CN219160118U - 液体储罐 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种液体储罐，用于存储液化气体，包括内罐和外罐。内罐和外罐均具有中心轴线。内罐和外罐的中心轴线彼此偏离预定距离。上述液体储罐在具有良好的隔热效果的同时，也可以使得整体尺寸得到良好的控制。

Description

液体储罐

技术领域

本实用新型涉及一种液体储罐，用于存储液化气体。

背景技术

液体储罐广泛用于各工业领域内。液体储罐可以存储低温液化气体，也常常称之为隔热罐。液体储罐包括内罐和外罐。内罐和外罐之间填充有隔热层。低温液体存储在内罐中，外罐可以保护内罐和隔热层免受外部环境的影响，而隔热层可以起到隔热和防止低温液体蒸发的作用。

目前，液体储罐的内罐和外罐具有同一中心轴线。置放在户外时，内罐和外罐之间的隔热层厚度沿着液体储罐的外周均是相同。

然而，发明人分析认为，外部环境对于液体储罐各部位的热影响实质上常常是不同的。例如，液体储罐有些部位常年受太阳直接照射，温度较高，而有些部位则常年处于背光面，温度较低。此时，上述内罐和外罐同心布置的常规结构很容易造成以下两方面的情况。其一，液体储罐在一些部位隔热效果足够，而在另一些部位隔热效果不足。如果隔热效果不足，低温液体容易蒸发，而这直接意味着经济损失。其二，如果为了追求各个部位隔热效果均足够而单方面增加隔热层的厚度，则整个液体储罐的尺寸及材料用量均会增加，这也直接增加了经济成本。

因此，需要对液体储罐的结构进行改进，以得到隔热效果和液体储罐尺寸的优化平衡。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种液体储罐，在具有良好的隔热效果的同时，也可以使得整体尺寸得到良好的控制。

本实用新型提供一种液体储罐，用于存储液化气体，包括内罐和外罐。内罐和外罐均具有中心轴线。内罐和外罐的中心轴线彼此偏离预定距离。

在一个实施方式中，液体储罐的内罐和外罐的罐底均为平直状。液体储罐的内罐和外罐的罐身均为圆筒形。液体储罐的内罐和外罐的罐顶为球冠状。

进一步，液体储罐还包括位于内罐和外罐之间的隔热腔室，隔热腔室内设置有绝热材料。更进一步，内罐和外罐的罐底之间的底部空间设置的绝热材料为发泡玻璃，隔热腔室内除了底部空间以外的其他空间均填充有作为绝热材料的珠光砂或无机棉。

进一步，内罐和外罐的罐身彼此之间具有最大距离和最小距离，内罐和外罐的罐顶彼此之间的距离介于最小距离和最大距离之间。

在一个实施方式中，内罐的中心轴线相对于外罐的中心轴线在第一水平方向上偏移。预定距离为内罐和外罐的罐身在第一水平方向上的水平尺寸的差值的10％-45％。

在一个实施方式中，内罐的外形相比于外罐的外形按照预定比例等比例缩小。

在一个实施方式中，液体储罐还包括位于内罐和外罐之间的隔热腔室，隔热腔室内充有惰性气体，使得隔热腔室内的气压大于液体储罐外的环境压力。

在一个实施方式中，内罐和外罐由不同的金属材料制成。

在一个实施方式中，液体储罐布置成内罐的中心轴线相对于外罐的中心轴线向背阴面偏移。

上述液体储罐中，内罐和外罐的中心轴线彼此偏离。通过内罐和外罐的偏心布置，可以使得内罐和外罐的之间的隔热距离沿着周向发生变化，从而例如将隔热距离较大的一面朝向由于光照条件较好而温度容易升高、热对流容易增强的一侧，而将隔热距离较小的一面朝向温度不易升高的一侧。这样，可以在不增加或者过多增加外罐尺寸也即整体尺寸的同时，保障内罐和外罐的各部位均具有足够的隔热效果。

上述液体储罐相较于常规结构仅通过简单变化，即可在具有良好的隔热效果的同时，也可以使得整体尺寸得到良好的控制。整体尺寸的良好控制又可以有效控制使用的外罐、隔热层的材料用量，还可以控制运输成本。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及附图得到进一步的了解。

图1是根据本实用新型的示例性液体储罐的示意性侧视图。

图2是根据本实用新型的示例性液体储罐的示意性俯视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，应当将本实用新型理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本实用新型的技术理念可以与其他公知技术或功能，或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的规定。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作既包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中既可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。

应当理解，在本实用新型中，“至少一个(次)”是指一个(次)或者多个(次)。“和/或”用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。

如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关列出项的任意和全部组合。除非另有说明，否则本文所用的所有术语(包括技术和科学术语)的含义与本实用新型所属领域的普通技术通常所理解的含义相同。还应理解的是，术语，诸如常用字典中定义的那些，应被理解为具有与其在本说明书及相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过度正式的意义来理解，除非本文中明确有此规定。为了简洁和/或清晰起见，熟知的功能或构造可能不会详细描述。

目前，存储液化气体的液体储罐的外罐和内罐具有相同的中心轴线(或称，对称中心线)，也即，外罐和内罐绕着同一轴线中心对称。外罐和内罐之间的隔热距离，特别是外罐和内罐的罐身之间的隔热距离相同。

发明人分析认为，这种内外罐同心布置的典型设计实质上是在假设液体储罐安装在外部热影响完全相同的均质环境中。然而，日常使用时，液体储罐外表面的温度并不如理想情况那样均匀，这会使得不同表面区域的热对流不同。最终，温度越高、热对流越强的区域液体蒸发率越高。

因此，本实用新型提供了一种非对称结构的液体储罐。该液体储罐可以实现隔热效果和液体储罐尺寸、材料用量等之间的平衡。

下面结合图1和图2详细说明本实用新型所提供的液体储罐1的示例性构造。其中，图1和图2分别示意性地示出了液体储罐1的侧视构造和俯视构造。图1还示出液体储罐1置放于平台2上。

液体储罐1用于存储液化气体。液化气体也即例如经液化而处于液态的气体，例如液氧、液氮、液氩、液化气等。

液体储罐1包括内罐3和外罐4。也即，液体储罐1包括内、外两个罐体，其中，液化气体存储在内罐3中。

内罐3和外罐4均具有中心轴线。图1中，内罐3和外罐4的中心轴线O3、O4均竖直延伸。以内罐3为例，内罐3的中心轴线也即内罐3的对称中心线，内罐3相对于其中心轴线O3旋转180°后能够与旋转前重合。

可以理解，为了方便描述，文中会使用诸如“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“上”、“下”等等的空间关系词语来描述附图中示出的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。可以理解，文中的方向均以两个液体储罐1置放在平地上的常规使用状态作为参考进行描述，如图1所示，其中，平台2为平地。在其他状态诸如运输状态，上述空间关系可能发生变化。

如图1和图2所示，内罐3和外罐4的中心轴线O3、O4彼此偏离预定距离δ。图1即示出了沿着由中心轴线O3、O4两者共同限定的平面截取的液体储罐1的简化示意构造，而图2则示出了沿着与中心轴线O3、O4垂直的平面截取的液体储罐1的简化示意构造。

文中内罐和外罐的对应各处之间的距离可以称之为隔热距离。例如，以内罐3为例，内罐3对应部位(图2中，可以认为是内罐3的轮廓线的一个点)的隔热距离可以是内罐3(其外表面)和外罐4(其内表面)之间在该对应部位处的法线上的距离。

可以理解，以内罐3为例，如图1所示，内罐3具有罐底31、罐身32和罐顶33。其中，罐底31是内罐3的底壁，罐身32则是从罐底31向上突伸并且圈围出存储空间的筒壁，而罐顶33是封闭罐身32圈围出的存储空间的上开口的顶壁。罐顶33有时也称之为顶盖、封头等。相应地，外罐4具有罐底41、罐身42和罐顶43。

如前面提及的，目前的外罐和内罐具有同一中心轴线，也即，内外罐各处特别是罐身各处的隔热距离均相同。

本实用新型中，液体储罐1的内罐3和外罐4的中心轴线O3、O4彼此偏离。例如，图2中，内罐3的中心轴线O3相对于外罐4的中心轴线O4在第一水平方向D1上偏移。此时，内罐3和外罐4之间的隔热距离在第一水平方向D1上的一侧更大，而在另一侧更小，并且从距离更大的前述一侧逐渐地、平滑地变化到距离更小的前述另一侧。这种结构特别适用于液体储罐1各侧的温度或者热对流不同的情况，特别是液体储罐1在第一水平方向D1上的两侧温度或者热对流不同的情况。

常见地，液体储罐1组装完成后直接安置在户外，户外的光照条件特别是在白天总是遵循特定走向，太阳的角度变化也遵循特定轨迹。来自光照条件的不同会导致外罐表面温度显著不均。此时，可以使用上述液体储罐1，使得上述液体储罐1置放成，隔热距离较大的一侧光照条件更好(即，向阳面)，而隔热距离较小的另一侧光照条件更差(即，背阴面)。

液体储罐1可以布置成内罐3的中心轴线O3相对于外罐4的中心轴线O4向背阴面偏移。例如，对于北半球而言，背阴面常常为北侧，而向阳面常常为南侧，如图1所示。因为液体储罐1南侧始终面向太阳，所以液体储罐1南侧的表面温度最高。类似地，液体储罐1的东、西侧具有中等表面温度。液体储罐1北侧即背阴面全年没有直接的太阳照射，表面温度最低。因此，内罐3的中心轴线O3相对于外罐4的中心轴线O4向北侧偏移时，南侧的隔热距离大于东西侧，而东西侧大于北侧，这与前述的表面温度分布正好相适应，可以达到隔热效果和成本节约之间的良好平衡。内罐3的中心轴线O3也可以相对于外罐4的中心轴线O4向南侧偏移。这特别适用于液体储罐1用在南半球的情况。

如图1所示，液体储罐1的内罐3和外罐4的罐底31、41可以均为平直状。也即，液体储罐1为平底罐。液体储罐1的内罐3和外罐4的罐身32、42可以均为圆筒形。也即，液体储罐1为圆筒罐。液体储罐1的内罐3和外罐4的罐顶33、43可以为球冠状。也即，液体储罐1为拱顶罐。上述结构的液体储罐1适于通过偏移距离δ的控制来适应热分布情况。

图1中，液体储罐1还包括位于内罐3和外罐4之间的隔热腔室5。隔热腔室5内可以设置有绝热材料。这可以帮助保持良好的隔热效果。优选地，隔热腔室5内充有惰性气体，使得隔热腔室5内的气压大于液体储罐1外的环境压力。例如，隔热腔室5内可以充满氮气，保持微正压的状态，例如高出环境压力200-400帕。这可以起到隔绝空气的作用，避免隔热腔室5内有空气，防止内罐3的外表面有冷凝水。

在一个实施方式中，内罐3和外罐4可以由不同的金属材料制成。例如，内罐3可以由不锈钢板材制成，这样，在存储低温的液化气体时不出现冷脆等问题，可以保证密封性、可靠性、稳定性等。而外罐4可以由碳钢板材制成，可以在性能足够的情况下实现较低的成本。

如图1所示，内罐3和外罐4的罐底31、41之间的底部空间51设置的绝热材料可以为发泡玻璃，以网格线示出。隔热腔室5内除了底部空间51以外的其他空间52可以均填充有作为绝热材料的珠光砂或无机棉，以散点示出。在底部空间51垫设可定形成块体且较硬的发泡玻璃，在隔热的同时还可以起到稳固的支撑作用。在隔热腔室5的其他空间填充无定形或可变形的材料，可以便于填充操作，适应性地充满整个隔热腔室5。

如图1和图2所示，内罐3和外罐4的罐身32、42彼此之间具有最大距离t2和最小距离t1。例如，如图2所示，罐身32、42之间的最大距离t2也即罐身32的最南端(图2中，最南侧的点)和罐身42的最南端(图2中，最南侧的点)之间的隔热距离，而罐身32、42之间的最小距离t1也即罐身32、42的最北端之间的隔热距离。罐身32、42之间的其他部位的隔热距离均介于最大距离t2和最小距离t1之间，例如距离t3。

内罐3和外罐4的罐顶33、43彼此之间的距离例如t4、t5、t6均介于最小距离t1和最大距离t2之间。也即，罐顶33、43各处的距离小于最大距离t2且大于最小距离t1。

如前所述，内罐3的中心轴线O3可以相对于外罐4的中心轴线O4在第一水平方向D1上偏移。偏移的距离δ可以为内罐3和外罐4的罐身32、42在第一水平方向D1上的水平尺寸的差值的10％-45％，例如，25％。对于图2中示出的罐身32、42均为圆筒形的液体储罐1而言，罐身32、42在第一水平方向D1上的水平尺寸即罐身32、42的直径D3、D4例如外径。也即，偏移的距离δ可以是直径D3、D4的差值的10％-45％。可以理解，该范围包括两个端点值。直径D4例如可以是5m-50m，进一步，10-20m，而距离δ例如可以是1m。

实际使用时，可以基于傅立叶定律，根据热力计算来校准实际需要的隔热距离。以最小距离t1的对应部位为例，则根据公式qx＝-k*dT/dx可以校准隔热距离t1是否合适。该公式中，dT表示最小距离t1对应的两端之间的温差，dx表示两端之间的距离，也即隔热距离t1，k是导热系数，qx是对应的热流密度。根据查阅、测算等得到的dT、k、qx，即可求得dx。

如图1所示，内罐3的外形可以相比于外罐4的外形按照预定比例等比例缩小。换言之，内罐3的外形可以看作是按照预定比例将外罐4的外形等比例缩小而得到的。也即，图1中，内罐3和外罐4的外形轮廓为相似形。由上可知，图1中，内罐3和外罐4的球冠状的罐顶33、43的圆弧轮廓线的圆心角相同。该圆心角可以大于0°，小于等于180°。这样，容易布置成罐顶33、43彼此之间的距离例如t4、t5、t6均介于最小距离t1和最大距离t2之间，而且还容易将罐顶33、43的隔热距离布置成从一侧向另一侧逐渐地、平滑地变小或者变大。图1中，罐顶33、43之间的距离从南侧朝向北侧逐渐变小，也即，隔热距离t4、t5、t6依次增加。这也是根据太阳照射的角度进行的优化设置。

上述液体储罐的偏心布置，充分考虑了液体储罐的真实环境。真实环境中，往往由于太阳照射，液体储罐的外表面温度存在很大差异。上述液体储罐可以使得在外表面温度高的部位处的隔热距离较大，从而限制液体蒸发，同时在外表面温度低的部位处的隔热距离较小，避免过度设计和材料浪费。

除非清楚地指出相反的，这里限定的每个方面或实施方案可以与任何其他一个或多个方面或一个或多个实施方案组合。特别地，任何指出的作为优选的或有利的特征可以与任何其他指出的作为优选的或有利的特征组合。

本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。

Claims (9)

1.一种液体储罐，用于存储液化气体，包括内罐和外罐，所述内罐和所述外罐均具有中心轴线，其特征在于，所述内罐和所述外罐的中心轴线彼此偏离预定距离，并且，所述内罐和所述外罐由不同的金属材料制成。

2.如权利要求1所述的液体储罐，其特征在于，所述液体储罐的所述内罐和所述外罐的罐底均为平直状；

所述液体储罐的所述内罐和所述外罐的罐身均为圆筒形；和/或

所述液体储罐的所述内罐和所述外罐的罐顶为球冠状。

3.如权利要求1或2所述的液体储罐，其特征在于，所述液体储罐还包括位于所述内罐和所述外罐之间的隔热腔室，所述隔热腔室内设置有绝热材料。

4.如权利要求3所述的液体储罐，其特征在于，所述内罐和所述外罐的罐底之间的底部空间设置的绝热材料为发泡玻璃，所述隔热腔室内除了所述底部空间以外的其他空间均填充有作为绝热材料的珠光砂或无机棉。

5.如权利要求2所述的液体储罐，其特征在于，所述内罐和所述外罐的所述罐身彼此之间具有最大距离和最小距离，所述内罐和所述外罐的罐顶彼此之间的距离介于所述最小距离和所述最大距离之间。

6.如权利要求1所述的液体储罐，其特征在于，所述内罐的中心轴线相对于所述外罐的中心轴线在第一水平方向上偏移；

所述预定距离为所述内罐和所述外罐的罐身在所述第一水平方向上的水平尺寸的差值的10％-45％。

7.如权利要求1所述的液体储罐，其特征在于，所述内罐的外形相比于所述外罐的外形按照预定比例等比例缩小。

8.如权利要求1所述的液体储罐，其特征在于，所述液体储罐还包括位于所述内罐和所述外罐之间的隔热腔室，所述隔热腔室内充有惰性气体，使得所述隔热腔室内的气压大于所述液体储罐外的环境压力。

9.如权利要求1所述的液体储罐，其特征在于，所述液体储罐布置成所述内罐的中心轴线相对于所述外罐的中心轴线向背阴面偏移。

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