DE2018614C - Behalter fur tiefsiedende Flüssiggase - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Behälter für tief- der von einer WärmeisalaUonsschicht ausreichender

siedende Flüssiggase, die bei Atmosphärendruck in Druckfestigkeit gehalten wird und von einer festen

flüssiger Phase haltbar sind, wie z. B, Methaii, Sauer- äußeren Schale umgeben ist, kann, ohne dall ne-

stoff und ähnliche Gase. Derartige Behälter sind in deutende innere Spannungen im Bereich seiner

verschiedenen Ausführungsformen bekannt, ins- 5 Kanten und Ecken auftreten, frei deformieren, weil

besondere sind solche bekannt, die aus einer äußeren, die dreidimensional gekrümmten Ecken an seinem

tragenden Schale und einem nachgiebigen innerer. Boden sich in die Ausnehmungen der Warmeisola-

Behälter bestehen, wobei Schale und Behälter durch tionsschicht legen, wenn der innere Behälter mit

eine Wärmeisolationsschicht voneinander getrennt Flüssiggas gefüllt wird und dabei beim Übergang zu

sind. Gewöhnlich weist bei derartigen Behältern für io tiefen Temperaturen im nicht beladenen Zustand

Flüssiggase der innere Behälter eine dünne, film- und weiter zum beladenen Zustand bei tiefen Tem-

artige Struktur auf, damit Deformationen, die infolge peraturen Formänderungen auftreten.

Temperaturwechsels und Belastung auftreten, sich Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer

ohne weiteres ausbilden können. Im Bereich der ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung er-

Kenten des inneren Behälters, an denen beispiels- 15 läutert; es zeigt

weise zwei Seitenwände zusammentreffen, oder der Fig. 1 einen horizontalen Schnitt durch einen in

Ecken, an denen Seitenwände und Boden zusammen- ein Tankschiff eingesetzten Behälter für Flüssiggase,

treffen, ist die Ste.:^r'gkeit jedoch erheblich höher als F i g. 2 einen Schnitt in Richtung H-II durch den

im Bereich der ebeiren Flächen. Zu Beginn des Ein- Gegenstand nach Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

füllens des Flüssiggases in den inneren Behälter wer- ao Fig. 3 einen Schnitt in Richtung IH-III durch den

den sich nicht nur die Kanten und Ecken, sondern Gegenstand nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung,

auch die ebenen Flächen des inneren Behälters in- F i g. 4 eine oerspektivische Darstellung des inneren

folge des Temperaiurwechsels deformieren. Bei wei- Behälters.

terer Füllung des Behälters werden dann insbeson- Fig. 5 einen Ausschnitt^ des Gegenstandes nach

dere die ebenen Flächen des inneren Behälters unter as F i g. 2 in vergrößerter Darstellung und

der Wirkung des von dem Flüssiggas ausgeübten Fig. 6 die Seitenfläche des inneren Behälter?, in

Druckes in komplizierter Weise weiterhin deformiert. schematischer Darstellung. Dabei bleibt jedoch die Deformation der Ecken, Der Behälter b.3teht in seinem grundsätzlichen

besonders der vier Ecken am Boden des inneren Be- Aufbau aus einem nachgiebigen inneren Behälter 3

hülters, wegen ihrer großen Steifit'.eit geringer als 30 aus tieftemperaturbeständigem Material, wie z. B.

die der ebenen Flächen. Hiozu kommt, daß die Nickelstahl oder nichtrostendem Stahl, und einer

Kanten des inneren Behälters, obwi ,il und gerade festen äußeren Schalet, die den inneren Behälter 3

weil sie im Hinblick auf eine Vergrößerung des umgibt und die bei dem dargestellten Ausführungs-

Kantenradius beansprucht werden, einer Dehnung in beispiel zugleich die doppelwandig ausgeführte Längsrichtung erheblichen Widerstand entgegen- 35 Außenhaut eines Tankschiffes ist. Zwischen dem

setzen. Infolgedessen wirken die vertikalen Kanten, inneren Behälter 3 und der äußere ) Schale 1 ist eine

insbesondere die an den vier Ecken des inneren Be- Wärmeisolationsschicht 2 angeordnet, die aus einem

hälters, zusammen mit den im allgemeinen kugel- druckfesten Material, wie z. B. hartgeschäumtem

segmentförmig ausgebildeten Ecken am Boden des Polyurethan, besteht.

inneren Behälters als Säulen, die eine freie Deforma- 40 Wit: in Fig. 4 dargestellt ist, besteht der innere

tion der übrigen Flächen des inneren Behälters ver- Behälter 3 aus nah u ebenen Flächen 3a und zylin-

hindern. Die Folge ist, daß entweder erhebliche dersegmentförmigen Kanten 3 b sowie kugelsegment-

inncre Spannungen oder Ausbeulungen auftreten. förmigen Ecken 3c. Seine Wandstärke ist so dimen-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die ein- sioniert, daß der innere Behälter 3 als ganzes ausgangs beschriebdien Nachteile zu vermeiden und 45 reichende Flexibilität aufweist,
einen Behälter für Flüssiggase anzugeben, bei dem Die Wärmcisolationsschicht 2, die den inneren Beschädigungen und Zerstörungen des inneren Be- Behälter 3 trägt, weist Ausnehmungen la an den hälters als Folge großer innerer Spannungen oder vier Lckcn im Boden auf, um die zugeordneten vier Ausbeulungen vermieden werden. Ecken ic am Boden des inneren Behälters 3 aufzu-

Üie Erfindung betrifft einen Behälter für tief- so nehmen, wenn dieser mit Flüssiggas gefüllt ist. Die

siedende Flüssiggase, bestehend jus jinem nachgiebi- Oberfläche dieser Ausnehmungen la geht weich und

gen inneren Behalter aus tieftemperaturbeständigem streckend in diejenige Fläche der Wärmeisolations-

Material mit zweidimensional gekrümmten Kanten schicht 2 über, die die übrigen Teile der Bodenfläche

lind dreidimensional gekrümmten Ecken sowie da- des inneren Bchüllers 3 trägt.

zwischen angeordneten ebenen Flächen und einer 55 Im/enirum der Deckplatte des inneren Bc' lters3

festen äußeren, den inneren Behälter umgebenden ist gasdicht der unlere Flansch eines festen nach-

Sehale sowie einer zwischen dem inneren Behälter tesi angebracht, der mit Knieblechen4 aussteift

und der Hußeren Schale angeordneten druefcfesten ist. Der obette und untere Flansch dieses festen

Wärmcisolationsschicht, auf der sich der gefüllte Schachtes 5 sind außerdem mit der doppelt ausge-

innere Behälter abstützt. Die Erfindung besteht darin, 60 führten Außenwand, die als äußere, tragende Schalet

daß die Wärmeisolationsschicht im Bereich der dient, durch Sockel θ und 7, die aus wirmeisotieren·

Ecken im Boden streckend in diesen übergehende dem Material bestehe», fest verbunden. Zwischen der Ausnehmungen aufweist, welch« die Ecken des ge- Außenhaut und dem Schacht S ist wärmeisolierendes

füllten inneren Behälters aufnehmen. Material 8 angeordnet, um zu verhindern, da0 die

Erflndungsgcmäß soll also der innere Behalter so i$ Kälte auf direktem Wege von dem inneren Behälter 3

ausgebildet sein, daß er in gefülltem Zustand bei zur äußeren Schale 1 fließt,

niedrigen Temperaturen sich in natürlicher Weise Der 'ehacht 5 dient der Aufnahme von Füllstutzen

dfe kunn. Der nachgiebige innere Behälter, und RJiren zur Füllung des inneren Behälters 3. Der

Ichacht 5 ist mit einem nicht dargestellten gasdichten peckel abgedeckt, durch den die Füllstutzen und Rohre hmdurchgeführt sind.

F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch den inneren Behälter 3, der sich in nicht beladenem Zustand bei Normaltemperatur befindet. Dabei ist der innere Behälter 3 durrh eine durchgezogene Linie angedeutet. Wird nun Flüssiggas mit niedriger Temperatur in den inneren Behälter 3 eingefüllt, dann wird sich der innere Behälter 3 infolge des Temperaturunterschiedes, ausgehend von den an den Schacht 5 angeschlossenen Flächen 3 a, deformieren und dabei eine Form annehmen, die durch die Linie 3' dargestellt ist. In diesem Zustand ist der Behälter 3 noch nicht gefüllt, aber bereits auf die niedrige Temperatur des Flüssiggases abgekühlt. Bei weiterer Füllung mit Flüssiggas niedriger Temperatur werden die Kanten b des inneren Behälters 3 infolge des von dem Flüssiggas ausgeübten Druckes sich so verformen, wie es durch die gestrichelten Linien 3" dargestellt ist. Dabei wird der Boden des inneren Behälters 3 mit Ausnahme der Ecken 3c nunmehr durch die äußere Schale 1 getragen und sich dabei ziemlich fest an die druckfeste Wärmeisolationsschicht 2 anlegen, als eine Folge des Niedergleitens der Flächen a des inneren Behälters 3.

Das soll an Hand der F i g. 5 näher erläutert werden. Punkt α der Seitenfläche des inneren Behälters 3 im nicht beladenen Zustand und bei Normaltemperatur entspricht dem Punkt d der Fläche 3 a des inneren Behälters 3 in nicht beladenem Zustand bei niedriger Temperatur und weiter dem Punkt a" der Seitenfläche des inneren Behälters 3 in beladenem Zustand bei niedriger Temperatur. Das heißt, daß die Fläche 3 a des inneren Behälters 3 um eine Strecke b vom Punkt j zum Punkt a" herabgleitet und dadurch die zylindrisch ausgebildete Kante 3b des Bodens des inneren Behälters 3 in engen Kontakt zu» Wärmeisolationsschicht 2 bringt. Andererseits unterbleibt das l-.erabgleiten der Seitenflächen des inneren Behälters 3 im Bereich der als Kugelsegment ausgebildeten Ecken 3<, die wegen ihrer bedeutend höheren Steifigkeit dem von dem eingefüllten Flüssiggas auf die Flächen 3a ausgeübten Druck bedeutend mehr Widerstand entgegensetzen. Deswegen gleitet die Seitenfläche als ganzes so herab, wie das in F i g. dargestellt ist. Angenommen, daß die in F i g. 6 eingezeichnete horizontale Linie c-d die Lage der Fläche 3a des inneren Behälters 3 in nicht beladenem Zustand bei Norr.taltemperatur angibt, dann wird der größte Teil dieser horizontalen Linie c-d sich absenken bis auf lic Linie e-f. Im Bereich der Punkte c und d findet jedoch kaum eine Absenkung statt, weil die Ecken ic sich nicht ausdehnen. Deshalb wird die horizontale Linie c-<i in eine I orm entsprechend der Kurve c-e-f'd gezwungen. Bei einer derartigen Deformation können aber die SeiienwUnde nicht eben bleiben, es treten im Bereich der Punkte c und / oder im Bereich der zyltndersegroentfürmigen Kanten 3/), die sich senkrecht von den festen Ecken 3 c erstrekken, Beuiungen und Knickungen auf. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung können derartige Erscheinungen vermieden werden, und der innere Behälter i kann sich so deformieren, daß große innere Spannungen oder Beulungen nicht auftreten, ίο Das erläutert insbesondere Fig. 3, die einen Schnitt durch eine Ecke3c am Boden des inneren Behälters 3 zeigt. Dabei ist die Form des inneren Behälters 3 in nicht beladenem Zustand bei Normaltemperatur durch eine ausgezogene Linie angegeben. »5 Zu Beginn des Einfüllens des Flüssiggases nimmt der innere Behälter 3 in nicht belacienem Zustand, aber bei niedriger Temperatur eine Form entsprechend der strichpunktierten Linie 3' an. Bei weiterer Füllung mit Flüssiggas nimm, di. feste Ecke 3c', die so 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 3c" ein, wie das gestrichelt dargestellt ist. Dabei gleitet as die Seitenfläche des inneren Behälters 3 herab, und die feste Ecke legt sich in die in der Wärmeisolationsschicht 2 angeordnete Ausnehmung 2 a. Es wird auf diese Weise eine gleichmäßige und naturliche Deformation des gesamten inneren Behälters 3 erreicht und gleichzeitig das Auftreten von größeren inneren Spannungen sowie auch das Auftreten von Beulungen, insbesondere im Bereich der Kanten 3 b, vermieden.

SS

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Behälter für tiefsiedende 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 einer zwischen dem inneren Behälter und der äußeren Schale angeordneten druckfesten Wärmeisolationsschicht, auf der sich der gefüll·'e innere Behälter abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeisolationsschicht (2) im Bereich der Ecken im Boden strekkenrt in diesen übergehende Ausnehmungen (2 a) aufweist, welche die Ecken (3c) des gefüllten inneren Behalten (3) aufnehmen (Fig. 3).
2. 2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dreidimensional gekrümmten F'cken \ic) gegenüber den übrigen Teiicn des inneren Behälters (3) verstärkt ausgeführt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnung«