DE1551604A1 - Tank zur Lagerung und/oder zum Transport von Fluessiggas - Google Patents

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EDUARD LORENZ . BERNHARD SEIDLER · MARGRIT SEIDLER

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^Ta9 25. August 1967

John Joseph McMuIlen, Montclaiiy N.J. / USA

Tank zur Lagerung und/oder zum Transport von Flüssiggas

Die Erfindung "betrifft einen Tank zur Lagerung und/oder zum Transport von Flüssiggas "bei etwa atmosphärischem Druck.

Die "bekannten Tanks zum Transport von Flüssiggas, wie Methan u.dgl. bestehen aus einem Flüssigkeitsbehälter, der aus einer Aluminiumlegierung oder atis einer Nickel-Stahllegierung hergestellt ist. Er ist üblicherweise aus ebenen Platten konstruiert, die von einem die Last tragenden und isolierenden Fundament, beispielsweise aus Floßbaumholz, getragen werden. Zusätzliche Isolierschichten, die ent\<\reder undurchlässig oder mit Aluminium beschichtet sind, verhindern, daß Wärme auf die Außenwände und das Dach, des .Tanks übertragen -wird. ..Sie dienen ferner als Sperre für den Fall, daß in den Tankwänden Lecks auftreten.

Wenn auch die bekannten Tanks angemessene Dienste leisten, so ist doch diese herkömmliche Bauweise nicht frei von Problemen. Der

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Aufbau aus ebenen Platten erfordert es, daß entweder der Isolierraum zwischen den Tankwänden und dem Schiffskörper vollständig mit einer die Last tragenden Isolierung ausgefüllt ist oder daß stattdessen zahlreiche senkrechte und waagerechte Versteifungsglieder mit den Tankwänden verschweißt werden, so daß ein ausreichendes Biegemoment erreicht ist. Infolgedessen ist die Konstruktion eines solchen !Tanks nicht eben einfach und sind viele Arbeitsstunden erforderlich, um die Schweißarbeiten von Hand durchzuführen, wodurch sich sowohl die Kosten als auch die Bauzeit erhöhen.

Darüber hinaus wird bei einer Isolierung, die an der Außenwand des Tanks anliegt, die Inspektion, das Warten und das Röntgen der Tankwände schwieriger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die aufgezeigten Probleme zu lösen, indem ein neuer und verbesserter Tank vermittelt wird, der eine rohrförmige Wandkonstruktion besitzt, die abschnittsweise aus zusammengeschweißten, senkrechten Rohren aufgebaut ist, die durch die Schweißnähte selbst zu verschiedenen, miteinander verschweißten Konstruktionen verbunden sind. Obwohl zahlreiche und lange Schweißnähte an jedem Wandabschnitt erforderlich sind, lassen sich die Bau- und Montagezeit durch Verwendung vorgefertigter Teile und durch Anwendung der bekannten automatischen Schweißverf ahren auf ein Minimum herabsetzen. Die Wandabschnitte werden dann dorthin transportiert, wo der Tank zusammengesetzt werden soll. Dort werden die Teile zu einem einzigen, aus einem Stück bestehenden Tank zusammengeschweißt.

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Durch, die Erfindung ist somit der Torteil vermittelt, daß eine neue und Terbesserte rohrförmige Wandkonstruktion für Tanks vermittelt ist, die weniger aufwendig ist und eine schnelle Montage erlaubt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine derartige Wandkonstruktion für einen Sank zu vermitteln, der ein verbessertes Widerstandsmoment'eigen ist, so daß weniger Stütz- und Versteifungs-Glieder erforierlich sind, wie beispielsweise■ Knotenblech. ■

Die Erfindung iv>", in der £tac-i&&eLeryIen Beschreibung anhand der ZeiCiii-itmg in .■ ^rsGiilsusnei, ii Kiüiiruiigsformen beispielhaft, erläutert. Et. zeigen:

Λ einen senkrechten Schnitt durch ein Schiff mit einem erfindungsgemäßen Tank;

S¹Ig. 2 eiiieii ■■..viS-ser^ch-Gen Schnitt entlang der Linie - '2.-2 --.ep Fig. Ί j

5 einen senkrechten Schnitt entlang der Linie 3 ~ 3 in Fig. 1 , "Liobei teil v/eise die Wandkonstruktion für den Boden und der Boden des mitschiffs verlaufenden Längs-Schotts dargsstellt sind;

. 4 einen senkrechten Schnitt durch einen der Kastenträger entlang der Tankoberkante.

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bis 10 Schnitte verschiedener Ausführungsformen erfindungsgemäßer Wandkonstruktionen, wobei in allen Fällen die .ganzen Wände mit einer doppelten Sperre versehen sind und

Fig. 11 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Wandkonstruktion, wobei Seile der Wand nue? eine einzige Sperre bilden.

Ein Frachtschiff 10 für Flüseiggas mit einer Außenhaut 12 und einem inneren Schiffskörper 14 umschließt einen Tank 16 zur Lagerung der Fracht. Zum Schutz des inneren Schiffskörpers 14, der aus ungehärtetem Kohlenstoffstahl hergestellt ist, vor den niedrigen Temperaturen, die vom Tank 16 ausgehen, ßind die Innenwände des Schiffskörpers 14 vollständig mit einer Isolierung 18 ausgekleidet, die aus Floßbaumholz bestehen kann. Der Tank ist im Schiff durch geeignete Mittel, wie beispielsweise durch Lager aus tragfähigen Isolierstoffen oder durch mehrere, im Abstand zueinander angeordnete Stützen 19 und Keile 20, ge-· halten, welche die thermisch bedingte Ausdehnung und Schrumpfung zulassen, während sie die richtige Ausrichtung des Tanks 16 zum Schiff aufrechterhält. Bei Verwendung von Stützen und Keilen zur Halterung des Tanks kann es wünschenswert sein, ein System senkrechter Verbundringe vorzusehen, die quer durch den Tank verlaufen, um so die Traglast auf die Tankwandungen zu verteilen.

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Erfindungsgemäß besteht die Wandkonstruktion des Tanks aus mehreren, nahtlosen Rohren, die mit ihren Achsen parallel zu irgendeiner Wand nebeneinander angeordnet und in der weiter unten zu beschreibenden Art miteinander verschweißt sind. Der Querschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen rohrförmigen Konstruktion ist in Fig. 5" dargestellt. Mehrere nebeneinander liegende Rohre sind durch jeweils zwei dem Rohr entlang verlaufende Schweißnähte miteinander verbunden, wobei - die Schweißnähte jeweils dort angebracht sind, wo die Rohrprofile am nächsten beieinanderliegen. Jede Schweißnaht verspannt Teile zweier benachbarter Rohre. Bei dem in bekannter Weise erfolgenden Zusammenschweißen der Rohre werden mehrere Rohre nebeneinander auf gestellartige Träger gelegt und unter Anwendung des Einfach- oder Mehrfach-Schweißraupenverfahrens ungefähr an denjenigen Stellen miteinander verschweißt, die aus Fig. 5 ersichtlich sind.

Die miteinander verbundenen Rohre bilden dann ein einziges Stück und einen festen Verbund. Der Schweißvorgang wird wiederholt, um eine Hehrzahl von ähnlichen Schweißnähten auf der anderen Seite der mehreren Rohre anzubringen. Ss können bei der beschriebenen Herstellungsart die· herkömmlichen Schweißverfahren zur Anwendung gelangen, wie sie als Metallschubzgasschweißen oder Unterpulver-Lichtbogenschweißen bekannt sind.

Die Achsen der Rohre 22 der senkrechten Wände des Tanks stehen senkrecht, während die Rohre der Decken- und Bodenkonstruktion des Tanks querschiffs angeordnet sind. Länge, Durchmesser und Dicke jedes Rohrs können beliebige Werte haben.

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Für große Tanks werden beispielsweise Rohre von 91j44 cm Durchmesser bevorzugt. In kleineren Tanks können selbstverständlich kleinere Rohre Verwendung finden.

Entlang allen senkrechten und waagerechten Kanten sind hohle Kastenträger 24 vorgesehen, um eine Abstützung und Lastverteilung von einer Wand zu den benachbarten Wänden herbeizuführen. Wie am besten aus Fig. 4 ersichtlich, besteht Jeder Kastenträger aus zwei Blechen 26,28, die im rechten Winkel zueinander angeordnet sind und die Innenkante des Kastenträgers fe bilden. Ein drittes Rundblech besitzt zwei Schenkel, die jeweils mit einem der beiden Bleche 26,28 verschweißt sind, um das Kastenprofil zu vervollständigen. Alle Schweißnähte sind flüssigkeitsdicht. Der Kastenträger 24 ist senkrecht an geeigneten Stellen durch zwei Winkelstücke 32,34 versteift, deren äußeren Enden jeweils mit den Blechen 26,28 und dem Rundblech verschweißt sind und deren sich überlappende Teile mit Bolzen 36 o.dgl. mechanisch miteinander verbunden sind. Die Winkelstücke 32,3^ bilden eine Öffnung, die an oeder beliebigen Stelle innerhalb des Kastenträgers 24 ein Hineingreifen mit der Hand gestattet;.

Die Rohre 22 sind mit den Blechen 26, 28 verschweißt, und zwar vorzugsweise an deren äußeren Enden. Die Bleche 26,28 sind mit mehreren öffnungen 40 versehen, von welche jede mit dem Inneren eines der Rohre 22 in Verbindung steht. Auf diese Weise wirkt der Kastenträger 24 als Sammelrohr für den Eintritt und den Austritt in bzw. aus dem Inneren der Rohre 22, so daß deren Innenraum inert gemacht, gereinigt oder in anderer Weise behandelt v/erden kann, wie es bei derartigen "Tanks zum Abkühlen

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und Erwärmen üblich, ist.

Darüber hinaus können, wenn die Tankwände auf Bisse untersucht werden, die-herkömmlichen und bekannten Ultraschall- und Köntgenprüfungen des Innenraumes durchgeführt werden, indem •die Energiequelle durch die öffnungen 40 in das Innere jeden Bohreθ 22 eingeführt wird.

Die rö^rföraige Wandkonstruktion des Tanks 16 "besitzt von Hause aus die gesamte erforderli&e senkrechte Versteifung.des Tanks. Darüber hinaus bringt diese Konstruktion ein gutes 'Widerstandsmoment mit sich, so daß die zahlreichen, üblicherweise erforderlichen, Waagerechten Hilfsversteifungen entfallen können. " Venn dennoch eine ausätzliche, waagerechte Versteifung erwünmcht ist, können U-Profile 42 an der Außenseite der Tankwand angeschweißt werden, wie in Fig. 1 dargestellt.

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Vie aus Fig* 2 ersichtlich ist, brauchen die U-Profile 42 nicht fortlaufend zu sein· Sie können vielmehr, wie in der Zeichnung dargestellt, jeweils an den Ecken des Tanks enden. Sin Spannbolzen oder ein Spannseil 44, mit einem oder "beiden Enden an den zu veibLndenden U-Profilen 42 befestigt, kann vorgesehen sein, um die Enden der U-Profile zusammenzuziehen oder zusammenzudrücken. Die seitliche Ausdehnung eines jeden U-Profils 42 kann beliebig sein. Jedoch soll der äußere Rand der U-Profile ( verzugsweise nicht mit der Isolierung 18 in Berührung kommen.

Wie in ?ig. Λ dargestellt, sind die U-Profile in drei senkrecht untereinander liegenden 'Ebenen an den Außenwänden des Tanks 16 befestigt. Entsprechend der jeweiligen Größe und Ausgestaltung

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des Tanks können zusätzlich oder anstelle der außen am Tank befestigten U-Profile auch an den Innenseiten der rohrförmigen Wände 22 U-Profile angeschweißt sein.

Der Tank 16 weist ferner ein mitschiffs verlaufendes Schott 46 auf, das ebenfalls wie die Wände 22 rohrförmig ausgebildet ist. Das Schott 46 dient zur Unterteilung des Tanks in zwei längs verlaufend^ Abteilungen. Zusätzlich können quer verlaufende, flüssigkeitsdichte Schotte oder Schlingerschotte angebracht werden - beide nicht dargestellt - , um den Tank weiter zu unterteilen und unkontrolliertes Schwappen der flüssigen Ladung zu verhindern. Um die Kräfte, die von der Ladung ausgehen, weiter zu verteilen, ist eine langgestreckte, ebene Platte 48 entlang der Tankmittä-linie zwischen dem Boden des Schotts 46 und den oberen Enden der Rohre 22 im Tankboden' angeordnet. Die Platte 48 erstreckt sich vom vorderen Kastenträger des Tanks 16 bis zum hinteren Kastenträger und besitzt eine ebene Oberfläche, auf welcher das Schott 46 befestigt ist. Jedes zweite Rohr des Schotts 46 ist mit zwei Eckblechen 50 versehen, die mit der Platte 45 und dem entsprechenden Rohr verschweißt sind, um die Last weiter zu verteilen. Gegebenenfalls können auch alle Rohre des Schotts 46 mit derartigen Eckblechen versehen werden. Eine gleiche Platte 48 und die gleichen Verbindungselemente sind für das obere Ende des Schotts 46 und die Deckfläche des Tanks vorgesehen. Zusätzlich können, wenn notwendig oder wünschenswert, U-Profile mit dem Schott 46 verschweißt werden.

Der Tank 46 ist mit einer üblichen, mitschiffs verlaufenden Verbindungskammer p2 ausgerüstet, in der verschiedene Rohre

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und Armaturen zum Kühlen und Erwärmen, zum Laden und Entladen des Tanks 16 untergebracht sind.

Die I¹Ig. 6 "bis 10 zeigen verschiedene Ausführungsformen der rohrförmigen Wandkonstruktion des Tanks. Sie können in der oben beschriebenen Weise hergestellt werden. In Fig..6 sind die Rohre 22 im Abstand zueinander angeordnet, wobei ebene Platten. 60 parallel zur Ebene der entsprechenden Wand an den Außenflächen der Rohre 22 angeschweißt sind.

In Fig. 7 sind zwei sich längs erstreckende Verbindungsstücke 62 innen und außen im Abstand zueinander angeordnet, deren jeweilige Enden mit den anliegenden Rohren 22 verschweißt sind, und zwar an Stellen, die zwischen den an den Außenseiten der Rohre anliegenden Tangentialebenen und der die Rohrachsen einschließenden Ebene liegen.

In Fig. 8 ist das Verbindungsglied 64 als I-Träger ausgebildet, besteht also aus einem Verbindungssteg 66 und zwei Flanschen 68, deren Kanten mit dem jeweils anliegenden Rohr 22 verschweißt sind.

In Fig. 9 sind die Rohre 22 durch längliche, hohle, kastenförmige Glieder 70 im Abstand zueinander gehalten, deren Seitenflächen konkav ausgebildet sind, um die abgerundeten Teile der gegenüberliegenden Rohre 22 aufzunehmen. Die Kanten des Gliedes 70 sind in der beschriebenen Weise mit dem benachbarten Rohr 22 verschweißt.

In Fig. 10 sind die Rohre 22 durch eine einzige Schweißnaht an den benachbarten Außenflächen verbunden und um 90° zu dieser

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Schweißnaht versetzt an ihren Außenflächen mit einer ebenen Platte 74· verschweißt. Diese Ausführungsform wird für Tanks bevorzugt, bei welchen die Isolierung an der Tankaußenwand angeordnet ist, weil sie zu diesem Zweck eine ebene und verhältnismäßig glatte Oberfläche bildet.

In allen beschriebenen Ausführungsformen rkann ein zusammenhängender Weg von dem Teil der Wand, der mit der Flüssigkeit in Berührung steht,bis zum äußersten Ende der Wand verfolgt werden. Trotzdem ist die Möglichkeit, daß sich auf diesem Weg ein Riß ausbreitet, äußerst gering, da ein Biß sich in einem Rohr radial und nicht tangential in Umfangsrichtung des Rohres auszudehnen pflegt. Da ein Riß auch stets den kürzest möglichen Weg sucht, wird er sich bei einer Ausbildung nach Fig. 8 auch nicht von einem Flansch 68 zu dem anderen ausbreiten, stattdessen vielmehr höchstwahrscheinlich an dem Flansch enden, an welchem er entstanden ist. Aus diesem Guunde erfüllt die rohrförmige Wandkonstruktion nach der Erfindung alle Sicherheitsvoraussetzungen und weist sowohl eine erste als auch eine zweite Sperrwand für die Flüssigkeit auf, wie es in den geltenden Bestimmungen der Küstenwache gefordert wird.

Die Ausführungsform nach Fig. 11 ist für kleine ortsfeste Tanks bestimmt. Sie besteht aus Rohren 22 mit einem kleineren Durchmesser, als sie bei auf Schiffen angeordneten Tanks verwendet v/erden. Die Rohre sind untereinander lediglich durch einen einzigen, länglichen, ebenen Querträger 78 miteinander verbunden, wobei die Querträger symmetrisch zwischen den benachbarten Rohren 22 verschweißt sind. '

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Tank zur Lagerung und/oder zum Transport von Flüssiggas bei etwa atmosphärischem Druck, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Wand des Tanks rohrförmig ausgebildet ist,

   2. Tank nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Wand aus einer Mehrzahl von parallel -zueinander angeordneten Rohren (22) aufgebaut ist, deren Achsen parallel zur Wandebene ausgerichtet sind und die Rohre (22) unter Bildung flüssigkeüBdichter Staukörper miteinander verbunden sind.

   5· Tank nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die

   Verbindung wenigstens teilweise mittels einer an jedes Rohr (22) gelegten Schweißnaht erfolgt, die sich parallel zur Rohrachse erstreckt und an einem Teil der Außenfläche des Rohrs entlang verläuft.

   4. Tank nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß er vier senkrechte Wände jeweils rohrförmiger Konstruktion aufweist und die Rohrachsen senkrecht verlaufen.

   5. Tank nach Anspruch 4- , dadurch gekennzeichnet, daß die Wände des Tanks mit einer Mehrzahl von Versteifungsgliedern (z.B. 60) ausgerüstet sind, die in einer waagerechten Ebene verlaufen und in einer senkrechten Ebene im Abstand zueinander engeordnet sind.

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   6. Tank nach Anspruch. ;? , dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder wenigstens teilweise in einer solchen Höhe an der Außenfläche der rohrförmigen Wandkonstruktion (22) angeordnet sind, daß sie mit den ■Versteifungsgliedern an der Außenfläche einer "benachbarten rohrförmigen Wandkonstruktion fluchten.

   7· Tank nach Anspruch 4· , dadurch gekennzeichnet, daß an den waagerecht verlaufenden Kanten des Tanks (16) Kastenträger (24-) angeordnet sia3,an welchen die entsprechenden Enden der Rohre (22) der rohrförmigen Wandkonstruktion angeschlossen sind und daß die hohlen Kastenträger (24·) mit öffnungen (4-0 ) versehen sind, mittels welcher sie in ein Ausgleiches^ tem für die Rohre der rohrförmigen Wandkonstruktion einbeziehbar sind (Fig. 4-).

   3. Tank nach Anspruch 4- , dadurch gekennzeichnet, daß je zwei benachbarte Rohre (22) mittels nur zweier Schweißnähte miteinander verbunden sind, die derart im Abstand zueinander angeordnet sind, daß sie sowohl gegenüber einer an den Außenseiten einer Rohrreihe angelegten Tangentialebene als auch gegenüber einer durch die Rohrachsen verlaufenden Mittelebene versetzt sind (Fig. 5).

   9· Tank nach Anspruch 4- , dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen benachbarter Rohre (22) in einem in Richtung der Wandebene seitlichen Abstand zueinander angeordnet sind und benachbarte Rohre mittels wenigstens eines Platten-

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   elements (74·) miteinander verbunden sind, das sich von einem Rohr zum andern erstreckt und jeweils mit dem nächstliegenden Rohr verschweißt ist (Fig. 10).

   10. Tank nach Anspruch 9 > dadurch gekennzeichnet, daß

   ein erstes Plattenelement mit der nach innen gerichteten Außenfläche des Rohres (22) und ein abreites Plabtenelement (60) mit der nach außen gerichteten Außenfläche des Rohrs verschweißt ist (Fig. 6).

   11. Tank nach Anspruch 9 » dadurch gekennzeichnet, daß

   zu beiden Seiten einer durch die einander am nächsten liegenden Teile der Außenflächen der Rohre verlaufenden senkrechten Ebene je ein Plattenelement (62) angeordnet ist, deren Kanten mit den Außenflächen benachbarter Rohre (22) verschweißt sind und die jeweils sowohl gegenüber der an die Reihe angelegten Tangentialebene als auch der die Rohrachsen einschließenden Mittelebene versetzt sind (ffig. 7).

   12. Tank nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement I-förmig konstruiert ist, der Yerbindungssteg (66) des I-G-Iiedes senkrecht zur Wandebene verläuft und die Kanten der Flansche (68) paarweise mit dem jeweils benachbarten Rohr (22) verschweißt sind (Fig. 8).

   15. Tank nach Anspruch 9 > dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenelement als hohler Kastenträger (70) ausgebildet ist, dessen den Rohren (22) benachbarten, gegenüberliegenden Außenflächen konkav ausgebildet sind und deren Kanten paarweise mit dem jeweils benachbarten Rohr (22) verschweißt sine (Fig. 9).

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   14. Tank nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Rohre (22) durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind und daß die miteinander verschweißten Rohre, um 90° zur Schweißnaht versetzt, auf wenigstens einer Außenseite zusätzlich über ein Plattenelement (74) miteinander verbunden sind, welches an wenigstens zwei Eohren (22) angeschweißt ist Q?ig. 10).

   15. Tank nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Plabtenelement (74) auf der Außenseite des Tanks (16) angeordnet ist.

   16. Tank nach Anspruch 4 , der auf einem Schiff angeordnet isb, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiff Mibtel (z.B. 19,20) zur Halterung des Tanks (16) innerhalb des Schiffskörpers (14) aufweist und daß die Decke sowie der Boden des Tanks ebenfalls aus einer Rohrkons brukbion (22) besbehen, deren Rohre querschiffs angeordnet sind (I'¹ ig. 1).

   17· Tank nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichneb, daß die Innenwände des Schiffs (14) im Abstand zu den Wänden des Tanks (16) mit einer Isolierung (1G) ausgekleidet sind.

   IS. Tank nach Anspruch 16 , dadurch gekennzeichnet, daß er ein mibschiffs verlaufendes Schott (46) rohrförmiger Konstruktion nebst senkrechten Rohren (22) aufweist (Fig. 1).

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   19- Tank, nach Ατι Spruch 5 > dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsglieder als U-Profile (4-2) ausgebildet sind, deren VerMndungsstege für die Schenkel im wesentlichen waagerecht angeordnet sind (Fig. 1,2)

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