DE10244139A1 - Safety system for a test installation for a hydrogen converting device, especially a hydrogen engine test bed, has means for comparing hydrogen delivery with hydrogen consumption - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherheitssystem für den Betrieb wasserstoffumsetzender Vorrichtungen in geschlossenen oder teilgeschlossenen Räumen oder Behältern.The invention relates to a Security system for the operation of hydrogen-converting devices in closed or partially closed rooms or containers.
Der Betrieb von wasserstoffumsetzenden Vorrichtungen wie beispielsweise Verbrennungskraftmaschinen ist in geschlossenen oder teilgeschlossenen Räumen mit besonderen Sicherheitsrisiken verbunden, die aus den Eigenschaften gasförmigen Wasserstoffs resultieren. So weist Wasserstoff im Vergleich zu Benzin- und Dieselkraftstoffen einen erheblich größeren zündfähigen Konzentrationsbereich in Luft auf, der von 4 % bis 80 % reicht. Zudem ist der Zündenergiebedarf deutlich kleiner, wodurch die Explosionsschwelle früher erreicht wird.Operation of hydrogen conversion devices such as internal combustion engines is in closed or partially closed rooms associated with special security risks arising from the properties gaseous hydrogen result. So hydrogen shows compared to gasoline and diesel fuels a significantly larger ignitable concentration range Air that ranges from 4% to 80%. In addition, the ignition energy is required significantly smaller, which means that the explosion threshold is reached earlier becomes.
Dies hat zur Folge, daß für den Betrieb von wasserstoffumsetzenden Vorrichtungen an Prüfständen oder für das Befahren und/oder Abstellen von Kraftfahrzeugen mit Wasserstoffmotor in Garagen und ähnlichen Einrichtungen besondere Sicherheitsmaßnahmen ergriffen werden müssen, um im Fall einer Störung einen plötzlichen Anstieg der Wasserstoffkonzentration im Bereich der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung bzw. des Wasserstoffmotors zu verhindern.This has the consequence that for the operation of hydrogen-converting devices on test benches or for driving and / or parking of motor vehicles with hydrogen engines in garages and the like Facilities need special security measures to be taken in the event of a malfunction a sudden Rise in the hydrogen concentration in the area of hydrogen-converting To prevent device or the hydrogen engine.
Herkömmliche Wasserstoffmotorenprüfstände weisen neben einer Wasserstoff-Fördereinrichtung die übliche, auch an Prüfständen für Benzin- und Dieselmotoren installierte Be- und Entlüftungsinfrastrukur auf, ohne jedoch die besonderen Anforderungen des Betriebs mit Wasserstoff zu berücksichtigen. Die Lüftung ist dabei für einen solchen Dauervolumenstrom von Luft dimensioniert, bei dem es dem Bedienungspersonal noch möglich ist, die Prüfzelle des Prüfstands zu betreten.Conventional hydrogen engine test benches next to a hydrogen conveyor the usual, also on test benches for petrol and Diesel engines installed ventilation system on without however, the special requirements of operating with hydrogen to consider. The ventilation is there for dimensioned such a continuous volume flow of air, in which it is still possible for the operating personnel is the test cell of the test bed to enter.
Als Sicherheitseinrichtung sind Wasserstoff-Sensoren in der Prüfzelle sowie Abschaltventile in der Wasserstoffzuführung zur Prüfzelle vorgesehen, die eine unzulässige Wasserstoffkonzentration (>4%) in der Prüfzelle detektieren und bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwerts die Wasserstoffzufuhr in die Zelle unterbrechen. Damit ist an herkömmlichen Prüfständen eine minimale Gesamtreaktionszeit von 1 s zu erreichen, innerhalb der das Sicherheitssystem anspricht und die Wasserstoffzufuhr unterbricht.Hydrogen sensors are used as a safety device in the test cell as well as shut-off valves in the hydrogen supply to the test cell, which is an impermissible Hydrogen concentration (> 4%) in the test cell detect and if exceeded a predetermined limit value the hydrogen supply into the cell interrupt. So that is conventional Test benches one to achieve a minimum total reaction time of 1 s within which the Security system responds and the hydrogen supply is interrupted.
Um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten, muß eine große Anzahl von Wasserstoffsensoren eingesetzt werden, um eine schleichende oder plötzlich auftretende Bauteilundichtigkeit rechtzeitig zu Erfassen, da sich bei einer Störung eines Prüflings Wasserstoff unvorhersehbar in der Prüfzelle verteilen kann. Bei einem hohen Wasserstoffumsatz des Prüflings besteht darüber hinaus das Problem, daß es auch innerhalb der Reaktionszeit von 1 s zu einer zündfähigen Wasserstoffkonzentration in der Prüfzelle kommen kann.A large number must be used to ensure safe operation of hydrogen sensors are used to creep or suddenly Component leaks that occur must be detected in good time because in the event of a malfunction of a test item hydrogen unpredictable in the test cell can distribute. With a high hydrogen conversion of the test object about that addition the problem that it too to an ignitable hydrogen concentration within the reaction time of 1 s in the test cell can come.
Das Raumvolumen der Prüfzelle in Verbindung mit der obengenannten Sicherheitseinrichtung begrenzt somit den maximalen Wasserstoffumsatz innerhalb der Prüfzelle. Dies stellt wiederum eine Leistungsgrenze für die zu untersuchenden Vorrichtungen, insbesondere Motoren dar. Mit den herkömmlichen Prüfstandsabmessungen lassen sich somit lediglich Motoren bis zu einer Leistung von etwa 37 Kilowatt untersuchen. Es ist unmittelbar ersichtlich, daß für die Untersuchung in einem um den Faktor zehn größeren Leistungsbereich entweder Prüfzellen mit erheblich größerem Raumvolumen vorgesehen werden müssen oder aber der Durchsatz der Be- und Entlüftungsinfrastrukur in entsprechendem Maße gesteigert werden müßte, um auch bei einem hohen Wasserstoffdurchsatz die obengenannten Reaktionszeiten einhalten zu können. Dies ist jedoch mit einem hohen baulichen Aufwand verbunden.The volume of the test cell in Connection with the above-mentioned safety device limited thus the maximum hydrogen conversion within the test cell. This in turn places a performance limit on the devices to be examined, motors in particular. With the conventional test bench dimensions can thus only examine motors up to an output of around 37 kilowatts. It is immediately apparent that for the investigation in one performance range ten times larger either test cells provided with a considerably larger volume Need to become or the throughput of the ventilation infrastructure in a corresponding manner Dimensions increased would have to be the above-mentioned reaction times even with a high hydrogen throughput to be able to comply. However, this is associated with a high level of structural complexity.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen. Ein Ziel der Erfindung ist es somit, ein Sicherheitssystem für den Betrieb wasserstoffumsetzender Vorrichtungen in geschlossenen oder teilgeschlossenen Räumen oder Behältern anzugeben, das einerseits einen hohen Wasserstoffdurchsatz erlaubt, andererseits jedoch den vorstehend genannten baulichen Aufwand vermeidet.The invention is based on the object here To remedy the situation. An object of the invention is therefore a security system for the Operation of hydrogen conversion devices in closed or partially closed rooms or containers to indicate that on the one hand allows a high hydrogen throughput, on the other hand, however, avoids the structural effort mentioned above.
Diese Aufgabe wird durch ein Sicherheitssystem der eingangs genannten Art gelöst, das im folgenden umfaßt: eine Dosiereinrichtung mit einem Wasserstoffeinlaß zur Verbindung mit einem außerhalb des Raums bzw. Behälters befindlichen Wasserstoffvorrat und einen Wasserstoftauslaß zur Verbindung mit der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung, und mit einer Wasserstoff-Fördereinrichtung, die mit dem Einlaß und dem Auslaß verbunden ist und mittels einer Steuereinrichtung verbrauchssynchron mit der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung betrieben wird, wobei in der Steuereinrichtung ein Abgleich mit einem Wasserstoff-Zufuhrparameter erfolgt, der zwischen der Wasserstoff-Fördereinrichtung und der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung gemessen wird, und in der bei Feststellung einer Abweichung von einem korrespondierenden verbrauchssynchronen Wert um mehr als eine vorgegebene Toleranz hinaus ein Störungssignal generiert wird.This task is done through a security system solved of the type mentioned at the beginning, which includes: a metering device with a hydrogen inlet for connection with an outside of the room or container located hydrogen supply and a hydrogen outlet for connection with the hydrogen-converting device, and with a hydrogen delivery device, the one with the inlet and connected to the outlet is and by means of a control device consumption-synchronized with the hydrogen-converting device is operated, wherein in the Control device is compared with a hydrogen supply parameter, between the hydrogen conveyor and the hydrogen conversion device is measured, and in the one upon detection of a deviation from a corresponding one consumption-synchronous value by more than a predetermined tolerance an error signal is generated.
Die Dosiereinrichtung sorgt dafür, daß stets nur exakt diejenige Menge Wasserstoff in die Raum bzw. Behälter gelangt, die tatsächlich umsetzt werden soll, d.h. der Wasserstoffliefergrad in den Raum bzw. Behälter wird stets zeit- und mengensynchron zum Wasserstoffverbrauch der umsetzenden Vorrichtung eingestellt bzw. geregelt. Fällt der Wasserstoff-Zufuhrparameter aus einem bestimmten Toleranzbereich heraus, so wird dies als Störung interpretiert, woraufhin entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen werden können, beispielsweise indem die Wasserstoffzufuhr sofort abgeschaltet wird.The dosing device ensures that always only exactly that amount of hydrogen gets into the room or container, actually to be implemented, i.e. the hydrogen delivery rate in the room or container is always synchronized in time and quantity to the hydrogen consumption of the implementing device set or regulated. Does the fall Hydrogen supply parameters from a certain tolerance range out, this is called a disturbance interpreted, whereupon appropriate countermeasures can be taken, for example by switching off the hydrogen supply immediately.
Da die Messung gegen ein sehr kleines Raumvolumen erfolgt, nämlich das Raumvolumen im Fördertrakt zwischen der Wasserstoff-Fördervorrichtung und der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung, machen sich Abweichungen sehr schnell bemerkbar. Beispielsweise sinkt bei Auftreten einer Leckage in der Prüfzelle der Druck im Fördertrakt rasch unter sein Minimum ab. Wird hingegen die angelieferte Wasserstoffmenge in dem Raum bzw. Behälter nicht vollständig abgenommen, weil zum Beispiel ein Defekt am Verbraucher vorliegt, so steigt der Druck im Fördertrakt sehr schnell über sein Maximum an.Since the measurement takes place against a very small volume of space, namely the volume of space in the conveyor tract between the hydrogen conveyor tion and the hydrogen-converting device, deviations become noticeable very quickly. For example, if a leak occurs in the test cell, the pressure in the conveyor tract quickly drops below its minimum. If, on the other hand, the amount of hydrogen supplied in the room or container is not completely removed because, for example, there is a defect in the consumer, the pressure in the conveyor tract very quickly rises above its maximum.
Auch Defekte der Dosiereinrichtung selbst sind auf ähnliche Weise detektierbar und lassen sich durch geeignete Plausibilitätsprüfungen von Defekten in dem Raum bzw. Behälter unterscheiden, so daß bei untergeordneter Sicherheitsrelevanz nicht immer eine Abschaltung der Wasserstoffzufuhr in den Raum bzw. Behälter erfolgen muß, sondern auch mildere Reaktionen oder auch nur Fehlermeldungen ausgelöst werden können.Defects in the dosing device themselves are on similar Detectable in this way and can be checked by suitable plausibility checks Defects in the room or container distinguish so that at subordinate safety relevance not always a shutdown the hydrogen must be supplied to the room or container, but also milder reactions or just error messages are triggered can.
Auf diese Weise wird ein sicherer Betrieb von wasserstoffumsetzenden Vorrichtungen in geschlossenen oder teilgeschlossenen Räumen oder Behältern mit unlimitiertem Wasserstoffmassenstrom gewährleistet.This way it becomes a safer one Operation of hydrogen conversion devices in closed or partially closed rooms or containers guaranteed with unlimited hydrogen mass flow.
Das Sicherheitssystem kann beispielsweise in einen Prüfraum bzw. eine Prüfzelle eingebaut werden, in dem bzw. in der die wasserstoffumsetzende Vorrichtung, insbesondere eine wasserstoffbetriebene Verbrennungskraftmaschine untergebracht wird. Damit lassen sich Wasserstoff-Prüfstände räumlich sehr kompakt konfigurieren. Insbesondere ist es auch möglich, bereits bestehende Prüfräume und Prüfzellen mit dem Sicherheitssystem auszurüsten, um dadurch einen Wasserstoffmotorenprüfstand für hohe Motorleistungen bereitzustellen, ohne daß hierzu die Be- und Entlüftungsinfrastruktur oder die räumlichen Abmessungen des Prüfraums bzw. der Prüfzelle verändert werden müßten.The security system can, for example, in a test room or a test cell be installed, in which or in which the hydrogen-converting device, in particular a hydrogen-powered internal combustion engine is housed. This means that hydrogen test benches are very spacious compact configuration. In particular, it is already possible existing test rooms and test cells to equip with the security system to thereby providing a hydrogen engine test bench for high engine outputs, without this the ventilation infrastructure or the spatial Dimensions of the test room or the test cell changed should be.
Vorzugsweise wird dabei die Dosiereinrichtung in die Wand des Prüfraums bzw. der Prüfzelle integriert.The metering device is preferably used into the wall of the test room or the test cell integrated.
Weiterhin ist es auch möglich, das erfindungsgemäße Sicherheitssystem mit einer wasserstoffbetriebenen Verbrennungskraftmaschine zu kombinieren. Hierbei wird vorzugsweise die Dosiereinrichtung in das Wasserstoff-Kraftstoffversorgungssystem der wasserstoffbetriebenen Verbrennungskraftmaschine integriert.It is also possible that security system according to the invention to combine with a hydrogen-powered internal combustion engine. Here, the metering device is preferably in the hydrogen fuel supply system integrated into the hydrogen-powered internal combustion engine.
Eine besonders vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, die Dosiereinrichtung in eine Sicherheitsummantelung eines Flüssigwasserstofftanks einzubauen. Auf diese Weise kann das Gefahrenpotential von entsprechend ausgerüsteten Kraftfahrzeugen im Hinblick auf das Befahren von Garagen und dergleichen erheblich verringert werden.A particularly advantageous option consists of the dosing device in a safety jacket a liquid hydrogen tank install. In this way the hazard potential can be reduced accordingly equipped Motor vehicles with a view to driving into garages and the like be significantly reduced.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Wasserstoff-Fördereinrichtung eine Druckkammer nachgeschaltet, in der mindestens ein Sensor zum Erfassen eines Wasserstoff-Zufuhrparameters, insbesondere des Drucks und/oder Massenstroms und/oder Volumenstromes sitzt. Über die Druckkammer lassen sich Druckschwankungen ausgleichen, so daß der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung Wasserstoff mit annähernd konstantem Druck zur Verfügung gestellt werden kann bzw. die Gefahr einer Versuchsverfälschung infolge von Druckschwankungen der Wasserstoff-Fördereinrichtung vermindert wird.According to an advantageous embodiment of the invention is the hydrogen conveyor a pressure chamber downstream, in which at least one sensor for Detection of a hydrogen supply parameter, in particular the pressure and / or mass flow and / or volume flow. About the pressure chamber pressure fluctuations can be compensated so that the hydrogen-converting Device with approximately hydrogen constant pressure available can be posed or the risk of a test falsification reduced due to pressure fluctuations of the hydrogen delivery device becomes.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Wasserstoff-Fördereinrichtung eine der Druckkammer vorgeschaltete Wasserstoffeinspeisevorrichtung auf, die der Wasserstoffeinspeisevorrichtung der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung nachgebildet ist. Dies erleichtert die Durchführung eines verbrauchssynchronen Betriebs zwischen der Dosiereinrichtung und der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung erheblich. Die Komponenten auf Seiten der Dosiereinrichtung können durch entsprechende Serienkomponenten der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung dargestellt werden. Im Hinblick auf eine höhere Genauigkeit werden vorzugsweise jedoch baugleiche Komponenten eingesetzt, die zusätzlich kalibriert sind.In another advantageous one The hydrogen delivery device has an embodiment hydrogen feed device upstream of the pressure chamber, that of the hydrogen feeder of the hydrogen converting Device is simulated. This makes it easier to carry out a consumption synchronous operation between the dosing device and the hydrogen-converting device considerably. The components on the part of the dosing device can be achieved through appropriate series components of the hydrogen-converting device. With regard a higher one Accuracy, however, identical components are preferably used, the additional are calibrated.
Für eine besonders einfache Betriebsweise für die Untersuchung von Verbrennungskraftmaschinen und ähnliche Vorrichtungen kann die Wasserstoffeinspeisevorrichtung auf Seiten der Dosiereinrichtung mit Einblaßventilen versehen sein, die in die Druckkammer münden. Diese Einblaßventile werden über die Steuereinrichtung mit den Steuersignalen der Wasserstoffeinspeisevorrichtung der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung versorgt. Auf diese Weise läßt sich ein verbrauchssynchroner Betrieb mit geringem Steuerungsaufwand realisieren.For a particularly simple mode of operation for the investigation of internal combustion engines and similar Devices can the hydrogen feed device on the side the metering device may be provided with inlet valves which open into the pressure chamber. These intake valves are about the control device with the control signals of the hydrogen feed device the hydrogen-converting device. In this way consumption-synchronous operation with little control effort realize.
Darüber hinaus kann in der Steuereinrichtung eine Korrektur der Steuersignale für die Einblaßventile dahingehend erfolgen, daß durch eine Veränderung der Einblaßzeiten der Druck in der Druckkammer vergleichmäßigt wird. Damit werden Druckschwankungen, die aus einem intermittierenden Betrieb der Einlaßventile resultieren, verringert. Der wasserstoffumsetzenden Vorrichtung kann so die benötigte Wasserstoffmenge mit einem gleichmäßigeren Druckniveau zur Verfügung gestellt werden.In addition, in the control device a correction of the control signals for the intake valves to the effect that a change the blowing times the pressure in the pressure chamber is evened out. This eliminates pressure fluctuations, from an intermittent operation of the intake valves result, reduced. The hydrogen conversion device can do the necessary Amount of hydrogen provided with a more uniform pressure level become.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Wasserstoff-Fördereinrichtung eine Pumpe und/oder einen Druckregler auf, die der Druckkammer und einer gegebenenfalls vorhandenen Wasserstoffeinspeisevorrichtung vorgeschaltet sind.According to another advantageous Embodiment of the invention has the hydrogen delivery device a pump and / or a pressure regulator on the pressure chamber and an optional hydrogen feed device are upstream.
Zur Erfassung etwaiger Leckagen der Dosiereinrichtung selbst kann in vorteilhafter Ausgestaltung deren Gehäuse mit einem Inertgas, beispielsweise Helium oder Stickstoff, gefüllt sein, das die weiteren Komponenten des Dosiersystems umgibt. In dem Gehäuse ist ein Wasserstoffsensor angeordnet, der bei Feststellung eines bestimmten Wasserstoffgehalts anspricht und ein Störungssignal erzeugt.To detect any leaks in the Dosing device itself can be in an advantageous embodiment casing be filled with an inert gas, for example helium or nitrogen, that surrounds the other components of the dosing system. Is in the housing a hydrogen sensor arranged when a certain Hydrogen content responds and generates a fault signal.
Nachfolgend wird die Erfindung nun anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:The invention now follows explained in more detail with reference to exemplary embodiments shown in the drawing. The Drawing shows in:
Das erste Ausführungsbeispiel in
Wie
Die Dosiereinrichtung
Zwischen Wasserstoffeinlaß
Zur Regelung der Wasserstoffzufuhr
wird mittels eines Sensors
Wird bei dem Abgleich festgestellt,
daß der erfaßte Wert
innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls um mehr als eine vorgegebene
Toleranz von dem korrespondierenden verbrauchssynchronen Wert abweicht,
so wird ein Störungssignal
generiert. Mit dem Störungssignal
kann dann die Unterbrechung der Wasserstoffzufuhr ausgelöst werden,
beispielsweise indem einfach die Pumpe
Da der Fördertrakt im Vergleich zu dem Raum
Dies wird von dem Sicherheitssystem
Zur Erfassung von Leckagen von Komponenten
der Dosiereinrichtung
Prinzipiell kann die Dosiereinrichtung
In Abwandlung zu dem vorstehend erläuterten
Ausführungsbeispiel
kann die Dosiereinrichtung
Das zweite Ausführungsbeispiel in
Die Dosiereinrichtung
Die Wasserstoff-Fördereinrichtung
In den Raum
Die Dosiereinrichtung
Nachfolgend sei nun kurz die Wirkungsweise des
zweiten Ausführungsbeispiels
erläutert.
Im Betrieb gelangt der Wasserstoff aus dem Raum
Die in der Anzahl und in der Menge
gleich und zeitlich synchron zu den Einblasventilen des Motors angesteuerten
Einblasventile
Eine angenommene Störung des
wasserstofführenden
Systems in dem Raum
Das Volumen der Druck- bzw. Einblaskammer
Die hier dargestellte Wirkungsweise gewährleistet einen gegen einen Wasserstoffaustritt abgesicherten Betrieb von Wasserstoff-Verbrennungskraftmaschinen beliebiger Leistung in einer mit dieser verbrauchssynchronen Wasserstoffdosierung ausgestatteten Prüfzelle. Eine Überwachung der Wasserstoffkonzentration in der Prüfzelle bleibt als zusätzliche Sicherheitsstufe weiterhin sinnvoll, kommt aber mit der Ansprechverzögerung heute verfügbarer Sensorik aus, ohne daß der Wasserstoffmassenstrom in die Prüfzelle limitiert werden müßte.The mode of operation shown here guaranteed an operation protected against the escape of hydrogen Hydrogen internal combustion engines any power in a hydrogen dosing synchronized with this consumption equipped test cell. A surveillance the hydrogen concentration in the test cell remains as an additional one Security level still makes sense, but comes with the delay in response today available sensors without the Mass flow of hydrogen into the test cell should be limited.
Die Anwendung der beschriebenen Sicherheitskonzepte bleibt nicht auf den stationären Wasserstoffmotorenprüfstand beschränkt. Denkbar ist beispielsweise auch die Integration einer verbrauchssynchronen Dosiereinrichtung in das Wasserstoff-Kraftstoffversorgungssystem eines jeden mit einem Wasserstoffmotor betriebenen Kraftfahrzeugs, um dessen Betriebssicherheit in geschlossenen oder teilgeschlossenen Räumen wie z.B. Tiefgaragen und Tunnels zu gewährleisten, oder um überhaupt erst eine diese Bereiche einschließende Betriebserlaubnis zu erwirken.The application of the security concepts described does not stay on the stationary Hydrogen engine test limited. For example, the integration of a consumption-synchronous system is also conceivable Dosing device in the hydrogen fuel supply system of each automobile powered by a hydrogen engine to its operational security in closed or partially closed clear such as. Underground garages and tunnels, or to ensure at all an operating license that includes these areas obtain.
Im Kraftfahrzeug kann das System als verbrauchssynchrone Dosierpumpe innerhalb der Sicherheitsummantelung eines Flüssigwasserstofftanks angeordnet sein, so daß diesen ohnehin bereits abgesicherten Bereich nur diejenige Wasserstoffmenge verlassen kann, die vom Motor verarbeitet wird. Da im Kraftfahrzeug auch weitere Aspekte der Betriebssicherheit, die insbesondere die Motorleistungsverfügbarkeit im Straßenverkehr betreffen, zu beachten sind, empfiehlt sich ein geeignetes Sensorsystem zur Erkennung wasserstoffsicherheitskritischer Umgebungsbereiche, das die Sicherheitsfunktion der fahrzeuginternen Dosiereinrichtung aktiviert, bzw. auch wieder deaktiviert.The system can be used in motor vehicles as a consumption-synchronous dosing pump within the safety jacket a liquid hydrogen tank be arranged so that this already protected area only that amount of hydrogen can leave, which is processed by the engine. Because in the motor vehicle also other aspects of operational safety, in particular the Engine power availability in traffic a suitable sensor system is recommended for the detection of areas critical to hydrogen safety, this is the safety function of the in-vehicle metering device activated or deactivated again.
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---|---|
DE (1) | DE10244139A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2020560A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-04 | Toptron GmbH | Electronic flow sensor |
NL2006387C2 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-17 | R P Van Der Donk Beheer B V | Arrangement comprising a gas delivery control system and a central heating installation and gas delivery control method. |
CN111734956A (en) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 重庆德能再生资源股份有限公司 | Oxygen therapy device |
CN117190064A (en) * | 2023-09-06 | 2023-12-08 | 正星氢电科技郑州有限公司 | A hydrogenation machine calibration method, device, terminal and storage medium |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19942185A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Linator Ag Liestal | Method and device for detecting leakage flow, real volume flow or real volume mass flow rates opens a reference leakage valve for a sort period in a measurement device detecting a volume flow rate with a computer. |
-
2002
- 2002-09-23 DE DE10244139A patent/DE10244139A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19942185A1 (en) * | 1999-09-03 | 2001-03-15 | Linator Ag Liestal | Method and device for detecting leakage flow, real volume flow or real volume mass flow rates opens a reference leakage valve for a sort period in a measurement device detecting a volume flow rate with a computer. |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2020560A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-04 | Toptron GmbH | Electronic flow sensor |
WO2009015895A1 (en) * | 2007-08-01 | 2009-02-05 | Toptron Gmbh | Electronic flow sensor |
US8720469B2 (en) | 2007-08-01 | 2014-05-13 | Toptron Gmbh | Electronic flow sensor |
EP3006812A1 (en) * | 2007-08-01 | 2016-04-13 | Toptron GmbH | Electronic flow sensor |
US9587754B2 (en) | 2007-08-01 | 2017-03-07 | Toptron Gmbh | Electronic flow sensor |
NL2006387C2 (en) * | 2011-03-14 | 2012-09-17 | R P Van Der Donk Beheer B V | Arrangement comprising a gas delivery control system and a central heating installation and gas delivery control method. |
WO2012125022A2 (en) | 2011-03-14 | 2012-09-20 | R.P. Van Der Donk Beheer B.V. | Arrangement comprising a gas delivery control system and a central heating installation and gas delivery control method |
WO2012125022A3 (en) * | 2011-03-14 | 2013-01-17 | R.P. Van Der Donk Beheer B.V. | Arrangement comprising a gas delivery control system and a central heating installation and gas delivery control method |
CN111734956A (en) * | 2020-06-30 | 2020-10-02 | 重庆德能再生资源股份有限公司 | Oxygen therapy device |
CN111734956B (en) * | 2020-06-30 | 2022-01-11 | 重庆德能再生资源股份有限公司 | Oxygen therapy device |
CN117190064A (en) * | 2023-09-06 | 2023-12-08 | 正星氢电科技郑州有限公司 | A hydrogenation machine calibration method, device, terminal and storage medium |
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