低温储罐和储存低温液体的方法技术

本发明专利技术涉及低温储罐和储存低温液体的方法。本公开内容涉及在第一壁(104)内具有内部储存体积(102)的低温储罐。该低温储罐(100)另外包括在内部储存体积(102)内的多个室(108)，这些室(108)沿着第一壁(104)纵向地放置，使得至少一个室(108)由第一壁(104)的一部分限定。另外，本公开内容涉及储存低温液体的方法，所述方法包括在包含多个室(108)的低温储罐(100)内储存低温液体。

【技术实现步骤摘要】
低温储罐和储存低温液体的方法
本公开内容包含在低温液体的领域内，具体地涉及用作燃料的液态氢的储存，并且更具体地涉及用于储存所述液态氢的低温储罐。本公开内容具体地涉及在储罐的内部储存体积内包括多个室的低温储罐，所述室连接至储罐的内表面。另外，本公开内容涉及储存低温液体——具体地液态氢——的方法。该方法包括在包括多个室的低温储罐内储存低温液体。
技术介绍
已知的是低温液体必须在非常低的温度下保存。具体而言，液态氢必须在低于-252.87℃——氢的沸点——的温度下保存。当使用液态氢作为无人机中的燃料时，热量以及无法避免的飞行动作和振动可以转移一些能量至液态氢。为了避免氢的不必要的蒸发——其将危害交通工具的续航时间(endurance)，意欲防止转移至液态氢的任何能量。当液态氢被用作无人机中的燃料时，如果液态氢蒸发率超过作为燃料的氢消耗，氢蒸发的这种过度不得不被排放至大气以防止燃料储罐的超压，因而，损失了排放的氢中包含的可用能量。对于长的续航时间飞行，排放的氢的量是不可忽略的并且可能多达总储存的氢的1/3到1/2。存在促进能量转移至液态氢和随后的蒸发的两个主要因素：由于储罐自身的热泄漏而导致的能量转移，和由于在交通工具的湍流、飞行动作和振动期间储罐内的液体运动而导致的能量转移。由于热泄漏而导致的蒸发可以通过改善储罐的绝缘以降低其热泄漏而被降低。当今，这种强的热绝缘的目标是为了尽可能的避免到达液态氢的热量，从而避免从液体到气体的相变。具有一种或多种绝缘屏障(barrier)的杜瓦型容器配置通常被用于这种目的。通常使用真空屏障，但是也可以使用任何其它高绝缘材料。关于由于交通工具的飞行动作和振动而导致的能量的转移，经历任何运动的、填充有低温液体的低温储罐将导致整个流体内的一般运动和湍流。这种能量将引起从液体到气体的相变，并且如果这种气体不被消耗，则它将不得不被排出以防止低温储罐的超压。因此，对于作为燃料的氢消耗而言，由于热泄漏以及飞行动作和振动而导致的过度的氢蒸发不得不被排出，损失了在这种过度的氢蒸发中包含的可用能量。当今，对于解决由于转移能量至液态氢的飞行动作和振动而导致的蒸发不存在解决方案。
技术实现思路
本公开内容提供了在第一壁内具有内部储存体积的低温储罐。该低温储罐包括多个室，该室在内部储存体积内，并且沿着第一壁以至少一个室由第一壁的一部分限定的方式纵向地放置，以如此方式提供室的水平布置。根据优选的实施方式，低温储罐的室以多个室沿着第一壁被周向布置的方式布置。根据具体的实施方式，由第一壁的一部分限定的低温储罐的至少一个室连接至第一壁。根据优选的实施方式，多个室中的每个室在室的每个壁处包括至少一个孔，以便于将室连接至低温储罐的内表面。优选地，室的高度近似等于用于操作给定储罐设计的内部压力和温度的低温液体的液-气界面的平均厚度，以便于使室内的低温液体的运动最小化。低温液体的液-气界面取决于低温储罐的内部压力和温度。根据具体的实施方式，室在内部储存体积内径向地延伸，并且优选地，这些室为蜂窝状结构。另外，由这些壁占据的低温储罐内的体积几乎是可以忽略的，因为所述壁足够薄。关于材料，室的壁由适于处理低温的任何材料制造，具体地，它们由金属制造，并且在优选的实施方式中，它们由铝制造。根据不同的实施方式，至少一个绝缘屏障被放置在第一壁的周围以便于降低热泄漏，并且根据优选的实施方式，低温储罐是包括第一壁和第二壁的双壁储罐。优选地，储罐包括在第一壁和第二壁之间的至少一个绝缘屏障，其可以是真空屏障。另外，本公开内容提供了储存低温液体的方法，其包括在包括多个室的低温储罐内储存所述低温液体。根据优选的实施方式，该方法包括借助于在室的每个壁处的至少一个孔连接室。已经讨论的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现或者可以在又其它实施方式中结合实现，参照下面的描述和附图可见其进一步细节。附图说明接下来，为了便于理解本公开内容，以说明性而不是限制性的方式，参照一系列附图在下文中将做出一系列实施方式。图1是切下一部分的低温储罐，示出了低温储罐的示例性实施方式的内部配置。图2示出了图1的低温储罐的实施方式的横截面。图3示出了在图1和2的低温储罐的实施方式处示出的室的近视图。图4示出了图1、2和3的温储罐的实施方式的纵向剖面图。图5是根据优选实施方式的室的近视图，其示出了根据特定储罐设计的室高度与液-气界面之间的关系。具体实施方式本公开内容指的是在第一壁104内包括内部储存体积102的低温储罐100，在内部储存体积102内储存低温液体。低温储罐100另外包括多个室108，其在内部储存体积102内并且它们沿着第一壁104以至少一个室108由第一壁104的一部分限定的方式纵向地放置。该配置提供室108在低温储罐100内的水平布置，这暗示一定数目的这些室108保持充满低温液体。在飞机飞行动作和飞行的通常非稳态条件——例如，湍流——期间，该多个室108使得在低温储罐100内被用作燃料的低温液体——并且具体地液态氢——的任何可能的运动最小化。因此，该低温储罐100使得由于运动或振动而导致的被转移至液态氢的能量最小化，因而使得由于这种运动而导致的氢的不需要的蒸发的量最小化，并且避免过度体积的气态氢的排出和该排出的燃料气态氢中包含的可用能量的损失。因此，有用的液态氢的量将更多，并且这种多室低温储罐100内包含的可用能量将高于常规低温储罐中的能量。因此，该实施方式呈现了这样的方案：在移动的交通工具中——并且具体地在无人机中——其将增加作为燃料的液态氢的适用性。虽然本公开内容具体地为用于储存用作燃料的液态氢的低温储罐而做出，但是任何其它低温液体可以在公开的低温储罐内储存。参照图1-4，示出了低温储罐100的优选实施方式，其包括在第一壁104内的内部储存体积102。如在这些附图中可见，低温储罐100包括内部储存体积102内的多个室108，该多个室108由内部储存体积(102)内的多个室壁(110)限定，室壁(110)沿着内部储存体积(102)的长度延伸，并且室(108)沿着第一壁(104)布置，并且多个室(108)中的至少一个室(108)由多个室壁(110)和第一壁(104)的一部分限定。如在附图中示出的，多个室108在低温储罐100内形成室108的矩阵，因而将单一内部储存体积102转化为多室内部储存体积，在不可避免的飞行动作和/或在非层流大气条件或湍流下飞行的飞机的自然晃动期间，这将使得移动的交通工具中低温储罐100内液态氢的运动最小化和平稳。优选地，如在图1-4中可见，其中由多个室108的第一壁104的一部分限定的至少一个室108沿着第一壁104周向地布置。根据具体实施方式，由第一壁104的一部分限定的低温储罐100的至少一个室108连接至第一壁104。根据示例性实施方式，多个室108中的每个室108包括在室108的每个室壁110处的至少一个孔112，所以液相LP和气相GP中的氢可以围绕整个低温储罐100流动，因而关于氢气消耗和储罐加料，该多室低温储罐100实际上充当单室储罐。图3是实施方式的近视图，其示出了在室108的室壁110处的孔112。根据如图5中示出的本专利技术的优选实施方式，这些室108的高度基本上等于用于操作给定储罐设计的内部压力和温度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温储罐，其包括：内部储存体积(102)；第一壁(104)；和由所述内部储存体积(102)内的多个室壁(110)限定的多个室(108)，所述室壁(110)沿着所述内部储存体积(102)的长度延伸，并且所述室(108)沿着所述第一壁(104)布置，并且所述多个室(108)中的至少一个所述室(108)由多个室壁(110)和所述第一壁(104)的一部分限定。

【技术特征摘要】
2015.12.02 EP 15382600.31.一种低温储罐，其包括：内部储存体积(102)；第一壁(104)；和由所述内部储存体积(102)内的多个室壁(110)限定的多个室(108)，所述室壁(110)沿着所述内部储存体积(102)的长度延伸，并且所述室(108)沿着所述第一壁(104)布置，并且所述多个室(108)中的至少一个所述室(108)由多个室壁(110)和所述第一壁(104)的一部分限定。2.根据权利要求1所述的低温储罐，其中由所述多个室(108)的所述第一壁(104)的一部分限定的至少一个所述室(108)沿着所述第一壁(104)周向布置。3.根据权利要求1所述的低温储罐，其中所述多个室(108)中的每个室(108)包括在所述室(108)的每个室壁(110)处的至少一个孔(112)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的低温储罐，其中由所述第一壁(104)的一部分限定的至少一个所述室(108)连接至所述第一壁(104)。5.根据权利要求1-3中任一项所述的低温储罐，其中所述室(108)的高度基本上等于在所述低温储罐(100)中储存的低温液体的液-气界面(LG...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·拉皮娜雷伊，J·A·布兰科，J·L·莱穆斯，E·E·塞洛特豪克，E·G·费雷拉，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US