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Die Erfindung betrifft einen Transportbehälter für verflüssigtes Gas, insbesondere für Helium.
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Helium wird in der Regel zusammen mit Erdgas gefördert. Ein Transport großer Mengen Helium ist aus ökonomischen Gründen nur in flüssiger beziehungsweise überkritischer Form, das heißt, bei einer Temperatur von etwa 4,2 bis 6 K und unter einem Druck von etwa 1 bis 12 bar sinnvoll. Zum Transport des flüssigen beziehungsweise überkritischen Heliums können Transportbehälter eingesetzt werden, die, um einen zu schnellen Druckanstieg des Heliums zu vermeiden, aufwendig thermisch isoliert werden.
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Derartige Transportbehälter können beispielsweise mit Hilfe von flüssigem Stickstoff vorgekühlt werden. Hierbei wird ein mit dem flüssigen Stickstoff gekühlter thermischer Schild vorgesehen. Der thermische Schild schirmt einen Innenbehälter des Transportbehälters ab. In dem Innenbehälter ist das flüssige beziehungsweise tiefkalte Helium aufgenommen. Die Haltezeit für das flüssige beziehungsweise tiefkalte Helium beträgt bei derartigen Transportbehältern in der Regel 35 bis 40 Tage, das heißt, nach dieser Zeit ist der Druck im Innenbehälter auf den Maximalwert von etwa 6 bis 12 bar gestiegen.
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Aus der
WO 2017/190846 A1 ist beispielsweise ein solcher Transportbehälter für flüssiges Helium bekannt. Der Transportbehälter umfasst einen Innenbehälter zum Aufnehmen des Heliums, einen thermischen Schild, der mit Hilfe einer kryogenen Flüssigkeit wie flüssigem Stickstoff aktiv kühlbar ist und in dem der Innenbehälter aufgenommen ist. Ebenso umfasst der Transportbehälter einen Außenbehälter, in dem der thermische Schild und der Innenbehälter aufgenommen sind. Um durch die beim Befüllen des Transportbehälters auftretenden Temperaturunterschiede und die damit einhergehenden unterschiedlichen Längenausdehnungen der Behälter bzw. Aufhängungen der Behälter zu kompensieren, sind Federelemente innerhalb des Außenbehälters vorgesehen.
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Solche Transportbehälter sind nicht zuletzt aufgrund ihres komplizierten Aufbaus sowie auch weiterer, nötiger Vorrichtungen z.B. für die Befüllung und/oder Entleerung mitunter sehr anfällig für äußere Störeinflüsse wie insbesondere Erschütterungen, wie sie insbesondere beim Handhaben und Transportieren des Transportbehälters auftreten.
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Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine Möglichkeit bereitzustellen, einen solchen Transportbehälter möglichst gut vor äußeren Störeinflüssen wie insbesondere Erschütterungen zu schützen.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch einen Transportbehälter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einem Transportbehälter für verflüssigtes Gas, der einen Behälter aufweist, der in einem Transportrahmen (oder Transportgestell) angeordnet ist. Bei dem Behälter kann es sich insbesondere um einen Außenbehälter handeln, d.h. innerhalb können ggf. noch weitere Behälter und/oder andere Komponenten vorgesehen sein, wie nachfolgend noch näher erläutert.
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Bei dem Transportbehälter kann es sich insbesondere um einen Transportbehälter für Helium als verflüssigtes Gas, also einen Transportbehälter, der zum Transport von Helium eingerichtet ist, handeln. Hierzu kann der Transportbehälter also insbesondere einen Innenbehälter zum Aufnehmen des Heliums, und einen thermischen Schild, der mit Hilfe einer kryogenen Flüssigkeit wie flüssigem Stickstoff aktiv kühlbar ist und in dem der Innenbehälter aufgenommen ist, umfassen. Ebenso kann der Transportbehälter einen Außenbehälter umfassen, in dem der thermische Schild und der Innenbehälter aufgenommen sind. Zusätzlich können auch noch weitere Komponenten, wie sie beispielsweise zum Befüllen und/oder zum Entleeren des Transportbehälters nötig ist, vorgesehen sein.
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Ein solcher Transportbehälter ist dann insbesondere dafür ausgelegt, Helium in flüssiger bzw. überkritischer Form, d.h. bei einer Temperatur von etwa 4,2 bis 6 K und unter einem Druck von etwa 1 bis 12 bar, aufzunehmen und bei diesen Bedingungen zu halten.
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Denkbar ist jedoch auch, dass der Transportbehälter zum Transport anderer, verflüssigter Gase wie Stickstoff eingerichtet ist.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass der Behälter in dem Transportrahmen, insbesondere, innerhalb des Transportrahmens, mittels Dämpfungsmitteln gedämpft gelagert ist. Damit kann erreicht werden, dass der Behälter selbst keinen oder kaum mehr äußeren Störeinflüssen wie Erschütterungen unterliegt. Lediglich auf den Transportrahmen wirken die Störeinflüsse, jedoch kann dies hier hingenommen werden, insbesondere da der Transportrahmen mechanisch einfach und stabil aufgebaut sein kann, insbesondere auch unter Verwendung von dauerfestem Material wie beispielsweise sog. C-Stahl. Der Behälter hingegen ist typischerweise aus Edelstahl aufgebaut, was bei einer direkten Verbindung zu dem C-Stahl aufgrund der unterschiedlichen Gitterstrukturen der Stähle eine schlechte Verbindungsqualität hervorrufen würde.
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Vorzugsweise ist der Behälter in dem Transportrahmen in wenigstens eine Raumrichtung, bevorzugt in wenigstens zwei Raumrichtungen, besonders bevorzugt in drei Raumrichtungen, gedämpft gelagert. Als Raumrichtungen sind hierbei insbesondere Länge, Breite und Höhe zu verstehen, wobei bei üblicher Verwendung auf Fahrzeugen die Länge sich in Fahrtrichtung erstreckt, die Breite quer hierzu. Die Dämpfung erfolgt also hinsichtlich Länge und/oder Breite und/oder Höhe.
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Vorteilhafterweise sind die Dämpfungsmittel, mittels welchen der Behälter in dem Transportrahmen gedämpft gelagert ist, ausgewählt aus: Gummipuffer, Puffer aus Elastomeren, Puffer aus Polymeren, Feder-Dämpfer-Systemen, hydraulischen Dämpfungselementen. Auch keine Kombination davon ist denkbar. Anstatt Gummipuffern sind auch Puffer als anderen elastischen Materialien oder Vollmaterialen denkbar. Im Fall der Gummipuffer kann die Gummizusammensetzung insbesondere Kautschuk und/oder Ruß als Komponenten umfassen bzw. aufweisen. Durch die Verwendung von Ruß kann die die Härte von Gummi eingestellt werden.
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Durch geeignete Wahl der Anteile von Ruß und Kautschuk kann insbesondere eine gewünschte bzw. bestimmte Härte erreicht werden. Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung von Gummi ist, dass dadurch Schwingungsenergie besonders gut vernichtet bzw. absorbiert wird.
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Im Falle der Gummipuffer können die Dämpfungselemente beispielsweise in einer Art Sandwich-Bauweise aufgebaut sein. So können zwischen zwei Metallplatten Gummilagen vorgesehen sein, zwischen den Gummilagen erneut eine Metallplatte. Für nähere Details hierzu sei an dieser Stelle auf die Figuren und deren Beschreibung verwiesen.
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Damit ist eine besonders einfache und kostengünstige, zugleich aber effektive Dämpfung möglich. Es versteht sich, dass verschiedene solcher Dämpfungsmittel kombiniert werden können, denkbar ist auch die Verwendung unterschiedlicher Dämpfungsmittel für verschiedene Raumrichtungen.
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Vorzugsweise sind zumindest bei einer der lasttragenden Verbindungen zwischen dem Behälter und dem Transportrahmen Dämpfungsmittel vorgesehen. Denkbar ist, das auch bei mehreren oder ggf. allen lasttragenden Verbindungen Dämpfungsmittel vorgesehen sind. Damit kann kostengünstig eine besonders effektive Dämpfung erreicht werden. Besonders zweckmäßig ist es jedoch auch, wenn bei anderen als den lasttragenden Verbindungen, insbesondere bei allen Verbindungen - und damit nicht nur bei lasttragenden Verbindungen - zwischen dem Behälter und dem Transportrahmen Dämpfungsmittel vorgesehen sind. Damit ist eine noch bessere Dämpfung möglich.
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Unter Verbindungen sind hierbei insbesondere Verbindungsmittel wie Verstrebungen, Stützen und dergleichen zu verstehen, mittels welcher eine Verbindung zwischen dem Behälter und dem Transportrahmen hergestellt werden kann. Die Dämpfungsmittel können dann beispielsweise in der Verbindung oder auch zur Anbindung der Verbindungsmittel an den Behälter und/oder den Transportrahmen vorgesehen werden. Ebenso denkbar ist, dass die Dämpfungsmittel direkt als Verbindungen verwendet werden, d.h. dass ein Gummipuffer beispielsweise direkt an dem Behälter und dem Transportrahmen angebracht bzw. befestigt wird.
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Unter lasttragenden Verbindungen sind dabei solche Verbindungen zu verstehen, die einen Großteil der auftretenden Kräfte zwischen Behälter und Transportrahmen aufnehmen. Diese betreffen damit insbesondere Verbindungen in der Nähe von Eckpunkten und/oder Kanten des Transportrahmens. Die auftretenden Kräfte sind insbesondere die Gewichtskraft sowie Beschleunigungskräfte, wie sie auch beim Transport auftreten können. Dabei können Kräfte von bis zu 5g (in Bezug auf den gesamten Transportbehälter) auftreten, sodass zweckmäßigerweise die lasttragenden Verbindungen derart ausgebildet sind, zumindest Kräfte von 5g auszuhalten.
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Besonders bevorzugt ist es auch, wenn die Dämpfungsmittel integral mit dem Behälter und/oder dem Transportrahmen und/oder den Verbindungen ausgebildet sind. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Dämpfungsmittel Teil der betreffenden Komponente sind. Dies kann beispielsweise bei hydraulischen Dämpfern erreicht werden. Ebenso können aber beispielsweise Gummipuffer hinsichtlich der äußeren Abmessungen an die betreffende Komponente angeglichen werden. Damit ist ein besonders kompakter und wenig störender Aufbau möglich.
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Der Transportrahmen - der sozusagen den Behälter umgibt bzw. an diesem angebracht ist - kann auch mehrteilig ausgebildet sein, d.h. es können an beiden Enden des Behälters - in Längsrichtung gesehen - entsprechenden Teile eines Rahmens oder Gestells angeordnet sein.
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Ein besonderer Vorteil des den Behälter umgebenden Transportrahmens - bzw. des innenliegenden Behälters - ist auch derjenige, dass der Transportbehälter stapelbar ist und zwar insbesondere auch mit anderen Arten von Containern. Beispielsweise können auf diese Weise bis zu acht weitere Container darüber gestapelt werden, wie dies beim Transport auf Schiffen üblich ist.
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Auf diese Weise ist also der Transportbehälter einfach handhabbar und in sich stabil. In diesem Zusammenhang sei insbesondere auf sog. ISO-Container, wie sie in der ISO-Norm ISO 668 spezifiziert werden, hingewiesen. Sog. ISO-Container gibt es in verschiedenen Größen, die sich insbesondere in der Länge, aber mitunter auch in Höhe und/oder Breite unterschieden. Üblich sind beispielsweise sog. 20-Fuß- und 40-Fuß-Container, ebenso aber auch sog. 45-Fuß-Container. Die Fuß-Angabe entspricht dabei zumindest im Wesentlichen der Länge des Containers.
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Neben solchen Containern, also Transportcontainern, gelten solche Maße bzw. Normierungen auch für Transportrahmen bzw. Transportgestelle. Gleiches gilt für Transportbehälter, die einen in einem Transportrahmen angeordneten Behälter, meist in Zylinder- bzw. Rohrform aufweisen, in dem Flüssigkeiten bzw. Gase transportiert werden können, mithin also für den oben erwähnten Transportbehälter.
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Insofern ist es auch besonders bevorzugt, wenn der Transportbehälter mit dem Transportrahmen standardisierte Abmessungen, insbesondere gemäß ISO (wie beispielsweise oben erläutert), aufweist.
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Insbesondere und auch allgemein ist unter einem Transportrahmen eine Vorrichtung zu verstehen, die dazu geeignet ist, einen Inhalt zu umgeben, um diesen einfach und schnell transportieren zu können, und zwar insbesondere inklusive Verladen auf Schiffe, Fahrzeuge, Züge und dergleichen.
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Gemeinsam sind Transportrahmen und Transportcontainern insbesondere auch gewisse Befestigungsvorrichtungen wie Eckbeschläge des Transportrahmens, sodass mittels sog. Twistlocks eine einfache und sichere Befestigung des Transportrahmens auf einem Fahrzeug oder dergleichen erfolgen kann.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Transportbehälter in einer bevorzugten Ausführungsform.
- 2 zeigt schematisch den Transportbehälter aus 1 in einer anderen Ansicht.
- 3 zeigt schematisch ein Dämpfungsmittel eines erfindungsgemäßen Transportbehälters in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
- 4 zeigt schematisch ein Dämpfungsmittel eines erfindungsgemäßen Transportbehälters in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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In 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Transportbehälter 100 in einer bevorzugten Ausführungsform in einer seitlichen Ansicht dargestellt. Der Transportbehälter 100 weist einen Transportrahmen 120 auf, in dem ein Behälter 130 angeordnet ist. Bei dem Behälter 130 kann es sich, wie schon erwähnt, um einen Außenbehälter handeln, in dem ein thermischer Schild und ein Innenbehälter aufgenommen sind.
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Die konkrete Ausgestaltung im Inneren des Behälters 130 ist für die vorliegende Erfindung jedoch nicht relevant, sodass hierauf nicht weiter eingegangen werden soll. Ebenso können an dem Behälter 130 verschiedene Öffnungen und/oder Anschlüsse und dergleichen vorhanden sein, die vorliegend nicht näher bezeichnet sind und auch nicht für die vorliegende Erfindung relevant sind.
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Der Transportrahmen 120 kann, wie vorliegend auch beispielhaft gezeigt, zwei oder mehr getrennte Teile umfassen, die separat jeweils mit dem Behälter 130 verbunden sind. Im gezeigten Beispiel sind an beiden Enden in Längsrichtung (vgl. Bezugszeichen L) des Behälters 130 Streben 122 vorgesehen, die mit dem Behälter 130 verbunden sind. Ebenso sind Streben 122 auf der Bodenseite vorgesehen. An den Ecken des Transportrahmens 120 sind zudem bei ISO-Containern übliche Eckbeschläge 121 vorgesehen, um sog. Twistlocks anbringen zu können.
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Insbesondere entspricht der Transportbehälter 100 durch den Transportrahmen 120 in seinen äußeren Abmessungen - die Länge ist hier mit L bezeichnet - und seiner funktionalen Ausbildung einer Größenklasse eines ISO-Containers gemäß ISO 668. Zweckmäßig ist die Größenklasse eines 40-Fuß-Containers.
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Weiterhin sind Dämpfungsmittel 170 vorgesehen, mittels welcher der Behälter 130 an bzw. in dem Transportrahmen 120 gedämpft gelagert ist. Diese Dämpfungsmittel 170 sind hier beispielhaft an einigen, in der 1 sichtbaren Verbindungen zwischen dem Behälter 130 und dem Transportrahmen 120 vorgesehen. Je nach Bedarf können diese Dämpfungsmittel insbesondere integral in Verbindungen integriert werden. Beispielhaft ist eine solche Verbindung mit 140 bezeichnet. Wie bereits erwähnt, ist es bevorzugt, zumindest bei lasttragenden Verbindungen solche Dämpfungsmittel vorzusehen.
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Bei nicht lasttragenden Verbindungen ist es insofern auch zweckmäßig, flexible Verbindungen vorzusehen, um einen Bruch - aufgrund hoher Kräfte über die lasttragenden Verbindungen - zu vermeiden.
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In 2 ist der Transportbehälter 100 aus 1 schematisch und nur zum Teil in einer anderen, perspektivischen Ansicht dargestellt. Auch hier sind an verschiedenen Verbindungen Dämpfungsmittel 170 vorgesehen.
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In 3 ist schematisch ein Dämpfungsmittel 170 dargestellt, wie es bei einem erfindungsgemäßen Transportbehälters in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann.
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Beispielhaft ist das Dämpfungsmittel 170 als Gummipuffer ausgebildet. Insbesondere ist hier in einem Gummikörper 171 beidseitig ein Metallkörper mit Gewinde 172 eingebracht (in der Figur nur auf einer Seite zu sehen).
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In 4 ist schematisch ein Dämpfungsmittel 170' dargestellt, wie es bei einem erfindungsgemäßen Transportbehälters in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verwendet werden kann.
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Hierbei sind zwei Platten 174 vorgesehen, die beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Zwischen diesen Platten 174 sind Gummielemente oder Gummischichten 173 vorgesehen, zwischen diesen Gummischichten wiederum eine Platte 175, die beispielsweise aus C-Stahl bestehet. Entlang der Achse 176 kann ggf. auch eine Schraube oder dergleichen zur Sicherung vorgesehen sein. Die Platten 174 können dann an dem Behälter befestigt werden, die Platte 175 hingegen an dem Transportrahmen.
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Es versteht sich jedoch, dass auch andere Arten von Dämpfungsmittel zum Einsatz kommen können, beispielsweise hydraulische Dämpfungselemente und/oder elastische Vollmaterialen wie Gummi.
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Die Dämpfungsmittel können zudem hinsichtlich ihrer Dämpfungswirkung der gezielt gewählt werden, beispielsweise durch entsprechende Wahl einer Materialzusammensetzung, insbesondere einer Gummimischung, und dergleichen. Die Dämpfungswirkung kann auch für unterschiedliche Verbindungen unterschiedlich gewählt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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