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Behälter zum Transport oder zur Lagerung von verflüssigten Gasen Die
Erfindung bezieht sich auf einen Behälter zum Transport oder zur Lagerung von verflüssigten
Gasen unter einem in der Nähe des Atmosphärendruckes liegenden Druck und bei sehr
niedriger Temperatur, bestehend aus einem halbstarren, allgemein parallelepipedischen
Mantel, der sich auf einer ihn umgebenden starren Einfassung über wärmeisolierende
Zwischenstücke abstützt, wobei die ebenen Wände paarweise an ihren Seitenkanten
jeweils durch einen zu jeder von ihnen tangential liegenden Viertelzylinder und
die jede Ecke des Behälters bildenden drei Wände mit Hilfe eines weiteren Bauteiles
miteinander verbunden sind.
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Bekanntlich werden für den Transport und die Einlagerung von verflüssigten
Gasen, wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen, Stickstoff oder Sauerstoff, Vorratsbehälter
benutzt, welche durch einen Blechmantel von allgemein parallelepipedischer Form
gebildet sind, der kein starres Gerippe besitzt, wobei die Kräfte, welchen der Mantel
ausgesetzt ist und welche insbesondere von dem hydrostatischen Druck und den Trägheitskräften
herrühren, durch eine Anordnung von Zwischenstücken aufgenommen werden, die zwischen
dem Mantel des Behälters und der zur Aufnahme desselben bestimmten starren Abteilung,
beispielsweise dem Laderaum eines Schiffes, angeordnet sind. Diese Zwischenstücke
können beispielsweise durch blockförmige Streben aus einem festen Isoliermaterial
gebildet werden. Diese Streben werden im allgemeinen sowohl zur Abstützung des Bodens
des Behälters an dem Boden des Laderaumes als auch zur Verkeilung der senkrechten
Wände des Behälters an den entsprechenden Wänden des Laderaumes benutzt. Der Raum
zwischen dem Mantel und den Wänden des Laderaumes wird im allgemeinen mit einem
pulverförmigen, schlecht wärmeleitenden Material ausgefüllt, das unter Druck eingespritzt
wird und infolge seiner Wärmeschutzeigenschaft den Behälter thermisch von dem Laderaum
isoliert.
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Ein Nachteil der bekannten Behälter von parallelepipedischer Form
besteht in der Ausführung der Verbindung der drei Wände des Behälters in der die
Ecke bildenden Zone. Diese Wände, welche paarweise durch Viertelzylinder verbunden
sind, sind nämlich in den Ecken durch ein eine Achtelkugel bildenden Bauteil vereinigt.
Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß diese Verbindungsart keine genügende Nachgiebigkeit
besitzt, da die durch das Vorhandensein von Flüssigkeiten mit sehr niedriger Temperatur
erzeugten Zusammenziehungen, die in einer zu einer Wand senkrechten Richtung auftreten,
diese aus ihrer Ebene zu entfernen, also Biegebeanspruchungen zu erzeugen suchen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter zu schaffen,
der diese Nachteile nicht aufweist. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht,
daß das Bauteil aus drei je zu einer der drei Wände tangential liegenden Ringkörperfläche,
deren Umdrehungsachsen senkrecht zu der jeweiligen Wand liegen und deren erzeugender
Kreis den gleichen Halbmesser wie der Viertelzylinder hat, sowie aus mindestens
einem die drei Ringkörperflächen miteinander verbindenden sphärischen Dreieck besteht.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des erfindungsgemäßen Behälters
kennzeichnet sich dadurch, daß die Ringkörperflächen über eine zu ihren drei äußeren
Rändern tangentiale Kugelkalotte und über drei sphärische Dreiecke miteinander verbunden
sind, wobei diese die Kalotte jeweils mit zwei benachbarten Ringkörperflächen verbinden.
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Die erfindungsgemäße Ausbildung der Ecken des Behälters hat den Vorteil,
daß eine unabhängige Verformung einer der drei Wände in bezug auf die beiden anderen
Wände erfolgen kann, ohne daß hierbei in den Verbindungsteilen unzulässige Spannungen
entstehen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung
der Eckverbindungen die Herstellung des Behälters erleichtert
wird,
wobei eine gleichmäßige Verteilung der in den Verbindungsteilen auftretenden Spannungen
und Beanspruchungen gewährleistet ist.
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Der erfindungsgemäße Behälter kann sowohl bei ortsfesten als auch
bei beweglichen Anlagen, insbesondere bei Schiffen, Anwendung finden, die zum Transport
oder zur Einlagerung verflüssigter Gase bestimmt und mit Behältern der erfindungsgemäßen
Bauweise ausgestattet sind.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Behälter nach
der Erfindung und F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer übergangszone der
Wände des Behälters in einer seiner Ecken.
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Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform wird der allgemein
mit 1 bezeichnete Behälter durch einen Blechmantel mit etwa parallelepipedischer
Form gebildet und ist in dem Laderaum 2 eines Schiffes untergebracht, der durch
Kofferdammwände begrenzt wird, wobei der Behälter praktisch das ganze Innenvolumen
des Laderaumes einnimmt. Die senkrechten Wände 3 und 4 des Behälters sind mit den
die Decke 5 und den Boden 6 bildenden waagerechten Wänden durch übergangszonen 7
mit großem Krümmungshalbmesser verbunden, deren Ausbildung weiter unten erläutert
ist.
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Die Decke 5 des Behälters ist selbsttragend und mit einer Versteifung
versehen, die aus Rippen 8 gebildet ist, welche durch innerhalb des Behälters liegende
Traversen 9 gehalten werden. Die Decke ist an dem Schiffsaufbau mittels ihres Domes
10 aufgehängt und stützt sich an diesem Bauteil mit Hilfe von Zwischenstücken
11 ab, die den Druck des Gases aufnehmen, falls dieser in dem Behälter zu groß wird.
Ebenso sind die Seitenwände 3 und 4 mit Versteifungen versehen, die aus waagerechten,
an die Innenwand angeschweißten Winkeleisen 12 bestehen. Der Boden 6 des Gefäßes
wird durch ebene Bleche ohne Versteifungen gebildet.
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Der Raum zwischen dem Boden des Behälters und seinen senkrechten Wänden
einerseits und den entsprechenden Wänden des Laderaumes des Schiffes andererseits
ist mit Zwischenstücken aus einem starren Isolierstoff versehen, der die auf dem
Mantel des Behälters ausgeübten Druckkräfte auf den Laderaum übertragen kann. Diese
Zwischenstücke sind unter dem Boden 6 und links von der Wand 3 sichtbar. Der freie
Raum zwischen dem Behälter und dem Laderaum ist mit einem pulverförmigen Isolierstoff
13 ausgefüllt, der die Aufgabe eines Wärmeschutzes erfüllt.
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In F i g. 2 ist die Verbindung der Wände des Behälters nach der Erfindung
dargestellt. Die drei ebenen Wände 48 a, 48 b, 48 c sind paarweise
durch zu ihnen tangential liegende Viertelzylinder 49 miteinander verbunden. Zur
Herstellung der Verbindungsecke sind drei Abschnitte von Ringkörperflächen
50 a, 50 b, 50 c vorgesehen, welche zu den drei Wänden 48 a, 48 b, 48 c längs
dreier Trennlinien 51 a,
51b, 51c tangential liegen. Der diese Ringkörperflächen
erzeugende Kreis hat einen Halbmesser, der gleich dem der zwei ebene Wände miteinander
verbindenden Viertelzylinder 49 ist. Die Umdrehungsachse des zu einer Wand längs
einer der Linien 51a, 51b, 51c tangential liegenden Ringkörpers ist zu dieser Wand
senkrecht.
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Die an der Bildung der Ecke teilnehmenden Abschnitte jeder Ringkörperfläche
werden durch die inneren Linien 51 a, 51 b, 51 c, die äußeren Ränder
52 a, 52 b, 52 c und die seitlichen Ränder 53-a, 53 b,
53 c sowie
54 a, 54 b, 54 c begrenzt, wobei die letzteren sich an die Viertelzylinder
49 anschließen.
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Der durch die drei Außenränder 52a, 52b, 52c der drei
Ringkörperflächen 50a, 50b und 50c begrenzte Flächenabschnitt bildet ein
sphärisches Dreieck, das der bequemen Herstellung halber mit Hilfe einer zu den
Außenrändern 52 a, 52 b, 52 c der Ringkörperflächen tangential liegenden
Kugelkalotte 55 und mit Hilfe von drei miteinander übereinstimmenden sphärischen
Dreiecken 56 a, 56 b und 56 c hergestellt wird. Die die Ecke bildenden Teile
werden mit Hilfe von Blechteilen hergestellt, die in geeigneter Weise zugeschnitten
und geformt und beispielsweise durch Verschweißen an den Wänden des Behälters oder
aneinander befestigt sind.
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Der Vorteil einer derartigen Ausführungsform einer Ecke besteht in
der Nachgiebigkeit der Ringkörperflächen. Ein in einer zu einer Wand des Behälters
senkrechten Richtung verlaufender Zug bewirkt nämlich eine Änderung der Krümmung
des Ringkörpers, ohne daß hierdurch die betreffende Wand aus ihrer Ebene entfernt
wird.