DE610518C - Vorrichtung zur Aufbewahrung von Gas mit tiefliegendem Siedepunkt - Google Patents

Vorrichtung zur Aufbewahrung von Gas mit tiefliegendem Siedepunkt

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Description

Die Erfindung· bezieht sich, auf eine Vorrichtung· zur Lagerung eines verflüssigtem Gases mit tiefliegendem Siedepunkt, wie Sauerstoff, Stickstoff, Methan o. dgl., und zur Ablieferung desselben in dieser Phase oder als Druckgas von beliebigen Drücken. Es sind bereits ähnlichen Zwecken dienende Vorrichtungen bekanntgeworden, bei denen der !entnommene Inhalt der Behälter vor dem Austritt durch die ihn umgebende Isolierschicht geleitet wird, um ihre Isolierfähigkeit zu 'erhöhen.
Ferner ist es bereits vor dieser Erfindung bekannt gewesen, den Vergaser ganz oder teilweise in die Isolationsschicht des Gefäßes für die Aufbewahrung des verflüssigten Gases zu legen. Ferner war 'es bereits bekannt, den Verdampfer schalenförmig um das Flüssigkeitsgefäß herum an-
ao zuordnen.
Mit der neuen Vorrichtung soll nicht nur erreicht werden, zu beliebiger Zeit Gas in der flüssigen oder Gasphase 'entnehmen und die Belieferung mit Druckgas ununterbrochen vornehmen zu können, sondern es wird auch angestrebt, daß die Zeitdauer zwischen der vollständigen Einstellung der Entnahme bis zu einem solchen Ansteigen des Druckes im Vorratsbehälter, daß sich das Sicherbeitsventil öffnet, möglichst groß wird.
Zu diesem Zwecke wird gemäß der Erfindung die Flüssigkeit aus dem Vorratsbehälter in einen ganz innerhalb seiner Isolationsschicht angeordneten, durch ein von außen zugeführtes Heizmittel aufgeheizten Vergaser geleitet, dier sowohl mit dem Flüssigkeits- als auch mit dem Gasraum des Vorratsbehälters in Verbindung steht und außerdem 'eine zur Verbrauchsstelle führende Flüssigkeitsleitung besitzt.
Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführungsform der neuen Vorrichtung im Längsschnitt veranschaulicht.
Der von dem Gehäuse 12 umschlossene Behälter, in dem sich das verflüssigte Gas 10 befindet, ist mit 11 bezeichnet. Der zwischen Flüssigkeitsbehälter und Außengebäuse befindliche Raum. ist mit einem geeigneten Isoliermaterial 13, beispielsweise Magnesium* carbonat, ausgefüllt, das ein Eindringen der Außenwärme zum Innenbehälter nur in sehr beschränktem Maße gestattet.
In die Isolationsschicht ist ein Hilfsgefäß (Vergaser) 14 verlegt, das dazu dient, 'einen Teil der Flüssigkeit des Gefäßes 10 auf zuheizen. Dieses Hilfsgefäß 14 besteht aus einem nach dem Radius des Flüssigfeeitsbehälters 11 gekrümmten Rohrstück, das sich nur um einen Teil des Umfangas desselben erstreckt, ohne jedoch- dasselbe zu berühren. Dieses Hilfsgefäß besitzt an seinem oberen Ende einen in den oberen Teil des Flüssigkeitsbehälters 11 mündenden verjüngten Ansatz 15. An seinem unteren Ende trägt das Hilfsgefäß ein in den Boden des Flüssigkeitsbehälters 1.1 mündendes Rohrstück
16, durch das verflüssigtes Gas aus dem Behälter Ii in das Hilfsgefäß strömt und in diesem bis zur Höhe des Spiegels der Flüssigkeit io im Behälter 11 ansteigt. Auf diese Weise TDildet die in dem Hilfsgefäß befindliche Flüssigkeit eine in der Nähe der Hauptflüssigkeitsmasse des Behälters befindliche Säule ij.
Durch den größeren Teil des Rohres 14 to erstreckt sich eine für den Durchtritt des Heizmittels dienende Leitung 18, die am oberen Ende des Hilf sgef äßes 14 ein- und nahe dem unteren Ende desselben austritt. Außerhalb des Gehäuses 12 tragen die Enden des Rohres 18 Verbindungsstücke 19 bzw. 20, durch die das Heizmittel 'ein- und ausströmt. Das Hilfsgefäß 14 läuft an seinem unteren Ende in ein Entnahmerohr 21 für das verflüssigte Gas aus, das an seinem außerhalb des Gehäuses befindlichen Teil ein zur Kontrolle des aus dem Rohr 21 in die Verlängerung 33 strömenden Gases dienendes Ventil 22 trägt.
In die Krone des Flüssigkeitsgefäßes 11 mündet das Füllrohr 23,, das mit 'einem in der Gehäusewandung befindlichen Stutzen 24 verbunden ist, der einen Verschlußstopf en 25 besitzt. Alsdann mündet in den oberen Teil des Gefäßes 11 ein Rohr 26 für den Durchgang der oberhalb des Flüssigkeitsspiegels im Gefäß 11 befindlichen Gasphase. An das Rohr 26 schließt sich außerhalb des Gehäuses 12 ein Leitungsrohr 27. Vor der Abzweigung1 des Rohres 27 von dem Rohr 26 ist letzteres mit einem Absperrventil 28 und 'einem Sicherheitsventil 29 ausgerüstet, und zwar letzteres am Ende des durch das Gehäuse 12 gehenden Zweigrohres 30. Das Sicherheitsventil 29 dient dazu, in dem über der Flüssigkeit im Behälter 11 befindlichen Gasraum einen unerwünschten Überdruck zu vermeiden. Durch die Leitung 27 erfolgt die Speisung leines Rezipienten 34 mit Druckgas. An das obere Ende des Rohres 27 schließt sich die Verbrauchsleitung3i. Die Menge des hindurchströmenden Verbrauchsgases wird durch ein Ventil 32 geregelt.
Es erhellt, daß die Gestaltung" des Tanks in beliebiger Weise abgeändert werden kann, ohne dabei vom Wesen der Erfindung abzuweichen. So kann beispielsweise das Flüssigkeitsgefäß 11 noch einen dünnwandigen Einsatz besitzen, der in den starkwandigen Außenbehälter unter Bildung eines Zwischenraumes 'eingesetzt ist.
Der Tank arbeitet in folgender Weise:
Verflüssigtes Gas wird in das Innengefäß 11 durch das Füllrohr 23 eingebracht, und
. wenn die gewünschte Menge umgefüllt -worden ist, wird das Füllrohr durch den Stopfen 25 verschlossen. Ein Teil des verflüssigten Gases fließt alsdann infolge seiner Schwere durch den Stutzen 16 in das Hilfsgefäß. 14,. in dem das Gas in Berührung mit dem Heizrohr 18 gelangt. Wenn das verflüssigte Gas 'eingefüllt ist, besitzt dasselbe zunächst eine Temperatur, die seinem Siedepunkt bei Atmosphärendruck entspricht. Die Temperatur der Wandung des Flüssigkeitsbehälters., die mit dem verflüssigten Gas in Berührung steht, wird dadurch auf eine Temperatur herabgemindert, die praktisch gleich der des verflüssigten Gases ist. Der Druck des alsdann durch die Leitungen 31 und 33 an die Verbrauchsapparate abgegebenen Gases hat eine vorher bestimmte Größe. Dieser Druck wird allgemein mit Versorgungsleitungsdruck bezeichnet.
Damit Gas axis dem Behälter zum Verbrauchsapparat strömen kann, muß der Druck innerhalb des Gefäßes auf 'einen Wert gebracht werden, der höher als dieser Leitungsdruck ist. Von dem in dem Rezipienten 34 befindlichen Druckgas kann dem neu gefüllten Flüssigkeitsgefäß durch Öffnen des Ventils 28 eine gewisse Menge zugeleitet werden. Diese Menge oder der Druck des in dieser Weise .aufgespeicherten Gases ist jedoch gewöhnlich unzureichend, tun die gewünschte Drucksteigerung hervorzurufen. Weiterhin hat der Druck das Bestreben, herunterzugehen, wenn Gas oder Flüssigkeit verhältnismäßig schnell entnommen werden. In diesem Fall wird 'eine zusätzliche Drucksteigerung durch Zirkulation einer Heiz- flüssigkeit, beispielsweise eines Teiles der vorher verdampften und erwärmten Flüssigkeit, durch das Rohr erzielt, wodurch Wärme von dem Heizmittel auf die in dem Hilfsgefäß 14 befindliche Flüssigkeitssäule übertragen und die Verdampfung 'einer gewünschten Menge des verflüssigten Gases bewirkt wird. Der Dampf kann beim Strömen längs des oberen oder Einlaßteiles der Leitung 18 um einen geringen Grad überhitzt werden, worauf er durch den Ansatz 15 in den über der Flüssigkeit im Behälter 11 befindlichen Raum gelangt, wodurch der Druck in diesem und folglich auch in allen in offener Verbindung' mit demselben stehenden Teilen und auch in dem Sammelbehälter 34 gesteigert wird.
Wenn der in dem Flüssigkeitsbehälter und dem Sammelbehälter 34 befindliche Druck eine Höhe erreicht hat, die über der des gewünschten Druckes in der Verbrauchsleitung liegt, strömt das Gas aus dem Flüssigkeitsbehälter in die Verbrauchsleitung. Das Ausströmen des verflüssigten Gases erfolgt nach Öffnen des Ventils 22 durch den Verbindungsstutzen 16, Leitung121 und 33. Steigt der im Flüssigkeitsbehälter befindliche* Druck bis zu 'einer Höhe, die über der des ge-
wünschten Leitungsdruckes liegt, wird eine Herabminderung des Druckes durch Öffnen des Ventils 32 bewirkt, und Gas strömt über die Leitung 31 zum Verbrauchsapparat.
Wiederholte Versuche haben gezeigt, daß, wenn der im Flüssigkeitsbehälter befindliche Druck durch Eindringen von Gas in den über dem Flüssigkeitsspiegel befindlichen Raum gesteigert wird, die Temperatur der Flüssigkeitsmasse nicht sogleich diejenige Höhe annimmt, die sie im Gleichgewicht mit ihrem Dampf bei dem höheren, nach Eintritt des Gases herrschenden Druck haben würde. Es ist im Gegenteil festgestellt wo-rden, daß eine Wärmeübertragung mit folgender Dampfkondensierung bei ungestörter Oberfläche des verflüssigten Gases verhältnismäßig langsam eintritt. Es ist ebenfalls beobachtet worden, daß infolge der Wirksamkeit der Isolation 13 und der Bauart des Flüssigkeitsgefäßes und des sich ergebenden verhältnismäßig geringen Eindringens von Wärme in die Flüssigkeitsmasse des Behälters, wobei die spezifische Wärme sowohl des verflüssigten Gases als auch des Materials, aus dem das Gefäß besteht, bedeutende Faktoren sind, die Temperatursteigerung des verflüssigten Gases in dem Behälter entsprechend langsam vor sich geht.
Wenn jedoch, wie dies bei dem Hilfsgefäß 14 der Fall ist, der Heizkörper 18 direkt in der Flüssigkeit 17 lagert, wird diese Menge auf die Gleichgewichtstemperatur erwärmt, wobei ihr Dampf einen höheren Druck besitzt, ehe die zur Erzeugung der gewünschten Druckzunahme erforderliche Verdampfung stattfindet.
Es ist üblich, eine Gasaufspeicherung in der Weise vorzusehen, wie sie der Rezipient 34 ermöglicht, damit derselbe mit dem Flüssiggasbehälter oder Kaltvergaser zu dem beschriebenen Zweck zusammenarbieitet. Wenn, wie dies im vorstehenden ausgeführt wurde, nach Füllung des Kaltvergasers und erfolgter Drucksteigerung der auf dem gewünschten, oberhalb des Versorgungsleitungsdruckes liegende Arbeitsdruck gesteigert ist, ist es erwünscht, durch Schließen der Ventile 22 und 32 die Gasentnahme vollständig zu sperren, wobei das verflüssigte Gas 10 und das Druckgefäß 11 unterkühlt werden, d. h. eine Temperatur erhalten, die unter der Gleichgewichtstemperatur des verflüssigten Gases und seines Dampfes bei dem vorhandenen Druck liegt. Derselbe hat alsdann 'eine große Fähigkeit, Wärme zu absorbieren, und zwar derjenigen Wärme, die vor Erreichen der Gleichgewichtstemperatur eindringt, so daß der Eintritt einer weiteren Verdampfung des verflüssigten Gases erfolgen kann. Deshalb wird das Maß der Drucksteigerung innerhalb des Flüssiggasbehälters und seines damit verbundenen Rezipienten in beträchtlichem Maß herabgemindert im Vergleich zu dem Maß, das 'eintreten würde, wenn die 6g Temperatur des flüssigen Gases gleich nach der Füllung auf die dem gewünschten Arbeitsdruck entsprechende Gleichgewichts temperatur gebracht worden wäre, wie dies bei den früheren Verfahren des Verdampfens eines Teiles des verflüssigten Gasies der Fall ist, bei dem Wärme auf die Hauptmasse des verflüssigten Gases übertragen wird.
Es erhellt somit, daß bei einem gewissen Fassungsvermögen des Aufbewahrungsbehälters die verstrichene Zeitdauer von der vollständigen Einstellung der Entnahme bis zum Steigen des Druckes auf eine Höhe, die genügend hoch ist, damit sich das Sicherheitsventil öffnen und Gasmaterial nach der Atmo-Sphäre hin freigeben kann, durch das vorliegende Verfahren und die Apparatur zur Ausführung desselben beträchtlich gesteigert wird.

Claims (4)

85 Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Aufbewahrung von Gas mit tiefliegendem Siedepunkt und Abgabe in flüssigem oder gasförmigem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter von einem ganz innerhalb seiner Isolationsschicht angeordneten, durch ein von außen zugeführtes Heiz-• mittel aufgeheizten Vergaser umgeben wird, der sowohl mit dem Flüssigkeitsais auch mit dem Gasraum des Vorrats? behälters in Verbindung steht und außerdem leine nach außen führende Flüssiglaeitsentnahmeleitung besitzt. iqo
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergaser und das Flüssigkeitsentnahmerohr parallel zur Außenwandung des Vorratsbehälters verlaufend angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, da-. durch gekennzeichnet, daß der röhrenförmig ausgebildete Vergaser nach dem Radius des kugelförmigen Flüssigkeitsbehälters gekrümmt ist.
4. Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Vergasers ein auf nahezu seiner Gesamtlänge verlaufendes Heizrohr angeordnet ist, dessen Enden nach außen geführt sind.
Hierzu ι Blatt Zeichnungen
BERLIN. GEDRÜCKT IN DEH
DED65786D 1932-05-04 1933-04-30 Vorrichtung zur Aufbewahrung von Gas mit tiefliegendem Siedepunkt Expired DE610518C (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10358311A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-14 Bayerische Motoren Werke Ag System und Verfahren zur Verdampfung eines kryogen gespeicherten Kraftstoffs

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DE10358311A1 (de) * 2003-12-11 2005-07-14 Bayerische Motoren Werke Ag System und Verfahren zur Verdampfung eines kryogen gespeicherten Kraftstoffs
US7360368B2 (en) 2003-12-11 2008-04-22 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System and method for vaporizing a cryogenically stored fuel

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