DE19524681A1 - Speicherbehälter für kryogene Medien - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter, insbesondere für kryogene Medien, wie
z. B. Wasserstoff, Helium, Stickstoff und LNG (Liquid Natural Gas).
Technische Gase, wie die obengenannten, werden zweckmäßigerweise in flüssiger,
d. h. kryogener Form in Speicherbehältern transportiert und gelagert. Da der Transport
sowie die Lagerung dieser Gase in der Regel unter Druck erfolgt, weisen die dafür
verwendeten Speicherbehälter einen inneren Druckbehälter auf. Zwischen diesem
Druckbehälter für das zu speichernde Medium und dem äußeren Behälter befindet sich
ein Isolationsraum, der im Normalfall als Vakuumisolation ausgelegt ist.
Derartige Druck-Speicherbehälter mit ebenen Seitenflächen können jedoch aufgrund
der sich ergebenden großen Wanddicken nicht wirtschaftlich hergestellt werden. Aus
diesem Grunde sind der innere Druckbehälter und somit der Speicherbehälter an sich
in zylindrischer Bauweise ausgeführt.
In naher Zukunft werden Erdgas (LNG) und Wasserstoff in zunehmendem Maße als
Kraftstoff für land- und nicht landgebundene Verkehrsmittel, wie z. B. Kfz′s, Schiffe,
Flugzeuge, etc., verwendet werden. Da Druck-Speicherbehälter mit ebenen Seiten
flächen aufgrund ihres hohen Gewichts, das aus den großen Wanddicken resultiert, in
den genannten Verkehrsmitteln nicht oder nur schlecht eingesetzt werden können,
werden bis heute ausschließlich zylindrische Speicherbehälter eingesetzt. Diese pas
sen sich jedoch meist nur ungünstig an die Fahrzeuggeometrie an. Dadurch entsteht
ein Lückenvolumen zwischen dem, um bei dem Beispiel des Kraftfahrzeuges zu blei
ben, Fahrzeug und Speicherbehälter.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Speicherbehälter, insbesondere einen
Speicherbehälter für kryogene Medien anzugeben, der es erlaubt, unerwünschte
Lückenvolumina zu schließen. Des weiteren soll dieser Speicherbehälter, verglichen
mit den bekannten zylindrischen Speicherbehältern, billiger in der Herstellung sein.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Speicherraum aus einem Bündel
von einzelnen Kantrohren und/oder rohrähnlichen Gebilden aufgebaut ist, wobei Mittel,
die ein Kommunizieren der Innenräume der Kantrohre und/oder rohrähnlichen Gebilden
ermöglichen, vorgesehen sind.
Der erfindungsgemäße Speicherbehälter sowie weitere Ausgestaltungen davon sei
anhand der Fig. 1, 2 und 3 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Speicherbehälter, wie er insbesondere für die
Speicherung kryogener Medien oder für die wärmeverlustarme Speicherung von
Medien unter hoher Temperatur verwendet wird, im Querschnitt.
Der Speicherbehälter besteht aus einem äußeren Behälter 1 sowie dem eigentlichen
druckstabilen Speicherraum für das zu speichernde Medium, wobei der Speicherraum
im dargestellten Falle aus einem Bündel von einzelnen 6-Kantrohren 3 aufgebaut ist.
Zwischen dem äußeren Behälter 1 und dem Kantrohrbündel befindet sich der
Isolationsraum 2. Dieser kann gegebenenfalls vakuumisoliert sein und/oder mit einem
Isolationsmaterial, wie z. B. Perlit oder einer Multi-Layer-Isolation, gefüllt sein.
Die Abstützung des Kantrohrbündels gegen den äußeren Behälter 1 erfolgt mittels
mehrerer Träger 4. Für diese Träger 4 ist ein schlecht kälte- bzw. wärmeleitendes
Material vorzusehen. Das Befüllen und Entleeren des Speicherraumes erfolgt mittels
einer oder mehrerer Befüll- bzw. Entnahmeleitungen 5.
Um ein Kommunizieren der Kantrohrinnenräume zu ermöglichen, sind gemäß einer
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Speicherbehälters, Bohrungen oder Schlitze 6
an den jeweils sich berührenden Kantrohrwandungen gegenüberliegend angeordnet.
Selbstverständlich ist es nicht zwingend notwendig, daß jedes der Kantrohre 3 mit all
seinen benachbarten Kantrohren eine derartige Bohrung aufweist.
Im Gegensatz zu Speicherbehälterkonstruktionen mit ebenen Seitenflächen ist die
Kantrohrwanddicke unabhängig von der Geometrie des Speicherbehälters und lediglich
abhängig vom Innendruck und der Kantrohrgeometrie. Dadurch ist, unabhängig vom
gewählten Innendruck, ein Aufbau des Kantrohrbündels mittels relativ dünnwandiger
Kantrohre möglich.
Während bei herkömmlichen, zylindrischen Speicherbehälterkonstruktionen der Einbau
von Schwall- bzw. Schwappblechen notwendig war, kann bei einem Speicherbehälter
gemäß der vorliegenden Erfindung darauf verzichtet werden. Bei diesem dienen die
"Zwischenwände" zwischen zwei benachbarten Kantrohren als Schwall- bzw.
Schwappbleche.
Unter dem Begriff Kantrohre bzw. rohrähnliche Gebilde sind nicht nur geschlossene
Kantrohre bzw. rohrähnliche Gebilde, sondern auch z. B. gekantete Bleche oder ähn
liches, zu verstehen.
Neben der in der Fig. 1 gezeigten Konfiguration von 6-Kantrohren ist eine unüber
schaubare Menge von weiteren Kombinationen aus Kantrohren und/oder rohrähnlichen
Gebilden denkbar. So kann der Speicherraum z. B. auch, wie in der Fig. 3 dargestellt,
aus 6-Kantrohren zusammengesetzt sein, wobei einige der außenliegenden Kantrohre
ein gerundetes Außenprofil aufweisen.
Darüber hinaus sind Kombinationen aus 6-, 4- und 3-Kantrohren sowie Rundrohren mit
abgeflachten Stellen, an denen eine flächige Verbindung mit einem danebenliegenden
Kantrohr bzw. rohrähnlichen Gebilde möglich ist, vorstellbar. Auch sind Kombinationen
aus Kantrohren und/oder rohrähnlichen Gebilden denkbar, bei denen zwar Zwischen
räume verbleiben, die jedoch mittels entsprechend angebrachter Bohrungen, ebenfalls
als Speicherraum genützt werden können.
Fig. 2 zeigt ein Bündel von 6-Kantrohren 3, wobei diese Konstruktion insbesondere
bei der Verwendung von kurzen Kantrohren sinnvoll ist. Hierbei kann auf den Einbau
der innenliegenden Kantrohre verzichtet werden, wenn die ungestützte Speicherbe
hälterfläche auch in der Breite begrenzt wird. In diesem Falle wirken die außenliegen
den Kantrohre 3 als Tragstruktur. Sie weisen jedoch im Vergleich zu einem ebenen
Blech gleicher Masse eine erheblich höhere Steifigkeit auf. Somit ergibt sich eine
Gewichts- und Kosteneinsparung.
Eine wie in der Fig. 2 gezeigte Anordnung von Kantrohren eignet sich z. B für die
Verwendung auf Fahrzeugdächern (Lkw, Bus, etc.). In diesen Fällen ist eine möglichst
niedrige und großflächige Speicherbehältergeometrie erwünscht.
Das Verbinden der Kantrohre und/oder rohrähnlichen Gebilde untereinander kann
entweder durch Verschweißen oder Verlöten erfolgen. Es macht Sinn, die Bohrungen,
wie in der Fig. 1 gezeigt, vorzugsweise an den Enden der Kantrohre 3 anzuordnen, so
daß eine Verschweißung von Hand oder mit Ringzange möglich ist. Dadurch lassen
sich die Herstellungskosten für die Kantrohrbündel wesentlich verringern. Zusätzlich
sollten dann die Kantrohre an den Längskanten teilverschweißt werden, um eine Kraft
entlastung der Bohrungsschweißungen zu erreichen. Alternativ dazu können die Kant
rohre und/oder rohrähnlichen Gebilde auch miteinander im Ofen verlötet werden.
Der stirnseitige Abschluß der Kantrohre und/oder rohrähnlichen Gebilden kann ent
weder mittels einer gemeinsamen Platte oder mittels einzelner, für jedes Kantrohr bzw.
rohrähnliche Gebilde vorzusehender Kappen erfolgen. Im Falle eines Plattenabschlus
ses empfiehlt sich wiederum ein Verlöten im Ofen, während die einzelnen Kappen in
die Kantrohrenden bzw. Enden der rohrähnlichen Gebilde eingeschweißt werden.
Obwohl die Erfindung anhand eines Speicherbehälters für kryogene Medien, wie z. B.
Wasserstoff oder LNG beschrieben wurde, ist es doch für einen Fachmann selbstver
ständlich, daß der wesentliche Erfindungsgedanke prinzipiell bei der Speicherung von
flüssigen oder gasförmigen Medien angewendet werden kann.
Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß der erfindungsgemäße Speicherbehälter
auch für die Speicherung von gasförmigen oder flüssigen Medien dienen kann, bei de
ren Speicherung weder ein Druckbehälter noch eine Isolierung notwendig ist. Die Ver
wendung des erfindungsgemäßen Speicherbehälters macht insbesondere dann Sinn,
wenn das Entstehen von unerwünschten Lückenvolumina vermieden werden soll. Da
das Problem der unerwünschten Lückenvolumina u. a. bei Kfz-Speicherbehältern auf
tritt, eignet sich der erfindungsgemäße Speicherbehälter insbesondere als Speicherbe
hälter für Flüssig-Wasserstoff oder LNG in Kfz′s.
Claims (4)
1. Speicherbehälter, insbesondere für kryogene Medien, wie z. B. Wasserstoff, Heli
um, Stickstoff und LNG, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum aus
einem Bündel von einzelnen Kantrohren und/oder rohrähnlichen Gebilden (3) auf
gebaut ist, wobei Mittel, die ein Kommunizieren der Innenräume der Kantrohre
und/oder rohrähnlichen Gebilden ermöglichen, vorgesehen sind.
2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die
ein Kommunizieren der Innenräume ermöglichen, als Bohrungen oder Schlitze (6)
zwischen einander berührenden Wandungen ausgebildet sind.
3. Speicherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Speicherraum von einem Isolationsraum (2) und dieser von einem äußeren Be
hälter (1) umgeben ist.
4. Verwendung eines Speicherbehälters nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherbehälter in einem land- oder nicht land
gebundenen Verkehrsmittel (Kfz, Schiff, Flugzeug, etc.) oder als stationärer
Speicherbehälter für die Speicherung von gasförmigen oder flüssigen Medien, ins
besondere von kryogenen Medien, wie z. B. Flüssig-Wasserstoff oder LNG, ver
wendet wird.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1995124681 DE19524681A1 (de) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Speicherbehälter für kryogene Medien |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995124681 DE19524681A1 (de) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Speicherbehälter für kryogene Medien |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19524681A1 true DE19524681A1 (de) | 1997-01-09 |
Family
ID=7766197
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
DE1995124681 Withdrawn DE19524681A1 (de) | 1995-07-06 | 1995-07-06 | Speicherbehälter für kryogene Medien |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19524681A1 (de) |
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