[发明专利]用于存储尤其是为机动车辆发动机提供燃料的气体的高压流体的罐及其制造方法

说明书

本发明涉及罐，该罐用于存储处在高于100巴(bar)的工作压力下的流体，诸如用于为机动车辆发动机提供燃料的气体，并涉及用于所述类型的罐的生产的方法。

所述类型的罐包括主体，其限定了用于容纳加压流体的密封室。至少一个阀刚性地关联到所述主体，该阀适合于使得可以利用流体装填上述室以便填充罐，并且适合于从罐中抽出流体以使其可用。所述罐在多种行业都有应用，其中尤其重要的是汽车行业，用于在200巴-300巴的范围的压力下存储用于为车辆的内燃机提供燃料的甲烷气体或氢气。

由于钢材料的相对可接受的成本及其可靠性，当前用于汽车行业的高压气体罐的主体由钢制成。在这点上，需要指出的是，还存在其它类型的可以用作高压气体罐的缸体，诸如由合成材料制成的一些缸体，但是其非常高的成本阻止了其在汽车行业的扩展。

用于构造所述加压气体罐的主体的钢就目前而言是高碳钢，这是因为它们是仅有的适于保证强度方面的必需的安全性的钢。根据这种观点，钢“34CrMo4”由在汽车行业中用作高压罐的缸体的制造商所普遍采用。由于低的机械特性，低合金钢或低碳钢不适于替代应用于高的气体压力的情况下，如在汽车中使用。

已知类型的高压罐的主体利用由高合金钢制成的单一件来生产，其中该技术的特征在于不存在任何焊接工艺。为了所述目的，罐的主体从坯锭或厚板开始构建，使用热压技术以形成带有必须封闭的一端的中空主体。在某些情况下，罐的主体从管开始获得，在这种情况下其两端都必须是封闭的。主体的末端的封闭(在从坯锭或厚板开始的机 械工艺的情况下)或其两端的封闭(在从管开始的机械工艺的情况下)通过流动成形(fluoforming)而获得，该流动成形包括逐步的热变形以便将待封闭的区域收拢在一起。

参考汽车行业，与所述类型的罐或缸体的外壳(encumbrance)相联系的是一个非常重要的问题。事实上，罐所占据的体积如何承担一个重要的角色是很明显的，这是因为可存储于其中的气体的量越大，则相应的汽车的自主性就越大。

在售后安装的情况下，即安装在机动车辆的模型上，最初没有设想到气体燃料推动会用于机动车辆上，罐的布置几乎总是发生在行李厢中。在最初为气体燃料推动设计的机动车辆的模型的情形下，罐改为容置在车辆的地板下方。在上文提到的两种情况下，空间的开发是关键的，这是因为到目前为止，为了容置气体罐而开发的空间必须从车辆的乘客厢或行李厢上扣除。在这点上，还应该考虑的是，假定汽车行驶了相同的距离，则用于汽车行业的在大约200巴的压力下压缩且处于25℃的环境温度中的天然气所需要的存储容量将比汽油所需的存储容量高三倍之多。

根据本领域的当前状态，有关高压气体罐的其它问题与标准型限制相联系，该限制对罐的有用尺寸具有不利的影响。按照此观点，再次参考汽车行业，普遍认为阀附连到罐的主体的区域是薄弱点或者总是要特别注意保护的点。因此，适当的标准规定了阀和车辆的周边之间的最小安全距离，该车辆的周边理解为主体的外部侧板或任何其它的部件或在事故中承受冲击的车身(例如，在意大利，所讨论的距离定为150mm)。上文所述的标准限制明显地减少了车辆上用于容置罐的可用布局，因此损失了加压燃料的可能的存储能力。

本发明的目的是克服上文所指的一个或多个缺点，特别是：

-使得用于在高于100巴的压力，特别是介于约200巴和300巴之间的压力下运行的气体罐的构造更简单、更快捷和更有经济优势，同 时保证该气体罐的必须的机械坚固性；和

-减少根据现有技术的罐的典型容置的当前的关键方面，同时保证必须的安全度。

通过根据本发明的罐实现上文的目的和其它的目的，所述罐用于存储在高于100巴的工作压力下，特别是在介于约200巴和300巴之间的工作压力下的用于供给机动车辆发动机的流体。

同样地，通过根据本发明的用于加工罐的方法实现上文所述的目的，所述罐用于存储高于100巴的工作压力下的流体，特别是用于为机动车辆发动机提供燃料的气体。

权利要求中表明了根据本发明的罐和方法的优选特征，该权利要求应理解为形成了本说明书的组成部分。

本发明的更多目的、特征和优点将在随后的详细描述和附图中清楚地呈现，这些描述和附图仅以说明性的和非限制的示例的方式提供，其中：

-图1是已知类型的高压气体罐的透视图；

-图2是根据本发明的高压气体罐的透视图；

-图3是图2的罐的截面的透视图；

-图4是图3的截面的顶视平面图；

-图5是根据图4的线VI-VI的截面图；

-图6是根据图4的线V-V的截面图；