DE2048071A1

DE2048071A1 - Isolierter Lagerbehalter von er hohter Kapazität mit einer aufgehängten isolierten Decke

Info

Publication number: DE2048071A1
Application number: DE19702048071
Authority: DE
Inventors: Merwin Bailey Homewood 111 Cl app (VStA)
Original assignee: Chicago Bridge and Iron Co
Current assignee: Chicago Bridge and Iron Co
Priority date: 1969-10-10
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1971-04-22
Also published as: JPS5322283B1; FR2065114A5; GB1294576A; US3612332A; NL140957B; NL7014363A

Description

Dr. ing. E. BERKENFELD · Dipl.-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage · . Aktenzeichen

zur Eingabe vom 28. September 1970 vA/ZNamedAnm. Chicago Bridge & Iron

Company-

Isolierter Lagerbehälter von erhöhter Kapazität mit einer aufgehängten isolierten Decke

Die Erfindung betrifft Lagerbehälter, bei welchen Wärmezunahme oder Wärmeverlüst vermieden und die Kosten verringert werden sollen. Die Erfindung betrifft insbesondere Einrichtungen zum Erhöhen der Lagerkapazität ohne Zunahme der Größe eines isolierten Lagerbehälters zum Lagern von Flüssigkeit bei niedrigen Temperaturen, wie zum Beispiel von verflüssigten Gasen, die etwa unter Atmosphärendruck oder etwas oberhalb des Atmosphärendrucks gelagert werden.

Ein üblicher Behälter zum Lagern von verflüssigten Gasen etwa unter atmosphärischem Druck oder etwas darüber besteht aus einem Metallmantel, der einen im wesentlichen ebenen Metallboden, eine im wesentlichen senkrechte, gewöhnlich zylindrische Wand und ein Metalldach aufweist, das im allgemeinen in Form eines konischen Teils geneigt oder in Form eines gewölbten Daches ausgebildet ist, welches durch die Wand abgestützt wird. Der Boden ruht auf einer isolierten Basis und die Wand ist auf der Außenseite isoliert. Gewöhnlich ist auch das Dach auf der Außenseite isoliert.

Die Isolierung des Daches ist kostspielig, weil es schwierig ist, die Isolierung entsprechend dem Umriß des Daches zu formen und dieselbe wasserdicht zu machen. Dieses Problem wird durch einen verbesserten isolierten Behälter gemäß der amerikanischen iatentschrift 3.352.443 gelöst, welche die Isolierung des Daches eliminiert und eine an der Innenseite des nicht-iso—

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lierten Daches aufgehängte isolierte Decke vorsieht. Die aufgehängte isolierte Decke hängt von dem geneigten Metalldach herab und erstreckt sich annähernd in Berührung mit der Metallwand, U31 dadurch einen vollständig isolierten Lagerraum zu bilden.

Obwohl der Lagerbehälter mit einer aufgehängten isolierten Dekke gewisse Ersparnisse bei der Konstruktion ergibt, ist zwischen der aufgehängten Decke und dem Dach ein beträchtlicher Raum vorhanden, der nicht ausgenützt wird. Wenn ein Behälter von 4erhöhter Lagerkapazität mit einer aufgehängten inneren isolierten Decke gebaut werden könnte, ohne die äußeren Abmessungen des Behälters zu vergrößern, würde ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil erzielt.

Ein verbesserter umschlossener und/oder isolierter Lagerbehälter ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch einen Metall«» mantel, der aus einem isolierten Metallboden, einer isolierten Metallwand und einem geneigten Metalldach besteht, durch einen Metallverkleidungsteil, der sich etwa von einem oberen Teil der Wand nach innen und oben erstreckt und der im Abstand vom Dach endet, durch eine isolierte Decke, die an der Innenseite des Daches aufgehängt ist und deren Umfang an die innere Umfangskante des Verkleidungsteils angrenzt und an dieselbe angepaßt ist, sowie durch eine Isolierung zwischen dem Verkleidungsteil und dem Dach.

Der Metallverkleidungsteil besteht aus einer nach oben und innen gerichteten Verlängerung der Metallwand undkebt die Höhe, bis zu welcher eine Flüssigkeit im Behälter gelagert werden kann, ganz wesentlich über das Niveau, bis zu welchem die Flüssigkeit gelagert werden kann, wenn die Metallwand nicht mit einer solchen inneren Verlängerung versehen ist. Der Metallverkleidungsteil kann in mancher Hinsicht als ein teilweises inneres Dach angesehen werden, da derselbe dem allgemeinen Umriß des Daches mehr oder weniger folgt, um dadurch zwischen sich und dem Dach einen Raum vorzusehen, der isoliermaterial aufnimmt und an seinem Platz hält. Die aufgehängte isolierte Decke

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nimmt jedoch noch immer einen wesentlichen Teil der Fläche quer zum oberen Teil des Behälters ein, die gegen den Austritt von Wärme isoliert werden muß, damit die Temperatur einer gelagerten Flüssigkeit überwacht werden kann. Ein Behälter, der unter Verwendung der Kombination von Metallverkleidungsteil und aufgehängter isolierter Decke gebaut ist, weist zehn bis fünfzehn Prozent mehr ausnützbare Lagerkapazität auf als ein ähnlicher Behälter mit dem gleichen Metallmantel, aber ohne den Metallverkleidungsteil, und bei welchem der Umfang der aufgehängten Decke mit der Wand in Berührung steht.

Der im Behälter verwendete Verkleidungsteil kann irgendeine entsprechende Form aufweisen und aus einem oder mehreren Teilen bestehen. Der Verkleidungsteil wird zweckmäßig aus einer Metallplatte von genügender Festigkeit hergestellt, um den Beanspruchungen widerstehen zu können, denen derselbe unterworfen wird.

Die in der Beschreibung verwendete Bezeichnung "geneigtes Dach" soll Dächer umfassen, welche Oberflächen aufweisen, die durch Drehung einer gekrümmten oder geraden Linie um eine senkrechte Achse erzeugt werden. Die Dächer können daher konisch, halbkugelig, elliptisch oder in anderer Weise gekrümmt sein, wobei der höchste Punkt auf der Achse und der tiefste Punkt auf dem Umfang des Daches liegt.

Die Erfindung betrifft daher einen umschlossenen isolierten Behälter, der einen äußeren Metallmantel mit einem Metallboden, einer Metallwand und einem geneigten Metalldach aufweist, einen inneren Metallmantel mit einem Metallboden und einer Metallwand, eine Isolierung zwischen den inneren und äußeren Böden und den inneren und äußeren Wänden, einen Metallverkleidungsteil, der sich etwa vom oberen Ende der inneren Wand nach innen und oben erstreckt und der im Abstand vom Dach endet, eine in ortsfester Stellung angeordnete isolierte Decke, die an der Innenseite des Daches aufgehängt ist und deren Umfang an die innere Umfangskante des Metallverkleidungsteils angrenzt und an dieselbe angepaßt ist, sowie* eine Isolierung zwischen dem Verklei-

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dungsteil und dem Dach.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen zeigt:

Fig. 1 einen senkrechten Längsschnitt durch einen mit einem doppelten Boden, einer doppelten Wand und einem einzigen Dach versehenen Behälter, der einen Verkleidungsteil aufweist, um die Lagerkapazität zu erhöhen,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen senkrechten Längsschnitt jenes Teils des Behälters gemäß Fig. 1, der den Verbindungsbereich von Wand und Dach veranschaulicht, sowie eine Verlängerung in Form eines konischen Verkleidungsteils, welcher eine erhöhte Lagerkapazität des Behälters ermöglicht,

Fig. 3 einen Fig. 2 ähnlichen senkrechten Längsschnitt, welcher einen bogenförmigen Verkleidungsteil veranschaulicht,

Fig. 4 einen Fig. 2 ähnlichen senkrechten Längsschnitt, welcher einen Verkleidungsteil veranschaulicht, der aus einem waagerecht nach innen gerichteten Element besteht, von welchem sich eine senkrechte Wand nach oben erstreckt, um dadurch die Lagerkapazität des Behälters zu erhöhen, und

Fig. 5 einen Verkleidungsteil, der in einem Behälter mit einem einzigen Mantel verwendet wird, um dadurch die Lagerkapazität desselben zu erhöhen.

In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Gemäß Fig. 1 ist der Behälter 10 auf einem mit einer Ringwand versehenen Fundament 11 angeordnet, das mit verdichtetem Stütz-

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material 12 gefüllt ist_e Der Behälter 10 weist einen äuBeren Mantel auf, der aus einem Boden 13, einer zylindrischen Wand 14 und einem gewölbten Dach 15 besteht. Außerdem weist der Behälter 10 einen inneren Mantel auf, der aus einem Boden 16 und einer Seitenwand 17 besteht. Zwischen dea äußeren Boden 13 und dem inneren Boden 16 ist eine Isolierung 18 angeordnet· Diese Isolierung kann dem Druck Widerstand leisten, der zur Einwirkung kommt, wenn der Behälter vollständig gefüllt ist· Der Raum zwischen der äußeren Wand 14 und der inneren Wand 17 ist zum Teil durch Glasfaserschichten 19 isoliert, die auf der Außenseite der inneren Wand 17 angeordnet sind, während der restliche Teil des Raumes mit körniges Isoliermaterial 20 gefüllt ist. Wie Fig. 2 zeigt, sind auf der inneren Wand 17 eine oder mehrere Isolierschichten 19 angeordnet.

Von der inneren Wand 17 erstreckt sich ein Verkleidungsteil 21 nach innen und oben, der im allgemeinen wie ein · Kegelsegment geformt ist. Derselbe kann leicht aus einer Metallplatte hergestellt werden und ist an seinem unteren Ende 22 mit der oberen Kante der inneren Wand 17 oder mit irgendeiner anderen Stelle längs des oberen Teils der inneren Wand verbunden. Ein senkrechter Ring 23 ist rund um die obere Kante des Verkleidungsteils 21 angeordnet, um denselben zu versteifen. Erforderlichenfalls können noch andere Stützen vorgesehen werden.

Eine aufgehängte. Decke 30 wird durch das gewölbte Dach 15 abgestützt. Die aufgehängte Decke weist eine im wesentlichen ebene waagerechte Tragfläche 31 auf, die durch längliche Teile 32 am gewölbten Dach 15 aufgehängt ist. Die länglichen Teile 32 sind mit der Tragfläche 31 und dem Dach 15 entweder durch Winkeleisen 33, 34 verbunden oder mit Ansätzen der Tragfläche 31 und des Daches 15 verschweißt. Auf der Oberseite der Tragfläche 31 ist körniges oder anderes Isoliermaterial 35 angeordnet, um auf dem ganzen Bereich zwischen der oberen Endkante des Verkleidungsteils 21 und dem Ring 23 eine isolierte Oberfläche zu bilden, durch welche der obere waagerechte Bereich des Behälters vollständig isoliert wird·

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Zwischen dem Ringteil 23 und der Kante der Tragflache 31 ist ein Spalt vorgesehen, so daß sich jeder der Teile frei ausdehnen und zusammenziehen kann· Der Spalt wird von einer, entsprechenden Einrichtung überdeckt, wie zum Beispiel einer biegsamen Membran 36, auf der eine Glaafaserschicht 37 angeordnet ist· Als eine Verlängerung der Schichten 19 sind Glasfaserschichten 38 auf der Oberseite des Verkleidungsteils 21 angeordnet, worauf der Rau« bis zur Unterseite des gewölbten Daches 15 mit körnigem Isoliermaterial 39 gefüllt wird.

Die Ausbildung des Behälters gemäß Fig. 3 ist jener des in Verbindung Bit den Figuren 1 und 2 beschriebenen Behalters sehrf ähnlich mit der Ausnahme, daß in flg. 3 der Verkleidungsteil 40 bogenförmig und mit der inneren Hand 17 glatt verbunden ist. Die anderen in Fig. 3 gezeigten Elemente sind die gleichen wie in den Figuren 1 und 2.

Die Ausbildung des in Fig. 4 dargestellten Behalters ist ebenfalls ähnlich jener des .in Fig. 2 gezeigten Behälters und die gleichen Elemente sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet wie in Fig. 2. Der Behälter gemä8 Fig. 4 weist ein konisches oder gewölbtes Dach 50 auf, das durch die äußere Wand abgestützt wird. Tfl η Flattenteil 51 erstreckt sich in waagerechter Richtung nach innen und ist an seiner äußeren Kante 32 mit der oberen Kante der Wand 17 verbunden. Von der inneren Kante 53 des waagerechten Plattenteils 51 erstreckt sich du senkrechter zylindrischer Flattenteil 54 nach oben in eine Stellung, die an die Tragfläche 31 der aufgehängten Decke 30 angrenzt. Eine Membran 55 überdeckt den Spalt zwischen der äujl·· ßeren Kante der Tragfläche 31 und der oberen Kante des zylindrischen Teils 54. Die Membran trägt eine isolierende Glasfaserschicht 56. Auf der Oberseite der Platte 51 1st körniges Isoliermaterial 57 bis zum Dach 50 und bis zu einer Höhe angeordnet, welche ungefähr dem Niveau des auf der Tragfläche 31 angeordneten körnigen Isoliermaterials 35 entspricht.

Die Ausbildung des Behälters gemäß Fig. 5 unterscheidet sich

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von jener der in Verbindung mit den Figuren 1 bis 4 beschriebenen Behälter. Der in Fig< 5 dargestellte Behälter weist einen einzigen Mantel auf, der aus dem Boden 16 (Fig. 1), einer zylindrischen Wand 60 und einem Dach 61 besteht, das von der oberen Kante der Wand 60 abgestützt wird. Eine äußere Mantelisolierung 62, die zum Beispiel aus in situ aufgeschäumtem Polyurethan besteht, ist rund um die Außenseite der Wand 60 angeordnet und von einem Aluminiumblech 63 als Dampf schranke bedeckt. Der Verkleidungsteil 64 ist an seiner unteren Kante 65 mit der Wand 60 verbunden. Der Verkleidungsteil 64 erstreckt sich unter einem Winkel nach innen und oben und endet angrenzend an die äußere Kante 66 der Tragfläche 67 einer isolierten aufgehängten Decke. Die Tragfläche 67 der isolierten Decke ist am Dach 61 durch längliche Teile 68 aufgehängt, die mit der Tragfläche 67 und dem Dach 61 durch Winkeleisen 69, 70 oder ajf andere Weise verbunden werden können. Körniges oder anderes Isoliermaterial 71 ist auf der Oberseite des Verkleidungsteils* 64 bis zu einer Höhe angeordnet, die ausreicht, um die erforderliche Isolierung zu bewirken. Körniges Isoliermaterial 72 ist auch auf der Oberseite der Tragfläche 67 angeordnet, um dadurch den Bereich zwischen derselben und der oberen Kante 66 des Verkleidungsteils 64 zu isolieren. Beim Behälter gemäß Fig. 5 ist die untere Kante der Wand 60 mit einer im wesentlichen ebenen Bodenplatte ;J6 verbunden, welche entsprechend isoliert ist, so daß ein Behälter mit einem vollständig isolierten einzigen Mantel zum Lagern von verflüssigten Gasen oder anderem Material erhalten wird. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Ausbildung des Bodens eines solchen Behälters sind der amerikanischen Patentschrift 3.352.443 zu entnehmen.

Die Anordnung der in den Figuren der Zeichnungen gezeigten Verkleidungsteile ermöglicht die Lagerung von zehn bis fünfzehn Prozent mehr Material im Behälter als möglich wäre, wenn kein solcher Verkleidungsteil vorgesehen ist und die aufgehängte Decke gesenkt und an ihrem Umfang mit der oberen Kante oder dem Teil der Mantelwand in Berührung gebracht wird, welche das !ja Behälter gelagerte Material berührt, wie zum Beispiel die

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innere Wand 17 der Fig. 2 oder die Seitenwand 60 der Fig. 5. Das im Behälter gelagerte Material kann angehoben werden, bis das obere Niveau des gelagerten Materials etwas" unterhalb der obenen inneren Kante des Verkleidungsteils liegt. Weder die Höhe der Behälterwand noch die Tragfläche einer mit der Wand in Berührung stehenden isolierten Decke beschränken oder begrenzen daher die Lagerkapazität des Behälters, wie es bei den bekannten Behältern der Fall war. Die Verwendung eines Verkleidungsteils ermöglicht das Ansteigen der Flüssigkeit in den gewöhnlich als Dampfraum bezeichneten Raum und macht daher die Kosten und die thermische Verwendung eines Behälters wirksamer, dessen Form oder die Menge der verwendeten Isolierung nicht verändert werden müssen, um eine erhöhte Lagerkapazität zu erzielen. Praktisch erfolgt keine Veränderung des Bereiches des Behälters, der dem Wärmeaustritt ausgesetzt ist, sondern es wird eine prozentuelle Abnahme des Wärmeaustritts und eine zeha- bis fünfzehnprozentige Zunahme der ausnützbaren Lagerkapazität des Behälters erzielt.

Patentansprüche ;

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Claims

Pr. Ing. E. BERKENFELD ■ Dipl-lng. H. BERKENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage . Aktenzeichen

zur Eingabe vom 28. September 1970 vA// Ng_n* d. Anm. Chicago Bridge & Iron

Company

PATENTANSPRÜCHE

1·J Isolierter Behälter, gekennzeichnet

a) durch einen Metallmantel, der aus einem isolierten Metallboden (16), einer isolierten Metallwand (60) und einem geneigten Metalldach (61) besteht,

b) durch einen Metallverkleidungsteil (64), der sich etwa von einem oberen Teil der Wand (60) nach innen und oben erstreckt und der im Abstand vom Dach (61) endet,

c) durch eine isolierte Decke (67), die an der Innenseite des Daches (61) aufgehängt ist und deren Umfang an die innere Umfangskante des Verkleidungsteils (64) angrenzt und an dieselbe angepaßt ist, sowie

d) durch eine Isolierung (71) zwischen dem Verkleidungsteil (64) und dem Dach (61)·
2. Isolierter Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil" in senkrechtem Schnitt gerade ist.
3. Isolierter Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil in senkrechtem Schnitt bogenförmig ist.
4. Isolierter Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil ein im wesentlichen waagerechtes Element (51) aufweist, das mit der oberen Kante der Wand (17) verbunden ist, und daß ein im wesentlichen senkrechtes Element (54) mit dem waagerechten Element (51) verbun-

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den ist und sich von demselben nach oben erstreckt,
5. Isolierter Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden kreisförmig und die Wand zylindrisch
6. Isolierter Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt konisch ist.
7. Isolierter Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt gekrümmt ist.
8. Isolierter Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil aus einem ringförmigen Element (21) besteht, das mit der inneren Wand (17) verbunden ist, und daß ein senkrechtes zylindrisches Element (23) mit dem ringförmigen Element (21) verbunden ist.
9. Umschlossener Behälter, gekennzeichnet

a) durch einen äußeren Metallmantel, der aus einem Metallboden (13), einer Metallwand (14) und einem geneigten Metalldach (15) besteht,

b) durch einen inneren Metallmantel, der aus einem Metallboden (16) und einer Metallwand (17) besteht,

c) durch eine Isolierung zwischen den inneren und äußeren Böden (13, 16) und den inneren und äußeren Wänden (14, 17),

d) durch einen Metallverkleidungsteil (21), der sich etwa von einem oberen Teil der inneren Wand (17) nach innen und oben erstreckt und der im Abstand vom Dach endet,

e) durch eine isolierte Decke (30), die an der Innenseite des Daches (15) aufgehängt ist und deren Umfang an die innere Umfangskante des Verkleidungsteils (21) angrenzt und an dieselbe angepaßt ist, sowie

f) durch eine Isolierung zwischen dem Verkleidungsteil (21) und dem Dach (15).

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10. Umschlossener Behälter nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt gerade ist.
11. Umschlossener Behälter nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt bogenförmig ist.
12. Umschlossener Behälter nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil ein im wesentlichen waagerechtes Element (51) aufweist, das mit der oberen Kante der Wand (17) verbunden ist, und daß ein im wesentlichen senkrechtes Element (54) mit dem waagerechten Element (51) verbunden ist und sich von demselben nach oben erstreckt.
13. Umschlossener Behälter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden kreisförmig und die Wände zylindrisch
14. Umschlossener Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt konisch ist.
15. Umschlossener Behälter nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil im senkrechten Schnitt gekrümmt ist,
16. Umschlossener Behälter nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Metallverkleidungsteil aus einem ringförmigen Element (21) besteht, das mit einem oberen Teil der inneren Wand (17) verbunden ist, und daß ein senkrechtes zylindrisches Element (23) mit dem ringförmigen Element (21) verbunden ist.

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