本發(fā)明涉及燃料箱，其能夠在儲存經(jīng)壓縮的天然氣或氫氣時降低壓力，從而保證穩(wěn)定性并且改進燃料吸附效率。

背景技術(shù)：

通常地，高壓容器(例如天然氣車輛的燃料箱或燃料電池車輛的氫氣罐)將天然氣或氫氣燃料壓縮至高壓然后儲存經(jīng)壓縮的燃料。高壓容器使容納在其中的經(jīng)壓縮燃料減壓，然后提供經(jīng)減壓燃料作為發(fā)動機所需的燃料。

近年來，由于天然氣和氫氣作為未來能源受到關(guān)注，因此使用天然氣或氫氣驅(qū)動的車輛的開發(fā)也已經(jīng)進行。然而，為了儲存足夠量的天然氣或氫氣，因為需要將燃料壓縮至高壓然后儲存，需要高壓容器具有足夠的耐久性，所以已經(jīng)生產(chǎn)了考慮了材料和剛性的高價的高壓容器。

為了解決上述問題，已經(jīng)開發(fā)了使用吸附劑儲存天然氣或氫氣的高壓容器。由此，根據(jù)儲存天然氣或氫氣時儲存壓力的降低，考慮到材料和剛性的高壓容器的制造不太受限并且由于事故造成的爆炸危險也大大減少。

然而，在使用吸附劑的高壓容器中，吸附效率是重要的。然而，現(xiàn)有改進吸附效率的技術(shù)不足并在將這些技術(shù)應用于實際車輛時存在許多問題。

因此，需要一種改進吸附劑的吸附效率的技術(shù)。

公開于本發(fā)明的背景部分的信息僅僅旨在加深對本發(fā)明的一般背景技術(shù)的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各個方面提供一種燃料箱，所述燃料箱用于吸附和儲存經(jīng)壓縮的天然氣和氫氣并且改進吸附效率。

根據(jù)本發(fā)明，可以通過提供一種燃料箱完成上述和其它目的，所述燃料箱包括：殼體，所述殼體具有在其中形成的內(nèi)部空間并且包括噴嘴部分，所述噴嘴部分在所述殼體的一個側(cè)面處形成從而向所述殼體引入燃料；吸附器，所述吸附器設置在所述殼體內(nèi)并且被構(gòu)造成通過吸附儲存通過所述噴嘴部分引入的燃料；擴散器，所述擴散器在所述殼體內(nèi)設置在所述噴嘴部分和所述吸附器之間并且被構(gòu)造成擴散通過所述噴嘴部分引入的燃料然后將燃料供應至所述吸附器；以及過濾器單元，所述過濾器單元設置在所述擴散器和所述吸附器之間并且被構(gòu)造成從通過所述擴散器擴散的燃料中過濾外部異物。

所述殼體可以包括：容器部分，所述容器部分具有兩個敞開的側(cè)面和在其中形成的內(nèi)部空間使得所述吸附器設置在所述內(nèi)部空間內(nèi)；蓋部分，所述蓋部分與所述容器部分的一個敞開的側(cè)面組合并且設置有所述噴嘴部分；和封閉部分，所述封閉部分與所述容器部分的另一個敞開的側(cè)面組合從而封閉所述內(nèi)部空間。

在長度方向上延伸的隔板可以設置在所述殼體內(nèi)從而將所述內(nèi)部空間分成子空間。

所述隔板可以在所述殼體的內(nèi)部空間內(nèi)以格子或蜂窩結(jié)構(gòu)連續(xù)形成。

通過所述噴嘴部分引入的燃料可以為天然氣或氫氣；并且所述吸附器可以由吸附天然氣或氫氣的材料形成。

所述殼體的噴嘴部分可以安裝在所述殼體的中心處；所述擴散器可以固定至所述殼體的內(nèi)部，并且擴散突出部可以從所述擴散器的面對所述噴嘴部分的部分朝向所述噴嘴部分突出。

可以在所述擴散器上形成多個擴散孔，所述擴散孔圍繞所述擴散突出部的中心形成并且從所述擴散突出部以相同角度彼此分離。

所述擴散器的擴散孔可以被構(gòu)造成使得所述擴散孔的尺寸在徑向方向上從所述擴散器的中心逐漸增加。

所述擴散器可以設置在所述噴嘴部分和所述吸附器之間從而以特定距離與所述噴嘴部分和所述吸附器分離。

所述過濾器單元可以包括第一過濾器和第二過濾器，所述第一過濾器位于所述吸附器的一側(cè)處，所述第二過濾器位于所述吸附器的另一側(cè)處。

所述第一過濾器可以位于所述擴散器和所述吸附器之間并且接觸所述吸附器的一側(cè)，并且所述第二過濾器位于所述吸附器的另一側(cè)處，在側(cè)面方向上通過設置于所述殼體的另一側(cè)處的彈性支撐設備而彈性地支撐，并且緊密地附接至所述吸附器的另一側(cè)。

所述彈性支撐設備可以包括：增強板，所述增強板位于所述第二過濾器的另一側(cè)處并且包括多個通孔；和彈性體，所述彈性體設置在所述增強板的另一側(cè)處并且在側(cè)面方向上推動所述增強板。

通過納入本文的附圖以及隨后與附圖一起用于說明本發(fā)明的某些原理的具體描述，本發(fā)明的方法和裝置所具有的其它特征和優(yōu)點將更為具體地變得清楚或得以闡明。

附圖說明

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的燃料箱的立體圖；

圖2為圖1中顯示的燃料箱的側(cè)視圖；

圖3為圖1中顯示的燃料箱的分解立體圖；以及

圖4和5為顯示圖1中顯示的燃料箱的各個示例性的擴散器的示意圖。

應當了解，所附附圖并非按比例地繪制，顯示了說明本發(fā)明的基本原理的各種特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設計特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形狀)將部分地由具體所要應用和使用的環(huán)境來確定。

在這些圖中，貫穿附圖的多幅圖，附圖標記涉及本發(fā)明的相同或等同的部分。

具體實施方式

下面將詳細參考本發(fā)明的各個實施方案，這些實施方案的示例被顯示在附圖中并描述如下。盡管本發(fā)明將與示例性實施方案相結(jié)合進行描述，應當理解本說明書并非旨在將本發(fā)明限制為那些示例性實施 方案。相反，本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實施方案，而且覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種選擇形式、修改形式、等價形式及其它實施方案。

現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的示例性實施方案，附圖中顯示了實施方案的實施例。只要有可能，相同的附圖標記將用在整個附圖中從而表示相同或相似的部分。

在下文中，將參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的燃料箱。

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的燃料箱的立體圖；圖2為圖1中顯示的燃料箱的側(cè)視圖；圖3為圖1中顯示的燃料箱的分解立體圖；和圖4和5為顯示圖1中顯示的燃料箱的各個示例性的擴散器的示意圖。

如圖1至圖3中示例性顯示，根據(jù)本發(fā)明的燃料箱包括：殼體100，所述殼體100具有在其中形成的內(nèi)部空間并且包括噴嘴部分142，所述噴嘴部分142設置于所述殼體100的一個側(cè)面從而向所述殼體100引入燃料；吸附器200，所述吸附器200設置在所述殼體100內(nèi)并且吸附和儲存通過所述噴嘴部分142引入的燃料；擴散器300，所述擴散器300設置在所述殼體100內(nèi)的所述噴嘴部分142和所述吸附器200之間，并且擴散通過所述噴嘴部分142引入的燃料然后將燃料供應至所述吸附器200；以及過濾器單元400，所述過濾器單元400設置在所述擴散器300和所述吸附器200之間，并且過濾通過所述擴散器300擴散的燃料中的外部異物。

在此，殼體100具有高強度。在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，由于吸附器200通過吸附儲存燃料從而與將燃料壓縮至高壓的常規(guī)方法相比，燃料的儲存壓力大大降低，殼體100可以由碳復合材料或塑料形成。亦即，常規(guī)地，為了保證高強度，燃料箱由鋼形成并且包括增強構(gòu)件，而由此重量增加和制造成本增高，但是另一方面，在本發(fā)明的一個示例性實施方案中，由于燃料的儲存壓力降低，殼體100的強度可以設定為低于常規(guī)燃料箱的強度，因此殼體100可以由具有相對低強度的材料形成。并且碳纖維可以纏繞在殼體100的外周表面上從而增加殼體100的強度。

更具體地，殼體100可以包括：容器部分120，所述容器部分120 具有兩個敞開的側(cè)面和在其中形成的內(nèi)部空間，從而使得吸附器200設置在所述內(nèi)部空間內(nèi)；蓋部分140，所述蓋部分140與容器部分120的一個敞開的側(cè)面組合并且設置有噴嘴部分142；以及封閉部分160，所述封閉部分160與容器部分120的另一個敞開的側(cè)面組合從而封閉內(nèi)部空間。

亦即，由于殼體100包括具有兩個敞開的側(cè)面的容器部分120、蓋部分140以及分別封閉容器部分120的兩個敞開的側(cè)面的封閉部分160，使得吸附器200容易地插入殼體100，并且當吸附器200故障時，容易用新的吸附器進行更換。特別地，常規(guī)燃料箱需要通過模制而整體地形成，由此承受由于常規(guī)燃料箱內(nèi)的燃料被常規(guī)地壓縮至高壓而造成的高壓，但是根據(jù)本發(fā)明的燃料箱通過吸附儲存燃料并且降低燃料的儲存壓力，因此殼體100可以包括分離形成的容器部分120、蓋部分140和封閉部分160。通過將殼體100分離地形成容器部分120、蓋部分140和封閉部分160，可以容易地進行這些部分之間的組合。

如圖1中示例性顯示，在長度方向上延伸的隔板180可以設置在殼體100內(nèi)，由此將內(nèi)部空間分成子空間。

通過在殼體100的內(nèi)部空間內(nèi)設置隔板180，隔板180可以支撐殼體100，并且由此保證剛性。此外，設置在殼體100內(nèi)的隔板180將內(nèi)部空間分成各個子空間，并且子空間用吸附器200填充，因此使得通過擴散器300(下文描述)擴散的燃料均勻地吸附在各個子空間內(nèi)的吸附器200中。

在此，隔板180可以在殼體100的內(nèi)部空間內(nèi)以格子或蜂窩結(jié)構(gòu)連續(xù)形成，因此將內(nèi)部空間分成均勻形狀的子空間。

通過噴嘴部分142引入的燃料可以為天然氣或氫氣；并且吸附器200可以由可以吸附天然氣或氫氣的材料形成。

具有細顆粒形狀的吸附器200可以在殼體100內(nèi)直接形成，或者具有殼體200的內(nèi)部空間形狀的吸附器200可以通過模制形成，然后插入殼體100。此外，吸附器200可以由可以吸附天然氣或氫氣的材料(例如碳、碳纖維、金屬有機框架(MOF)、沸石等)形成，并且可以根據(jù)燃料的種類選擇性地使用這些吸附劑材料。

殼體100的噴嘴部分142可以安裝在殼體100的中心處。在此， 由于本發(fā)明的殼體100具有圓柱體形狀，噴嘴部分142安裝在圓形蓋部分140的中心處從而不使通過噴嘴部分142引入的燃料朝向任一側(cè)傾斜。

特別地，擴散器300可以固定于殼體100的內(nèi)部，并且擴散突出部320可以從擴散器200的面對噴嘴部分142的部分朝向噴嘴部分142突出。通過在擴散器300的中心處形成擴散突出部320，從噴嘴部分142供應的燃料不集中在擴散器300的中心而是可以通過擴散突出部320沿徑向擴散。

如圖3中示例性顯示，在擴散器300上形成多個擴散孔340，所述擴散孔340從具有擴散突出部320的擴散器300的中心以相同角度彼此分離，從而使得通過擴散突出部320擴散的燃料經(jīng)由擴散孔340流入吸附器200。擴散器300的擴散孔340可以被構(gòu)造成使得擴散孔340的尺寸在徑向方向上從擴散器300的中心逐漸增加，因此通過噴嘴部分142引入的燃料被輸送至擴散器300的中心并且通過擴散突出部320沿徑向擴散。在此，由于靠近具有擴散突出部320的擴散器300的中心而形成的擴散孔340具有較小尺寸，一部分燃料可以有效地沿徑向擴散，因此可以通過其它擴散孔340供應至吸附器200。因此，當燃料穿過擴散器300時，通過噴嘴部分142被輸送至擴散器300的燃料可以通過擴散器300均勻地擴散，然后被輸送至吸附器200，因此均勻地被吸附在整個吸附器200中。

如圖4和5中示例性顯示的擴散器300，擴散孔340也可以在擴散突出部320處形成，并且具有特定形狀的擴散孔340可以沿徑向設置。

擴散器300可以設置在噴嘴部分142和吸附器200之間從而以設定的距離與噴嘴部分142和吸附器200分離。通過將擴散器300設置在噴嘴部分142和吸附器200之間從而以設定距離與噴嘴部分142和吸附器200分離，經(jīng)由噴嘴部分142引入的燃料可以自然地分散然后通過擴散器300更均勻地擴散，并且通過擴散器300擴散的燃料可以自然地再次擴散，由此供應至吸附器200并且均勻地吸附在整個吸附器200中。

過濾器單元400可以包括第一過濾器420和第二過濾器440，所述第一過濾器420設置于吸附器200的一側(cè)，所述第二過濾器440設置 于吸附器200的另一側(cè)。通過將第一過濾器420和第二過濾器440設置在吸附器200的兩側(cè)，經(jīng)由噴嘴部分142引入的燃料可以通過第一過濾器420過濾從而從燃料中除去外部異物，然后供應至吸附器200，并且穿過吸附器200的燃料可以通過第二過濾器440再次過濾。在此，第二過濾器440不僅可以用于從燃料中過濾外部異物而且還可以阻擋燃料的移動從而避免燃料穿過吸附器200的另一側(cè)并使得燃料可以停留在吸附器200中。

第一過濾器420可以位于擴散器300和吸附器200之間并且接觸吸附器200的一側(cè)，第二過濾器440可以位于吸附器200的另一側(cè)，在側(cè)面方向上通過設置于殼體100的另一側(cè)的彈性支撐設備500彈性地支撐，并且緊密地附接至吸附器200的另一側(cè)。亦即，第一過濾器420接觸吸附器200的一側(cè)并且從經(jīng)由噴嘴部分142供應的燃料中過濾外部異物，并且第二過濾器440接觸吸附器200的另一側(cè)并且過濾穿過吸附器200的燃料中外部異物。

在此，由于第二過濾器440在一個側(cè)面方向上通過彈性支撐設備500彈性地支撐，因此可以避免吸附器200的移動，并且第二過濾器400可以緊密地被附接至吸附器200的另一側(cè)。

更詳細地，如圖1中示例性顯示，彈性支撐設備500可以包括：增強板520，所述增強板520設置于第二過濾器440的另一側(cè)并且包括多個通孔522；以及彈性體540，所述彈性體540設置于增強板520的另一側(cè)并且在側(cè)面方向上推動增強板520。亦即，包括彈性彈簧的彈性體540設置于殼體100內(nèi)部的另一側(cè)并且在側(cè)面方向上通過彈性體540彈性支撐的增強板520在一個側(cè)面方向上推動第二過濾器440，從而使第二過濾器440緊密地附接至吸附器200的另一側(cè)。在此，通孔522在增強板520上形成，使得穿過第二過濾器440的燃料可以經(jīng)由通孔522平穩(wěn)地移動，并且通孔522可以具有各種形狀，例如圓形或矩形。通過彈性支撐設備500將第二過濾器440緊密地附接至吸附器200的另一側(cè)，可以避免由于移動造成的吸附器200的損壞。

從上述描述中很顯然的是，具有上述結(jié)構(gòu)的燃料箱可以通過吸附儲存經(jīng)壓縮的天然氣或氫氣，由此降低儲存壓力。

此外，擴散器300可以擴散引入殼體100的經(jīng)壓縮的天然氣或氫 氣，并且將氣體均勻地供應至吸附器200，由此改進吸附效率，并且吸附器200可以被穩(wěn)固地支撐并可以保證其耐久性。

盡管出于說明的目的已公開了本發(fā)明的示例性實施方案，但是本領域技術(shù)人員應當理解，各種修改、增加和刪減是可能的，并不脫離所附權(quán)利要求中所公開的本發(fā)明的范圍和精神。

為了方便解釋和精確限定所附權(quán)利要求，術(shù)語“上”、“下”、“內(nèi)”和“外”被用于參考附圖中所顯示的這些特征的位置來描述示例性實施方案的特征。

前面對本發(fā)明具體示例性實施方案所呈現(xiàn)的描述是出于說明和描述的目的。前面的描述并不旨在成為窮舉的，也并不旨在把本發(fā)明限制為所公開的精確形式，顯然，根據(jù)上述教導很多改變和變化都是可能的。選擇示例性實施方案并進行描述是為了解釋本發(fā)明的特定原理及其實際應用，從而使得本領域的其它技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明的各種示例性實施方案及其不同選擇形式和修改形式。本發(fā)明的范圍意在由所附權(quán)利要求書及其等價形式所限定。