CN111148959A - 缓冲存储器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种缓冲存储器(10)，该缓冲存储器包括封闭的容器壳体(12)，用于容纳存储流体、特别是水，其中，容器壳体(12)具有用于用存储流体对容器壳体(12)进行填充的至少一个入口开口和将容器壳体(12)流体地连接到周围环境并且允许与周围环境进行流体均衡的至少一个均衡开口(18)。根据本发明，气密覆盖件(22)还被设置在容器壳体(12)的内部中，该覆盖件能够可靠地保护存储流体免于与例如为环境空气的其他流体混合。

Description

缓冲存储器

技术领域

本发明涉及一种缓冲存储器，特别是用于热量存储的缓冲存储器。

背景技术

根据本发明的缓冲存储器可以特别地涉及缓冲存储器，该缓冲存储器在“无压区域”中或在大气压下以高达95摄氏度的工作温度进行工作，并且该缓冲存储器被特别地设计成用加热水作为存储流体进行运作。缓冲存储器特别地可以是加热设备的一部分。

根据本发明的缓冲存储器可以特别地用于存储来自沼气发电厂、生物质加热发电站、太阳能设备或其他热源的热量。当然，常规发电站或焚烧炉的过量热量也可以用于对存储流体、特别是加热水进行加热。

根据加热设备的现有技术，这种类型的缓冲存储器通常具有容器壳体，该容器壳体被填充有大量的经处理的具有低氧含量的存储流体，诸如水(特别是软化水)。水在此用作存储介质，用于缓冲例如由沼气发电厂、生物质加热发电站、太阳能设备或其他热源产生的热量。这种缓冲存储器通常具有40立方米至10000立方米的有用体积。

根据本发明，缓冲存储器特别是指不在压力范围内工作的热量存储器，即，缓冲存储器是无压力的、在环境压力下工作并且不同于所谓的压力存储器。

从实践中已知的是，由于温度在20摄氏度至95摄氏度的范围内波动，在这种类型的缓冲存储器中、特别是在那些具有大的有用体积的缓冲存储器中，容器壳体内部的存储流体的体积会出现非常大的波动。

为了防止在容器壳体中产生负压，从而造成不可接受的大的力作用在容器壳体的壳上，容器壳体中的未被占据的体积通常被气体占据。为了进一步避免由于热膨胀而在容器壳体的内部产生过压，一旦存储介质的体积增加则向周围环境排放额外的气体，使得由于热膨胀导致的存储流体的体积能够改变。于是，当存储流体的温度下降时，必须再次供应气体，以避免容器壳体中的负压。

此外，还已知的是，应该尽可能地避免用于缓冲存储器系统和任何所连接的加热设备的部件、特别是加热管线和加热体的金属材料的氧化过程。传统的水含有游离氧，该游离氧可以与金属材料结合，从而导致氧化。在密闭系统中，当所有的游离氧已经与金属材料结合时，氧化过程终止。为了尽可能地避免氧化过程，存储流体通常由经过特殊处理的水形成。此外，为了避免腐蚀，在诸如为水的存储流体的情况下，防止例如与来自周围环境的空气的氧气进行接触。因此，在实践中已知如何使用例如氮气作为气体来占据未被存储流体占据的体积。因此，在存储流体的体积变化的情况下，氮气的获取和提供涉及巨大的费用和相关的额外成本。

如果使用诸如为氮气(惰性气体)的气体来防止氧化，则在氧化过程中，氧气甚至可能导致低浓度，从而将损坏加热系统中的设备和部件，并且可能使运作或整个设备受损或停止。

然而，与此相反，当需要用诸如为氮气的惰性气体进行气体覆盖时，会产生高的运行成本。因此，例如，已知如何利用液氮进行体积均衡，将该液氮置于存储流体上。然而，这些设施的建造和运行成本非常高。

发明内容

相应地，本发明提出的要解决的一个问题在于提供一种特别简单且成本有效的解决方案，以至少部分地解决上述问题。

相应地，本发明提出了一种具有权利要求1的特征的缓冲存储器。

根据本发明的缓冲存储器包括封闭的容器壳体，以容纳存储流体，该容器壳体具有用于用存储流体对容器壳体进行填充的至少一个入口开口和将容器壳体流体地连接到周围环境并且使得能够与周围环境流体进行均衡的至少一个均衡开口。因此，例如，环境空气或诸如为氮气的惰性气体可以通过均衡开口进入容器壳体的内部并且还可以再次排放到外部或排放到均衡罐或相应的系统(诸如压力均衡系统)中，在该压力均衡系统中，当存储流体的体积显著地增加时，特别地使用氮气。然而，为了避免非期望的氧化过程，特别是当使用水作为存储流体时，在容器壳体的内部额外地设置气密覆盖件，该气密覆盖件能够可靠地保护存储流体免于与诸如为环境空气的其他流体混合。

相应地，在本发明的上下文中，使用术语“气密覆盖件”来表示气密密封件和/或气密程度很大的密封件。

因此，气密覆盖件将容器壳体的内部分成存储空间和均衡空间，其中均衡空间或空气空间被流体地连接到容器壳体的周围环境，使得特别是环境空气分别被吸入空气空间中并且可被从该空气空间排放到外部。

在本发明的上下文中，术语“周围环境”特别是指容器壳体的周围环境，尤其是外部大气或环境空气所位于的外部区域。然而，术语“周围环境”还包含均衡罐和/或均衡系统、尤其是压力均衡系统，在该压力均衡系统中，使用氮气或另一种惰性气体作为流体。当将氮气或另一种合适的气体而不是环境空气引入均衡空间或空气空间中时，可以实现额外的抗氧化保护。

可以进一步规定，气密覆盖件的至少一部分是柔性的。按照这种方式，有助于气密覆盖件相对于容器壳体的相对运动。

此外，气密覆盖件的至少一部分可以具有膜状结构。这种膜状结构的特征特别在于低重量和相对低的材料成本。

此外可以规定，气密覆盖件至少在0至100℃的温度范围内是耐热的。特别地，耐热性可以在20℃至95℃的温度范围内。

此外可以规定，气密覆盖件在其外周的区域中被牢固地连接到容器壳体，例如，被夹紧、粘合、旋拧或固定在水通道中，如下面进一步描述的那样。

在一种可设想的实施例中，该实施例与气密覆盖件的特定结构及其安装无关，可以规定，气密覆盖件的至少一部分是双壁的和/或多层的。

替代地或附加地，气密覆盖件的至少一部分可以具有比存储流体更低的密度。

在至少部分是双壁的气密覆盖件的情况下，可以通过将介质(诸如空气或类似物)填充到气密覆盖件的两个壁之间的区域中来实现较低的密度。因此，气密覆盖件的双壁部段至少可以位于存储流体上，即，实际上漂浮在存储流体上。

替代地或附加地，当然也可以以气密覆盖件的单壁形式来选择材料，使得该气密覆盖件具有比存储流体更低的密度，使得可以实现所描述的被置于或漂浮在存储流体上的效果。

此外，容器壳体在其内周上可以具有安装导轨，尤其是夹紧导轨，该安装导轨用于气密覆盖件的气密安装。也可以提供张紧系统或张紧弹簧。为了安装气密覆盖件，优选地设置有保持系统、夹紧系统或张紧系统或者环，该环环绕容器壳体的内周成为封闭环。此外，如下所述，水通道也可以用于气密覆盖件的安装。

气密覆盖件可以具有至少一个补偿区域，该补偿区域可以通过使气密覆盖件在该区域中膨胀或收缩来对存储流体的体积变化进行补偿。为此，补偿区域可以是柔性的和/或弹性的。因此，补偿区域可以例如以一个或多个凸起的方式形成，使得能够以波纹管的方式进行膨胀或收缩。也可以设想使用材料皮圈或材料袋作为补偿区域，该补偿区域在存储流体的体积膨胀的情况下可以被填充有流体，并且当存储流体再次收缩时可以再次返还流体。

气密密封件还可以具有补偿区域，在该补偿区域内可以对存储体积的体积变化进行均衡，因为气密覆盖件可以至少在补偿区域中通过存储流体而升高或降低。即，尤其是当完全由膜形成时，尤其是在具有膜状结构的实施例中的气密覆盖件可以被可移动地安装在补偿区域的内部，使得可以对容器壳体中的存储流体的限定的体积变化进行补偿，因为气密覆盖件由于其漂浮在存储体积上而可以升高或降低。

有利的是，气密覆盖件形成为至少部分地漂浮在存储流体、尤其是水上的膜。

有利的是，以下述方式将膜固定在容器壳体中，该方式使得膜可以至少在补偿区域中随着存储流体的体积变化而变化，特别是该膜可以通过漂浮在存储流体上而升高或降低。

因为膜漂浮在存储流体上并且被相应地安装，因此当存储流体升高时膜被升高，而相应地当存储流体的体积减小时膜被再次下降。这以简单的方式在容器壳体的内部产生可靠的分离，使得容器壳体一方面包括存储空间，另一方面包括均衡空间、尤其是空气空间。

有利的是，选择补偿区域，使得当容器被填充有温度为20摄氏度的存储流体时，容器壳体中的标称填充高度限定了补偿区域的下端(最小填充高度)，而补偿区域的上端(最大填充高度)由容器壳体中的存储流体的填充水平高度限定，该填充水平高度是在将存储流体加热到95摄氏度的温度时产生的。

在下端处的标称填充高度(即，最小填充高度)也可以由温度为10摄氏度的存储流体、尤其是水限定。在缓冲存储器的第一次填充期间，水通常具有该温度。限定出最小填充高度的存储流体的温度还可以包含一个范围，该范围在存储流体、尤其是水的温度介于10摄氏度至20摄氏度之间时得出。

尤其是在用于用加热水进行运作的缓冲存储器的优选预期用途中，上述值可以限定出补偿区域，即，尤其是膜的气密密封件在其内可对体积变化进行均衡的区域。上述值已经被证明是特别合适的；当然，也可以规定用具有不同温度(尤其是较低温度，诸如5摄氏度至20摄氏度，尤其是10摄氏度至20摄氏度，进一步例如15摄氏度，优选地10摄氏度)的存储流体对容器进行填充，尤其是为了确定补偿区域的下端。

可以规定，根据本发明的缓冲存储器包括紧急排气阀，该紧急排气阀在存储流体超过特定温度时或者在压力升高超过限定水平时打开。

有利的是，选择补偿区域使得对存储流体的体积变化进行的均衡能够达到缓冲存储器的存储体积的20％。

根据本发明的解决方案使得能够特别地对缓冲存储器的存储体积中的与温度相关的波动进行均衡。此外，如果将缓冲存储器直接连接到加热格栅，则也可以对加热格栅中的波动进行均衡。上述补偿区域也适用于此。

有利的是，氮气可被引入或者引导到容器壳体的位于气密覆盖件上方的空气空间中和/或提供一种系统以引入并排出氮气、尤其是产生压力均衡。

为了提高安全性，可以将惰性气体(尤其是氮气)引入气密密封件上方的空气空间中，尤其是代替环境空气或者代替氧气。按照这种方式，以特别可靠的方式确保了没有氧气进入存储流体、尤其是加热水中。

有利的是，气密覆盖件是由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)制成的膜或包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。

由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物制成的膜的成型或由这种材料制成的至少部分成型已经被证明是特别合适的。

有利的是，膜的厚度为0.5mm至5mm、优选地为1mm至4mm、特别优选地为1.5mm至3mm、最特别优选地为2mm+/-0.2mm。

有利的是，容器壳体在其内周上包括通道，以容纳液体、尤其是水，并且气密覆盖件被安装在通道中，特别是夹紧或旋拧或挤压在通道中。

尤其是当气密覆盖件形成为膜时，将气密覆盖件安装在填充有液体(优选地为水)的通道中已经被证明是特别适合于确保没有气体、尤其是没有氧气可以进入容器壳体的存在有存储流体的存储空间中。由于这种水通道的形成，可以进一步提高安全性。优选地，通道完全围绕容器壳体的内壁延伸。已知的系统可以用于膜的安装，尤其是张紧系统。然而，也可以特别地提供螺纹紧固、夹紧、粘合、焊接或其他方式，以将膜固定在通道中。

此外，缓冲存储器的容器壳体在气密覆盖件上方的区域中可以具有维护入口，以及至少在气密覆盖件的上方和/或下方可选地布置在该容器壳体的内周上的脚手架。按照这种方式，在气密覆盖件损坏的情况下可以进行维修，而无需排出缓冲存储器的全部存储流体。根据本发明的缓冲存储器可以具有维护入口，尤其是顶部出入孔，使得维护人员可以进入缓冲存储器的内部。特别地，可以规定，可以经由维护入口、尤其是被集成在缓冲存储器的盖或顶部中的顶部出入孔进行气密覆盖件(特别是当该覆盖件为膜时)的维修或更换。

此外，有利的是，缓冲存储器还具有人孔，该人孔优选地被布置在容器壳体中，优选地使得人孔位于容器壳体的下部区域中，使得能够容易地进入。

根据本发明的覆盖件使得能够将容器壳体的内部分成用于存储流体、尤其是水的存储空间以及以气密的方式与该存储空间封离的均衡空间。由于覆盖件的至少一部分是柔性的形式，尤其当该覆盖件具有膜状结构时，覆盖件随着存储流体、尤其是水升高，或者当存储流体的体积膨胀或减小时下降。

由于缓冲存储器中的存储流体可以具有不同的温度，因此在缓冲存储器的运作期间，存储流体发生膨胀并因此存储空间具有不同的尺寸。

根据本发明的覆盖件适于存储流体的空间需求。当存储流体的体积膨胀或减小时，覆盖件将随存储流体相应地升高或降低，使得均衡空间的体积将相应地变化。如已经描述的那样，均衡空间至少通过一个均衡开口被连接到周围环境或单独的压力空间，使得气体、尤其是空气可以从均衡空间流出或者再次流回均衡空间。

代替空气，可以将氮气或另一种气体引入均衡空间中，在这种情况下，有利的是，不是将气体排出或移除到周围环境中，而是将气体排出或移除到压力存储器或压力空间中。

如已经描述的那样，尤其是当被构造成膜时，覆盖件以气密的方式连接到容器壳体的内壁，为此可以使用各种紧固方法，包括夹紧元件或膜保持器，诸如夹紧导轨。如已经描述的那样，可以规定，膜被紧固到最小填充高度以上，诸如50cm至2m，优选地在最小填充高度以上1.5m，并且以朝向顶部敞开的袋的方式悬垂。然后，当存储流体或水位升高时，膜相应地被提升或移位。

在替代实施例中，也能够通过已经描述的步骤将覆盖件或膜在最小填充高度的区域中紧固到容器的内壁上。覆盖件或膜具有使得当存储流体膨胀或缓冲存储器中的水位升高时膜能够被提升或移位的构造。

当然，也能够在与补偿区域(即，在最小填充高度与最大填充高度之间的区域)中的大致中间高度相对应的高度处将覆盖件或膜紧固到容器的内壁上。

覆盖件或膜优选地具有材料余量或构造，使得能够通过存储流体的体积变化或者水位的升高或下降以期望的方式使膜升高或降低，使得相应地调整存储空间的体积。

以已知的方式，缓冲存储器包括入口开口，以便尤其在第一次使用之前容纳存储流体。为此，可以使用基本上相似的填充系统。优选地，填充系统位于容器壳体的下端的区域中并且用于填充存储空间直至最小填充高度。被引入的优选地为水的存储流体的温度至少显著低于缓冲存储器的后续运作中的存储介质的温度。就存储流体为水而言，在填充期间，该存储流体通常具有约为10摄氏度的温度。

根据本发明的缓冲存储器优选地包括用于所谓的第一次填充的溢流部。即，一旦已经达到最小填充高度，则在用存储流体对缓冲存储器进行填充期间，尤其是水的存储流体通过用于第一次填充的溢流部排出。因此，当缓冲存储器已经被填充至最小填充高度时，维护人员将注意到。然后可以停止填充过程。为此，也可以规定，用于第一次填充的溢流部是封闭的，使得当存储流体在缓冲存储器运作期间膨胀时，存储流体不会通过用于第一次填充的溢流部排出，而是保留在存储空间中。用于第一次填充的溢流部主要用于确保在第一次填充存储流体期间仅将存储空间填充至最小填充高度，而不会超过最小填充高度。

此外，根据本发明可以规定，缓冲存储器包括用于最大填充(最大填充高度)的紧急溢流部。用于最大填充的紧急溢流部应当确保当存储流体的体积膨胀超过最大填充高度时，存储流体可以从缓冲存储器中排出。用于最大填充高度的紧急溢流部优选地具有虹吸系统，优选地是双虹吸系统，使得一方面不可能渗透空气，但是另一方面当存储流体已经升高超过最大填充高度时能够将存储流体释放到外部环境中。

优选地，用于最大填充高度的紧急溢流部从容器的上部区域延伸到容器的下部区域，使得过剩的存储流体可以自动地排出。优选地，在溢流部的上端和下端处设置有虹吸管，以便以可靠的方式避免空气从周围环境进入。

有利的是，根据本发明的缓冲存储器包括紧急空气入口。紧急空气入口系统优选地包括真空释放阀，当存储空间中的压力升高超过限定水平时，该真空释放阀使空气入口通向存储空间中，优选地通向存储空间的上部区域中。缓冲存储器通常以无压力的方式进行运作，即，存储空间具有大气压。然而，当存在管道破裂或者存储流体由于其他原因意外地或故意地从存储空间中排出时，存储空间中的压力变化可能发生。在这种情况下，覆盖件首先与存储流体一起向下移动。但是，当覆盖件已经到达补偿区域的下端或其最大移动自由度时，覆盖件将不再下降。因此，在进一步排出存储流体时，存储流体上方的存储空间中的压力将下降并且可能产生真空，这可能导致覆盖件、尤其是膜的损伤或撕裂。为此规定，紧急空气入口打开并且空气可以流入存储空间以均衡压力。

优选地，紧急空气入口与虹吸系统结合和/或被布置成使得在正常运作期间没有空气可以流入。

优选地，紧急空气入口与紧急溢流部结合并且被布置成使得通向容器内部的入口通常位于存储流体的表面、尤其是水位的下方，使得仅出于此原因没有空气可以流入。

以基本上相似的方式，根据本发明的缓冲存储器可以具有出口管线和入口管线，该出口管线和入口管线特别地连接到加热设备。以通常的方式，出口管线被定位在缓冲存储器的上部区域中，在本发明的上下文中，出口管线优选地位于最小填充高度以下，特别优选地位于最小填充高度的紧邻下方。入口管线(即，存储流体特别地从加热设备通过其被引导回缓冲存储器的管线)优选地位于容器的下部区域中。

特别有利的是，位于缓冲存储器中的顶部处的出口管线(上部管线)用作出口和入口，尤其是为了引入温暖或经加热的存储流体或从缓冲存储器中移除该存储流体。从上部管线中移除的温暖的存储流体优选地被带到加热设备。然而，也可能期望的是将已经被加热的存储流体、尤其是在外部例如通过过剩能量已经被加热的存储流体通过上部管线带到缓冲存储器。

此外，特别有利的是，位于缓冲存储器中的底部处的入口管线(下部管线)用作入口和出口，尤其是为了引入冷的或尚未被加热的存储流体或者从缓冲存储器中移除该存储流体。通过下部管线移除的存储流体可以主要用于例如使用过剩能量在外部对存储流体进行加热。

根据本发明，可以分别提供两个、三个、四个、五个或更多个上部管线和/或下部管线，以供应和移除存储流体。

优选地，就其水平定位而言，入口管线和出口管线被居中布置或被布置在缓冲存储器的中间。优选地，入口管线和出口管线具有各自的入口和出口，该入口和出口具有合适的平坦延伸部。优选地，至少出口在其上端处包括盘或板，出口开口形成在该盘或板的下方。盘或板用作覆盖件，尤其是当形成为膜时，以使膜抵靠在该盘或板上而不覆盖出口开口。

在特别有利的实施例中，可以规定，出口和/或入口具有彼此间隔开的两个盘或板，出口开口和入口开口分别位于这两个盘或板之间。

盘或板优选地基本上平行于缓冲存储器的水平横截面区域延伸并且优选地具有至少50cm、特别优选地至少1m的直径。板或盘优选地是平坦的，但也可以是弯曲的。由于这种构造，出口特别是当位于缓冲存储器中的顶部处时具有合适的支承表面，覆盖件或膜可以可选地置于该支承表面上。

有利的是，缓冲存储器包括至少一个支架，该支架在穿过缓冲存储器的、优选为水平的横截面中优选地从缓冲存储器的一个内壁延伸到缓冲存储器的相对定位的内壁，支架用于将出口和/或入口支撑或放置在该支架上，使得出口或入口分别以稳定的方式被保持。

支架可以在出口的上方和下方延伸。在支架位于出口上方的布置中，出口可以从支架悬挂下来或以其他方式连接到支架。

覆盖件优选地是膜或膜状的。膜可以由一层组成，或者也可以由不同材料的多层组成。规定至少一层是不可渗透气体的。铝箔例如尤其适合于此。根据本发明，可以规定，膜具有两层、优选地具有三层或更多层，其中，可以设置下膜层、中间不透气层(特别是铝箔)以及上膜层。

具有以下的层或叠层或这些层或叠层的组合的膜的构造可能是特别合适的：

a)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层和铝(Al)层或由这些材料组成的复合膜

b)两个聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层和位于它们之间的铝(Al)层

c)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)层、聚酯层和位于它们之间的铝(Al)层

d)两个聚丙烯(PP)层和位于它们之间的铝(Al)层。

代替铝(Al)层，可以使用其他金属的层，尤其是铜、银或金作为阻挡层或金属层。

此外，代替铝(Al)层，也能够使用锂和/或镁的层，尤其是乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的层作为阻挡层或金属层。

分别根据a)至d)进行构造的膜也可以与乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)组合进行构造或者包含一层或多层乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。当铝(Al)层已经被另一个阻挡层或金属层替代时也是如此。

膜可以具有甚至另外的层来补充已经提到的层。

此外，覆盖件(特别地呈膜的构造)还可以具有隔热层。在这种情况下，缓冲存储器的盖的隔热可能是不必要的。

此外，在特别有利的实施例中，可以替代地或附加地规定一种构造，膜设置有隔热层，即在覆盖件或膜的顶侧上设置有隔热层，即，在覆盖件或膜邻接均衡空间的一侧上设置有隔热层。以特别有利的方式，这可以通过在均衡空间中填充诸如为泡沫聚苯乙烯珠的隔热珠来实现，使得这些隔热珠作为可移动层抵靠尤其是膜的覆盖件并且可以与膜一起移动。

基本上，膜上可以有任何期望的填充物或隔热层。

容器的底部或基座可以优选地由不锈钢板或已经进行了相应的耐腐蚀处理(例如，相应的涂装)的传统钢板制成。

如已经讨论的那样，根据本发明的缓冲存储器可以具有维护出入孔，特别是在盖中。替代地或附加地，维护出入孔也可以被设置在缓冲存储器的侧壁中，特别是在均衡空间的区域中。

最后，本发明还涉及一种缓冲存储器系统，该缓冲存储器系统包括具有上述特征的用于加热设备的特别地用于用加热水作为存储流体进行运作的缓冲存储器，以及可选地包括用于简单地维护的橡皮斗和/或泵送系统和/或搅拌系统和/或容器加热装置和/或用于连接到缓冲存储器附近的其他系统部件的连接系统。

本发明的其他特征和益处将从本发明的示例性实施例的以下描述以及从属权利要求中得出。

附图说明

下面参考附图更进一步地描述本发明。附图示出了本发明的彼此组合的多个特征。当然，本领域技术人员也可以将它们彼此分离地考虑，并且也可以将它们组合成其他有意义的组合，而对此无需创造性步骤。

示意性地示出了：

图1根据本发明的缓冲存储器的正视图；

图2图1的根据本发明的缓冲存储器的局部剖视图；

图3根据本发明的缓冲存储器的可选构造；

图4根据本发明的略微修改的第二实施例的缓冲存储器的剖视图；

图5图4的根据本发明的缓冲存储器的第二剖视图；

图6图5的区域VI的放大切口的示意图；

图7从图6的箭头方向VII观察的用于第一次填充的溢流和相应的紧急溢流部的视图；以及

图8缓冲存储器的尤其是用于供给加热设备的出口的示意图。

具体实施方式

附图示出了根据本发明的缓冲存储器，该缓冲存储器通常由附图标记10表示。该缓冲存储器包括容器壳体12，该容器壳体竖立在基座14上并且用盖16封闭。

在示例性实施例中，根据本发明的缓冲存储器10优选地包括隔热层和护套。优选地规定，容器壳体12包括形成实际容器的内壳以及具有隔热层以将热量保持在缓冲存储器10中的外护套。在图2中，具有隔热层的外护套被示意性地赋予附图标记36。

此外，规定了根据现有技术，缓冲存储器10的底部和/或顶部或者缓冲存储器10的基座14和/或盖16也是隔热的，但是在图2中未另外表示。

容器壳体12在其上部区域中包括均衡开口18，容器壳体12通过该均衡开口被流体地连接到周围环境。最后，在容器壳体12的下部区域中，提供了一个或多个出口旋塞20，使得能够将存储流体从容器壳体12的内部排放到外部。根据设计，这些出口旋塞还可以用于用存储流体对容器壳体12进行填充或者用于该容器壳体的运作。

此外，在容器壳体12的上部区域中，在均衡开口18的下方设置有气密覆盖件22。该气密覆盖件通过其外周被牢固地连接到容器壳体12的内周，并且该气密覆盖件将容器壳体12的内部分成用于存储流体的空间(存储空间24)和均衡空间或空气空间26。

覆盖件22被气密地连接到容器壳体12的内周。

因此，在示例性实施例中，存储空间24和空气空间26(均衡空间)被彼此气密地分隔开。

在所示的实施例中，气密覆盖件22是柔性的并且包括具有补偿区域22a的膜状结构。在示例性实施例中，气密覆盖件22被形成为膜。气密覆盖件22被构造成在顶部开口(在顶部处朝向空气空间26开口)并且位于容器壳体12内部的袋，使得该气密覆盖件通过其上部边缘被牢固地连接到容器壳体12的内壁或者连接到被形成或布置在容器壳体12内部的安装导轨12a(由附图标记28表示)。

为此，气密覆盖件22可以在其边缘区域处外翻跨过安装导轨12a和/或被粘合、焊接、夹紧、旋拧和/或以其他方式紧固到该安装导轨上。

可替代地，气密覆盖件22还可以直接连接到容器壁，为此不需要额外的安装导轨12a或类似物。到容器壳体12的内壁的连接还可以借助于已知的张紧系统来实现。下面借助于图3再次仅示意性地示出对气密覆盖件22进行紧固的另一种替代方案的可能性，尤其是当该气密覆盖件被形成为膜时。

一旦存储空间24中的存储流体的体积发生改变，气密覆盖件22的优选为袋状的补偿区域22a在其下部区域中沿空气空间26的方向受力(可以说，外翻)或被提起，从而使得能够对存储空间24中的体积变化进行补偿。同时，空气空间26中的空气以这种方式被压缩或者通过均衡开口18排放到周围环境。如果随后存储空间24中的存储流体的体积再次减小，则由于在存储空间24中形成的负压，气态覆盖件22的补偿区域22a再次回弹。空气空间26中产生的负压意味着周围空气通过均衡开口18被吸入到空气空间26中，从而防止容器壳体12内部的非期望的负压。

在图2的示意图中，袋状的气密覆盖件22的底侧平放在存储流体的水表面(优选是经特殊处理的水，诸如用于避免加热设备中的腐蚀)上。当然，然而，取决于存储流体的填充水平高度，支撑表面也可以不同于所示的支撑表面。

如从图2可以看到的，根据本发明的缓冲存储器10还可以具有紧急溢流部38。紧急溢流部38优选地被形成为虹吸管，使得没有空气可以从外部进入。如果存储流体的填充水平高度扩展到超过最大水填充水平高度，则紧急溢流部38使得存储流体能够从存储空间24中排出。因此，如图2中所示，紧急溢流部38优选地位于对应于或限定出最大水填充水平高度的水平高度处或平面中。最大水填充水平高度优选地对应于补偿区域22a的上端，如图2中所示。诸如在说明书的一般部分中已经解释的那样，优选地对补偿区域22a的下端进行选择(在20摄氏度的温度下或可选地也在10摄氏度下或者由介于10摄氏度至20摄氏度的温度范围限定的存储流体的标称填充水平高度)。

由于根据本发明的气密覆盖件22，提供了一种特别简单且成本有效的解决方案，该解决方案一方面补偿了由于缓冲存储器10的容器壳体12内部的存储流体的体积变化而导致的压力均衡，另一方面防止了缓冲存储器10、缓冲存储器系统和/或可以是缓冲存储器系统的一部分的加热设备的金属材料的非期望的氧化。在这种情况下，不需要额外的成本高昂的装置，诸如用于将惰性气体喷射到空气空间26中的设备。

然而，为了增加安全性，可以规定将诸如为氮气的惰性气体代替环境空气引入空气空间26中。于是可以优选地规定，不通过均衡开口18将气体释放到外部大气中，而是使用基本已知的压力均衡系统或均衡罐。当然，例如也可以通过均衡开口18将氮气释放到外部大气中。在这种情况下，于是优选地提供系统，以确保如果再次减小存储空间24中的存储流体的体积，则用氮气或另一种惰性气体对空气空间26进行重新填充。

图3以示例示出了以气密的方式将气密覆盖件22、尤其是膜连接到容器壳体、尤其是容器壳体的内壁的另一种有利的可能性。为此，提供了通道30，在示例性实施例中，该通道是填充有水的水通道。为了紧固或张紧或夹紧气密覆盖件22或膜，在通道30的内部设置夹紧装置、紧固装置或张紧装置(未详细描述)。也可以提供另一种紧固方式。被引入通道30中的水可靠地防止气体进入，尤其是防止来自空气空间26的气体进入存储空间24中。

图3还以示例示出了在气密密封件22上方的脚手架32和在气密密封件下方的脚手架32，通过该脚手架可以有助于维护工作。在气密密封件的上方或下方仅使用一个脚手架32也是可能的。脚手架32优选地被定位成使得可以到达通道30或通常到达气密密封件22被附接到容器壳体12的区域。

附图还指示了维护入口34，例如以便引入橡皮斗，可以利用该橡皮斗驱动气密密封件22以用于维护目的，尤其是当该气密密封件为膜时。此外，可以提供人孔40(参见图2)，以便进入存储空间24的内部。

图4至图8示出了第二实施例中的缓冲存储器10，但是关于图1至图3的缓冲存储器示出的特征也可以在图4至图8的缓冲存储器中使用，反之亦然。

图4和图5分别以两个不同的观察方向以剖视图示出了根据本发明的缓冲存储器。

缓冲存储器10再次包括基座14，该基座优选地由不锈钢板或设置有腐蚀层的金属板形成。容器壳体12可以具有隔热层36。此外，图4和图5中同样示出了盖16，该盖具有朝向水平方向的有利倾斜。维护入口34在均衡空间26的区域中优选地位于容器壳体12的侧壁中。

此外，如从图4和图5中可以看到的，缓冲存储器10包括具有优选居中心的入口44的入口管线42以及具有优选居中心的出口48的出口管线46。基本上，还可以提供多个入口管线42和出口管线46或入口44和出口48。

图8示意性地示出了具有出口管线46的出口48。出口48和出口管线46用于利用存在于缓冲存储器中的存储流体，尤其是用于向加热设备供给该存储流体。为此，出口48在水平方向(优选地基本上平行于基座14)上具有相对大面积的延伸部。出口48可以具有至少一个上部板48a，该上部板优选地是圆形的。当存储流体的水平高度已经相应地下降时，如示意性地示出的那样，覆盖件22或膜可以位于上部板48a上。优选地，出口48具有第二板48b，如图所示，该第二板优选地与板48a基本上相同或互为镜像。两个板48a、48b彼此平行但是彼此间隔开地延伸，使得在板48a、48b之间形成出口开口48c，从而供给出口管线46。在出口开口48c之间，可以设置腹板48d以将板48a、48b保持分开并且使这两个板稳定。

出口48的所示构造防止了覆盖件22(特别是当被设计为膜时)在膜已经下降得足够远时封闭出口48或出口开口48c。

可以规定，相应地设计了入口44。

此外，图8示意性地示出了支架50，该支架在其端部处被紧固到容器壳体12的优选相对地定位的内壁上，并且分别用于支持和稳定出口48。

出口48优选地在水平方向上具有直径为至少1m的延伸部。

如从图4和图5的示意图可以看到的，缓冲存储器10可以优选地包括金属带材质的容器壁，该金属带从容器的下端以环绕的方式以一定的间距延伸到盖16。这种构造基本上是常见的。

图4和图5还示出了补偿区域22a。补偿区域22a的下部线条表示最小填充高度(Min)，并且补偿区域22a的上部线条表示最大填充高度(Max)，如将进一步在下面的图6和图7中更进一步呈现的那样。

在图4至图7的示例性实施例中，规定了在膜的实施例中覆盖件22在最大填充高度的区域中借助于安装导轨12a或类似物被气密地连接到容器壳体12。因此，当最大填充高度以下的存储空间24被填充有存储流体时，膜22悬垂或相应地漂浮在存储流体上。

然而，基本上，也能够将膜22向下紧固到容器壳体12的比图4至图6中所示的位置更低的位置。膜22可以被紧固到补偿区域22a的高度处，即，在最小填充高度与最大填充高度之间。然而，其他构造在此也是可能的。

图5示意性地示出了填充开口20、52，该填充开口尤其可以用于用存储流体对缓冲存储器10进行填充。然而，如下文进一步解释的那样，填充开口52也可以被构造成与用于第一次填充的溢流部54或紧急溢流部38连通，使得可以排出存储流体。优选地，入口开口52在该区域中具有虹吸管(未另外示出)，特别是与紧急溢流部38连接的虹吸管。

图6和图7示出了用于第一次填充的溢流部54或基本已经关于图2提到过的紧急溢流部38的特别有利的构造。

本发明不限于以下构造，而是特别适合于形成用于第一次填充的溢流部54和紧急溢流部38。

溢流部54和紧急溢流部38优选地由双壁的管道形成。如观察图6和图7也看到的，用于第一次填充的溢流部出现在存储空间24中的最小填充高度的区域中。在示例性实施例中，溢流部54恰恰在竖直延伸的管道56中出现在最小填充高度上方，该管道具有下部件56a和上部件56b，相应的开口形成在该下部件和上部件上。竖直延伸的管道56的下部件56a明显地位于存储流体的最小填充高度以下并因此通常被存储流体包围。竖直延伸的管道56的上部件56b位于膜22或安装导轨12a的悬挂区域中。此外，在示例性实施例中，上部件56b位于最大填充高度的区域中。上部件56b优选地是成角度的并且出于下面将要解释的原因至少在其长度的一部分上也沿水平方向延伸，并且优选地具有沿着水平部段分布的多个开口。然而，也可以规定，开口仅位于水平部段的端部处。

在缓冲存储器的第一次填充期间或通常在用存储流体对缓冲存储器进行填充期间，存储流体在缓冲存储器中升高并且到达管道56的下部件56a的下端。然后，存储流体在下部件56a中升高，直至其到达优选地具有虹吸管的入口58。然后，存储流体从入口58流入溢流部54中，并且从该溢流部流到出口开口，优选地流到与入口开口52结合或者优选地至少在空间上邻近该入口开口的出口开口。

一旦存储流体从溢流部54排出，维护人员就会意识到已经达到最小填充高度并且可以终止填充过程。然后也可以至少在出口所位于的下部区域(未示出)中、优选地在入口开口52的区域中阻塞用于第一次填充的溢流部54。这将防止存储流体在正常运作中通过用于第一次填充的溢流部54流出。这是不期望的。在正常运作中，通常在填充期间温度为10摄氏度的存储流体将以任何方式膨胀通过入口58，使得应当防止存储流体通过溢流部54流动。

在示例性实施例中，紧急溢流部38被设计成也被连接到入口58并因此被连接到竖直管道56。然而，紧急溢流部38首先从入口58沿竖直方向向上延伸，并且延伸至足够远，使得紧急溢流部38的上端位于最大填充高度处。这确保了在正常运作期间在最大填充高度以下，没有存储流体会通过紧急溢流部38流出。仅当存储流体在缓冲存储器10中已经升高到达到最大填充高度的程度时，存储流体就会通过紧急溢流部38排出。规定了虹吸管形成在紧急溢流部38的出口开口(未示出)的区域中、尤其是在容器壳体12的下部区域中，使得没有氧气可以通过紧急溢流部38进入。因此，双虹吸系统与入口58共同形成，该双虹吸系统同样优选地具有虹吸管，该虹吸管可靠地防止氧气在正常运作期间进入存储空间24。

紧急溢流部38的出口优选地再次与入口开口52结合或者优选地至少在空间上邻近该入口开口。

此外，在示例性实施例中呈现的缓冲存储器10具有紧急空气入口60。紧急空气入口60具有真空释放阀62。紧急空气入口60用于防止在管道破裂或者已经意外地排出过多存储流体的情况下损坏膜22。如果存储流体下降到最小填充高度以下或者下降到足以使膜22不再能够跟上该存储流体的高度，则将在膜22下方的存储空间24中形成负压或真空，使得膜22可能损坏。在这种情况下，规定了紧急空气入口60打开，真空释放阀62将用于打开该紧急空气入口。基本上，可以以各种设计实现紧急空气入口60。然而，下面所描述的实施例是特别合适的。

在示例性实施例中，规定了紧急空气入口60首先通入紧急溢流部38，该紧急溢流部继而与入口58连通。如上所述，入口58被连接到管道56。一旦存储流体已经下降至使得入口58位于存储流体的上方的程度(这在示例性实施例中还意味着存储流体已经下降到最小填充高度以下)，则在进一步下降时，由于缓冲存储器10中的负压而使入口58将没有流体，即使在该入口具有虹吸管的情况下也是如此，以至于应分别存在与紧急空气入口60和真空释放阀62的连接件。在压力降低到限定水平以下时，真空释放阀62打开，使得空气可以流入，通过入口58进入管道56并且从该管道到达已经清空并暴露的上部件56b。然后，空气从该上部件流入存储空间24中。为了防止膜22覆盖管道56的上部件56b，该上部件的部分长度优选地在最大填充高度的区域中优选地也沿水平方向延伸，并且该上部件优选地包括多个开口，使得空气可以以合适的方式流出。

图6中所示的均衡开口18在简化的视图中直接通向外部或者构成与周围环境或压力容器的连接部。然而，均衡开口18还可以优选地由一条管线(未示出)向下引导并且以优选地在空间上邻近入口开口的方式从缓冲存储器10通出。

在示例性实施例中，优选地规定，位于缓冲存储器10中的顶部处的出口管线46或出口48用于供应和移除存储流体，尤其是用于引入温暖或被加热的存储流体或者从缓冲存储器10中移除该存储流体。

出口管线46或出口48可以特别地用于供应在外部被加热的存储流体和/或从缓冲存储器中移除温暖的存储流体，以便向加热设备供应该存储流体。

在示例性实施例中，可以规定(未示出)，缓冲存储器10具有两个、三个、四个、五个或更多个出口管线46和/或出口48、尤其是具有多个上部板48a和下部板48b，覆盖件22可以被支撑在该多个上部板和下部板上。

在示例性实施例中，优选地规定，位于缓冲存储器10中的底部处的入口管线42或入口44可以用于供应和移除存储流体，特别是用于引入冷的或未加热的存储流体或者从缓冲存储器10中移除存储流体。

入口管线42或入口44可以特别地用于供应存储流体和/或从缓冲存储器中移除存储流体，以便尤其是通过剩余能量在外部对该存储流体进行加热。

膜22基本上可以具有合适的构造。在示例性实施例中规定，膜22具有至少两个层、优选地具有三个层，其中优选地为中间层的第二层是不透气的，其例如由铝箔形成。

以未另外示出的方式，膜22也可以具有隔热层。此外，替代地或附加地，以未另外示出的方式还可以规定，隔热层被置于膜22的面向均衡空间26的表面上，该隔热层优选地呈珠的形式、优选地是泡沫聚苯乙烯珠。

Claims (15)

1.缓冲存储器(10)，包括：

封闭的容器壳体(12)，以容纳尤其是水的存储流体，其中，所述容器壳体(12)具有用于用所述存储流体对所述容器壳体(12)进行填充的至少一个入口开口，和将所述容器壳体(12)流体地连接到周围环境并且使得能够与周围环境进行流体均衡的至少一个均衡开口(18)，以及

在所述容器壳体(12)的内部中的气密覆盖件(22)，所述气密覆盖件能够可靠地保护所述存储流体免于与诸如为环境空气的其他流体混合。

2.根据权利要求1所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)的至少一部分是柔性的。

3.根据权利要求1或2所述的缓冲存储器(10)，其中，所述气密覆盖件(22)的至少一部分具有膜状结构。

4.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)具有至少一个补偿区域(22a)，所述补偿区域能够通过使所述气密覆盖件(22)在所述补偿区域(22a)中膨胀或收缩来对所述存储流体的体积变化或者所述存储流体的升高或降低进行补偿。

5.根据前述权利要求中的一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)在其外周的区域中被牢固地连接到所述容器壳体(12)，例如，被夹紧、粘合、焊接或旋拧到所述容器壳体上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)的至少一部分是双壁的和/或多层的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)的至少一部分具有比所述存储流体更低的密度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述气密覆盖件(22)形成为至少部分地漂浮在尤其是水的所述存储流体上的膜。

9.根据权利要求8所述的缓冲存储器(10)，

其特征在于，

以下述方式将所述膜(22)固定在所述容器壳体(12)中，所述方式使得所述膜(22)能够在所述补偿区域(22a)中随着所述存储流体的体积变化而变化，特别是所述膜能够通过漂浮在所述存储流体上而升高和降低。

10.根据权利要求9所述的缓冲存储器(10)，

其特征在于，

选择所述补偿区域(22a)，使得当容器被填充有温度为20摄氏度的存储流体时，所述容器壳体(12)中的标称填充高度限定出所述补偿区域(22a)的下端，而所述补偿区域(22a)的上端由所述容器壳体(12)中的所述存储流体的填充水平高度限定，该填充水平高度是在将所述存储流体加热到95摄氏度的温度时所产生的。

11.根据权利要求4至10中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其特征在于，

选择所述补偿区域(22a)，使得对所述存储流体的体积变化进行的均衡能够达到所述缓冲存储器(10)的存储体积的20％。

12.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其特征在于，

所述气密覆盖件(22)是由乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)制成的膜或包含乙烯-丙烯-二烯三元共聚物(EPDM)。

13.根据权利要求8至13中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其特征在于，

所述膜(22)的厚度为0.5mm至5mm，优选地为1mm至4mm，特别优选地为1.5mm至3mm，最特别优选地为2mm+/-0.2mm。

14.根据前述权利要求中任一项所述的缓冲存储器(10)，

其中，所述容器壳体(12)在其内周上能够具有尤其是夹紧导轨的安装导轨(12a)，所述安装导轨用于所述气密覆盖件(22)的气密安装。

15.一种缓冲存储器系统，所述缓冲存储器系统具有如前述权利要求中任一项所述的用于加热设备的并尤其用于用加热水作为存储流体进行运作的缓冲存储器(10)，并且所述缓冲存储器系统可选地具有用于简单维护的橡皮斗和/或泵送系统和/或搅拌系统和/或容器加热装置和/或用于连接到所述缓冲存储器(10)附近的其他系统部件的连接系统。

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