DE2244403B2

DE2244403B2 - Tieftemperaturtank

Info

Publication number: DE2244403B2
Application number: DE2244403A
Authority: DE
Inventors: Osamu Nagao; Tetsuo Noma; Ichizo Okano
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1971-09-11
Filing date: 1972-09-09
Publication date: 1974-12-12
Also published as: FR2152514B1; DE2244403C3; US3862700A; DK134828B; DK134828C; GB1354046A; FR2152514A1; DE2244403A1; SE378900B; JPS4835416A; NO131100C; NO131100B; JPS5313041B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Tieftemperaturtank, insbesondere für Flüssiggas, mit einer starren äußeren Tankwand, an deren Innenseite gehalterten Verbindungsträgern, einer in einem Abstand innerhalb der äußeren Tankwand angeordneten inneren Tankwand und fio /.wischen dieser und der äußeren Tankwand angeordnetem, thermischem Isoliermaterial, wobei die innere Tankwand aus glatten, tieftemperaturbestandigen und flüssigkeitsdichten Wandelementen besteht, die an ihren aneinandergrenzenden Bereichen zusammengefügt ^ft5 und dort an den Verbindungsträgern befestigt sind.

Bei den zur Lagerung von bei tiefen Temperaluren verflüssigtem Gas bestimmten Tanks großer Abtnes-403

sungen ist es aus Sieherheiisgründen erforderlich, jedes Austreten des Flüssiggases aus dem Tank oder ein Zusammenbrechen der Tankwandung unter der Einwirkung der niedrigen Temperatur von beispielsweise - Iö2 C zuverlässig /u verhindern. Weiterhin isi es aus wirtschaftlichen Gründen wichtig, die zur Errichtung derartiger Tanks erforderlichen Aufwendungen möglichst gering zu halten. Es ist daher erwünscht, die Verwendung teurer lieftemperaturbeständiger Metalle soweii wie möglich /u vermeiden und in einem aus gewöhnlichem Stahlblech bestehenden äußeren Tunk eine unter Zwischenschaltung von thermischem Isiliermaterial angeordnete innere Tankwand aus flüssigkeisdichten Sperrholzelementen oder tieftemperaturbestandigen Metallblechelementen zu errichten und diese mittels einer hölzernen T'agstruktur an der Innenseite dtr äußeren Tankwand abzustützen.

Bei dem aus der britischen Patentschrift 1 06b 039 bekannten Tieftemperaturtank dieser An sind an der Bodenwand flache, plattenartige Holzelemente vorgesehen, die jeweils nur mit ihren Rändern avf den Verbindungsträgern aufliegen, wobei der zwischen diesen liegende Raum mit einem pulverförmigen Isoliermaterial befüllt ist. Diese Konstruktion hat jedoch den Nachteil, daß die plattenförmigen Holzelemente zwischen den Verbindungsträgern nicht abgestützt werden und daher eine dem Flüssigkeitsdruck standhaltende Dicke besitzen müssen, wodurch die Beständigkeit gegen thermische .Spannungen beeinträchtigt wird, die um so größer sind, je dicktfr das Wandelement ist. Dies führt insbesondere an den Kanten und Ecken des Tanks ,-.u Schwierigkeiten, da dort einseitige Belastungen auftreten.

Auch bei der aus der DT-OS 2 041 889 bekannten Wärmeisolierwand für Tieftemperaturtanks ist zur Ab Stützung der hölzernen Flächenelemente der Tankin nenwand ein auf Stützen angeordnetes, rechtwinkliges Rahmenwerk vorgesehen, wobei die Wandelemente wiederum nur mit ihren Randbereichen auf dem Rahmenwerk aufliegen und in den Zwischenräumen keine Unterstützung erfahren, so daß 'tuch bei dieser Konstruktion die bereits vorstehend benannten Nachteile auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, einen Tieftemperaturtank der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher auf einfache Weise eine sowohl gegen den Flüssigkeitsdruck, als auch gegen die auftretenden thermischen Spannungen zuverlässig abgestützte innere Tankwand aufweist und dabei aus einfachen, unaufwendig zu fertigenden Bauteilen zusammengefügt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Tieftemperaturtank der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungsträgern an der äußeren Tankwand befestigte Stützteile mit für die thermischen Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewcgungen hinreichendem Abstand von den benachbarten Verbindungsträgern angeordnet sind und die Wandclemente mit nahezu ihrer gesamten noch freien Fläche gegen die ebene Druckaufnahmeflächen bildenden Stützteile anliegen.

Der erfindungsgemäße Tieftemperaturtank ermöglicht ungehinderte Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen der Stützteile, die an den flüssigkeitsdichten Wandelementen nur lose anliegen und dementsprechend ihre eigenen Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen nicht auf die Wandclemente übertragen, andererseits jedoch die eben und

vorzugsweise in standardisierten Abmessungen ausgebildeten Wandelemente aus Sperrhol/., Metallblech pder Kunststoff mit geringer thermischer Spannung zuverlässig gegen den Flüssigkeitsdruck abstiit/en, obgleich die zur Herabsetzung der thermischen Spannung dünn ausgebildeten Wandelemente nur an ihren anein- «ndergrenzenden Randbereichen fest mit den an der iiußeren Tankwand gehalterten Verbindungsträgern befestigt sind. Bei dieser Struktur kann der Tank zudem in seiner Konstruktion einach und unaufwendig gebaut werden im Vergleich zu den herkömmlichen Konstruktionen, bei welchen die thermischen Spannungen ausgesetzten Wandelemente in ihren aneinandergrenzcnden Bereichen nicht fest mit Verbindungsträgern verbunden, sondern zur Ermöglichung von Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen gefaltet ausgebildet oder in den aneinandergrenz.enden Randbereichen mit dehnbaren Verbindungskonstruktionen ausgestattet sind, während die beim erfindungsgemäßen Tieftcmperauirtank verwendeten Wandelemente selbst infolge der aulienseitigen Unterstütz.ung nahezu ihrer gesamten Außenfläche durch die Stützteile -.vesentlieh tlünner ausgebildet werden können, wo.lurch gleichzeitig die thermische Spannung vermindert uird. Die thermischen Ausdehnungs- und Zusammenz.iehiingsbewegungen der Stützteile werden nicht auf die Wandelemenie übertragen und können daher deren Befestigung an den Verbindungsträgern nicht beeinträchtigen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Tieftemperaturtanks sind in den Unteransprüchen definiert.

Im lolgenden werden Ausführungsformen der Frfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch den Tieftemperaturtank ohne Darstellung der Ein- und Auslaß vor rieh tungen.

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den Tieftempcaturtank.

F i g. 3 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Befestigung der Wandelemente.

F i g. 4 eine /weite Ausführungsform der Befestigung der Wandelemcnte,

F i g. 5 eine dritte Ausführungsform der Befestigung der Wandelemcnte,

F i g. 6 eine vierte Ausführungsform der Befestigung der Wandelemente,

F i g. 7 eine schematische Aufsicht auf ein Wandelement standardisierter Größe,

F i g. 8 einen Längsschnitt der zentrischen Befestigung eines Wandelemcntcs am zugehörigen Stiiizleil und

F i g. 9 eine abgewandelte Ausführungsform der Befestigung eines Wandelcmcntes am zugehörigen Stützteil.

Der in F i g. 1 dargestellte Tieftemperaturtank besitzt eine äußere Trennwand 1 aus gewöhnlichem Stahlblech, die beispielsweise unterirdisch eingebaut oder die Innenwand eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schiffes sein kann. Innerhalb der äußeren Tankwand I ist mit einem hinreichenden Abstand eine tieftemperaturbeständige und flüssigkeitsdichte innere Tankwand 2 angeordnet, wobei im Zwischenraum zwischen dieser und der äußeren Tankwand I thermisches Isoliermaterial 3 vorgesehen ist.

Wie F-' i g. 2 zeijp.t, besteht die innere Tankwand 2 aus einer Mehrzahl von miteinander verbundenen, ticftemperaturbeständipen und flüssigkeitsdichten Wandelemeinen 8, die silmllich eben ausgebildet sind, standardisierte Abmessungen besitzen und nur geringe thermische Spannungen entstehen lassen. Die Wandelemente 8 können in der in F i g. 3 dargestellten Weise aus Sperrholzschichten 5 mit eingelegtem flüssigkeitsdichtem Material 4, beispielsweise mit Kunstharz imprägnierten Papier oder einer tieftemperaturbeständigen Metallfolie, bestehen. Sie können auch in der in F i g. 4 dargestellten Weise aus beispielsweise Aluminium oder

ίο Kupfer oder einer lieftemperaturbeständigen Metallfolie 6 mit geringem thermischem Ausdehnungskoeffizienten wie einem 36%igen Nickelstahl gebildet sein. Schließlich können sie in der in F i g. 6 dargestellten Weise auch aus einer tieftemperaturbeständigen Kunststoffplatte 7 bestehen. Die aneinandergrenzenden Verbindungsstellen 9 der Wandelemente 8 sind in der in den F i g. 3 bis 6 dargestellten Weise an Verbindungsträgern 10 befestigt, die in Form eines Rechteckgitters angeordnet sind, jeweils l-us Sperrholz bestehen

μ und durch Winkelstücke 11 gehaltene Tragsiege 12 aulweisen, über welche sie durch Winkelstücke 13 in der in F i g. 2 dargestellten V- -,se an der äußeren Tankw-and I befestig! sind. Zur Abs.ätzung der Wandelemente 8 sind Stützteile 14 vorgesehen, die mit einer ebenen Druckaufnahmefläche 15 an nahezu der gesam UMi freien Außenfläche der Wandelemente 8 anliegen und aus Stützplatten 16 aus Sperrholz, und am ganzen Umfang derselben durch Winkelstücke 17 befestigten Tragstegen 18 bestehen. Die Stützteile 14 liegen jeweils

.ic /wischen dem zugehörigen Wandelement 8 und der äußeren Tankwand 1. an welcher ihre Tragstege (8 durch Winkelstücke 19 befestigt sind. Die Druckaufnahmeflächen 15 stehen nur mit dem zugehörigen Wandelement 8 in Berührung, so daß die Stützteile 14 in ihren thermi-

1* sehen Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen nicht behindert sind.

Bei der in F i g. 3 dargestellten Ausfiihrungsform be-,!i-ht das flüssigkeitsdichtc Wandelement 8 aus Spcrrholzschichten 5 mit einer Einlage aus füissigkeitsdichtem Material 4. wobei im Bereich der aneinandergrenzenden Randkanten 20 die äußeren Sperrholzschichtcn weggeschnitten sind, so daß das flüssigkeitsdichtc Material 4 in einer gewissen Breite freiliegt. Auf die beiderseits der aneinandergrenzenuen Randkanten 20 freiliegenden Bereiche 4;) des ilüssigkeitsdichten Materials 4 ist ein Abdeckstreifen 21 durch einen Tieftemperaturklcber 22 aufgeklebt. Beide Wandelemcnte 8 sind jeweils durch von oben durch den Abdeckstreifen 21 hindurch eingetriebene Nägel oder Holzschrauben 23 am Verbindungsträger 10 befestigt. Der Abdeckstreifen 21 und die Frei liegenden Bereiche Aa des flüssigkeitsdichten Materials 4 sind durch eine Ticftemneraturkle bcrschicht 24 abgedeckt, so daß ein Austreten der Flüs sigkcit durch die Verbindungsstellen 9 unterbunden ist.

Bei der in F i g. 4 dargestellten Ausführungsform bc stehen die Wandelemcnte 8 aus einer tieftemperaturbc ständigen Metallfolie 6. deren aneinandergrcnzcndt Kanten ''urch eine Schweißnaht 25 verbunden sind Unterhalb der Verbindungsstelle 9 sind ein Unterlage

f>o streifen 26 und ein Schutzstreifen 27 aus feuerfesten Material, beispielsweise Asbest, angeordnet, um cii Versengen der Verbindungsträ^er 10 bei der Herste! lung der Schweißnaht 25 zu verhüten. Die Metallfolien< sind auf dem Verbindungsträger 10 mittels durch dci

⁶S Unterlagcstteifen 26 hindurchgeführter Holzschraube! 28 zu beiden Seiten der Verbindungsstelle 9 befestig Um den Spalt zwischen der Schraube und der Metallfo lic 6 gegen ein Austreten der Flüssigkeit zu verschlic

Ilen, sind die Schrauben 28 an ihrem Umfang durch eine als Schweißnaht oder Klebsloffsehicht ausgebildete Dichtung 29 mit der Metallfolie verbunden.

Bei der in F' i g. 5 dargestellten Ausführungsform sind die tieftemperaturbestiindigen Metallfolien 6 mittels eines Klebstoffes 32 auf einem auf dem Vcrbindungstriiger 10 mittels einer Klebstoffschicht 10 aufgeklebten Untcrlagestrcifen 31 aufgeklebt und darüber hinaus durch Hol/schrauben 33 mit dem Verbindungsträger 10 verbunden. Die Köpfe dieser Hol/schrauben 33 sind durch eine Schicht 34 aus einem Ticflcmpcralurklebcr abgedeckt, die sich in diesem ('alle auch /wischen die ancinandergrcn/.enden Kanten der Metallfolicn f> erstreckt, so daß wiederum jedes Austreten tier flüssigkeit unterbunden ist.

I3ci der in F* i g. b dargestellten Ausführungsform bestehen die Wandelemente 8 aus Kunststoffplatten 7. Auf den Verbindungsträger 10 ist mittels einer Klebstoffschicht 36 ein Unterlagcstreifen 35 aus synthetischem Kunststoff aufgeklebt. Die Kunststoffplatte?! 7 sind im Bereich ihrer Verbindungsstelle 9 mittels einer Klebstoffschicht 37 auf den Unterlagcstreifen 35 aufgeklebt, wobei an der Verbindungsstelle 9 mittels einer Klebstoffscliicht 39 noch ein Abdeckstreifen 38 aus Kunststoff aufgeklebt ist.

Da das Wandelement 8 gegen die Druckaufnahmefläche 15 des Stützteiles 14 nur anliegt, kann bei Verwendung von Wandclemcnten 8 aus einer tieftemperaturbeständigen Metallfolie 6 an den Seitenwänden oder an der Oberwand des Tankes bei sehr dünner Metallfolie eine durch Auswölben oder Einsinken verursachte Verformung auftreten. Zur Behebung derartiger Erschcinungcn kann das Wandelement 8 in der in den F" i g. 7 und 8 dargestellten Weise im Zentrum der Druckaufnahmefläche 15 des Stützteiles 14 beispielsweise durch eine Hol/schraube 40 befestigt sein. Dabei kann der Spalt zwischen dem Wandelement 8 und dem Umfang des Schraubenkopfes mittels einer durch Verschweißen oder durch Aufbringen von Klebstoffen hergestellten Dichtung 41 verschlossen werden. Diese Anordnung kann auch bei Verwendung von Wandclcmenten 8 aus dünnen Kunststoffplattcn 7 benutzt werden Wie Cig. 4 zeigt, ist dabei die Kunststoffplatte 7 mittels einer Holzschraube 42 am Stiit/.teil 14 befestigt Dei Spalt zwischen der Schraube 42 und der Kunst stoffplatte 7 ist durch eine mittels einer Klebstoff schicht 43 aufgeklebte Kunststoff-Folie 44 verschlossen.

ίο Wenn das Wandelement 8 in der vorstehend be schriebenen Weise in der Mitte der Druekaufnahmeflä ehe 15 des Sttüt/teiles 14 befestigt ist, kann trotz der Weichheit und der geringen Starke des Wandelemen tes 8 die infolge des Auswölbcns oder Einsinkcns auf

is tretende Verformung kontrolliert werden, wobei gleichzeitig die die Druckaufnahmefläche 15 bildender Stützplailcn 16 der Stützteile 14 ihre Ausdehnungs oder Zusammenzichungsbcwegungcn nicht auf das Wandelement 8 übertragen können, da sie sich konzen

jo irisch um den Befestigungspunkt des Wandclcmentes ί am Stüt/.teil 14 ausdehnen oder zusammenziehen.

Der erfindungsgemäße Tieftemperaturtank vermeidet trotz der durch das Einfüllen und Entleeren der tief kalten F'lüssigkcit entstehenden starken Temperatur Schwankungen eine Konzentration der thermischer Spannungen auf die auf den Verbindungsträgern befc stigtcn Sloßstellcn der Wandelementc 8, da die auf da; Vv .indclemcnt einwirkende thermische Spannung nut gering ist und die durch die Ausdehnungs- und Zusam menzichungsbewegungcn der Stützteile 14 entstehen den thermischen Spannungen nicht auf das Wandele ment 8 übertragen werden können. Da die Wandele mente 8 durch die Stützteile 14 getragen werden, kön nen sie sich nicht unter dem Einfluß des F^:lüssigkcits

.15 druckes verformen. Infolgedessen wird eine ebene unc dünne Ausbildung und eine einfache Bcfcstigungswcisc der Wandelementc 8 auf den Verbindiingsträgcrn ge schaffen, die von nachteiligen Einflüssen weitgehend frei ist und eine Senkung der Kosten ermöglicht

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: 2

1. Tieftemperaturunk, insbesondere fiir Flüssiggas, mit einer starren äußeren Tankwand, an deren s Innenseite gehalterten Verbindungsträgern, einer in einem Abstand innerhalb der äußeren Tankwand angeordneten inneren Tankwand und /wischen dieier und der äußeren Tankwand angeordnetem, thermischem Isoliermaterial, wobei die innere Tankwand aus glatten, tieftemperaturbeständigen und flüssigkeitsdichien Wandelementen besteht, die an ihren aneinandergrenzenden Bereichen zusammengefügt und dort an den Verbindungsträgern befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Verbindungsirägern (10) an der äußeren Tankwand (1) befestigte Stützteile (14) mit für die thermischen Ausdehnungs- und Zusammenziehungsbewegungen hinreichendem Abstand von den benachbarten Verbindungsträgern (10) angeordnet sind und die Wandelemente (8) mit nahe/u ihrer gesamten not·¹- freien Fläche gegen die ebene Druckaufnahmeflachen (15) bildenden Stützteile (14) anliegen (F i g. 2).

2. Tieftemperaturtank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsträger (10) ein Rechleckgitter bilden und die Stützteile (14) in den zwischen den Verbindungsträgern (10) liegenden Re hieckfeldern angeordnet sind (F i g. 7).

3. Tieftemperaturtank. n?ch Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (8) aus Sperrholzschichten (5) mit eingelegten flüssigkeitsdichtem Material (4) bestehen (F i g. 3).

4. Tieftemperaturtank nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (8) aus Metallfolie (6) bestehen (Fg. 4).

5. Tieftemperaturtank nach Anspruch 1 oder 2, djdurch gekennzeichnet, daß die Wandelemente (8) aus Kunststoffplatten (7) bestehen (F i g. 6).

b. Tieftemperaturtank nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Stützteile (14) aus an der äußeren Tankwand (1) gehalterten Tragstegen (18) aus Sperrholz und an diesen befestigten Stützplatten (16) aus Sperrholz bestehen (F ig. 2).

7. Tieftemperaturtank nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die an den Seitenwänden und der Oberwand des Tanks angeordneten Wandelemente (8) in der Mitte der Druckaufnahmcfläehen (15) der Stützteile (14) bcfestigt sind (F i g. 7).