DE604348C

DE604348C -

Info

Publication number: DE604348C
Application number: DENDAT604348D
Authority: DE
Priority date: 1932-04-19
Also published as: US1976688A; FR754200A; GB409113A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Behälter für verflüssigte Gase mit tiefliegendem Siedepunkt, wie verflüssigte Luft, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlensäure u. dgl. Mit der Erfindung wird die Schaffung eines Behälters bezweckt, bei dem nur verhältnismäßig geringe Verdampfungsverluste auftreten.

Es sind schon Behälter für verflüssigte Gase mit tiefliegendem Siedepunkt bekanntgeworden, bei denen der Flüssigkeitsbehälter von mehreren ineinandergeschachtelten, in der Isolierschicht angeordneten Hüllen umgeben ist, wodurch eine Anzahl von Kammern entsteht, die nacheinander von den oberhalb des Spiegels der Flüssigkeit im Behälter sich ansammelnden Verdampfungsprodukten durchströmt werden.

Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Behälter ist zwischen dem Druckgefäß und Außengehäuse in der Isolierung ein hüllenartiger, gut wärmeleitender Schild eingebettet, der durch die aus dem Behälter entnommene Flüssigkeit gekühlt wird. Die Flüssigkeitsleitung wird zu diesem Zweck um den Schild herumgeleitet. Hierdurch wird erreicht, daß eine hohe Wirkung des Isoliermaterials erhalten bleibt und die Verdampfungsverluste auf ein niedriges Maß beschränkt werden.

Geeignete Ausführungsformen gemäß der Erfindung sind auf den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht, und es ist

Fig. ι ein Vertikalschnitt durch die Gesamteinrichtung.

Fig. 2 zeigt einen der Fig. 1 ähnlichen Längsschnitt mit abgeänderter Ausführungsform des Wärmeschutzschildes.

Mit 10 (s. Fig. 1) ist der gesamte Behälter zur Aufnahme des verflüssigten Gases 11 bezeichnet. Dieser Behälter besitzt ein dünnwandiges Gefäß oder Einsatz 12, der innerhalb des Druckgefäßes 13 unter Bildung eines gleichmäßigen Zwischenraumes zwischen ihm und dem Druckbehälter angeordnet ist. Innerhalb des Flüssigkeitsbehälters befindet sich das Entnahmerohr 14, das bis an eine Stelle nahe dem Boden des Einsatzes 12 reicht, sowie ein Füllrohr 15, das in die obere Wand des Einsatzes mündet. Ein Rohr 16 zur Entnahme von Verdampfungsprodukten reicht in den oberhalb der Flüssigkeit befindlichen Raum des Einsatzes hinein. Die Rohre 14 und 16 sind schlangenförmig in die Isolation verlegt und treten bei I4a bzw. bei i6_a aus dem Gehäuse heraus. Das Gasentnahmerohr 16 ist außerhalb des Gehäuses mit einem Sicherheitsventil 17 ausgerüstet, um eine ungewünschte Drucksteigerung in diesem Rohr zu vermeiden. Der Flüssigkeitsbehälter 10 ist mit einer Isolation 18 umgeben, um das Eindringen von Wärme in die im Behälter 10 befindliche Flüssigkeit auf ein möglichst geringes Maß zu beschränken. Diese Isolation befindet

sich innerhalb der Außenhülle 19, die aus starkem und dauerhaftem Material, beispielsweise Eisenblech, besteht. Das Gehäuse soll praktisch gasdicht ausgebildet und gegen das Eindringen von Flüssigkeit geschützt sein.

Um die aus der Außentemperatur oder aus anderer Quelle durch die Isolation zum Flüssigkeitsbehälter strömende Wärmemenge zu verringern, wird gemäß der Erfindung ein Körper von verhältnismäßig hoher Wärmeleitung eingeschaltet und so ausgebildet, daß er einen beträchtlichen Teil der Wärme auffängt, die bestrebt ist, zum Flüssigkeitsbehälter zu strömen. Dieser Körper besteht aus Metall, besitzt eine verhältnismäßig hohe spezifische Wärme und kann entweder dauernd oder mit Unterbrechungen gekühlt werden, um zu verhindern, daß er innerhalb des Behälters eine zweite Wärmequelle bildet, die bestrebt sein könnte, zur Flüssigkeit des Behälters zu fließen. In dieser Weise operieren der eingeschaltete Körper und das damit verbundene Kühlmittel, um den Flüssigkeitsbehälter gegen einen großen Teil der äußeren Wärmewirkung zu schützen.

Bei der hier veranschaulichten Ausführungs=— form besteht der zwischengeschaltete Körper aus einem zylindrischen metallischen Mantel 20, der von der Isolation _ getragen wird und das Gefäß 10 umgibt. Um diesen Mantel in der im vorhergehenden angedeuteten Weise zu kühlen, werden die schlangenförmigen Teile der Rohre 14 und 16 mit ihm in Wärmeaustausch gebracht.

Während das Gehäuse 19, wie im vorstehenden ausgeführt ist, hermetisch geschlossen ist, bewirkt die infolge der wiederholten Entnahme und Füllung des Behälters 10 entstehende abwechselnde Ausdehnung und Zusammenziehung des Behälters 10 und der umgebenden Isolation, daß die in der Isolation eingeschlossene Luft sich ebenfalls ausdehnt und zusammenzieht, so daß am Gehäuse 19 Undichtigkeiten entstehen und die so durch die Außenatmosphäre eintretende Luft die Isolation schädlich beeinflußt. Die hier vorgeschlagenen wärmeabsorbierenden Teile, die wiederholt erwärmt und gekühlt werden, sind in dieser Wirkung insbesondere zugänglich. Als Schutz gegen diese Beeinflussung ist das Gehäuse 18 mit einer Vorrichtung ausgestattet, die die sogenannte Atemwirkung nur durch den Ein- und Austritt von atmosphärischer Luft gestattet, die praktisch von aller Feuchtigkeit befreit ist.

Die Trockenvorrichtung hat gemäß der dargestellten Ausführungsform die Gestalt eines aufgehängten Zylinders, der einen Deckelverschluß 31 besitzt und durch- ein Rohr 32 mit dem Gehäuseinnern verbunden ist. Der Zy-Under des Wassersackes 30 ist mit einem Feuchtigkeitsabsorptionsmittel angefüllt.

Die Wärmeschutzhülle gemäß der Erfindung arbeitet in folgender Weise:

Wenn keine Flüssigkeit entnommen wird, nehmen die verschiedenen Teile des Behälters Temperaturen gemäß einem gewissen Druckgefälle an, wobei der kälteste Teil der Innenbehälter und der wärmste das Außengehäuse ist. Deshalb wird die Wärmeschutzhülle nach einer gewissen Zeit eine Temperatur annehmen, die zwischen den extremen Temperaturen liegt und annähernd mit der Temperatur der in ihrer Nähe befindlichen Isolation übereinstimmt. Wenn Gas oder Flüssigkeit entnommen wird, absorbiert das die Temperatur des verflüssigten Gases besitzende Kaltgas Wärme von der Schutzhülle und von der in ihrer unmittelbaren Nähe befindlichen Isolation, und die Temperatur der Schutzhülle sinkt. Die gekühlte Wärmehülle erhält alsdann wegen ihrer Wärmekapazität die Fähigkeit, eine beträchtliche Menge der durch die Isolation von außen dauernd eindringenden Wärmemenge aufzunehmen, wodurch die Wärme verhindert wird, an die Flüssigkeitsmasse zu gelangen und das verflüssigte Gas zu verdampfen. Das Kühlen der Wärmeschutzhülle kann entweder durch die Flüssigkeit oder entnommene Gasphase allein oder in der dargestellten Weise durch beide bewirkt werden. Dieses Kühlen bewirkt ebenfalls die Aufrechterhaltung der Kühlwirkung des durch die Röhren 14 und 16 entnommenen Gases, da es innerhalb des Gehäuses 19 dazu benutzt wird, um das verflüssigte Gas gegen starke Verdampfungsverluste zu schützen. Diese Schutzhülle verhindert ebenfalls, daß eine Steigerung des Druckes, die nach erfolgtem Füllen des Behälters durch normale Verdampfung entsteht, vermindert wird.

Die Aufrechterhaltung der Kühlwirkung durch die Schutzhülle, wenn der Behälter zum erstenmal gefüllt wird, ergibt sich am besten aus folgendem Beispiel:

Angenommen, der Behälter besitzt Raumtemperatur und soll mit flüssigem Sauerstoff gefüllt werden. Unter diesen Bedingungen werden die anfänglichen Verdampfungsverluste verhältnismäßig groß sein. In dem Maße, in dem das Gas in thermische Leitungsbeziehung zu der Schutzhülle tritt, wird die Kühlwirkung aufrechterhalten, während die Schutzhülle ihrerseits die zwischen ihr und dem Flüssigkeitsbehälter befindliche Isoliermasse kühlt.

In der in Fig. 2 veranschaulichten abgeänderten Ausführungsform der Erfindung ist die Flüssigkeitsentnahmeleitung mit 141 und das Gasableitungsrohr mit 161 bezeichnet. Das Rohr 161 ist zunächst um den Flüssigkeitsbehälter 13 herumgeführt und wird alsdann in Schlangenform um den Zwischenkörper 200 geleitet und endet in einer Düse 163 außerhalb des Gehäuses 19. Der Zwischenkörper 200 ist

hier an den Enden offen und umschließt den Druckbehälter 13 nicht vollständig, sondern schützt in der Hauptsache die Seiten desselben. Die Anwendung des Teiles 161 des Gasabzugsrohres zum Abkühlen des Druckbehälters 13 gleicht irgendwelche Wärmewirkung aus, die sonst das Druckgefäß 13 um den Zwischenkörper 200 herum erreichen würde. Es ist somit ersichtlich, daß diese Anordnung der Wärmeabsorptionsfähigkeit des Zwischenkörpers 200 und der Wandung 13 des Flüssigkeitsbehälters nutzbar gemacht werden, um die Wärmewirkungen aufzufangen, die gemäß der Erfindung von dem verflüssigten Gas ferngehalten werden sollen. Der auf diese Weise zusammen mit dem Kühlmittel vorgesehene zweiteilige Wärmeabsorptionskörper kann somit als eine Verbundwärmeschutzhülle bezeichnet werden. In anderer Beziehung ist diese Form von Flüssigkeitsbehälter gleich der in Fig. 1 veranschaulichten, und die einander entsprechenden tragen ■ gleiche Bezugszeichen.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform der Erfindung ist ähnlich der vorbeschriebenen.

Das durch die Verdampfung des im Innenbehälter befindlichen flüssigen Gases erzeugte Kaltgas strömt durch das Abzugsrohr aus und entzieht dem Metall des Druckbehälters 13 und dem Metall des zwischengeschalteten Körpers 200 Wärme. Hierdurch wird das Metall dieser Teile auf eine unter ihrer normalen Temperatur liegenden Höhe gekühlt, so daß sie infolge ihrer hohen spezifischen Wärmekapazität eine Menge Wärme absorbieren, die von einer Außenquelle her durch die Isolation strömt.

• Aus dem Vorbeschriebenen geht hervor, daß, wenn das Gehäuse 19 genügend erwärmt ist, um eine Wärmestrahlungsquelle zu werden, die bis zu der im Behälter 10 befindlichen Flüssigkeit vorzudringen bestrebt ist, diese Strahlung durch den Wärmeabsorptionskörper abgeschnitten wird, der einen beträchtlichen Teil der Oberfläche des Flüssigkeitsbehälters schützt, inSem er von der Strahlung praktisch unbetfoffen bleibt. Diese geschützten Stellen können +5 "als unsichtbare Wärmeschatten bezeichnet werden, zum Unterschied von Lichtschatten, die dem Auge erkennbar sind.

Es versteht sich von selbst, daß die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Wärmeschutzhüllen andere Formen und Gestaltungen als die dargestellten und beschriebenen Schutzhüllen haben und auch mit Bezug aufeinander in anderer Weise angeordnet sein können.

Claims

Patentansprüche:

1. Behälter zur Aufbewahrung und Beförderung verflüssigter Gase mit tiefliegendem Siedepunkt, bestehend aus einem mit Einsatz versehenen Druckbehälter, der in einer isolierenden Schicht liegt, die außen von einem Außengehäuse umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Druckbehälter und Außengehäuse in der Isolierung ein hüllenartiger, gut wärmeleitender Schild eingebettet liegt, der durch die aus dem Behälter entnommene Flüssigkeit gekühlt wird, die zu diesem Zwecke um den Schild herumgeleitet wird.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die ungewollten Verdampfungsprodukte vor ihrem Austritt aus dem Außengehäuse um den Schild herumgeleitet werden.

3. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ungewollten Verdampfungsprodukte zunächst um das Druckgefäß und alsdann zusammen mit der entnommenen Flüssigkeit um den Schild herumgeleitet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen