DE102009055108B4

DE102009055108B4 - Tank mit schlauchförmig gewickelter Folie nebst Verfahren

Info

Publication number: DE102009055108B4
Application number: DE102009055108.5A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Moddemann Horst Jan
Original assignee: Euklit GmbH
Current assignee: Euklit De GmbH
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2021-03-18
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: WO2011085933A8; WO2011085933A2; DE102009055108A1; WO2011085933A3; EP2516917A2

Abstract

Tank für kryogenes Flüssiggas mit einem durch eine druckfeste, kälteresistente, schlauchartig gewickelte Folie (2) bereitgestellten Innenraum, wobei der Tank eine oder mehrere formstabile Platten (5) aufweist, die innen an der schlauchartig gewickelten Folie (2) befestigt sind und mit denen die Größe eines mit Hilfe einer Innenwand abgetrennten Bereichs (12, 14) eingestellt ist, oder wobei am Grund des durch die Folie gebildeten Innenraums ein Behälter (7) für die Versorgung eines Transportmittels mit Treibstoff vorhanden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tank für kryogenes Flüssiggas und zwar insbesondere für LNG, also für flüssiges Erdgas bzw. flüssiges Methan. Die Erfindung betrifft ferner ein Flugzeug mit einem solchen Tank sowie ein Verfahren für das Herstellen eines derartigen Tanks.
Im Unterschied zu einem konventionellen Treibstoff wie Kerosin verdampfen tiefkalte Treibstoffe wie LNG im Tank durch Temperaturerhöhungen aufgrund von üblicherweise herrschenden Außentemperaturen. Derart verdampfter Treibstoff wird „Boil-Off“-Gas genannt. Mit dem Auftreten von Boil-Off Gas erhöht sich im Tank der Druck. Ein Tank für kryogenes Flüssiggas muss daher so beschaffen sein, dass dieser nicht nur sehr tiefen Temperaturen, sondern außerdem entstehendem Boil-Off Gas gewachsen ist. Darüber hinaus soll ein solcher Tank leicht sein, um in einem Transportmittel wie einem Flugzeug möglichst vorbehaltslos eingesetzt werden zu können.
Es gibt Stahltanks, die mit einer inneren flexiblen Folie versehen sind, um so den Tank zuverlässig gegen ein Auslaufen zu sichern. Dies ist beispielsweise bei Erdtanks, in denen Heizöl gelagert wird, regelmäßig der Fall. Ein Folienmaterial, welches in diesen Fällen eingesetzt wird, ist nicht kälteresistent, um kryogenes Flüssiggas darin lagern zu können. Auch ist eine solche Folie nicht druckfest ausgeführt, da dafür kein Bedarf besteht.
Aus der Druckschrift DE 195 43 163 C1 geht ein Flugzeug mit Tanks für einen tiefkalten Treibstoff hervor, die im Rumpf oder als Außentanks an den Tragflächen vorgesehen sind. Aus der Druckschrift DE 198 16 651 C2 geht eine Vakuumisolierung für einen Tank der eingangs genannten Art hervor. Die Druckschrift US 2006 / 0 278 761 A offenbart die Unterbringung von Tanks in Tragflächen eines Flugzeuges. Die Druckschrift DE 33 09 768 A1 beschreibt einen Flugzeug-Trapezflügel, der einen Kraftstofftank umfasst.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tank für kryogenes Flüssiggas nebst Herstellungsverfahren bereitzustellen, mit dem insbesondere ein Flugzeug auch nachträglich ausgestattet werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein thermisch isolierter Tank bereit gestellt, der eine äußere, formstabile Hülle und eine darin befindliche druckfeste, kälteresistente Folie umfasst, die einen im Tank aufgrund von Boil-Off Gas entstehenden Überdruck geeignet aufzufangen vermag. Die Folie ist so gewickelt worden, dass dadurch eine schlauchartige Hülle gebildet wird. Es kann mit Hilfe der Folie ein hinreichend druckfester, kälteresistenter, leichter Tank für die Lagerung von kryogenem Flüssiggas bereitgestellt werden, der vor allem aufgrund der Flexibilität oder Biegsamkeit der Folie auch nachträglich in ein Flugzeug eingebaut werden kann. Die formstabile Hülle trägt maßgeblich zur thermischen Isolation bei und zwar insbesondere im Vergleich zur Folie. Mit Hilfe der formstabilen Hülle können außerdem Massen-Beschleunigungskräfte übertragen werden.
Eine druckfeste Folie im Sinn der Erfindung vermag einem Überdruck zu widerstehen, der sich im dafür entsprechend ausgelegten Drucktank aufgrund von Boil-Off Gas zu bilden vermag. Eine Folie ist insbesondere dann druckfest im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn diese einem Druck von 2 bar absolut, vorzugsweise von 3 bar absolut wenigstens zu widerstehen vermag. Diese Angaben beziehen sich auf die Lagertemperatur des Brennstoffs bzw. kryogenen Flüssiggases. Eine Folie ist kälteresistent im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn diese der Lagertemperatur des im Tank gelagerten kryogenen Brennstoffs gewachsen ist. Eine Folie ist nicht kälteresistent im Sinne der vorliegenden Erfindung, wenn diese lediglich für einen Einsatz bei üblichen Umgebungstemperaturen auf der Erde geeignet ist, so zum Beispiel von -20°C bis 40°C.
Innerhalb der so gebildeten, schlauchartigen Hülle verläuft die Folie in einer Ausführungsform von einem inneren Wandbereich zu einem gegenüberliegenden Wandbereich und zwar bevorzugt insbesondere mehrfach hin und zurück, so dass die schlauchartige Hülle in wenigstens zwei Bereiche unterteilt wird. Durch die Unterteilung wird vermieden, dass ein flüssiger Tankinhalt aufgrund von Beschleunigungen des zugehörigen Transportmittels, das ein Flugzeug sein kann, so beschleunigt wird, dass übermäßig große Kräfte vom Tank und damit vom Transportmittel wie Flugzeug oder Fahrzeug aufzufangen sind. Eine solche Unterteilung eines Tanks wird auf besonders einfache Weise bereitgestellt.
Die Abschnitte der Folie, die den Innenraum der schlauchartigen Hülle in Bereiche unterteilen, sind vorzugsweise mit Wandbereichen der schlauchartigen Hülle fest verbunden und zwar insbesondere mittels einer Schraub- oder Nietverbindung. Eine solche feste Verbindung wird bevorzugt noch durch aufgrund von Schraub- oder Nietverbindungen gegeneinander gepresste Platten oder Leisten unterstützt, zwischen denen sich die betreffenden Abschnitte der Folie befinden. Eine derartige Ausführungsform vermag eine durch die Folie gebildete schlauchartige Hülle bereitzustellen, die einem Innendruck besonders gut gewachsen, ohne dafür einen großen technischen Aufwand betreiben zu müssen.
Abschnitte der Folie, die sich von einem inneren Wandbereich zu einem gegenüberliegenden inneren Wandbereich erstrecken, sind vorzugsweise ganz oder teilweise perforiert, so dass Gas und Flüssigkeit durch diese Abschnitte hindurch treten kann. Einerseits verhindern die inneren Wandbereiche nach wie vor das Auftreten von übermäßig schnellen Bewegungen eines flüssigen Tankinhalts, da durch die Perforation nur verhältnismäßig kleine Flüssigkeitsmengen pro Zeiteinheit hindurchtreten können. Andererseits trägt die Perforation zumindest dazu bei, dass ein Flüssigkeitsausgleich zwischen den einzelnen Bereichen stattfinden kann, was eine zumindest nahezu vollständige Entleerung des Tanks ermöglicht, ohne dafür einen übermäßigen technischen Aufwand betreiben zu müssen.
Die Breite der Bereiche wird mit Hilfe von ein oder mehreren steifen, also formstabilen Platten eingestellt, die an Wandbereichen des schlauchartigen Raums befestigt sind. Die Bereiche innerhalb des Tanks können so geeignet groß bereitgestellt werden. Eingesetzte Platten sind zwar steif, aber dennoch grundsätzlich schmal genug, um einen nachträglichen Einbau des Tanks nicht übermäßig zu erschweren. Diese Platten erstrecken sich insbesondere über die gesamte Länge der schlauchartigen Hülle. Die Platten können beispielsweise aus einem geeignet kälteresistenten Kunststoff oder Blech bestehen. Anstelle von Platten können auch entsprechende Profile eingesetzt werden, die ebenfalls aus einem geeignet kälteresistenten Kunststoff oder Blech bestehen können.
Zwischen sich überlappenden Abschnitten der Folie befindet sich vorzugsweise ein Dicht- und/ oder Klebmittel, um eine gasdichte Verbindung bereitzustellen. Dies trägt dazu bei, dass Flüssigkeit nicht durch überlappende Abschnitte in Wandbereichen der schlauchförmigen Hülle hindurchtreten kann. Diese Ausführungsform trägt dazu bei, auf technisch einfache Weise einen geeignet flüssigkeitsdichten und gasdichten Tank bereitzustellen. Als Dichtmittel kann eine gasdichte Matte zum Beispiel aus dem Material Gore Tex Membran (PTFE) vorgesehen sein, die sich zwischen überlappenden Wandbereichen der druckfesten, kälteresistenten Folie befindet.
Insbesondere handelt es sich bei der Folie um eine durch Aramid verstärkte oder aus Aramid bestehende Folie, so zum Beispiel um eine mit Aramid-Fasern verstärkte Folie, die nachfolgend Aramid-Folie genannt wird. Aramid-Fasern werden von der Firma DuPont unter der Marke Kevlar^(R) kommerziell vertrieben. Durch eine solche druckfeste Folie kann Druck kompensiert werden, der durch Boil-Off Gas entsteht. Ein Innendruck im Tank von 2 bis 3 bar absolut kann gegenüber der äußeren formstabilen Hülle durch eine Aramid- Folie aufgefangen werden. Aufgrund der Flexibilität kann die Folie leicht an vorgegebene Geometrien angepasst werden, was ein Nachrüsten eines Transportmittels wie Flugzeug oder Schiff mit einem erfindungsgemäßen Tank erleichtert. Tanks, so zum Beispiel ein Tank von einem Transportmittel aber beispielsweise auch ein im Erdboden eingelassener Tank, können außerdem leicht umgerüstet werden, indem in eine bereits vorhandene formstabile Hülle eines Tanks eine anspruchsgemäße Folie hineingebracht wird.
Um einen druckfesten Tank für LNG bereitzustellen, wird dieser nach dem Stand der Technik regelmäßig aus einem kälteresistenten Stahl gefertigt. Eine druckfeste Folie ist im Vergleich dazu sehr leicht, so dass durch die Erfindung ein vergleichsweise leichter Tank bereit gestellt werden kann. Die Bereitstellung eines leichten Tanks ist für einen mobilen Einsatz wichtig, um das Gewicht des Transportmittels und damit den für den Antrieb benötigten Treibstoff minimieren zu können.
LNG wird üblicherweise auf -161 °C bis - 164°C abgekühlt. Das Material der Folie ist dann so auszuwählen, dass es wenigstens den Temperaturen gewachsen ist, auf die im Tank gelagertes LNG abgekühlt wurde. Es gibt Aramid - Folien, die bei Temperaturen von -194 °C noch belastbar sind. Eine Aramid-Folie ist daher für die Lagerung von LNG besonders gut geeignet.
Die aus Aramid bestehende Folie besteht bevorzugt zu 100% aus Aramid. In einer Ausführungsform umfasst diese Hohlfasern.
In einer anderen Ausführungsform ist die Folie mit einem gasdichten Kautschukmaterial wie Gummi getränkt bzw. mit einer dünnen 1 bis 1,5 mm Schicht aus flexiblen Wärmeisolier- und Dichtstoffen überzogen, wie aufspritzbare Polyurethane.
Die Folie ist bevorzugt 1 bis 10 mm, besonders bevorzugt 3 bis 7 mm, so zum Beispiel ca. 5 mm dick.
Wird Aramid als Material der Folie eingesetzt, so wird die Sicherheit in besonderem Maß erhöht, die gerade bei Flugzeugen besonders wichtig ist, da solche Folien besonders leicht, flexibel und stabiler als Stahl oder Aluminium sind.
Die Enden der schlauchartigen, durch die Folie gebildeten Hülle werden in einer Ausführungsform geeignet verschlossen und zwar insbesondere ebenfalls unter Verwendung einer druckfesten, kälteresistenten, flexiblen Folie. Es steht so ein Tank für die Lagerung von kryogenem Flüssiggas bereit, der mittels der Folien Druck aufzufangen und der daher dem Druck aufgrund von Boil-Off Gas geeignet zu widerstehen vermag. Da die Folie, die für das Verschließen der schlauchförmigen Enden eingesetzt wird, wiederum flexibel bzw. biegsam ist, kann ein druckfester Tankinnenraum auch nachträglich in ein Transportmittel selbst dann eingebaut werden, wenn enge räumliche Verhältnisse herrschen. Da bereits die Folie einen durch Boil-Off Gas entstehenden Innendruck aufzufangen vermag, kann der übrige Tankaufbau flexibel gestaltet und an die jeweiligen Anforderungen leicht angepasst werden. Wird ein Tank umgerüstet, so kann die ursprüngliche Form bestehen bleiben. So umfasst ein Tank insbesondere im Fall einer Neueinrüstung in einer Ausführungsform zwei formstabile Halbschalen, da zwei Halbschalen in der Regel problemlos in einen Raum gebracht werden können, der das gesamte Volumen der zwei Halbschalen aufzunehmen vermag. Ein solcher Tank kann als Zusatztank zu bereits bestehenden Tanks vorgesehen sein. Die Halbschalen eines solchen Tanks können insbesondere durch Schrauben, Nieten, Kleben oder Verschweißen fest und zwar insbesondere gasdicht verschlossen werden, sobald sich die Folie im Innenraum befindet, der durch die beiden Halbschallen gebildet wird.
Der Tank umfasst am Grund der schlauchartigen, sich horizontal erstreckenden Hülle einen Behälter, mit dem die Versorgung beispielsweise eines Flugzeugs mit Treibstoff auch dann sichergestellt wird, wenn das Flugzeug sich in einer Schräglage zum Beispiel aufgrund eines Kurvenflugs befindet. Der Behälter ist zwar steif, aber hinreichend klein, um den nachträglichen Tankeinbau in ein Transportmittel nicht übermäßig zu behindern. Vorzugsweise nur von oben (im eingebauten Zustand) kann in den Behälter Flüssigkeit hineinfließen und zwar vorzugsweise durch eine Öffnung hindurch, die klein oder schmal ist im Vergleich zu den übrigen Abmessungen des Behälters. Darüber hinaus sind Mittel vorgesehen, mit denen Flüssigkeit aus dem Behälter entnommen und einem Antrieb des Transportmittels zugeführt werden kann. Solche Mittel umfassen zumindest eine Leitung, die vom Behälter zu einem Antrieb wie zum Beispiel eine Turbine führt. Darüber hinaus umfasst solche Mittel in der Regel eine Pumpe oder einen Kompressor, die dem Transport von Flüssigkeit oder der Verdichtung von Gas dienen. Diese Ausführungsform sowie die nachfolgend genannten weiteren Ausführungsformen können - soweit nicht ausdrücklich auf die schlauchförmige Wicklung der Folie Bezug genommen wird - auch mit einer anspruchsgemäßen Folie realisiert werden, die zwar einen druckfesten Tankinnenraum bildet oder Teil eines druckfesten Innenraums ist, die aber nicht schlauchförmig gewickelt ist.
In einer Ausführungsform befindet sich der durch ein oder mehrere druckfeste, kälteresistente Folien gebildete Tankinnenraum in einer formstabilen, doppelwandigen Hülle. Der Raum zwischen zwei Wänden der formstabilen Hülle ist gasdicht verschließbar oder gasdicht verschlossen. Die formstabile Hülle kann aus mehreren Teilen zusammengesetzt sein, so zum Beispiel aus zwei Halbschalen, die doppelwandig ausgeführt sind, wenn eine besonders gute thermische Isolation erreicht werden soll. Eine doppelwandige formstabile Hülle ist jedoch entsprechend schwer. Kommt es vor allem auch auf ein geringes Gewicht an, wie dies bei einer Verwendung im Flugzeug der Fall, so wird grundsätzlich auf das Vorsehen einer Doppelwand verzichtet. Die formstabile Hülle ist dann also bevorzugt einwandig ausgeführt.
Im Inneren einer doppelwandig ausgeführten, formstabilen Hülle, nämlich in einem gasdicht verschlossenen oder gasdicht verschließbaren Raum von vorzugsweise 5 mm bis 20 mm Dicke wie zum Beispiel 12 mm Dicke herrscht ein Vakuum oder zumindest ein hoher Unterdruck. Alternativ kann ein Unterdruck oder ein Vakuum aufgrund einer dafür geeigneten Anschlussmöglichkeit in der formstabilen Hülle erzeugt werden. Die so bereitgestellte, formstabile, doppelwandige Hülle trägt maßgeblich zur thermischen Isolation des Tanks bei und kann die Massenkräfte der Tankfüllung aufnehmen.
Eine formstabile Hülle kann die Massenkräfte der Tankfüllung aufnehmen. Es genügt hierfür eine Wandstärke bzw. Wanddicke von 0,5 bis 3 mm, so zum Beispiel von 1,5 mm und zwar auch bei einer einwandig ausgeführten formstabilen Hülle.
Wände der formstabilen Hülle bestehen vorzugsweise aus Aluminium, besonders bevorzugt aus Scandium, um einerseits die gewünschte Formstabilität zu erhalten und andererseits kein übermäßig hohes Gewicht in Kauf nehmen zu müssen. Ein weiteres geeignet leichtes Material ist ein kohlefaserverstärkter Werkstoff (CFK).
In einer Ausführungsform der Erfindung wird zwischen der Folie und der formstabilen Hülle ein Vakuum erzeugt, das zur thermischen Isolation beiträgt. Um einen entsprechenden Zwischenraum zwischen der formstabilen Hülle und der Folie zu gewährleisten, befinden sich vorzugsweise Abstandshalter zum Beispiel in Form von Kügelchen zwischen der formstabilen Hülle und der Folie. Diese Ausführungsform erfüllt einerseits Anforderungen an ein geringes Gewicht und andererseits Anforderungen an eine gute thermische Isolation. Der Zwischenraum kann 5 mm bis 20 mm, so zum Beispiel 12 mm dick sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung befindet sich der durch ein oder mehrere druckfeste, kälteresistente, flexible Folien gebildete Tankinnenraum in einer formstabilen Hülle. Zwischen der oder den Innenwänden der formstabilen Hülle und der oder den Außenwänden der Folie befinden sich Körner mit einem Durchmesser von vorzugsweise 2 bis 10 mm, besonders bevorzugt von 3 bis 5 mm. Die Körner liegen in einer Ausführungsform bevorzugt locker in einem Haltering oder Abstandshalter, der aus einer herkömmlichen luftdurchlässigen Kunststofffolie gebildet sein kann. Dieser Haltering mit den Körnern wird bei der Montage zum Beispiel um die druckfeste, kälteresistente Folie gelegt und/ oder mit dieser druckfesten, kälteresistenten Folie verklebt, bevor die formstabile Hülle übergelegt und gasdicht verschlossen wird. Anschließend kann über in der formstabilen Hülle befindliche Ventile ein Unterdruck zwischen der formstabilen Hülle und der druckfesten, kälteresistenten Folie zum Beispiel mittels einer Luftpumpe erzeugt werden.
Aufgrund der lockeren Unterbringung der Körner übertragen diese keinen aufgrund von Boil-Off Gas hervorgerufenen Druck von der Folie auf die formstabile Hülle, selbst wenn sich die kälteresistente, druckfeste Folie aufgrund einer Erwärmung des Tankinhalts ein wenig ausdehnen sollte.
Vorzugsweise bestehen die Körner aus einem druckfesten Kunststoff, wie diese zum Beispiel bei Hubschrauber-Verbundkunststoff-Rotorblättern verwendet werden. Diese Ausführungsform trägt zur thermischen Isolation sowie zu einem geringen Gewicht bei.
Zwischen der Innenwand der formstabilen Hülle und der Außenwand der kälteresistenten, druckfesten Folie kann sich eine verformungsreversible Isolationsschäumung befinden, um thermisch mit geringem Gewicht zu isolieren. Es kann auch eine druckfeste Ausschäumung zum Beispiel aus Polytetrafluorehen (PTFE) vorgesehen sein.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die formstabile Hülle im eingebauten Zustand des Tanks in ein vorzugsweise geschäumtes Kunststoffmaterial zum Beispiel im Flugzeug eingebettet, welches ergänzend zur Wärmeisolierung beiträgt. So wird beispielsweise für die Wärmeisolierung ein aus Polyurethan bestehendes Material eingesetzt und zwar insbesondere in Form eines Schaums, so zum Beispiel in Form eines Weichschaums. Polyurethan kann aber auch als Montageschaum vorliegen, um so eine ergänzende Wärmeisolation mit geringem Gewicht bereitzustellen.
Ein Flugzeug, welches nachträglich mit erfindungsgemäßen Tanks versehen werden soll, wird bevorzugt mit Tanks nachgerüstet, die beispielsweise links und rechts von einem Zentraltank eines Flugzeugs, im Rumpf des Flugzeugs oder in Flügelhaupttanks nahe dem Rumpf eingebaut werden.
1 zeigt einen Schnitt durch einen Tank, der in den Rumpf 1 eines Flugzeugs eingebaut ist. Der Innenraum des Tanks wird durch eine vorzugsweise aus Aramid bestehende Folie 2 begrenzt, die schlauchartig hier rechtsherum gewickelt ist und einen überlappenden Bereich 3 umfasst. Im überlappenden Bereich 3 sind die beiden aneinander angrenzenden Abschnitte der Folie miteinander vollflächig verklebt oder verschweißt, so dass keine Flüssigkeit durch den Überlappungsbereich aus dem Innenraum austreten kann. An einem Ende wird der Überlappungsbereichs mittels Schraubverbindungen 4 nebst einer Profilleiste gehalten. Von hier aus wird die Folie 2 zu einer gegenüberliegenden Innenwand geführt und an der gegenüberliegenden Innenwand mit Hilfe von zwei gegeneinander gepressten Platten 5 sowie mittels Schraubverbindungen 6 befestigt. Die Folie 2 führt zwischen den beiden Platten 5 hindurch und anschließend zur gegenüberliegenden Innenwand zurück. Die Folie führt hier zwischen einen Behälter 7 und einer Platte 8 hindurch und ist hier ebenfalls mit Schraubverbindungen 9 befestigt. Der Behälter 7 befindet sich beim tiefsten Bereich des Tanks. Anschließend verläuft die Folie 2 wie beschrieben zwei weitere Male von einer Innenwand zur gegenüberliegenden und ist abschließend wiederum durch Schraubverbindungen 10 nebst einer Profilleiste befestigt.
Die Folie 2 bildet so eine schlauchartige Hülle mit einem Innenraum, der durch die Folie 2 in fünf, etwa gleich große Bereiche 11, 12, 13, 14 und 15 unterteilt ist. Durch die Breite der Platten 5, die innerhalb der Hülle angeordnet sind, wird die Breite der Bereiche 12 und 14 und damit auch ihre Größe eingestellt. In gleicher Weise beeinflusst die Breite des Behälters 7 die Größe des Bereichs 13. Die Abschnitte 16 der Folie 2, die zwei Bereiche voneinander abgrenzen, sind so perforiert, dass Flüssigkeit von einem Bereich in einen benachbarten Bereich gelangen kann. Diese Abschnitte 16 sind zugleich Festigkeitsstege im Tank, die den Gasdruck der durch Off Boiling entsteht, aufnehmen und zwar sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung.
Der Behälter 7 weist auf der Oberseite eine relativ schmale Öffnung 17 auf, die sich schlitzförmig parallel zur schlauchförmigen Hülle erstreckt. Durch die Öffnung hindurch kann Flüssigkeit in den Behälter 7 hineinfließen. Im Behälter befinden sich nicht dargestellte Mittel, mit denen Flüssigkeit aus dem Behälter 7 heraus zu einem Antrieb, so zum Beispiel eine Gasturbine geleitet werden kann.
Die schlauchartige Hülle befindet sich innerhalb einer formstabilen Hülle 25 und zwar zwischen zwei formstabilen Halbschalen, die miteinander verschraubt sind. Jede Halbschale ist einwandig ausgeführt. Zwischen den aus Metall bestehenden Wänden einer jeden Halbschale und der oder den Folien befinden sich 3 bis 5 mm große Kügelchen 18 aus einem druckfesten Kunststoff. Im Übrigen herrscht im Zwischenraum zwischen den Halbschalen und der bzw. den Folien ein Vakuum. 3 bis 5 mm große Kügelchen 18 aus einem druckfesten Kunststoff werden zur Bereitstellung des Raums zu einem Abstandshaltering bestehend aus einem luftdurchlässigen Kunststofffolienschlauch gleichförmig auf Distanz gehalten und wie eine Perlenschnur um die Folie gewickelt und daran zum Beispiel punktförmig mit einem Silikonkleber befestigt. Hierdurch wird erreicht, dass mit Hilfe der Kügelchen nur Massenbeschleunigungskräfte an die formstabile Hülle übertragen werden, weil zum Beispiel die Tankfüllung bewegt wird. Ein sich im Inneren des Tanks aufbauender Druck aufgrund von Boil-Off Gas wird dagegen durch die Folie aufgefangen und nicht oder zumindest nicht im praxisrelevanten Umfang an die aus zwei Halbschallen gebildete formstabile Hülle 25 übertragen.
Die Lage des durch die beiden Halbschalen gebildeten Behälters bzw. formstabile Hülle 25 wird durch vorzugsweise justierbare Auflager 19 innerhalb des Flugzeugrumpfes stabilisiert. Darüber hinaus liegt der durch die beiden Halbschalen gebildete Behälter bzw. formstabile Hülle 25 auf Spanten des Flugzeugrumpfes auf. Verbleibende Zwischenräume zwischen dem Flugzeugrumpf 1 und dem durch die Halbschalen gebildeten Behälter 25 sind mit Polyurethan 20 ausgeschäumt.
2 zeigt einen weiteren Schnitt AA durch den Tank gemäß 1. Ein jedes schlauchförmige Ende der druckfesten, kälteresistenten Folie 2 ist mit einer weiteren, als Abdeckung dienenden druckfesten, kälteresistenten Folie 21 verschlossen. Mit Hilfe eines Innenrings 22 und Schraubverbindungen 23 werden überlappende Bereiche der druckfesten, kälteresistenten Folien 2 und 21 gasdicht aufeinander gepresst, so dass durch diese Überlappung hindurch kein Tankinhalt entweichen kann. Alternativ oder ergänzend kann der überlappende Bereich mit einem Dichtmittel oder Klebstoff versehen sein, um ein Austreten von Tankinhalt durch den überlappenden Bereich hindurch zu verhindern. Die perforierten Abschnitte 16 der Folie 2 sind mit Hilfe von Platten und Verschraubungen wie dargestellt an der Folie 21 befestigt und können so die Druckspannung von expandierendem Boil-Off Gas aufnehmen. Die perforierten Abschnitte 16 stabilisieren aufgrund der Befestigungen die Druckfestigkeit des durch die Folien 2 und 21 gebildeten Innenraums. In der 2 werden Spante 24 beispielsweise eines Flugzeugrumpfes dargestellt, auf denen die gezeigte untere Halbschale aufliegt.
In der 3 wird der Fall dargestellt, dass der Tank in einen Flügel eines Flugzeugs eingebaut worden ist.
Ein erfindungsgemäßer Tank, so auch die in den Figuren gezeigten Tanks sind mit üblichen, in den Figuren nicht dargestellten Tankanschlüssen versehen, um zum Beispiel einen Tank füllen sowie entleeren zu können oder aber um Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Die Anschlüsse können nachträglich angebracht werden und/ oder durch entsprechende Vorsorgemaßnahmen von Anfang an vorhanden sein. Anstelle von Schraubverbindungen können auch Nietverbindungen verwendet werden. Die Folie 2 kann doppellagig schlauchförmig gewickelt sein und zwischen beiden Schichten eine Matte, so zum Beispiel eine gasdichte Gore Tex Membran Matte aus (PTFE) enthalten, um die Dichtigkeit in weiter verbesserter Weise sicherzustellen.

Claims

Tank für kryogenes Flüssiggas mit einem durch eine druckfeste, kälteresistente, schlauchartig gewickelte Folie (2) bereitgestellten Innenraum, wobei der Tank eine oder mehrere formstabile Platten (5) aufweist, die innen an der schlauchartig gewickelten Folie (2) befestigt sind und mit denen die Größe eines mit Hilfe einer Innenwand abgetrennten Bereichs (12, 14) eingestellt ist, oder wobei am Grund des durch die Folie gebildeten Innenraums ein Behälter (7) für die Versorgung eines Transportmittels mit Treibstoff vorhanden ist.
Tank nach Anspruch 1, bei dem ein oder mehrere Innenwände (16) durch die Folie (2) bereitgestellt sind, die den Innenraum in wenigstens zwei Bereiche (11, 12, 13, 14, 15) unterteilen.
Tank nach Anspruch 1 oder 2 mit perforierten Innenwänden (16) innerhalb der schlauchartig gewickelten Folie (2).
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem Kleb- und/ oder Dichtmittel, welches sich zwischen überlappenden Bereichen (3) der Folie (2) befindet, wobei als Dichtmittel eine gasdichte Matte eingesetzt sein kann.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie (2) durch Aramid verstärkt oder aus Aramid gebildet ist.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Enden der schlauchförmig gewickelten Folie (2) mit Hilfe von Abdeckungen verschlossen sind, die vorzugsweise ebenfalls eine druckfeste, kälteresistente Folie (21) umfassen.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch ein oder mehrere druckfeste, kälteresistente Folien (2, 21) gebildeter Tankinnenraum von einer formstabilen Hülle (25) umhüllt wird.
Tank nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Zwischenraum zwischen formstabiler Hülle und Folie(n) (2, 21) ein Vakuum herrscht und/ oder sich in diesem Zwischenraum Körner (18) befinden.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein durch ein oder mehrere druckfeste, kälteresistente Folien (2, 21) gebildeter Tankinnenraum zwischen zwei formstabilen Halbschalen befindet.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tank in geschäumtes Kunststoffmaterial (20) eingebettet ist.
Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Tankinnenraum LNG befindet.
Flugzeug mit einem Tank nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines Tanks nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine druckfeste, kälteresistente Folie (2) schlauchartig gewickelt wird, überlappende Bereiche (3) der Folie miteinander verklebt werden, die beiden Enden der schlauchartig gewickelten Folie mit Hilfe von kälteresistenten, druckfesten Folien (21) verschlossen werden und der dadurch bereitgestellte Tankinnenraum in ein formstabiles Gehäuse gebracht wird.