DE2151467A1 - Insulation to reduce the heat transfer between a surface and a liquid - Google Patents
Insulation to reduce the heat transfer between a surface and a liquidInfo
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Description
PatentanwältePatent attorneys
Dr.-Ing. Wilhelm Reichel Dipl.-Ing. Woligtmg ReichelDr.-Ing. Wilhelm Reichel Dipl.-Ing. Woligtmg Reichel
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Isolation zur Verringerung der Wärmeübertragung zwischen einer fläche und einer FlüssigkeitInsulation to reduce heat transfer between a surface and a liquid
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Isolation zur Verringerung der Wärmeübertragung zwischen einer Fläche und einer Flüssigkeit bzw. eine theraische Isolation für Flüssigkeiten mit niedriger Temperatur oder Kühlflüssigkeiten.The present invention relates to insulation for reduction the heat transfer between a surface and a liquid or a theraic insulation for liquids with low temperature or coolants.
In der deutschen Patentanmeldung P 21 28 720.7 (Bienenwabe-Einfrierung) ist eine thermische Isolation für solche Flüssigkeiten beschrieben, die eine zellenförmige Struktur mit getrennten bzw. einzelnen Zellen aufweist, welche ein Isoliergas enthalten. Die Struktur ist an der Innenseite eines Flüssigkeitsbehälters befestigt, und eine Kapillarabdeckung mit einer oder mehreren Öffnungen pro Zelle ist an der Flüssigkeitsseite der Struktur angebracht. Eine stabile oder beständige Gas-Flüssigkeits-Zwischenflache, welche als eine gedehnte oder gestreckte Membrane wirkt,In the German patent application P 21 28 720.7 (honeycomb freezing) describes a thermal insulation for liquids that have a cellular structure having separate or individual cells, which a Contains insulating gas. The structure is attached to the inside of a liquid container, and a capillary cover with one or more openings per cell is attached to the liquid side of the structure. One stable or stable gas-liquid interface, which acts as a stretched or stretched membrane,
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ist an jeder Öffnung ausgebildet,,wodurch, der Eintritt der Flüssigkeit in die Zellen verhindert wird. Das Gas und die flüssigkeit "befinden sich an der Zwischenfläche in Gleichgewichtszustand, \Ienn die Flüssigkeit-an der Zwischenflache unterkühlt wird (d.h., daß die Flüssigkeit kühler ist als die Sättigungs- oder Siedtemperatur beträgt), kondensiert das Gas in den Zellen und !Flüssigkeit tritt in die Zellen ein. Es besteht die ITeigung, daß sich ein Durchsickervorgang entwickelt, wobei die Flüssigkeit abwechselnd in die Zellen eintritt und verdampft und anschließend durch die Kapillaröffnung zurück in den Flüssigkeitshauptkörper sprudelt.is formed at each opening, thereby preventing the entry of the liquid into the cells. The gas and the liquid are in a state of equilibrium at the interface , if the liquid is supercooled at the interface (ie the liquid is cooler than the saturation or boiling temperature), the gas condenses in the cells and the liquid Leak-through tends to develop, with the fluid alternately entering and vaporizing the cells and then bubbling back into the main body of the fluid through the capillary orifice.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter für eine unterkühlte Flüssigkeit geschaffen, der gekennzeichnet ist durch eine thermische Isolation an seiner Innenfläche, wobei die Isolation eine zellenförmige Struktur mit einer Vielzahl von getrennten Zellen aufweist, die ein Isoliergas enthalten, eine Kapillaröffnung, die sich zwischen einer jeden Zelle und dem Innenraum unter dem Behälter erstreckt, unfeine stabile oder beständige Gas-Flüssigkeits-Kapillarzwischenfläche zwischen dem Gas in den Zellen und der Plüssigkeit auszubilden, und durch eine Einrichtung, die die !Flüssigkeit neben der Zv/ischenflache auf ihrer Siedetemperatur hält.According to the present invention, a container for a created supercooled liquid, which is characterized by thermal insulation on its inner surface, wherein the insulation has a cellular structure with a plurality of separate cells which contain an insulating gas, a capillary opening that extends between each cell and extending to the interior space below the container, uneven, stable or stable gas-liquid capillary interface between the gas in the cells and the liquid, and by a device that the! liquid next to the Zv / ischenflache at its boiling point.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden schematischen Abbildungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen können und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden. Es zeigen:The invention will now be described in detail with reference to the accompanying schematic drawings, all of which are taken from the description and the details or features shown in the figures for solving the problem within the meaning of the invention can contribute and were included in the application with the intention of being patented. Show it:
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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Figur 1 eine perspektivische- ^eiiansiclit der Isolation gemäß der Erfindimg;Figure 1 shows a perspective view of the insulation according to the invention;
liigur 2 einen Schnitt in vergrößerten Kaßstab entlang der Linie 2-2 der Figur 1 undliigur 2 shows a section on an enlarged scale the line 2-2 of Figure 1 and
Figur 3 einen Schnitt in einen nochmals vergrößerten Maßstab, und zwar des Teils 3 in Figur 2.FIG. 3 shows a section on a further enlarged scale, namely of part 3 in FIG. 2.
Die in den Zeichnungen dargestellte Isolation 10 dient zui" langfristigen Speicherung von unterkühlten Flüssigkeiten mit niedrigem Siedepunkt, wie z.B. verflüssigtem naturgas oder flüssigen Stickstoff, Sauerstoff, Wasserstoff etc. Die Isolation 10 ist an einer Abstützfläche 12, üv.-ockaäfiig der inneren Fläche eines Canks oder anderen Behälters befestigt, in den die Flüssigkeit gespeichert oder aufbewahrt werden soll.The insulation 10 shown in the drawings is used for long-term storage of supercooled liquids with a low boiling point, such as liquefied natural gas or liquid nitrogen, oxygen, hydrogen etc. The insulation 10 is on a support surface 12, uv.-ockaäfiig the inner surface of a can or other Fixed container in which the liquid is to be stored or kept.
Die Isolation 10 weist eine zellenförmige Struktur 14- auf, die aus einer Anzahl von Streifen 16 ausgebildet»ist, welche hochkant zusammengebaut und an in Abstand voneinander liegenden Positionen miteinander verbunden sind. Jeder Streifen hat eine gewellte Form, wobei benachbarte Streifen zusammenarbeiten, um dazwischen einzelne oder getrennte Zellen 18 auszubilden. Die Ränder der Streifen bilden einander gegenüberliegende im allgemeinen ebene Flächen, wobei eine der Flächen an der Fläche 12 befestigt ist.The insulation 10 has a cellular structure 14-, which is formed from a number of strips 16, which are assembled on edge and at a distance from one another lying positions are connected. Each strip has a corrugated shape, with adjacent strips work together to form single or separate cells 18 therebetween. The edges of the strips form one another opposing generally flat surfaces, one of the surfaces being attached to surface 12.
Die Zellen 18 sind an der Flüssigkeitsseite der Struktur 14-durch eine Kapillarabdeckung 20 im wesentlichen verschlossen, die sich quer über jede der Zellen 18 erstreckt undThe cells 18 are on the liquid side of the structure 14-through a capillary cover 20 which extends across each of the cells 18 and is substantially closed
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BADORIQJNALBADORIQJNAL
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z.B. durch eine Klebstoffverbindung an der Struktur 14 befestigt ist. Der Seil der Abdeckung über jeder Zelle 18 kann eingewölbt oder konkav ausgeführt sein, wie dies in z. B. is attached to the structure 14 by an adhesive bond. The cord of the cover over each cell 18 can be arched or concave, as shown in FIG
der deutschen Patentanmeldung ·. "Isolation zurof the German patent application ·. "Isolation for
Verringerung der Wärmeübertragung zwischen einer Fläche und einer Flüssigkeit" (Spannungs-Aufhebung) beschrieben ist. Die Abdeckung 20 enthält zahlreiche Kapillaröffnungen 22, wobei wenigstens eine Öffnung pro Zelle vorgesehen ist. Diese Öffnungen schaffen eine Kommunikation zwischen dem Innenrauin der Zellen 18 und der in dem Behälter gespeicherten Flüssigkeit. In jeder Zelle wird eine G-assäule errichtet, um die gespeicherte Flüssigkeit gegenüber der Fläche 12 zu isolieren·, und eine stabile oder beständige Gas-Flüssigkeits-Zwischenfläche oder Membrane 24 wird an allen Öffnungen 22 ausgebildet. Die zellenförmige Struktur 14, die Kapillarabdeckung 20 und die Art und Weise, nach der die Gassäule errichtet bzw. erzeugt wird, sind in allen Einzelheiten in der deutschen Patentanmeldung P 21 28 720.7 (Bienenwabe-Einfrierung) beschrieben. Wenn die. G-assäule aufgebaut wird, kann der Druck des Gases geringfügig größer als der Druck in der benachbarten Flüssigkeit sein, und zwar wegen der Kapillar druckkräfte, und es ist von Wichtigkeit, daß die Flüssigkeit unaittelbar neben der Membrane die Sättigungstemperatur bei diesem Druck einnimmt. Kit anderen Worten, es ist er kennbar, daß die Siedetemperatur der Flüssigkeit unter den vorliegenden Druckbedingungen an der Zwischenfläche vorhanden sein muß.Reducing heat transfer between a surface and a liquid "(stress reliever). The cover 20 contains numerous capillary openings 22, with at least one opening per cell. These openings create a communication between the Inside the cells 18 and the liquid stored in the container. A gas column is erected in every cell, to isolate the stored liquid from surface 12, and a stable or persistent gas-liquid interface or membrane 24 is formed on all openings 22. The cellular structure 14, the capillary cover 20 and the manner in which the gas column is erected or produced are detailed in the German patent application P 21 28 720.7 (honeycomb freezing) described. If the. G-a column is built, the pressure of the gas can be slightly greater than the pressure in the neighboring liquid, because of the capillary compressive forces, and it is important that the fluid the saturation temperature immediately next to the membrane at this pressure. Kit in other words, it is known that the boiling temperature of the liquid is below the present pressure conditions at the interface must be present.
Wenn die Flüssigkeit unterkühlt wird und die Semperatur an den Membranen 24 unterhalb der Siedetemperatur der Flüsigkeit liegt, v/erden die Membranen 24 zerstört und es tritt der oben beschriebene Durchsickervorgang auf.When the liquid becomes hypothermic and the temperature is below the boiling temperature of the liquid on the membranes 24, the membranes 24 are destroyed and it occurs the leakage process described above.
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BAD ORlQiNM.BAD ORlQiNM.
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Un den Durchsickervorgang zu eliminieren, wird eine thermische Barriere zwischen der Kap ill arabd eckung 20 und dem Flüssigkeitskörper eingeschaltet * Die theramische Barriere weist eine Lage 30 aus Isoliermaterial auf, die auf der Kapillarabdeckung 20 placiert oder angeordnet wird. Die Lage 30 besteht z.B. aus Kork oder einem geschäumten Material. Die Funktion der Lage 30 besteht darin, die Membrane 24 gegenüber dem Flüssigkeitshauptkörper zu isolieren, jedoch nicht abzusondern. Die Lage 30 braucht daher nur insoweit befestigt zu sein, daß sie in der Einbaulage über der Abdeckung 20 gehalten wird. Die Lage 30 soll man nicht mit der Abdeckung versiegeln, und es wird vorzugsweise ein relativ poröses Material für die Lage 30 verwendet, so daß die Flüssigkeit durch die Lage 30 hindurchtreten kann, um die Membranen 24 auszubilden. Wenn das die Lage 30 bildende Material nicht . selbst porös ist, werden in dem Material Durchbrechungen oder Öffnungen ausgearbeitet, damit die Flüssigkeit hindurchtreten kann. Indem man einen ungehinderten Durchtritt der Flüssigkeit durch die Lage 30 hindurch zuläßt, werden Druckunterschiede quer zu dieser Lage verhindert und innerhalb der Isolation wird daher keine bauliche oder strukturelle Belastung erzeugt. Wenn für die Lage 30 ein poröses Material verwendet wird, ist die Flüssigkeitsschicht neben der Abdeckung 20 "ruhend oder stillstehend", d.h., die Lage 30 verhindert, daß in der Flüssigkeit freie Konvektionsströmungen ausgebildet werden. Die stillstehende oder ruhende Flüssigkeitsschicht bildet einen thermischen Widerstand, der ausreichend ist, um den notwendigen Temperaturunterschied zwischen der Abdeckung 20 und dem Hauptflüssigkeitskörper zu erzeugen.To eliminate the leakage process becomes a thermal one Barrier switched on between the capillary cover 20 and the body of liquid a layer 30 of insulating material on the capillary cover 20 is placed or arranged. The layer 30 consists, for example, of cork or a foamed material. the The function of the layer 30 is to isolate the membrane 24 from the main body of the liquid, but not segregate. The layer 30 therefore only needs to be fastened to the extent that it is above the cover 20 in the installed position is held. The layer 30 is not intended to be sealed to the cover and it will preferably be a relatively porous one Material is used for the layer 30 so that the liquid can pass through the layer 30 to form the membranes 24 to train. If the material forming the layer 30 is not. is itself porous, perforations or openings are machined in the material so that the liquid can pass through can. By allowing the liquid to pass unimpeded through the layer 30, pressure differentials are created across this position and therefore no structural or structural load is generated within the insulation. If a porous material is used for the layer 30, the liquid layer is next to the cover 20 "still or stationary", i.e., the layer 30 prevents free convection currents from developing in the liquid will. The stationary or resting liquid layer forms a thermal resistance that is sufficient to generate the necessary temperature difference between the cover 20 and the main body of liquid.
Wie in Figur 2 gezeigt ist, befindet sich die Lage 30 in direkter Berührung mit der Abdeckung 20, wobei ein kleiner Spalt 32 zwischen den konkaven Teilen der Abdeckung 20 und der Lage 30 vorhanden ist. Die Lage 30 kann jedoch auch in einem kleinen Abstand von der Abdeckung 20 angeordnet werden.As shown in Figure 2, the sheet 30 is in direct contact with the cover 20, with a smaller one Gap 32 between the concave parts of the cover 20 and the layer 30 is present. However, the layer 30 can also be in a small distance from the cover 20 can be arranged.
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219H97219H97
Die Zusammensetzung der lage 30, sowie ihre Dicke kann sich in Abhängigkeit von vielen Faktoren, einschließlich des minimalen Wärmeflusses, in Zusammenhang mit dem die Isolation verwendet v/erden soll, und dem Ausmaß der Unterkühlung der gespeicherten Flüssigkeit verändern. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß die Lage 30 so beschaffen sein muß, daß eine Temperaturschichtung erzeugt wird, und zwar bei einem minimal Arbeits-Wärmefluß durch das Isolationssystem, der, gemessen quer zu der Lage 30, einem Temperaturunterschied entspricht, welcher gleich ist dem Unterschied zwischen den Siedetemperaturen und Massentemperaturen der Flüssigkeit. Unter Bezugnahme auf die Figuren 2 und 3 wird somit festgestellt, daß die Massentemperatur des Flüssigkeitskörpers L-g, eher von den Membranen abgelegen ist, der unterkühlten Temperatur entspricht, während die Temperatur der Flüssigkeit Lj neben den Membranen 24 der Siedetemperatur oder Sättigungstemperatur entspricht. Dieser Temperaturunterschied wird in der Hauptsache durch die Lage 30 aufrechterhalten, sowie durch die natürliche Übertragung von etwas Wärme-von den Wänden des Behälters aus nach innen. Beim Entwurf eines Systems für unterkühlte Flüssigkeiten muß jedoch die Isolationsschicht 30 in einer solchen Art und Weise berücksichtigt v/erden, daß bei dem minimal zulässigen Wärmefluß der Isolation der Temperaturunterschied quer zur Lage 30 derart ist, daß die Flüssigkeit Iy auf der Siedetemperatur gehalten wird·The composition of the layer 30, as well as its thickness, can vary depending on many factors including the minimal heat flow associated with the insulation used v / should be grounded, and the degree of hypothermia of the change stored liquid. In general, it can be said that the layer 30 must be such that a temperature stratification is created, with a minimal work heat flow through the insulation system, which, measured across layer 30, a temperature difference which is equal to the difference between the boiling temperatures and mass temperatures of the liquid. Referring to Figures 2 and 3, it is thus established that the mass temperature of the body of liquid L-g, rather remote from the membranes, is the supercooled Temperature corresponds, while the temperature of the liquid Lj next to the membranes 24 corresponds to the boiling temperature or saturation temperature. This temperature difference is shown in mainly maintained by the layer 30, as well as by the natural transfer of some heat-from the Walls of the container from inside. However, when designing a system for subcooled liquids, the insulation layer 30 in such a way takes into account that at the minimum allowable heat flow of the insulation the temperature difference across layer 30 is such that the liquid Iy is kept at the boiling point
Wenn die Wärmeübertragung auf die Flüssigkeit L1 über den in der Konstruktion berechneten minimalen Wert ansteigt, kann ein gewisses Sieden der Flüssigkeit in dem Spalt 32 auftre^ten. Dieses Sieden beeinflußt die Isolationsfunktion der Isolation jedoch nicht in nachteiliger Weise, da sie lediglich bewirkt, daß sich die Membrane 24 intermitierend von den Kapillaröffnungen 22 weg bewegt. Jedoch findetIf the heat transfer to the liquid L 1 increases above the minimum value calculated in the design, a certain boiling of the liquid in the gap 32 can occur. However, this boiling does not adversely affect the insulating function of the insulation, since it merely causes the membrane 24 to move away from the capillary openings 22 intermittently. However, finds
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hierbei kein Flüssigkeitseintritt durch, die Öffnungen 22 in die Zellen 1L ötatt." Wenn die Temperatur in diesem Bereich ,anschließend auf den Siedetenperaturwert zurückkehrt, kehrt auch die Flüssigkeit in den Bereich zwischen der Lage 30 und der Kapillarabdeckung 20 zurück, und die Membrane 24 bildet sich sofort wieder in den Kapillar öffnungen 22 aus.in this case no liquid entry through the openings 22 in the cells 1L ötatt. "If the temperature in this Range, then returns to the boiling temperature value, the liquid also returns to the area between the layer 30 and the capillary cover 20, and the Membrane 24 is immediately formed again in the capillary openings 22.
Die in einzelnen beschriebene Isolation kann in einen verhältnismäßig großen Tank oder Behälter verwendet werden, in den der hydrostatische Druck am Behälterboden wesentlich größer ist als zum Beispiel an einer Position im oberen Bereich des Behälters. Dieser Druckunterschied führt zu einen Unterschied in der Siedetemperatur der Flüssigkeit am Boden ■ des Behälters verglichen mit der Siedetemperatur der Flüssigkeit an der Oberseite des Behälters. Da der hydrostatische Druck mit der Tiefe in dem Behälter zunimmt, und demzufolge auch die Siedetemperatur mit der Tiefe ansteigt, wächst das Ausmaß der Unterkühlung des Flüssigkeitskörpers mit der Tiefe im Behälter an. Die Lage 30 kann demzufolge am Boden des Behälters verwendet werden, jedoch in den oberen Teilen des Behälters weggelassen werden. Ia alternativen Fall kann aie Lage 30 in dem gesamten Behälter verwendet werden, jedoch r,it einer größeren Dicke im unteren Teil des Behälters als ir; oberen Teil. Ferner kann man auch unterschiedliche IsoliermateriaJien zur Ausbildung der Lage 30 entlang unterschiedlichen Teilen der Isolation verwenden. So kann man am Boden des Behälters ein bestimmtes Isoliermaterial benutzen, während man an der Oberseite des Behälters einen unterschiedlichen Werkstoff verwendet.The isolation described in detail can be converted into a relatively large tank or container are used, in which the hydrostatic pressure at the container bottom is significant is larger than, for example, at a position in the upper area of the container. This pressure difference leads to a Difference in the boiling temperature of the liquid at the bottom ■ of the container compared to the boiling temperature of the liquid at the top of the container. Since the hydrostatic Pressure increases with depth in the container, and consequently the boiling temperature also increases with depth, it grows Extent of subcooling of the liquid body with the depth in the container. The layer 30 can therefore be on the ground of the container but are omitted in the upper parts of the container. Ia alternative case can A layer 30 can be used throughout the container, but of greater thickness in the lower part of the container than ir; upper part. Different insulating materials can also be used use to form the layer 30 along different parts of the insulation. So you can on the ground of the container use a certain insulation material, while at the top of the container a different one Material used.
Als eine Alternative zur Schaffung der Lage 30 können unterkühlte Flüssigkeiten dadurch gespeichert werden, daß man den Dampfdruck innerhalb der Zellen kontrolliert und damitAs an alternative to creating layer 30, hypothermia can be used Liquids are stored by controlling the vapor pressure within the cells and thus
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215H97215H97
die Siedetemperatur der Flüssigkeit. Wenn die Zellen mit einem anderen Gas als dem Dampf der gespeicherten Flüssigkeit, s.B. Helium, teilweise gefüllt v/erden, entspricht der Sättigungsdruck der gespeicherten Flüssigkeit an den Membranen dem Teildruck der Dampfphase der eingeschlossenen Flüssigkeit, der innerhalb der Zellen vorhanden ist. Der Dampfdruck innerhalb der Zellen und damit die Siedetemperatur der Flüssigkeit werden dementsprechend reduziert. Durch richtige Kontrolle der He 1iumsmenge kann der Teildruck des Dampfes innerhalb der Zellen beeinflußt bzw. kontrolliert werden. Über eine längere Zeitspanne hinweg kann jedoch das Helium oder ein anderes Gas von der Flüssigkeit absorbiert oder durch durchgehende Blasen und beim Auffüllen der Zellen aufgrund von Druck— oder Flüssigkeitsstandschwankungen verdrängt v/erden. Eine unterkühlte Flüssigkeit kann demzufolge nach diesem Verfahren nur für relativ kurze Zeitspannen gespeichert werden.the boiling point of the liquid. If the cells with a gas other than the vapor of the stored liquid, s.B. Helium, partially filled, corresponds to the saturation pressure of the stored liquid at the Membranes the partial pressure of the vapor phase of the enclosed liquid that is present within the cells. Of the Vapor pressure within the cells and thus the boiling temperature of the liquid are reduced accordingly. By The partial pressure of the Steam within the cells can be influenced or controlled. However, over a longer period of time the helium or other gas is absorbed by the liquid or through continuous bubbles and when filling of the cells due to fluctuations in pressure or fluid level. A supercooled liquid can therefore only be stored for relatively short periods of time using this method.
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Claims (1)
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Zontrolle des thermodynamischen Verhältnisses Mittel aufweist, um die Zwischenfläche gegenüber der von der Zwischenfläche abgelegenen Flüssigkeit thermisch zu isolieren.2 «insulation according to claim 1,
characterized in that the means for controlling the thermodynamic relationship comprises means for thermally isolating the interface from the liquid remote from the interface.
dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Kontrolle des the rm ο dynamischen Verhältnisses ein Gas in den Zellen enthalten, das sich von dem Dampf der Flüssigkeit unterscheidet.3. Isolation according to claim 1,
characterized in that the means for controlling the rm ο dynamic ratio contain a gas in the cells which differs from the vapor of the liquid.
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Gas in den Zellen aufweist, das sich von dem Dampf der Flüssigkeit unterscheidet, so daß der Dampfdruck der Flüssigkeit in den Zellen einen leildruck des Gesaatdrucks in den Zellen aufweist.10. Isolation according to claim 9 s
characterized in that the device has a gas in the cells which differs from the vapor of the liquid, so that the vapor pressure of the liquid in the cells has a partial pressure of the total pressure in the cells.
dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur an der Zwischenflache dadurch auf die Siedetemperatur der Flüssigkeit eingestellt bzw. gehalten wird, daß die Flüssigkeit neben der Zwischenfläche von der Flüssigkeit thermisch isoliert wird, die von der Zwischenfläche abgelegen ist.13. The method according to claim 12,
characterized in that the temperature at the intermediate surface is set or maintained at the boiling point of the liquid in that the liquid next to the intermediate surface is thermally insulated from the liquid which is remote from the intermediate surface.
dadurch gekennzeichnet, daß die Gassäulen in den Zellen festgehalten v/erden und die •Temperatur an der Zwischenfläche auf die Siedetemperatur der Flüssigkeit gebracht wird, indem ein Gas zusätzlich in die Zellen eingebracht wird, das sich von den Dampf der Flüssigkeit unterscheidet, so daß der Dampfdruck der Flüssigkeit in den Zellen einen Teildruck des Gesamtdruckes in den Zellen ausmacht.14. Procedure according to. Claim 12,
characterized in that the gas columns are held in the cells and the • temperature at the interface is brought to the boiling point of the liquid by additionally introducing a gas into the cells that differs from the vapor of the liquid, so that the The vapor pressure of the liquid in the cells is a partial pressure of the total pressure in the cells.
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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FR (1) | FR2111456A5 (en) |
GB (1) | GB1370348A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007064212A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | Det Norske Veritas As | Panel tank for storage of fluids |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3777501A (en) * | 1971-03-12 | 1973-12-11 | Martin Marietta Corp | Capillary insulation |
JPS57892U (en) * | 1980-05-30 | 1982-01-05 | ||
WO1990013770A1 (en) * | 1989-04-28 | 1990-11-15 | Innovatsionny Tsentr 'interlab' | Heat-insulating device for cryogenic objects and method for making a package of cooled radiation screens for such device |
US5216888A (en) * | 1992-01-31 | 1993-06-08 | Westinghouse Electric Corp. | Load transfer device for cryogenic application |
GB2435918B (en) * | 2006-03-10 | 2008-05-14 | Siemens Magnet Technology Ltd | Thermal diffusion barrier |
DE202009018043U1 (en) * | 2009-03-09 | 2010-12-02 | Rawema Countertrade Handelsgesellschaft Mbh | Heat storage system |
US8800641B2 (en) * | 2009-06-01 | 2014-08-12 | The Boeing Company | Methods and apparatus for a micro-truss based structural insulation layer |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947438A (en) * | 1957-12-19 | 1960-08-02 | Texaco Inc | Internal insulation structure for use with liquefied petroleum products |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2676773A (en) * | 1951-01-08 | 1954-04-27 | North American Aviation Inc | Aircraft insulated fuel tank |
NL102073C (en) * | 1955-04-06 | |||
US3019937A (en) * | 1957-10-25 | 1962-02-06 | Conch Int Methane Ltd | Insulated tank for storage and transportation of low boiling liquefied gas |
US2937780A (en) * | 1958-07-01 | 1960-05-24 | Constock Liquid Methane Corp | Housing for cold boiling liquids |
NL110483C (en) * | 1958-07-01 | |||
BE619063A (en) * | 1961-06-20 | |||
BE629198A (en) * | 1962-03-06 | |||
US3208621A (en) * | 1963-08-16 | 1965-09-28 | North American Aviation Inc | Insulated tank for liquids boiling below ambient temperatures |
US3325037A (en) * | 1963-11-12 | 1967-06-13 | Kohn Jean | Cryogenic structural insulating panels |
US3365897A (en) * | 1966-06-17 | 1968-01-30 | Nasa Usa | Cryogenic thermal insulation |
-
1970
- 1970-10-16 US US81440A patent/US3668880A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-10-13 GB GB4760371A patent/GB1370348A/en not_active Expired
- 1971-10-15 FR FR7137211A patent/FR2111456A5/fr not_active Expired
- 1971-10-15 DE DE2151467A patent/DE2151467C2/en not_active Expired
- 1971-10-15 JP JP8153371A patent/JPS5511639B1/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2947438A (en) * | 1957-12-19 | 1960-08-02 | Texaco Inc | Internal insulation structure for use with liquefied petroleum products |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007064212A1 (en) * | 2005-12-01 | 2007-06-07 | Det Norske Veritas As | Panel tank for storage of fluids |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3668880A (en) | 1972-06-13 |
DE2151467C2 (en) | 1983-08-04 |
GB1370348A (en) | 1974-10-16 |
FR2111456A5 (en) | 1972-06-02 |
JPS5511639B1 (en) | 1980-03-26 |
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