DE2711640C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälter für verflüssigtes Gas mit einem sehr niedrigen Siedepunkt, wie z. B. Wasser­ stoff, Helium oder Neon, mit einem Innenbehälter zur Auf­ nahme des verflüssigten Gases, der ein langgestrecktes Hals­ stück aufweist, welches sich bis zu einem Außenbehälter erstreckt, der unter Bildung eines evakuierten Isolierrau­ mes den Innenbehälter mit Abstand umgibt, wobei der Iso­ lierraum einen Schichtkörper aus abwechselnd aufeinander­ folgenden thermisch leitenden und thermisch isolierenden, übereinander angeordneten Schichten enthält, von denen die thermisch leitenden Schichten längs eines Randteiles der­ selben einzeln durch ringförmige Befestigungsstücke an den Innenbehälterhals angedrückt sind.

Ein solcher Behälter ist aus der FR-PS 20 36 463 bekannt. Danach sind die thermisch isolierenden Schichten aber nur lose im Bereich des Halsstückes zwischen den thermisch lei­ tenden Schichten eingeschoben. Mit Nachteil können diese isolierenden Schichten daher leicht verrutschen, und es entstehen auch ungewollte Wärmebrücken bzw. thermische Kurzschlüsse.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Behäl­ ter der eingangs bezeichneten Art so zu verbessern, daß ein Verrutschen der isolierenden Schichten ohne ein zu aufwendiges Herstellen des Behälters verhindert wird, wo­ bei gleichzeitig die thermischen Verluste durch die Hals­ konstruktion verringert werden sollen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Randteile der isolierenden Schichten zusammen mit den be­ nachbarten Randteilen der leitenden Schichten von den ringförmigen Befestigungsstücken gegen das Halsstück ge­ klemmt sind, das aus einem Kunststoff-, Kunstharz- oder Glasmaterial besteht, welches je nach Bedarf glasfaserver­ stärkt ist.

Durch diese Maßnahmen wird ein verbesserter Behälter geschaffen, bei dem die thermisch isolierenden Schichten nicht mehr im Bereich des Halsstückes verrut­ schen, und die Herstellung des Behälters mit vertret­ barem Aufwand möglich ist. Überdies gestattet das Material des neues Halsstückes eine erhebliche Verringerung der thermi­ schen Verluste.

Der Fachmann könnte bei Kenntnis des Standes der Technik zu der Überlegung kommen, auch die isolierenden Schichten durch eingefügte weitere Halteringe festzuklemmen. Dadurch würde sich jedoch das Halsstück unerwünscht verlängern mit allen sich daraus ergebenden Nachteilen, unter anderem un­ erwünschter Raumbedarf des Behälters, Bruchgefahr des langgestreckten Halsstückes usw. Der Fachmann wird daher eine solche Lösungsmöglichkeit verwerfen.

Trotz der vorteilhaften wirtschaftlichen Ausgestaltung des neuen Behälters mit dem kräftigen Aufbau des Halsstückes wird eine ausreichende Kühlung der thermisch leitenden Schichten erreicht, wodurch die Strahlungsverluste auf ein Minimum reduziert werden können.

Vorteilhaft ist es erfindungsgemäß ferner, wenn die Rand­ teile der isolierenden Schichten zwischen den ringförmigen Befestigungsstücken und den Randteilen der leitenden Schichten angeordnet sind und um die Kanten der leitenden Schichten herumgelegt sind. Diese bevorzugte Ausführungs­ form sorgt in besonderer Weise für einen Schutz der ther­ misch leitenden Schichten gegen Zerreißen, und das Umschla­ gen der Randteile der isolierenden Schichten um die Kanten der leitenden Schichten dient in weiterer Weise einer gu­ ten Wärmeisolation der leitenden Schichten.

Bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform und auch bei derjenigen, die nach vorteilhafter weiterer Ausgestal­ tung der Erfindung die Randteile der isolierenden Schich­ ten zwischen den Randteilen der leitenden Schichten und dem Halsstück angeordnet hat, wird die Befestigung der Schichten am Halsstück in zweckmäßiger Weise sicherge­ stellt, z. B. durch eine freie Auflage unter Druck oder Zug. Wenn man außerdem gemäß einem weiteren Vorschlag der Er­ findung die ringförmigen Befestigungsstücke als Kautschuk­ bänder oder als metallische Klemmfedern ausbildet, dann wird eine gute Verteilung des Klemmdruckes über den ganzen Umfang des Halsstückes sichergestellt. Unerwünschte Dis­ kontinuitäten oder ungleichmäßige Krafteinwirkungen der Befestigungsstücke sind ausgeschaltet.

Bei der Ausführungsform, bei welcher die Randteile der isolierenden Schichten zwischen den Randteilen der leiten­ den Schichten und dem Halsstück angeordnet sind, hat man zunächst gedacht, daß die Kühlung der leitenden Schichten unzureichend ist. Es hat sich aber herausgestellt, daß die Wärmeleitfähigkeit des Halsstückes und auch der leitenden Schichten ausreicht und insbesondere in Verbindung mit den ringförmigen Befestigungsstücken überraschend gute Resul­ tate erbringt, die vergleichbar mit der zuvor beschriebe­ nen Ausführungsform sind, nur daß hier die Herstellung noch einfacher ist.

Versuche mit dem neuen Behälter gemäß der Erfindung haben gezeigt, daß die Wärmeleitung durch das Halsstück entspre­ chend seinen Materialien, aus dem es besteht, ausreichend reduziert ist, andererseits aber der Wärmefluß vom Hals­ stück auf die leitenden Schichten zufriedenstellend ist. Die durch das Halsstück entweichenden Dämpfe geben Kälte­ mengen ab, die daher ausreichend gut auf die thermisch leitenden Schichten übertragen werden, obgleich natürlich ein gewisser Temperaturabfall zwischen dem Innenraum des Halsstückes und der leitenden Schicht außen vorhanden ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun in der folgenden Beschreibung anhand der Zeich­ nungen erläutert, welche bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Behälters darstellen. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten be­ vorzugten Ausführungsform eines Behälters für Flüssiggas,

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelansicht der Fig. 1 und

Fig. 3 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, aber von einer anderen Ausführungsform.

Gemäß den Fig. 1 und 2 weist der Behälter einen Innen­ behälter 2 aus Aluminium und ein langgestrecktes Halsstück 3 aus isolierendem Material auf, das bei 3′ auf dem Innen­ behälter 2 angekittet oder angeklebt ist. Dieses langge­ streckte Halsstück 3 ist über sein oberes Ende 4 in einem ringförmigen Übergangsrohr 5 befestigt, welches am oberen Ende eines Außenbehälters 6 aus nicht rostendem Stahl an­ gebracht ist und mit dem Innenbehälter 2 einen evakuierten Isolierraum 7 schafft, in welchem ein Schichtkörper 8 aus Mantelabschirmungen angeordnet ist, welche abwechselnd thermisch leitende Schichten 9 aus leitendem Material, wie z. B. Aluminiumfolie, und thermisch isolierende Schichten 10 aus isolierendem Material, wie z. B. Papierfolie, sind.

Beispielsweise bilden die thermisch leitenden Schichten 9 mit einer Dicke von 9 µ jeweils einen Randteil 12, der unter Zwischenlage eines Randteiles 13 einer thermisch isolierenden Schicht 10 gegen die äußere zylindrische Flä­ che des Halsstückes 3 unter Druckwirkung eines ringförmi­ gen Befestigungsstückes 14 aufgebracht ist. Dieses ring­ förmige Befestigungsstück 14 kann eine Feder, ein mit Klemmwirkung zusammengedrückter Draht, ein Kautschukband, eine Schelle, ein Reifen oder jedes andere Stück sein, welches eine Stütze oder eine Auflage unter Druck für das Randteil 12 der schirmartigen, thermisch leitenden Schicht 9 sicherstellt. Man weiß, daß das Zwischenlegen der ther­ misch isolierenden Schicht 10 die Wärmeisolation zwischen zwei benachbarten leitenden Schichten 9 gut sicherstellen kann.

Gemäß Fig. 3 ist zwischen einem Klemmring als ringförmi­ gem Befestigungsstück 14 und einer thermisch leitenden Schicht 9 eine thermisch isolierende Schicht 10 angeordnet, und um die Wärmeisolation zwischen zwei benachbarten ther­ misch leitfähigen Schichten sicherzustellen, hat man den Randteil 13 einer thermisch isolierenden Schicht 10 um eine Kante 15 eines Randteiles 12 einer thermisch leiten­ den Schicht 9 herumgelegt oder -gefaltet.

Als Beispiel für ein thermisch isolierendes Material für das langgestreckte Halsstück 3 des Innenbehälters 2 kann man ein Epoxyschichtharzglas verwenden, dessen Wärmeleit­ fähigkeit bei tiefer Temperatur 1,05 × 10² Watt/m ist, oder ein Material, das eine Wärmeleitfähigkeit von 0,895 × 10² Watt/m hat.

Die Ausführungsformen nach den Fig. 2 und 3 führen vom thermischen Gesichtspunkt aus etwa zu gleichen Ergebnis­ sen. In beiden Fällen erhält man z. B. für einen 34-Liter- Behälter - mit einem Halsstück mit einem Innendurchmesser von 50 mm, einer Dicke von 1 mm und einer Nutzlänge von 280 mm mit 20 Schichten aus Vlies - Verluste durch Verdam­ pfung von 2% pro Tag, was besser als die Leistung klassi­ scher Behälter mit einem Halsstück aus nicht rostendem Stahl ist.

Claims (4)

1. Behälter für verflüssigtes Gas mit einem sehr niedrigen Siedepunkt, wie Wasserstoff, Helium oder Neon, mit einem Innenbehälter (1, 2) zur Aufnahme des verflüssigten Gases, der ein langgestrecktes Halsstück (3) aufweist, welches sich bis zu einem Außenbehälter (6) erstreckt, der unter Bildung eines evakuierten Isolierraumes (7) den Innenbehälter (1, 2) mit Abstand umgibt, wobei der Isolierraum (7) einen Schichtkörper (8) aus abwechselnd aufeinanderfolgenden thermisch leitenden (9) und ther­ misch isolierenden (10), übereinander angeordneten Schichten (9, 10) enthält, von denen die thermisch lei­ tenden Schichten (9) längs eines Randteiles (12) der­ selben einzeln durch ringförmige Befestigungsstücke (14) an den Innenbehälterhals (3) angedrückt sind, da­ durch gekennzeichnet, daß die Randteile (13) der iso­ lierenden Schichten (10) zusammen mit den benachbarten Randteilen (12) der leitenden Schichten (9) von den ringförmigen Befestigungsstücken (14) gegen das Hals­ stück (3) geklemmt sind, das aus einem Kunststoff-, Kunstharz- oder Glasmaterial besteht, welches je nach Bedarf glasfaserverstärkt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile (13) der isolierenden Schichten (10) zwi­ schen den ringförmigen Befestigungsstücken (14) und den Randteilen (12) der leitenden Schichten (9) angeordnet sind und um die Kanten der leitenden Schichten (14) her­ umgelegt sind (Fig. 3).

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile (13) der isolierenden Schichten (10) zwi­ schen den Randteilen (12) der leitenden Schichten (9) und dem Halsstück (3) angeordnet sind (Fig. 2).

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ringförmigen Befestigungsstücke (14) als Kautschukbänder oder als metallische Klemmfe­ dern ausgebildet sind.