WO2023110354A1 - Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung - Google Patents

Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2023110354A1
WO2023110354A1 PCT/EP2022/083110 EP2022083110W WO2023110354A1 WO 2023110354 A1 WO2023110354 A1 WO 2023110354A1 EP 2022083110 W EP2022083110 W EP 2022083110W WO 2023110354 A1 WO2023110354 A1 WO 2023110354A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inner shell
insulating
shell
superconductor
outer shell
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/083110
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Schauz
Frank Hauber
Original Assignee
Festo Se & Co. Kg
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 Festo Se & Co. Kg filed Critical Festo Se & Co. Kg
Priority to EP22822351.7A priority Critical patent/EP4449010A1/de
Publication of WO2023110354A1 publication Critical patent/WO2023110354A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
    • F17C1/12—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge with provision for thermal insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/01—Shape
    • F17C2201/0104—Shape cylindrical
    • F17C2201/0119—Shape cylindrical with flat end-piece
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
    • F17C2201/03—Orientation
    • F17C2201/032—Orientation with substantially vertical main axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01—Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/014—Suspension means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/01—Reinforcing or suspension means
    • F17C2203/014—Suspension means
    • F17C2203/017—Magnetic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0308—Radiation shield
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0304—Thermal insulations by solid means
    • F17C2203/0308—Radiation shield
    • F17C2203/032—Multi-sheet layers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/03—Thermal insulations
    • F17C2203/0391—Thermal insulations by vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0609—Straps, bands or ribbons
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
    • F17C2203/0612—Wall structures
    • F17C2203/0626—Multiple walls
    • F17C2203/0629—Two walls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0636—Metals
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
    • F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
    • F17C2203/0634—Materials for walls or layers thereof
    • F17C2203/0658—Synthetics
    • F17C2203/066—Plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2109—Moulding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2109—Moulding
    • F17C2209/2118—Moulding by injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2209/00—Vessel construction, in particular methods of manufacturing
    • F17C2209/21—Shaping processes
    • F17C2209/2154—Winding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
    • F17C2221/01—Pure fluids
    • F17C2221/014—Nitrogen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
    • F17C2223/0146—Two-phase
    • F17C2223/0153—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL
    • F17C2223/0161—Liquefied gas, e.g. LPG, GPL cryogenic, e.g. LNG, GNL, PLNG
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
    • F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
    • F17C2223/033—Small pressure, e.g. for liquefied gas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
    • F17C2260/03—Dealing with losses
    • F17C2260/031—Dealing with losses due to heat transfer
    • F17C2260/033—Dealing with losses due to heat transfer by enhancing insulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C2270/00—Applications
    • F17C2270/05—Applications for industrial use
    • F17C2270/0509—"Dewar" vessels

Definitions

  • the invention relates to an insulating device for insulating a usable space from the outside environment and a method for producing an insulating device.
  • the object of the invention is to provide an insulating device with improved insulating properties and a method for producing an inner shell for such an insulating device.
  • the insulating device has an inner shell which borders a usable space and which is surrounded by an outer shell, the inner shell being movably accommodated in the outer shell and delimiting an insulating space with the outer shell, and the inner shell being assigned a superconductor device , and with a magnet device assigned to the outer shell, which is designed for a force-transmitting interaction with the superconductor device for the contactless provision of supporting forces for the inner shell.
  • the usable space bordered by the inner shell has at least one opening, so that the usable space can be used, for example, to store a liquefied gas, which can be filled into the usable space through this opening or removed from the usable space through this opening.
  • the usable space has a plurality of openings, in particular at the end regions of the usable space facing away from one another, and can hereby be used, for example, in the manner of a pipeline for passing on a liquefied gas.
  • the inner shell is made of a material that is made in such a way that substances can be stored and transported that have a temperature of 100 Kelvin or less without the material of the inner shell becoming brittle, which would jeopardize the function of the inner shell would .
  • the inner shell at most undergoes an elastic deformation and is not plastically deformed or cracks, at least within the scope of the intended use and taking into account the overpressure that may be present in the usable space and/or taking into account the mass of the fluid to be accommodated in the usable space kicks .
  • the inner shell is preferably designed in such a way that it can be regarded as dimensionally stable or shape-fixed when the insulating device is used as intended.
  • the outer shell has similar properties to the inner shell, it is preferably provided that the outer shell also undergoes at most elastic deformations when the insulating device is used as intended and can be regarded as dimensionally stable or dimensionally stable.
  • the task of the outer shell is to one in providing mechanical protection for the inner shell and for an insulating space formed between the inner shell and the outer shell.
  • the outer shell has the task of carrying one or more magnet devices, preferably a permanent magnet device, which are designed for force-transmitting interaction with a magnet device assigned to the inner shell, in particular a permanent magnet device and/or a superconductor device.
  • the magnetic device assigned to the inner shell can optionally be fixed, in particular partially, in the usable space and thus on an inner surface of the inner shell and/outside the usable space and thus on an outer surface of the inner shell.
  • the superconductor device is at least partially integrated into the material of the inner shell.
  • the purpose of the magnetic device assigned to the inner shell is to interact with the magnetic device of the outer shell in a force-transmitting manner in order to enable contactless provision of supporting forces for the inner shell.
  • This force-transmitting interaction between the magnetic devices allows a mechanical contact between the inner shell and the outer shell to be reduced to a minimum, in particular to zero.
  • convective heat conduction from the outer shell to the inner shell is reduced to a minimum, with the result that a long-lasting insulating effect can be achieved by the insulating device.
  • the superconductor device which is assigned to the inner shell and is designed as part of the inner shell in one embodiment, preferably comprises at least one so-called high-temperature superconductor or type II superconductor, i.e.
  • a superconductor material is YBCO (yttrium barium copper oxide), whose transition temperature is minus 181 degrees Celsius and which, for example, has superconducting properties when cooled by liquefied nitrogen, which has a temperature of less than minus 192 degrees Celsius - points .
  • the inner shell before the insulating device is put into operation, in particular before a liquefied gas is supplied, which has a temperature below the transition temperature of the superconductor device, using suitable means, in particular by applying external forces, is brought into a functional onsposition.
  • the inner shell should also assume this functional position in relation to the outer shell during subsequent intended use, or it is intended that this functional position be at least in close spatial proximity to a desired functional position for the inner shell in relation to the outer shell.
  • the superconductor device is programmed to a certain extent for the magnetic flux provided by the magnet device. If the temperature of the superconductor device subsequently remains below the material-specific transition temperature, the superconductor device, when the inner shell is deflected from the "programmed" functional position, provides reaction forces in interaction with the magnetic device, which ensure that that the inner shell remains at least substantially in the desired functional position.
  • the aforementioned effect of "programming" the superconductor device is also referred to as pinning, in which case eddy current flow tubes are caused in the superconductor device, which, due to the superconducting properties of the material of the superconductor device, can be maintained without loss until the superconductor device is again above its material-specific transition temperature
  • the advantage of using superconducting material is that, in interaction with the magnetic device of the outer shell, stable positioning for the inner shell relative to the outer shell can be effected, without a control or regulation or an energy supply being required for this.
  • the insulating space between the inner shell and the outer shell is gas-tight, in particular evacuated.
  • the gas-tight insulation space is at least largely evacuated, so that the number of molecules in the insulation space is minimal compared to an environmental situation for the insulation device in which atmospheric conditions prevail.
  • a support element that is elastic or deformable when the temperature drops below the material-specific transition temperature of the superconductor device is arranged in the insulating space between the inner shell and the outer shell and is designed to support the weight of the inner shell.
  • the task of the support element is to bring the inner shell into a position relative to the outer shell that is at least essentially the functional position for the inner shell relative to the outer shell after a material or fluid has been supplied, the temperature of which is below the transition temperature for the superconductor device.
  • the support element is preferably made of a material that has a high thermal resistance and thus a low coefficient of thermal conductivity.
  • the supporting element is designed by selecting a suitable material and/or a corresponding geometric design in such a way that at temperatures above the material-specific transition temperature of the superconductor device, it ensures that the weight is supported between the inner shell and the outer shell and at Falling below the material-specific transition temperature of the superconductor device causes a significant, in particular abrupt, shape change carried out with which it is ensured that a conductive coupling between the inner shell and the outer shell that existed before the critical temperature was reached is canceled after the critical temperature has fallen below.
  • the support element can be made of two materials with different temperature-dependent coefficients of expansion, so that when the temperature falls below the critical temperature, an internal stress in the support element brings about the desired change in shape.
  • the inner shell is formed along a, in particular straight, profile section with a constant profile and that along the profile several, in particular in the same pitch, spaced permanent magnets and / or superconductor elements are provided.
  • the inner shell is tubular along the profile section, in particular with a circular profile, and that several permanent magnets and/or superconductor elements are arranged along this straight profile section in order to be able to exert a supporting effect on the inner shell that is as uniform as possible .
  • Such an arrangement of a multiplicity of permanent magnets and/or superconductor elements on the inner shell is of particular interest when a length of the profile section of the inner shell is considerably greater than a maximum inner diameter of the inner shell.
  • the inner shell is designed as an inner tube and that the outer shell is designed as an outer tube and that the inner tube is connected to the outer tube at each end in a sealing manner.
  • the insulating device forms a pipe section through which, for example, a liquefied gas, in particular liquefied nitrogen, can be transported with as little heating as possible.
  • a liquefied gas in particular liquefied nitrogen
  • an insulating device designed in this way can be used for the fluidly communicating connection between a fluid reservoir and a fluid consumer.
  • end regions of the inner pipe that point away from one another are sealingly connected to end regions of the outer pipe that point away from one another Usable space coaxially surrounds .
  • the inner shell is designed in the shape of a bottle and has a mouth opening for the usable space, the outer shell designed in the shape of a bottle being sealingly connected to the inner shell in the region of the mouth opening.
  • the insulating device serves as a container for receiving a fluid or another flowable substance which has a temperature below the transition temperature of the superconductor device and is intended to remain at this temperature for a longer period of time.
  • the substance or the fluid can be filled into the bottle-shaped inner shell through the mouth opening, with a cross section of the mouth opening being considerably smaller than a cross section of the adjoining container section of the inner shell.
  • a permanent magnet and/or a second superconductor element is arranged.
  • the first superconductor element of the inner shell and a corresponding magnet device, in particular a permanent magnet device on the outer shell have the task of absorbing the weight of the inner shell.
  • the permanent magnets or superconductor elements fixed to the side wall are provided to support the weight of the fluid to be stored.
  • the inner shell is produced at least in regions from a composite material which has a proportion of superconductor material includes .
  • the inner shell is produced as a winding body, for example by wrapping a winding form with one or more strip materials that are at least partially made of superconductor material or include superconductor material.
  • the inner shell is produced in a plastic injection molding process from a thermoplastic material with a proportion of superconducting particles or is produced in a casting process from a duroplastic material with a proportion of superconducting particles.
  • an inner surface and/or an outer surface of the inner shell is provided with a coating which contains a superconducting material.
  • a coating or flame spraying or a vapor coating of the inner shell with superconducting material can be provided for this purpose.
  • the object of the invention is achieved by a method for producing an insulating device according to the invention.
  • the inner shell is produced using a method from the group: producing the inner shell by wrapping a winding mold with one or more strip materials that are at least partially made of superconductor material or include superconductor material, manufacture of the inner shell in plastic injection molding using a thermoplastic material that contains a proportion of superconducting particles, producing the inner shell with a casting process using a duroplastic material that contains a proportion of superconducting particles, manufacturing the inner shell by coating an inner surface and/or an outer surface of a container blank with a superconducting material f , her- is provided and is introduced into the outer shell in a subsequent step.
  • strip materials that are at least partially made of superconductor material or include superconductor material, manufacture of the inner shell in plastic injection molding using a thermoplastic material that contains a proportion of superconducting particles, manufacture of the inner shell with a casting process using a duroplastic material that contains a proportion of superconducting particles, producing the inner shell by coating an inner surface and/or an outer surface of a container blank with a superconducting material, and using this shell for purposes other than installation in an insulating device.
  • the cover in particular the inner cover, be connected to one another in a suitable form by introducing several layers of a flexible, in particular limp, fabric into the mold and connecting the fabric layers with a suitable binding agent such as an adhesive, which also called the lamination process.
  • a suitable binding agent such as an adhesive
  • a container blank is provided with a coating in the course of a coating process, which at least partially consists of a superconducting material. Coating processes such as painting, flame spraying or vapor deposition can be used here.
  • an insulating layer in particular a multilayer insulating film arrangement, is arranged in the insulating space.
  • FIG. 2 shows a second embodiment of an insulating device which is designed as a variant of the insulating device according to FIG. 1 and has a modified design f iguration with regard to the superconductor device and the permanent magnet device,
  • FIG. 3 shows a third embodiment of an insulating device, in which the inner shell is made of a composite material
  • FIG. 4 shows a fourth embodiment of an insulation device in which the outer shell and the inner shell are tubular.
  • a first embodiment of an insulating device 1 shown in FIG. 1 is used to store a liquid, for example a liquefied gas such as nitrogen, the insulating device 1 being designed in such a way that the lowest possible heat input from the surroundings of the insulating device 1 is guaranteed in the liquid to be preserved.
  • a liquid for example a liquefied gas such as nitrogen
  • the insulating device 1 comprises, purely by way of example, an inner shell 2 designed in the shape of a bottle, which is designed, for example, to be rotationally symmetrical with respect to an axis of symmetry 11 .
  • the inner shell 2 is accommodated in an outer shell 3 , which is also designed to be rotationally symmetrical to the axis of symmetry 11 purely by way of example, and is at least almost completely enclosed by it.
  • the outer casing 3 has a side wall 20 designed as a circular-cylindrical sleeve and a bottom area 21 designed in the shape of a circular disc and a cover area 22 designed in the shape of a circular ring.
  • An outer diameter of the side wall 25 of the inner shell 2 is selected to be smaller than an inner diameter of the side wall 20 of the outer shell 3 . Furthermore, a distance between the base area 26 and the cover area 27 of the inner shell 2 is smaller than a distance between the base area 21 and the cover area 92 of the outer shell 3 is selected.
  • the space between the inner shell 2 and the outer shell 3 is referred to as the insulating space 5 .
  • An insulating film arrangement 15 is provided in the insulating space 5, which is preferably evacuated.
  • a rotationally symmetrical sealing element 16 is provided, which is fixed both in the recess 23 and on the bottle neck 28.
  • the sealing element 16 is embodied purely by way of example in the manner of a bellows and thus enables a linear relative movement along the axis of symmetry 11 between the inner shell 2 and the outer shell 3 .
  • the outer shell 3 and the sealing element 16 are made of a metallic material are .
  • the inner shell 2 can optionally be made of a metallic or ceramic or glass-like material or a plastic.
  • a support element 12 is arranged between the bottom area 26 of the inner shell 2 and the bottom area 21 of the outer shell 3 , which is provided for supporting the weight of the inner shell 2 .
  • the support element 12 is made of a foam material, in particular an elastically deformable one, with low thermal conductivity.
  • the support element 12 passes through the insulating film arrangement 15, which is provided with a recess 17 for this purpose.
  • a superconductor arrangement 6 is arranged on an inner surface 30 of the inner shell 2 , while a permanent magnet device 7 is arranged on an outer surface 31 of the inner shell 2 .
  • the superconductor arrangement 6 comprises, purely by way of example, two cuboid superconductor elements 35 which are arranged on the base region 26 .
  • the permanent magnet device 7 comprises, purely by way of example, four permanent magnets 36 which are arranged on the side wall 25 so as to protrude radially outwards.
  • permanent magnets 37 embodied in a playful cuboid manner are arranged both on the side wall 20 and on the bottom area 21 .
  • a total of six permanent magnets 37 are arranged on the outer shell, with the permanent magnets 37 arranged on the bottom area 21 being arranged vertically below the superconductor elements 35 as shown in FIG.
  • the attached to the side wall 20 Permanent magnets 37 are arranged in the radial direction outwards adjacent to the permanent magnets 36 of the inner shell 2 , but are at a smaller distance from the bottom area 21 than the permanent magnets 36 .
  • the permanent magnets 36 which are slightly spaced apart in the vertical direction, and the permanent magnets 37 attached to the side wall of the outer shell 3 interact magnetically and thus form a magnetically prestressed system. If the weight of the inner shell 2 increases further as a result of further filling with the cold substance, a possible linear displacement of the inner shell 2 in relation to the outer shell 3 leads to an increase in the magnetic interaction between the permanent magnets 36 and 37, so that an additional supporting effect in vertical direction for the inner shell 2 is caused.
  • the superconductor elements 35, the permanent magnets 36 and 37, the support element 12 and the sealing element 16 are preferably matched to one another in such a way that the majority of the support forces for the inner shell are caused by contactless magnetic interaction between the superconductor device 6 and the permanent magnet device 7. It can thereby be achieved that the support element 12 and the sealing element 16 are as filigree or can be made thin-walled and thus allow only a small amount of heat input into the insulating space 5 .
  • the same reference symbols are used for functionally identical components as in the first embodiment according to FIG.
  • the inner shell 2 of the insulating device 41 is equipped exclusively with superconductor elements 35 .
  • a support element 42 is provided, which is shaped in the manner of a rotationally symmetrical bellows.
  • the support element 42 is preferably made of a material or a combination of materials which causes the support element 42 to shorten when the temperature falls below a predeterminable value, in particular when the critical temperature of the superconductors 35 is undershot.
  • the support element 42 is attached to the underside of the inner shell 2, a support effect by the support element 42 and thus a thermally conductive coupling between the inner shell 2 and the outer shell 3 can be canceled as soon as a cold substance is poured into the usable space 4 of the inner shell 2, the transition temperature of the superconductors 35 is undershot and the superconductors 35 are in magnetic interaction with the permanent magnets 37, so that the inner shell 2 is no longer supported by the support element 42. If the inner shell 2 at a later time - point again heated above the transition temperature of the superconductors 35, the length of the support element 42 also changes back to the linear expansion as shown in FIG. The support of the inner shell 2 is thus again guaranteed by the support element 42 at this point in time.
  • the insulating device 51 differs from the insulating device 1 in that the inner shell 52 is made of a composite material, not shown in detail, for example as a winding body. It is provided that the composite material of the inner shell 52 contains a predeterminable proportion of superconducting material, so that no additional superconductor elements are required to bring about a magnetic interaction between the inner shell 52 and the permanent magnets 37 on the outer shell 3 .
  • permanent magnets 36 can be provided on the inside at the bottom of the inner sleeve 52 and on the outer surface 31 of the inner sleeve 52 . These are provided for a magnetic interaction with permanent magnets 37 which are each arranged adjacent to the permanent magnets 36 and are partly also fixed to the outer surface of the outer shell 3 .
  • the insulating device 61 is designed as a pipeline section in which both the inner shell 62 and the outer shell 63 along a profile section 73 have a constant For example, have a circular profile.
  • sealing connections between the inner shell 62 and the outer shell 63 are provided at mutually opposite end regions of the insulating device 61 , each using a sealing element 16 .
  • superconductor elements 68 embodied purely as an example in the shape of a circular ring, preferably in a uniform division along the axis of symmetry 11 , are arranged.
  • Permanent magnets 69 are arranged in the radial direction opposite to the superconductor elements 68 , which are embodied as ring magnets, for example, and which are fixed to an inner surface 74 of the outer shell 63 .
  • the insulating film arrangement 76 is adapted to the diameter of the inner sleeve 62 and the outer sleeve 63, which is reduced compared to the other insulating devices 1, 41 and 51.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) zur Isolierung eines Nutzraums (4) gegenüber einer Außenumgebung, mit einer Innenhülle (2; 52; 62), die einen Nutzraum (4) berandet und die von einer Außenhülle (3; 63) umgeben ist, wobei die Innenhülle (2; 52; 62) beweglich in der Außenhülle (3; 63) auf genommen ist und mit der Außenhülle (3; 63) einen Isolierraum (5) begrenzt und wobei der Innenhülle (2; 52; 62) eine Supraleitereinrichtung (6) zugeordnet ist, sowie mit einer der Außenhülle (3; 63) zugeordneten Magneteinrichtung (7), die für eine kraftübertragende Wechselwirkung mit der Supraleitereinrichtung (6) zur kontaktlosen Bereitstellung von Stützkräften für die Innenhülle (2; 52; 62) ausgebildet ist.

Description

Isoliereinrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Isoliereinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Isoliereinrichtung zur Isolierung eines Nutzraums gegenüber einer Außenumgebung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Isoliereinrichtung.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise ein Behälter zur Aufbewahrung eines verflüssigten Gases bekannt, der auch als Dewargefäß bezeichnet wird und der zur Lagerung und zum Transport eines verflüssigten Gases oder einer anderen, vorzugsweise fließfähigen Substanz mit einer Temperatur, die erheblich niedriger als die typische Raumtemperatur von 20 Grad Celsius, insbesondere im Bereich von minus 150 Grad Celsius bis minus 200 Grad Celsius angesiedelt ist, genutzt werden kann .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Isoliereinrichtung mit verbesserten Isolationseigenschaften sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Innenhülle für eine derartige Isoliereinrichtung bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Isoliereinrichtung eine Innenhülle aufweist, die einen Nutzraum berandet und die von einer Außenhülle umgeben ist, wobei die Innenhülle beweglich in der Außenhülle aufgenommen ist und mit der Außenhülle einen Isolierraum begrenzt und wobei der Innenhülle eine Supraleitereinrichtung zugeordnet ist, sowie mit einer der Außenhülle zugeordneten Magneteinrich- tung, die für eine kraf tübertragende Wechselwirkung mit der Supraleitereinrichtung zur kontaktlosen Bereitstellung von Stützkräf ten für die Innenhülle ausgebildet ist .
Der von der Innenhülle berandete Nutzraum weist wenigstens eine Öf fnung auf , so dass der Nutzraum beispielsweise zur Aufbewahrung eines verf lüssigten Gases genutzt werden kann, das durch diese Öf fnung in den Nutzraum eingefüllt oder durch diese Öf fnung aus dem Nutzraum entnommen werden kann . Alternativ ist vorgesehen, dass der Nutzraum mehrere Öf fnungen, insbesondere an einander abgewandten Endbereichen des Nutz - raums , auf weist und hiermit beispielsweise in der Art einer Rohrleitung zur Weiterleitung eines verf lüssigten Gases genutzt werden kann . Die Innenhülle ist aus einem Material hergestellt , das derart beschaf fen ist , dass Substanzen gelagert und transportiert werden können, die eine Temperatur von 100 Kelvin oder weniger aufweisen, ohne dass hierdurch eine die Funktion der Innenhülle in Frage stellende Versprödung des Materials der Innenhülle auf treten würde . Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Innenhülle zumindest im Rahmen des bestimmungsgemäßen Gebrauchs und unter Berücksichtigung des gegebenenfalls im Nutzraum vorliegenden Überdrucks und/oder unter Berücksichtigung der Masse des im Nutzraum auf zunehmenden Fluids , allenfalls eine elastische Deformation erfährt und nicht plastisch deformiert wird oder eine Rissbildung auf tritt . Vorzugsweise ist die Innenhülle derart ausgelegt , dass sie im bestimmungsgemäßen Gebrauch der I soliereinrichtung als formstabil oder gestaltfest anzusehen ist . Die Außenhülle weist ähnliche Eigenschaf ten wie die Innenhülle auf , vorzugs weise ist vorgesehen, dass auch die Außenhülle im bestimmungsgemäßen Gebrauch der I soliereinrichtung allenfalls elas tische Deformationen erfährt und als formstabil oder gestalt fest anzusehen ist . Die Aufgabe der Außenhülle besteht zum einen in der Bereitstellung eines mechanischen Schutzes für die Innenhülle und für einen zwischen Innenhülle und Außenhülle gebildeten I solierraum . Zum anderen hat die Außenhülle die Aufgabe , eine oder mehrere Magneteinrichtungen, vorzugs weise einer Permanentmagneteinrichtung, zu tragen, die für die kraf tübertragende Wechselwirkung mit einer der Innenhülle zugeordneten Magneteinrichtung, insbesondere einer Permanent magneteinrichtung und/oder einer Supraleitereinrichtung, aus gebildet sind .
Die der Innenhülle zugeordnete Magneteinrichtung kann wahl weise , insbesondere teilweise , im Nutzraum und damit an einer Innenoberf läche der Innenhülle und/außerhalb des Nutzraums und damit an einer Außenoberf läche der Innenhülle festgelegt sein . Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die Supraleitereinrichtung zumindest teilweise in das Materi al der Innenhülle integriert ist .
Die der Innenhülle zugeordnete Magneteinrichtung hat die Auf gabe , in eine kraf tübertragende Wechselwirkung mit der Magneteinrichtung der Außenhülle zu treten, um eine kontaktlose Bereitstellung von Stützkräf ten für die Innenhülle zu ermöglichen . Durch diese kraf tübertragende Wechselwirkung zwischen den Magneteinrichtungen kann ein mechanischer Kontakt zwi schen der Innenhülle und der Außenhülle auf ein Minimalmaß, insbesondere auf Null , reduziert werden . Hierdurch wird eine konvektive Wärmeleitung von der Außenhülle auf die Innenhülle auf ein Minimalmaß reduziert , womit eine lang anhaltende I solationswirkung durch die I soliereinrichtung erzielt werden kann . Die Supraleitereinrichtung, die der Innenhülle zugeordnet ist und in einer Aus führungs form als Bestandteil der Innenhülle ausgebildet ist , umfasst vorzugsweise wenigstens ei nen so genannten Hochtemperatursupraleiter oder Typ- I I - Supraleiter , ist also aus einem Material hergestellt , das fernab des absoluten Temperaturnullpunkts von 0 Kelvin supraleitende Eigenschaf ten aufweist . Als Beispiel für einen Supraleitermaterial kann YBCO (Yttriumbariumkupferoxid) genannt werden, dessen Sprungtemperatur bei minus 181 Grad Celsius liegt und das beispielsweise bei einer Kühlung durch verf lüs sigten Stickstof f , der eine Temperatur von kleiner als minus 192 Grad Celsius aufweist , supraleitende Eigenschaf ten auf - weist .
Für die Funktion der I soliereinrichtung ist vorgesehen, dass die Innenhülle vor einer Inbetriebnahme der I soliereinrichtung, insbesondere vor einer Zuführung eines verf lüssigten Gases , das eine Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur der Supraleitereinrichtung aufweist , mit geeigneten Mitteln, ins besondere durch Aufbringung äußerer Kräf te , in eine Funkti onsposition gebracht wird . Diese Funktionsposition soll die Innenhülle gegenüber der Außenhülle auch während des nachfol genden bestimmungsgemäßen Gebrauchs einnehmen oder es ist vorgesehen, dass diese Funktionsposition zumindest in enger räumlicher Nähe zu einer gewünschten Funktionsposition für die Innenhülle gegenüber der Außenhülle liegt .
Anschließend erfolgt die Zufuhr des Stof f s oder Fluids , der bzw . das eine Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur der Supraleitereinrichtung aufweist , in den Nutzraum . Hierdurch wird gewissermaßen eine Programmierung der Supraleitereinrichtung auf den von der Magneteinrichtung bereitgestellten magnetischen Fluss erfolgt . Sofern die Temperatur der Supraleitereinrichtung nachfolgend unterhalb der materialspezif i schen Sprungtemperatur verbleibt , stellt die Supraleitereinrichtung bei einer Positionsauslenkung der Innenhülle aus der „programmierten" Funktionsposition in Wechselwirkung mit der Magneteinrichtung Reaktionskräf te bereit , die dafür sorgen, dass die Innenhülle zumindest im Wesentlichen in der gewünschten Funktionsposition verbleibt .
Der vorstehend genannte Ef fekt der „ Programmierung" der Supraleitereinrichtung wird auch als Pinning bezeichnet , hierbei werden Wirbelstrom- Flussschläuche in der Supraleitereinrichtung hervorgerufen, die aufgrund der supraleitenden Eigenschaf ten des Materials der Supraleitereinrichtung verlustf rei auf rechterhalten werden können, bis die Supraleitereinrichtung wieder über ihre materialspezif ische Sprungtemperatur erwärmt wird . Der Vorteil der Verwendung von supraleitendem Material liegt darin, dass in Wechselwirkung mit der Magneteinrichtung der Außenhülle eine stabile Positionierung für die Innenhülle gegenüber der Außenhülle bewirkt werden kann, ohne dass hierfür eine Steuerung oder Regelung oder eine Energiezufuhr erforderlich ist .
Vorteilhaf te Weiterbildungen der Erf indung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Zweckmäßig ist es , wenn der I solierraum zwischen der Innenhülle und der Außenhülle gasdicht ausgebildet ist , insbesondere evakuiert ist . Um eine vorteilhaf te I solationswirkung für die I soliereinrichtung gewährleisten zu können ist es vorteilhaf t , wenn in diesem I solierraum nur eine geringe Zahl von Molekülen vorhanden ist , die einen Wärmetransport von der Außenhülle zur Innenhülle bewirken könnten . Dementsprechend ist vorzugsweise vorgesehen, den gasdicht ausgebildeten I solierraum zumindest weitgehend zu evakuieren, damit die Anzahl von Molekülen im I solierraum gegenüber einer Umgebungs situation für die I soliereinrichtung, in der Atmosphärenbedingungen herrschen, minimal ist . Vorteilhaf t ist es , wenn im I solierraum zwischen der Innenhülle und der Außenhülle ein elastisch oder bei Temperaturabsenkung unter die materialspezif ische Sprungtemperatur der Supraleitereinrichtung gestaltverändernd deformierbar ausgebildetes Stützelement angeordnet ist , das zur Abstützung der Gewichtskraf t der Innenhülle ausgebildet ist . Die Aufgabe des Stützelements besteht darin, die Innenhülle gegenüber der Außenhülle in eine Position zu bringen, die zumindest im Wesentlichen der Funktionsposition für die Innenhülle gegenüber der Außenhülle nach einer Zufuhr eines Materials oder Fluids , dessen Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur für die Supraleitereinrichtung liegt , vorzugeben . Vorzugsweise ist das Stützelement aus einem Material hergestellt , das einen hohen Wärmewiderstand und damit einen geringen Wärmeleitkoef f izienten aufweist . Vorzugsweise ist das Stützelement derart dimensioniert , dass es die Innenhülle vor einer Inbetriebnahme der I soliereinrichtung in einer Position halten kann, die einer späteren Position der Innenhülle gegenüber der Außenhülle nach einer Inbetriebnahme der I soliereinrichtung zumindest im Wesentlichen entspricht . Ferner ist vorgesehen, dass das Stützelement in einer Weise elastisch deformierbar ausgebil det ist , dass eine Relativbewegung zwischen der Innenhülle und der Außenhülle während des bestimmungsgemäßen Gebrauchs der I soliereinrichtung möglichst nur in geringem Umfang behindert wird . Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Stüt zelement durch eine entsprechende Materialauswahl und/oder eine entsprechende geometrische Gestaltung derart ausgebildet ist , dass es bei Temperaturen oberhalb der materialspezif i schen Sprungtemperatur der Supraleitereinrichtung eine Abstützung der Gewichtskraf t zwischen der Innenhülle und der Außenhülle gewährleistet und bei Unterschreitung der materi alspezif ischen Sprungtemperatur des Supraleitereinrichtung eine signif ikante , insbesondere sprunghaf te , Gestaltverände- rung durchführt , mit der gewährleistet wird, dass eine vor Erreichen der Sprungtemperatur vorhandene konduktive Kopplung zwischen der Innenhülle und der Außenhülle nach Unterschrei - tung der Sprungtemperatur auf gehoben wird . Beispielhaf t kann das Stützelement aus zwei Materialien mit unterschiedlichen temperaturabhängigen Ausdehnungskoef f izienten hergestellt sein, so dass bei Unterschreitung der Sprungtemperatur eine innere Spannung im Stützelement die gewünschte Gestaltänderung herbeiführt . Hierbei wird davon ausgegangen, dass diese Gestaltänderung reversibel ist und bei Ansteigen der Temperatur im I solierbehälter eine selbsttätige Rückdeformation des Stützelements stattf indet , so dass bei Temperaturen oberhalb der materialspezif ischen Sprungtemperatur des Supraleiterelements die gewünschte Schutzwirkung zwischen Innenhülle und Außenhülle gewährleistet ist .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung ortsveränderlich an der Außenhülle angeordnet ist . Hiermit kann eine magnetische Wechselwirkung zwischen der Magneteinrichtung und der Supraleitereinrichtung in Abhängigkeit von der Nutzung des Nutzraums , beispielsweise durch Befüllen des Nutzraums mit einem Fluid oder durch Entnehmen von Fluid aus dem Nutz - raum, an die j eweils abzustützende Masse der Innenhülle angepasst werden . Beispielhaf t ist vorgesehen, dass die Magneteinrichtung linearbeweglich an der Außenhülle festgelegt ist und eine manuelle Einstellung für die Positionierung der Magneteinrichtung durch einen Benutzer oder eine automati sierte Positionsveränderung für die Magneteinrichtung vorgesehen ist .
Bei einer Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, dass die Innenhülle längs eines , insbesondere geradlinigen, Prof ilabschnitts mit einer konstanten Prof ilierung ausgebildet ist und dass längs des Prof ilabschnitts mehrere , insbesondere in gleicher Teilung, beabstandet angeordnete Permanentmagnete und/oder Supraleiterelemente vorgesehen sind . Beispielhaf t ist vorgesehen, dass die Innenhülle längs des Prof ilabschnitts rohrförmig, insbesondere mit kreisrunder Prof ilierung, ausgebildet ist und dass entlang dieses geradlinigen Prof ilabschnitts mehrere Permanentmagnete und/oder Supralei terelemente angeordnet sind, um eine möglichst gleichförmige Stützwirkung auf die Innenhülle ausüben zu können . Eine derartige Anordnung einer Vielzahl von Permanentmagneten und/oder Supraleiterelementen an der Innenhülle ist insbesondere dann von Interesse , wenn ein Betrag einer Länge des Prof ilabschnitts der Innenhülle erheblich größer als ein maximaler Innendurchmesser der Innenhülle ist .
Bei einer Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, dass die Innenhülle als Innenrohr ausgebildet ist und dass die Außenhülle als Außenrohr ausgebildet ist und dass das Innenrohr mit dem Außenrohr j eweils endseitig abdichtend verbunden ist . Bei dieser Aus führungs form bildet die I soliereinrichtung ei nen Rohrabschnitt , durch den beispielsweise ein verf lüssigtes Gas , insbesondere verf lüssigter Stickstof f , möglichst erwärmungsf rei transportiert werden kann . Beispielsweise kann eine derartige ausgebildete I soliereinrichtung zur f luidisch kommunizierenden Verbindung zwischen einem Fluidspeicher und ei nem Fluidverbraucher eingesetzt werden . Um die gewünschte gasdichte Ausgestaltung des I solierraums zu gewährleisten sind voneinander abweisende Endbereiche des Innenrohrs mit voneinander abweisenden Endbereichen des Außenrohrs abdichtend verbunden, wobei hierzu j eweils eine ringförmige Verbindungszone vorzusehen ist , die eine j eweils endseitig an der I soliereinrichtung angeordnete Mündungsöf f nung für den Nutz raum koaxial umgibt . Bei einer alternativen Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, dass die Innenhülle f laschenförmig ausgebildet ist und eine Mündungsöf f nung für den Nutzraum aufweist , wobei die f laschenförmig ausgebildete Außenhülle im Bereich der Mün- dungsöf fnung abdichtend mit der Innenhülle verbunden ist . Hierbei dient die I soliereinrichtung als Behälter zur Aufnahme eines Fluids oder einer anderen f ließfähigen Substanz , die eine Temperatur unterhalb der Sprungtemperatur der Supralei tereinrichtung aufweist und über einen längeren Zeitraum auf dieser Temperatur verbleiben soll . Hierzu kann die Substanz bzw . das Fluid in die f laschenförmig ausgebildete Innenhülle durch die Mündungsöf f nung eingefüllt werden, wobei ein Querschnitt der Mündungsöf fnung erheblich kleiner als ein Querschnitt des sich daran anschließenden Behälterabschnitts der Innenhülle ausgebildet ist .
Bevorzugt ist vorgesehen, dass benachbart zu einem Bodenbereich der f laschenförmig ausgebildeten Innenhülle ein erstes Supraleiterelement angeordnet ist und dass an einer , vorzugs weise mit konstanter Prof ilierung, insbesondere kreiszylindrisch prof ilierten, Seitenwand, die zwischen dem Bodenbereich und einem Halsbereich der Innenhülle ausgebildet ist , ein Permanentmagnet und/oder ein zweites Supraleiterelement angeordnet ist . Dabei kommt dem ersten Supraleiterelement der Innenhülle und einer korrespondierenden Magneteinrichtung, ins besondere einer Permanentmagneteinrichtung an der Außenhülle , die Aufgabe zu , die Gewichtskraf t der Innenhülle abzufangen . Die an der Seitenwand festgelegten Permanentmagnete oder Supraleiterelemente sind zur Abstützung der Gewichtskraf t des zu lagernden Fluid vorgesehen .
In weiterer Ausgestaltung der Erf indung ist vorgesehen, dass die Innenhülle zumindest bereichsweise aus einem Verbundmaterial hergestellt ist , das einen Anteil an Supraleitermaterial umfasst . Beispielhaf t kann vorgesehen sein, dass die Innenhülle als Wickelkörper , beispielsweise durch Umwickeln einer Wickelform mit einem oder mehreren Bandmaterialien, die zumindest anteilig aus Supraleitermaterial hergestellt sind oder Supraleitermaterial umfassen, hergestellt ist . Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Innenhülle in einem Kunst stof f - Spritzgussverfahren aus einem thermoplastischen Materi al mit einem Anteil an supraleitenden Partikeln hergestellt wird oder in einem Gießprozesses aus einem duroplastischen Material mit einem Anteil an supraleitenden Partikeln hergestellt wird . Bei einer weiteren Variante kann vorgesehen sein, dass eine Innenoberf läche und/oder eine Außenoberf läche der Innenhülle mit einer Beschichtung versehen wird, die ei nen supraleitenden Werkstof f enthält . Beispielsweise kann hierzu eine Lackierung oder ein Flammenspritzen oder eine Bedampfung der Innenhülle mit supraleitendem Material vorgesehen werden .
Die Aufgabe der Erf indung wird gemäß einem zweiten Aspekt durch ein Verfahren zum Herstellen einer erf indungsgemäßen I soliereinrichtung gelöst . Hierbei ist vorgesehen, dass die Innenhülle mit einem Verfahren aus der Gruppe : Herstellen der Innenhülle durch Umwickeln einer Wickelform mit einem oder mehreren Bandmaterialien, die zumindest anteilig aus Supraleitermaterial hergestellt sind oder Supraleitermaterial umfassen, Herstellen der Innenhülle im Kunststof f Spritzguss unter Verwendung eines thermoplastischen Materials , das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält , Herstellen der Innenhülle mit einem Gießprozess unter Verwendung eines duroplastischen Materials , das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält , Herstellen der Innenhülle durch Beschichtung einer Innenoberf läche und/oder einer Außenoberf läche ei nes Behälterrohlings mit einem supraleitenden Werkstof f , her- gestellt wird und in einem nachfolgenden Schritt in die Außenhülle eingebracht wird .
Es kann auch vorgesehen werden, eine f laschenförmige oder rohrförmige Hülle durch Umwickeln einer Wickelform mit einem
5 oder mehreren Bandmaterialien, die zumindest anteilig aus Supraleitermaterial hergestellt sind oder Supraleitermaterial umfassen, Herstellen der Innenhülle im Kunststof f Spritzguss unter Verwendung eines thermoplastischen Materials , das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält , Herstellen der0 Innenhülle mit einem Gießprozess unter Verwendung eines duroplastischen Materials , das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält , Herstellen der Innenhülle durch Beschichtung einer Innenoberf läche und/oder einer Außenoberf läche ei nes Behälterrohlings mit einem supraleitenden Werkstof f , herzustellen und diese Hülle anderen Zwecken als einem Einbau in eine I soliereinrichtung zuzuführen .
Bei der Durchführung eines Wickelvorgangs kann vorgesehen werden, die Wickelform mit unterschiedlichen bandförmigen und/oder fadenförmigen Materialien zu wickeln, wobei wenigs ¬0 tens eines dieser Materialien aus einem supraleitenden Material hergestellt ist oder einen Anteil eines supraleitenden Materials enthält . Um einen festen Verbund zwischen den bandförmigen und/oder fadenförmigen Materialien und abschließend eine abdichtend ausgebildete Hülle , insbesondere Innenhülle ,5 zu erzielen, kann entweder vorgesehen sein, dass eines oder mehrerer der bandförmigen und/oder fadenförmigen Materialien mit einem Klebstof f beschichtet ist , der beispielsweise durch äußere Energieeinwirkung wie ultraviolettes Licht oder Wärmestrahlung aktiviert werden kann . Alternativ kann vorgesehen0 sein, dass ein Klebstof f als Zusatzmaterial während der Durchführung des Wickelvorgangs oder nach der Durchführung des Wickelvorgangs auf die Wickelform mit den bandförmigen und/oder fadenförmigen Materialien aufgebracht wird .
Alternativ kann vorgesehen sein, die Hülle , insbesondere Innenhülle , in einer geeigneten Form durch Einbringen mehrerer Lagen eines f lexiblen, insbesondere biegeschlaf fen, Gewebes in die Form und ein Verbinden der Gewebelagen durch eine geeignetes Bindemittel wie einen Klebstof f miteinander zu verbinden, was auch als Laminiervorgang bezeichnet wird .
Bei einer weiteren Alternative für die Herstellung einer Hül le , insbesondere einer Innenhülle , kann vorgesehen werden, einen Behälterrohling im Zuge eines Beschichtungsvorgangs mit einer Beschichtung versehen, die zumindest anteilig aus einem supraleitenden Material besteht . Hierbei können Beschichtungsvorgänge wie Lackieren, Flammspritzen oder Bedampfen eingesetzt werden .
Bei einer vorteilhaf ten Weiterbildung der Erf indung ist vorgesehen, dass im I solierraum eine I solierschicht , insbesondere eine mehrlagige I solierfolienanordnung, angeordnet ist .
Vorteilhaf te Aus führungs formen der Erf indung sind in der Zeichnung dargestellt . Hierbei zeigt :
Figur 1 eine erste Aus führungs form einer I soliereinrichtung mit einer Außenhülle , einer I solationsschicht , ei ner Innenhülle , eine Supraleitereinrichtung sowie einer Permanentmagneteinrichtung,
Figur 2 eine zweite Aus führungs form einer I soliereinrichtung, die als Variante der I soliereinrichtung gemäß der Figur 1 ausgebildet ist und eine geänderte Kon- f iguration im Hinblick auf die Supraleitereinrichtung und die Permanentmagneteinrichtung auf weist ,
Figur 3 eine dritte Aus führungs form einer I soliereinrichtung, bei der die Innenhülle aus einem Verbundmaterial hergestellt ist , und
Figur 4 eine vierte Aus führungs form einer I soliereinrichtung, bei der die Außenhülle und die Innenhülle rohrförmig ausgebildet sind .
Eine in der Figur 1 gezeigte erste Aus führungs form einer I soliereinrichtung 1 dient zur Aufbewahrung einer Flüssigkeit , beispielsweise eines verf lüssigten Gases wie Stickstof f , wobei die I soliereinrichtung 1 derart beschaf fen ist , dass ein möglichst geringer Wärmeeintrag aus einer Umgebung der I soliereinrichtung 1 in die auf zubewahrende Flüssigkeit gewährleistet wird .
Die I soliereinrichtung 1 umfasst rein exemplarisch eine f laschenförmig ausgebildete Innenhülle 2 , die beispielhaf t rotationssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 11 ausgebildet ist . Die Innenhülle 2 ist in einer ebenfalls rein exemplarisch rotationssymmetrisch zur Symmetrieachse 11 ausgebildeten Außenhülle 3 aufgenommen und wird von dieser zumindest nahezu vollständig umschlossen . Beispielhaf t ist vorgesehen, dass die Außenhülle 3 eine als kreiszylindrische Hülse ausgebildete Seitenwand 20 sowie einen kreisscheibenförmig ausgebildeten Bodenbereich 21 und einen kreisringförmig ausgebildeten Deckelbereich 22 aufweist . Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Seitenwand 20 einstückig mit dem Bodenbereich 21 und dem Deckelbereich 22 ausgebildet ist . Ferner ist beispielhaf t vorgesehen, dass die Innenhülle 2 ei ne als kreiszylindrische Hülse ausgebildete Seitenwand 25 sowie einen kreisscheibenförmig ausgebildeten Bodenbereich 26 und einen kreisringförmig ausgebildeten Deckelbereich 27 auf weist , wobei sich an den Deckelbereich 27 ein rein exemplarisch als kreiszylindrische Hülse ausgebildeter Flaschenhals 28 anschließt , der eine Mündungsöf f nung 10 berandet . Dabei ist vorgesehen, dass der Flaschenhals 28 eine Ausnehmung 23 in Deckelbereich 22 der Außenhülle 3 durchsetzt .
Ein Außendurchmesser der Seitenwand 25 der Innenhülle 2 ist kleiner als ein Innendurchmesser der Seitenwand 20 der Außenhülle 3 gewählt . Ferner ist ein Abstand zwischen dem Bodenbereich 26 und dem Deckelbereich 27 der Innenhülle 2 kleiner als ein Abstand zwischen dem Bodenbereich 21 und dem Deckel bereich 92 der Außenhülle 3 gewählt ist . Der Raumbereich zwi schen der Innenhülle 2 und der Außenhülle 3 wird als I solierraum 5 bezeichnet . Im I solierraum 5 , der vorzugsweise evakuiert ist , ist eine I solierfolienanordnung 15 vorgesehen, die beispielsweise aus einer Mehrzahl nicht näher dargestellter I solierfolienlagen aufgebaut ist und eine Wärmeisolation zwi schen der Außenhülle 3 und der Innenhülle 2 gewährleistet .
Um eine gasdichte Ausgestaltung des I solierraums 5 gewährleisten zu können ist ein rotationssymmetrisch ausgebildetes Dichtelement 16 vorgesehen, das sowohl in der Ausnehmung 23 als auch am Flaschenhals 28 festgelegt ist . Das Dichtelement 16 ist rein exemplarisch bereichsweise in der Art eines Falt enbalgs ausgebildet und ermöglicht damit eine lineare Relativbewegung längs der Symmetrieachse 11 zwischen der Innenhülle 2 und der Außenhülle 3 .
Beispielhaf t ist vorgesehen, dass die Außenhülle 3 und das Dichtelement 16 aus einem metallischen Werkstof f hergestellt sind . Die Innenhülle 2 kann wahlweise aus einem metallischen oder keramischen oder glasartigen Werkstof f oder einem Kunst stof f hergestellt sein .
Wie aus der Figur 1 ferner entnommen werden kann, ist zwi schen dem Bodenbereich 26 der Innenhülle 2 und dem Bodenbereich 21 der Außenhülle 3 ein Stützelement 12 angeordnet , das für eine Abstützung der Gewichtskraf t der Innenhülle 2 vorgesehen ist . Beispielhaf t ist das Stützelement 12 aus einem, insbesondere elastisch deformierbaren, Schaummaterial mit geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt . Um eine kraf tübertragende Anbindung der Innenhülle 2 gegenüber der Außenhülle 3 zu gewährleisten, ist vorgesehen, dass das Stützelement 12 die I solierfolienanordnung 15 durchsetzt , die hierzu mit ei ner Ausnehmung 17 versehen ist .
An einer Innenoberf läche 30 der Innenhülle 2 ist eine Supraleiteranordnung 6 angeordnet , währen eine Permanentmagneteinrichtung 7 an einer Außenoberf läche 31 der Innenhülle 2 angeordnet ist . Hierbei umfasst die Supraleiteranordnung 6 rein exemplarisch zwei quaderförmig ausgebildete Supraleiterelemente 35 , die am Bodenbereich 26 angeordnet sind . Die Permanentmagneteinrichtung 7 umfasst rein exemplarisch vier Permanentmagnete 36 , die radial nach außen abragend an der Seitenwand 25 angeordnet sind .
An einer Innenoberf läche 24 der Außenhülle 3 sind sowohl an der Seitenwand 20 als auch am Bodenbereich 21 j eweils bei spielhaf t quaderförmig ausgebildete Permanentmagnete 37 angeordnet . Rein exemplarisch sind an der Außenhülle insgesamt sechs Permanentmagnete 37 angeordnet , wobei die am Bodenbereich 21 angeordneten Permanentmagnete 37 gemäß der Darstel lung der Figur 1 vertikal unterhalb der Supraleiterelemente 35 angeordnet sind . Die an der Seitenwand 20 angebrachten Permanentmagnete 37 sind in radialer Richtung nach außen benachbart zu den Permanentmagneten 36 der Innenhülle 2 angeordnet , weisen aber im Vergleich zu den Permanentmagneten 36 einen geringeren Abstand zum Bodenbereich 21 auf .
Bei einer Befüllung der f laschenförmig ausgebildeten Innenhülle mit einer Substanz , die eine Temperatur auf weist , die unterhalb einer Sprungtemperatur der Supraleiterelemente 35 liegt , werden die Supraleiterelemente 35 am Bodenbereich 26 der Innenhülle 2 durch den Kontakt mit der Substanz in einen supraleitenden Zustand versetzt , wobei die Magnetfelder der gegenüberliegend am Bodenbereich 21 der Außenhülle 3 angeordneten Permanentmagnete 37 durch Pinning in den Supralei terelementen 35 gespeichert werden . Bei einer weiteren Befül lung der Innenhülle 2 kommt es aufgrund der zunehmenden Gewichtskraf t zu einer elastischen Deformation des Stützelements 12 und dadurch zu einer Veränderung des Abstands zwi schen den Supraleiterelementen 35 und den gegenüberliegenden Permanentmagneten 37 , wodurch Reaktionskräf te zwischen den Supraleiterelementen 35 und den Permanentmagneten 37 hervorgerufen werden, die dieser linearen Verlagerung der Innenhül le entgegenwirken .
Ferner stehen die in vertikaler Richtung geringfügig beab- standeten Permanentmagnete 36 und die an der Seitenwand der Außenhülle 3 angebrachten Permanentmagnete 37 in magnetischer Wechselwirkung und bilden damit ein magnetisch vorgespanntes System . Bei einer weiteren Zunahme der Gewichtskraf t der Innenhülle 2 durch weitere Befüllung mit der kalten Substanz kommt es bei einer eventuellen linearen Verlagerung der Innenhülle 2 gegenüber der Außenhülle 3 zu einer Verstärkung der magnetischen Wechselwirkung zwischen den Permanentmagneten 36 und 37 , so dass eine zusätzliche Stützwirkung in vertikaler Richtung für die Innenhülle 2 hervorgerufen wird . Vorzugsweise sind die Supraleiterelemente 35 , die Permanent magnete 36 und 37 , das Stützelement 12 und das Dichtelement 16 derart aufeinander abgestimmt , dass der überwiegende Anteil der Stützkräf te für die Innenhülle durch kontaktlose magnetische Wechselwirkung zwischen der Supraleitereinrichtung 6 und der Permanentmagneteinrichtung 7 bewirkt wird . Dadurch kann erreicht werden, dass das Stützelement 12 und das Dichtelement 16 möglichst f iligran bzw . dünnwandig gestaltet werden können und damit auch nur einen geringen Wärmeeintrag in den I solierraum 5 zulassen .
Bei der zweiten Aus führungs form gemäß der Figur 2 werden für funktionsgleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Aus führungs form gemäß der Figur 1 verwendet . Abweichend von der I soliereinrichtung 1 gemäß der Figur 1 ist bei der I soliereinrichtung 41 die Innenhülle 2 ausschließlich mit Supraleiterelementen 35 ausgerüstet . Ferner ist ein Stüt zelement 42 vorgesehen, das in der Art eines rotationssymmet risch ausgebildeten Faltenbalgs geformt ist . Bevorzugt ist das Stützelement 42 aus einem Werkstof f oder einer Werkstof f kombination hergestellt , die bei Unterschreitung einer vorgebbaren Temperatur , insbesondere bei Unterschreitung der Sprungtemperatur der Supraleiter 35 eine Verkürzung des Stüt zelements 42 bewirkt . Wird ferner vorgesehen, dass das Stüt zelement 42 an der Unterseite der Innenhülle 2 angebracht ist , so kann eine Stützwirkung durch das Stützelement 42 und damit eine thermisch konduktive Kopplung zwischen der Innenhülle 2 und der Außenhülle 3 aufgehoben werden, sobald durch Einfüllen einer kalten Substanz in den Nutzraum 4 der Innenhülle 2 die Sprungtemperatur der Supraleiter 35 unterschrit ten wird und die Supraleiter 35 in magnetischer Wechselwirkung mit den Permanentmagneten 37 stehen, so dass keine Abstützung der Innenhülle 2 durch das Stützelement 42 mehr erforderlich ist . Wird die Innenhülle 2 zu einem späteren Zeit - punkt wieder über die Sprungtemperatur der Supraleiter 35 erwärmt , so verändert sich auch die Länge des Stützelements 42 wieder auf die Längenausdehnung, wie sie in der Figur 2 dargestellt ist . Damit wird die Abstützung der Innenhülle 2 zu diesem Zeitpunkt wieder durch das Stützelement 42 gewährleis tet .
Bei der dritten Aus führungs form gemäß der Figur 3 werden für funktionsgleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Aus führungs form gemäß der Figur 1 verwendet . Die I soliereinrichtung 51 unterscheidet sich von der I soliereinrichtung 1 dadurch, dass die Innenhülle 52 aus einem nicht näher dargestellten Verbundwerkstof f , beispielsweise als Wi ckelkörper , ausgebildet ist . Dabei ist vorgesehen, dass der Verbundwerkstof f der Innenhülle 52 einen vorgebbaren Anteil an supraleitendem Material enthält , so dass keine zusätzli chen Supraleiterelemente erforderlich sind, um eine magneti sche Wechselwirkung zwischen der Innenhülle 52 und den Permanentmagneten 37 an der Außenhülle 3 hervorzurufen . Zur zusätzlichen Abstützung der Innenhülle 52 und einer darin auf - genommenen Flüssigkeit können innenseitig am Boden der Innenhülle 52 und an der Außenoberf läche 31 der Innenhülle 52 festgelegte Permanentmagnete 36 vorgesehen werden . Diese sind für eine magnetische Wechselwirkung mit Permanentmagneten 37 vorgesehen, die j eweils benachbart zu den Permanentmagneten 36 angeordnet sind und zum Teil auch an der Außenoberf läche der Außenhülle 3 festgelegt sind .
Bei der vierten Aus führungs form gemäß der Figur 4 werden für funktionsgleiche Komponenten die gleichen Bezugszeichen wie bei der ersten Aus führungs form gemäß der Figur 1 verwendet . Die I soliereinrichtung 61 ist als Rohrleitungsabschnitt aus gebildet , bei dem sowohl die Innenhülle 62 als auch die Außenhülle 63 längs eines Prof ilabschnitts 73 eine konstante , beispielsweise eine kreisrunde Profilierung aufweisen. Dementsprechend sind an einander entgegengesetzten Endbereichen der Isoliereinrichtung 61 jeweils abdichtende Verbindungen zwischen der Innenhülle 62 und der Außenhülle 63, jeweils un- ter Verwendung eines Dichtelements 16, vorgesehen.
An einer Außenoberfläche 75 der Innenhülle 62 sind rein exemplarisch kreisringförmig ausgebildete Supraleiterelemente 68, bevorzugt in gleichmäßiger Teilung längs der Symmetrieachse 11, angeordnet. In radialer Richtung gegenüberliegend zur den Supraleiterelementen 68 sind Permanentmagnete 69 angeordnet, die beispielhaft als Ringmagnete ausgebildet sind und die an einer Innenoberfläche 74 der Außenhülle 63 festgelegt sind. Die Isolierfolienanordnung 76 ist an den, verglichen mit den anderen Isoliereinrichtungen 1, 41, und 51, reduzierten Durchmesser der Innenhülle 62 und der Außenhülle 63 angepasst .

Claims

Ansprüche
1. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) zur Isolierung eines Nutzraums (4) gegenüber einer Außenumgebung, mit einer Innenhülle (2; 52; 62) , die einen Nutzraum (4) berandet und die von einer Außenhülle (3; 63) umgeben ist, wobei die Innenhülle (2; 52; 62) beweglich in der Außenhülle (3; 63) aufgenom- men ist und mit der Außenhülle (3; 63) einen Isolierraum (5) begrenzt und wobei der Innenhülle (2; 52; 62) eine Supraleitereinrichtung (6) zugeordnet ist, sowie mit einer der Außenhülle (3; 63) zugeordneten Magneteinrichtung (7) , die für eine kraftübertragende Wechselwirkung mit der Supraleitereinrichtung (6) zur kontaktlosen Bereitstellung von Stützkräften für die Innenhülle (2; 52; 62) ausgebildet ist.
2. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierraum (5) zwischen der Innenhülle (2; 52; 62) und der Außenhülle gasdicht ausgebildet ist, insbesondere evakuiert ist.
3. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Isolierraum (5) zwischen der Innenhülle (2; 52; 62) und der Außenhülle (6; 63) ein elastisch deformierbar oder bei Temperaturabsenkung unter die materialspezifische Sprungtemperatur der Supraleitereinrichtung (6) gestaltverändernd ausgebildetes Stützelement (12;
42) angeordnet ist, das zur Abstützung der Gewichtskraft der Innenhülle (2; 52; 62) ausgebildet ist.
4. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Magneteinrichtung (7) ortsveränderlich an der Außenhülle (3; 63) angeordnet ist .
5. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (2; 52; 62) längs eines, insbesondere geradlinigen, Profilabschnitts (73) mit einer konstanten Profilierung ausgebildet ist und dass längs des Profilabschnitts (73) mehrere, insbesondere in gleicher Teilung, beabstandet angeordnete Permanentmagnete (37) und/oder Supraleiterelemente (35) vorgesehen sind.
6. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (2; 52; 62) als Innenrohr ausgebildet ist und dass die Außenhülle als Außenrohr ausgebildet ist und dass das Innenrohr (2; 52; 62) mit dem Außenrohr jeweils endseitig abdichtend verbunden ist .
7. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (2; 52; 62) flaschenförmig ausgebildet ist und eine Mündungsöf f - nung (10) für den Nutzraum (4) aufweist, wobei die flaschenförmig ausgebildete Außenhülle (3; 63) im Bereich der Mün- dungsöffnung (10) abdichtend mit der Innenhülle (2; 52; 62) verbunden ist .
8. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu einem Bodenbereich (26) der flaschenförmig ausgebildeten Innenhülle (2; 52; 62) ein erstes Supraleiterelement (35) angeordnet ist und dass an einer, vorzugsweise mit konstanter Profilierung, insbesondere kreiszylindrisch profilierten, Seitenwand (25) , die zwischen dem Bodenbereich (26) und einem Halsbereich der Innenhülle (2; 52; 62) ausgebildet ist, ein Permanentmagnet (36) und/oder ein zweites Supraleiterelement (35) angeordnet ist.
9. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (2; 52; 62) zumindest bereichsweise aus einem Verbundmaterial hergestellt ist, das einen Anteil an Supraleitermaterial, insbesondere Yttrium-Barium-Kupf eroxid, umfasst.
10. Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Isolierraum (5) eine Isolierschicht (15; 76) , insbesondere eine mehrlagige Isolierfolienanordnung, angeordnet ist.
11. Verfahren zum Herstellen einer Isoliereinrichtung (1; 41; 51; 61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhülle (2; 52; 62) mit einem Verfahren aus der Gruppe: Herstellen der Innenhülle (2; 52; 62) durch Umwickeln einer Wickelform mit einem oder mehreren Bandmaterialien, die zumindest anteilig aus Supraleitermaterial hergestellt sind oder Supraleitermaterial umfassen, Herstellen der Innenhülle (2; 52; 62) im Kunststoff Spritzguss unter Verwendung eines thermoplastischen Materials, das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält, Herstellen der Innenhülle (2; 52; 62) mit einem Gießprozess unter Verwendung eines duroplastischen Materials, das einen Anteil an supraleitenden Partikeln enthält, Herstellen der Innenhülle (2;
52; 62) durch Beschichtung einer Innenoberfläche und/oder einer Außenoberfläche eines Behälterrohlings mit einem supraleitenden Werkstoff, hergestellt wird und in einem nachfolgenden Schritt in die Außenhülle (3; 63) eingebracht wird.
PCT/EP2022/083110 2021-12-14 2022-11-24 Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung WO2023110354A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22822351.7A EP4449010A1 (de) 2021-12-14 2022-11-24 Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021214273.7 2021-12-14
DE102021214273.7A DE102021214273A1 (de) 2021-12-14 2021-12-14 Isoliereinrichtung sowie Verfahren zur Herstellung einer Isoliereinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023110354A1 true WO2023110354A1 (de) 2023-06-22

Family

ID=84488358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2022/083110 WO2023110354A1 (de) 2021-12-14 2022-11-24 Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4449010A1 (de)
DE (1) DE102021214273A1 (de)
WO (1) WO2023110354A1 (de)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277185A (ja) * 1988-04-27 1989-11-07 Nec Home Electron Ltd 断熱容器
JPH05223424A (ja) * 1992-02-12 1993-08-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 極低温容器
JPH05280698A (ja) * 1992-03-30 1993-10-26 Nippon Ferrofluidics Kk 低温物質の保存装置
WO2006034521A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tank für kryogene flüssigkeiten mit magnetischer aufhängung
EP1571390B1 (de) * 2004-03-01 2006-11-29 Nexans Doppelwandiger Behälter mit magnetischer Aufhängung
KR101187191B1 (ko) * 2010-02-19 2012-10-05 고려대학교 산학협력단 자기 부상력을 이용한 극저온 물질 저장 용기
CN209672043U (zh) * 2019-01-18 2019-11-22 青岛凯迪力学应用研究所有限公司 内胆悬浮式低温液体存储及运输容器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01277185A (ja) * 1988-04-27 1989-11-07 Nec Home Electron Ltd 断熱容器
JPH05223424A (ja) * 1992-02-12 1993-08-31 Sumitomo Electric Ind Ltd 極低温容器
JPH05280698A (ja) * 1992-03-30 1993-10-26 Nippon Ferrofluidics Kk 低温物質の保存装置
EP1571390B1 (de) * 2004-03-01 2006-11-29 Nexans Doppelwandiger Behälter mit magnetischer Aufhängung
WO2006034521A1 (de) * 2004-09-30 2006-04-06 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Tank für kryogene flüssigkeiten mit magnetischer aufhängung
KR101187191B1 (ko) * 2010-02-19 2012-10-05 고려대학교 산학협력단 자기 부상력을 이용한 극저온 물질 저장 용기
CN209672043U (zh) * 2019-01-18 2019-11-22 青岛凯迪力学应用研究所有限公司 内胆悬浮式低温液体存储及运输容器

Also Published As

Publication number Publication date
EP4449010A1 (de) 2024-10-23
DE102021214273A1 (de) 2023-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10137552C1 (de) Einrichtung mit einem Kryogenerator zur Rekondensation von tiefsiedenden Gasen des aus einem Flüssiggas-Behälter verdampfenden Gases
AT7582U1 (de) Doppelwandiges behältnis für kryogene flüssigkeiten
WO2009143818A1 (de) Messsonde und verfahren zur herstellung einer messsonde
DE60222920T2 (de) Buchse für pulsationsrohrkühlvorrichtung
EP3382411B1 (de) Kryostatanordnung mit einem halsrohr mit einer tragenden struktur und ein die tragende struktur umgebendes aussenrohr zur verringerung des kryogenverbrauchs
WO2016037840A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum einleiten von schutzgas in ein receiverrohr
DE69910877T2 (de) Vorrichtung für eine thermische Verbindung in einer kryogenen Maschine
WO2023110354A1 (de) Isoliereinrichtung sowie verfahren zur herstellung einer isoliereinrichtung
DE10353540A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Beschichten von röhrenförmigen Bauteilen
DE2829340A1 (de) Pyrometer-schutzhuelle und pyrometrisches verfahren
EP0402460B1 (de) Elektromagnetischer durchflussmesser
EP0239571B1 (de) Mehrschichtiger hohlkörper, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung
EP3284996B1 (de) Mehrwandiges rohrbauteil und herstellungsverfahren dafür
WO1992016787A1 (de) Doppelwandiger druckbehälter und verfahren zu seiner herstellung
DE4227388C2 (de) Kryostat mit mechanisch flexibler thermischer Kontaktierung
DE69503534T2 (de) Balg zum Verbinden von unter Vakuum betriebenen Rohren oder Geräten
DE2454620C2 (de) Verfahren zur herstellung eines koaxialen thermoelementhalbzeuges
DE19937603C2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Gasdosierung
DE8432062U1 (de) Steckverbindung für Leitungsrohre zum Transport von tiefgekühlten Medien
DE102010030076A1 (de) Vorrichtung zur Erfassung einer Temperatur eines strömenden fluiden Mediums
EP2995922B1 (de) Gasdruckmessvorrichtung
DE102007061777B4 (de) Verfahren zur Vakuumbeschichtung von zu beschichtenden Substraten und Vakkumbeschichtungsanlage
DE69718973T2 (de) Verdünnungskältemaschine-Ausstattung
DE102020129089A1 (de) Energiespeicherzelle, Energiespeicher sowie Verfahren zum Herstellen einer Energiespeicherzelle
DE1650194A1 (de) Leitungsanlage fuer verfluessigte Gase,z.B. fuer fluessiges Helium

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22822351

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022822351

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022822351

Country of ref document: EP

Effective date: 20240715