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Die Erfindung betrifft einen Gefahrgutbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind Behälter für Lagerung und Transport von Gefahrgut, beispielsweise von toxischen Chemikalien bekannt. Solche Behälter umfassen zumeist einen Außenbehälter und einen von dem Außenbehälter umschlossenen Innenbehälter zum Aufnehmen des Gefahrguts in einem vom Innenbehälter umschlossenen Laderaum. Der Außenbehälter dient vor allem dazu, den Innenbehälter vor unmittelbaren mechanischen Einwirkungen zu schützen. Der Innenbehälter hat die Funktion, das Gefahrgut sicher einzuschließen und z. B. ein Entweichen von Dämpfen in die Umgebung zu verhindern. Insbesondere bei Behältern zum Aufnehmen von temperaturempfindliche Gefahrgütern oder Gefahrstoffen kann zwischen dem Außen- und dem Innenbehälter zusätzlich eine thermische Isolierung vorgesehen sein, um Temperaturschwankungen im Laderaum zu minimieren.
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Solche Behälter sind jedoch nicht für eine sichere Lagerung oder für einen sicheren Transport von Gefahrgütern wie beispielsweise gebrauchten oder beschädigten chemischen oder elektrochemischen Energiespeichern für Kraftfahrzeuge ausgelegt, bei denen stets die Gefahr eines plötzlichen Abbrennens oder einer plötzlichen Explosion besteht. Bekannte Behälter können durch eine solche Explosion stark beschädigt werden, wobei Gefahrstoffe in die Umgebung gelangen können. Dies birgt insbesondere bei einer Beförderung im öffentlichen Verkehr ein großes Gefahrpotential.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Gefahrgutbehälter zu entwickeln, der einen kontrollierten Abbrand von brennbarem oder explosivem Gefahrgut, das im Behälter gelagert oder transportiert wird, zulässt und dabei ein Austreten von Gefahrstoffen in die Umgebung so effektiv wie möglich unterbindet.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Gefahrgutbehälter nach Anspruch 1. Spezielle Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Vorgeschlagen wird also ein Gefahrgutbehälter, umfassend einen Außenbehälter, einen von dem Außenbehälter umschlossenen Innenbehälter, der einen Laderaum umschließt, und eine zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter oder an einer Innenseite des Innenbehälters angeordnete feuerfeste Isolierung. Der Gefahrgutbehälter weist eine Überdruckleitung und ein in der Überdruckleitung angeordnetes Überdruckventil auf, wobei die Überdruckleitung den Laderaum mit einer Außenwand des Außenbehälters verbindet.
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Dadurch, dass der Gefahrgutbehälter eine Überdruckleitung und ein in der Überdruckleitung angeordnetes Überdruckventil aufweist, wobei die Überdruckleitung den Laderaum mit einer Außenwand des Außenbehälters verbindet, kann ein z. B. bei einer plötzlichen Explosion bei einem plötzlichen Brand im Laderaum entstehender hoher Druck in kontrollierter Weise über die Überdruckleitung an die Umgebung abgegeben werden. Eine infolge der Explosion oder infolge des Brandes von innen auf den Innenbehälter und/oder den Außenbehälter ausgeübte Kraft wird dadurch effektiv reduziert, so dass eine Beschädigung des Innenbehälters und/oder des Außenbehälters minimiert und ein Austreten von Gefahrstoffen an die Umgebung verhindert werden.
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Die Überdruckleitung verbindet also den Laderaum mit einer Umgebung des Behälters. Die Überdruckleitung und das Überdruckventil sind eingerichtet, eine Fluidverbindung zwischen dem Laderaum und der Umgebung herzustellen, wenn eine Druckdifferenz zwischen dem Laderaum und der Umgebung einen Schwellwert überschreitet. Dieser Schwellwert kann z. B. mindestens 2 bar, mindestens 5 bar, mindestens 10 bar oder mindestens 20 bar betragen. Solange die Druckdifferenz kleiner ist als der Schwellwert, schließt das Überdruckventil den Laderaum sicher ab, so dass z. B. keine gasförmigen Stoffe aus dem Laderaum in die Umgebung entweichen können.
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Der Gefahrgutbehälter kann z. B. für Lagerung und/oder Transport von gebrauchten oder beschädigten chemischen oder elektrochemischen Energiespeichern, insbesondere solchen zum Antrieb von wenigstens elektrisch getriebenen Kraftfahrzeugen ausgebildet sein. So kann der Laderaum ein Volumen von wenigstens 0,5 m3 oder von wenigstens 1 m3 haben.
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Vorzugsweise ist der Außenbehälter eingerichtet, den Innenbehälter vollständig zu umschließen, so dass der Innenbehälter von außen nicht zugänglich ist und nicht beschädigt werden kann. Ebenso ist der Innenbehälter eingerichtet, den Laderaum hermetisch abzuschließen, so dass keine flüssigen oder gasförmigen Stoffe aus dem Laderaum entweichen können. Die feuerfeste Isolierung kann den Innenbehälter zu wenigstens 90 Prozent, vorzugsweise vollständig umschließen und dient dazu, eine Wärmeentwicklung im Fall eines Brandes oder einer Explosion im Laderaum einzudämmen und ein Entflammen des Außenbehälters zu verhindern. Die Isolierung kann den Innenbehälter an der Innenseite vollständig oder möglichst vollständig auskleiden, z. B. zu wenigstens 90 Prozent. Ein Schmelzpunkt eines Materials, aus dem die feuerfeste Isolierung gebildet ist, kann größer sein als 1200°C, größer als 1500°C oder größer als 2000°C. Die Isolierung ist also vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie einer Temperatur von 1000°C dauerhaft standhält. Höheren Temperaturen, die beispielsweise bei einem Abbrand oder bei einer Verpuffung im Laderaum entstehen können, kann die Isolierung wenigstens temporär standhalten.
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Bei einer besonders sicheren Ausführungsform ist der Innenbehälter ganz oder mindestens teilweise aus Edelstahl gebildet. Eine Wandstärke des Innenbehälters kann mindestens 2 mm, mindestens 5 mm oder mindestens 10 mm betragen. Edelstahl hat eine besonders hohe Festigkeit und ist chemisch wenig reaktiv, so dass ein Entweichen von flüssigen oder gasförmigen Gefahrstoffen aus dem Laderaum in die Umgebung effektiv verhindert wird.
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Es kann zusätzlich eine im Laderaum angeordnete Wanne zum Auffangen von Flüssigkeit vorgesehen sein. Dadurch kann der Innenbehälter zusätzlich vor starken Säuren geschützt werden, die aus dem im Laderaum gelagerten Gefahrgut austreten können. Ein Rand der Wanne kann eine Höhe von wenigstens 5 cm oder von wenigstens 10 cm haben. Auch die Wanne kann aus Edelstahl gebildet sein. Die Wanne kann in den Laderaum einsetzbar und aus dem Laderaum entnehmbar sein. Zum Auffangen von Flüssigkeit kann die Wanne bündig mit einem Absorbermaterial ausgekleidet sein.
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Der Außenbehälter kann eine Hohlräume aufweisende thermoplastische Kunststoffschicht umfassen, die an einer Außenseite glasfaserverstärkt ist und/oder mit einer glasfaserverstärkten Schicht verkleidet ist. Auch an einer Innenseite kann die Kunststoffschicht glasfaserverstärkt sein und/oder eine glasfaserverstärkte Schicht aufweisen. Die Hohlräume können mindestens 40 Prozent, mindestens 50 Prozent oder mindestens 60 Prozent eines Volumens der Kunststoffschicht umfassen. Die Kunststoffschicht kann z. B. aus Polypropylen gebildet sein. Die Schicht kann senkrecht zur Außen- und zur Innenseite angeordnete Streben aufweisen, die eine Wabenstruktur bilden. Eine derartige Kunststoffschicht hat ein niedriges Gewicht, ist günstig herstellbar und weist eine gute Elastizität auf. Zudem gewährleistet sie zusätzlich eine gute thermische Isolierung.
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Die Isolierung kann eine keramische Schicht und/oder eine Vakuumdämmschicht und/oder eine Brandschutzmatte umfassen. Derartige Schichten sind besonders hitzebeständig und gewährleisten zusätzlich eine gute thermische Isolierung zwischen dem Innen- und dem Außenbehälter.
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Zum Beladen und Entladen des Behälters kann wenigstens eine Seitenwand des Behälters abklappbar sein, so dass der Laderaum bei abgeklappter Seitenwand von der Seite beladbar ist. Die Klappe kann in diesem Fall wenigstens einen Teil einer Seitenwand des Außenbehälters, wenigstens einen Teil der Isolierung und wenigstens einen Teil einer Seitenwand des Innenbehälters umfassen. Eine Drehachse der Klappe kann in einer Bodenebene des Behälters liegen, so dass die Klappe im abgeklappten Zustand eine Verlängerung eines Behälterbodens bildet. So kann der Behälter z. B. bequem mittels eines Gabelstaplers beladen werden. Zusätzlich oder alternativ kann der Behälter an einer Oberseite des Behälters einen Deckel aufweisen, so dass der Laderaum bei geöffnetem Deckel von oben beladbar ist.
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Zum Stabilisieren des Gefahrguts im Laderaum können im Laderaum feuerfeste Gurte, Ketten, Haken oder Netze vorgesehen sein. Diese sind vorzugsweise an einer Innenseite des Innenbehälters befestigbar.
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Der Behälter kann zum Stabilisieren des Gefahrguts im Laderaum zusätzlich wenigstens einen in den Laderaum einsetzbaren und aus dem Laderaum entnehmbaren feuerfesten Füllkörper aufweisen. Dieser kann an eine Form des Gefahrguts, wie beispielsweise eine Form eines bestimmten Batterietyps, und an eine Form des Laderaums angepasst sein. Der Füllkörper ist besonders flexibel einsetzbar, wenn er eine Vielzahl von Teilkörpern umfasst. Die Teilkörper können ineinander einsteckbar oder in sonstiger Weise leicht zusammenfügbar und wieder trennbar sein. Z. B. können Oberflächen der Teilkörper teilweise als Klettverschluss ausgebildet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Gefahrgutbehälters ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anhand der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
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1 einen Schnitt durch einen Gefahrgutbehälter, der einen Außenbehälter, einen Innenbehälter, eine zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbehälter angeordnete Isolierung sowie eine Überdruckleitung mit einem Überdruckventil aufweist,
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2 eine perspektivische Ansicht des Gefahrgutbehälters aus 1, wobei ein Deckel und eine Klappe des Behälters aufgeklappt sind und der Behälter mit einer Batterie beladen ist und
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3 den Behälter aus 1 in einer Seitenansicht, wobei ein Beladen des Behälters von oben oder von der Seite illustriert ist.
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1 zeigt einen Schnitt durch einen quaderförmigen Gefahrgutbehälter 1 zum Lagern und Transportieren von gebrauchten oder beschädigten Batterien für Elektrofahrzeuge. Der Behälter 1 hat eine Länge 2 von 2 m, eine Höhe 3 von 0,5 m sowie eine hier nicht dargestellte Tiefe von 1 m und umfasst einen Außenbehälter 4 sowie einen von dem Außenbehälter 4 vollständig eingeschlossenen Innenbehälter 5.
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Der Außenbehälter 4 ist aus einer Kunststoffverbundschicht 7 gebildet. Ein Ausschnitt 21 der Kunststoffverbundschicht 7 ist in 1 vergrößert dargestellt. Eine äußere Deckschicht 22 und eine innere Deckschicht 23 der Kunststoffverbundschicht 7 sind jeweils glasfaserverstärkt und schließen einen aus Polypropylen-Verstrebungen 24 gebildeten Wabenkern 25 mit wabenförmigen Hohlräumen 26 ein, wobei die Hohlräume 26 mehr als 50 Prozent eines Volumens der Kunststoffverbundschicht 7 umfassen. Die Kunststoffverbundschicht 7 schützt den Innenbehälter 5 vor mechanischen Einwirkungen und isoliert ihn thermisch gegenüber einer Umgebung des Behälters 1. Der Innenbehälter 5 ist aus 5 mm dickem Edelstahl gebildet und schließt einen Laderaum 8 mit einem Volumen von etwas weniger als 1 m3 ein. Zwischen dem Innenbehälter 5 und dem Außenbehälter 4 befindet sich eine den Innenbehälter umschließende feuerfeste Isolierung 6 aus Keramik mit einem Schmelzpunkt, der oberhalb einer Temperatur von 1500°C liegt. Bei alternativen Ausführungsformen des Behälters 1 kann die Isolierung z. B. auch eine Vakuumdämmschicht aus feuerfestem Material oder eine Brandschutzmatte umfassen. Anders als hier dargestellt kann die Isolierung 6 auch an einer Innenseite des Innenbehälters 5 angeordnet sein und den Innenbehälter an der Innenseite vollständig oder beinahe vollständig auskleiden.
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Eine Überdruckleitung 10 greift durch die Isolierung 6 hindurch und verbindet den Laderaum 8 mit der Umgebung. Bei abgewandelten Ausführungsformen des Behälters 1 kann die Überdruckleitung 10 z. B. als Siphon ausgebildet sein. In der Überdruckleitung 10 befindet sich ein Überdruckventil 11, das den Laderaum 8 hermetisch von der Umgebung des Behälters 1 abschließt, solange eine Druckdifferenz zwischen einem Umgebungsdruck und einem Druck im Laderaum 8 kleiner ist als ein Schwellwert von 2 bar. Damit können keine Gase oder Flüssigkeiten aus dem Laderaum 8 entweichen. Entsteht zwischen dem Laderaum 8 und der Umgebung z. B. infolge einer Explosion von im Laderaum 8 gelagertem Gefahrgut eine Druckdifferenz, die größer ist als der Schwellwert von 2 bar, so öffnet das Überdruckventil 11, so dass der Überdruck im Laderaum 8 kontrolliert abgebaut wird. Eine Beschädigung des Behälters 1, die ein unkontrolliertes Entweichen von Gefahrstoffen in die Umgebung mit entsprechend nachteiligen Wirkungen für Transportpersonal und Umwelt zur Folge haben kann, wird dadurch verhindert.
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Behälters 1 aus 1, wobei ein Deckel 12 an einer Oberseite des Behälters 1 und eine Seitenwand des Behälters 1, die eine Klappe 13 bildet, jeweils aufgeklappt bzw. abgeklappt sind, so dass der Laderaum 8 zum Beladen oder Entladen des Behälters 1 von außen zugänglich ist. Hier und im Folgenden sind wiederkehrende Merkmale jeweils mit identischen Bezugszeichen versehen. Die Klappe 13 erstreckt sich in der hier gezeigten aufgeklappten Stellung in Verlängerung eines Bodens 14 des Laderaums 8, so dass der Laderaum 8 bequem von der Seite beladbar und entladbar ist. Auf dem Boden 14 sind zwei Leisten 15 angeordnet, auf denen eine Lithiumionen-Batterie 16 gelagert ist. 2 zeigt ferner zwei Füllkörper 18 aus feuerfestem Material, die in den Laderaum 8 einsetzbar und aus dem Laderaum 8 entnehmbar sind. Die Füllkörper 18 dienen zur Stabilisierung der Lithiumionen-Batterie 16 während eines Transports. Zu diesem Zweck sind die Füllkörper 18 derart geformt, dass sie einen Hohlraum zwischen der Lithiumionen-Batterie 16 und Innenwänden des Innenbehälters 5 ausfüllen und damit ein Verrutschen der Batterie 16 innerhalb des Laderaums 8 beim Transport verhindern. Hier nicht explizit dargestellt sind feuerfeste Gurte, die an den Innenwänden des Innenbehälters 5 befestigt sind und mit denen die Batterie 16 zusätzlich im Laderaum 8 arretierbar ist.
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Hier bildet der Innenbehälter 5 eine Wanne mit etwas weniger als 50 cm hohen Seitenwänden, die eingerichtet ist, aus der Batterie 16 entweichende säurehaltige Flüssigkeit aufzufangen. Bei alternativen Ausführungsformen kann der Behälter 1 eine weitere Wanne zum Auffangen von Flüssigkeit aufweisen, die zusätzlich in den Laderaum 8 einsetzbar und aus dem Laderaum 8 entnehmbar ist.
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3 zeigt den Behälter 1 in einer Seitenansicht, wobei der Deckel 12 und die Klappe 13 wiederum jeweils in einer aufgeklappten Stellung dargestellt sind. In der aufgeklappten Stellung des Deckels 12 kann die Batterie 16 mittels eines Krans 19 von oben in den Laderaum 8 gehoben werden. Ebenso erlauben die seitlich abklappbare Klappe 13 und die Leisten 15 ein bequemes Beladen des Behälters 1 mittels eines Gabelstaplers 20, wie in 3 gezeigt.
