CN216591028U - 一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，包括内储存容器、容器外壳、冷屏组件和高真空缠绕层，所述内储存容器设置于所述容器外壳内，且内储存容器和容器外壳之间存在间隙，所述冷屏组件和高真空缠绕层均设置于所述间隙内，所述间隙内为真空状态。为解决上述问题，本实用新型提供的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，通过在内储存容器和容器外壳间设置高真空缠绕层来实现罐体的隔热保温效果，同时进一步的通过增设冷屏组件在所述容器外壳形成一道低温屏障，降低罐体附近环境温度保证罐体处于低温环境中，综上能够提高液氢槽车罐体的隔热保温效果，降低液氢的蒸发率。

Description

一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体

技术领域

本实用新型涉及液氢运输设备技术领域，具体涉及一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体。

背景技术

氢能已逐渐被国内外定义为终极清洁能源，氢燃料电池汽车将是未来交通运输领域发展的大趋势，氢燃料(包括高压氢、液氢)的储运又是发展氢燃料汽车的重要环节。目前普遍采用的高压氢气形式，运送的氢气仅占长管拖车质量的1％，运输效率非常低下。运输距离超过200km时这种氢气运输经济性下降明显。这种情况必然不能满足市场对高效氢气运输的要求。与气氢相比，液氢(密度72kg/m³)具有密度大，约为氢气的800倍，使用压力低，工作压力仅0.8MPa，具有非常明显的安全优势和经济优势。因此，液氢将是未来氢能大规模利用所采用的必然储运手段。

目前大量采用的低温液体运输车辆均采用高真空多层隔热形式，对于一般低温液体完全可以满足使用要求。但是液氢具有温度低(-253℃)，单位体积汽化潜热小的特性，单一的高真空多层隔热已不能满足液氢储运的要求。市场亟待开发一种低蒸发率的液氢槽车，满足大规模氢气长距离运输的使用要求。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，提高液氢槽车罐体的隔热保温效果，降低液氢的蒸发率。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，包括内储存容器、容器外壳、冷屏组件和高真空缠绕层，所述内储存容器设置于所述容器外壳内，且内储存容器和容器外壳之间存在间隙，所述冷屏组件和高真空缠绕层均设置于所述间隙内，所述间隙内为真空状态。为解决上述问题，本实用新型提供的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，通过在内储存容器和容器外壳间设置高真空缠绕层来实现罐体的隔热保温效果，同时进一步的通过增设冷屏组件在所述容器外壳形成一道低温屏障，降低罐体附近环境温度保证罐体处于低温环境中，综上能够提高液氢槽车罐体的隔热保温效果，降低液氢的蒸发率。

进一步的技术方案：

所述冷屏组件设置于所述容器外壳的内壁，且环绕所述内储存容器设置。

进一步的：所述冷屏组件包括螺旋管路和冷屏介质容器，所述螺旋管路的一端与所述冷屏介质容器连通，所述螺旋管路的另一端设置于所述容器外壳外部。

进一步的：所述螺旋管路设置于所述容器外壳的内壁，且环绕所述内储存容器设置；

进一步的：所述冷屏介质容器间隔设置于所述内储存容器的端部。

进一步的：所述螺旋管路的管材直径为5mm～20mm；

进一步的：所述螺旋管路的螺旋角为1°～30°。

进一步的：所述螺旋管路和冷屏介质容器内通入的冷屏介质为液氮。

进一步的：所述高真空缠绕层缠绕在所述内储存容器的外表面，并实现对所述内储存容器的外表面的全覆盖。

进一步的：所述高真空缠绕层为隔热材料缠绕成的多层结构。

进一步的：所述内储存容器、容器外壳和冷屏组件均为不锈钢制成的抗氢腐蚀件。

进一步的：在所述容器外壳端部外侧设置有控制阀箱。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，通过在内储存容器和容器外壳间设置高真空缠绕层来实现罐体的隔热保温效果，同时进一步的通过增设冷屏组件在所述容器外壳形成一道低温屏障，降低罐体附近环境温度保证罐体处于低温环境中，综上能够提高液氢槽车罐体的隔热保温效果，降低液氢的蒸发率；

2、本实用新型一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，向环绕所述内储存容器设置的螺旋管路中通入液氮，利用液氮的汽化吸收环境中的热量，降低罐体所处环境的温度，从而有效的降低罐体内液氢的蒸发率；

3、本实用新型一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，控制阀箱的设置可将所有的阀门都设置在其内，从而方便对液氢进出及冷屏组件工作的控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型具体结构示意图；

图3为图2中A处放大结构示意图；

图4为本实用新型高真空缠绕层缠绕结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-内储存容器，2-容器外壳，3-冷屏组件，4-高真空缠绕层，5-控制阀箱，31-螺旋管路，32-冷屏介质容器。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

实施例

如图1～图4所示，本实用新型一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，包括内储存容器1、容器外壳2、冷屏组件3和高真空缠绕层4，所述内储存容器1设置于所述容器外壳2内，且内储存容器1和容器外壳2之间存在间隙，所述冷屏组件3和高真空缠绕层4均设置于所述间隙内，所述间隙内为真空状态。本实施例中，所述高真空缠绕层4的设置可阻隔内储存容器1上的热传导，从而实现在内储存容器1外壁上的隔热保温效果；向所述冷屏组件3中通入液氮，液氮在冷屏组件3内汽化能够吸收环境中的热量，从而降低罐体所处环境的温度，保证罐体始终处于一个低温环境，综上本实用新型能够提高液氢槽车罐体的隔热保温效果，降低液氢的蒸发率。且本实施例中所述间隙的距离在40mm～150mm之间，具体的距离需根据冷屏组件3、高真空缠绕层4及所需达到的隔热保温效果来确定；真空状态的间隙中不存在热传导介质，故可有效的阻隔热传导进行。

所述冷屏组件3设置于所述容器外壳2的内壁，且环绕所述内储存容器1设置。本实施例中，此时所述冷屏组件3通过其中通入的液氮汽化吸热能够有效的吸收内储存容器1四周环境中的热量，从而使得内储存容器1所处环境处于一个低温状态，减少运输的液氢的受热蒸发量，所述冷屏组件3以环绕所述内储存容器1设置的方式进行设置，可增强冷屏组件3对内储存容器1周围环境进行降温的效果；容器外壳2作为罐体与外环境直接接触到部分，此时将冷屏组件3设置在容器外壳2，当其中液氮汽化是则会在容器外壳2处形成一道低温屏障，避免外部热量向罐体内传导，从而能够更加直接快速的对罐体周围环境进行降温处理。

所述冷屏组件3包括螺旋管路31和冷屏介质容器32，所述螺旋管路31的一端与所述冷屏介质容器32连通，所述螺旋管路31的另一端设置于所述容器外壳2外部。本实施例中，通过螺旋管路31来实现氮气环绕内储存容器1的传输，所述冷屏介质容器32用于盛放液态氮；因为本实施例中采用液氮作为冷屏介质，所以汽化产生的氮气可直接向大气中排放。

所述螺旋管路31设置于所述容器外壳2的内壁，且环绕所述内储存容器1设置；本实施例中，通过螺旋管路31的设置实现液氮环绕内储存容器1进行输送，因此在内储存容器1均可进行液氮汽化的吸热效果，保证内储存容器1四周均能够因液氮汽化而实现降温的效果，以此来对内储存容器1四周的环境进行降温，从而使得液氢的液态状态更加稳定，减少因受热蒸发的量，从而降低液氢的蒸发率。

所述冷屏介质容器32间隔设置于所述内储存容器1的端部。本实施例中，所述冷屏介质容器32的形状及尺寸由其所处内储存容器1和容器外壳2间隙来确定，为了保证在长距离运输过程中的隔热降温效果，本实施例中所述冷屏介质容器32的容积为200L～1000L，同时为了使得冷屏介质容器32中容纳的冷屏介质尽可能的在螺旋管路31内汽化吸热，故本实施例中所述冷屏介质容器32也可设置高真空缠绕层4来进行隔热保温处理。

所述螺旋管路31的管材直径为5mm～20mm；经多次实践总结出所述螺旋管路31的管材直径范围最优为5mm～20mm，具体管材直径需根据内储存容器1和容器外壳2间隙来确定。

所述螺旋管路31的螺旋角为1°～30°。为了保证螺旋管路31中液氮汽化对内储存容器1四周的降温的效果，本实施例中要求所述螺旋管路31的螺旋角角度不应大于30°。

所述螺旋管路31和冷屏介质容器32内通入的冷屏介质为液氮。本实施例中，所述冷屏介质优选为液氮，因为氮的沸点(-195.8℃)、熔点(-209.8℃)与所述氢气的沸点(-253°)接近，此时氮气的相变更稳定，可增强氮气汽化吸热的效果；且氮气作为空气的主要成分之一，故产生的氮气可直接向大气中进行排放不会对环境造成污染。

所述高真空缠绕层4缠绕在所述内储存容器1的外表面，并实现对所述内储存容器1的外表面的全覆盖。本实施例中，所述高真空缠绕层4所采用的材料优选为镀铝涤纶薄膜材料，镀铝材料的热辐射吸收系数为7％左右，可反射掉93％以上的辐射热，故其具有卓越的隔热保温性能，从而被广泛用作隔热保温材料，同时其他能够达到或接近本实施例中所采用镀铝涤纶薄膜材料隔热保温效果的材料均可作为镀铝涤纶薄膜材料的等效替换。

为了增强高真空缠绕层4的的隔热保温效果，本实施例中，所述高真空缠绕层4为隔热材料缠绕成的多层结构。

所述内储存容器1、容器外壳2和冷屏组件3均为不锈钢制成的抗氢腐蚀件。本实施例中，所采用的不锈钢材质的内储存容器1、容器外壳2和冷屏组件3可有效的提高结构的抗腐蚀能力，从而延长结构的使用寿命。

在所述容器外壳2端部外侧设置有控制阀箱5。本实施例中，将所有的阀门结构都集中到控制阀箱5中，能够方便对液氢的注入排出及冷屏组件3隔热降温等工作的控制。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，包括内储存容器(1)、容器外壳(2)、冷屏组件(3)和高真空缠绕层(4)，所述内储存容器(1)设置于所述容器外壳(2)内，且内储存容器(1)和容器外壳(2)之间存在间隙，所述冷屏组件(3)和高真空缠绕层(4)均设置于所述间隙内，所述间隙内为真空状态。

2.根据权利要求1所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述冷屏组件(3)设置于所述容器外壳(2)的内壁，且环绕所述内储存容器(1)设置。

3.根据权利要求2所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述冷屏组件(3)包括螺旋管路(31)和冷屏介质容器(32)，所述螺旋管路(31)的一端与所述冷屏介质容器(32)连通，所述螺旋管路(31)的另一端设置于所述容器外壳(2)外部。

4.根据权利要求3所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述螺旋管路(31)设置于所述容器外壳(2)的内壁，且环绕所述内储存容器(1)设置；

所述冷屏介质容器(32)间隔设置于所述内储存容器(1)的端部。

5.根据权利要求3所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述螺旋管路(31)的管材直径为5mm～20mm；

所述螺旋管路(31)的螺旋角为1°～30°。

6.根据权利要求3所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述螺旋管路(31)和冷屏介质容器(32)内通入的冷屏介质为液氮。

7.根据权利要求1所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述高真空缠绕层(4)缠绕在所述内储存容器(1)的外表面，并实现对所述内储存容器(1)的外表面的全覆盖。

8.根据权利要求7所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述高真空缠绕层(4)为隔热材料缠绕成的多层结构。

9.根据权利要求1所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，所述内储存容器(1)、容器外壳(2)和冷屏组件(3)均为不锈钢制成的抗氢腐蚀件。

10.根据权利要求1所述的一种配置液氮冷却的低蒸发率液氢槽车罐体，其特征在于，在所述容器外壳(2)端部外侧设置有控制阀箱(5)。

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