wodoru magazynowanego w zbiorniku wewnętrznym 1.
W wariancie przedstawionym na Fig. 3 kanał wlotowo-wylotowy 6 prowadzący do zbiornika zewnętrznego 2 połączony jest przewodem 16 ze zbiornikiem gazu 17. Na przewodzie 16 jest zawór 18 do regulacji ciśnienia gazu w wolnej przestrzeni 3. Ciśnienie gazu w wolnej przestrzeni 3 jest mierzone i regulowane w ramach normalnego cyklu pracy zbiornika poprzez dynamiczną zmianę jego ilości w wolnej przestrzeni 3.
W wariantowym wykonaniu, gaz w wolnej przestrzeni 3 ma temperaturę niższą od temperatury otoczenia.
Claims (8)
- Zastrzeżenia patentowe1. Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru, zbudowany ze zbiornika wewnętrznego, umieszczonego w zbiorniku zewnętrznym, przy czym pomiędzy zbiornikiem wewnętrznym a zbiornikiem zewnętrznym znajduje się wolna przestrzeń, a każdy ze zbiorników ma wykonany otwór i przez otwory te przeprowadzony jest korpus głowicy, zawierający kanał wlotowo-wylotowy prowadzący do zbiornika wewnętrznego i kanał wlotowo-wylotowy prowadzący do zbiornika zewnętrznego, znamienny tym, że w wolnej przestrzeni (3) znajduje się płyn pod ciśnieniem o wartości większej niż ciśnienie otoczenia, natomiast korpus (4) głowicy (7) posiada kołnierz dolny (8), a na swej walcowej części posiada część nagwintowaną pierwszą (9) z nakręconą nakrętką pierwszą (10) i dalej część nagwintowaną drugą (11) z nasadzonym kołnierzem (12) i nakręconą nakrętką drugą (13), a między kołnierzem dolnym (8) i nakrętką pierwszą (10) jest zamocowany płaszcz zbiornika wewnętrznego (1), a między nasadzonym kołnierzem (12) i nakrętką drugą (13) jest zamocowany płaszcz zbiornika zewnętrznego (2), przy czym kołnierz dolny (8) i nakrętka pierwsza (10) oraz nasadzony kołnierz (12) i nakrętka druga (13) na swych powierzchniach stykających się z płaszczem zbiornika wewnętrznego (1) i płaszczem zbiornika zewnętrznego (2) posiadają uszczelki (14).
- 2. Wysokociśnieniowy zbiornik według zastrz. 1, znamienny tym, że płaszcz zbiornika wewnętrznego (1) lub zbiornika zewnętrznego (2) wykonany jest z metalu, tworzywa sztucznego, kompozytu, układu metal - tworzywo sztuczne, układu metal - kompozyt, układu tworzywo sztuczne - kompozyt, układu tworzywo sztuczne - tworzywo sztuczne, albo układu kompozyt - kompozyt, przy czym płaszcz zbiornika wewnętrznego (1) jest z materiału o niskim współczynniku dyfuzji dla znajdującego się w nim gazu.
- 3. Wysokociśnieniowy zbiornik według zastrz. 2, znamienny tym, że dla magazynowanego wodoru materiałem o niskim współczynniku dyfuzji jest aluminium Al, polietylen PE, polietylen o wysokiej gęstości PE-HD, albo polietylen o ultra wysokiej masie molowej PE-UHMW.
- 4. Wysokociśnieniowy zbiornik według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że na płaszczu zbiornika wewnętrznego (1) lub zbiornika zewnętrznego (2) wykonany jest oplot (15) wzmacniający z włókna węglowego, szklanego, aramidowego, bazaltowego, albo innego włókna wysokowytrzymałego, stosowanego w kompozytach polimerowo-włóknistych.
- 5. Wysokociśnieniowy zbiornik według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że kanał wlotowo-wylotowy (6) prowadzący do zbiornika zewnętrznego (2) połączony jest przewodem (16) ze zbiornikiem płynu (17), przy czym na przewodzie (16) jest zawór (18) do regulacji ciśnienia płynu w wolnej przestrzeni (3).6 PL 241 753 B1
- 6. Wysokociśnieniowy zbiornik według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że w wolnej przestrzeni (3) znajduje się czujnik ilości (19) gazu magazynowanego w zbiorniku wewnętrznym (1).
- 7. Wysokociśnieniowy zbiornik według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że płyn w wolnej przestrzeni (3) ma temperaturę niższą od temperatury otoczenia.
- 8. Wysokociśnieniowy zbiornik według któregokolwiek z poprzednich zastrz., znamienny tym, że ciśnienie płynu w wolnej przestrzeni (3) jest mierzone i regulowane w ramach normalnego cyklu pracy zbiornika poprzez dynamiczną zmianę ilości płynu w wolnej przestrzeni (3).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436842A PL241753B1 (pl) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL436842A PL241753B1 (pl) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL436842A1 PL436842A1 (pl) | 2022-08-08 |
| PL241753B1 true PL241753B1 (pl) | 2022-11-28 |
Family
ID=83721798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL436842A PL241753B1 (pl) | 2021-02-03 | 2021-02-03 | Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL241753B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4592582A1 (en) | 2024-01-27 | 2025-07-30 | Instytut Wysokich Cisnien Polskiej Akademii Nauk | High-pressure safety tank system for storing gases, in particular hydrogen |
-
2021
- 2021-02-03 PL PL436842A patent/PL241753B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4592582A1 (en) | 2024-01-27 | 2025-07-30 | Instytut Wysokich Cisnien Polskiej Akademii Nauk | High-pressure safety tank system for storing gases, in particular hydrogen |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL436842A1 (pl) | 2022-08-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Barthélémy et al. | Hydrogen storage: Recent improvements and industrial perspectives | |
| EP3175166B1 (en) | Composite pressure tank boss mounting with pressure relief | |
| US8308017B2 (en) | Composite material with fibers with different stiffness for optimum stress usage | |
| EP2163805A2 (en) | Apparatus for gas storage | |
| US20240369184A1 (en) | Pressure Vessel, Pressure Vessel System, Motor Vehicle and Method for Forming Ribs | |
| US8733382B2 (en) | Thermally activated safety valve for pressure vessels | |
| ES2945691T3 (es) | Recipiente a presión con revestimiento metálico que comprende un saliente polar | |
| US10781973B2 (en) | Pressure vessels | |
| US9046220B2 (en) | Port/liner assembly for pressure vessel | |
| CN105683643A (zh) | 燃料罐 | |
| CN112344199B (zh) | 具有内部负载支撑件的复合压力容器 | |
| US7028553B2 (en) | Apparatus for delivering pressurized fluid | |
| EP2788654B1 (en) | Pressure vessel with metallic liner and two fiber layers of different material | |
| EP2778499B1 (en) | Boss structure | |
| PL241753B1 (pl) | Wysokociśnieniowy zbiornik do magazynowania gazów, zwłaszcza wodoru | |
| KR20140111667A (ko) | 내부 접근용 맨홀이 설비된, 압축 천연 가스의 해상 수송용 점검가능 컨테이너 | |
| SK632018U1 (sk) | Plynový valec | |
| EP4592582A1 (en) | High-pressure safety tank system for storing gases, in particular hydrogen | |
| CN113639186B (zh) | 一种碳纤维双层连丝结构储氢容器 | |
| US9677713B1 (en) | Compact insert design for cryogenic pressure vessels | |
| KR20240019060A (ko) | 극저온 액체 형태로 저장되는 유체를 압축하기 위한 장치, 및 연관된 제조 방법 | |
| WO2004096649A2 (en) | Composite reservoir for pressurized fluid | |
| CN104094035A (zh) | 用于压缩天然气的储存和运输的分层可检查的压力容器 | |
| BG4196U1 (bg) | Бутилка за газ | |
| RU2820566C2 (ru) | Аккумулятор давления |