AUFSATZ FÜR EINE ENTGASUNGSLEITUNG

Abstract

 Ein Aufsatz (1) für eine Entgasungsleitung (2), insbesondere eines Fahrzeug-Kryotanks, zeichnet sich aus durch einen oben offenen Topf (5) mit einer Wand (7) und einem Boden (6), wobei der Boden (6) eine zentrale Öffnung (8) zum Anschließen der Entgasungsleitung (2) hat, wobei in dem Topf (5) von der Öffnung (8) und der Wand (7) beabstandet ein Anströmkörper (11) über Streben (12) gehalten ist, der sich in Aufwärtsrichtung erweitert und der von oben gesehen die Öffnung (8) überdeckt, und wobei die Öffnung (8) einen hochragenden Kragen (9) und der zwischen Öffnung (8) und Wand (7) verbleibende Bereich des Bodens (6) zumindest einen Wasserablauf (10) hat.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufsatz für eine Entgasungsleitung, insbesondere für einen Fahrzeug-Kryotank.

[0002] Fahrzeug-Kryotanks werden dazu verwendet, um Kryofluide als Kraftstoffe mit hoher Energiedichte zu speichern, z.B. verflüssigten Wasserstoff oder verflüssigtes Erdgas (liquefied natural gas, LNG). Auch wenn solche Kryotanks größtmöglich wärmeisoliert werden, beispielsweise durch Ausführung als Doppelwandbehälter mit evakuiertem Zwischenraum zwischen den beiden Behälterwänden, tritt insbesondere bei längeren Standzeiten des Fahrzeugs aufgrund der thermischen Verluste eine schleichende Erwärmung des Kryofluids im Tank auf. Dies führt zu einer Druckzunahme im Kryotank, welche über ein Sicherheitsventil, einen optionalen Katalysator, in welchem der Kraftstoff kontrolliert zu Wasserdampf bzw. Kohlendioxid konvertiert wird, und eine Entgasungsleitung ins Freie abgebaut wird ("boil-off"). Die Entgasungsleitung muss witterungs- und fahrtwindgeschützt ins Freie ausmünden, um einen Eintrag von Verunreinigungen, Schnee, Regen- oder Kondenswasser oder ein Rückfließen von im Katalysator konvertiertem, kondensierendem Wasserdampf in den Tank zu verhindern.

[0003] Die Erfindung setzt sich zum Ziel, einen Aufsatz für eine Entgasungsleitung zu schaffen, der all diesen Anforderungen genügt.

[0004] Dieses Ziel wird mit einem Aufsatz für eine Entgasungsleitung erreicht, der sich gemäß der Erfindung durch einen oben offenen Topf mit einer Wand und einem Boden auszeichnet, wobei der Boden eine zentrale Öffnung zum Anschließen der Entgasungsleitung hat, wobei in dem Topf von der Öffnung und der Wand beabstandet ein Anströmkörper über Streben gehalten ist, der sich in Aufwärtsrichtung erweitert und der von oben gesehen die Öffnung überdeckt, und wobei die Öffnung einen hochragenden Kragen und der zwischen Öffnung und Wand verbleibende Bereich des Bodens zumindest einen Wasserablauf hat.

[0005] Der erfindungsgemäße Aufsatz schützt die angeschlossene Entgasungsleitung vor einem witterungs- oder fahrtwindbedingten Eintreten von Verunreinigungen, Schnee, Regenwasser, Kondenswasser und vor einem Rückfließen von im Katalysator konvertiertem, im Aufsatz kondensierendem Wasserdampf. Der Anströmkörper bildet ein Dach für die am Boden des Topfs einmündende Entgasungsleitung und verteilt gleichzeitig das von dort ausströmende Gas, z.B. Wasserdampf, Methan, Kohlendioxid oder Wasserstoff, zum Umfang des Topfs hin, wo es über den Spalt zwischen Anströmkörper und Wand nach oben hin austreten kann. Sollte es dort kondensieren oder von eintretendem Regenwasser verunreinigt werden, fallen alle diese Verunreinigungen oder Abbrandprodukte auf den Boden rund um die zentrale Öffnung, wo sie über den Wasserablauf ausgetragen werden können. Der um die Öffnung hochragende Kragen verhindert dabei einen Rückeintritt in die Entgasungsleitung.

[0006] Bevorzugt ist der Anströmkörper ein Kegel, eine Pyramide, eine Kalotte oder ein Paraboloid. Dies ergibt eine gute Strömungsverteilung des Gases aus der Entgasungsleitung zum Spalt zwischen Anströmkörper und Wand für den Austritt nach oben und gleichzeitig eine gute Abdeckung der Entgasungsleitung gegenüber Regenwasser von oben.

[0007] Besonders günstig ist es, wenn der Anströmkörper vom oberen Ende des Topfes beabstandet ist. Dies belässt oberhalb des Anströmkörpers einen umlaufenden Rand des Topfes, welcher als Windschutz, auch gegenüber Schlagregen, wirkt.

[0008] Bevorzugt verlaufen die Streben sternförmig vom oberen Ende des Anströmkörpers zur Wand. Dies hält den Anströmkörper symmetrisch unter Bildung eines - lediglich durch die Streben unterbrochenen - umlaufenden Ringspalts zwischen Wand und Topf.

[0009] Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal hat die Wand zumindest eine seitliche, vom Boden beabstandete Durchbrechung. Die Durchbrechung dient als Sekundär- bzw. Notfallabzug für das Gas, wenn der Topf z.B. von oben zugeschneit ist.

[0010] Bevorzugt ist der Topf auf seiner Außenseite neben der Durchbrechung mit einem Windschutzblech versehen. Damit kann die seitliche Durchbrechung vor Fahrtwind oder Schlagregen geschützt werden.

[0011] In jeder Ausführungsform ist es besonders günstig, wenn der Topf mit einer davon auskragenden Befestigungslasche versehen ist. Der Aufsatz lässt sich damit direkt am Fahrzeug befestigen und kann so gleich auch die daran angeschlossene Entgasungsleitung mittragen.

[0012] Bevorzugt ist der Aufsatz aus Metall gefertigt, besonders bevorzugt aus einem Aluminiumblech, was hohe Stabilität und Temperaturbeständigkeit bei geringem Gewicht erlaubt.

[0013] Die Erfindung nachstehend anhand eines in den beigeschlossenen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 den Aufsatz der Erfindung in einer Perspektivansicht von oben; und

Fig. 2 den Aufsatz von Fig. 1 in einer perspektivischen Schnittansicht.

[0014] In den Fig. 1 und 2 ist ein Aufsatz 1 für eine (nur schematisch angedeutete) Entgasungsleitung 2 gezeigt, die von unten an den Aufsatz 1 angeschlossen wird. Die Entgasungsleitung 2 geht beispielsweise vom oberen Ende eines Fahrzeug-Kryotanks für verflüssigtes Erdgas (liquefied natural gas, LNG) oder verflüssigten Wasserstoff (liquid hydrogen, LH2) aus und dient in Verbindung mit einem vorgelagerten Sicherheitsventil und einem optionalen Katalysator, in welchem der Kraftstoff kontrolliert zu Wasserdampf bzw. Kohlendioxid konvertiert werden kann, insbesondere zum Druckabbau durch Abdampfen (boil-off) von Gas aus dem Kryotank.

[0015] Der Aufsatz 1 hat eine etwa allgemein-zylindrische Form mit einer Zylinder- bzw. Längsachse 3. Unter "allgemeinzylindrisch" wird ein Zylinder beliebiger Grundfläche verstanden, der also in Richtung der Achse 3 gesehen beliebige Form hat, sei es die Form eines Kreises, eines Polygons, Quadrats, Rechtecks usw. Auch kann der Aufsatz 3 sich in Richtung der Achse 3 kegelstumpfförmig erweitern oder verjüngen, kann aus- oder einbauchen usw.

[0016] Der Aufsatz 1 wird in seiner Einbaustellung an einem Fahrzeug (nicht gezeigt) in der Regel mit vertikaler Längsachse 3 montiert und hat dazu beispielsweise eine seitlich auskragende Befestigungslasche 4 zur Verankerung am Fahrzeug. Die Begriffe "oben" und "unten", die hier zur Beschreibung des Aufsatzes 1 einfach verwendet werden, beziehen sich auf eine solche Einbaustellung mit im Wesentlichen vertikaler Längsachse 3, in der also die Entgasungsleitung 2 von unten an den Aufsatz 1 anschließt und das aus der Entgasungsleitung 2 austretende Gas über den Aufsatz 1 nach oben ins Freie abgedampft wird.

[0017] Der Aufsatz 1 umfasst einen nach oben offenen Topf 5 mit einem Boden 6 und einer von diesem umfangsseitig hochragenden Wand 7. Der Boden 6 hat eine zentrale Öffnung 8 zum Anschließen der Entgasungsleitung 2, beispielsweise durch Einstecken, Anschweißen, Verprägen, Anschrauben, Ankleben, Anflanschen usw. Die Öffnung 8 hat einen vom Boden 6 hochragenden Kragen 9, der zum Anschließen der Entgasungsleitung 2 mitverwendet werden kann.

[0018] Der Kragen 9 schützt die Öffnung 8 vor Rückfluss von Regen-, Kondens- oder Verbrennungsprodukt-Wasser, das sich möglicherweise am Boden 6 des Topfes 5 ansammelt. Der Boden 6 ist aber mit zumindest einem Wasserablauf 10 versehen, um eine solche Ansammlung zu verhindern.

[0019] In einem Vertikalabstand über der Öffnung 8 und in einem Umfangsabstand zur Wand 7 hin ist im Topf 5 ein Anströmkörper 11 gehalten, und zwar über Streben 12. Die Streben 12 können von beliebiger Stelle des Anströmköpers 11 zum Boden 6, der Wand 7 und/oder dem Kragen 9 hin verlaufen. Im gezeigten Beispiel verlaufen die Streben 12 sternförmig vom oberen Ende des Anströmkörpers 11 zur Wand 7 hin. Zwischen dem Anströmkörper 11 und der Wand 7 verbleibt damit ein - lediglich durch die Streben 12 unterbrochener - Ringspalt 13. Gas, das aus der Entgasungsleitung 2 über die Öffnung 8 in den Topf 5 eintritt, trifft von unten auf den Anströmkörper 11 und wird von diesem zum Ringspalt 13 hin gelenkt, wo es nach oben aus dem Aufsatz 1 austritt.

[0020] Die Wand 7 ist als hochragender Rand 14 über das obere Ende des Anströmkörpers 11 nach oben hin verlängert und bildet dadurch dort einen Windschutz gegenüber seitlich auftreffendem Wind. Mit anderen Worten ist der Anströmkörper 11 um die Höhe des Randes 14 vom oberen Ende 15 des Topfes 5 beabstandet. Der Windschutz-Rand 14 verhindert auch einen Gegendruck in die Entgasungsleitung 2 hinein z.B. bei Wind.

[0021] Der Anströmkörper 11 erweitert sich in Aufwärtsrichtung. Beispielsweise ist der Anströmkörper 11 ein Kegel, eine Pyramide, eine Kalotte oder - wie hier - ein Paraboloid mit nach unten gekehrter Spitze und flacher Basis am oberen Ende.

[0022] Die Wand 7 des Topfes 5 hat optional zumindest eine seitliche, vom Boden 6 beabstandete Durchbrechung 16, 17. Die Durchbrechungen 16, 17 dienen als Sekundär- bzw. Notfall-Austrittsöffnungen, wenn die Oberseite des Aufsatzes 1 blockiert ist, beispielsweise durch Schnee.

[0023] Die seitlichen Durchbrechungen 16, 17 können mit einem in Fahrtrichtung F des Fahrzeugs wirkenden Windschutzblech 18 versehen sein. Das Windschutzblech 18 kann zur Versteifung oder zum weiteren Schutz auch zu einem kleinen Vordach 19 umgebogen sein.

[0024] Der gesamte Aufsatz 1 kann aus Kunststoff oder insbesondere Metall gefertigt sein, z.B. aus gebogenen Aluminiumblechen, die geschweißt oder gekrimpt werden.

[0025] Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen und Kombinationen der beschriebenen Merkmale, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.

Ansprüche

1. Aufsatz für eine Entgasungsleitung, insbesondere eines Fahrzeug-Kryotanks, gekennzeichnet durch einen oben offenen Topf (5) mit einer Wand (7)und einem Boden (6), wobei der Boden (6) eine zentrale Öffnung (8) zum Anschließen der Entgasungsleitung (2) hat, wobei in dem Topf (5) von der Öffnung (8) und der Wand (7) beabstandet ein Anströmkörper (11) über Streben (12) gehalten ist, der sich in Aufwärtsrichtung erweitert und der von oben gesehen die Öffnung (8) überdeckt, und wobei die Öffnung (8) einen hochragenden Kragen (9) und der zwischen Öffnung (8) und Wand (7) verbleibende Bereich des Bodens (6) zumindest einen Wasserablauf (10) hat.

2. Aufsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anströmkörper (11) ein Kegel, eine Pyramide, eine Kalotte oder ein Paraboloid ist.

3. Aufsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anströmkörper (11) vom oberen Ende (15) des Topfes (5) beabstandet ist.

4. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Streben (12) sternförmig vom oberen Ende des Anströmkörpers (11) zur Wand (7) verlaufen.

5. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wand (7) zumindest eine seitliche, vom Boden beabstandete Durchbrechung (16, 17) hat.

6. Aufsatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (5) auf seiner Außenseite neben der Durchbrechung (16, 17) mit einem Windschutzblech (18) versehen ist.

7. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Topf (5) mit einer davon auskragenden Befestigungslasche (4) versehen ist.

8. Aufsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufsatz (1) aus Metall gefertigt ist, bevorzugt aus einem Aluminiumblech.

Zeichnung