[发明专利]卸压装置的致动

说明书

技术领域

本发明涉及存储容器，且更具体地涉及用于燃料电池系 统的高压容器。

背景技术

燃料电池系统已经被提出作为电动车辆和各种其它应用 的清洁、有效和环保的电源。一种燃料电池系统采用质子交换膜(PEM) 使得氢燃料和氧化剂进行催化反应，以产生电力。通常，所述燃料电 池系统具有一个以上的燃料电池，所述燃料电池包括阳极和阴极，PEM 位于阳极和阴极之间。阳极接收氢气，阴极接收氧气(通常来自于空 气)。氢气在阳极中离子化，以产生自由氢离子和电子。氢离子穿过 PEM到达阴极。氢离子与阴极中的氧和电子反应，产生水。来自于阳 极的电子不能穿过PEM，且相反被引导通过电负载，如车辆，以在送 至阴极之前做功。许多燃料电池可以组合在燃料电池系统中的燃料电 池堆中，以产生期望的功率量。

燃料电池功率系统能够包括转化器或处理器，所述转化 器或处理器将液体燃料(如，醇(例如，甲醇或乙醇))、碳氢化合 物(例如，汽油)和/或其混合物(如，乙醇/甲醇和汽油的混合物)转 化为用于燃料电池堆的氢气。更典型地，用作燃料电池系统中的燃料 的氢气与车辆分离地加工和存储。氢气被输送至车辆上的高压容器或 贮存器，以根据需要提供希望的氢气给车载燃料电池堆。

高压容器通常分成以下四种类型之一：具有全金属结构 的I型容器；具有金属衬里结构的II型容器，所述II型容器带有用于 增强的纤维环箍包装；具有金属衬里结构的III型容器，所述III型容 器带有全纤维增强包装；和具有塑料衬里结构的IV型容器，所述IV 型容器带有全纤维增强包装。如Immel在美国专利No.6,742,554中公 开的那样，所设想的在工业中用于存储氢气的IV型压力容器总体上是 圆柱形以提供期望的整体性，且包括外部结构壁和在其中限定贮存器 腔室的内部衬垫，所述专利的全部内容作为参考引入本文。本领域也 能想到具有衬垫较少的复合结构的V型容器。

容纳压缩氢气的高压容器必须具有期望的机械稳定性和 整体性，以防止压力容器由于内部压力而破裂或爆破。通常也希望使 得车辆上的压力容器是轻质的，从而不会显著地影响车辆的重要要求。 行业中的当前趋势是采用IV型压力容器来在车辆上存储压缩氢气。

已知的高压容器包括至少一个热致动安全阀或卸压装置 (PRD)。所述PRD设置在高压容器的端部的凸台上，所述凸台容纳 各种阀、压力调节器、管道连接器、过流限制器等，以允许压力容器 用压缩氢气填充。所述PRD也可以设置在压力容器中的另一开口处， 但是所述PRD通常布置在压力容器的一端或两端。当压力容器暴露于 高温时，所述PRD是有用的。当高温可能在远离单个PRD位置的局部 区域存在时，可以使用一个以上的PRD。

已知不靠近带有PRD的压力容器端部的局部热源可能不 会被PRD检测，因为形成压力容器的复合材料的导热率低。对该问题 的现有技术解决方案的状态是采用热管来从靠近局部热源的压力容器 区域传热。不过，热管不覆盖压力容器的整个表面。其它已知设计使 用附加隔热层来减小进入压力容器的热通量。不过，附加隔热层仅仅 是延迟压力容器的破裂，因而是不合需要的。

在Winter等的美国申请公布No.2008/0066805中也描述 了一种压力容器系统，所述压力容器系统带有热传导层，用于从压力 容器上的任何地方传递热给PRD，所述专利申请的全部内容作为参考 引入本文。已知的热传导层包括围绕压力容器包绕的且在压力容器外 部的热传导网、和连接到PRD的热传导条，所述热传导条沿压力容器 延伸。围绕压力容器外部包绕的热传导片、箔和层也是已知的。

持续需要一种压力容器，所述压力容器在从局部热源传 递热给PRD方面是有效的，且利于使用单个PRD代替多个PRD。期 望压力容器设置有附加保护层，所述附加保护层承载经过压力容器的 一部分负载，不需要附加防石装置(stone shield)，且比当前压力容器 设计更成本有效。

发明内容

根据本发明，令人惊奇地发现了一种压力容器，所述压 力容器提供从靠近压力容器的局部热源向卸压装置(PRD)的有效热 传递，利于使用单个PRD，提供附加负载承载保护层，不需要附加防 石装置，且与已知设计相比是成本有效的。