極低温タンクは、その名前が示すように、材料を極低温で保管するように設計されています。 しかし、これらの戦車には見た目以上のものがあります。 最も興味深い点の 1 つは、圧力がかかっているかどうかです。 この質問に答えるために、極低温タンクの設計と運用の複雑さを掘り下げてみましょう。
極低温タンクは、氷点下をはるかに下回る温度、多くの場合液体窒素温度 (-196 度) またはさらに低い温度で材料を保管するために使用されます。 用途に応じて、さまざまな形状やサイズがあります。 しかし、彼らのプレッシャーはどうでしょうか？
極低温タンクが加圧されているかどうかの答えは、特定の設計と使用目的によって大きく異なります。 これをよりよく理解するために、2 つの主要なタイプの極低温タンクについて調べてみましょう。
ベント付き極低温タンク: これらのタンクは加圧されていません。 これらは、極低温流体がゆっくりと蒸発し、通気口からガスを放出できるように設計されています。 この通気プロセスは、蒸発した冷媒を除去することにより、タンク内の望ましい温度を維持するのに役立ちます。 ガスが逃げる間、これらのタンク内の圧力は大気圧に近いままになります。
加圧極低温タンク: 通気タンクとは対照的に、これらのタンクは高圧で動作するように設計されています。 内圧に耐えられるよう耐圧ライニングと強化構造を備えています。 加圧極低温タンクは通常、極低温の蒸気圧が低い場合、または大気圧では容易に液化しないガスを保管する必要がある場合に使用されます。
なぜ圧力差が生じるのでしょうか?
ベント式極低温タンクと加圧極低温タンクの圧力差は、極寒剤の特性と特定の保管要件によって生じます。 通気タンクは、液体窒素や液体ヘリウムなど、蒸気圧の高い冷媒に適しています。 これらの寒剤は低温で蒸発する自然な傾向があり、タンク内に圧力が上昇します。 このガスを排出することにより、タンクは過剰な圧力をかけることなく安定した温度を維持できます。
一方、蒸気圧の低い冷媒や、保管に高い圧力が必要なガスを保管する場合は、加圧タンクが必要です。 たとえば、液体酸素または液体アルゴンは、液体状態を維持するために極低温タンク内で圧力下で保管されます。 これらの寒剤は蒸気圧が低いため、低温での安定性を確保するために加圧が必要です。
通気されているか加圧されているかに関係なく、極低温タンクはさまざまな科学、産業、医療用途で重要な役割を果たしています。 これにより、研究者や業界専門家は、ワクチンや医療サンプルの保管から歴史的遺物の保存、さらには宇宙探査におけるロケットの動力に至るまで、幅広い用途で材料を超低温で保管および維持できるようになります。
結論として、極低温タンクが加圧されているかどうかに対する答えは、その特定の設計と使用目的によって異なります。 通気タンクは大気圧に近い圧力で動作しますが、加圧タンクは特殊な用途向けに高い内圧に耐えるように設計されています。 極低温タンクの圧力要件を理解することは、さまざまな低温保管シナリオで安全かつ効果的な運用を確保するために非常に重要です。