Gefäss zum Transport und zur Aufbewahrung verflüssigter Gase. Zum Transport und zur Aufbewahrung kleiner Mengen verflüssigter Gase ist das De- wargefäss aus Glas mit verspiegelten Wänden die nahezu ideale Lösung. Für grössere Men gen hat man dann nach demselben Prinzip Gefässe aus Metall hergestellt, deren Isola tionsvermögen ebenfalls einigermassen befrie digend war. Einer beliebigen Vergrösserung dieser Gefässe steht jedoch entgegen, dass sehr grosse Gefässe nicht mehr zuverlässig vakuum dicht hergestellt und auf genügend hohem Vakuum gehalten werden können, und dass sie bei grossen Dimensionen unverhältnismässig schwer werden.
Es sind daher für die Auf bewahrung flüssiger Luft von amerikanischer Seite (vergleiche unter anderem die amerika nische Patentschrift 673073) Konstruktionen vorgeschlagen worden, die in beliebig grossen Dimensionen ausgeführt werden können und dabei ausreichendes Isolationsvermögen bei nicht allzugrossem Gewicht aufweisen. Die nach diesen Konstruktionen ausgeführten Ge fässe bestehen aus einer Reihe von ineinander gesetzten Isoliermänteln, die mit Wollabfällen, Federn, Filz oder dergleichen Isoliermaterial gefüllt sind, durch das die aus der flüssigen Luft entstehenden kalten Gase durchstreichen müssen.
Diese Gefässe stellen jedoch weitaus noch nicht das Günstigste dar, was in kon sequenter Verfolgung dieses Prinzips erreich bar ist; namentlich aber versagen sie gänz lich beim Aufbewahren und beim Transport von beispielsweise flüssigem Wasserstoff, da das Isolationsvermögen von Wolle, Federn, Filz oder dergleichen Isoliermaterial, das mit Wasserstoff gefüllt ist, fünf- bis achtmal schlechter wird; als das Isolationsvermögen der gleichen Materialien mit Luft gefüllt.
Da nun gleichzeitig die Verdampfungswärme flüs sigen Wasserstoffes pro Liter fünfmal kleiner und der Kälteinhalt des aus einem Liter flüssigen Wasserstoffes entstehenden kalten Gases eineinhalbmal grösser ist als bei flüs siger Luft, würde ein gemäss diesen ameri kanischen Vorschlägen ausgeführtes Gefäss für flüssigen Wasserstoff eine mehr als zehn mal kleinere Aufbewahrungsdauer ergeben als für flüssige Luft.
(Auch Dewargefässe sind, da sie für wesentlichen nur die Verdampfungs- -värme, nicht aber den Kälteinhalt des ver dampften Gases ausnutzen, für flüssigen Was serstoff etwa drei- bis dreieinhalbmal schlech ter als für flüssige Luft.) Gerade für flüssigen Wasserstoff wäre je doch die Herstellung geeigneter Gefässe be sonders erwünscht, beispielsweise für den Be trieb von autogenen Schweissanlagen, nament lich aber zur Versorgung der immer grössere Dimensionen annehmenden Luftschiffe, indem der Wasserstoff anstatt in Stahlflaschen kom primiert in derartigen Gefässen verflüssigt transportiert werden könnte, was eine enorme Ersparnis an Transportgewicht zur Folge hätte.
Ein für flüssigen Wasserstoff geeignetes Gefäss wird dann auch für jedes andere tech nisch verwendbare Gas besonders geeignet sein, da gerade für flüssigen Wasserstoff in folge seiner kleinen Verdampfungswärme und seines ausserordentlich guten Wärmeleitver- mögens das Problem besonders schwierig zu lösen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Gefäss, das für alle verflüssigten Gase, ein schliesslich Wasserstoff, gleich gut brauchbar ist und die bisherigen Konstruktionen an Lei stungsfähigkeit erheblich übertrifft, und zu gleich ermöglicht die Erfindung auch wesent lich leichtere Gefässe herzustellen als die bis herigen.
Einen schematischen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines gemäss der Er findung ausgeführten Gefässes gibt die bei liegende Figur. Das Gefäss besteht aus vier in einandergestellten Isoliermänteln, deren innere und äussere Begrenzung je durch die bei spielsweise aus Blech, Hartpapier oder der gleichen luftdicht hergestellten Behälter a und b, c und<I>d, e</I> und<I>f, g</I> und<I>in</I> gebildet wird, deren lichter Zwischenraum mit einem Isoliermaterial, beispielsweise mit Federn, Korkmehl, Magnesia oder dergleichen, aus gefüllt ist.
Zwischen je zwei Isoliermänteln bleiben dann Zirkulationsräume, deren im vorliegen- den Beispiel also drei vorhanden sind, die durch die Blechbehälter<I>b</I> und<I>c, d</I> und e, f und g begrenzt werden. Das im innersten Behälter a verdampfende kalte Gas tritt bei 1c in den ersten Zirkulationszwisclrenraum ein, den es bei 1 verlässt, um in den zweiter:
Zirkulationszwischenraumeinzutreten,aus dein es bei in und in' in den dritten Zirkulations- zwischenraum übertritt; aus diesem strömt es dann durch das Rohr :c ins Freie, nach dem es auf dem beschriebenen Wege nahezu seinen gesamten Kälteinhalt zur Neutrali sation von aussen eindringender Wärme ab gegeben hat.
-Die Wände der Isoliermäntel<I>a</I> und b bis y und la sind luftdicht hergestellt; aus jedem der Isoliermäntel führt ein Röhrchen <I>o,</I> p), <I>q, r</I> nach aussen, durch das der Mantel mit einem entsprechenden Gas gefüllt wer den kann.
Für die Wahl dieser Füllgase ist folgende Erkenntnis entscheidend: durch exakte Ver suche lässt sich feststellen, dass das Isolations vermögen eines bestimmten Packmaterials, etwa Federn, um so besser wird, je dichter die mittlere Temperatur der betreffenden, durch das Packungsmaterial und das Füllgas ge bildeten Isolierschicht an dein Kondensations punkt des zur Füllung verwandten Gases liegt, so dass also beispielsweise das Isola- tionsvermögen einer bestimmten, mit Luft gefüllten Federschicht bei etwa -1G0 G vier bis fünfmal besser ist als bei 0 C.
Man kann demnach das Isolationsvermögen der artiger Gefässe dadurch bedeutend steigern, dass man die einzelnen Isoliermäntel, das heisst die Zwischenräume in dein beispielsweise aus Federn bestehenden Isoliermaterial mit Gasen füllt, deren Kondensationspunkt dicht unter halb der im Durchschnitt in dem betreffen den Mantel herrschenden Temperatur liegt, so dass also, von innen nach aussen gezählt, Füllgase mit steigenden Kondensationspunkten zu verwenden sind.
(Bei Füllung des Ge fässes mit Wasserstoff wäre zum Beispiel der innerste .Mantel mit Wasserstoff, der nächste mit Stickstoff, der nächste mit Stickoxyd, der nächste mit Kohlensäure zu füllen, um möglichst günstige Isolationsverhältnisse zu erzielen.) Ferner lässt sich experimentell zeigen, dass das Isolationsvermögen zum Beispiel einer Federschicht von bestimmter Dicke bei so tiefen Temperaturen keineswegs um so höher wird, je mehr Federn man in den betreffen den Raum hineinstopft, wie dies bei gewöhn licher Temperatur der Fall ist.
Bei tiefen Temperaturen besteht vielmehr für jedes Füll gas eine ganz bestimmte Federndichte, bei der das Optimum der Isolierfähigkeit erreicht wird, während eine weitere Steigerung der Federndichte nur noch eine Vermehrung des Gewichtes, aber keine Verbesserung des Iso lationsvermögens mehr ergibt.
Man wird daher jeden Isoliermantel nur mit der seiner mittleren Temperatur und seinem Füllgas entsprechenden optimalen Federndichte füllen, um ein möglichst ge ringes Gewicht zu erreichen. (Dieses Optimum beträgt beispielsweise für eine bestimmte Sorte von Daunenfedern für - 160 C 15 bis 20 g pro Liter bei Luftfüllung, 50 bis 70 g bei Füllung mit Wasserstoff.) Während nun bei den bisherigen Gefässen ähnlicher Konstruktion die einzelnen Isolier- mäntel in ihrer ganzen Ausdehnung gleich dick gemacht wurden, zeigt eine einfache Überlegung,
dass man zweckmässig die Dicke der Isolierschicht proportional der an jedem Punkt zwischen Innen- und Aussenseite des Iso- liermantels vorhandenen Temperaturdifferenz ausführt, die immer in der Nähe der Durch lassstellen k, l gn, in', <I>n,</I> die einen Zirkula- tionszwischenraum mit dem nächsten verbin den, nahezu gleich Null ist, um jedesmal am Gegenpunkt einer solchen Durchlassstelle ein Maximum zu erreichen.
Man gibt daher den Isoliermänteln zweckmässig konische Quer schnitte, etwa wie in der Figur gezeichnet, wobei mit dem gleichen Aufwand an Isolier material eine Steigerung des Isolationsver mögens im Verhältnis 1 : 1,6 oder bei glei chem Isolationsvermögen eine Gewichtserspar nis von etwa 30 Prozent erzielt werden kann.
Man erhält so Gefässe, die bei einem Fas sungsvermögen von 1000 Liter eine Auf- bewahrungsdauer von über 50 Tagen bei Fül lung mit flüssiger Luft, bei Füllung mit flüs sigem Wasserstoff von etwa 30 Tagen er geben und somit sogar für flüssige Luft die nach dem Dewarschen Prinzip hergestellten Gefässe übertreffen. Dabei beträgt ihr CTewicht nur 0,2 bis 0,3 kg pro Kubikmeter verfüg baren Gases, während die zur Zeit-zum Trans port der Gase in komprimiertem Zustande verwandten Stahlflaschen etwa 12 bis 15 kg pro Kubikmeter Gas wiegen.
Endlich bietet die beschriebene Konstruk tion noch die Möglichkeit leichter Regelung der Verdampfungsgeschwindigkeit durch Aus schaltung eines oder mehrerer Zirkulations- zwischenräume, was man bisher durch ver schieden tiefes Eintauchen von Metallstäben zu erreichen suchte, die sich jedoch an ihrem herausragenden Ende rasch mit Eis über zogen und dadurch ungenügend wirkten. Man braucht zu diesem Zweck das verdampfte Gas nur anstatt aus dem Rohr n schon aus (in der Figur nicht gezeichneten) besonderen Röhrchen austreten zu lassen, die von den Zir- kulationszwischenräumen nach aussen führen.