用于加熱低溫液化氣體的管道及其生產方法技術

用于加熱低溫液化氣體的管道及其生產方法。本申請公開了一種用于加熱低溫液化氣體(24)的管道(14)，該管道(14)的周壁(44)包括由一根或多根導電碳纖維(56)構成的層片(52)，該層片(52)被構造成且能夠電連接到電源(40)，以使得在向該層片(52)供電時，所述一根或多根碳纖維(56)被加熱。纖維(56)被加熱。纖維(56)被加熱。

【技術實現步驟摘要】
用于加熱低溫液化氣體的管道及其生產方法


[0001]本專利技術涉及一種用于加熱低溫液化氣體的管道、一種管道系統、一種燃料推進系統，以及一種用于加熱低溫液化氣體的管道的生產方法。

技術介紹

[0002]在航空燃料電池推進系統中，氫最常見的是儲存在液態氫儲箱中，冷卻到
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253℃(低溫液化氫)。在這種儲存形式下，氫所占的體積比氣體形式的要小，而飛機上的體積很稀少。為了在燃料電池中發揮作用，氫需要加熱到大約室溫(RT)。這種加熱需要在液態氫(LH2)和燃料電池之間執行。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是提供一種將低溫液化氣體轉化為可以提供給燃料電池推進系統的氣體的裝置。
[0004]為了實現這一目標，本專利技術提供了一種管道。并行的主題是一種管道系統、一種燃料電池推進系統以及一種管道的生產方法。
[0005]本專利技術的有利實施例是進一步的主題。
[0006]在一個方面中，本專利技術提供了一種用于加熱低溫液化氣體的管道，該管道的周壁包括由一根或多根導電碳纖維構成的層片，該層片被構造成且能夠電連接到電源，以使得在向該層片供電時，所述一根或多根碳纖維被加熱。
[0007]優選的是，所述一根或多根碳纖維涂有不導電的材料。
[0008]優選的是，所述一根或多根碳纖維涂有聚合物樹脂。
[0009]優選的是，所述一根或多根碳纖維涂有環氧樹脂。
[0010]優選的是，所述周壁進一步包括石墨烯層。
[0011]優選的是，石墨烯層布置在管道的內部管道區域與所述層片之間。
[0012]優選的是，所述一根或多根碳纖維布置成在所述一根或多根碳纖維的端部之間斷開。
[0013]優選的是，這些端部能夠電連接到電源。
[0014]優選的是，所述端部延伸出所述層片。
[0015]優選的是，多根碳纖維的端部電連接成束。
[0016]優選的是，所述一根或多根碳纖維被至少部分地嵌入基體中。
[0017]優選的是，嵌入基體中的所述一根或多根碳纖維構建碳纖維增強聚合物。
[0018]優選的是，所述一根或多根碳纖維沿管道的基本縱向方向布置。
[0019]優選的是，所述層片包括基本上彼此平行布置的多根碳纖維。
[0020]優選的是，所述層片在周壁上徑向地延伸。
[0021]優選的是，所述一根或多根碳纖維布置在管道的周緣處和/或圍繞管道的周緣布置。
[0022]優選的是，所述層片是層壓件的一部分，所述層壓件至少包括另一層片。
[0023]優選的是，所述另一層片包括一根或多根碳纖維。
[0024]優選的是，所述管道被構造用于將低溫液化氣體轉化為氣體。
[0025]優選的是，所述管道被構造用于傳導氣體和低溫液化氣體。
[0026]優選的是，所述低溫液化氣體是低溫液化氫。
[0027]優選的是，所述氣體是氫。
[0028]在另一個方面中，本專利技術提供了一種管道系統，該管道系統包括所述管道和電連接到層片的電源。
[0029]優選的是，所述管道系統包括用于調節通過層片的電流的電氣元件。
[0030]優選的是，所述管道系統包括用于對管道的溫度進行測量的溫度測量裝置。
[0031]在另一方面中，本專利技術提供了一種燃料電池推進系統，該燃料電池推進系統包括管道系統，所述管道與儲箱和燃料電池裝置流體連接。
[0032]優選的是，該燃料推進系統進一步包括熱交換器，該熱交換器用于將由燃料電池裝置產生的熱量傳遞到管道系統。
[0033]在另一方面中，本專利技術提供了一種飛機，該飛機包括根據任一前述實施例的管道、管道系統和/或燃料推進系統。
[0034]在另一方面中，本專利技術提供了一種用于加熱低溫液化氣體的管道的生產方法，該方法包括以下步驟：
[0035]生產包括一根或多根導電碳纖維的層片，該層片被構造成且能夠電連接到電源，以使得在向該層片供電時，所述一根或多根碳纖維被加熱；以及
[0036]將該層片折攏(fold)成管道。
[0037]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0038]用不導電材料涂布所述碳纖維。
[0039]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0040]用聚合物樹脂涂布所述碳纖維。
[0041]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0042]用環氧樹脂涂布所述碳纖維。
[0043]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0044]將所述碳纖維至少部分地嵌入基體中。
[0045]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0046]創建碳纖維增強聚合物。
[0047]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0048]將所述一根或多根碳纖維布置成在所述一根或多根碳纖維的端部之間斷開。
[0049]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0050]將多根碳纖維布置成基本上彼此平行。
[0051]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0052]折攏層片，以使得所述一根或多根碳纖維沿管道的基本縱向方向布置。
[0053]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0054]將所述一根或多根碳纖維布置在管道的周緣處和/或圍繞管道的周緣布置。
[0055]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0056]將石墨烯層添加在層片上。
[0057]優選的是，石墨烯層通過噴涂石墨烯片(graphene flakes)和/或通過在層片上施加巴基紙(buckypaper)來添加。
[0058]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0059]將多根碳纖維的端部電連接成束。
[0060]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0061]將層片、所述一根或多根碳纖維的束和/或端部電連接到電源。
[0062]優選的是，該方法進一步包括以下步驟：
[0063]添加其它層片，以構建層壓件。
[0064]優選的是，通過長絲纏繞添加所述其它層片。
[0065]本專利技術的實施例優選地具有以下優點和效果：
[0066]本專利技術的實施例優選地提供一種方法和裝置，其用于將碳纖維增強聚合物(CFRP)管道中的液態氫加熱到一定溫度以達到氣體形式，并且加熱到室溫(RT)來用于燃料電池，而無需管道外部的任何外部加熱源。
[0067]本專利技術的優選實施例是有利的，特別是當主發動機是電動的，并且從尚未達到其工作溫度的燃料電池(例如，在燃料電池的冷啟動時)獲得其能量時。
[0068]液態氫的加熱可以通過在管道的層片內部的一根或多根涂布碳纖維來實現，電流可以在涂布碳纖維中流動。
[0069]熱量可以經由石墨烯覆蓋層傳遞給氫，石墨烯覆蓋層可以最佳地經由表面來傳遞熱量。
[0070]操作功能可以是：
[0071]?
在冷啟動本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種用于加熱低溫液化氣體(24)的管道(14)，所述管道(14)的周壁(44)包括由一根或多根導電碳纖維(56)構成的層片(52)，所述層片(52)被構造成且能夠電連接到電源(40)，以使得在向所述層片(52)供電時，所述一根或多根碳纖維(56)被加熱。2.根據權利要求1所述的管道(14)，其中，所述一根或多根碳纖維(56)涂有不導電材料(59)，優選地是聚合物樹脂(58)，更優選地是環氧樹脂(60)。3.根據權利要求1或2所述的管道(14)，其中，所述周壁(44)進一步包括石墨烯層(64)，所述石墨烯層優選地布置在所述管道(14)的內部管道區域(46)與所述層片(52)之間。4.根據權利要求1
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2中任一項所述的管道(14)，其中，所述一根或多根碳纖維(56)布置成在所述一根或多根碳纖維(56)的端部(68)之間斷開。5.根據權利要求4所述的管道(14)，其中，所述端部(68)能夠電連接到所述電源(40)，和/或多根碳纖維(56)的所述端部(68)被電連接成束(70)。6.根據權利要求1
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2中任一項所述的管道(14)，其中，所述一根或多根碳纖維(56)至少部分地嵌入在基體(57)中，以用于構建碳纖維增強聚合物(50)。7.根據權利要求1
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2中任一項所述的管道(14)，其中，所述一根或多根碳纖維(56)沿所述管道(14)的基本縱向方向(LD)布置，和/或所述層片(52)包括布置成基本上彼此平行的多根碳纖維(56)，和/或所述層片(52)在所述周壁(44)上徑向地延伸。8.根據權利要求1
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2中任一項所述的管道(14)，其中，所述層片(52)是層壓件(48)的一部分，所述層壓件(48)至少包括由一根或多根碳纖維(56)構成的另一層片(54)。9.根據權利要求1
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2中任一項所述的管道(14)，其中，所述管道(14)構造成用于將低溫液化氣體(24)轉化成氣體，和/或用于傳導氣體和低溫液化氣體(24)；以及其中，所述低溫液化氣體優選地是低溫液化氫(26)，而所述氣體是氫(34)。10.一種管道系統(36)，所述管道系統包括根據前述權利要求中任一項所述的管道(14)、電連接到所述層...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬蒂亞斯，
申請(專利權)人：空中客車運作有限責任公司，
類型：發明
國別省市：