DE2018614A1 - Behälter für Flüssiggase - Google Patents

Behälter für Flüssiggase

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DE2018614A1
DE2018614A1 DE19702018614 DE2018614A DE2018614A1 DE 2018614 A1 DE2018614 A1 DE 2018614A1 DE 19702018614 DE19702018614 DE 19702018614 DE 2018614 A DE2018614 A DE 2018614A DE 2018614 A1 DE2018614 A1 DE 2018614A1
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Description

20186U Andrejewski & Honke Patentanwälte
Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski
. m ι Diplom-Ingenieur
Anwallsakle. 54568/Jn+ OMng. Marrfretl «onke
issen, den 15. April I97O Keftwiger Straße 36
Patentanmeldiang
HRIIDGESTONE LIQUEFIED GAS COMPANY LIMITED No.2, 1-Chome, Kyobashi, Ghwo-Xn,
Tokyo, «-Japan-
*Beh£lttir
Die Erfindung bezieht sich auf Behälter für Gase, die durch Abkühlung unter ihren Siedepunkt verflüssigt worden sind und bei Atmosphärendruck in flüssiger !Phase haltbar sind* *ri® 2.©. »ethan, Sauerstoff, Ämoniak msh», die fcei Horraaltemperaturen in Äasfliwaigeir Hiase vorlie^enV t^räi^ig^lBehllter sind in rersöhiedenen Ausführungsiormen toeicannt, insbesondere sind solche bekannt, die aus einer IMeren, tragenden Sehale *md ötoein laachgiieMigen Inneren Beeilt er. fcesfcehön, i*öbei Schale sand . Behälter äwmh eine WäraielSölÄtliansschilcM; iröneinander ige-
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trennt sind. Gewöhnlieh weist bei derartigen Behältern für :. Flüssiggase der innere Behälter eine dünne, filmartlge Struktur auf, damit Deformationen, die infolge Temperaturwechsels und Belastung auftreten, sich ohne weiteres ausbilden können· Im > Bereich der Kanten des Inneren Behälters, an denen beispielsweise zwei Seltenwände zusammentreffen, oder der Ecken, an denen. Seitenwände und Boden zusammentreffen, Ist die Steifigkeit -jedoch erheblieh höher, als Im Bereich der ebenen Flächen. Zu Beginn des Einfüllend des Flüssiggases in den inneren Behälter werden sich also nicht nur die Kanten und Ecken, sondern auch die ebenen Flächen des inneren Behälters infolge des Tempe- ■-, raturweehsels deformieren· Bei weiterer Füllung des Behälters werden dann Insbesondere .die- ebenen Fliehen des inneren Ber · hälters unter der Wirkung des von dem Flüssiggas ausgeübteri.n^ r Druckes in komplizierter Weise weiterhin deformiert. IDabelniidiK bleibt Jedöeh die Deformation der lacken, besonders der vier ; ^ Ecken am Boden des inneren Behälters, wegen ihrer f figkeit geringer als die der ebenen Flächen» Hinzu die Kanten -des Innerei* Behälters/ obwohl und gerade well sie: : Im Hinblick aufeine Vergrößerung des Kantenradius beanspruchte werden, einer Dehnung in Längsrichtung erhebliehen Widerstand entgegensetzen· Infolgedessen wirken die vertikalen Kaftfcen,' ' Insbesondere die an dein vier Ecken des Inneren Beliälters zusammen mit (den ϊήί allgemeinen kugelsegmentförmig ausgebildete ■ Ecken am Boden des inneren Behälters als Säulen, die eine f reie ! Deformation dar Übi^geriHFläöhen des TöinerÄ^BeÄS hindern« Df er Folge is£> *a5§S ^entweder erhebliche Innere gen ode^ÄusbBuiianÄehT^l^re^ ■'"""'' ■'■'' Ί~ ^>^: -"'·-'-'■"·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde'y3äiß
INSfgCTEO
-'mi\,: 20186H
Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße
—"■5— ;:- "
schriebenen Nachteile zu vermeiden und einen Behälter für Flüssiggase anzugeben, bei dem Beschädigungen und Zerstörungen des inneren Behälters als Folge großer innerer Spannungen oder Ausbeulungen vermieden werden.
Die Erfindung betrifft einen Behälter für Flüssiggase, bestehend aus einem nachgiebigen inneren Behälter aus tieftemperaturbeständigem Material mit zweidimensional gekrümmten Kanten und dreidimensional gekrümmten Ecken sowie dazwischen angeordneten ebenen Flächen und einer festen äußeren, den inneren Behälter umgebenden Schale sowie zwischen Innerem Behälter und äußerer Schale angeordneter Wärme isolationsschicht. Die Erfindung besteht darin, daß die Wärmeisolationsschicht im Bereich-der Ecken auf der dem inneren Behälter zugewandten Seite Ausnehmungen für die Aufnahme der Ecken Im Boden des mit Flüssiggas gefüllten inneren Behälters aufweist. Erfindungsgemäß soll· also der innere Behälter so ausgebildet sein, daß er in gefülltem Zustand bei niedrigen Temperaturen sich In völlig natürlicher Weise deformieren kann. Der vollständig nachgiebige innere Behälter, der von einer Wärmelsolationsschicht axisreichender Druckfestigkeit gehalten wird und von einer festen äußeren Schale umgeben 1st, kann, ohne daß bedeutende innere Spannungen im Bereich seiner Kanten und Ecken auftreten, frei deformleren, well die dreidimensional gekrümmten Ecken an seinem Boden sich in die Ausnehmungen ^rsMJrmeisolat;ipnsr schicht legen, wenn der innere Behälter In nicht beladenem Zustand bei Normaltemperatur mit Flüssiggas gefüllt wird und da-: bei beim übergang zu tiefen Temperaturen im nicht beladenen Zustand und weiter zum beladenen Zustand bei tiefen Temperaturen Formänderungen
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Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein AusfUhrungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 den horizontalen Schnitt durch einen in ein Tankschiff eingesetzten Behälter für. Flüssiggase,
Fig. 2 einen Schnitt in Richtung II-II durch den Gegenstand nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 5 einen Schnitt in Richtung III-III durch den Gegenstand nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des inneren Behälters,
Fig. 5 einen Ausschnitt des Gegenstandes nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung,
Fig. . 6 die Seitenfläche eines inneren Behälters in schematischer Darstellung.
Der in den Figuren dargestellte Behälter besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einem nachgiebigen inneren Behälter aus tieftemperaturbeständigem Material, wie z.B. Nickelstahl oder nichtrostendem Stahl und einer festen äußeren Schale 1, die den inneren Behälter j5 umgibt und die bei dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel gleichzeitig doppelwandig ausgeführte Außenhaut eines Tankschiffes ist. Zwischen dem inneren Behälter 3 und der äußeren Schale 1 ist eine Wärmeisolationsschicht 2 angeordnet, die aus einem druckfesten Material, wie z.B. hart-
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geschäumtem Polyurethan besteht.
Wie in Fig. 4 dargestellt, besteht der innere Behälter 3 aus nahezu ebenen Flächen j5a und zylindersegmentförmigen Kanten J>h sowie kugelsegmentförmigen Ecken j5o· Seine Wandstärke ist so dimensioniert, daß der innere Behälter 3 als ganzes ausreichende Flexibilität aufweist. ■. |
Die Warmeisolationssehicht 2, die den inneren Behälter 3 trägt, weist Ausnehmungen 2a an den vier Ecken im Boden auf für die Aufnahme der zugeordneten vier Ecken 3c am Boden des inneren Behälters 3* wenn dieser mit Flüssiggas geringer Temperatur gefüllt ist. Die Oberfläche dieser Ausnehmungen 2a geht welch und strakend in diejenige Fläche der Warmeisolationssehicht 2 über, die die übrigen Teile der Bodenfläche des inneren Behälters 3 trägt.
Im Zentrum der Deckplatte des inneren Behälters 3 ist gasdicht der untere Flansch eines festen Schachtes 5 angebracht, dermit Khieblechen 4 ausgesteiftist. Der obere und untere Flansch i dieses festen Schachtes 5 1st außerdem mit der doppelt ausgeführten Außenwand, die als äußere, tragende Schale 1 dient, durch Sockel 6 und 7» die aus wärmeisolierendem Material bestehen, fest verbunden. Zwischen der Außenhaut und dem Schacht ist wärmeisolierendes Material 8 angeordnet, um zu verhindern, daß die Kälte auf direktem Wege von dem inneren Behälter 3 zur äußeren Schale 1 fließt.
Der Schacht 5 dient der Aufnahme von Füllstutzen und Rohren zur Füllung des Inneren Behälters 3- Der Schacht 5 ist mit einem
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nicht dargestellten gasdichten Deckel abgedeckt, durch den die Füllstutzen und Rohre hindurchgeführt sind.
Die Pig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den inneren Behälter 3, der sich in nicht beladenem Zustand bei Normaltemperatur befindet. Dabei ist der im Querschnitt dargestellte innere Behälter 3 durch eine durchgezogene Linie angedeutet. Wird nun Flüssiggas mit niedriger Temperatur in den inneren Behälter eingefüllt, dann wird der innere Behälter 3 infolge des Temperaturunterschiedes ausgehend von den an den Schacht 5 angeschlossenen Flächen 3a deformieren und dabei eine Form annehmen, die durch die Linie 31 dargestellt ist. In diesem Zustand ist der Behälter 3 noch nicht gefüllt, aber bereite auf die niedrige Temperatur des Flüssiggases abgekühlt. Bei weiterer Füllung mit Flüssiggas niedriger Temperatur werden die Kanten 3b des inneren Behälters 3 infolge des von dem Flüssiggas ausgeübten Druckes sich so verformen, wie es durch die gestrichelten Linien 31' dargestellt ist. Dabei wird der Boden des inneren Behälters 3 mit Ausnahme der Ecken 3c nunmehr durch die feste Schale 1 getraaen und sich dabei ziemlich fest an die druckfeste Wärmeisolationsschicht 2 anlegen, als eine Folge des Niedergleitens der Seitenflächen 3a des inneren Behälters 3·
Das soll anhand der Fig. 5 näher erläutert werden. Punkt a der Seitenfläche des inneren Behälters 3 im nicht beladenen Zustand und bei Normaltemperatur entspricht dem Punkt a' der Seitenfläche 3a des inneren Behälters 3 in nicht beladenem Zustand bei niedriger Temperatur und weiter dem Punkt a1' der Seitenfläche 3a des inneren Behälters 3 in beladenem Zustand bei niedriger Temperatur. Das heißt, daß die Seitenfläche 3a
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des inneren Behälters 3 um eine Strecke b vom Punkt a zum Punkt a" herabgleitet und dadurch die zylindrisch ausgebildete Kante 3b des Bodens des inneren Behälters 3 in engem Kontakt zur Wärmeisolationsschicht 2 bringt. Andererseits unterbleibt das beschriebene Herabgleiten der Seitenflächen 3a des inneren Behälters 3 im Bereich der als Kugelsegment ausgebildeten Ecken 3c, die wegen ihrer bedeutend höheren Steifigkeit dem von dem λ eingefüllten Flüssiggas auf die Seitenflächen 3a ausgeübten Druck bedeutend mehr Widerstand entgegensetzen. Deswegen gleitet die Seitenfläche 3a als ganzes so herab, wie das in Fig. 6 dargestellt ist. Angenommen, daß die in Fig. 6 eingezeichnete horizontale Linie -c-d die Lage der Seitenfläche 3a des inneren Behälters 3 in nicht belpdenem Zustsnd bei Normaltemperatur angibt, dann wird der größte Teil dieser horizontalen Linie c-d sich absenken bis auf die Linie e-f. Im Bereich der Punkte c und d findet jedoch kaum eine Absenkung statt, weil die Ecken 3c sich nicht ausdehnen, wie oben beschrieben. Deshalb wird die horizontale Linie c-d in eine Form entsprechend der Kurve c-d-e-f gezwungen. Bei der derartigen Deformation können aber die Seitenwände 3a nicht eben bleiben, es treten im Be- (| reich der Punkte e und f oder im Bereich der zylindersegmentförmigen Kanten 3b, die sich senkrecht von den festen Ecken 3o erstrecken. Beulungen und Knickungen auf. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können derartige Erscheinungen vermieden werden, ,und der innere Behälter 3 kann sich so deformieren, daß große innere Spannungen oder Beulungen nicht auftreten.
Das erläutert insbesondere die Fig. 3, die einen Schnitt durch eine Ecke 3c am Boden des inneren Behälters 3 zeigt» Dabei ist die Form des inneren Behälters 3 in nicht beladenem Zustand
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bei Normaltemperatur durch eine ausgezogene Linie angegeben. Zu Beginn des Einfüllens des Flüssiggases nimmt der innere Behälter 5 in nicht beladenem Zustand aber bei niedriger Temperatur eine Form entsprechend der strichpunktierten Linie 3f an. Bei weiterer Füllung mit Flüssiggas nimmt die feste Ecke 3'o, die wegen ihrer beträchtlichen Steifigkeit infolge des vom Flüssiggas ausgeübten Druckes nicht verformt wird und zusätzlich durch die in senkrechter Richtung verlaufende Kante 3b gehalten wird, eine Lage 3'b ein, wie das durch gestrichelte Linie dargestellt ist. Dabei gleitet die Seitenfläche J>& dea inneren Behälters ? herab und die feste Ecke 3"c legt sich in die in der Wärmeisolationsschicht 2 angeordnete Ausnehmung 2a. Es wird auf diese Weise eine sehr gleichmäßige und natürliche Deformation des gesamten inneren Behälters J5 erreicht und gleichzeitig das Auftreten von größeren inneren Spannungen sowie auch das Auftreten von Beulungen, insbesondere im Bereich der Kanten ?b, vermieden.
Patentansprüche
009849/127 1

Claims (2)

  1. 20186H
    Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße
    Patentansprüche
    ( 1^/Behälter für Flüssiggase bestehend aus einem nachgiebigen inneren Behälter aus tieftemperaturbeständigem Material mit zweidimensional gekrümmten Kanten und dreidimensional gekrümmten Ecken sowie dazwischen angeordneten ebenen Flächen und einer festen äußeren, den inneren Behälter umgebenden Schale sowie zwischen innerem Behälter und äußerer Sohale angeordneter Wärmeisolationsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolationsschicht (2) im Bereich der Ecken auf der dem Inneren Behälter (3) zugewandten Seite Ausnehmungen (2a) für die Aufnahme der Ecken (jjo) im Boden des mit Flüssiggas gefüllten inneren Behälters (3) aufweist.
  2. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensional gekrümmten Ecken (3<Ü gegenüber den übrigen Teilen des inneren Behälters (3) verstärkt ausgeführt sind.
    PAe Dr.Andrejewski,Dr.Honke
    OQ 9849/1271
    AO
    L e e r s e ί t e
DE19702018614 1969-05-01 1970-04-17 Behälter für Flüssiggase Withdrawn DE2018614A1 (de)

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