DE1945608A1 - Verfahren zum Transport von Gasen - Google Patents

Description

Hermann Papst

77^2"'St.Georgen, Schwarzwald 9. 9. 1969

Verfahren zum !Transport von Gasen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Transport von Gasen, z.B. von Erdgas, von einem Ausgangsort, an dem das Nutzgas zur Verfügung steht, zu einem Bedarfsort.

Für die Nutzbarmachung von Erdgas besteht die erhebliche Schwierigkeit, da3 der Transport von den Anfallstellen des Erdgases zu den industriellen Bedarfsstellen im allgemeinen sehr hohe Investitionen an Rohrleitungen und Pumpstationen bedingt, welche zudem oft nur für wenige Jahre verwendet werden können, weil viele Erdgasquellen relativ schnell erschöpft sind.

Es ist zwar· auch bekannt, das Erdgas durch Tiefkühlen zu verflüssigen und mittels Tiefkühltankern zu den Bedarfsstellen bzw. zentralen Rohrleitungsanschlüssen in den Häfen zu transportieren. Abgesehen davon, daß auch für diese Transportart noch erhebliche Rohrleitungen über Land zu den'Häfen und von den Häfen notwendig sind, ist die Gasverflüssigung und der Flüssiggastransport jedoch teuer und da2u noch gefährlich.

Wegen dieser Schwierigkeiten lohnt es sich auch nicht, mittlere und kleinere Erdgasvorkommen an weitab von den Bedarfsstellen

gelegenen Orten zu nutzen, so daß das mit der Erdölgewinnung anfallende Erdgas nutzlos abgefackelt wird, obwohl es mit seinem hohen Anteil an gasförmigen Alkanen nicht nur als Brennstoff, sondern z.B. auch für die Kunststofferzeugung einen erheblichen Wert darstellt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Transport von Gasen« insbesondere von Erdgasen ode.r aber auch von

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reinem Methangas oder Helium, zu schaffen, bei dem diese ' . Nachteile des Bekannten vermieden werden und mit dem derartige Gase also auf wirtschaftlichere und ungefährliche Weise auch von örtlich weit entfernten Stellen zu dem industriellen Bedarf sort transportiert werden können.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daä das Nutzgas in großraum!gen Hohlkörpern auf dem Luftweg befördert-wird, welche auf dem Transportweg zum Bedarfsort vom Auftrieb des Nutzgases getragen werden und bei der Abgabe des Nutzgases am Bedarfsort mit einem anderen Auftriebsgas für den Rückweg zum Ausgangsort gefüllt werden, welches am Ausgangsort wiederum gegen weiteres zu transportierendes Nutzgas ausgetauscht wird.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel besteht ,,daria,,,, daS Hohlkörper mit einer eigenangetriebenen und wärroeisoliert.ßn, Prallhülle verwendet werden und als Auftriebsgas, für deri .Rück-„ weg V.'asserdampf ständig auf einer oberhalb des Taupunktes, liegenden Temperatur gehalten wird. Bei diesem .Ausftthrungsljeispiel wird als Auftriebsmedium für den Rückweg also lediglich relativ preisgünstiger Wasserdampf verwendet, der wiederum, gerade an den industriellen Bedarfsorten als sonst nicht zu verwertendes Nebenprodukt anfällt (z.B. in Dampf-Elektrizitätswerken). Dabei kann als Ausgleich des Wärmeverlustes durch die Prallhülle die Abgaswärme der Antriebsmotoren für die Hohlkörper verwendet werden. Beim Füllen des Hohlkörpers am Ausgangsort kann der Wasserdampf entweder kondensiert und als Wasser weiterverwendet oder einfach abgelassen werden.

Um die Feuergefährlichkeit der in den Hohlkörpern befindlichen Erdgasladung zu reduzieren, kann einerseits der Zwischenraum einer doppelwand!gen PrallhUlle unter dem Druck eines vorzugsweise unbrennbaren Gases, beispielsweise Luft, Stickstoff oder Schwefelhexafluorid(SFg) gehalten werden. Eine höhere Sicherheit kann aber auch dadurch geschaffen werden, daß einem

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brennbaren Nutzgas für den Transportweg Wasserdampf in einem Anteil zugemischt wird, bei dem die Zündfähigkeit des Nutzgas-V/asserdampf-Gemisches wesentlich herabgesetzt ist.

Dafür kann es durchaus ausreichen, nur etwa 14 bis 27 % Wasserdampf zuzusetzen, wobei durch den niedrigen Wasserdampfρεrtialdruck bei 27 £ Wasserdampfanteil nur eine Temperatur von 67 C aufrechterhalten zu werden, braucht. Zur Gewinnung des reinen Erdgases braucht der Wasserdampfzusatz am Bedarfsort lediglich kondensiert zu werden. Mit diesem Verfahren ist es auch möglich, schwere Gase, wie z.B. *than, Propan, Butan, etc., zu transportieren, wobei dann der notwendige Auftrieb von einem entsprechend hohen Wasserdampfanteil übernommen wird.

Andererseits kann man in besonderen Fällen auf dem Transportweg eine bestimmte Menge an ständig oberhalb des Taupunktes gehaltenem Wasserdampf getrennt von dem Nutzgas als Auftriebsgas verwenden. Da zwischen dem mit Erdgas gefüllten und dem mit Wasserdampf gefüllten Raum praktisch kein Druckunterschied besteht, können entsprechende Trennwände sehr dünn und entsprechend leicht ausgebildet sein. Eventuelle Lecks bilden keinerlei Gefahr, da das Gas bei der Mischung mit dem Wasserdampf seine Zündf-ihigkeit verliert.

Mit den durch den Wasserdampf gegebenen Variationsmöglichkeiten kann der Auftrieb des Hohlkörpers durch änderung der Wasserdampfmenge und/oder der Wasserdampftemperatur gesteuert werden.

Als überraschend einfach hat sich für das erfindungsgemäße Verfahren die Verwendung bekannter Luftschiffkonstruktionen, insbesondere von Luftschiffen mit Prallhülle., erwiesen. Um aber den speziellen Gegebenheiten der Verwendung von Wasserdampf und dem damit gegebenen Problem des Wärmeverlustes gerecht zu werden, hat sich besonders ein Luftschiff bewährt, wie es bereits in den deutschen Patentanmeldungen P 14 81 22.7 und

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P 14 81 225.8 vorgeschlagen wurde und inzwischen auch schon ' aus dem USA-Patent Nr. 3 456 903 bekannt 1st.

Demgemäß besteht die Erfindung auch in der Verwendung eines solchen Luftschiffs, wobei das Luftschiff ein motorgetriebenes und lenkbares halbstarres Prall-Luftschiff ist mit einer als mit Gas,z.B. Luft, unter Druck gefüllte Doppelwand ausgebildeten zusammenlegbaren Prallhülle um das Auftriebsgasvolumen, zwischen deren Innen- und Außenwandung Wärmekonvektion vermindernde Zwischenglieder und zwischen den Wandungen verlaufende Flächenelemente vorgesehen sind, wobei mit Wasserdampf als Auftriebsgas mindestens nahe der Prallhülle Sattdampfbedingungen vorliegen, die Zwischenglieder als auf kurzen Abstand zueinander angeordnete, zusammenlegbare sowie die Innen- und die Außenwandung praktisch radial verbindende Zugverbindungen ausgebildet sind und die Flächenelemente von nahe aneinander angeordneten zusätzlichen, dünnen und zusamrnenfaltbaren wärmereflektierenden Folienstreifen gebildet werden, die seitlich zur Wandungsebene reflektierend, z.B. zickzackförmig zwischen der Innen- und Außenwandung angeordnet sind.

Ein derartiges Luftschiff gewährleistet das erfindungsgemäße Verfahren überraschend gut, wobei durch vollständiges oder auch nur teilweises Absaugen des wärmeisolierenden Gases aus dem Zwischenraum, insbesondere des oberen Bereichs der Prallhülle, aber auch der stülpbaren Wände ein rapider Wärmeübergang dadurch geschaffen wird, däß die Wände der Doppelwandung eng aneinanderliegen und im Bedarfsfall eine Wasserdampfkondensation beschleunigen. Das abgesaugte wärmeisolierende Gas. kann in einem außerhalb der Prallhülle befindlichen gesonderten Vorratsbehälter aufbewahrt werden.

Für die erfindungsgemäße Verwendung eignet sich vor allem auch der besondere Antrieb dieses Luftschiffs, der darin besteht, daß das Luftschiff als Antrieb Luftstrahl-Vortriebseinrichtungen besitzt, die von in einem am Auftriebskörper des Luftschiffs angebrachten Kielgerüst angeordneten, mit insbesondere geräuscharmen Motoren angetriebenen Gebläsen versorgt werden, wobei die Vortriebseinrichtungen Antriebsdüsen mit einer ringspaltförmigen Ausstoßöffnung besitzen, deren

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äu3ere bzw. innere seitliche Begrenzung von den Steuereinrichtungen gebildet ist, und wobei der Ringspalt der Ausstoßöffnung mittels der Steuereinrichtungen axial und radial zur Düsenlängsachse verstellbar ist.

Für das Starten und Landen in nicht besonders vorbereitetem Gelände hat sich auch die Verwendung einer Landehilfe bewährt, wobei das Luftschiff ein starres Kielgerüst mit einer in wesentlichen flachen starren Bodenfläche aufweist, welches sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Auftriebskörper erstreckt und auf der Unterseite dieser Bodenfläche mit einer schlauchkissenförmigen Abdichtung versehen ist, die mindestens einen Teil der Bodenfläche umschließt, in den mindestens eine Ansaugöffnung eines Sauggebläses mündet, so daß das Luftschiff beim Landen auf dem Erdboden unverzüglich festgesaugt werden kann, wenn die Abdichtung der Landefläche nahekommt und auf ihr aufliegt, wobei sie den Ansaugdruck auf den Erdboden überträgt. Dieser Kielrahmen kann auch schwimmfähig ausgeführt sein, so daß er im Bedarfs- oder Notfall über See als Schiffskörper dient.

Wenn man bei dieser Landehilfe die starken Antriebsgebläse des Luftschiffs auf ihrer Ansaugseite zum Ansaugen des Luftschiffs verwendet, dann ergibt sich ein optimal sicheres Landen und eine hohe Standfestigkeit des Luftschiffs auch bei Windgeschwindigkeiten bis zu 14O km/h.

In spezieller Anpassung des erfindungsgemäß verwendeten Luftschiffs an das erfindungsgemäße Verfahren zum Transport von Gasen ist das Luftschiff dahingehend abgewandelt, daß es innerhalb seines Auftriebskörpers mindestens eine flexible Wand aufweist, die den Innenraum des Auftriebskörpers in getrennte Kammern unterteilt, welche separate Gas-Einlaß- und AuslaS- öffnungen aufweisen, und das Volumen der getrennten Kammern

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mittels der flexiblen Wand durch Füllen der einen Kammer und Entleeren der jeweils komplementären Kammer und umgekehrt je von praktisch null bis zum vollen Inhalt des Auftriebskörpers veränderbar-ist.

Am vorteilhaftesten läßt sich das Verfahren jedoch mit einer besonderen Ausführungsform des genannten Luftschiffs ausführen, bei dem die die luftgefüllten Stabilisierungs- · zellen vom'Auftriebsgasvolumen trennenden Wände sowohl jeweils bis weit in die im Bug- und Heckabschnitt des Luftschiffs befindlichen Stabilisierungszellen herausstülpbar, als auch von beiden Axialendbegrenzungen des Auftriebsgasvolumen in dieses hinein zurückstülpbar sind, so daß bei Anlegen von Luftdruck an die Stabilisierungszellen das im Auftriebsgasvolumen enthaltene Gas praktisch vollständig herausgedrückt wird.

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Zu den bereits genannten Vorteilen kommt noch hinzu, daß sowohl auf dem. Transportweg als auch auf der Rückfracht noch . erhebliche Mengen an Zusatzfracht, z.B. Sand, Rohöl und andere Waren, aber auch - aufgrund der explosionsgesicherten Gasladung - Passagiere befördert werden können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vrerden nicht nur die bisherigen aufwendigen Rohrleitungen und die Flüssiggas-Tanker vermieden, sondern der Abtransport der Nutzgase kann auch ohne jeden mit derartigen Investitionen verbundenen Zeitverlust erfolgen.

Die Erfindung ist nachstehend in verschiedenen Anwendungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 verschiedene schematisch dargestellte Ausführungsformen von Hohlkörpern in Luftschifform, deren innere Konstruktion gestrichelt dargestellt ist,

Fig. 4 eine Vorderansicht der in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Iiuftschifförmigen Hohlkörper,, von der Bugseite her gesehen,

Fig. 5 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung des Bugabschnitts der luftschifförmigen Hohlkörper sowie

Fig. 6 eine vergrößerte Längsschnittdarstellung des Heckschnitts der luftschifförmigen Hohlkörper und

Fig. 7 und 8 schematische Querschnittsdarstellungen durch verschieden ausgeführte Kielgerüste mit schlauchkissenförmigen Abdichtungen an ihrer Unterseite.

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Die in den Figuren 1 bis J5 dargestellten luftsehifförmigen Hohlkörper 1 haben eine doppelwandige" Prallhülle 2, deren innere Wandung in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Die beiden Wandungen dieser Prallhülle 2 sind auf nicht gesondert in den Zeichnungen dargestellte Weise durch auf relativ kurzen Abstand (5 bis J>0 cm) voneinander angeordneten Zugverbindungen radial miteinander verbunden, während zwischen den Wandungen mittels Luft oder einem anderen unbrennbaren Gas, z.B. Stickstoff oder Schwefelhexafluorid, ein Pralldruck aufrechterhalten wird, so daß die für den Flug notwendige Stabilität des Hohlkörpers 2 gewährleistet ist und stets ein gasgefüllter Zwischenraum zwischen den einzelnen Wandungen aufrechterhalten bleibt. Zusätzlich zu diesem wärmeisolierenden Zwischenraum können auch die Wandungsflächen mit einer dünnen und die Flexibilität der Prallhülle nicht beeinträchtigenden metallischen Schicht versehen sein. Darüber hinaus können innerhalb des Zwischenraums zwischen den Wandungen ähnlich metallisch beschichtete dünne Folienstreifen vorgesehen sein, die auf kurzen Abstand zueinander angeordnet mit ihren Enden Jeweils an der Außen- und.der Innenwandung befestigt sind und eine Vielzahl von gefalteten Spiegelflächen aufweisen, beispielsweise durch zickzackförmige Form der Folienstreifen, so daß sie Wärmestrahlungen seitlich zur Wandungsebene reflektieren und auf diese Weise wärmeisolierend wirken. Diese Folienstreifen sind nicht untereinander verbunden, so daß ein Druckausgleich innerhalb des Zwischenraums nicht behindert wird, während durch den engen Abstand der einzelnen Folienstreifen voneinander Wärmekonvektionsströmungen verhindert werden.

Das Auftriebsvolumen innerhalb der Prallhülle 2 kann zum Bug 4 und Heck j5 hin durch flexible und ähnlich wie die Prallhülle 2 wärmeisolierte Wände 7 begrenzt sein, während die von den Wänden 7 jeweils zum Bug 4 und Heck 5 hin liegenden Innenabschnitte Ja und 4a der Prallhülle 2 mit der Aussenluft in Druckausgleich stehen. Da die Wände 7 eine weit Über den lichten Querschnitt der Prallhülle 2

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hinausgehende Ausdehnung haben, können sie sich je nach Druckunterschied zwischen dem Auftriebsgas und der Atmosphäre entweder weit in den Bug- bzw. Heckteil der Prallhülle ausbauchen (vgl. doppelt gestrichelte Stellung in Fig. 1) oder auch zum Auftriebsgasvolumen hin einstülpen (vgl. einfach gestrichelte Stellung in Pig. 1). Dadurch dienen die kegelförmigen Bug- und Heckabschnitte der Prallhülle 2 auch als Trimm- und Stabilisierungszellen.

Mittels Bändern 31 (vgl. Fig. 4) ist eine Gondel in Form eines Kielrahmens 10 unterhalb der Prallhülle 2 befestigt, in der außer den Aufenthaltsräumen für Mannschaft und Passagiere und eventuellen Laderäumen auch sämtliche Maschinen untergebracht sind. Der Kielrahmen kann seefest gebaut sein und damit zugleich als Rettungsboot bei Notfällen über See dienen.

Angetrieben wird der Hohlkörper 1 durch Düsen am Bug 4 (vgl. Fig. 5) und am Heck 3 (vgl. Fig. 6). Aus diesen Düsen wird Luft ausgestoßen, welche über Leitungen 5 von motorgetriebenen

beliefert Gebläsen 6 im Kielgerüst 10 fc wird. Der Antrieb der Gebläse kann durch wirtschaftlicher arbeitende Dieselmotoren erfolgen, wobei auch erdgasgetriebene Motoren verwendet werden können.

Die Düsen besitzen jeweils eine ringspaltförmige Ausstoßöffnung, deren äußere Begrenzung bei der Bugdüse von einem an einem Düsenkörper 20 angebrachten Umlenkschirm 19 gebildet wird, so daß die Luft nach hinten ausgestoßen wird (Fig. 5). Ebenso bildet ein Düsenkörper 22 am Heck 3 (Fig. 6) innerhalb des Endes der Prallhülle einen nach hinten gerichteten Ringspalt.

Die Steuerung des Hohlkörpers 1 erfolgt durch zur Längsrichtung des Hohlkörpers 1 radiale und axiale Verlagerung der

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Düsenkörper 20 bzw. 22 mittels vorzugsweise hydraulischer Verstellglieder 8, so daß die Ringspalte entsprechend verändert werden. Diese Steuerung erlaubt eine große Wendigkeit des Hohlkörpers, wobei der Düsenkörper 22. auch verschwenkt werden kann.

Gemäß den Fig. 7 und 8 ist der Kielrahmen 10 aus eineiKonstruktion von Rohren 23 aufgebaut, deren Innenraum zugleich als Laderaum für flüssige Ladungen, z.B. Rohöl, dienen kann. Der Kielrahmen besitzt mindestens um einen Teil seiner Bodenfläche seitliche schlauchkissenförmige oder im Querschnitt halbkreisförmige Abdichtungen,mit denen er auf der Landefläche aufsetzt. Innerhalb dieser abgedichteten Bodenfläche ist die Ansaugseite eines Gebläses 6¹ angeordnet, mit dem der Kielrahmen beim Starten und Landen am Boden festgesaugt wird. Statt eines gesonderten Gebläses 6' können auch direkt die Ansaugseiten der Gebläse 6 verwendet werden.

Im Kielgerüst 10 ist auch eine Vorrichtung 11 zum Erwärmen bzw. Warmhalten des Wasserdampfs angeordnet (vgl. Fig. 1 und 2), in der auch die Abgaswärme der Auftriebsmotoren verwertet werden kann. Am Kielgerüst 10 befinden sich ferner die Anschlußstutzen 15, 16 und 17 für das Füllen und Leeren der einzelnen Kammern für das Auftriebsgas.

Das zu transportierende Erdgas kann gemäß Fig. 1 in einem in sich abgeschlossenen Behälter 14 befördert werden, der durch den Anschlußstutzen 16 gefüllt und geleert wird und inmitten des zwischen den stülpbaren Wänden 7 eingeschlossenen Raums innerhalb der Prallhülle 2 angeordnet ist. Da der den Behälter .14 umgebende Raum mit Wasserdampf gefüllt ist, kann, sich das Erdgas bei einem Leckwerden des Behälters 1-4 keinesfalls entzünden, sondern vermischt sich lediglich mit dem · Wasserdampf. Für den Transportvorgang wird der Behälter 14 voll mit Erdgas gdüllt, und zwar auf Kosten des mit-Wasser--

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dampf gefüllten umgebenden Raums, wobei der Wasserdampf entweder über die Anschlußstutzen 15 und 17 abgezogen oder aber durch Abkühlen kondensiert wird, wofür der wärmeisolierende Zwischenraum in den Wänden 7 durch Aufhebung, des Pralldrucks zusammengedrückt wird.

Wenn an der Bedarfsstelle das Erdgas entladen werden soll, wird durch die Anschlußstutzen 15 und 17 Wasserdampf in den Auftriebsraum eingelassen und gleichzeitig eine entsprechende Menge Erdgas über den Anschlußstutzen 16 abgezogen, wobei der nur sehr dünnwandige Behälter 14 in sich zusammenfällt.

Eine andere Art der Aufbewahrung sowie der Be- und Entladung mit Erdgas bzw. Wasserdampf ergibt sich aus Fig. 2, in der zwei dünne, folienartige Wände 2.4 etwa an den Befestigungsstellen der Wände 7 innerhalb der Prallhülle 2 gasdicht befestigt sind. Diese Wände 24 bilden mit den Wänden 7 jeweils zwei Kammern, die über die Anschlußstutzen 15 und 17 gefüllt oder geleert werden können, wobei die stabilisierenden Wände 7 dann mit dem Inhalt der Kammern zusammenwirken. Sobald durch den Anschlußstutzen 16 ein Gas eingefüllt wird und der Inhalt der von den Wänden 24 umschlossenen Kammern aus den Anschlußstutzen 15 und 17 abgezogen wird, werden die folienartigen Wände 24 gemäß der gestrichelten Linie A in Fig. 1 gegen die Prallhülle und die Wände 7 angedrückt, so daß praktisch der gesamte Auftriebsraum innerhalb der Prallhülle durch den Anschlußstutzen 16 angefüllt wird.

Schließlich kann der Auftriebsraum gemäß Fig. J5 aber auch durch eine folienartige Trennwand J54 horizontal, in zwei Kammern unterteilt werden, die jeweils durch getrennte Anschluß-Stutzen unterschiedlich gefüllt und entleert werden können.

Man kann aber auch ohne die Zwischenwände bzw. die Unterteilung in Kammern auskommen, wenn man bei der Beladung mit

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Erdgas den Wasserdampf sukzessive aus dem Auftriebsraum herauskondensiert oder kondensieren läßt und als Wasser abzieht. Bei der Entladung des Erdgases kann dieses durch .den Wasserdampf herausgedrängt werden und nachträglich noch einmal entwässert werden.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellten stülpbaren Wände 7 trennen das im Mittelbereich der Prallhülle 2 eingeschlossene Auftriebsgasvolumen von den innerhalb des Bug- und Heckabschnitts liegenden Stabilisierungszellen 3a bzw. 4a. Diese Zellen stehen während des Fluges normalerweise, gegebenenfalls über automatisch geregelte Überdruckventile, mit der Außenatmosphäre im Druckausgleich. Wird der Außendruck geringer als der Druck des Auftriebsgasvolumens, dann stülpen sich die Wände 7 (vgl. Fig. 1 doppelt gestrichelte Stellung) bis weit in die Stabilisierungszellen 3a bzw. 4a hinein. Steigt der Außendruck, dann stülpen sich die Wände wieder zum Auftriebsgasvolumen hin.zurück. In einer solchen Konstruktion liegt auch die vorteilhafteste Konstruktion zum Be- und Entladen des Hohlkörpers 1 mit Nutzgas bzw. Wasserdampf. Dieses Verfahren ist anwendbar bei einer Konstruktion etwa gemäß Fig. 1, wobei jedoch der Behälter 14 fortgelassen ist.

Nach der Landung sind dann die Wände 7 zum Heck bzw. Bug des Hohlkörpers hin ausgebaucht. Wenn manhun den Druckausgleich der Stabilisierungszellen unterbindet und mit den Vortriebsgebläsen unter Druck Luft (über Einlasse 17a) in die Stabilisieruhgszellen drückt, dann stülpen sich die Wände 7 in den Auftriebsgasraum zurück und verdrängen das darin befindliche Gas durch den Anschlußstutzen 16. Bei der Auffüllung des Auftriebsgasvolumens erfolgt der Vorgang umgekehrt, wobei der Druckausgleich der Stabilisierungszellen wieder in Tätigkeit gesetzt wird.

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Für die Abmessungen der Hohlkörper bedeutet es keine Schwierigkeit, bei Durchmessern von etwa 100 m einen reinen Nutzladeraum von 1 Million Kubikmetern zu erhalten. Dabei kann, insbesondere bei einer Ausführungsform gemäß Fig. 1, auch ein gewisser Überdruck angewendet werden, wenn die Auftriebskraft des den Behälter H umgebenden Wasserdampfs den Auftrieb des gesamten Transporthohlkörpers gewährleistet, wobei zur Verbesserung des Auftriebs des Wasserdampfs diesem auch ein erheblicher Anteil Erdgas zugemiseht werden kann.

Es können auch mehrere Behälter 14 innerhalb einer Prallhülle angeordnet sein, von denen nur einzelne unter Überdruck gehalten werden. Auf diese Weise erlaubt die in den Ausführungsformen lediglich beispielhaft beschriebene Erfindungsgrundkonzeption eine Vielzahl von Möglichkeiten, die sich vor allem auch dann erweitern lassen, wenn das zu transportierende Gas beispielsweise einen hohen Methangehalt hat, dessen Dichte im Verhältnis zur Luft nur 0,558:1 beträgt. Viele Erdgasvorkommen besitzen einen Methangehalt von über 80-90 %.

Im praktischen Betrieb kann es von Vorteil sein, durch eine möglichst große Gasladung mit einem Überschuß an Auftrieb zu starten, um schnell in größere Höhen zu gelangen und weniger Vortriebsenergie zu benötigen. Durch Verbrauch eines Teils des Transportgases in den Gebläsemotoren kann dann der Auftrieb langsam abfallen, so daß man am Bedarfsort gerade noch ausgewogen ankommt. Bei zu hohem Verbrauch an Erdgas zum Antrieb kann der damit verbundene Auftriebsverlust entweder durch einen höheren Anteil an Wasserdampf oder aber durch Temperaturerhöhung des vorhandenen Wasserdampfs ausgeglichen

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werden, wofür die Abgaswärme der Motoren ausgenutzt wird. Für die laufende Versorgung der am Bedarfsort liegenden Industrie kann ein ständiger Pendelverkehr eingerichtet werden.

Für das Material der Innen- und Zwischenwände der Hohlkörper sollte benzinbeständiges Material Verwendung finden, weil einige Erdgase "nass" sind, d.h. einen gewissen Benzingasanteil enthalten. ...

Die wärmeisolierende Wirkung des Aufbaus der Prallhülle braucht nur soweit zu gehen, als der Wärmeverlust durch die Prallhülle noch durch die Abgaswärme der Antriebsmotoren ausgeglichen wird.

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Während beim Rückflug zum Anfallort des Erdgases/als Auftriebsmittel verwendete Wasserdampf Sättigungstemperatur haben muß, soll beim Tranportflug zur Bedarfeetelle das Erdgas möglichst wenig erwärmt sein, so daß es eine möglichst hohe Dichte besitzt.

Der Transportverbauch von Luftschiffen sinkt etwa mit dem Quadrat der Geschwindigkeit für gegebene Entfernungen. Es empfiehlt sich daher, eine Geschwindigkeit von etwa 15Ο km/h vorzusehen und Großluftschiffe zu verwenden. Mit wachsender Luftschitfgröße steigt die erforderliche Antriebsleistung nur im Verhältnis zur Querschnittsfläche an, so daß große Luftschiffe vorteilhafter sind. Prall-Luftschiffe haben keine prinzipielle Grenze für ihre Größe, da das Gewicht der Hülle bei gegebener Geschwindigkeit'nur linear mit dem Inhalt anwächst.

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Claims (1)

1. Hermann Papst **

   St. Georgen, Schwarzwald 9. 9. 1969

   Patentansprüche

   Verfahren zum Transport von Gasen, z.B. von Erdgas, von einem Ausgangsort, an dem das Nutzgas zur Verfügung steht, zu einem Bedarfsort, dadurch gekennzeichnet, daß das Nutzgas in großrSumigen Hohlkörpern auf dem Luftv.'eg befördert wird, welche auf dem Transportweg zum Bedarfort vom Auftrieb des Nutzgases getragen werden und bei der Abgabe des Nutzgases am Bedarfsort mit einem anderen Auftriebsgas für den Rückweg zum Ausgangsort gefüllt werden, welches am Ausgangsort wiederum gegen weiteres zu transportierendes Nutzgas ausgetauscht wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Hohlkörper mit einer eigenancetriebenen und wHrmeisolierten PrallWllle verwendet v/erden und als Auftriebsgas für den Rückweg Wasserdampf stHndig auf einer oberhalb des Taupunktes liegenden Temperatur gehalten wird.

   5. Verfahren nach Anspruch 2_t, dadurch gekennzeichnet, daß. einem brennbaren Nutzgas für den Transportweg V'asserdampf in einem Anteil zugemischt wird, bei dem die Zündfähigkeit des Nutzgas-Wasserdampf-Gemisches wesentlich herabgesetzt ist.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auch auf dem Transportweg eine bestimmte Menge an stKndig oberhalb des Taupunktes gehaltenem Wasserdampf getrennt von dem Nutzgas als Auftriebsgas verwendet wird.

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   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, da3 der Auftrieb des Hohlkörpers durch

   ' änderung der Wasserdampfmenge und/oder der Wasserdampftemperatur gesteuert wird.

   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Hohlkörper ein Teil des zu transportierenden Nutzgases verwendet wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Auftriebs durch teilweise Verbrennung des Nutzgases zur Erhöhung des WasserdampfanteiIs und/oder dessen Temperatur erfolgt, gegebenenfalls unter teilweiser Nutzung der Verbrennungsenergie zum Bewegungsantrieb des Hohlkörpers.

   8. Verwendung eines Luftschiffs zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche -1 bis 7.

   9. Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Luftschiff ein motorgetriebenes und lenkbares halbstarres Prall-Lufts.ehiff ist mit einer als mit insbesondere unbrennbarem Gas,_tz.B. Luft, Stickstoff oder Schwefelhexafluorid (SFg), unter Druck gefüllte Doppelwand ausgebildeten zusammenlegbaren Prallhülle um das Auftriebsgasvolumen, zwischen deren Innen- und Außenwandung Wärmekonvektion vermindernde Zwischenglieder und zwischen den Wandungen verlaufende Flächenelemente' vorgesehen sind, wobei mit Wasserdampf als Auftriebsgas mindestens nahe der Prallhülle Sattdampfbedingungen vorliegen, die Zwischenglieder als auf kurzen Abstand zueinander angeordnete, zusammenlegbare sowie die Innen- und die Außenwandung praktisch radial verbindende Zugverbindungen ausgebildet sind und die Flächenelemente von nahe aneinander angeordneten zusätzlichen, dünnen und zusammenfaltbaren

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   wärmereflektierenden Folienstreifen gebildet werden, die seitlich zur Wandungsebene reflektierend, z.B. zickzackförmig zwischen der Innen- und Außenwandung angeordnet sind.

   10.' Verwendung nach Anspruch 9, wobei innerhalb der Prallhülle luftgefUllte Trimm- bzw. Stabilisierungszellen vorgesehen sind, deren Wände als mit insbesondere unbrennbarem Gas, z.B. Luft, Stickstoff oder Schwefelhexafluorid (SFg), gefüllte Doppelwand mit Zugverbindungen und zusätzlichen, z.B. ziekzackförmigen wärmereflektierenden Folieristreifen zwischen den Wandungen ausgebildet sind.

   11. Verwendung nach den Ansprüchen 8 bis 10, wobei das Luftschiff als Antrieb Luftstrahl-Vortriebseinrichtungen besitzt, die von in einem am Auftriebskörper des' Luftschiffs angebrachten Kielgerüst angeordneten Gebläsen versorgt werden, wobei die Vortriebseinrichtungen Antriebsdüsen mit einer ringspaltförmigen Ausstoßöffnung besitzen, deren äußere bzw. innere seitliche Begrenzung von den Steuereinrichtungen gebildet ißt, und wobei der Ringspalt der Ausstoßöffnung mittels der Steuereinrichtungen axial und radial zur Düsenlängsachse verstellbar ist.

   12. Verwendung nach den Ansprüchen 8 bis 11, wobei das Luftschiff ein starres Kielgerüst mit einer im wesentlichen flachen starren Bodenfläche aufweist, welches sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Auftriebskörpers erstreckt . und auf der Unterseite dieser Bodenfläche mit einer sehlauchkissenförmigen Abdichtung versehen ist, die mindestens einen Teil der Bodenfläche umschließt, in den

   ' mindestens eine Ansaugöffnung eines Sauggebläses mündet, so daß das Luftschiff beim Landen auf dem Erdboden unverzüglich festgeaaugt werden kann, wenn die Abdichtung der Landefläche nahekommt und auf ihr aufliegt, wobei sie den Aneaugdruek auf den Erdboden überträgt.

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   13· Verwendung nach Anspruch 12, wobei als Sauggebläse die Antriebsgebläse des Luftschiffs dienen, deren Ansaugseiten gegebenenfalls abschaltbar mit einem in dem von der

   . - Abdichtung umschlossenen Bodenflächenanteil angeordneten Ansaugstutzen verbunden sind. '

   14. Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 13* wobei das Luftschiff innerhalb seines Auftriebskörpers mindestens eine flexible Wand aufweist, die den Innenraum des Auftriebskörpers in getrennte Kammern unterteilt, welche separate Gas-Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweisen, und das Volumen der getrennten Kammern mittels der flexiblen Wand durch Füllen der einen Kammer und Entleeren der jeweils komplementären Kammer und umgekehrt je von praktisch null bis zum vollen Inhalt des Auftriebskörpers veränderbar ist.

   15· Verwendung nach einem der Ansprüche 8 bis 13,'wobei die die Stabilisierungszellen vom Auftriebsgasvolumen trennenden

   Wände nach Anspruch 10 sowohl jeweils bis weit in die im Bug- und Heckabschnitt des Luftschiffs befindlichen Stabi,-lisierungszellen hefausstülpbar als auch von beiden Axialendbegrenzungen des Auftriebsgasvolumen in dieses hineinstülpbar sind, so daß bei Anlegen von Luftdruck an die Stabilisierungszellen das im Auftriebsgasvolumen enthaltene Gas praktisch vollständig herausgedrückt wird.

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