EP4709496A1

EP4709496A1 - Abführkamin

Info

Publication number: EP4709496A1
Application number: EP24725050.9A
Authority: EP
Inventors: Petya TONEVA; Anton Wellenhofer
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 2023-05-08
Filing date: 2024-05-07
Publication date: 2026-03-18
Also published as: WO2024230949A1; KR20260005263A; AU2024269069A1

Abstract

Ein Abführkamin (16) zum Abführen eines Kryogens (H2), das eine flüssige Phase (LH2) und eine gasförmige Phase (GH2) aufweist, an eine Umgebung (15) des Abführkamins (16), mit einem rohrförmigen Kaminabschnitt (21, 22A, 22B), der sich entlang einer Schwerkraftrichtung (g) erstreckt, wobei ein Innenraum (36) des Abführkamins (16) gegenüber der Umgebung (15) wärmegedämmt ist, einem Phasenseparator (31) zum Abscheiden der flüssigen Phase (LH2) von der gasförmigen Phase (GH2), und einer Verdampfereinheit (37) zum Verdampfen der abgeschiedenen flüssigen Phase (LH2).

Description

Beschreibung

Abführkamin

Die Erfindung betrifft einen Abführkamin zum Abführen eines Kryogens, das eine flüssige Phase und eine gasförmige Phase aufweist, an eine Umgebung des Abführkamins.

Im Betrieb eines Speicherbehälters für Wasserstoff kann es erforderlich sein, Wasserstoff, insbesondere gasförmigen Wasserstoff, an eine Umgebung des Speicherbehälters abzugeben. Hierzu kann gemäß betriebsinternen Erkenntnissen ein Abführkamin vorgesehen sein. Ein derartiger Abführkamin kann beispielsweise aus einem einwandigen unisolierten Stahlrohr gefertigt sein. Beim Abgeben von Wasserstoff an die Umgebung kann es dazu kommen, dass der Abführkamin außenseitig eine Temperatur aufweist, die unterhalb der Kondensationstemperatur von Luftbestandteilen liegt. Dies kann dazu führen, dass es außenseitig an dem Abführkamin zu einer Kondensation beziehungsweise zu einem Ausfrieren von Luftbestandteilen, insbesondere von Sauerstoff, kommt.

Die Kondensation von Luftbestandteilen kann zur Bildung von kryogenen Flüssigkeitslachen mit hoher Sauerstoffanreicherung in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins führen. Ein Heruntertropfen der verflüssigten Luftbestandteile kann einerseits eine Kaltversprödung und ein Materialversagen von niedrig legiertem Stahl in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins zur Folge haben. Andererseits kann eine hohe Sauerstoffkonzentration in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins zu einer erhöhten Brand- und/oder Explosionsgefahr führen. Dies gilt es zu verbessern.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen verbesserten Abführkamin zur Verfügung zu stellen.

Demgemäß wird ein Abführkamin zum Abführen eines Kryogens, das eine flüssige Phase und eine gasförmige Phase aufweist, an eine Umgebung des Abführkamins vorgeschlagen. Der Abführkamin umfasst einen rohrförmigen Kaminabschnitt, der sich entlang einer Schwerkraftrichtung erstreckt, wobei eine Innenwandung des rohrförmigen Kaminabschnitts, die einen Innenraum des Abführkamins umgibt, gegenüber der Umgebung wärmegedämmt ist, und wobei der rohrförmige Kaminabschnitt einen unteren Kaminabschnitt und einen oberen Kaminabschnitt aufweist, wobei der obere Kaminabschnitt eine Austrittsöffnung aufweist, durch welche die nach oben aufsteigende, gasförmige Phase in die Umgebung austritt, einen am unteren Kam in abschnitt angebrachten Phasenseparator, der dazu eingerichtet ist, das über eine Leitung zuführbare, zweiphasige Kryogen in die flüssige Phase und in die gasförmige Phase aufzutrennen, und eine Verdampfereinheit zum Abgeben von Wärme an den Innenraum zum Verdampfen der abgeschiedenen flüssigen Phase im Innenraum.

Dadurch, dass der Innenraum des Abführkamins gegenüber der Umgebung wärmegedämmt ist, wird ein Kondensieren oder Ausfrieren von Luftbestandteilen außenseitig an dem Abführkamin zuverlässig verhindert. Dies reduziert insbesondere die Gefahr, dass kondensierte Luftbestandteile von dem Abführkamin heruntertropfen.

Das Kryogen kann Wasserstoff sein. Der Begriff "Kryogen" kann daher vorliegend gegen den Begriff "Wasserstoff" und umgekehrt getauscht werden. Das Kryogen kann jedoch auch flüssiges Helium oder dergleichen sein. Der Abführkamin kann auch als Wasserstoff-Abführkamin bezeichnet werden. Vorzugsweise wird das Kryogen dem Abführkamin als Zweiphasengemisch umfassend die flüssige Phase und die gasförmige Phase zugeführt. Die flüssige Phase ist bevorzugt flüssiger Wasserstoff. Demgemäß kann der Begriff "flüssige Phase" gegen den Begriff "flüssiger Wasserstoff" und umgekehrt ersetzt werden. Die gasförmige Phase ist bevorzugt gasförmiger Wasserstoff. Dementsprechend kann der Begriff "gasförmige Phase" gegen den Begriff "gasförmiger Wasserstoff" und umgekehrt ersetzt werden.

Mit Hilfe des Abführkamins kann insbesondere die gasförmige Phase an die Umgebung abgegeben werden. Zum Abgeben der flüssigen Phase an die Umgebung wird die flüssige Phase zuvor mit Hilfe der Verdampfereinheit verdampft und als gasförmige Phase an die Umgebung abgegeben. Der Kaminabschnitt kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse aufgebaut sein. Der Abführkamin kann mehrere Kam in abschnitte aufweisen, welche entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet übereinander angeordnet sein können. Insbesondere ist der Innenraum des Abführkamins gegenüber der Umgebung derart wärmegedämmt, dass dieser eine tieftemperaturstabile Dämmung oder Isolierung aufweist, welche beispielsweise in einem Temperaturbereich von -186 °C, was dem Taupunkt von Sauerstoff entspricht, und 3 K als niedrigste Temperatur bei Helium als Kryogen stabil ist. Die Wärmeisolierung oder Wärmedämmung kann über eine gesamte Länge des Abführkamins einheitlich gestaltet sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Als einfachste und günstigste Lösung der Wärmedämmung kann eine doppelwandige Vakuumisolierung aus Stahl, insbesondere aus rostfreiem Stahl, verwirklicht werden.

Mit Hilfe des Phasenseparators wird das Zweiphasengemisch des Kryogens in den Innenraum des Abführkamins geleitet. Dabei trennt sich die gasförmige Phase bei dem Eintreten des Zweiphasengemisches in den Innenraum des Abführkamins von der flüssigen Phase. Die gasförmige Phase bewegt sich insbesondere entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben in Richtung einer Austrittsöffnung des Abführkamins. Die flüssige Phase bewegt sich insbesondere entlang der Schwerkraftrichtung nach unten in Richtung eines Sumpfs des Abführkamins.

Der Phasenseparator kann auch als Abscheider, insbesondere als Phasenabscheider, bezeichnet werden. Insbesondere ist der Phasenseparator ein Schwerkraftabscheider und kann daher auch als solcher bezeichnet werden. Der Phasenseparator kann auch nur als Separator, insbesondere als Schwerkraftseparator, bezeichnet werden. Der Phasenseparator kann beispielsweise die Form eines Flansches oder T-Stücks aufweisen, mit dessen Hilfe eine Leitung, durch welche das Zweiphasengemisch herangeführt wird, an den Abführkamin angeschlossen werden kann. Der Phasenseparator kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse aufgebaut sein. Die Mittelachse des Phasenseparators ist dabei insbesondere senkrecht zu der Mittelachse des Kaminabschnitts orientiert.

Der Phasenseparator ist insbesondere dazu eingerichtet, das mit Hilfe der zuvor erwähnten Leitung zugeführte Zweiphasengemisch umfassend die flüssige Phase und die gasförmige Phase schwerkraftbedingt in die flüssige Phase und in die gasförmige Phase aufzutrennen. Die Auftrennung erfolgt dabei insbesondere aufgrund der Schwerkraft. Die flüssige Phase weist eine größere Dichte als die gasförmige Phase auf, so dass sich die flüssige Phase entlang der Schwerkraftrichtung nach unten von der Austrittsöffnung weg und die gasförmige Phase entgegen der Schwerkraftrichtung nach oben zu der Austrittsöffnung hin bewegt.

Der Kaminabschnitt weist vorzugsweise eine Verdampfereinheitaufnahme zum Aufnehmen der Verdampfereinheit auf. Das heißt insbesondere, dass die Verdampfereinheit an dem Kaminabschnitt, insbesondere an dem unteren Kaminabschnitt, angebracht ist. Die Verdampfereinheit kann ein Wärmeblock sein. Die Verdampfereinheit ist insbesondere dazu geeignet, Wärme an den Innenraum und damit an die flüssige Phase abzugeben, um die flüssige Phase zu verdampfen. Die Verdampfereinheit kann elektrisch beheizt werden. Die Verdampfereinheit kann hierzu beispielsweise induktiv, mit Hilfe einer Heizspirale und/oder mit Hilfe eines Heizleiters beheizt werden.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Kaminabschnitt zur Wärmedämmung doppelwandig ausgebildet.

Durch die doppelwandige Ausbildung des Kaminabschnitts kann eine kostengünstige Wärmedämmung oder Wärmeisolierung erzielt werden. Beispielsweise ist der Kaminabschnitt aus rostfreiem Stahl gefertigt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Kaminabschnitt die dem Innenraum zugewandte Innenwandung und eine der Umgebung zugewandte Außenwandung auf, wobei zwischen der Innenwandung und der Außenwandung ein mit einem Vakuum beaufschlagter Spalt angeordnet ist.

Die Innenwandung ist demgemäß der Umgebung abgewandt, und die Außenwandung ist dem Innenraum abgewandt. Unter einem "Vakuum" ist vorliegend insbesondere ein Druck von weniger als 300 mbar, bevorzugt von weniger als 10^-3 mbar, weiter bevorzugt von weniger als 10^-7 mbar, zu verstehen. Der Abführkamin ist somit vakuumisoliert oder vakuumgedämmt. In dem Spalt kann auch ein mehrlagiges Isolationselement oder ein mehrlagiges Wärmedämmelement angeordnet sein. Insbesondere kann in dem Spalt eine sogenannte Multilayer Insulation (MLI) angeordnet sein. Für den Fall, dass eine große Hitzebeständigkeit erforderlich ist, kann zur Wärmedämmung in dem Spalt beispielsweise auch ein wärmedämmender Glasschaum, insbesondere ein geschlossenporiger Glasschaum, platziert sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind der Phasenseparator und die Verdampfereinheit an dem unteren Kaminabschnitt angebracht, wobei der Phasenseparator entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet oberhalb der Verdampfereinheit positioniert ist.

Demgemäß ist die Verdampfereinheit entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet unterhalb des Phasenseparators platziert. Somit strömt die flüssige Phase von dem Phasenseparator schwerkraftbedingt hin zu der Verdampfereinheit, wo die flüssige Phase zu der gasförmigen Phase verdampft wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der untere Kam in abschnitt einen den Kaminabschnitt stirnseitig verschließenden Sumpf auf, wobei die Verdampfereinheit entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet zwischen dem Sumpf und dem Phasenseparator positioniert ist.

Der Sumpf ist demgemäß entlang der Schwerkraftrichtung betrachtet unterhalb der Verdampfereinheit platziert. In dem Sumpf kann beispielsweise Wasser kondensieren, welches dann aus dem Sumpf abgeführt werden kann. Der Sumpf kann topfförmig oder schüsselförmig sein. Der Sumpf ist vorzugsweise ebenfalls doppelwandig und damit wärmegedämmt.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Abführkamin eine Kondensatabführleitung auf, die von dem Sumpf durch die Verdampfereinheit hindurch in die Umgebung geführt ist.

Mit Hilfe der Kondensatabführleitung kann beispielsweise Wasser aus dem Sumpf in die Umgebung, insbesondere in einen Ablauf, abgeführt werden. Die Kondensatabführleitung kann auch als Entwässerungsleitung bezeichnet werden. Die Kondensatabführleitung führt hin zu einem Wasserabscheider oder Kondensatabscheider des Abführkamins.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Abführkamin einen Kondensatabscheider zum Abscheiden von Wasser von der flüssigen Phase auf, wobei die Kondensatabführleitung zu dem Kondensatabscheider führt. Der Kondensatabscheider verhindert insbesondere eine Freisetzung der flüssigen Phase und/oder der gasförmigen Phase an die Umgebung. Beispielsweise kann der Kondensatabscheider einen Schwimmerschalter aufweisen, der nur auf Wasser aufschwimmt. Der Kondensatabscheider kann als Wasserabscheider bezeichnet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Abführkamin ein Absperrventil zum Absperren und Freigeben der Kondensatabführleitung auf.

Insbesondere ist das Absperrventil stromaufwärts des Kondensatabscheiders in oder an der Kondensatabführleitung vorgesehen. Mit Hilfe des Absperrventils kann die Kondensatabführleitung geschlossen oder geöffnet werden. Das Absperrventil kann in die Verdampfereinheit integriert sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Abführkamin einen in die Verdampfereinheit integrierten Temperaturtiefschalter zum Ansteuern des Absperrventils auf.

Der Temperaturtiefschalter kann das Absperrventil ansteuern, um dieses beispielsweise zu schließen und zu öffnen. Hierzu kann eine Wirkverbindung zwischen dem Temperaturtiefschalter und dem Absperrventil vorgesehen sein. Die Wirkverbindung kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Das Absperrventil mit dem Temperaturtiefschalter kann eingesetzt werden, um schon das Gelangen der flüssigen Phase in den Kondensatabscheider zu unterbinden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Verdampfereinheit eine der Umgebung zugewandte Außenseite und eine dem Innenraum zugewandte Innenseite auf.

Demgemäß ist die Außenseite dem Innenraum abgewandt. Die Innenseite ist somit der Umgebung abgewandt. Insbesondere kann die Verdampfereinheit dazu geeignet sein, Wärme von der Umgebung zu dem Innenraum zu transportieren. Insbesondere ist die Verdampfereinheit derart dimensioniert, dass im Betrieb des Abführkamins eine Temperatur an der Außenseite nicht unter eine Temperatur abfällt, unter der Luftbestandteile kondensieren, wenn die Innenseite in Kontakt mit der flüssigen Phase ist. Die Verdampfereinheit ist insbesondere bis auf die Außenseite isoliert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Verdampfereinheit dazu eingerichtet, Wärme von der Außenseite zu der Innenseite zu transportieren.

Dies heißt insbesondere, dass die Verdampfereinheit dazu eingerichtet ist, Wärme von der Umgebung zu dem Innenraum zu transportieren, um die flüssige Phase zu verdampfen. Somit kann die Umgebung als Wärmequelle für die Verdampfereinheit verwendet werden.

Vorzugsweise sind der Phasenseparator und die Verdampfereinheit an dem unteren Kaminabschnitt, der im Folgenden auch als erster Kaminabschnitt bezeichnet wird, angebracht. Der obere Kaminabschnitt, der im Folgenden auch als zweiter Kaminabschnitt bezeichnet wird, kann auch als Kaminspitze bezeichnet werden. Vorzugsweise ist der zweite Kam in abschnitt fest mit dem ersten Kaminabschnitt verbunden. Der Phasenseparator mündet insbesondere in den ersten Kaminabschnitt ein, welcher insbesondere auch den Sumpf und die Verdampfereinheitaufnahme aufweist. Sowohl der erste Kam in abschnitt als auch der zweite Kaminabschnitt sind bevorzugt doppelwandig ausgeführt. Das heißt, dass sowohl der erste Kaminabschnitt als auch der zweite Kaminabschnitt jeweils eine Innenwandung und eine die Innenwandung umschließende Außenwandung aufweisen können. Zwischen der Innenwandung und der Außenwandung ist jeweils ein wie zuvor erwähnter Spalt vorgesehen, der mit einem Vakuum beaufschlagt werden kann. In dem Spalt kann auch eine Wärmedämmung platziert sein. Der zweite Kaminabschnitt ist vorzugsweise feuerfest. Hierzu kann in dem Spalt des zweiten Kaminabschnitts ein feuerfestes Dämmelement, beispielsweise in Form eines Glasschaums, insbesondere eines geschlossenporigen Glasschaums, aufgenommen sein.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der zweite Kaminabschnitt mit Hilfe eines Separators thermisch von dem ersten Kaminabschnitt getrennt.

Insbesondere sind erste Kaminabschnitt und der zweite Kaminabschnitt mit Hilfe des Separators miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen dem ersten Kaminabschnitt und dem zweiten Kaminabschnitt kann lösbar sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Kaminabschnitt eine an der Austrittsöffnung vorgesehene Querschnittseinengung auf.

Die Querschnittseinengung kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass sich ein Außendurchmesser und/oder ein Innendurchmesser des zweiten Kaminabschnitts hin zu der Austrittöffnung verkleinert. Dadurch weist die Austrittsöffnung einen Durchmesser auf, der kleiner als der Außendurchmesser und/oder als Innendurchmesser des zweiten Kaminabschnitts ist. Mit Hilfe der Querschnittsverengung kann eine Beschleunigung der gasförmigen Phase bei dem Austreten derselben aus der Austrittsöffnung erreicht werden. Möglicherweise auskondensierte Luftbestandteile werden dann von der austretenden gasförmigen Phase mitgerissen. Eine Ansammlung und ein Heruntertropfen der auskondensierten Luftbestandteile wird verhindert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der zweite Kaminabschnitt einen Umströmungskörper auf, der stromabwärts der Austrittsöffnung angeordnet ist.

"Stromabwärts" ist vorliegend in Bezug auf eine Strömungsrichtung der aus der Austrittsöffnung austretenden gasförmigen Phase zu verstehen. Das heißt insbesondere, dass der Umströmungskörper in einem definierten Abstand vor der Austrittsöffnung platziert ist. Der Umströmungskörper verhindert beispielsweise ein Eintreten von Wasser oder Schnee in die Austrittsöffnung. Der Umströmungskörper kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse aufgebaut sein. Die Mittelachse des Umströmungskörpers kann mit der Mittelachse des Kaminabschnitts übereinstimmen. Vorzugsweise weist der Umströmungskörper eine der Austrittsöffnung zugewandte kegelstumpfförmige oder konusförmige Vorderseite und eine der Austrittsöffnung abgewandte Rückseite auf. Die Rückseite kann beispielsweise flach oder gewölbt sein. Der Umströmungskörper weist ferner einen Durchmesser auf, der gleich oder kleiner als der Außendurchmesser des zweiten Kaminabschnitts und bevorzugt größer als der Durchmesser der Austrittsöffnung ist. Der Umströmungskörper kann sich mit mehreren Streben an dem zweiten Kaminabschnitt, insbesondere an der Querschnittsverengung, abstützen. Die Streben tragen den Umströmungskörper. "Ein" ist vorliegend nicht zwangsweise als beschränkend auf genau ein Element zu verstehen. Vielmehr können auch mehrere Elemente, wie beispielsweise zwei, drei oder mehr, vorgesehen sein. Auch jedes andere hier verwendete Zählwort ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine genaue Beschränkung auf genau die entsprechende Anzahl von Elementen verwirklicht sein muss. Vielmehr sind zahlenmäßige Abweichungen nach oben und nach unten möglich.

Weitere mögliche Implementierungen des Abführkamins umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform des Abführkamins hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Abführkamins sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des Abführkamins. Im Weiteren wird der Abführkamin anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Speicherbehälters;

Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Abführkamins für den Speicherbehälter gemäß Fig. 1 ; und

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Kaminabschnitts für den Abführkamin gemäß Fig. 2.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.

Die Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Speicherbehälters 1 .

Der Speicherbehälter 1 kann auch als Speichertank bezeichnet werden. Der

Speicherbehälter 1 ist bevorzugt zur Aufnahme von Wasserstoff H2 (Siedepunkt: 1 bara: 20,268 K = -252,882 °C) geeignet. Daher kann der Speicherbehälter 1 auch als Wasserstoff-Speicherbehälter oder als Wasserstoff-Speichertank bezeichnet werden. Der Speicherbehälter 1 kann jedoch auch für andere kryogene Flüssigkeiten eingesetzt werden. Beispiele für kryogene Fluide oder Flüssigkeiten, oder kurz Kryogene, sind neben dem zuvor erwähnten Wasserstoff H2 flüssiges Helium He (Siedepunkt 1 bara: 4,222 K = -268,928 °C), flüssiger Stickstoff N2 (Siedepunkt 1 bara: 77,35 K = -195,80 °C) oder flüssiger Sauerstoff 02 (Siedepunkt: 1 bara: 90,18 K = -182,97° C).

Der Speicherbehälter 1 kann ein Transportbehälter sein. Beispielsweise kann mit dem Speicherbehälter 1 flüssiger Wasserstoff LH2 transportiert werden. Der Speicherbehälter 1 kann Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Wasserfahrzeugs, sein. In diesem Fall ist der Speicherbehälter 1 für mobile Anwendungen geeignet. Der Speicherbehälter 1 kann jedoch auch stationär, beispielsweise in der Gebäudetechnik, eingesetzt werden.

Der Speicherbehälter 1 ist rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse 2 aufgebaut. Die Mittelachse 2 ist senkrecht zu einer Schwerkraftrichtung g orientiert. Der Speicherbehälter 1 umfasst einen ersten Behälter oder Innenbehälter 3, der ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 2 aufgebaut ist. Der Innenbehälter 3 umfasst einen rohr- oder zylinderförmigen Basisabschnitt 4, der ebenfalls rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 2 aufgebaut ist. Der Basisabschnitt 4 kann im Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen.

Der Basisabschnitt 4 ist stirnseitig beidseits jeweils mit Hilfe eines Deckel abschnitts 5, 6 verschlossen. Die Deckelabschnitte 5, 6 sind gewölbt. Ein erster Deckelabschnitt 5 und ein zweiter Deckelabschnitt 6 sind gegensinnig gewölbt, so dass die Deckelabschnitte 5, 6 bezüglich des Basisabschnitts 4 nach außen gewölbt sind. Der Innenbehälter 3 ist fluiddicht, insbesondere gasdicht. Der Innenbehälter 3 ist aus Stahlt gefertigt.

In dem Innenbehälter 3 ist der flüssige Wasserstoff LH2 aufgenommen. In dem Innenbehälter 3 können, solange sich der Wasserstoff H2 im Zweiphasengebiet befindet, eine Gaszone 7 mit gasförmigem Wasserstoff GH2 und eine Flüssigkeitszone 8 mit flüssigem Wasserstoff LH2 vorgesehen sein. Der Wasserstoff H2 weist also nach dem Einfüllen in den Innenbehälter 3 zwei Phasen mit unterschiedlichen Aggregatszuständen, nämlich flüssig und gasförmig, auf. Das heißt, in dem Innenbehälter 3 befindet sich eine Phasengrenze 9 zwischen dem flüssigen Wasserstoff LH2 und dem gasförmigen Wasserstoff GH2. Der gasförmige Wasserstoff GH2 kann auch als gasförmige Phase bezeichnet werden. Der flüssige Wasserstoff LH2 kann auch als flüssige Phase bezeichnet werden.

Der Innenbehälter 3 ist vollständig innerhalb eines zweiten Behälters oder Außenbehälters 10 angeordnet. Der Speicherbehälter 1 ist somit doppelwandig. Auch der Außenbehälter 10 ist rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 2 aufgebaut. Der Außenbehälter 10 umfasst, wie der Innenbehälter 3, einen rohr- oder zylinderförmigen Basisabschnitt 11 , der rotationssymmetrisch zu der Mittelachse 2 aufgebaut ist. Der Basisabschnitt 11 kann im Querschnitt eine kreisrunde oder annähernd kreisrunde Geometrie aufweisen.

Der Basisabschnitt 11 ist stirnseitig jeweils von einem Deckelabschnitt 12, 13 verschlossen. Insbesondere sind ein erster Deckelabschnitt 12 und ein zweiter Deckelabschnitt 13 vorgesehen. Die Deckelabschnitte 12, 13 sind gegensinnig gewölbt, so dass die Deckelabschnitte 12, 13 bezüglich des Basisabschnitts 11 nach außen gewölbt sind. Der Außenbehälter 10 ist fluiddicht, insbesondere gasdicht. Auch der Außenbehälter 10 ist aus Edelstahl gefertigt.

Zwischen dem Innenbehälter 3 und dem Außenbehälter 10 ist ein den Innenbehälter 3 vollständig umhüllender oder einhüllender Spalt 14 vorgesehen. Der Spalt 14 ist mit einem Vakuum beaufschlagt. Unter einem "Vakuum" ist vorliegend insbesondere ein Druck von weniger als 300 mbar, bevorzugt von weniger als 10^-3 mbar, weiter bevorzugt von weniger als 10^-7 mbar, zu verstehen. Der Speicherbehälter 1 ist somit vakuumisoliert oder vakuumgedämmt. Dass der Spalt 14 den Innenbehälter 3 vollständig "umhüllt" oder "einhüllt" bedeutet vorliegend, dass der Spalt 14 zum einen umfänglich vollständig um den Basisabschnitt 4 umläuft und zum anderen auch zwischen den beiden Deckelabschnitten 5, 12 sowie zwischen den beiden Deckelabschnitten 6, 13 vorgesehen ist.

In dem Spalt 14 ist ein den Innenbehälter 3 vollständig einhüllendes oder umschließendes Wärmedämmelement oder Isolationselement (nicht gezeigt) vorgesehen. Das heißt, das Isolationselement umschließt sowohl den Basisabschnitt 4 als auch die Deckelabschnitte 5, 6 des Innenbehälters 3. Das Isolationselement dient der Wärmedämmung. Das Isolationselement ist mehrlagig. Das heißt, das Isolationselement umfasst eine Vielzahl an Lagen oder Schichten. Das Isolationselement kann daher auch als mehrlagiges Isolationselement oder als mehrlagiges Wärmedämmelement bezeichnet werden. Insbesondere ist das Isolationselement eine sogenannte Multilayer Insulation (MLI).

Im Betrieb des Speicherbehälters 1 , beispielsweise wenn dieser transportiert wird, kann es erforderlich sein, Wasserstoff H2, insbesondere gasförmigen Wasserstoff GH2, jedoch auch flüssigen Wasserstoff LH2, an eine Umgebung 15 des Speicherbehälters 1 abzugeben. Hierzu kann ein Abführkamin vorgesehen sein, der mit Hilfe einer Leitung mit dem Speicherbehälter 1 verbunden ist. Ein derartiger nicht isolierter Abführkamin für das Abführen von Gasen mit Temperaturen oberhalb der Verflüssigungstemperatur von Luftbestandteilen ist nach betriebsinternen Erkenntnissen eine gängige technische Lösung.

Bei Temperaturen des über den Abführkamin an die Umgebung 15 abgebenen Wasserstoffs H2 unterhalb der Kondensationstemperatur der Luftbestandteile kann eine Kondensation beziehungsweise ein Ausfrieren von Luftbestandteilen an dem Abführkamin erfolgen. Dadurch kann es zur Bildung von kryogenen Flüssigkeitslachen mit hoher Sauerstoffanreicherung in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins kommen. Ein Heruntertropfen der verflüssigten Luftbestandteile kann einerseits eine Kaltversprödung und ein Materialversagen von niedrig legiertem Stahl in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins zur Folge haben. Andererseits kann eine hohe Sauerstoffkonzentration in unmittelbarer Umgebung des Abführkamins zu einer erhöhten Brand- und/oder Explosionsgefahr führen. Dies gilt es zu verbessern.

Die Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines Abführkamins 16 für den Speicherbehälter 1 .

Der Abführkamin 16 kann als Gasabführkamin bezeichnet werden. Der Abführkamin 16 kann Teil des Speicherbehälters 1 sein. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Der Abführkamin 16 kann zusammen mit dem Speicherbehälter 1 eine Speicherbehälteranordnung bilden. Die Speicherbehälteranordnung umfasst den Speicherbehälter 1 eine von einem Sammler oder einem sogenannten Header des Speicherbehälters 1 kommende Leitung 17 sowie den Abführkamin 16 selbst. Der Header kann Teil des Speicherbehälters 1 sein. Der Header kann ein Sammelsystem zum Sammeln von aus dem Speicherbehälter 1 austretendem Wasserstoff H2 sein oder aufweisen. Der Header kann beispielsweise auch Sicherheits- und/oder Entspannungsventile aufweisen.

Die Leitung 17 kann doppelwandig sein und eine Innenwandung 18 sowie eine die Innenwandung 18 umschließende Außenwandung 19 aufweisen. Die Innenwandung 18 und die Außenwandung 19 sind jeweils rohrförmig. Zwischen der Innenwandung 18 und der Außenwandung 19 kann ein Spalt 20 vorgesehen sein. Der Spalt 20 kann mit einem Vakuum beaufschlagt werden. Hierdurch kann die Leitung 17 mit Hilfe des Spalts 20 wärmegedämmt oder isoliert werden. In dem Spalt 20 kann auch eine wie zuvor erwähnte MLI oder ein anderes Dämmmaterial aufgenommen sein.

Über die Leitung 17 kann dem Abführkamin 16 ein Zweiphasengemisch umfassend flüssigen Wasserstoff LH2 und gasförmigen Wasserstoff GH2 zugeführt werden, das von dem Speicherbehälter 1 , insbesondere von dem Header, kommt. Die Leitung 17 kann senkrecht zu der Schwerkraftrichtung g orientiert sein.

Der Abführkamin 16 weist einen unteren oder ersten Kaminabschnitt 21 und einen entlang der Schwerkraftrichtung g oberhalb des ersten Kaminabschnitts 21 angeordneten oberen oder zweiten Kaminabschnitt 22A auf. Zwischen dem ersten Kaminabschnitt 21 und dem zweiten Kaminabschnitt 22A kann ein optionaler Separator 23 vorgesehen sein. Der Abführkamin 16 ist somit zweiteilig. Mit Hilfe des Separators 23 kann der zweite Kaminabschnitt 22A von dem ersten Kaminabschnitt 21 thermisch getrennt werden. Der zweite Kaminabschnitt 22A kann auch als Kaminspitze bezeichnet werden.

Der erste Kam in abschnitt 21 ist doppelwandig und umfasst eine Innenwandung 24 sowie eine die Innenwandung 24 umschließende Außenwandung 25. Zwischen der Innenwandung 24 und der Außenwandung 25 ist ein Spalt 26 vorgesehen. Der Spalt 26 kann mit einem Vakuum beaufschlagt sein. Hierdurch kann der erste Kaminabschnitt 21 mit Hilfe des Spalts 26 wärmegedämmt oder isoliert werden. In dem Spalt 26 kann auch eine wie zuvor erwähnte MLI oder ein anderes Dämmmaterial aufgenommen sein. Die Innenwandung 24 und die Außenwandung 25 können aus rostfreiem Stahl gefertigt sein. Der zweite Kaminabschnitt 22A ist ebenfalls doppelwandig und umfasst eine Innenwandung 27 sowie eine die Innenwandung 27 umschließende Außenwandung 28. Zwischen der Innenwandung 27 und der Außenwandung 28 ist ein Spalt 29 vorgesehen. Der Spalt 29 kann mit einem Vakuum beaufschlagt sein. Hierdurch kann der zweite Kaminabschnitt 22A mit Hilfe des Spalts 29 wärmegedämmt oder isoliert werden. Der Spalt 29 kann auch zumindest abschnittsweise mit Glasschaum, insbesondere mit geschlossenporigem Glasschaum, gefüllt sein.

Der zweite Kaminabschnitt 22A ist rohrförmig und umfasst eine Austrittsöffung 30, aus der im Betrieb des Abführkamins 16 gasförmiger Wasserstoff GH2 austritt. Der gasförmige Wasserstoff GH2 kann beispielsweise an der Austrittsöffnung 30 verbrannt werden. Der zweite Kaminabschnitt 22A verläuft entlang der Schwerkraftrichtung g. Die Innenwandung 27 und die Außenwandung 28 können aus rostfreiem Stahl gefertigt sein.

In der Orientierung der Fig. 2 ist die Austrittsöffnung 30 nach oben offen. Es sind keine freien Oberflächen zur Bildung von Luftkondensat und zur Ablagerung von Schnee vorhanden. Zielsetzung bei dem Ausströmen des gasförmigen Wasserstoffs GH2 aus der Austrittsöffnung 30 ist, dass sich kein Lufteis bildet. Dies kann insbesondere durch eine hohe Austrittsgeschwindigkeit des gasförmigen Wasserstoffs GH2 aus der Austrittsöffnung 30 erreicht werden.

Der erste Kam in abschnitt 21 ist ebenfalls rohrförmig und verläuft entlang der Schwerkraftrichtung g. An dem ersten Kaminabschnitt 21 ist ein Abscheider, insbesondere ein Phasenabscheider, oder Phasenseparator 31 angebracht. Der Phasenseparator 31 ist ein Schwerkraftabscheider und kann daher auch als solcher bezeichnet werden. Der Phasenseparator 31 kann auch nur als Separator, insbesondere als Schwerkraftseparator, bezeichnet werden. Der Phasenseparator 31 weist bevorzugt die Form eines Flansches oder T-Stücks auf, mit dessen Hilfe die Leitung 17 an den Abführkamin 16 angeschlossen werden kann.

Der Phasenseparator 31 kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse 32 aufgebaut sein. Auch der Abführkamin 16 selbst beziehungsweise die Kaminabschnitte 21 , 22A können rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse 33 aufgebaut sein. Die Mittelachse 32 ist senkrecht zu der Mittelachse 33 orientiert.

Der Phasenseparator 31 ist dazu geeignet, das mit Hilfe der Leitung 17 zugeführte Zweiphasengemisch umfassend flüssigen Wasserstoff LH2 und gasförmigen Wasserstoff GH2 in den flüssigen Wasserstoff LH2 und den gasförmigen Wasserstoff GH2 aufzutrennen. Die Auftrennung erfolgt dabei aufgrund der Schwerkraft. Der flüssige Wasserstoff LH2 weist eine größere Dichte als der gasförmige Wasserstoff GH2 auf, so dass sich der flüssige Wasserstoff LH2 entlang der Schwerkraftrichtung g nach unten und der gasförmige Wasserstoff GH2 entgegen der Schwerkraftrichtung g nach oben bewegt.

Die Leitung 17 ist fluiddicht mit dem Phasenseparator 31 verbunden. Der Phasenseparator 31 ist ebenfalls doppelwandig. Entlang der Schwerkraftrichtung g betrachtet ist unterhalb des Phasenseparators 31 ein Sumpf 34 des ersten Kaminabschnitts 21 vorgesehen. Der Sumpf 34 kann topfförmig oder schüsselförmig sein. Der Sumpf 34 ist ebenfalls doppelwandig.

An den Sumpf 34 schließt sich eine Verdampfereinheitaufnahme 35 an. Auch die Verdampfereinheitaufnahme 35 ist doppelwandig. Entlang der Schwerkraftrichtung g betrachtet ist die Verdampfereinheitaufnahme 35 zwischen dem Sumpf 34 und dem Phasenseparator 31 positioniert. Der erste Kaminabschnitt 21 und der zweite Kaminabschnitt 22A umschließen gemeinsam einen Innenraum 36 des Abführkamins 16. Der Innenraum 36 kann zylinderförmig, insbesondere kreiszylinderförmig, sein.

In der Verdampfereinheitaufnahme 35 ist eine Verdampfereinheit 37, insbesondere in Form eines Wärmeblocks, aufgenommen. Die Verdampfereinheit 37 ist geeignet, Wärme Q an den Innenraum 36 abzugeben, um flüssigen Wasserstoff LH2 zu verdampfen. Die Verdampfereinheit 37 kann elektrisch beheizt werden. Die Verdampfereinheit 37 kann hierzu induktiv, mit Hilfe einer Heizspirale und/oder mit Hilfe eines Heizleiters beheizt werden.

Die Verdampfereinheit 37 weist eine der Umgebung 15 zugewandte Außenseite 38 und eine dem Innenraum 36 zugewandte Innenseite 39 auf. Demgemäß ist die Außenseite 38 dem Innenraum 36 abgewandt. Die Innenseite 39 ist der Umgebung 15 abgewandt. Insbesondere kann die Verdampfereinheit 37 auch geeignet sein, Wärme Q von der Außenseite 38 zu der Innenseite 39 und damit auch von der Umgebung 15 zu dem Innenraum 36 zu transportieren.

Die Verdampfereinheit 37 ist derart dimensioniert, dass im Betrieb des Abführkamins 16 eine Temperatur an der Außenseite 38 nicht unter eine Temperatur abfällt, unter der Luftbestandteile kondensieren, wenn die Innenseite 39 in Kontakt mit flüssigem Wasserstoff LH2 ist. Die Verdampfereinheit 37 ist bis auf die Außenseite 38 isoliert.

Durch die Verdampfereinheit 37 ist eine Entwässerungsleitung oder Kondensatabführleitung 40 hindurchgeführt. Die Kondensatabführleitung 40 führt von dem Innenraum 36 hin zu der Umgebung 15. Die Kondensatabführleitung 40 führt hin zu einem Wasserabscheider oder Kondensatabscheider 41 . Der Kondensatabscheider 41 verhindert eine Freisetzung von flüssigem Wasserstoff LH2 und/oder gasförmigem Wasserstoff GH2. Beispielsweise kann der Kondensatabscheider 41 einen Schwimmerschalter aufweisen, der nur auf Wasser H2O aufschwimmt.

Stromaufwärts des Kondensatabscheiders 41 kann ein Absperrventil 42 in oder an der Kondensatabführleitung 40 vorgesehen sein. Mit Hilfe des Absperrventils 42 kann die Kondensatabführleitung 40 geschlossen oder geöffnet werden. Das Absperrventil 42 kann in die Verdampfereinheit 37 integriert sein.

Optional kann ein Temperaturtiefschalter 43 in die Verdampfereinheit 37 eingebaut sein. Der Temperaturtiefschalter 43 kann das Absperrventil 42 ansteuern, um dieses beispielsweise wahlweise zu schließen oder zu öffnen. Hierzu kann eine Wirkverbindung 44 zwischen dem Temperaturtiefschalter 43 und dem Absperrventil 42 vorgesehen sein. Die Wirkverbindung 44 kann drahtlos oder drahtgebunden sein. Mit Hilfe des Kondensatabscheiders 41 kann Wasser H2O abgeschieden und einem Ablauf 45 zugeführt werden.

Die Funktionsweise des Abführkamins 16 wird nachfolgend erläutert. Wie zuvor erwähnt, wird dem Abführkamin 16 mit Hilfe der Leitung 17 schwallartig ein kaltes Zweiphasengemisch aus flüssigem Wasserstoff LH2 und gasförmigem Wasserstoff GH2 zugeführt. Über den Phasenseparator 31 tritt das Zweiphasengemisch umfassend flüssigen Wasserstoff LH2 und gasförmigen Wasserstoff GH2 in den Innenraum 36 ein. Dort trennt der Phasenseparator 31 das Zweiphasengemisch auf, so dass der gasförmige Wasserstoff GH2 entgegen der Schwerkraftrichtung g nach oben aufsteigt und aus der Austrittsöffnung 30 in die Umgebung 15 austritt. Der gasförmige Wasserstoff GH2 kann an der Austrittsöffnung 30 verbrannt werden.

Der flüssige Wasserstoff LH2 strömt von dem Phasenseparator 31 entlang der Schwerkraftrichtung g nach unten in den Sumpf 34. Mit Hilfe der über die Verdampfereinheit 37 zugeführten Wärme Q wird der flüssige Wasserstoff LH2 verdampft und steigt als gasförmiger Wasserstoff GH2 entgegen der Schwerkraftrichtung g nach oben, um aus der Austrittsöffnung 30 auszutreten.

Der gasförmige Wasserstoff GH2 verdrängt die sich in dem Innenraum 36 befindende Luft. Sobald der gesamte flüssige Wasserstoff LH2 verdampft ist, füllt sich der Innenraum 36 wieder mit Luft, die dann bei einer erneuten Zufuhr von Wasserstoff H2 zu dem Abführkamin 16 wieder aus dem Innenraum 36 verdrängt wird. Der Abführkamin 16 ist insbesondere dafür ausgelegt, dass dieser einer Entzündung von Knallgas, einer Mischung aus Sauerstoff und gasförmigem Wasserstoff GH2, in dem Innenraum 36 standhält.

Mit Hilfe der doppelwandigen Ausgestaltung des Abführkamins 16 werden außenseitig an dem Abführkamin 16 tiefkalte Temperaturen und somit eine Kondensation oder ein Ausfrieren von Luftbestandteilen außenseitig an dem Abführkamin 16 verhindert. Hierzu kann eine zusätzliche Barriere vorgesehen werden. Diese zusätzliche Barriere kann dadurch verwirklicht werden, dass der Abführkamin 16 an dem Separator 23 in den ersten Kam in abschnitt 21 und den zweiten Kaminabschnitt 22A unterteilt ist.

Ferner kann mit Hilfe der Spalte 26, 29 sowohl an dem ersten Kaminabschnitt 21 als auch an dem zweiten Kaminabschnitt 22A eine Vakuumisolierung oder Vakuumdämmung verwirklicht werden.

An dem Abführkamin 16 kann somit eine tieftemperaturstabile Dämmung oder Isolierung, die stabil in einem Temperaturbereich von -186 °C, dies ist der Taupunkt von Sauerstoff, und 3K als niedrigste Temperatur bei Helium ist. Die Isolierung kann über eine gesamte Länge des Abführkamins 16 einheitlich gestaltet sein. Die günstigste Lösung ist eine doppelwandige Vakuumisolierung aus Stahl. Der zweite Kaminabschnitt 22A kann feuerfest gestaltet sein. Vorzugsweise weist der zweite Kaminabschnitt 22A in seinem Spalt 29 keine nichtmetallischen Einbauten und/oder keine nichtmetallische Isolierung auf, da nichtmetallische Einbauten gegebenenfalls nicht hitzebeständig sind. Wie zuvor erwähnt, kann der Spalt 29 jedoch beispielsweise mit Glasschaum, Perlit oder anderen tieftemperaturfesten und gleichzeitig hochtemperaturfesten Schüttungen gefüllt sein.

Der flüssige Wasserstoff LH2, welcher den Abführkamin 16 erreicht, wird vorteilhafterweise bei niedriger Temperatur an der Verdampfereinheit 37 verdampft. Durch die niedrige Verdampfungstemperatur von flüssigem Wasserstoff LH2 bietet sich die Umgebung 15 als Wärmequelle an. Die Verdampfereinheit 37 kann als externer Wärmespeicher fungieren. Bevorzugt wird die Verdampfereinheit 37 aus Edelstahl gefertigt. Insbesondere wird die Verdampfereinheit 37 derart ausgeführt, dass diese zum einen als Wärmespeicher dient und zum anderen durch ihre Ausführung Temperaturen, bei denen Luftbestandteile kondensieren, an der Außenseite 38 der Verdampfereinheit 37 nicht unterschritten werden. Hierdurch kann ein sicherheitstechnisch inhärentes und neues Design verwirklicht werden.

Eine zusätzliche Sicherheitsmaßnahme, die getroffen werden kann, ist, dass die Umgebung 15 vor einem möglichen Austritt von flüssigem Wasserstoff LH2 an dem Sumpf 34, insbesondere an dem Kondensatabscheider 41 , geschützt wird. Um einen Austritt von flüssigem Wasserstoff LH2 zuverlässig zu verhindern, können mehrere Maßnahmen vorgesehen werden.

Als eine Maßnahme kann der Kondensatabscheider 41 derart ausgeführt werden, dass dieser bei der Anwesenheit von flüssigem Wasserstoff LH2 geschlossen bleibt. Der Kondensatabscheider 41 kann, wie zuvor erwähnt, einen Schwimmerschalter aufweisen, der nur auf Wasser H2O und nicht auf flüssigem Wasserstoff LH2 aufschwimmt. Diese Funktionalität beruht darauf, dass die Dichte von flüssigem Wasserstoff LH2 mit etwa 70 kg/m3 deutlich geringer als die Dichte von Wasser mit etwa 1000 kg/m3 ist. Als zusätzliche Maßnahme kann das Absperrventil 42 mit dem Temperaturtiefschalter 43 eingesetzt werden, um schon das Gelangen von flüssigem Wasserstoff LH2 in den Kondensatabscheider 41 zu unterbinden. Das zuvor erläuterte Design des Abführkamins 16 ermöglicht den Einbau des Abführkamins 16 in unmittelbarer Nähe von Sicherheitsventilen des Speicherbehälters 1 . Das heißt, dass keine langen Austrittsleitungen von den Sicherheitsventilen zu dem Abführkamin 16 benötigt werden, um den Wasserstoff H2 durch Wärmeleitung aus der Umgebung 15 zu erwärmen, bevor dieser in den Abführkamin 16 gelangt. Es erfolgt eine ortsfeste Erwärmung durch die externe Verdampfereinheit 37. Die Verdampfereinheit 37 kann als Umlaufverdampfer eingesetzt werden.

Es wird eine doppelwandige Ausführung der Austrittsleitungen der Sicherheitsventile ermöglicht und dadurch gewährleistet, dass im Fall einer Leckage in einer der Austrittsleitungen, der Wasserstoff H2 durch eine sekundäre Barriere der Austrittsleitungen aufgefangen wird und nicht in die direkte Umgebung 15 gelangt. Dies ist wichtig im Fall einer Unterdeckinstallation von Wasserstoff-Equipment beziehungsweise bei einer Installation in geschlossenen Räumen.

Fig. 3 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines wie zuvor erwähnten zweiten Kaminabschnitts 22B.

Alle vorherigen Ausführungen betreffend den ersten Kaminabschnitt 22A sind entsprechend auf den zweiten Kam in abschnitt 22B und umgekehrt anwendbar. Der zweite Kaminabschnitt 22B gemäß der Fig. 3 unterscheidet sich von der zuvor erläuterten Ausführungsform des zweiten Kaminabschnitts 22A dadurch, dass der zweite Kaminabschnitt 22B an der Austrittsöffnung 30 eingezogen ist und eine Querschnittsverengung 46 aufweist. Die Querschnittsverengung 46 kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass sich ein Außendurchmesser da und/oder ein Innendurchmesser di des zweiten Kaminabschnitts 22B hin zu der Austrittsöffnung 30 verkleinert.

Aufgrund der Querschnittsverengung 46 weist die Austrittsöffnung 30 einen Durchmesser d30 auf, der kleiner als der Innendurchmesser di des zweiten Kaminabschnitts 22B ist. Mit Hilfe der Querschnittsverengung 46 kann eine Beschleunigung des gasförmigen Wasserstoffs GH2 bei dem Austreten desselben aus der Austrittsöffnung 30 erreicht werden. Optional kann der zweite Kaminabschnitt 22B einen Umströmungskörper 47 aufweisen, der in einem Abstand vor der Austrittsöffnung 30 platziert ist. Der Umströmungskörper 47 verhindert ein Eintreten von Wasser H2O oder Schnee in die Austrittsöffnung 30. Der Umströmungskörper 47 kann rotationssymmetrisch zu einer Symmetrie- oder Mittelachse 48 aufgebaut sein. Die Mittelachse 48 kann mit der Mittelachse 33 übereinstimmen.

Der Umströmungskörper 47 weist eine der Austrittsöffnung 30 zugewandte kegelstumpfförmige oder konusförmige Vorderseite 49 und eine der Austrittsöffnung 30 abgewandte Rückseite 50 auf. Die Rückseite 50 kann gewölbt sein. Der Umströmungskörper 47 weist ferner einen Durchmesser d47 auf, der gleich dem oder kleiner als der Außendurchmesser da und größer als der Durchmesser d30 ist. Der Umströmungskörper 47 kann sich mit mehreren Streben 51 , 52 an dem zweiten Kaminabschnitt 22B, insbesondere an der Querschnittsverengung 46, abstützen. Die Streben 51 , 52 tragen den Umströmungskörper 47.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

Verwendete Bezuqszeichen

1 Speicherbehälter

2 Mittelachse

3 Innenbehälter

4 Basisabschnitt

5 Deckelabschnitt

6 Deckelabschnitt

7 Gaszone

8 Flüssigkeitszone

9 Phasengrenze

10 Außenbehälter

11 Basisabschnitt

12 Deckelabschnitt

13 Deckelabschnitt

14 Spalt

15 Umgebung

16 Abführkamin

17 Leitung

18 Innenwandung

19 Außenwandung

20 Spalt

21 Kaminabschnitt

22A Kaminabschnitt

22B Kam in abschnitt

23 Separator

24 Innenwandung

25 Außenwandung

26 Spalt

27 Innenwandung

28 Außenwandung

29 Spalt

30 Austrittsöffnung

31 Phasenseparator

32 Mittelachse 33 Mittelachse

34 Sumpf

35 Verdampfereinheitaufnahme

36 Innenraum

37 Verdampfereinheit

38 Außenseite

39 Innenseite

40 Kondensatabführleitung

41 Kondensatabscheider

42 Absperrventil

43 Temperaturtiefschalter

44 Wirkverbindung

45 Ablauf

46 Querschnittsverengung

47 Umströmungskörper

48 Mittelachse

49 Vorderseite

50 Rückseite

51 Strebe

52 Strebe da Außendurchmesser di Innendurchmesser d30 Durchmesser d47 Durchmesser g Schwerkraftrichtung

GH2 Kryogen/Wasserstoff

H2 Kryogen/Wasserstoff

H2O Wasser

LH2 Kryogen/Wasserstoff

Q Wärme

Claims

Patentansprüche

1 . Abführkamin (16) zum Abführen eines Kryogens (H2), das eine flüssige Phase (LH2) und eine gasförmige Phase (GH2) aufweist, an eine Umgebung (15) des Abführkamins (16), aufweisend einen rohrförmigen Kaminabschnitt (21 , 22A, 22B), der sich entlang einer Schwerkraftrichtung (g) erstreckt, wobei eine Innenwandung (24, 27) des rohrförmigen Kaminabschnitts (21 , 22A, 22B), die einen Innenraum (36) des Abführkamins (16) umgibt, gegenüber der Umgebung (15) wärmegedämmt (25, 28, 26, 29) ist, und wobei der rohrförmige Kaminabschnitt (21 , 22A, 22B) einen unteren Kaminabschnitt (21 ) und einen oberen Kaminabschnitt (22A, 22B) aufweist, wobei der obere Kaminabschnitt (21 , 22A, 22B) eine Austrittsöffnung (30) aufweist, durch welche die nach oben aufsteigende, gasförmige Phase (GH2) in die Umgebung (15) austritt,

- einen am unteren Kaminabschnitt (21 ) angebrachten Phasenseparator (31 ), der dazu eingerichtet ist, das über eine Leitung (17) zuführbare zweiphasige Kryogen in die flüssige Phase (LH2) und in die gasförmige Phase (GH2) aufzutrennen, und eine Verdampfereinheit (37) zum Abgeben von Wärme an den Innenraum (36) zum Verdampfen der abgeschiedenen flüssigen Phase (LH2) im Innenraum (36).

2. Abführkamin nach Anspruch 1 , wobei der Kaminabschnitt (21 , 22A, 22B) zur Wärmedämmung doppelwandig ausgebildet ist.

3. Abführkamin nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Kaminabschnitt (21 , 22A, 22B) die dem Innenraum (36) zugewandte Innenwandung (24, 27) und eine der Umgebung (15) zugewandte Außenwandung (25, 28) aufweist, und wobei zwischen der Innenwandung (24, 27) und der Außenwandung (25, 28) ein mit einem Vakuum beaufschlagter Spalt (26, 29) angeordnet ist.

4. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 3, wobei die Verdampfereinheit (37) an dem unteren Kaminabschnitt (21 ) angebracht ist, und wobei der Phasenseparator (31 ) entlang der Schwerkraftrichtung (g) betrachtet oberhalb der Verdampfereinheit (37) positioniert ist.

5. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 4, wobei der untere Kaminabschnitt (21 ) einen den unteren Kaminabschnitt (21 ) stirnseitig verschließenden Sumpf (34) aufweist, und wobei die Verdampfereinheit (37) entlang der Schwerkraftrichtung (g) betrachtet zwischen dem Sumpf (34) und dem Phasenseparator (31 ) positioniert ist.

6. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 5, ferner aufweisend eine Kondensatabführleitung (40), die von dem Sumpf (34) durch die Verdampfereinheit (37) hindurch in die Umgebung (15) geführt ist.

7. Abführkamin nach Anspruch 6, ferner aufweisend einen Kondensatabscheider (41 ) zum Abscheiden von Wasser (H20) von der flüssigen Phase (LH2), wobei die Kondensatabführleitung (40) zu dem Kondensatabscheider (41 ) führt.

8. Abführkamin nach Anspruch 7, ferner aufweisend ein Absperrventil (42) zum Absperren und Freigeben der Kondensatabführleitung (40).

9. Abführkamin nach Anspruch 8, ferner aufweisend einen in die Verdampfereinheit (37) integrierten Temperaturtiefschalter (43) zum Ansteuern des Absperrventils (42).

10. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 9, wobei die Verdampfereinheit (37) eine der Umgebung (15) zugewandte Außenseite (38) und eine dem Innenraum (36) zugewandte Innenseite (39) aufweist.

1 1 . Abführkamin nach Anspruch 10, wobei die Verdampfereinheit (37) dazu eingerichtet ist, Wärme (Q) von der Außenseite (38) zu der Innenseite (39) zu transportieren.

12. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 11 , wobei der obere Kaminabschnitt (22A, 22B) mit Hilfe eines Separators (23) thermisch von dem unteren Kaminabschnitt (21 ) getrennt ist.

13. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 12, wobei der obere Kaminabschnitt (22B) eine an der Austrittsöffnung (30) vorgesehene Querschnittseinengung (46) aufweist.

14. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 13, wobei der obere Kaminabschnitt (22B) einen Umströmungskörper (47) aufweist, der stromabwärts der Austrittsöffnung (30) angeordnet ist.

15. Abführkamin nach einem der Ansprüche 1 - 14, wobei der obere Kaminabschnitt

(22B) feuerfest ist.