DE2042869A1

DE2042869A1 - Doppelwandiger Tieftemperatur Speicherbehälter

Info

Publication number: DE2042869A1
Application number: DE19702042869
Authority: DE
Inventors: Boulder CoI DeHaan. James R (V St A)
Original assignee: Cryogenic Engineering Co
Current assignee: Cryogenic Engineering Co
Priority date: 1969-11-03
Filing date: 1970-08-28
Publication date: 1971-05-13
Also published as: US3705498A; GB1327944A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-PHIL. G. NICKEL ■ DR.-ING. J. DORNER

8 MÖNCHEN 15
LANDWEHRSTR. 35 · POSTFACH tO4

TEL. (OaiiJ 555719

München, den 24. August 1970 Anwaltsaktenz.t 33 - Pat. 2

Cryogenic Engineering Company, 4955 Bannock ötreet, Denver, Colorado 80216, Vereinigte Staaten von Amerika

JDoppelwandiger Tieftemperatur-öpeicherbehälter

Die Erfindung betrifft doppelwandige Tieftemperatur-Speicherbehälter oder Dewar¹sehe Flaschen.

Zur Begrenzung des Wärmezustroms zu Tieftemperatur-Speicherbehältern wurde bereits eine große Zahl von Konstruktionsvorschlägen gemacht. Verschiedene Systeme dieser Art beinhalten Konstruktionen zur Rückgewinnung der Kälte aus den Gasen, welche im Inneren des Behälters verdampfen. Einrichtungen solcher Art sind beispielsweise in den US-Patentschriften 3 133 422 und 3 341 052 beschrieben. Die hier beschriebenen Konstruktionen weisen mehrere gut wärmeleitende Abschirmungen auf, welche innerhalb des den Behälter umgebenden Vakuumraumes angeordnet sind. Die Abschirmungen sind an einer wärmeabsorbierenden Strömungsmittelleitung des Behälters befestigt, so daß die Kälte von den verdampfenden Gasen, welche durch die genannte Leitung ziehen, zuerst auf diese

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Leitung übertragen wird und dann auf die Abschirmungen übergeht, um auf diese Weise den VaJcuumraum zu jcünien.

Ein Wachteil solcher bekannter Konstruktionen ist es, daß eine verhältnismäßig große Zahl von Abschirmungen erforderlich ist, woraus sich ein komplizierter und kostspieliger Aufbau ergibt, insbesondere, wenn im inneren Teil der Behälterleitung noch Fahnen angeordnet werden.

Die Verwendung von Fahnen im inneren Teil der Behälterzuleitung war einerseits auf verhältnismäßig große Leitungen beschränkt und machte andererseits die Herstellung schwierig und aufwendig.

Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, den Kälteübergang von den aus dem Behälterinhalt verdampfenden Stoffen zu dem den Behälter umgebenden Vakuumraum zu steigern bzw. beizubehalten und gleichzeitig die'Anzahl erforderlicher Abschirmungen zu verringern. Hierbei soll ein guter Kälteübergang von dem verdampfenden Gas zum Vakuumraum auch dann sichergestellt sein, wenn Behälterzuleitungen oder Behälterhälse von verhältnismäßig kleinem Durchmesser vorgesehen sind.

Bei einem doppelwandigen Tieftemperatur-Speicherbehälter mit einer von einer warmen Außenwandung über einen Vakuumraum ge- ^ trennten, kalten Innenwandung und mit einer aus Werkstoff ge-™ ringer Temperaturleitfähigkeit bestehenden, bestimmten Querschnitt aufweisenden Behälterleitung, die von der Behälterinnenwandung durch den Vakuumraum zur Behälteraußenwandung reicht, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Wärmeleitfähigkeit der Behälterleitung in einem bestimmten Zwischenabschnitt zwischen Behälterinnenwandung und Behälteraußenwandung erhöht ist und daß zumindest auf die Länge dieses Zwiechenab-

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schnittes der wirksame Querschnitt der .Behälterleitung für den Durchstrom des vom Behälterinhalt verdampfenden Stoffes zur Vergrößerung von dessen Strömungsgeschwindigkeit und damit zur Ver-. größerung des Kälteübergangs zu dem betreffenden Behälterleitungsaoschnitt verringert ist.

Die Pülleitung und die Entlüftungsleitung des betreffenden .Behälters oder Gefäßes sind also aus Werkstoff niedriger Temperaturleitfähigkeit hergestellt. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein bestimmter Abschnitt der leitung oder des Halses des Behälters zwischen dessen Enden mit einem hülsenartigen Ring hoher Temperaturleitfähigkeit umgeben, welcher so wirksam ist, daß er dem von .ihm umschlossenen Hals oder Behälterzuleitungsrohr in dem erwähnten Abschnitt eine hohe Temperaturleitfähigkeit verleiht. Der Ring sollte mindestens 25 mm lang sein, so daß er mindestens ein ebenso langes Stück der Behälterzuleitung im Sinne einer Erhöhung der Temperaturleitfähigkeit beeinflußt. Zusätzlich wird die Strömungsgeschwindigkeit des vom Behälterinhalt verdampfenden Gases in dem von dem genannten Ring umgebenen Längenabschnitt der Behälterzuleitung durch eine Packung in dem Strömungsweg vergrößert. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß diese Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit auch zu einer Erhöhung der Kältemenge führt, die von den die Behälterzuleitung durchströmenden, abdampfenden Gasen auf den erwähnten Ring übergeht. Weiter hat es sich gezeigt, daß diese Wirkung noch verstärkt wird, wenn die Packung aus feinem Fasermaterial geringer Wärmeleitfähigkeit besteht, beispielsweise aus Terepthalester-Polymerfasern, welche gepackt innerhalb des Benälterhalses bzw. der Behälterzuleitung zumindest auf das Längenstück angeordnet sind, auf welchem der Behälterhals außen von dem Hülsenring umgeben ist. An letzterem ist eine Abschirmung befestigt, welche sich durch den das Gefäß umgebenden Vakuumraum erstreckt, so daß die in der beschriebenen Weise über-

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tragene Kälte sich in dem νakuumraum verteilen kann.

Hier ist zu bemerken, daß zur Erzielung einer guten Kälteübertragung zu den Abschirmungen der gut wärmeleitende Ring den Behälterhals zweckmäßig in einem .bereich umgibt, welcher kalter ist, als die Abschirmung, wenn diese nicht mit dem Ring verbunden wäre.

Im folgenden wird die Erfindung durch die Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Hinweis auf besondere Merkmale und Vorteile sowie unter .Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind einander ^ entsprechende Teile in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszahlen versehen. Ferner sind die Darstellungen nicht notwendigerweise maßstäblich, sondern machen lediglich den prinzipiellen Aufbau der erfindungsgemäßen Ausführungsformen deutlich. Es stellen dar:

Figur 1 eine Seitenansicht eines Dewar·sehen Gefäßes einer Bauart, auf welche die Erfindung angewendet werden kann,

Figur 2 einen Teilschnitt entsprechend der in Figur 1 angedeuteten Schnittlinie 2-2 und

Figur 5 eine andere Ausführungsform der Erfindung, welche insbesondere für die Anwendung auf verhält-

" nismäßig kleine üehälterleitungen, beispiels

weise Entlüftungsleitungen, anwendbar ist.

Das in Figur 1 gezeigte, gebräuchliche Dewar¹sehe Gefäß 10 besitzt einen Hals 12, von welchem eine Auslaßröhre H wegsteht. Der Hals 12 ist mit einem angeflanschten Deckel 16 versehen, in welchem ein Entlüftungsventil 18 vorgesehen ist. In Figur 2

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ist diese Konstruktion aufgeschnitten dargestellt, so daß an dem Dewar¹sehen Gefäß 10 ein Außenmantel 20 zu erkennen ist, welcher einen Innenbehälter 22 für ein nicht dargestelltes Tieftemperaturmittel umschließt. .Der Raum zwischen den beiden Wandungen 20 und 22 ist evakuiert, so daß ein isolierender Vakuumraum 24 entsteht»

Der umgebende Vakuumraum enthält vorzugsweise eine IsolationsfülJLung beispielsweise an sich bekannter Art. Sehr geeignet für diesen Zweck ist eine Isolationsfüllung mit einer bestimmten Anzahl von Strahlungsabschirmungen 26, welche voneinander durch ein Fasermaterial 28 geringer Wärmeleitfähigkeit getrennt sind. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist nur ein geringer Teil dieser Isolation in den Zeichnungen dargestellt, doch ist praktisch der Vakuumraum 24 im allgemeinen vollständig mit einer solchen geschichteten isolation erfüllt. Eine genauere Beschreibung einer solchen Mehrschichtisolation findet sich in der Veröffentlichung "Multiple Layered Insulation for Uryogenic Application¹¹ von Dr. Richard H. Kropschot, Cryogenics, März 1961, Band 1, Hr. 3. Als isolationsfüliung Jfcann auch ein bestimmtes undurchsichtig gemachtes Pulver verwendet werden, welches in dem Vakuumraum angeordnet wird. Nachdem diese Einzelheiten aber keinen wesentlichen Teil der Erfindung bilden, erübrigt sich eine weitere Beschreibung.

Die Behälterinnenwandung 22 ist gegenüber der Behälteraußenwandung 20 über eine Halsrönre oder Leitung 30 geringer Wärmeleitfähigkeit abgestützt, wobei diese Halsröhre 30 vorzugsweise aus glasfaserverstärktem Epoxyharz oder aus rostfreiem Stahl hergestellt ist und eine Wandung solch geringer Dioke besitzt, wie dies angesichts der für die Abstützung des Innenbehälters 22 und seines Inhaltes erforderlichen Festigkeit gerade noch zuläeeig ist. Die Halsröhre 30 ist mit einem King 32 hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Aluminium, umgeben und ist an der

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Außenseite der Halsröhre 30 in geeigneter Weise befestigt, um sicherzustellen, daß ein guter thermischer Kontakt zwischen der Halsröhre und dem Ring erreicht wird. Der Ring 32 ist im Sinne einer .erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des von ihm umgebenen Teiles der Halsröhre 30 wirksam. In dieser Hinsicht hat sich herausgestellt, daß die Höhe des Ringes (nämlich die Entfernung zwischen der unteren Fläche 34 der oberen Fläche 36) eine minimale Größe von etwa 25 mm haben muß, um einem Bereich der gewünschten Ausdehnung an der Halsröhre 30 eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit zu verleihen. Es wurden auch schon erfolgreiche Versuche mit Ringen gemacht, deren Länge nicht weniger als etwa 100 mm betrug, doch sei bemerkt, daß der Temperaturunterschied ψ zwischen den Stirnflächen 34 und 36 des Ringes nur wenige Grade beträgt. Die wirksame thermische Länge der Halsröhre 30 wird also durch den Ring vermindert. Die Gesamtlänge der Halsröhre ist also entsprechend zu vergrößern, um den Wärmeübergang von der Umgebung des Gefäßes über die Halsröhre 30 zu dem Innenbenälter 22 ausreichend klein zu halten.

An dem Ring 32 ist eine sehr gut wärmeleitende Ummantelung 38 befestigt, welche innerhalb des Vakuumraumes 24 verläuft und den Innenbehälter 22 umgibt. Innerhalb der Haleröhre 30 ist eine weitere Leitungsröhre 40 aus Werkstoff geringer Wärmeleitfähigkeit angeordnet, so daß zwischen den beiden Röhren ein t Ringraum 42 entsteht. Das obere Ende der inneren Röhre 40 ist mittels einer Kappe 44 abgeschlossen, in welcher ein Überdruckventil oder dergleichen angeordnet ist. Aus dem Innenbehälter 22 abdampfendes Gas muß also über den Ringraum 42 aufsteigen und zieht über eine Entlüftungsöffnung 48 in der Haleröhre 30 ab, so daß dieses Gas duroh die Auslaßröhre 14 ins Freie gelangt.

Wäre die Ummantelung oder Abschirmung 38 nicht mit dem Hing 32 verbunden, so hätte sie eine Temperatur, welche von ihrer An-

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Ordnung zwischen der Behälteraußenwandung 20 und der Behälterinnenwandung 22 abhängig wäre. Um daher die durch das verdampfende Gas erzeugte Kälte auf die Abschirmung übertragen zu können, muß der Ring 32 in einem Bereich der äußeren Halsröhre 30 diese umgeben, welcher sich auf tieferer '.temperatur als derjenigen befindet, die eine nicht mit dem King verbundene Ummantelung annehmen würde.

In der erfindungsgemäßen iLonstruktion wird ferner eine Packung 50 aus feinem Fasermaterial geringer Wärmeleitfähigkeit verwendet, das aus einem Terepthalester-Polymer besteht, das unter dem Warennamen "Dacron" im Handel erhältlich ist. Pasern dieser Art besitzen einen Durchmesser von über 10 · 10 mm und weniger als etwa 100 · 10 mm und sind innerhalb des Jctingraumes 42 im Bereich des Ringes 32 angeordnet. Für die hier in Frage kommenden Zwecke sind unter Packungsmaterial hier auch Metallwolie, in hohem Maße leitende Siebe und engmaschige Metaligewebe zu verstehen, doch ergibt sich aus der nachfolgenden Beschreibung, daß die besten Ergebnisse erzielt werden, wenn im wesentlichen nicht leitendes Faser-Packungsmaterial verwendet wird. Das Packungsmaterial wirkt jedenfalls in der Weise, daß die Querschnittsfläche des Kingraumes 42 verlegt wird und dadurch die Geschwindigkeit des abdampfenden Gasee beim Durchgang durch den von dem Ring 32 bestimmten Bereich vergrößert wird. Zusätzlich dämpfen die feinen Fasern bestimmte warmeerzeugenden Schwingungen ab, welche sonst aufzutreten pflegen. Das Packungsmaterial bewirkt weiter eine Vergrößerung der I'urbulenz in der Strömung des abdampfenden Gases und im Falle eines metallischen Packungsmittels wird außerdem ein Weg für die Kälteübertragung von der inneren Röhre 40 zur äußeren Halsröhre 30 geschaffen. Unabhängig von der Art des verwendeten Packungsmaterials wird aber durch die Vergrößerung der Strömungsgeschwindigkeit des abdampfenden Gases erreicht, daß der Kälteübergang zu dem Ring 32_;

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zu der Abschirmung 38 und damit zum Vakuumraum 24 verbessert und vergrößert wird. Zur Einschränkung der Gasabströmung nat man schon bestimmte .tackungsstopfen in der Vergangenheit verwendet, bolche ■Stopfen haben jedoch beträchtliche Schwierigkeiten bereitet, da sie die Keifbildung in der Malsröhre des betreffenden Gefäßes begünstigten. Durch die Erfindung werden die hierbei auftretenden, unerwünschten Nebenerscheinungen vermieden, da selbst im Falle eines Keifansatzes die aus dem Behälter verdampfenden Gase immer noch über das innere Halsrohr 40 und das Überdruckventil 18 ins Freie gelangen können.

Die oben beschriebene Konstruktion ergibt auch eine beträchtliche Vergrößerung der Oberfläche, über welche die von den verdampfenden Gasen erzeugte Kälte übertragen werden kann. Die verdampfenden Gase strömen nämlich über die gesamte Fläche des Packungsmaterials sowie über die an dieses angrenzenden innen- bzw. Außenflächen der Halsröhren, so daß die Kälte des verdampften Gases auf den King 32 sowohl durch Zwangskonvektion beim zwangsweisen uurchstrom des Gases durch den Kingraum als auch, zumindest bei metallischen .Fackungsmaterialien, durch Wärmeleitung im Feststoff von der inneren Halsröhre 40 über das metallische Packungsmaterial und über den vom Ring 32 umgebenen Bereich der Halsröhre 30 übertragen wird. Es zeigt sich, daß die günstigsten Ergebnisse erzielt werden, wenn sich das Packungsmaterial zumindest über ein Längenstück des Kingraumes erstreokt, welches dem von dem King 32 umgebenen Längenstück entspricht.

Gelegentlich strömt das verdampfende Gas vom siedenden Inhalt des Behälters aus dem Dewar¹sehen Gefäß mit außerordentlich hoher Geschwindigkeit ab. uies tritt beispielsweise während des Füllens auf oder wenn das Gefäß beschädigt wird und das Vakuum im isolationsraum verloren geht. Für diese Fälle hat es sich

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als zweckmäßig erwiesen, ein Überdruckventil an der inneren oder mittleren üalsröhre 40 vorzusehen.

Es hat sich gezeigt;, daß die oben beschriebene, erfindungsgemäße K.onstruktion einerseits ermöglicht, daß nur ein minimaler Wärmeübergang in Richtung nach abwärts zu den inneren Teilen des Speicherbehälters zustande kommt, während andererseits eine beträchtliche Menge an Kälte des verdampfenden G-ases auf den Vakuumraum des Gefäßes übergehen kann. Dieses Jürgebnis wird durch einen verhältnismäßig einfachen Aufbau, nämlich durch den ning 32, welcher die Halsröhre 30 geringer Wärmeleitfähigkeit umgibt sowie durch die Packung erreicht, welche den ningraum zwischen der inneren und der äußeren Halsröhre mindestens auf die .Länge des von dem Jtiing umgebenen .Bereiches derart erfüllt, daß sich eine ernonte {Strömungsgeschwindigkeit des verdampfenden Gases ergibt. Die Konstruktion vermeidet daher die Notwendigkeit einer großen zahl von wärmeübergangsSchilden, wie sie bisher verwendet wurden. Durch die Erfindung werden also sowonl die rosten als auch der Aufwand bei der Herstellung Dewar·scher Gefäße verringert. Gleicnzeitig wird der Wirkungsgrad der Gesamtisolation des Gefäßes verbessert. Jöine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades ergibt sich dann, wenn als Packung feines Fasermaterial geringer Leitfähigkeit verwendet wird.

Der Ringraum 42 zwischen der inneren und der äußeren Halsröhre 40 bzw. 30 hat vorzugsweise eine Breite von etwa 1,6 mm bis 3,2 mm und die Höhe des Ringes liegt vorzugsweise zwischen etwa 25 mm bis 100 mm für Dewar¹sehe Gefäße mit einem Fassungsvermögen zwischen 50 1 und 500 1. Die Höhe des Ringes 32 kann von dem angegebenen Höhenbereich abweichen, doch nimmt dann die Wirksamkeit der Konstruktion rasch ab, wenn die Höhe weniger als 25 mm beträgt. Bei einer Höhe von mehr als etwa 100 mm ergibt sich manchmal eine unzweckmäßig lange Halsröhre.

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Wie bereits bemerkt, wurde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Packungsmaterial verwendet, welches Fasern aus Terepthalester-Polymer mit Durchmessern zwischen 10 β 10 "^ mm und 100 · 10 "^ m aufwies. Diese feine Faserpackung wurde in der geringe Wärmeleitfähigkeit besitzenden Zuleitung eines Dewar¹sehen Gefäßes von 50 1 Fassungsvermögen in der oben beschriebenen Weise angeordnet und das Gefäß wurde Wärmeübergangsversuchen unterzogen, um die Verdampfungsgeschwindigkeit zu bestimmen. Hierbei ergab sich, daß die Verluste nur 1,2 i* je Tag betrugen, was eine beträchtliche Verbesserung gegenüber den Kälteverlusten darstellt, wie sie bei entsprechenden Gefäßen ohne die erfindungsgemäßen Merkmale zu erwarten sind.

fc Die angegebene Zahl ist sogar eine bedeutende Verbesserung gegenüber den Ergebnissen bei einem anderen, sonst in gleicher Weise ausgeführten Dewar¹sehen Versuchsgefäß, bei dem nur eine 16 mm-Kupfersiebpaokung im Bereich eines 25 mm-Ringes angeordnet war. Dieses sogenannte Kupfersiebgefäß ergab einen Kälteverlust von 1,6 ^ je Tag, was immerhin noch eine wesentliche Verbesserung gegenüber entsprechenden, herkömmlichen Gefäßen ist. Jedenfalls ist zu bemerken, daß die Ausführungsform mit der feinen Faserpackung eine Verbesserung von 25 # gegenüber den an sich schon guten Ergebnissen darstellt, welche mit dem Kupfersiebgefäß erzielt werden. Für den Fachmann ist ee überraschend, daß die erwähnten Ergebnisse mit den erfindungsgemäßen Konstruktionen durch einen verhältnismäßig bedeutend geringeren Aufwand als bei

" bekannten Gefäßen erzielt werden können.

Es hat sich ferner gezeigt, daß zusätzliche Ummantelungen oder Abschirmungen und Ringe mit guten Ergebnissen verwendet werden können. In diesem Falle ist aber der der kälteren Abschirmung zugeordnete Ring 32 kürzer als der der wärmeren Abschirmung zugeordnete Ring auszuführen. In jedem Falle aber erreioht für eine gegebene Kältemenge des verdampfenden Gases, welche in den Vakuumraum des Gefäßes übertragen werden soll, die erforderliche

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Zahl an Abschirmungen 38 nicht diejenige Zahl, welche bisher bei entsprechenden Konstruktionen bekannter Art erforderlich war, bei denen keine den Eingen 32 entsprechenden Elemente in Verbindung mit einem zugehörigen Strömungshindernis eingesetzt wurden, wie es das Packungsmaterial 50 innerhalb des Ringraumes 42 nach der Erfindung darstellt.

Bisher wurde die Erfindung am Beispiel verhältnismäßig großer Halsröhren beschrieben, welche zur Abstützung des Innenbehälters des Gefäßes und dessen Inhaltes dienen. Oft sind aber kleine Entlüftungsröhren vom Innenbehälter des Gefäßes durch den Vakuumraum zur Behälteraußenwandung geführt. Es mag zwar unzweckmäßig sein, eine besondere Röhre innerhalb der Entlüftungsleitung' anzuordnen, doch ist es vorteilhaft, den erfindungsgemäßen Gedanken auch auf solche kleinen Rohrleitungen anzuwenden. Ein Beispiel hierfür ist in Figur 3 gezeigt. Eine Entlüftungsleitung 60 reicht von der Behälterinnenwandung 22 zur Behälteraußenwandung 20. Bei dem vorliegenden Beispiel ist die Entlüftungsleitung 60 gerade dargestellt, doch sind solche Röhren im allgemeinen vor dem Austritt aus der Behälteraußenwandung aus mehrerlei Gründen mehrmals abgebogen. Die Entlüftungsleitung 60 ist von einem Ring 62 umgeben, welcher dem Ring 32 der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung an dem Behälterhals entspricht· Der Ring 62 besitzt eine untere Fläche 64 und eine obere Fläche 66 und ist mit einer Abschirmung 68 verhunden, welche sich in der oben beschriebenen Weise durch den Vakuumraum hindurch erstreckt.

Die Entlüftungsleitung 60 ist mindestens auf ein durch die untere Fläche 64 und die obere Fläche 66 des Ringes 62 bestimmtes Längenstüok über den ganzen Querschnitt hin mit einer Packung 70 aus Terepthalester-Polymerfasern erfüllt. Auf diese Weise kann das Packungsmaterial 70 sowohl die Strömungsgeschwindigkeit als auch die Turbulenz des durch die Röhre 60 strömenden, verdampften Gases in wirkungsvoller Weise erhöhen.

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Sowohl die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit als auch die erhöhte Turbulenz bewirken eine Erhöhung der Übergangsgeschwindigkeit der Kälte des verdampften .Behälterinhaltes auf denjenigen Teil der Wandung der Röhre 60, welcher von dem Ring 62 umgeben ist. Die Kältemenge, welche daher von dem Ring 62 auf die Abschirmung •68 übergehen kann, wird daher bedeutend über diejenige Kältemenge hinaus erhöht, die in Abwesenheit entweder des Ringes oder der genannten Packung übertragen werden könnte. Auch hier wird genauso wie bei dem zuerst beschriebenen Ausführungsbeispiel die Notwendigkeit der bisher erforderlichen großen Anzahl von Abschirmungen vermieden, während gleichzeitig eine Entlüftungsleitung aus Werkstoff niedriger Wärmeleitfähigkeit verwendet werden kann, so daß der Wärmezustrom in den Behälter herabgesetzt wird, welcher von der Umgebungsluft über die Wandungen der Entlüftungsleitung 60 zum Innenbehälter 22 gelangen kann·

Nachdem die Erfindung vorstehend anhand bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert wurde, bietet sich dem Fachmann eine Vielzahl von Abwandlungsmöglichkeiten in der Form und in den Einzelheiten, welche aber von dem der Erfindung zugrunde liegenden bedanken mit umfaßt werden. Während beispielsweise die Erfindung vorstehend anhand der üblichen Dewar'sehen Halsgefäße beschrieben wurde, erkennt der Fachmann ohne weiteres, daß die Erfindung auch auf große, horizontal liegende Dewar¹ sehe Behält ter anwendbar ist, wie sie manchmal auf Fahrzeugplattformen angeordnet werden. Außerdem kann der mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit auszubildende Bereich auch unmittelbar als Teil der Behälterleitung anstelle eines Ringes ausgebildet sein und ein Teil des verengten Bereiches der Leitung kann dadurch hergestellt werden, daß der Durchmesser in einem bestimmten Abschnitt vermindert wird. Abwandlungen solcher Art kann der Fachmann jedoch ohne weitere Beschreibung von Fall zu Fall vornehmen.

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Claims

Patentansprüche

1 .jjjoppelwandiger Tieftemperatur-Speicherbehälter mit einer

einer warmen Außenwandung über einen Vakuumraum getrennten, kalten Behälterinnenwandung und mit einer aus Werkstoff geringer Temperaturleitfähigkeit bestehenden, bestimmten Querschnitt aufweisenden Behäiterleitung, die von der Behälterinnenwandung durch den Vakuumraum hindurch zur Behälteraußenwandung reicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeleitfähigkeit der Behäi- f terleitung (30 bzw. 60) in einem bestimmten Zwischenabechnitt zwischen Behälterinnenwandung (22) und Behälteraußenwandung (20) erhöht ist und daß zumindest auf die Länge dieses Zwischenabschnittes der wirksame Querschnitt der Behälterleitung für den Durchstrom des vom Behälterinhalt verdampfenden Stoffes zur Vergrößerung von dessen Strömungsgeschwindigkeit und damit zur Vergrößerung des Kälteübergangs zu dem betreffenden Behälterleitungsabschnitt verringert ist (50, 70).
2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des genannten Zwischenabschnittes der Behälterleitung mindestens 25 mm beträgt. μ
3. Speicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel (50, 70) zur Erhöhung der Turbulenz der Strömung des vom Behälterinhalt abdampfenden Stoffes im Bereich verringerten Durchströmtuerschnittes.
4. Speicherbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Erhöhung der Turbulenz der Strömung von einer Packung (50, 70) aus Fasermaterial gebildet sind.

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5. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit der Behälterleitung (30 bzw. 60) diese von einem Ring (32 bzw. 62) aus sehr gut wärmeleitfähigem Werkstoff umgeben ist, dessen der Länge des genannten Zwischenabschnittes entsprechende Länge mindestens 25 mm beträgt.
6. Speicherbehälter nach Anspruch 5_t dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ring (32 bzw. 62) eine sich durch den Vakuumraum (24) erstreckende, sehr gut wärmeleitende Abschirmung (36 bzw. 68) befestigt ist, über welche die Kälte des vom Behälterinhalt abdampfenden Stoffes auf den Vakuumraum übertragen wird.
7. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in wärmeübertragender Anordnung mit demjenigen !Teil der Innenfläche der Behälterleitung (30 bzw. 60), welcher außen von dem sehr gut wärmeleitenden King (32 bzw. 62) umgeben ist, die bzw. eine zur Verringerung des Durchstromquerschnittes dienende packung (50 bzw. 70) vorgesehen ist.
8. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung des wirksamen Durchstromquerschnittes bzw. die Fackung aus Fasermaterial (50 bzw. 70) eine Wärmeleitfähigkeit besitzen, welche etwa derjenigen von Terepthalester-Polymerfasern entspricht.
9. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung des wirksamen Durchstromquerschnittes bzw. die Fackung aus Fasermaterial (50 bzw. 70) Fasern mit einem Durchmesser von unter 100 · 10 mm enthalten.
10. Speicherbehälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern aus Terepthalester-Polymer bestehen.

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11. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der genannten Behälterleitung (30) eine weitere Leitung (40) geringer Wärmeleitfähigkeit angeordnet ist, welche mit der Behälterleitung einen Ringraum (42) für den Durchstrom des vom Behälterinhalt verdampfenden Stoffes bildet, daß ferner die Mittel (50) zur Verringerung des wirksamen Durchstromquerschnittes in diesem Ringraum angeordnet sind und daß Einrichtungen (18) vorgesehen sind, welche normalerweise das Entweichen des vom Behälterinhalt verdampfenden Stoffes über die zweite Leitung (40) verhindern (Figur 2).
12. Speicherbehälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (18), welche das Entweichen des vom Behälterinhalt verdampfenden Stoffes über die zweite Leitung (40) normalerweise verhindern, auf einen bestimmten Überdruck im Behälter eingestellt sind und beim Auftreten dieses Überdruckes den vom Behälterinhalt verdampfenden Stoff zur Entlastung dieses Druckes über die zweite Leitung entweichen lassen.
13. Speicherbehälter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verringerung des wirksamen Durchstromquerschnittes als Packung in wärmeübertragender Anordnung mit der Außenfläche der zweiten Leitung (40) und der Innenfläche der ersten Leitung (30) zwischen diesen beiden Teilen vorgesehen sind.
14. speicherbehälter nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leitung (40) von der ersten Leitung (30) nicht mehr ala 3,2 mm entfernt iat.
15. Speicherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel zur Verringerung des wirksamen Durchstroiaquerschnittes bzw. die Packung aus Faeermaterial über den gesamten Querschnitt der Behälterleitung (60) hin erstrecken (J?igur 3).

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16. speicherbehälter nach einem der Ansprüche 7 bis 15 und/oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein zweiter sehr gut wärmeleitender King im Vakuumraum vorgesehen ist, welcher mindestens einen zweiten £wischenabschnitt an der Außenfläche der Behalterleitung derart umgibt, daß er gut wärmeleitenden Kontakt mit dieser Außenfläche nat, wobei die Höhe des näher an der kalten Behälterinnenwandung gelegenen Kinges kleiner als die Höhe des weiter von der kalten Behälterinnenwandung entfernten Kinges ist.
17. bpeicnerbehälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mit jedem der genannten Kinge gut wärmeleitende ADschirmungen fest verbunden sind, welche sich jeweils in den Vakuumraum

™ hinein erstrecken.
18. Speicherbehälter nach Anspruch 16 oder 17» dadurch gekennzeichnet, daß der der kalten Behälterinnenwandung näher liegende Ring mindestens eine Höhe bzw. Länge von 2i? mm oesitzt.

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