DE1125961B - Einrichtung zur Lagerung tiefsiedender verfluessigter Gase - Google Patents

Einrichtung zur Lagerung tiefsiedender verfluessigter Gase

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DE1125961B
DE1125961B DET15231A DET0015231A DE1125961B DE 1125961 B DE1125961 B DE 1125961B DE T15231 A DET15231 A DE T15231A DE T0015231 A DET0015231 A DE T0015231A DE 1125961 B DE1125961 B DE 1125961B
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Description

INTEKNAT. KL. F 25 j
DEUTSCHES
PATENTAMT
T 15231 Ia/17g
ANMELDETAG: 5. JUNI 1958
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 22. MÄRZ 1962
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Lagerung tief siedender verflüssigter Gase mit einem dehnbaren inneren Behälter aus wärmeleitendem Material, einem diesen umgebenden festen äußeren Behälter und einer zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter angeordneten festen Isolierschicht.
Das Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung einer Einrichtung zum wirksamen und sicheren Transport oder zur ortsgebundenen Lagerung verflüssigter Natur-und Erdölgase, wie Methan, Äthan, Propan und Butan oder Gemischen einiger oder aller dieser Gase. Die Erfindung läßt sich für jede Art Gas verwenden, das zwecks Verflüssigung und Lagerung in flüssiger Form gekühlt und auf niedriger Temperatur gehalten werden muß.
Zwecks Verflüssigung des Gases muß seine Temperatur auf den dem vorgegebenen Druck entsprechenden Siedepunkt herabgesetzt werden, der beispielsweise für unter Atmosphärendruck stehendes Methan bei — 161,4° C liegt. Diese Temperatur muß auch bei der Lagerung des verflüssigten Gases aufrechterhalten werden.
Lagerbehälter für kalte Flüssigkeiten müssen aus dem gewollten Zweck angepaßten Materialien hergestellt werden und bestehen für gewöhnlich aus einem geeigneten Metall, in der Regel einer Aluminium- oder Nickelstahllegierung. Wie die meisten anderen für die Behälterherstellung geeigneten Materialien schrumpfen diese Metalle bei starker Unterkühlung erheblich. Da die Natur- und Erdölgase niedrige Siedepunkte aufweisen, schrumpfen die Lager- und Transportbehälter für diese Gase beträchtlich. Dabei tritt das Problem auf, daß sich die Behälter von der sie umgebenden, für die Erhaltung des flüssigen Aggregatzustands des Gases erforderliehen festen Isolierung ablösen. Wenn andererseits eine zusätzliche feste Isolierung erst dann aufgebracht wird, wenn sich der Behälter infolge der in seinem Innern herrschenden Temperatur des verflüssigten Gases zusammengezogen hat, muß diese beim Ablassen des Gases entfernt werden, damit sich der Behälter wieder auf seine normale Größe bei Raumtemperatur ausdehnen kann. Dies ist offensichtlich umständlich und unpraktisch.
Darüber hinaus müßten diese Behälter stärker gebaut sein, da sie infolge des Schrumpfens ihrer mechanischen Versteifung durch die umgebende Isolierung und deren Halterung beraubt sind. Hierdurch würden sich nicht nur die Behälterherstellungskosten, sondern auch die Transportkosten für das verflüssigte Gas infolge des größeren Behälterkonstruktionsgewichts erhöhen.
Einrichtung zur Lagerung tiefsiedender
verflüssigter Gase
Anmelder:
Texas Gas Transmission Corporation,
Owensboro, Ky. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. phil. G. Henkel, Patentanwalt,
Berlin-Grunewald, Auguste-Viktoria-Str. 63
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 10. Juli 1957 (Nr. 670 972)
Herbert Lee Stowers, Owensboro, Ky. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden
Bei Verwendung eines von der ihn umgebenden festen Isolierung weg schrumpfenden Behälters als Transportmittel tritt auch noch der weitere Nachteil auf, daß er sich innerhalb des Schiffes oder auf dem sonstigen Fahrzeug verlagern kann, wodurch sowohl der Behälter als auch das Fahrzeug beschädigt oder zerstört werden können und ein Ladungsverlust auftreten kann.
Es wurde bereits versucht, diese Schwierigkeiten dadurch zu beseitigen, daß ein Lagertank mit einem inneren aus einer dünnen, flexiblen Membran aus kaltbildsamem Metall bestehenden Behälter, einem diesen umgebenden druckbeständigen Außenmantel aus kohlenstoffhaltigem Stahl und einer zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter angeordneten Isolierschicht, beispielsweise aus Kork, versehen wurde, so daß der Innenbehälter durch Ausbiegen stets in Kontakt mit der Isolierschicht bleibt und von dieser gestützt wird. Zu diesem Zweck muß der Druck in Abhängigkeit von den Temperaturdifferenzen groß genug sein, um die erforderliche Dehnung des Innenbehälters hervorbringen zu können. Die bekannte Anordnung kann daher nur in einem begrenzten Bereich von möglichen Größen und Formen verwendet werden, in dem die vorgenannte Beziehung zwischen Innendruck und Duktilität des Innenbehälter gewährleistet ist, und ist auf sphärische, kugelähnliche und zylindrische Formen beschränkt.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist demgegenüber den Vorteil auf, daß sie auf alle Größen
209 520/100
und Formen anwendbar ist und insbesondere auch sich als unzweckmäßig erwiesen, die Flüssigkeitsbei in Schiffsräumen eingebauten Behältern ange- isolierung sich noch anderswo als in dem den Innenwandt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß behälter umgebenden Raum und vielleicht noch in zwischen dem inneren Behälter und der Isolierschicht der ersten oder zweiten festen Isolierschicht verein Zwischenraum besteht, in den beim Füllen des 5 festigen zu lassen.
inneren Behälters mit verflüssigtem Gas, gleichzeitig Der Behälter 11 ist etwas kleiner als der freie und gleichmäßig mit dem Flüssigkeitsspiegel im Raum innerhalb der Membran 13, weil er so darinneren Behälter ansteigend, eine Flüssigkeit mit gestellt ist, wie er sich infolge der Temperatureinem nicht oder nicht wesentlich unter dem Siede- erniedrigung auf einen dem Siedepunkt des zu transpunkt des verflüssigten Gases liegenden Gefrierpunkt io portierenden oder zu lagernden verflüssigten Gases eingebracht wird. entsprechenden Wert zusammengezogen hat. Der Be-
Der in den Behälterumgebungsraum eingeführte hälter 11 kann glatte oder gewellte Seitenwände aufnormalerweise flüssige Stoff kann ein verflüssigtes weisen. Ein die Seitenwände und den Oberteil des Gas oder ein Gasgemisch mit einem Gefrierpunkt, Behälters 11 von der Membran 13 trennender der nicht unter dem Siedepunkt des verflüssigten 15 Zwischenraum 14 ist mit der Außenluft über mit ab-Gases im Behälter Hegt, oder eine Flüssigkeit, wie nehmbaren Verschlüssen 15' und 16' versehene Leiz. B. Öl sein, die bei Temperaturen in der Nähe des tungen 15 und 16 verbunden, die jeweils zum Füllen Siedepunktes des verflüssigten Gases eine sehr hohe und/oder Entlüften des Zwischenraumes gebraucht Viskosität aufweist. Die umgebende Schicht bildet in werden. Zu dem gleichen Zweck ist der Behälter 11 jedem Fall, gleichgültig, ob sie erstarrt oder hoch 20 über mit abnehmbaren Verschlüssen 17' und 18' verviskos ist, eine wirksame Behälterisolierung, welche sehene Füll- und Ablaßleitüngen 17 und 18 mit der die gewöhnliche feste Isolierung nicht nur in dieser Außenluft verbunden. Eine mit einem abnehmbaren Beziehung, sondern auch mechanisch ersetzt. Verschluß 19' versehene Leitung 19 steht mit dem die
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des feste Isolierschicht 12 aufnehmenden Raum in VerGegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt 25 bindung.
Fig. 1 eine Teilaufsicht auf ein Fahrzeug, beispiels- Erfindungsgemäß wird das zu transportierende
weise ein Schiff, zum Transport verflüssigter Gase, oder zu lagernde verflüssigte Gas, beispielsweise
bei der die feste Isolierung und die äußere Umhüllung Methan, über eine oder beide Leitungen 17, 18 in
oberseitig entfernt worden sind, und den Behälter 11 eingefüllt. Da der Siedepunkt von
Fig. 2 einen lotrechten Querschnitt durch das in 30 Methan bei Atmosphärendruck bei — 161,4° C liegt,
Fig. 1 dargestellte Fahrzeug. empfiehlt sich die Verwendung von η-Butan mit
Mit 10 ist der Schiffsrumpf bezeichnet. Innerhalb einem Gefrierpunkt von — 138,3° C als normalerdes Rumpfes 10 ist ein innerer Behälter 11 beispiels- weise flüssiges, in den Raum 14 einzufüllendes Mateweise aus nichtrostendem Stahl angeordnet, der von rial. In gleicher Weise können aber auch bei —129,40C einer verhältnismäßig schweren, festen Isolierschicht 35 erstarrendes n-Pentan oder bei — 159,4° C erstarren-12 aus beispielsweise Schaumglas, Balsaholz oder des Isopentan oder bestimmte andere Flüssigkeiten, Schlackenwolle völlig umschlossen ist. Aus noch zu wie z.B. das bei — 157,2° C erstarrende Trifluorerklärenden Gründen sollte die feste Isolierung für chloräthylen oder das bei — 138,8° C erstarrende die Flüssigkeits- oder Eisisolierung, mit der sie in Äthylchlorid, verwendet werden. Auch können Mi-Berührung kommen könnte, undurchlässig sein. Ge- 40 schungen dieser gasförmigen Kohlenwasserstoffe oder wünschtenfalls kann daher zur Trennung der festen Stoffe, wie Öle, benutzt werden, deren Verfestigungsund der flüssigen Isolierung eine Membran 13 vor- temperatur unter dem Siedepunkt der zu lagernden gesehen sein, die je nach der Temperatur oder ihrer Flüssigkeit liegt, die jedoch bei dieser Temperatur Beanspruchung aus verschiedenartigem Material be- bereits äußerst zähflüssig sind,
steht. Falls die Membran in der Nähe eines Behälters 45 Der für die in den Raum 14 einzufüllende Haltemit verflüssigtem Methan, wo sie Temperaturen bis schicht ausgewählte Stoff wird in solchem Maße über zu — 157° C ausgesetzt ist, liegt, kann sie aus eine oder beide Leitungen 15, 16 eingefüllt, daß der weichem, trockenem Holz, beispielsweise Balsaholz Flüssigkeitsspiegel innerhalb und außerhalb des Be- oder Weißtanne, bestehen, wobei solche Holzbretter hälters 11 immer gleich hoch ist. Wenn der Behälter durch Spezialbindungen, z.B. mittels Nut und Falz, 50 11 Methan enthält und Butan, n-Pentan, Isopentan zusammengehalten und erforderlichenfalls mit die oder irgendeine andere Flüssigkeit mit einem über Stoßstelien überlappenden und abdeckenden Streifen dem Siedepunkt von Methan liegenden Gefrierpunkt aus Aluminiumfolie abgedichtet werden können. in den Raum 14 gefüllt wird, erstarrt die Flüssigkeit Außerdem sind Mittel vorgesehen, um die flüssige im Raum 14, sobald sie mit den unter dem behälter-Isoliermasse entweder als Gas oder Flüssigkeit aus 55 inneren Hüssigkeitsspiegel liegenden Behälterwandverschiedenen Teilen der festen Isolierkammer ab- teilen in Berührung kommt. Beim Erstarren bietet zuziehen. der im Raum 14 befindliche Stoff den Wänden des
Die äußeren, in der Nähe des Schiffsrumpfes be- Behälters 11 einen festen Halt und überträgt dabei
findlichen Isolierschichten werden unabhängig von deren Beanspruchung auf die Membran 13 und die
der Temperatur der zu lagernden Flüssigkeit in 60 feste Isolierung 12. Auch bildet er eine zusätzliche
üblicher Weise miteinander verbunden, wobei aus Isolierung und trägt dadurch dazu bei, das gelagerte
herkömmlichem Material bestehende Membranen Gas im flüssigen Zustand zu halten,
innerhalb der verschiedenen Isolierschichten in Ab- ■ Die Flüssigkeit im Raum 14 muß so beschaffen
ständen so weit nach innen bis dort hinein verwendet sein, daß sie eine normale Ausdehnung des Behälters
werden können, wo die Temperatur nicht unter etwa 65 11 beim Abfüllen seines auf niedriger Temperatur
— 45° C liegt. Bei tieferen Temperaturen werden stehenden Flüssigkeitsinhaltes ermöglicht. Das zur
lose Blöcke oder Stücke aus Isoliermaterial mit oder Füllung des Raumes 14 benutzte verflüssigte Gas
ohne umgebende Isolierflüssigkeit verwendet. Es hat oder Gasgemisch sollte daher einen Gefrierpunkt auf-
weisen, der nicht viel höher als der Siedepunkt des im Behälter 11 zu lagernden Stoffes liegt, damit die gefrorene Schicht im Raum 14 beim Abfüllen des gelagerten Stoffes aus dem Behälter 11 schnell schmilzt und der Behälter sich ausdehnen kann. Im Fall einer zähflüssigen Flüssigkeit sinkt die Zähflüssigkeit mit steigender Temperatur und gestattet dadurch ein normales Ausdehnen des Behälters.
Bei der Füllung wird der Behälter 11 zwecks allmählicher Abkühlung auf die Betriebstemperatur zunächst mit kaltem Gas durchspült oder die zu lagernde Flüssigkeit zunächst langsam auf die Behälterinnenwandung aufgesprüht. Hierdurch zieht sich der Behälter zusammen und schafft um seine Seiten und sein Oberteil herum den erwähnten freien Raum. Jetzt wird die flüssige Ladung in den Behälter 11 und gleichzeitig der als Isolierung gewählte, normalerweise flüssige Stoff mit solcher Geschwindigkeit in den Raum 14 gepumpt, daß die Flüssigkeitsspiegel im Innern des Behälters 11 und im Raum 14 im gleichen Maße ansteigen, wodurch der Druck auf beide Seiten der Innenbehälterwände immer praktisch konstant bleibt. Nunmehr gefriert die flüssige Isolierung bald oder verdickt und verfestigt sich. Dadurch bietet sie den Wänden des Behälters 11 einen festen Halt und verhindert zugleich ein Verlagern des Behälters innerhalb des Transportschiffes oder -fahrzeugs. Auf diese Weise kann der Behälter leichter und billiger als bisher gebaut werden.

Claims (1)

30 PATENTANSPRÜCHE:
1. Einrichtung zur Lagerung tief siedender verflüssigter Gase mit einem dehnbaren inneren Behälter aus wärmeleitendem Material, einem diesen umgebenden festen äußeren Behälter und einer zwischen dem inneren und dem äußeren Behälter angeordneten festen Isolierschicht, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen dem inneren Behälter (11) und der Isolierschicht (12) ein Zwischenraum (14) besteht, in den beim Füllen des inneren Behälters (11) mit verflüssigtem Gas, gleichzeitig und gleichmäßig mit dem Flüssigkeitsspiegel im inneren Behälter (11) ansteigend, eine Flüssigkeit mit einem nicht oder nicht wesentlich unter dem Siedepunkt des verflüssigten Gases liegenden Gefrierpunkt eingebracht wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Butan, Pentan, Isopentan oder ein Gemisch derselben einschließlich Trifluorchloräthylen und Äthylchlorid vorgesehen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit ein öl dient, das bei Temperaturen in der Nähe des Siedepunktes des im Behälter enthaltenen verflüssigten Gases eine hohe Viskosität aufweist.
4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssigkeitsundurchlässige Membran (13) an der Innenfläche der Isolierschicht (12) angeordnet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 189 832, 324 261;
britische Patentschrift Nr. 376 822;
USA.-Patentschriften Nr. 2 148 109, 2 293 263,
393 964, 2 507 778.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
1 209 520/100 3.62
DET15231A 1957-07-10 1958-06-05 Einrichtung zur Lagerung tiefsiedender verfluessigter Gase Pending DE1125961B (de)

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