用于为飞行器储存氢的装置和方法.pdf

本发明涉及一种用于为飞行器储存氢的储罐装置。该储罐装置包括外储罐(1)和内储罐(7)。内储罐(7)保持在外储罐(1)中。外储罐(1)设置成能够储存具有第一物理特性的氢。内储罐(7)设计成能够储存具有第二物理特性的氢。外储罐(1)连接到内储罐(7)从而能够将氢从外储罐(1)供给到内储罐(7)。内储罐(7)设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢。内储罐(7)设置成使得能够将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。

1.  一种用于为飞行器储存氢的装置，其中所述储罐装置包括：
外储罐(1)，和
内储罐(7)，
其中所述内储罐(7)保持在所述外储罐(1)中，
其中所述外储罐(1)设计成能够储存具有第一物理特性的氢，
其中所述内储罐(7)设计成能够储存具有第二物理特性的氢，
其中所述外储罐(1)连接到所述内储罐(7)从而能够将氢从所述外储罐供给到所述内储罐(7)，
其中所述内储罐(7)设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢，
其中所述内储罐(7)设计成使得能够将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。

2.  如权利要求1所述的储罐装置，
其中所述外储罐(1)包括第一隔热层(15)。

3.  如权利要求2所述的储罐装置，
其中所述内储罐(7)包括第二隔热层(16)，
其中所述第二隔热层(16)不同于所述第一隔热层(15)。

4.  如权利要求3所述的储罐装置，
其中所述第二隔热层(16)与所述第一隔热层(15)的不同之处在于，所述第二隔热层(16)构造成与设计得较厚且较坚固的所述第一隔热层(15)相比较薄且较薄弱。

5.  如前述权利要求1至4中任一项所述的储罐装置，还包括：
转化装置(10)，
其中所述转化装置(10)设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢。

6.  如权利要求5所述的储罐装置，
其中所述转化装置(10)至少包括一个加热元件(10′)、一个冷却元件和一个压力控制元件。

7.  如权利要求5所述的储罐装置，
其中所述转化装置(10)选自于包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组。

8.  如前述权利要求1至7中任一项所述的储罐装置，还包括：
外储罐控制装置(18)，
其中所述外储罐控制装置(18)设计成使得在所述外储罐(1)中能够设定包括第一物理特性的氢，
其中所述外储罐控制装置(18)选自于包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组。

9.  如权利要求8所述的储罐装置，
其中所述外储罐控制装置(18)至少包括一个加热元件(2)、一个冷却元件和一个压力控制元件。

10.  如前述权利要求1至9中任一项所述的储罐装置，还包括：
压缩机(8)，
其中所述压缩机(8)设置成用以将来自所述外储罐(1)的氢传送到所述内储罐(7)，从而由于在所述外储罐(1)中的氢的第一压力(P1)和在所述内储罐(7)中的氢的不同的第二压力(P2)，因此能够更快速地实现将来自所述外储罐(1)的氢填充到所述内储罐(7)。

11.  如前述权利要求1至10中任一项所述的储罐装置，还包括：
内储罐安全阀(9)，
其中所述内储罐安全阀(9)设计成将来自所述内储罐(7)的氢排放到所述外储罐(1)中。

12.  如前述权利要求1至11中任一项所述的储罐装置，还包括：
外储罐安全阀(4)，
其中所述外储罐安全阀(4)设计成将来自所述外储罐(1)的氢按目标排放到周围环境。

13.  如前述权利要求1至12中任一项所述的储罐装置，还包括：
供给装置(3)，
其中所述供给装置(3)以如下方式设置在所述外储罐(1)上，即能够连接用于将氢填充到所述外储罐(1)中的填充装置。

14.  如权利要求13所述的储罐装置，
其中所述供给装置(3)包括标准的且能够互换的联接器，
其中所述联接器设计成使得能够连接大量不同的填充装置。

15.  如前述权利要求1至14中任一项所述的储罐装置，
其中所述外储罐(1)包括防爆膜元件(5、6)，
其中所述防爆膜元件(5、6)设计成当存在具有临界物理特性的氢时，所述防爆膜元件(5、6)能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到周围环境。

16.  如前述权利要求1至15中任一项所述的储罐装置，
其中所述内储罐(1)包括另外的防爆膜元件(12、13)，
其中所述另外的防爆膜元件(12、13)设计成当存在具有临界物理特性的氢时，所述另外的防爆膜元件(12、13)能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到所述外储罐(1)。

17.  如前述权利要求5至16中任一项所述的储罐装置，还包括：
控制装置，和
内储罐传感器(20)，
其中所述内储罐传感器(20)设置在所述内储罐(7)中使得能够测量氢的第二物理特性，
其中所述控制装置设计成使得该控制装置根据来自所述内储罐传感器(20)的测量数据来控制所述转化装置。

18.  如前述权利要求1至17中任一项所述的储罐装置，
其中所述内储罐(7)设计成与所述外储罐(1)成为一体。

19.  如前述权利要求1至18中任一项所述的储罐装置，还包括：
紧固装置(21)，
其中所述紧固装置(21)设置成使得该紧固装置(21)保持所述内储罐(7)，从而使所述内储罐与所述外储罐(1)间隔开。

20.  权利要求19所述的储罐装置，
其中所述紧固装置包括阻尼元件(19)，
其中所述阻尼元件(19)设置成用以吸收内储罐(7)与外储罐(1)之间的冲击和振动。

21.  如前述权利要求1至20中任一项所述的储罐装置，还包括：
多个内储罐(7)，
其中所述多个内储罐(7)储存在所述外储罐(1)中。

22.  一种为飞行器储存氢的方法，其中所述方法包括：
在外储罐(1)中储存具有第一物理特性的氢，
将具有第一物理特性的氢从所述外储罐(1)供给到内储罐(7)中，
将具有第一物理特性的氢转化为具有第二物理特性的氢，
将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置，
其中所述内储罐(7)保持在所述外储罐(1)中。

23.  如权利要求22所述的方法，
其中所述第一氢包括第一压力(P1)和第一温度(T1)，
其中所述第二氢包括第二压力(P2)和第二温度(T2)，
其中所述第一压力(P1)高于所述第二压力(P2)，
其中所述第一温度(T1)低于所述第二温度(T2)。

24.  如前述权利要求1至21中任一项所述的用于储存氢的储罐装置在飞行器中的应用。

25.  一种包括如前述权利要求1至21中任一项所述的用于储存氢的储罐装置的飞行器。

用于为飞行器储存氢的装置和方法
相关申请的引用
本申请要求2005年5月31日提交的美国临时申请No.60/932,789以及2007年5月31日提交的德国专利申请No.10 2007 025 217.1的优先权，上述申请的公开以引入的方式纳入本文。
发明领域
本发明涉及一种用于为飞行器储存氢的储罐装置；涉及一种用于为飞行器储存氢的方法；涉及一种用于储存氢的储罐装置在飞行器中的应用；以及涉及一种包括用于储存氢的储罐装置的飞行器。
背景技术
在现代飞行器中，氢作为一种能量载体而日益受到青睐。特别是，当考虑到在飞行器上的安装时，使用由具有高度系统集成的燃料电池实现的辅助动力装置(APU)系统值得特别关注。为此，用于飞行器的氢储罐装置必需满足用于飞行器的严格的安全标准。
发明内容
在氢储罐系统中，采用高度隔热的压力罐。为了快速地动态排放大量的氢，压力罐必需进行加热。然而，在排放期间，较大的、高度隔热的压力罐反应缓慢，从而需另外使用容纳一些氢并且以动态方式提供氢的储存罐。然而，多个储罐元件的使用既增加了安装体积又增加了安装重量。
这就需要建立一种用于储存氢的有效的储罐系统。
根据本发明的示例性实施方式，上述需要可通过根据独立权利要求的用于储存氢的储罐装置、用于在飞行器中储存氢的方法、用于储存氢的储罐装置在飞行器中的应用、以及一种包括用于储存氢的储罐装置的飞行器来实现。
根据本发明的示例性实施方式，提供一种用于为飞行器储存氢的储罐装置。所述储罐装置包括外储罐和内储罐。所述内储罐保持在所述外储罐中。另外，所述外储罐设置成能够储存具有第一物理特性的氢。所述内储罐设计成能够储存具有第二物理特性的氢。所述外储罐连接到所述内储罐从而能够将氢供给到所述内储罐。另外，所述内储罐设置成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢。另外，所述内储罐设置成使得能够将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。
根据本发明的另一示例性实施方式，提供一种用于为飞行器储存氢的方法。首先，在外储罐中储存具有第一物理特性的氢。将具有第一物理特性的氢从所述外储罐供给到内储罐。在这种布置中，具有第一物理特性的氢被转化为具有第二物理特性的氢。随后，将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。在这种布置中，所述内储罐保持在所述外储罐中。
根据另一示例性实施方式，上述储罐装置用于在飞行器中储存氢。
根据另一示例性实施方式，提供一种包括上述用于储存氢的储罐装置的飞行器。
下文中，术语“氢的物理特性”指的是例如氢的温度、压力、聚集态和氢浓度。
另外，氢能够以高纯度的形式存在或者以例如金属氢化物的氢化合物存在。
关于本发明，提出了罐中罐的概念，由此，部分储罐容积——即内部储罐——提供在第二储罐容器内，其中两储罐构造中的所述内储罐在空间上整合到大的外储罐内。在这种布置中，所述大的外储罐包括具有第一物理特性的氢，该氢能够通过泵或者阀传送，用以再填充所保持的储罐或内储罐。储存在所述内储罐中的氢在第二物理特性的状态下存在，并且能够被供给到消耗装置。
为了给用户或消耗装置提供氢，氢的某些物理特性必须被设定从而使消耗装置能够有效地转化氢。与此相反，具有其它物理特性的氢能够更好地储存在储罐中。利用本发明，能够将氢预先设定成对于消耗装置有效的物理状态，并且同时包括对于在储罐中储存有效的物理特性。因此，包括第一物理特性的氢存在于所述外储罐中，该氢包括对于储存氢有效的第一物理特性。在所述内储罐中存在有包括第二物理特性的氢，该特性可达到能够有效适于消耗装置的物理特性。例如，氢能够以高储存压和低温储存在外储罐中，而在内储罐中，氢则以低压和较高的温度进行储存，例如如消耗装置所需求的。
此外，利用根据本发明的罐中罐的构造，特别地可以更好地利用设计和结构空间，另外同时，较少的隔热效力便以足够。另外，因为内储罐由外储罐进行保护，所以所述内储罐特别地受到良好的保护而不受外界的影响。通过在内储罐提供包括第二物理特性的氢，另外可以改善动态响应行为，由于在所述外储罐和所述内储罐之间的短的桥接路径，所以可以在极短的时段内连续且快速地提供包括第二物理特性的氢。而且，安全方面并没有下降，相反地，由于所述内储罐得到更好地保护因此安全方面得到了改善。
另外，由于内储罐形成在外储罐中，因此从所述内储罐挥发的氢能够通过所述外储罐自动地进行收集，因此不再需要提供具有重的隔热材料重量的两个储罐。通过罐中罐的系统，另外可以提供冗余，例如如果内储罐被损坏。在这种布置中，在发生故障的情况下，所述外储罐可收集容纳在内储罐中的水量。此外，通过紧急投弃选择，容纳在所述外储罐中的氢能够按目标释放到周围环境，其中具有第二物理特性的较少的确定量的氢能够继续储存在内储罐中，从而在紧急情况下至少能够得到小部分的氢，以便提供紧急运行特性。而且这样能够改善撞击安全性。
包括第二物理特性的氢——该氢能够在消耗装置中有效地转化——由于这些第二物理特性而难以在储罐中储存。由于氢在低压和高温下的挥发特性，通常需要厚的隔热装置，而其仅能够收集在挥发之前的包括第二物理特性的氢。利用本发明的罐中罐的构造，利用外储罐能够收集来自所述内储罐的包括第二物理特性的挥发氢，而无需提供额外的隔热特性。因此在无需昂贵且笨重的隔热装置的情况下，因挥发而导致的氢的损失由此减少，并且安全方面能够得到改善。
根据另一示例性实施方式，所述外储罐包括第一隔热层。因此，该第一隔热层设计成用于防止包括第一物理特性的氢泄出。氢具有易挥发的特征和从容器挥发的趋向。通过坚固构造的第一隔热层，能够减少这种挥发。另外，例如氢能够被保持在第一物理特性。因此，能够提供氢的第一物理特性，该第一物理特性适于储存氢。例如，通过第一隔热层，氢能够保持在限定的低温、高压或限定的聚集态。
根据另一示例性实施方式，所述内储罐包括第二隔热层，其中所述第二隔热层不同于所述第一隔热层。在所述内储罐中，能够储存包括第二物理特性的氢，其中所述第二物理特性使其能够在用户处有效地转化。然而这些第二物理特性具有较差的储存特性，因为例如由于高温或降低的压力使得他们更容易显示出较高的挥发性。然而，罐中罐的构造提供了如下选择，即将内储罐的第二隔热层设计成薄于、或不同于外储罐的第一隔热层。虽然这样使得包括第二物理特性的氢更容易从内储罐挥发，然而该氢被外储罐收集。
根据本发明的另一示例性实施方式，第二隔热层不同于第一隔热层，即第二隔热层构造成与设计得较厚且较坚固的第一隔热层相比较薄且较薄弱。由于外储罐的坚固的第一隔热层，所以仍可防止从内储罐挥发出来的氢挥发到周围环境。在外储罐中，挥发的氢可被重新调节成第一物理特性。因此，由于不需要使用两个相同强度和厚度以及因此相同重量的隔热层，所以能够实现隔热层的重量减轻。
根据另一示例性实施方式，另外，使用转化装置。转化装置设计成使得能够将具有第一物理特性的氢转化为具有第二物理特性的氢。所述转化装置至少包括一个加热元件、一个冷却元件和一个压力控制元件。所述转化装置可进一步由包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组形成。例如，如果将包括第一物理特性的氢从所述外储罐传送到所述内储罐，则通过转化装置能够将氢转化为包括第二物理特性的氢。例如，如果氢在外储罐中以极高的压力和极低的温度储存，则通过加热元件或者压力控制元件能够使氢进行加热和减压，使得在所述内储罐中能够存在包括第二物理特性的氢。通过转化装置，能够持久地提供并再补给包括第二物理特性的氢，从而能够为消耗装置提供具有有效的物理特性的氢。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括外储罐控制装置。所述外储罐控制装置设计成使得在外储罐中能够设定包括第一物理特性的氢。所述外储罐控制装置至少包括一个加热元件、一个冷却元件和一个压力控制元件。另外，所述外储罐控制装置可选自于包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组。通过所述外储罐控制装置，具有设定氢的第一物理特性的选择，从而使存在的物理特性适于储存氢。因此，通过外储罐控制装置，例如可以降低或提高氢温度或设定特别的压力。由于能够设定氢的第一物理特性，通过该特性使氢具有降低的挥发特性，因此能够减少氢的挥发。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括压缩机。所述压缩机设置成将来自外储罐的氢传送到内储罐，从而由于在所述外储罐中的氢的第一压力和在所述内储罐中的氢的不同的第二压力，因此能够实现更快速地将来自外储罐的氢充满所述内储罐。换句话说，一方面，由于在内储罐和外储罐之间的压力差而能够对氢进行传送，另一方面，使用压缩机用来更快速地填充内储罐。因此，能够快速地将氢提供给内储罐，这样在来自内储罐的氢通过消耗装置快速减少的情况下可持续地提供足够量的氢。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括内储罐安全阀。所述内储罐安全阀设计成使来自所述内储罐的氢释放到所述外储罐中。在内储罐中的氢的物理特性达到临界状态的情况下，通过内储罐安全阀能够将氢释放到外储罐中。因此，在发生氢的临界物理特性的情况下可以防止将内储罐损坏。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括外储罐安全阀。所述外储罐安全阀能够设计成使得将来自所述外储罐的氢按目标释放到周围环境。如果发生氢的临界特性，则通过外储罐安全阀能够将氢按目标释放。另外，通过外储罐安全阀能够将氢释放到特定的地点，例如从飞行器释放到周围环境。因此，能够改善飞行器中的安全性。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括供给装置。所述供给装置以如下方式设置在外储罐上，即能够连接用于将氢填充到所述外储罐中的填充装置。所述填充装置能够例如以如下方式设置在外储罐上，即在飞行器机身上提供连接装置，从而能够从外面连接储罐设备。另外，该供给装置能够包括标准的联接器，从而能够连接大量不同的用于为储罐充满氢的填充装置。因此，能够以简单的方式将外储罐充满氢。
根据另一示例性实施方式，所述供给装置包括标准的且能够互换的联接器。所述联接器设计成使得能够连接大量不同的填充装置。因此，所述储罐装置可连接至各种储罐设备而无需大的改装。通过标准化的联接器，能够从大量不同的填充装置获得氢。因此，能够减少改装次数和补给燃料次数。
根据另一示例性实施方式，所述外储罐包括防爆膜元件。所述防爆膜元件设计成当存在具有临界物理特性的氢时，所述防爆膜元件能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到周围环境。因此，在紧急情况下，所述防爆膜元件能够按目标变形，从而氢能够在目标位置处排放到周围环境。所述周围环境能够是飞行器机舱或飞行器周围环境本身。因此，能够改善所述储罐装置的系统安全性。另外，在另一示例性实施方式中，所述内储罐能够包括允许氢流到外储罐中的防爆膜元件。
所述周围环境可以是飞行器机舱或飞行器周围环境本身。这意味着，通过防爆膜元件或阀，氢可从所述储罐装置排放到飞行器机舱或在飞行器机舱外面的外部飞行器周围环境。
根据另一示例性实施方式，所述内储罐包括另外的防爆膜元件。所述另外的防爆膜元件设计成在存在具有临界物理特性的氢的情况下，所述另外的防爆膜元件能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到外储罐。因此，能够快速且不间断地将具有临界物理特性的氢转移到外储罐。因此，例如可以防止所述内储罐爆裂。此外，在外储罐中的具有临界物理特性的氢能够被转化为具有第一物理特性的氢。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括控制装置和内储罐传感器。所述内储罐传感器设置在内储罐中使得能够测量氢的第二物理特性。所述控制装置设计成使得该控制装置根据来自所述内储罐传感器的测量数据来控制所述转化装置。所述内储罐传感器能够测量例如氢的温度或者压力的物理值，并且能够把这些值传送给控制装置。基于预定的目标值数据或输入数据，所述控制装置可自动地控制转化装置，因此来降低或提高温度或者提高或降低压力。因此，持久地确保在内储罐中提供氢的第二物理特性。在外储罐中通过提供外储罐传感器能够实现相同功能。
根据另一示例性实施方式，所述内储罐设计成与外储罐成为一体。因此，所述外储罐和内储罐能够构造成单元，也就是说为一件式并作为一体设计，从而可实现改善的稳定性。另外，由于是一体设计，所以可以减小重量。术语“一体”意味着所述外储罐能够与所述内储罐例如以一体设计而设计成单元。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置还包括紧固装置。所述紧固装置设计成使得该紧固装置保持所述内储罐，从而使内储罐与外储罐间隔开。因此，通过所述紧固装置，能够保持所述内储罐使其与所述外储罐间隔开，从而可防止内储罐与外储罐之间的接触。另外，所述紧固装置可包括阻尼元件，该阻尼元件可保护内储罐不受振动和冲击。通过所述内储罐与所述外储罐之间的间隔，能够实现改善的隔热特性，因为所述内储罐在不接触外储罐的情况下得到保持。
根据另一示例性实施方式，所述紧固装置包括阻尼元件。所述阻尼元件设计成用以吸收内储罐与外储罐之间的冲击和振动。所述阻尼元件可包括减振阻尼材料或者液压或气动式减震器。因此，能够防止所述内储罐的振动，特别是当具有第二物理特性的氢更加容易燃烧时。
根据另一示例性实施方式，所述储罐装置包括多个内储罐。所述多个内储罐也保持在所述外储罐中并且包括与如上所述的内储罐相同的特性。因此，每个内储罐可容纳具有第二物理特性的氢。这样，所述储罐装置能够以更加动态的方式为用户提供氢，因为在内储罐清空的情况下，能够快速且不间断地从另外的内储罐取走氢。同时，空的内储罐能够再次吸入氢。此外，每个内储罐能够容纳包括不同物理特性的氢并且能够将氢提供给不同的消耗装置。因此，在每个内储罐中的氢的物理特性能够根据特定的消耗装置的要求进行调节。因此该系统的效率能够得到改善。
根据本发明方法的另一示例性实施方式，第一氢包括第一压力和第一温度，而第二氢包括第二压力和第二温度。第一压力高于第二压力，而第一温度低于第二温度。因此，在外储罐中的氢包括适于储存在储罐中的第一物理特性。例如氢能够在高压和低温下以气态或液态的集合物储存，由此能够同时减少氢从所述外储罐的挥发。在所述内储罐中，氢能够包括较低的压力和较高的温度，其中包括这些第二物理特性的氢能够通过消耗装置以较高程度的效率转化。虽然这样使得包括第二物理特性的氢的挥发特性提高，然而任何挥发的氢通过外储罐而得到收集。因此，氢的第一物理特性和第二物理特性能够总是根据其应用——即用于储存或用于燃烧——而进行设定，从而使得整个储罐装置的效率得到改善以及涉及了重量减轻和氢耗。
所述储罐装置的示例性实施方式同样适于方法、应用以及飞行器，反之亦然。
附图说明
下面，为了进一步说明以及更好地理解本发明，将参照附图更加详细地描述示例性实施方式。附图中：
图1是根据本发明示例性实施方式的储罐装置的基本原理的示意图；
图2是根据本发明示例性实施方式的带有附加部件的储罐装置的示意图；以及
图3是根据本发明示例性实施方式的将内储罐保持在外储罐中的方式的示意图。
具体实施方式
在不同的附图中，相同或相似的部件具有相同的附图标记。附图中的图示仅是示意性的，而并非按比例绘制。
图1示出了本发明的第一示例性实施方式。示出了一种用于为飞行器储存氢的储罐装置。所述储罐装置包括外储罐1和内储罐7。在这种布置中，内储罐7保持在外储罐1中。在这种布置中，所述外储罐1设计成能够储存具有第一物理特性的氢。所述内储罐7设计成能够储存包括第二物理特性的氢。所述外储连接到内储罐7从而能够将氢供给到内储罐7。所述内储罐7设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢。所述内储罐7设计成使得能够将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。
所述外储罐1或者低温罐包括厚的隔热层15，其中所述内储罐7可包括轻的隔热层16。在这种布置中，所述外储罐储存具有第一物理特性——例如在压力P1和温度T1——的氢。能够将这种氢供给到所述内储罐，其中同时，具有第一物理特性的氢可被转化为具有第二物理特性的氢。所述第二物理特性包括例如低压P2或者高温T2。通过排放装置11，能够将来自该内储罐7的具有第二物理特性的氢提供给消耗装置。
在第一物理特性下能够设置第一温度T1和第一压力P1。在第二物理特性下能够设置第二温度T2和第二压力P2。
图2示出了根据本发明的储罐装置的示意图，该储罐装置带有根据本发明示例性实施方式的可能的附加部件。在这种布置中，外储罐1包括厚的外隔热层15。例如，在所述外储罐1中的氢的第一物理特性能够通过诸如加热装置或外储罐压缩机或阀4的外储罐控制装置18来设定。通过供给装置3，能够将氢供应给所述外储罐1。因此可选择通过加热器2来提供特定的压力P1以及特定的温度T1。
另外，图2进一步示出了包括薄的内隔热层16的内储罐7。在所述内储罐7中，能够提供包括第二物理特性——例如压力P2或者温度T2——的氢。通过转化装置10，该转化装置例如包括加热元件10′或者压力控制元件8，能够设定第二内部压力P2或者第二温度T2。在这种布置中，设定第二压力P2和第二温度T2从而使得包括这些物理特性的氢能够在消耗装置处实现良好的效率。通过供给管线11，能够将来自内储罐7的氢供给到消耗装置。
另外，所述内储罐7包括内储罐安全阀9，由于该布置，使得能够将包括临界物理特性——例如高的压力或者过高的温度——的氢释放到所述外储罐1中。
为了使来自外储罐1的氢更迅速地充满内储罐7，可以使用压缩机8，其可将氢快速地传送到内储罐7中。
所述外储罐1还包括防爆膜5、6，其在氢的临界物理第一特性的情况下能够变形，并且可快速且无间断地将氢从外储罐1传送到具有外界压力Pa的飞行器周围环境。同样地，所述内储罐7能够包括防爆膜元件12、13，其在氢的临界物理特性的情况下能够变形，并且能够将氢释放到外储罐1。
所述外储罐1另外可包括外储罐控制装置18，其按目标控制加热器2或者真空阀14以便设定氢的第一物理特性，例如第一压力P1和第一温度T1。
所述内储罐7还可包括内储罐传感器20，其持久地测量氢的第二物理特性并且将它们例如传输到控制装置。基于所测量的传感器信息，所述控制装置能够按目标控制所述转化装置10，使得能够持久地存在包括限定的第二物理特性的氢。
图3示出了将内储罐7保持在外储罐1中的示例性布置。在这种布置中，外储罐1包括厚且坚固的外隔热层15。在这种布置中，所述内储罐7通过紧固装置21保持以便被间隔开。此外，所述内储罐7可包括非隔热的或者薄的、重量轻的第二隔热层16。所述紧固装置21能够例如通过杆系统保持内储罐7被间隔开。另外，在这种杆系统上能够设置阻尼元件19，从而使所述内储罐7更少地吸收来自外储罐1的冲击和振动。这样能够改善安全性，因为内储罐7经常容纳包括良好燃烧特性的用于消耗装置的氢，因此该氢应以高敏感方式储存。
内储罐7还包括排放装置11，通过该排放装置将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置。为了将来自外储罐1的氢充满内储罐7，可使用压缩机8，从而还提高了填充速度。
另外应当指出，“包括”并不排除其它元件或者步骤，并且“一个”或者“一种”不排除多个的情况，并且参照上面的示例性实施方式中的一个描述的特征或者步骤也能够用于和上述其它的示例性实施方式中的其它特征或步骤进行结合。权利要求中的附图标记不应视作是对保护范围的限制。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于为飞行器储存氢的装置，其中所述储罐装置包括：
外储罐(1)，和
内储罐(7)，
其中所述内储罐(7)保持在所述外储罐(1)中，
其中所述外储罐(1)设计成能够储存具有第一物理特性的氢，
其中所述内储罐(7)设计成能够储存具有第二物理特性的氢，
其中所述外储罐(1)连接到所述内储罐(7)从而能够将氢从所述外储罐供给到所述内储罐(7)，
其中所述内储罐(7)设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢，
其中所述内储罐(7)设计成使得能够从所述第二储罐取出具有第二物理特性的氢并供给到消耗装置，
其中所述外储罐(1)包括第一隔热层(15)，并且
其中所述内储罐(7)包括第二隔热层(16)。
2.如权利要求1所述的储罐装置，
其中所述第二隔热层(16)不同于所述第一隔热层(15)。
3.如权利要求2所述的储罐装置，
其中所述第二隔热层(16)与所述第一隔热层(15)的不同之处在于，所述第二隔热层(16)构造成与设计得较厚且较坚固的所述第一隔热层(15)相比较薄且较薄弱。
4.如前述权利要求1至3中任一项所述的储罐装置，还包括：
转化装置(10)，
其中所述转化装置(10)设计成使得具有第一物理特性的氢能够被转化为具有第二物理特性的氢。
5.如权利要求4所述的储罐装置，
其中所述转化装置(10)至少包括一个加热元件(10′)、一个冷却元件和一个压力控制元件。
6.如权利要求4所述的储罐装置，
其中所述转化装置(10)选自于包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组。
7.如前述权利要求1至6中任一项所述的储罐装置，还包括：
外储罐控制装置(18)，
其中所述外储罐控制装置(18)设计成使得在所述外储罐(1)中能够设定包括第一物理特性的氢，
其中所述外储罐控制装置(18)选自于包括加热元件、冷却元件和压力控制元件的组。
8.如权利要求7所述的储罐装置，
其中所述外储罐控制装置(18)至少包括一个加热元件(2)、一个冷却元件和一个压力控制元件。
9.如前述权利要求1至8中任一项所述的储罐装置，还包括：
压缩机(8)，
其中所述压缩机(8)设置成用以将来自所述外储罐(1)的氢传送到所述内储罐(7)，从而由于在所述外储罐(1)中的氢的第一压力(P1)和在所述内储罐(7)中的氢的不同的第二压力(P2)，因此能够更快速地实现将来自所述外储罐(1)的氢填充到所述内储罐(7)。
10.如前述权利要求1至9中任一项所述的储罐装置，还包括：
内储罐安全阀(9)，
其中所述内储罐安全阀(9)设计成将来自所述内储罐(7)的氢排放到所述外储罐(1)中。
11.如前述权利要求1至10中任一项所述的储罐装置，还包括：
外储罐安全阀(4)，
其中所述外储罐安全阀(4)设计成将来自所述外储罐(1)的氢按目标排放到周围环境。
12.如前述权利要求1至11中任一项所述的储罐装置，还包括：
供给装置(3)，
其中所述供给装置(3)以如下方式设置在所述外储罐(1)上，即能够连接用于将氢填充到所述外储罐(1)中的填充装置。
13.如权利要求12所述的储罐装置，
其中所述供给装置(3)包括标准的且能够互换的联接器，
其中所述联接器设计成使得能够连接大量不同的填充装置。
14.如前述权利要求1至13中任一项所述的储罐装置，
其中所述外储罐(1)包括防爆膜元件(5、6)，
其中所述防爆膜元件(5、6)设计成当存在具有临界物理特性的氢时，所述防爆膜元件(5、6)能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到周围环境。
15.如前述权利要求1至14中任一项所述的储罐装置，
其中所述内储罐(1)包括另外的防爆膜元件(12、13)，
其中所述另外的防爆膜元件(12、13)设计成当存在具有临界物理特性的氢时，所述另外的防爆膜元件(12、13)能够变形，并且能够按目标将具有临界物理特性的氢释放到所述外储罐(1)。
16.如前述权利要求4至15中任一项所述的储罐装置，还包括：
控制装置，和
内储罐传感器(20)，
其中所述内储罐传感器(20)设置在所述内储罐(7)中使得能够测量氢的第二物理特性，
其中所述控制装置设计成使得该控制装置根据来自所述内储罐传感器(20)的测量数据来控制所述转化装置。
17.如前述权利要求1至16中任一项所述的储罐装置，
其中所述内储罐(7)设计成与所述外储罐(1)成为一体。
18.如前述权利要求1至17中任一项所述的储罐装置，还包括：
紧固装置(21)，
其中所述紧固装置(21)设置成使得该紧固装置(21)保持所述内储罐(7)，从而使所述内储罐与所述外储罐(1)间隔开。
19.权利要求18所述的储罐装置，
其中所述紧固装置包括阻尼元件(19)，
其中所述阻尼元件(19)设置成用以吸收内储罐(7)与外储罐(1)之间的冲击和振动。
20.如前述权利要求1至19中任一项所述的储罐装置，还包括：
多个内储罐(7)，
其中所述多个内储罐(7)储存在所述外储罐(1)中。
21.一种为飞行器储存氢的方法，其中所述方法包括：
在外储罐(1)中储存具有第一物理特性的氢，
将具有第一物理特性的氢从所述外储罐(1)供给到内储罐(7)中，
将具有第一物理特性的氢转化为具有第二物理特性的氢，
从所述内储罐(7)取走具有第二物理特性的氢，
将具有第二物理特性的氢供给到消耗装置，
其中所述内储罐(7)保持在所述外储罐(1)中，
其中所述外储罐(1)包括第一隔热层(15)，以及
其中所述内储罐(7)包括第二隔热层(16)。
22.如权利要求21所述的方法，
其中所述第一氢包括第一压力(P1)和第一温度(T1)，
其中所述第二氢包括第二压力(P2)和第二温度(T2)，
其中所述第一压力(P1)高于所述第二压力(P2)，
其中所述第一温度(T1)低于所述第二温度(T2)。
23.如前述权利要求1至20中任一项所述的用于储存氢的储罐装置在飞行器中的应用。
24.一种包括如前述权利要求1至20中任一项所述的用于储存氢的储罐装置的飞行器。