EP4466483A1 - Passive kühlung von flüssigen gasen in einem system - Google Patents

Passive kühlung von flüssigen gasen in einem system

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Publication number
EP4466483A1
EP4466483A1 EP23700415.5A EP23700415A EP4466483A1 EP 4466483 A1 EP4466483 A1 EP 4466483A1 EP 23700415 A EP23700415 A EP 23700415A EP 4466483 A1 EP4466483 A1 EP 4466483A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wall
arrangement
liquid
space
gases
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23700415.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco KROTH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KSB SE and Co KGaA
Original Assignee
KSB SE and Co KGaA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KSB SE and Co KGaA filed Critical KSB SE and Co KGaA
Publication of EP4466483A1 publication Critical patent/EP4466483A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/14—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems
    • F16L59/141—Arrangements for the insulation of pipes or pipe systems in which the temperature of the medium is below that of the ambient temperature

Definitions

  • the invention relates to a system with an arrangement which has an inner wall and an outer wall, the inner wall enclosing a liquid gas in a first space and a second space being formed between the inner wall and the outer wall.
  • Pipelines consist of pipes, pipe connections and the associated fittings. They are used to transport fluids and free-flowing or pumpable solids and to transfer mechanical and thermal energy.
  • a fitting describes a component for changing, controlling and/or regulating material flows, which is used in particular in pipelines and containers for gases and liquids.
  • a system can also be designed as a container.
  • a container or container is an object that has a cavity inside it, which serves in particular to separate its contents from its environment.
  • a wall which encloses the cavity as a flat structure, is usually used for this purpose.
  • Gases liquefied by cooling and/or compression are referred to as liquefied gases, which either remain cold and liquid at normal pressure due to the enthalpy of vaporization and/or with appropriate thermal insulation or are pressurized in order to maintain the liquefied state.
  • liquid gases can be stored and transported in sufficiently insulated systems. If necessary, the temperature of the liquid gas in a system can be kept constant by passive cooling, in particular by slow and continuous boiling of a small proportion of the liquid gas.
  • DE 21 03 581 C2 discloses a pipeline for transporting liquids at low temperatures, consisting of an inner pipe that can be subjected to axial loads and a coaxial outer pipe, which are supported on one another by connecting pieces and between which a thermal insulation layer is provided.
  • US Pat. No. 7,578,315 B2 describes a composite pipe assembly comprising an inner, non-pressure-bearing pipe arranged inside an outer pressure-bearing pipe.
  • a first insulating material insulates the inner tube from the outer tube, with the insulating material and the outer tube forming a fluid channel into which a fluid flow from the inner tube flows via through-holes or vent openings.
  • the object of the invention is to specify a system with an arrangement that can cool liquid gases sufficiently passively.
  • the system should be designed in such a way that no energy is required for cooling.
  • the system should be designed in a particularly simple manner and be able to be implemented cost-effectively.
  • this object is achieved by a system with an arrangement.
  • the inner wall has at least one opening for the expansion of the liquid gas into the second space.
  • the system preferably serves to provide gases that are liquefied for transport and/or storage.
  • the system is preferably understood to be the last transport section between storage or transport and use, which is then provided in the gas phase.
  • the arrangement has a first space as an inner transport tube, which is closed off by the inner wall, with the inner wall being surrounded by an outer wall.
  • the outer wall is preferably insulated, with the insulation meeting the requirements of extremely low temperatures.
  • the arrangement has more than two, preferably more than three, in particular more than four, openings through which the liquid gas expands into the second space formed between the inner and outer wall.
  • the liquid gas vaporizes and withdraws the vaporization enthalpy from the system. This cools the system, particularly the liquefied gas within the inner wall, in such a way that no external cooling of the system is necessary to keep the liquefied gas in the liquid state.
  • the openings are distributed in the system in such a way that heat is preferably extracted uniformly over the entire system.
  • the inner wall is arranged with at least one spacer element inside the outer wall.
  • a second space is formed between the inner and outer wall, which is advantageously spaced evenly apart and into which the vaporized liquid gas can flow.
  • the arrangement has at least one socket.
  • the socket is preferably arranged on the outer wall.
  • the gas flowing out via the nozzle can also be fed to an intermediate storage facility.
  • evaporative cooling by liquefied gases in systems through which there is a continuous flow is excellently suited to passively cooling the system.
  • the passive cooling in combination with the provision in the gaseous state of the previously liquid gas for further use is advantageously linked.
  • the system has at least one sensor.
  • the sensor can be arranged inside the inner wall and/or on the inner wall and/or in the second space between the inner and outer wall and/or on the outer wall and/or on an opening and/or on a socket and/or on a spacer element.
  • the advantageous implementation of at least one sensor monitors the system. This allows the status of the system to be continuously monitored and, if necessary, automatically influenced.
  • the senor is designed as a temperature sensor, for example as a resistance thermometer.
  • the temperature sensor preferably records the temperature of the liquid gas.
  • the sensor is designed as a pressure sensor. Ideally, the pressure sensor can detect the pressure between the inner and outer wall.
  • the senor is designed as a flow sensor.
  • the flow from the inner wall into the space between the inner and outer wall and/or the flow at the socket can be measured.
  • the system comprises at least one element for changing an opening cross section.
  • the element can serve as a flap for regulating and/or controlling the expansion of the liquid gas.
  • a flap within the inner wall can also influence the inflow of the liquid gas.
  • such an element can interrupt the flow of liquid gas if the system temperature is too high.
  • the system can also include an element for changing the cross-section of the socket.
  • the gas inflow can preferably be controlled and/or regulated for further use.
  • the inner wall is made of a particularly thermally conductive material.
  • This can be, for example, copper or a copper alloy or aluminum or an aluminum alloy.
  • the outer wall and/or the socket and/or the spacer elements are preferably made of a particularly poorly thermally conductive material.
  • This can be, for example, low-temperature-resistant plastics such as PE-UHMW or PTFE.
  • low-temperature-resistant steels such as austenitic stainless steels, titanium alloys or maraging steels can also be used.
  • one wall and/or all walls of the arrangement can have a coating that influences the heat transfer and the heat passage to fulfill the system task.
  • the inner wall of the outer wall has a coating that additionally reduces the passage of heat through the outer tube.
  • the system is surrounded by insulation suitable for use at low temperatures.
  • the outer wall in particular is provided with insulation, for example synthetic resin pressed wood impregnated with special resins.
  • the inner wall has cooling ribs, as a result of which the enthalpy of vaporization can be better extracted from the inner tube wall.
  • liquefied gases in the system are preferably liquid propane, liquid methane, liquid oxygen, liquid nitrogen, liquid hydrogen, liquid helium.
  • the system is generated generatively with an arrangement.
  • complex geometries of the arrangement and/or special shapes of the openings can be implemented.
  • the arrangement is produced by the selective action of radiation on a construction material.
  • the term generative or additively produced includes all manufacturing processes in which material is applied layer by layer and thus three-dimensional construction parts are generated.
  • the layered structure is computer-controlled from one or more liquid or solid materials according to specified dimensions and shapes. Physical or chemical hardening or melting processes take place during construction.
  • Typical materials for "3D printing" are plastics, metals, carbon and graphite materials.
  • a particularly favorable form of additive training is selective laser melting.
  • selective laser melting the metallic structure material in powder form is applied to a plate in a thin layer.
  • the powdered material is completely melted locally at the desired points by means of radiation and forms a solid material layer after solidification.
  • This base plate is then lowered by the amount of one layer thickness and powder is applied again. This cycle is repeated until all layers are melted.
  • the finished parts of the assembly are cleaned of excess powder.
  • the appropriate material can be used in powder form.
  • a laser beam for example, can be used as the radiation, which generates the parts of the arrangement from the individual powder layers.
  • the data for guiding the laser beam are generated using software on the basis of a 3D CAD body.
  • an electron beam EBM can also be used.
  • the system is produced conventionally.
  • the term "conventionally produced” refers to an arrangement that is created and, if necessary, assembled by means of archetypes, forming or a subtractive manufacturing process.
  • an arrangement of liquid gases flows through the system, being passively cooled by the system itself and used to provide the gas in gaseous form.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an exemplary system
  • FIG. 4 is a perspective view of the system.
  • FIG. 1 to 4 show various representations of an exemplary system 9, which has an arrangement 1 with an inner wall 2 and an outer wall 3.
  • the system 9 is shown as a pipe section with a socket 8 for removing the gas for further use.
  • the inner wall 2 encloses a first space 4 in which the liquid gas is transported.
  • the system 9 shown has twenty openings 6 in the inner wall 2 through which the liquid gas expands into the second space 5 .
  • the liquid gas evaporates and removes the vaporization enthalpy from the system 9, in particular from the liquid gas in the first space 4, as a result of which the system 9 experiences enormous passive cooling.
  • Every four openings 6 form an imaginary ring, in which one opening 6 is offset from the next opening 6 by 90°, as is particularly clear in section A-A of FIG.
  • each spacer element 7 is offset by 90 ° to next spacer element 7 positioned, wherein the openings 6 are offset by 45 ° to the spacer elements 7 are arranged.
  • the spacer elements 7 space the inner wall 2 from the outer wall 3 , with the second space 5 being formed between the inner wall 2 and the outer wall 3 .
  • the vaporized gas flows in the direction of nozzle 8, which supplies the gas for further use.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)

Abstract

Passive Kühlung von flüssigen Gasen in einem System. Die Erfindung betrifft ein System (9) mit einer Anordnung (1), die eine innere Wand (2) und eine äußere Wand (3) aufweist. Die innere Wand (2) umschließt ein flüssiges Gas in einem ersten Raum (4). Zwischen der inneren Wand (2) und der äußeren Wand (3) wird ein zweiter Raum (5) gebildet. Die innere Wand (2) weist mindestens eine Öffnung (6) zur Expansion des flüssigen Gases in den zweiten Raum (5) auf.

Description

Beschreibung
Passive Kühlung von flüssigen Gasen in einem System
Die Erfindung betrifft ein System mit einer Anordnung, die eine innere Wand und eine äußere Wand aufweist, wobei die innere Wand ein flüssiges Gas in einem ersten Raum umschließt und zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand ein zweiter Raum gebildet wird.
Das System kann beispielsweise als Rohrleitung oder Armatur ausgeführt sein. Rohrleitungen bestehen aus Rohren, Rohrverbindungen und den zugehörigen Armaturen. Sie dienen zum Transport von Fluiden und riesel- oder pumpfähigen Feststoffen sowie der Übertragung von mechanischer und thermischer Energie.
Eine Armatur bezeichnet ein Bauteil zum Verändern, Steuern und/oder Regeln von Stoffströmen, das insbesondere bei Rohrleitungen und bei Behältern für Gase und Flüssigkeiten verwendet wird.
Darüber hinaus kann ein System auch als Behälter ausgeführt sein. Ein Behälter oder Behältnis ist ein Gegenstand, der in seinem Inneren einen Hohlraum aufweist, der insbesondere dem Zweck dient, seinen Inhalt von seiner Umwelt zu trennen. Dazu dient meist eine Wand, die als flächiges Gebilde den Hohlraum umschließt. Als flüssiges Gas bzw. als Flüssiggas werden durch Kühlung und/oder Kompression verflüssigte Gase bezeichnet, die entweder bei Normaldruck aufgrund der Verdampfungsenthalpie und/oder bei entsprechender Wärmeisolation kalt und flüssig bleiben o- der unter Druck stehen, um den verflüssigten Zustand zu bewahren.
Darüber hinaus können flüssige Gase in ausreichend isolierten Systemen aufbewahrt und transportiert werden. Gegebenenfalls kann die Temperatur des Flüssiggases in einem System durch passive Kühlung, insbesondere durch langsames und kontinuierliches Sieden eines kleinen Anteils des flüssigen Gases, konstant gehalten werden.
Die DE 21 03 581 C2 offenbart eine Rohrleitung zum Transport von Flüssigkeiten bei tiefer Temperatur, bestehend aus einem axial belastbaren Innenrohr und einem koaxialen Außenrohr, die durch Verbindungsstücke aneinander abgestützt sind und zwischen denen eine Wärmedämmschicht vorgesehen ist.
Die US 7 578 315 B2 beschreibt eine Verbundrohrbaugruppe, umfassend ein inneres, nicht drucktragendes Rohr, das innerhalb eines äußeren drucktragenden Rohres angeordnet ist. Ein erstes Isoliermaterial isoliert das Innenrohr vom Außenrohr, wobei das Isoliermaterial und das Außenrohr einen Fluidkanal bilden, in den über Durchgangslöcher oder Entlüftungsöffnungen ein Fluidstrom aus dem inneren Rohr einströmt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein System mit einer Anordnung anzugeben, das flüssige Gase passiv ausreichend kühlen kann. Dazu soll das System konstruktiv so gestaltet sein, dass keine Energie zur Kühlung aufgewendet werden muss. Darüber hinaus soll das System besonders einfach ausgebildet sein und kostengünstig realisiert werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System mit einer Anordnung gelöst.
Bevorzugte Varianten sind den nebengeordneten Hauptansprüchen, den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Erfindungsgemäß weist die innere Wand mindestens eine Öffnung zur Expansion des flüssigen Gases in den zweiten Raum auf.
Vorzugsweise dient das System zum Bereitstellen von Gasen, die zum Transport und/oder zur Lagerung verflüssigt werden. Insofern versteht sich das System vorzugsweise als letzter Transportabschnitt zwischen Lagerung bzw. Transport und der Verwendung, die dann jedoch in der Gasphase vorgesehen ist.
Dazu weist die Anordnung einen ersten Raum als innere Transportröhre auf, die durch die innere Wand abgeschlossen wird, wobei die innere Wand von einer äußeren Wand umgeben ist. Die äußere Wand wiederum ist vorzugsweise isoliert ausgeführt, wobei die Isolierung den Anforderungen von extremen Tieftemperaturen genügt.
Idealerweise weist die Anordnung mehr als zwei, vorzugsweise mehr als drei, insbesondere mehr als vier, Öffnungen auf, durch die das Flüssiggas in den zweiten Raum, der zwischen innerer und äußerer Wand gebildet wird, expandiert. Dabei verdampft das Flüssiggas und entzieht dem System die Verdampfungsenthalpie. Dadurch wird das System, insbesondere das Flüssiggas innerhalb der inneren Wand, so gekühlt, dass keine externe Kühlung des Systems notwendig ist, um das Flüssiggas im flüssigen Zustand zu bewahren.
Dabei sind die Öffnungen so im System verteilt, dass bevorzugt ein gleichmäßiger Wärmeentzug über das gesamte System erfolgt.
Bei einer günstigen Variante der Erfindung ist die innere Wand mit mindestens einem Distanzelement innerhalb der äußeren Wand angeordnet. Je größer die Anordnung ausgebildet ist, desto mehr Distanzelemente sind zwischen der inneren und äußeren Wand angeordnet. Dadurch bildet sich vorteilhaft und gleichmäßig beabstandet ein zweiter Raum zwischen der inneren und äußeren Wand, in den das verdampfte Flüssiggas strömen kann. Die gleichmäßige Beabstandung und die umfängliche Umschließung der inneren Wand durch die äußere Wand begünstigen in Kombination mit gleichmäßig verteilten Öffnungen, durch die das Flüssiggas in den zweiten Raum verdampft, eine hervorragende passive Kühlung der inneren Wand. Dadurch wird das Flüssiggas im flüssigen Zustand gehalten.
Idealerweise weist die Anordnung mindestens einen Stutzen auf. Vorzugsweise ist der Stutzen an der äußeren Wand angeordnet. Hierdurch kann das verdampfte Flüssiggas, nach dem Entzug der Verdampfungsenthalpie, einer weiteren Verwendung zugeführt werden.
Bei einer alternativen Variante kann das über den Stutzen ausströmende Gas auch einer Zwischenspeicherung zugeführt werden.
Vorteilhafterweise ist die Siedekühlung durch verflüssigte Gase in kontinuierlich durchströmten Systemen hervorragend dazu geeignet, das System passiv zu kühlen. Insbesondere in Systemen, die als Armaturen und/oder Rohrleitungsformstücke ausgebildet sind, die ungünstig ausreichend isoliert werden können, ist die passive Kühlung in Kombination mit dem Bereitstellen im gasförmigen Zustand des zuvor flüssigen Gases zur weiteren Verwendung vorteilhaft verknüpft.
Idealerweise weist das System mindestens einen Sensor auf. Dabei kann der Sensor innerhalb der inneren Wand und/oder an der inneren Wand und/oder im zweiten Raum zwischen innerer und äußerer Wand und/oder an der äußeren Wand und/oder an einer Öffnung und/oder an einem Stutzen und/oder an einem Distanzelement angeordnet sein.
Die vorteilhafte Implementierung mindestens eines Sensors realisiert eine Überwachung des Systems. Dadurch lässt sich der Zustand des Systems permanent überwachen und gegebenenfalls automatisiert beeinflussen.
Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist der Sensor als Temperatursensor ausgeführt, beispielsweise als Widerstandsthermometer. Bevorzugt nimmt der Temperatursensor die Temperatur des flüssigen Gases auf. Bei einer günstigen Variante der Erfindung ist der Sensor als Drucksensor ausgebildet. Idealerweise kann der Drucksensor den Druck zwischen innerer und äußerer Wand de- tektieren.
Bei einer weiteren Variante der Erfindung ist der Sensor als Durchflusssensor ausgeführt. Dabei kann beispielsweise der Durchfluss aus der inneren Wand in den Raum zwischen innerer und äußerer Wand und/oder der Durchfluss am Stutzen gemessen werden.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung umfasst das System mindestens ein Element zur Veränderung eines Öffnungsquerschnitts. Das Element kann beispielsweise als Klappe zum Regeln und/oder Steuern der Expansion des flüssigen Gases dienen. Alternativ kann auch eine Klappe innerhalb der inneren Wand den Zustrom des flüssigen Gases beeinflussen. Des Weiteren kann ein solches Element den Zufluss des flüssigen Gases bei einer zu hohen Systemtemperatur unterbrechen.
Vorzugsweise kann das System auch ein Element zur Veränderung des Stutzenquerschnitts umfassen. Dadurch kann bevorzugt der Gaszustrom zur weiteren Verwendung gesteuert und/oder geregelt werden.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung ist die innere Wand aus einem besonders wärmeleitfähigen Material ausgebildet. Das kann beispielsweise Kupfer bzw. eine Kupferlegierung oder Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung sein.
Bevorzugt ist die äußere Wand und/oder der Stutzen und/oder die Distanzelemente aus einem besonders schlecht wärmeleitfähigen Material ausgebildet. Das kann beispielsweise tieftemperaturbeständige Kunststoffe wie PE-UHMW oder PTFE sein. Aber auch tieftemperaturbeständige Stähle wie austenitische Edelstähle, Titanlegierungen oder Maraging-Stähle sind einsetzbar. Bei einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann eine Wand und/oder können alle Wände der Anordnung eine Beschichtung aufweisen, die den Wärmeübergang sowie den Wärmedurchgang zur Erfüllung der Systemaufgabe beeinflussen.
Bei einer besonders günstigen Variante der Erfindung weist die Innenwand der äußeren Wand eine Beschichtung auf, die den Wärmedurchgang durch das Außenrohr zusätzlich verringert.
Idealerweise ist das System mit einer Isolierung umgeben, die für den Einsatz bei tiefen Temperaturen geeignet ist. Dabei ist insbesondere die äußere Wand mit einer Isolierung versehen, beispielsweise einem mit speziellen Harzen imprägnierten Kunstharzpressholz.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung weist die innere Wand Kühlrippen auf, wodurch besser die Verdampfungsenthalpie aus der inneren Rohrwandung entzogen werden kann.
Beispiele für verflüssigte Gase in dem System sind vorzugweise flüssiges Propan, flüssiges Methan, flüssiger Sauerstoff, flüssiger Stickstoff, flüssiger Wasserstoff, flüssiges Helium.
Bei einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung ist das System mit einer Anordnung generativ erzeugt. Dadurch lassen sich komplexe Geometrien der Anordnung und/oder spezielle Formen der Öffnungen realisieren.
Erfindungsgemäß wird bei dem Verfahren zur Herstellung eines Systems mit einer Anordnung zur passiven Kühlung flüssiger Gase die Anordnung durch selektives Einwirken einer Strahlung auf ein Aufbaumaterial erzeugt.
Die Bezeichnung generativ oder additiv erzeugt umfasst alle Fertigungsverfahren, bei denen Material Schicht für Schicht aufgetragen wird und somit dreidimensionale Bau- teile erzeugt werden. Dabei erfolgt der schichtweise Aufbau computergesteuert aus einem oder mehreren flüssigen oder festen Werkstoffen nach vorgegebenen Maßen und Formen. Beim Aufbau finden physikalische oder chemische Hartungs- oder Schmelzprozesse statt. Typische Werkstoffe für das „3D-Drucken“ sind Kunststoffe, Metalle, Carbon- und Graphitmaterialien.
Eine besonders günstige Form der additiven Ausbildung ist das selektive Laserschmelzen. Beim selektiven Laserschmelzen wird der metallische Aufbauwerkstoff in Pulverform in einer dünnen Schicht auf eine Platte aufgebracht. Der pulverförmige Werkstoff wird mittels Strahlung an den jeweils gewünschten Stellen lokal vollständig aufgeschmolzen und bildet nach der Erstarrung eine feste Materialschicht. Anschließend wird diese Grundplatte um den Betrag einer Schichtdicke abgesenkt und es wird erneut Pulver aufgetragen. Dieser Zyklus wird so lange wiederholt, bis alle Schichten aufgeschmolzen sind. Die fertigen Teile der Anordnung werden vom überschüssigen Pulver gereinigt. Um die gewünschten Eigenschaften des jeweiligen Teils der Anordnung zu erzielen, kann der jeweils passende Werkstoff in Pulverform eingesetzt werden.
Als Strahlung kann beispielsweise ein Laserstrahl zum Einsatz kommen, welcher die Teile der Anordnung aus den einzelnen Pulverschichten generiert. Die Daten zur Führung des Laserstrahls werden auf Grundlage eines 3D-CAD-Körpers mittels einer Software erzeugt. Alternativ zu einem selektiven Laserschmelzen kann auch ein Elektronenstrahl (EBM) zum Einsatz kommen.
Bei einer alternativen Variante der Erfindung ist das System konventionell erzeugt. Die Bezeichnung konventionell erzeugt bezeichnet eine Anordnung, die mittels Urformen, Umformen oder einem subtraktiven Fertigungsverfahren erzeugt und gegebenenfalls zusammengesetzt wird.
Gemäß der Erfindung wird das Systems mit einer Anordnung von flüssigen Gasen durchströmt, dabei durch das System selbst passiv gekühlt und zur gasförmigen Bereitstellung des Gases verwendet. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen und aus den Zeichnungen selbst.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittdarstellung eines beispielgebenden Systems,
Fig. 2 eine Darstellung eines Querschnitts eines beispielgebenden Systems,
Fig. 3 eine Längsschnittdarstellung aus einer anderen Perspektive,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Systems.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen verschiedene Darstellungen eines beispielgebenden Systems 9, das eine Anordnung 1 mit einer inneren Wand 2 und einer äußeren Wand 3 aufweist. In den dargestellten Ausführungsvarianten ist das System 9 als Rohrleitungsstück mit einem Stutzen 8 zur Entnahme des Gases für eine weitere Verwendung dargestellt.
Die innere Wand 2 umschließt einen ersten Raum 4, in dem das flüssige Gas transportiert wird. Das dargestellte System 9 weist in der inneren Wand 2 zwanzig Öffnungen 6 auf, durch die das flüssige Gas in den zweiten Raum 5 expandiert. Dabei verdampft das flüssige Gas und entzieht dem System 9, insbesondere dem flüssigen Gas im ersten Raum 4, die Verdampfungsenthalpie, wodurch das System 9 eine enorme passive Kühlung erfährt.
Je vier Öffnungen 6 bilden einen imaginären Ring, bei dem eine Öffnung 6 von der nächsten Öffnung 6 jeweils um 90 ° versetzt angeordnet ist, wie im Schnitt A-A der Fig. 2 besonders deutlich wird.
Zwischen zwei solchen Ringen aus Öffnungen 6 ist ein weiterer, gedachter Ring aus vier Distanzelementen 7 angeordnet. Jedes Distanzelement 7 ist um 90 ° versetzt zum nächsten Distanzelement 7 positioniert, wobei die Öffnungen 6 jeweils um 45 ° versetzt zu den Distanzelementen 7 angeordnet sind.
Die Distanzelemente 7 beabstanden die innere Wand 2 von der äußeren Wand 3, wo- bei sich zwischen innerer Wand 2 und äußerer Wand 3 der zweite Raum 5 bildet. In diesem zweiten Raum 5 strömt das verdampfte Gas in Richtung Stutzen 8, der das Gas seiner weiteren Verwendung zuführt.

Claims

Patentansprüche System (9) mit einer Anordnung (1 ), die eine innere Wand (2) und eine äußere Wand (3) aufweist, wobei die innere Wand (2) ein flüssiges Gas in einem ersten Raum (4) umschließt und zwischen der inneren Wand (2) und der äußeren Wand (3) ein zweiter Raum (5) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wand (2) mindestens eine Öffnung (6) aufweist zur Expansion des flüssigen Gases in den zweiten Raum (5). System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die innere Wand (2) mit mindestens einem Distanzelement (7) innerhalb der äußeren Wand (3) angeordnet ist. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1 ) mindestens einen Stutzen (8) aufweist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) mehr als zwei, vorzugsweise mehr als drei, insbesondere mehr als vier, Öffnungen (6) aufweist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das System (9) mindestens einen Sensor aufweist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das System (9) mindestens ein Element zur Veränderung des Öffnungsquerschnitts umfasst. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) generativ erzeugt ist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1) konventionell erzeugt ist. System nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Wand (3) eine Beschichtung aufweist. Verfahren zur Herstellung eines Systems (9) mit einer Anordnung (1 ) zur passiven Kühlung flüssiger Gase, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (1 ) durch selektives Einwirken einer Strahlung auf ein Aufbaumaterial erzeugt wird. Verwendung eines von flüssigen Gasen durchströmten Systems (9) zur gasförmigen Bereitstellung der Gase.
EP23700415.5A 2022-01-21 2023-01-04 Passive kühlung von flüssigen gasen in einem system Pending EP4466483A1 (de)

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EP4466483A1 true EP4466483A1 (de) 2024-11-27

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EP23700415.5A Pending EP4466483A1 (de) 2022-01-21 2023-01-04 Passive kühlung von flüssigen gasen in einem system

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US (1) US20250102102A1 (de)
EP (1) EP4466483A1 (de)
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WO2023138917A1 (de) 2023-07-27
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DE102022101402A1 (de) 2023-07-27

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