本发明专利技术涉及用于储存压缩天然气的罐。一种用于存储用于给机动车发动机供给燃料的压缩天然气(CNG)的罐。该罐包括用于容纳处在约20MPa(兆帕)至约30MPa的工作压力下的CNG的容器主体，该容器主体由单件制成。容器主体包括头端区域、位于头端区域远端的尾端区域和在其间延伸的中间区域。尾端区域和头端区域限定容器主体的轴向长度。容器主体由铝合金制成。阀部件通过在容器主体的壁中限定的开口操作地连接到容器主体并与容器主体流体连通。容器主体壁具有从约3mm(毫米)至约10mm的厚度。
【技术实现步骤摘要】
用于储存压缩天然气的罐相关申请的交叉引用本申请要求2013年3月28日申请的美国临时专利申请序列号61/806，019的权益，该临时专利申请通过参考全文并入本文。
技术介绍
压力容器，如储气容器和液压蓄能器可用于容纳处在压力下的流体。可期望的是具有相对薄壁且低重量的压力容器。例如，在车辆燃料罐中，相对薄的壁允许相对低的重量，并从而以较高能量效率移动车辆。
技术实现思路
本公开的示例包括一种用于存储用于给机动车发动机供给燃料的压缩天然气(CNG)的罐。该罐包括用于容纳处在约20MPa (兆帕)至约30MPa的工作压力下的CNG的容器主体，该容器主体由单件制成。容器主体包括头端区域、位于头端区域远端的尾端区域和在其间延伸的中间区域。尾端区域和头端区域限定容器主体的轴向长度。容器主体由铝合金制成。阀部件通过在容器主体的壁中限定的开口操作地连接到容器主体并与容器主体流体连通，该阀部件用于向容器主体内充气或从容器主体排气。容器主体壁具有从约3_ (毫米)至约IOmm的厚度。 本申请还提供下列方案: 1.一种用于存储用于给机动车发动机供给燃料的压缩天然气(CNG)的罐，所述罐包括: 容器主体，其用于容纳处在约20MPa (兆帕)至约30MPa的工作压力下的CNG，所述容器主体由单件制成，所述容器主体包括头端区域、位于所述头端区域远端的尾端区域和在其间延伸的中间区域，所述尾端区域和所述头端区域限定所述容器主体的轴向长度，所述容器主体由铝合金制成；和 阀部件，其用于向所述容器主体充气或从所述容器主体排气，所述阀部件通过在所述容器主体的壁中限定的开口操作地连接到所述容器主体并与所述容器主体流体连通，容器主体壁具有从约3mm (毫米)至约10_的厚度。 2.如方案I所述的罐，其特征在于，所述铝合金选自于6000系列铝合金或7000系列铝合金，并且具有约275MPa至约550MPa的抗拉屈服强度。 3.如方案I所述的罐，其特征在于，所述罐具有约5.9kg至约59kg的重量。 4.如方案I所述的罐,其特征在于,所述罐具有约10.2cm(厘米)至40.6cm的内直径。 5.一种用于机动车辆的压缩天然气车载储存和输送系统，所述系统包括: 如方案I所述的罐，其操作地安装在车辆的行李箱空间的部分中。 6.如方案5所述的系统，其特征在于，还包括多个罐，所述多个罐i)彼此流体连通，或ii)和歧管操作地流体连通，所述多个罐一起具有约IOkg至约80kg的重量。 7.如方案6所述的系统，其特征在于，所述多个罐围绕车辆行李箱空间的周长分布。 8.如方案5所述的系统，其特征在于，所述罐免受来自天然气污染物的应力腐蚀开裂。 9.如方案5所述的系统，其特征在于，所述罐比由钢制成的其他类似罐更轻。 10.如方案5所述的系统，其特征在于，所述容器主体比由钢制成的其他类似容器主体具有更大的热传导性。 11.如方案5所述的系统，其特征在于，与具有用于存储天然气的钢罐的相同车辆相比，所述系统使具有车载所述系统的车辆的燃料经济性提高约1.6%至约3.2%。 【附图说明】 通过参考下面的详细描述和附图(其中类似的参考标记对应于相似但或许不相同的部件)，本公开示例的特征和优点将变得明显。为简洁起见，具有在先描述功能的附图标记或特征在它们出现的其他附图中可能被描述或者可能不被描述。 图1是根据本公开的罐的示例的截面半示意图； 图2是根据本公开的机动车辆行李箱的顶示意图，示出在与经由行李箱开口直接触及的行李箱的部分相比较少可能使用的行李箱部分中的罐的示例； 图3是机动车辆行李箱的顶示意图，示出根据本公开的连接在一起并围绕行李箱的部分分布的多个罐的不例； 图4是机动车辆行李箱空间的后示意图，示出根据本公开的连接在一起并围绕行李箱的部分分布的多个罐的替代布置的示例；和 图5是根据本公开的另一示例的示意图，示出操作地连接到歧管的多个罐。 【具体实施方式】 天然气车辆装配有车载储罐。某些天然气储罐标示为低压力罐。低压力天然气罐通常压力定额至约750psi。例如，低压系统的低压力罐可压力定额至约725psi和更低。另一个示例中，低压系统的低压力罐可压力定额至在约300psi和IOOOpsi之间的范围。在加燃料过程中，低压系统储罐的容器被设计为填充直至罐达到标示范围内的压力。标示的低压系统储te通常未压力定额为闻于标不范围。相反，其他天然气储te标不为闻压te。闻压天然气罐通常压力定额为约3000psi (207巴或20.7MPa)至约3600psi (248巴或24.8MPa)。和低压力罐类似，高压天然气储罐的容器被设计为填充直至罐达到定额范围内的压力。当高压罐被部分填充时，即填充至比标示范围低的压力，从罐中可提取的天然气的量可能不足以操作车辆至预期行驶距离(即得到预期的英里数)。 依据联邦机动车安全标准(FMVSS) 304的类型I容器是金属的非复合容器(即没有复合外包装)。用于汽车应用的典型的类型I的CNG罐是由碳钢制成。除了笨重之外，碳钢具有低热传导性，使得在再加燃料过程中难以散热。如在此所使用，碳钢是指除了碳之外不含有大量的合金元素的钢。碳钢的示例是汽车工程学会(SAE) 1000系列。 相反，本公开的例子由高强度铝合金制成高压CNG罐，其与碳钢相比具有更高的抗拉屈服强度。如在此所使用，高强度铝合金是指具有高于350MPa的抗拉屈服强度的铝合金。因此，本公开的专利技术人发现，在一个例子中，可以使用轻质铝合金如采用大约(和通常使用的碳钢罐)相同壁厚和容积的高强度铝合金来替代通常使用的碳钢，来得到更轻的罐。此外，在本公开的另一个示例中，代替一个较大的罐，提供两个或多个较小的罐，每个具有比示例一个较大罐的直径更小的罐直径。较小直径的罐有利地允许比碳钢罐的工作压力等级(例如3600psi)更高的工作压力等级。 通常生产的CNG罐会占用行李箱空间的大部分。例如，通常可用的CNG罐会占用一半的可用行李箱空间。本公开的罐10，10’的某些示例具有较小的直径。在一个示例中，罐10’的内直径约4英寸。较小直径的罐10’允许更有效的利用车辆内的自由空间(如行李箱空间)和车身底部。此外，当直径相当小时，可极大地减少热质量。例如，很大直径的罐(如16英寸(0.4米)或者更大)，填充会导致例如25°C (摄氏度)或更多的温度尖峰。在填充过程中，高于80°C的天然气温度会是不希望的。 现参照图1，本公开的罐的例子大体标示为10。罐10储存用以给机动车辆发动机(未示出)供料的压缩天然气(CNG)。罐10包括容器主体12，用于容纳处在高于在约100巴(约1450psi)的工作压力等级下的气体，或者从在约200巴(约2901psi)至约300巴(约4351psi)的气体。在另一个示例中，罐10具有从约20，684kPa(约207巴/3000psi)至约24，821kPa(约248巴/3600psi)的工作压力等级。 容器主体12可由单件整体制成。容器主体12包括头端区域14，位于头端区域远端的尾端区域16和在其之间延伸的中间区域18。尾端区域16和头端区域12限定主体的轴向长度L。中间区域18可基本为圆柱形，其中尾端区域1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于存储用于给机动车发动机供给燃料的压缩天然气(CNG)的罐，所述罐包括：容器主体，其用于容纳处在约20MPa(兆帕)至约30MPa的工作压力下的CNG，所述容器主体由单件制成，所述容器主体包括头端区域、位于所述头端区域远端的尾端区域和在其间延伸的中间区域，所述尾端区域和所述头端区域限定所述容器主体的轴向长度，所述容器主体由铝合金制成；和阀部件，其用于向所述容器主体充气或从所述容器主体排气，所述阀部件通过在所述容器主体的壁中限定的开口操作地连接到所述容器主体并与所述容器主体流体连通，容器主体壁具有从约3mm(毫米)至约10mm的厚度。
【技术特征摘要】
2013.03.28 US 61/806,019;2014.03.24 US 14/223,1131.一种用于存储用于给机动车发动机供给燃料的压缩天然气(CNG)的罐，所述罐包括: 容器主体，其用于容纳处在约20MPa (兆帕)至约30MPa的工作压力下的CNG，所述容器主体由单件制成，所述容器主体包括头端区域、位于所述头端区域远端的尾端区域和在其间延伸的中间区域，所述尾端区域和所述头端区域限定所述容器主体的轴向长度，所述容器主体由铝合金制成；和 阀部件，其用于向所述容器主体充气或从所述容器主体排气，所述阀部件通过在所述容器主体的壁中限定的开口操作地连接到所述容器主体并与所述容器主体流体连通，容器主体壁具有从约3mm (毫米)至约1mm的厚度。2.如权利要求1所述的罐，其特征在于，所述铝合金选自于6000系列铝合金或7000系列铝合金，并且...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·T·莫雷尔斯，M·H·阿布德埃尔哈米德，A·M·戴利，M·蔡，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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