[发明专利]用于压力容器的温度调节装置

说明书

技术领域

本发明涉及中空容器，且更具体地涉及具有外部壳体、内部壳体、以及与流体源流体连通的温度调节装置的中空压力容器，所述温度调节装置设置在压力容器的外部壳体和内腔之间以利于壳体的温度控制。

背景技术

燃料电池已经作为用于电动车辆和其它应用的功率源提出。在质子交换膜（PEM）类型燃料电池中，氢作为燃料供应给燃料电池的阳极，氧作为氧化剂供应给燃料电池的阴极。多个燃料电池在燃料电池堆中堆叠在一起以形成燃料电池系统。燃料通常存储在设置在机动车底架上的中空压力容器中，例如燃料箱。

压力容器通常是多层的且至少包括内部壳体和外部壳体。所述内部壳体可以使用多种已知方法制造，包括：机加工；滚轧成形；喷射模制；挤压吹塑成形；吹塑成形；旋转模制；等等。内部壳体通过借助于聚合物树脂将至少一个凸台设置在模腔中、加热模同时旋转从而使得树脂熔融并涂覆模腔的壁、冷却模并移开已模制内部壳体而使用旋转模塑方法形成。完成的内部壳体在其端部处固定到至少一个凸台。为了形成外部壳体，已模制内部壳体通常经受丝绕工艺。在丝绕工艺之后，外部壳体在压力容器初始加压之前可能需要大量的固化时间。

可通过将压力容器的外表面暴露于升高的温度而减少压力容器的固化时间。在固化期间的升高的温度可不希望地增加内部壳体的延展性。因此，可限制固化温度，尤其是内腔所暴露的固化温度。固化时间也增加制造压力容器的成本。压力容器的一些部分可能需要附加的缠绕，从而导致外部壳体的一部分具有比其余部分更大的厚度。因而，增加了外部壳体的该部分的较大厚度的固化时间。

内部壳体的温度的剧烈变化可限制往返压力容器的燃料传输速率。因此，控制系统可调节往返压力容器的传输速率以缓解压力容器的温度的剧烈变化。

在加压期间，当压力容器的内容物达到具体密度时，压力容器可以可认为是“满的”。随着加压期间压力容器内的温度增加，内容物达到具体密度所需的压力量也增加。因此，在压力容器内的温度增加时，可能花费过多能量来加压压力容器，直到内容物达到具体密度。

外部壳体的存在可能不希望地增加压力容器的补给燃料时间。当氢或其它燃料以高达12690 psi（875 bar）的压力传输到压力容器的内腔时，压力容器内的温度增加。外部壳体（通常由导热差的材料制成）隔离内部壳体。因而，到内腔的燃料传输速率可能被限制，从而增加压力容器的补给燃料时间。

外部壳体的存在可能不希望地减少来自于压力容器的燃料传输速率。当氢或其它燃料从压力容器的内腔快速移除时，压力容器内的温度下降。外部壳体（通常由导热差的材料制成）隔离内部壳体。外部壳体防止压力容器内的燃料从周围环境吸取能量。因而，外部壳体可能限制来自于内腔的燃料传输速率。

将期望开发具有外部壳体、内部壳体以及温度调节装置的中空压力容器，所述温度调节装置适合于在压力容器操作期间调节内部壳体的温度且在压力容器制造期间减少固化时间。

发明内容

根据本发明，令人惊奇地发现具有外部壳体、内部壳体以及温度调节装置的中空压力容器，所述温度调节装置适合于调节内部壳体的温度。

在一个实施例中，所述容器包括：适合于存储流体的中空内部壳体；围绕所述中空内部壳体形成的外部壳体；温度调节装置，所述温度调节装置根据以下至少一种方式设置：设置在所述中空内部壳体和外部壳体之间、设置在所述中空内部壳体中、以及设置在外部壳体中；以及凸台，所述凸台包括在其中形成的流体管道，所述凸台设置在内部壳体上且在它们之间形成大致不透流体的密封，所述流体管道和温度调节装置与温度控制系统流体连通。

在另一个实施例中，所述容器包括：适合于存储流体的中空内部壳体；围绕所述中空内部壳体形成的外部壳体；温度调节装置，所述温度调节装置根据以下至少一种方式设置：设置在所述中空内部壳体和外部壳体之间、以及设置在所述中空内部壳体中；凸台，所述凸台包括在其中形成的流体管道，所述凸台设置在中空内部壳体上且在它们之间形成大致不透流体的密封；以及温度控制系统，所述温度控制系统与至少一个温度传感器电连通，所述温度调节装置、所述流体管道和所述温度控制系统形成闭环系统。

在另一个实施例中，所述容器包括：适合于存储流体的中空内部壳体；围绕所述中空内部壳体形成的丝绕外部壳体；设置在所述中空内部壳体和外部壳体之间的多孔层；凸台，所述凸台包括在其中形成的流体管道，所述凸台设置在中空内部壳体上且在它们之间形成大致不透流体的密封；以及温度控制系统，所述温度控制系统与至少一个温度传感器电连通，所述多孔层、所述流体管道和所述温度控制系统形成闭环系统。

方案1. 一种容器，包括：