[发明专利]高压气体容器的热自我保护的无源关闭装置

说明书

技术领域

本技术涉及压力容器，包括在压力容器装填期间响应于温度的无源关闭装置。

背景技术

该部分提供与本发明有关的背景信息，而不必构成现有技术。

各种高压容器可以被划分为四种类型：类型Ⅰ容器具有全金属结构；类型Ⅱ具有金属衬里结构，带有玻璃纤维箍包覆；类型Ⅲ具有金属衬里结构，带有复合全包覆；以及类型Ⅳ具有塑料衬里结构，带有复合全包覆。这种高压容器可以用于容纳压缩气体，例如压缩氢气，且可以提供所需机械稳定性和整体性，以防止压力容器的破裂或爆炸。用于车辆中的压力容器还可以使用轻质材料制造，因为轻质材料不会显著地影响车辆的重量要求。在某些情况下，类型Ⅳ压力容器可以用于存储用作车辆燃料的压缩或液化氢气。

如由Immel在通过参考全文引入的美国专利No. 6,742,554中所述，设想用于存储氢气的类型Ⅳ压力容器通常为圆柱形形状，以提供所需整体性，且包括在其中限定容器腔室的外部结构壁和内部衬里。外部壁和衬里的组合可以以轻质和成本有效的方式提供结构整体性、压力安全壳和气密性。

这种压力容器可以包括适配器，所述适配器提供用于气体的入口和出口开口。适配器可以容纳各种阀、压力调节器、管道连接器、过流限制器等。这些部件允许压力容器用压缩气体装填且允许压缩气体从压力容器以环境压力或接近环境压力或者较高压力排放，且作为燃料源输送；例如燃料电池发电站。适配器可以由钢制成，以提供用于存储压缩气体的结构强度。合适的粘合剂、密封环或类似物可以使用，以便以气密的方式将衬里从适配器密封，且将适配器紧固到容器的外部壁。

高压气体容器可能对温度敏感，包括所容纳气体的温度。例如，某些温度状况可能引起耐用性降低。

发明内容

本技术包括可以在用压缩气体装填期间保护压力容器的系统、方法和制造物品。

提供一种热响应元件，包括套筒和位于壳体内的活塞。所述套筒包括第一开口和第二开口。所述活塞包括离开第一开口的第一端部、离开第二开口的第二端部、以及将壳体内的热响应材料（例如，蜡）从壳体内的空间隔离的构件。所述热响应材料在阈值温度下膨胀，以将所述构件朝向所述空间推动，从而将活塞的第一端部从套筒伸出，同时第二端部朝向套筒退回。

提供一种无源关闭装置，包括主体和本文所述的热响应元件。所述主体包括与通道流体连通的孔。所述孔从主体的外部延伸到所述通道，且包括在孔和通道之间的座。所述通道延伸到主体的外部。活塞的第一端部设置在主体中，且配置成与所述座接合以将所述孔从所述通道密封。

提供一种压力容器，包括罐和本文所述的无源关闭装置。所述罐包括内部、外部和开口。所述无源关闭装置联接到所述开口。所述无源关闭装置的孔与罐的外部流体连通，所述无源关闭装置的通道与罐的内部流体连通。

提供一种系统，包括：本文所述的压力容器；用于装填压力容器的贮存器，所述贮存器流体地联接到压力容器；以及流体地联接到压力容器的发电站。所述发电站可以包括燃料电池，燃料电池可以容纳压缩氢气。

提供一种在装填期间热保护压力容器的方法，包括用压缩气体装填本文所述的压力容器。所述压力容器可以包括由聚合物构成的内层，压缩气体可以包括氢气。

方案1. 一种热响应元件，包括：

套筒，所述套筒包括第一开口和第二开口；和

位于套筒内的活塞，所述活塞包括离开第一开口的第一端部、离开第二开口的第二端部、以及将套筒内的热响应材料从套筒内的空间隔离的构件，其中，所述热响应材料在阈值温度下膨胀，以将所述构件朝向所述空间推动，且将活塞的第一端部从套筒伸出，同时第二端部朝向套筒退回。

方案2. 根据方案1所述的热响应材料元件，其中，所述套筒的形状是大致圆柱形。

方案3. 根据方案2所述的热响应材料元件，其中，所述活塞是大致圆柱形且与套筒同轴。

方案4. 根据方案1所述的热响应材料元件，其中，所述构件包括项圈。

方案5. 一种无源关闭装置，包括：

主体，所述主体包括与通道流体连通的孔，所述孔从主体的外部延伸到所述通道，所述孔包括在孔和通道之间的座，所述通道延伸到主体的外部；和

联接到所述主体的热响应元件，所述热响应元件包括：

套筒，所述套筒包括第一开口和第二开口；和