JP2005249195A - 二重壁の容器 - Google Patents

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Abstract

【課題】極低温の液化物質を貯蔵し、運搬するための二重壁容器の提供を目的とする。
【解決手段】内部容器とその内部容器から一定の距離に配置された外側容器からなり、前記内部容器と外部容器の間には真空の空間があり、該真空の空間には少なくとも永久磁石が配置され、該永久磁石と高温超伝導体が互いに向き合って、外部容器と内部容器は非接触を維持する二重壁容器で、前記高温超伝導体（８）は、前記真空の空間（５）に配設され、前記内部容器（１）と外部容器（２）はおのおの絞り部（３，４）を備え、この絞り部は同軸に配置され、前記内部容器（１）の絞り部（３）は、スパイラル状の蛇腹の金属管（３）で構成され、その外側の端部は外部容器（２）の絞り部（４）に固定されている、ことを特徴とする二重壁容器。
【選択図】 図１

Description

本発明は、極低温物質を貯蔵し運搬するための二重壁を備える容器に関する。
低沸点の液体ガスのための容器は、周囲から進入する熱による液体のガス化を最小に維持するため高価な絶縁を必要とする。そこで、二重壁の構造の容器として構成され、液体ガスを収容する内部容器を、外部温度にさらされている外側容器の中に配置し、内部容器と外部容器との中間に絶縁層を設けている。
絶縁層は、例えば超絶縁層のような熱伝導が極めて小さい材料、例えばポリエステルで絶縁された多層箔から構成されている。容器を製造した後において上記中間の空間は真空にされる。
温度が低い内部容器は、外部容器と支持部材または引掛け部材により係合される。このような係合は、自重と使用中の荷重によって内部容器に作用する応力を吸収するため、必要である。従って、その係合は充分な機械的強度と剛性を備えなければならないので、固体の熱伝導による熱の侵入が発生する。
この種の熱伝導は、新しい低温エネルギー物質のための車両のタンクにおいて発生する。このタンクの容積を最適に利用するためには、内部容器と外部容器の空間を可能な限り小さくすることが必要である。
従来のタンク配置構造では、比較的高い熱伝導を有する短い支持部材を内側容器と外側容器との間に使用することになり、そのため貯蔵時間は限定されている。
ドイツ特許ＤＥ４４１８７４５Ｃ２から二重壁構造の容器が知られており、この容器は液体の低沸点ガスを供給する容器で、外部容器とこの外部容器の中に配置した液体ガスを収容する内部容器から構成されている。
内部容器は、液化ガス中に配置された超伝導体を介して、更に外部容器に配置された永久磁石を介して、外部容器に接触することなしに保持されている。超伝導体はタイプII型のセラミック超伝導体で、例えばＹＢＣＯ１２３またはＢＳＣＣＵ２２１２であり、その臨海温度Ｔｃは低沸点の液化ガスの温度を超えている。
液化ガスを内部容器への注入又は取り出しのために、パイプ状の導入管があり、外部容器と内部容器を通過している。このようなパイプは、液化ガスを注出することにより取り出す小さい容器のためには、利用できない。
ドイツ特許ＤＥ４４１８７４５Ｃ２
本発明は、液化ガスのための二重壁容器で、取り扱いが便利で、注入注出口周囲の熱損失が少なく、従って液化ガスの貯蔵時間を延長できる容器を課題とする。
この課題は、請求項に記載された発明により解決される。
発明の第１の態様は、極低温の物質を貯蔵し、運搬するための二重壁容器であって、
前記物質を収容する内部容器とその内部容器から一定の距離に配置された外側容器からなり、前記内部容器と外部容器の間には真空の空間があり、該真空の空間には少なくとも
１個の永久磁石が配置され、該永久磁石と高温超伝導体が互いに向き合って、外部容器と内部容器は非接触の二重壁容器で、
前記高温超伝導体（８）は、前記真空の空間（５）に配設され、
前記内部容器（１）と外部容器（２）はおのおの絞り部（３，４）を備え、この絞り部は同軸に配置され、
前記内部容器（１）の絞り部（３）は、スパイラル状の蛇腹の金属管（３）となっており、その外側に向かっている端部は外部容器（２）の絞り部（４）に固定されている、
ことを特徴とする。
発明の第２の態様は、前記永久磁石（９）は外部容器（２）に、前記超伝導体（８）は内部容器に固定されていることを特徴とする二重壁容器である。
発明の第３の態様は、前記真空の空間（５）には多層からなる超絶縁材が存在していることを特徴とする二重壁容器である。
発明の第４の態様は、前記蛇腹の金属管（３）には非金属材料からなるストッパ（１０）を設けたことを特徴とする二重壁容器である。
発明の第５の態様は、前記ストッパ（１０）は、蛇腹の金属管（３）内側断面を充填し、蛇腹管（３）とストッパ（１０）との間に走るスパイラル状の溝（１１）を形成することを特徴とする二重壁容器である。
発明の第６の態様は、前記蛇腹管（３）の厚みは０．１から０．５ｍｍであることを特徴とする二重壁容器である。
発明の第７の態様は、２以上の永久磁石（９）と高温超伝導体（８）が、容器の下部において、真空の空間（５）の直角方向に対して０から９０度の角度で均等に配置されていることを特徴とする二重壁容器である。
本発明の効果は下記の通りである。
入口部分の柔軟性がある固定により、液化ガスの静止状態の自動的復活が行われる。即ち、内側の容器が動くと超伝導体に電流が生じ、外部磁場と反対方向に作用するので、液化ガスの動きが抑制される。
入口近傍の熱損失はスパイラル状の金属管の使用により減小する。
非金属のストッパにより、冷たい蒸発ガスは入口開口部を回っている溝を通過して温度が上昇し、出口から放出される。そのため、冷えたガスのエンタルピーは充分利用され、出口から容器の内側への熱の進入が減少する。
本発明の更なる利点は、サブクレームでまとめられている。本願発明を図１と図２に示す詳細例により詳しく述べる。
図１は本願発明の容器の断面を示す。
図２は本願発明に係る容器の入口の拡大断面図である。
容器は、液化ガスを収容する内部容器１と、この内部容器１を外側から包む外部容器２とから構成される。内部容器１と外部容器２は球状の形状であり、２個の半球状のシェルを合わせて構成される。しかし、他の形状も可能である。
半球状のシェルはオーステナイトステンレス鋼で構成することが望ましく、溶接により接合される。内部容器１に薄い厚さの蛇腹管３が溶接により接合され、内部への液体ガスの充填・排出に寄与する。
金属管３に対して同軸に、パイプ短管４が外部容器２に配設され、また外部容器２に溶接される。内部容器１と外部容器２との間に位置する中間の空間５は多層からなる超絶縁材６で充填され、排気される。金属管３とパイプ短管４との間のリング状空間７にも多層の超絶縁層が介在する。真空の空間５は外部に対してリング状の円盤１４で機密にされる。
内部容器１に対して２個の高温超伝導体８が配設される。この高温超伝導体８に向かい合うように２個の永久磁石９が設けられ、外部容器２に固定される。高温超伝導体８と永久磁石９は、内部容器を外部容器に対して非接触で保持する。
金属管３内には、絶縁材、たとえば、合成樹脂のストッパ１０を配設する。その直径は金属管３の内径にほぼ同じとする。従って、内部容器１の内部は外部とガス化した低温のガスが通過するスパイラルの溝１１で（図２参照）でつながっている。そこで、低温のガスのエンタルピーは充分利用され、金属管３を通過する容器１内部への熱伝導が減少する。
図２に拡大して示すように、真空の空間はリング状円盤１４で機密にされ、この円盤はパイプ短管４と、金属管３の端部にねじ止めされたソケット１２に機密に溶接されている。
容器１の内部から発生する低温のガスは、排出孔１３から大気に排出される。
外部から内部容器１への熱伝導を最大限に減少するためには、金属管３の厚みを可能な限り薄くしなければならない。従って、金属管３はステンレス鋼の板の長手方向を溶接したもので、その厚さは０．１から０．５ｍｍである。金属管３の長さは３０から２００ｍｍで、外側直径は２から８０ｍｍである。
金属管３はその厚みが極めて薄くまた、ステンレス鋼のために熱伝導は極めて小さい。金属管３は蛇腹構造のために，大きな柔軟性と平滑な管に比較してより大きな断面の剛性を有する。更に、蛇腹の金属管３は平滑な管と比較してより長い。
長さが長いために、熱伝導はその分低い。本発明の容器は、特に液化ガスに適している。従来の市販品に比較して液体で貯蔵する時間を何倍も長くすることが出来る。
本発明は、例えば、燃料用の液化ガスのための二重壁容器で、取り扱いが便利で、注入注出口周りの熱損失が少なく、従って液化ガスの貯蔵時間を延長できる容器を提供できる。そこで、この種の容器は液化燃料を使用する自動車に利用される。
本願発明の容器の断面を示す。 本願発明に係る容器の入口の拡大断面図である。
符号の説明
１ 内部容器
２ 外部容器
３ 金属管
４ パイプ短管
５ 真空の空間
６ 超絶縁の多層
７ リング状空間
８ 高温超伝導体
９ 永久磁石
１０ ストッパ
１１ スパイラル溝
１２ ソケット
１３ ガス排出孔
１４ 円盤

Claims (7)

  1. 極低温の物質を貯蔵し、運搬するための二重壁容器であって、
    前記物質を収容する内部容器とその内部容器から一定の距離に配置された外側容器からなり、前記内部容器と外部容器の間には真空の空間があり、該真空の空間には少なくとも
    １個の永久磁石が配置され、該永久磁石と高温超伝導体が互いに向き合って、外部容器と内部容器は非接触的の二重壁容器で、
    前記高温超伝導体（８）は、前記真空の空間（５）に配設され、
    前記内部容器（１）と外部容器（２）はおのおの絞り部（３，４）を備え、この絞り部は同軸に配置され、
    前記内部容器（１）の絞り部（３）は、スパイラル状の蛇腹の金属管（３）となっており、その外側に向かっている端部は外部容器（２）の絞り部（４）に固定されている、
    ことを特徴とする。
  2. 前記永久磁石（９）は外部容器（２）に、前記超伝導体（８）は内部容器に固定されていることを特徴とする請求項１記載の二重壁容器。
  3. 前記真空の空間（５）には多層からなる超絶縁材が存在していることを特徴とする請求項１又は２に記載の二重壁容器。
  4. 前記蛇腹の金属管（３）には非金属材料からなるストッパ（１０）を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の二重壁容器。
  5. 前記ストッパ（１０）は、蛇腹の金属管（３）内側断面を充填し、蛇腹管（３）とストッパ（１０）との間に走るスパイラル状の溝（１１）を形成することを特徴とする請求項４に記載の二重壁容器。
  6. 前記蛇腹管（３）の厚みは０．１から０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の二重壁容器。
  7. ２以上の永久磁石（９）と高温超伝導体（８）が、容器の下部において、真空の空間（５）の直角方向に対して０から９０度の角度で均等に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の二重壁容器。

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