DE2407210A1

DE2407210A1 - Thermische isolierung fuer tieftemperaturtanks und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2407210A1
Application number: DE19742407210
Authority: DE
Inventors: Tomomichi Kurihara; Ko Nishimaki; Tetsuo Noma
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1973-02-19
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1974-09-05
Also published as: FR2218529B1; JPS5233805B2; DE2407210C3; GB1426414A; JPS49108617A; DE2407210B2; FR2218529A1

Description

DiPL-CHEM. dr. HARALD STACH

ΡΛΤΈΝΤΛΝ W A LT

2 HAMBURG 1 · ADENAUERALLEE 30 ■ TELEFON (O411) 244523

Aktenzeichen: Neuanmeldung Anmelderin t Hitachi Shipbuilding A Engineering Co.,Ltd.

Thermische Isolierung für Tieftemperatürtanks und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung betrifft eine thermische Isolierung für Tieftemperaturtanks, insbesondere Flüssiggastanks, mit mindestens einer auf der selbsttragenden Tankwand angeordneten Isolierschicht aus verschäumtem Kunststoff» sowie ein Verfahren zu deren Herstellung·

Die zur thermischen Isolierung von Tieftemperaturtanks dienenden Schichten aus Kunststoffschaum können zweckraässig durch Verschäumen in situ erzeugt werden. Bei den normalerweise sehr grossen Abmessungen von Tieftemperaturtanks führt das Ausschäumen eines von einer den Tank umgebenden Schalung gebildeten einheitlichen Hohlraumes zu erheblichen Unterschieden in der Verschäumungsgeschwindigkeit und der Dichte der in den einzelnen Bereichen gebildeten Schaumstoffschicht. Durch diesen inhomogenen Aufbau der Schaumstoffschicht entstehen bei den sehr groseen Temperaturschwankungen beim Befüllen und Entladen des Tieftemperaturtanks Risse in der Schaumstoffschicht, welche die thermische Isolierwirkung beeinträchtigen. Darüber hinaus wird beim Ausschäumen eines von der Schalung und der stählernen Tankwand begrenzten Hohlraumes eine an der Tankwand anliegende, harte Grenzschicht gebildet, in der bei den grossen Temperaturschwankungen ebenfalls Risse entstehen.

Aufgabe der Erfindung ist es mn, eine thermische Isolierung für Tieftemperaturtanks und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, welche die bisherigen Nachteile vermeiden

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und auf einfache Weise ohne Bildung einer harten, rissanfälligen Grenzschicht ein schrittweises, gleichmässiges Ausschauten in situ ermöglichen und eine hervorragende Isolierwirkung ergeben« Zur Lösung dieser Aufgabe ist die thermische Isolierung für Tieftemperaturtanks der eingangs ge -nannten Art erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet» das· auf die Aussenseite der Tankvand in Abständen mitteile eines auch bei tiefer Temperatur haftenden Klebers Abstandshalter aus Kunststoffhartschaum aufgeklebt sind, an den Auβsenflachen der Abstandshalter in deren Längsrichtung verlaufende Halterungsprofile mit H-förmigem Querschnitt befestigt sind, in die einander zugekehrten Nuten der benachbarten Halte« rungsprofile jewsils Schalungsplatten mit ihren gegenüberliegenden Randbereichen eingeschoben sind, auf der Aussenseite der Tankwand zwischen den Abstandshaltern eine auch bei tiefer Temperatur elastische Schicht angebracht 1st und der zwischen den Abstandshaltern, der elastischen Schicht und den Schalungeplatten liegende Hohlraum mit einem Kunst* stoffhartschaum ausgeschäumt ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der thermischen Isolierung sind in den Unteransprüchen beschrieben«

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von thermischen Isolierungen dieser Art, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man auf die Aussenseite der Tankwand eine Schicht aus einem auch bei tiefer Temperatur haftenden Kleber aufträgt, auf die»· in Abständen vor* gefertigte Abstandshalter aus Kunststoffhartschäum aufklebt, auf die Auesenflachen der Abstandshalter jeweils in deren Längsrichtung verlaufende Halterungsprofile mit H-fÖreigem Querschnitt aufklebt, auf die auf der Tankwand haftend· Kleberschicht sowie gegebenenfalls auf die Seitenflächen der Abstandshalter eine auch bei tiefer Temperatur elastische Schicht aus Kunststoffschaum aufklebt, in die einander zugekehrten Nuten der benachbarten Halterungeprofil· die •inander gegenüberliegenden Handbereiche von Schalungsplmt-

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ten einschiebt und den zwischen den Abstandshaltern, der elastischen Schicht und den Sohalungsplatten liegenden Hohlraum mit einem Kunststoffhartschaum ausschäumt.

Erfindungegemäss kann durch zweckentsprechende Wahl des Abstande β zwischen den Abstandshaltern, deren Stärke und der in Längsrichtung der Abstandshalter gemessenen Länge des zwischen diesen liegenden Hohlraumes ein Ausschäumungsraum jeder gewünschten Grosse erhalten werden. Da die Schalungsplatten durch einfaches Einsetzen ihrer Ränder in die gegenüberliegenden Nuten der im Querschnitt H-förmigen Halterungsprofile eingebaut werden, kann die Schalung wesentlich rascher und wirksamer errichtet werden· Durch die Anbringung einer elastischen Schicht auf der Ruββeren Tankwand und gegebenenfalls den Seitenflächen der Abstandshalter wird die Bildung einer harten, rissenfUlligen Grenz« schicht zuverlässig verhindert* Die durch Ausschäumen in situ erzeugte Schicht aus Kunststoffhartsohaum ist als Ganzes weltgehend homogen und zeigt keine Rissbildungsneigung· Da die Abstandshalter mittels eines Klebers auf die Aussenseite der Tankwand aufgeklebt sind und aus einem Kunst stoff hart«· schaum bestehen, der demjenigen der in situ erzeugten Hart* schaumschlcht ähnlich ist, erhüben die Abstandshalter nicht den Wärmeübergang zwischen der Tankwand und der aus s er en Umgebung* Insgesamt wird somit eine thermische Isolierung mit ausgezeichneter Ieolierwirkung erhalten·

Zm folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen welter erläutert· Ss zeigern

Fig· 1 eine sohematisehe geschnittene Ansicht eines in ein Flüssiggastankschiff eingebauten Tieftemperaturtanks,

Fig· 2 eine geschnittene perspektivische Ansieht der thermischen Isolierung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die noch unfertige thermische Isolierung während des Auesohäumens,

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Fig. k eine geschnittene perspektivische Ansicht einer ab·

gewandelten thermischen Isolierung, Fig. 5 eine teilweise geschnittene, perspektivische Ansicht der Anordnung der Abstandshalter und der Trennelemente

und Fig. 6 eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der noch unfertigen thermischen Isolierung gemäss

Fig.5 während des Ausschäumens·

Das in Fig* 1 dargestellte Flüssiggas-Tankschiff besitzt einen mit einer flüssigkeltsdichten, thermischen Isolierwand 3 umhüllten Laderaum, in welchem ein Tief temperaturtank 2 für Flüssiggas mit einer an dessen Aussenseite angeordneten thermischen Isolierung k angeordnet ist·

Die in Fig· 2 dargestellte thermische Isolierung besitzt eine auf die Aussenseite der Tankwand 2 aufgebrachte Schicht aus einem auch bei tiefer Temperatur haftenden Kleber 5. Auf die Klebstoffschicht 5 sind in Abständen parallel zueinander säulenähnlich geformte Abstandshalter 6 aus Kunststoffhartschaum, insbesondere hartem Polyurethanschaum oder hartem Polystyrolschaum aufgeklebt. Auf die Aussenseite der Tankwand 1st zwischen den Abstandshaltern 6 mittels der Klebstoff schicht 5 eine etwa 5 bis 15 mm starke elastische Schicht 7 aus weichem Polyurethanschaum, weichem Polystyrolschaum oder weichem Papiermaterial aufgeklebt. Auf die Aussenflachen der Abstandshalter 6 sind mittels einer der Klebstoffschicht 5 ähnlichen, auch bei tiefer Temperatur haftenden Klebstoffschicht 8 Halterungsprofile 9 mit H-fönaigem Querschnitt und einander gegenüberliegenden Muten 9» und 9b aufgeklebt. In die einander augekehrten Nuten 9* und 9b der benachbarten Halterungsprofile 9 sind jeweils Schalungsplatten 10 einheitlicher Grosse aus Kunststoff oder Sperrholz mit ihren gegenüberliegenden Seltenrändern so eingeschoben, dass sie gegeneinander anliegen. Zwischen den benachbarten Abstandshaltern 6, der elastischen Schicht 7 und

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den Schalungsplatten 10 wird so ein bandartig langgestreckter Hohlraum 11 gebildet, der in mehrere Abteilungen unterteilt sein kann· Xn diese wird jeweils eine ausreichende Menge eines zu einem Kunststoffhartschaum, beispielsweise einem Polyurethanhartschaum oder einem Polystyrolhartschaum verschäumbaren Kunststoffmaterials Gingeführt und darin in situ verschäumt, wodurch der Hohlraum 11 mit einem !.arten Kunststoff schaum 12 ausgeschäumt vird.

Die Montage der Schalungsplatten 10 und das Ausschäumen in situ mit Kunststoffhartschaum kann zwischen den Abstandshaltern G jeweils stufenweise für aufeinanderfolgende Höhenabschnitte durchgeführt werden, wobei die Oberwand eines jeweils auszuschäumenden Raumes durch ein hängend angeordnetes, als Deckel wirkendes Gewicht 13 gebildet wird, das nach jedem Verschäumen schrittweise aufwärts bewegt wird, wobei die Schalungsplatten 10 einheitlicher Grosse ebenfalls schrittweise entsprechend welter nach oben eingebaut werden. Die benachbarten Schalungsplatten 10 können jeweils einfach mit limn Rändern gegeneinander anliegen oder in jeder gewünschten anderen Weise, beispielsweise durch im Querschnitt H-fÖrraige Verbindungsprofile verbunden werden. Die Verwendung von Schalungeplatten 10 aus hartem, durchsichtigem Kunststoff bietet den Vorteil, dass das Fortschreiten des Ausschäumens innerhalb des Hohlraumes 11 bequem beobachtet werden kann»

Durch die elastische Schicht J wird der bei dem in situ erfolgenden Aufschäumen des Kunststoffhartschaume3 12 auftretende Verschäumungsdruck gemässigt und im Gegensatz zum Verschäumen in direktem Kontakt zur Tankwand das Auftreten einer harten, rissanfälligen Grenzschicht verhindert, so dass eine gleichmässige dichte Verteilung erzielt wird, die sicherstellt, dass der Kunststoffhartschaum 12 selbst unter der Einwirkung der durch die Veränderungen der Tanktemperatur bedingten Expansions- und Kontraktionsbewegungen nicht leicht reiset. Bei der in Fig.h dargestellten Aue-

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führungsforai ist die elastische Schicht 7 auch auf die Seitenflächen der Abstandshalter 6 aufgebracht. Dies verhindert nicht nur die Bildung einer harten Grenzschicht an der Berührungsfläche mit den Seitenflächen der Ab· standshalter 6, sondern erleichtert auch bei tiefer Tem« poratur der Tankwand die Kontraktion des Kunststoffhart· schaumes 12 in einer Richtung parallel zur Tankwand, wodurch die Zugspannungen int Kunst stoff hart schaum 12 ge· mildert und eine Rissbildung vermieden wird.

Bei der in Pig.5 dargestellten Ausführungsform sind zwi· sehen den benachbarten Abstandshaltern 6 zur Unterteilung der Hohlx-tiUHie 11 Trennelemente 14 eingebaut, deren Abstand voneinander zweckmässig der Einheitslänge der Schalung»· platten 10 entspricht, so dass die gegeneinander anliegen· den Händer der Schalungsplatten 10 jeweils in der in Pig,6 dargestellten Weise im Bereich der Trennelemente 1k liegen« Die Trennelemente i4 besitzen jeweils eine Durchgangs8ff· nung 16 zur Einführung einer Zuführleitung 15 for das in den einzelnen Abteilungen zu verschäumende Kunststoff material. Vie die Fig. 5 und 6 zeigen, sind die Durchgangsöffnungen 16 jeweils in Längsrichtung der Trennelemente "\k langgestreckt auegebildet, so dass die Zuführleitung 15 in Längsrichtung des Trennelementes 14 verschoben werden kann, um den Einführungepunkt des zu verschäumenden Kunststoffes über die gesamte Länge des Abteils au verändern. Die Durchgang·öffnung 16 kann entweder im Trennelement lh selbst oder aber in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Weise als Ausnehmung des Trenne!ementes 1^ auf der der Tankwand 2 zugekehrten Seite ausgebildet sein, so dass zwischen dieser und dem Trennelement 14 eine langgestreckte Öffnung entsteht.

Wenn die Trennelemente 14 in der vorstehend beschriebenen Weise im voraus eingebaut werden, kann die Zuführleitung 15 durch die Durchgangeäffnung 16 in einem der Trennelemente I

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in das von don benachbarten Abstandshaltern, don Treniielementon 14 und den Schalungsplatten 10 gebildete Abteil eingeführt und in dieses das verechäumbare Kunststoffmaterial gleichmässig eingebracht werden, wobei die Zuführleitung 15 hin» und herbewegt und langsam zurückgezogen wird, bis das Abteil mit dem verschäumbaren Kunststoffmaterial gefüllt ist« Beim Verschäumen steigt dann das Kunststoffmaterial durch die Durchgangsöffnung 16 in Trennelemente 14 von selbst in das nächsthöhere Abteil« Venn auch auf die Seitenflächen der Trennelemente 14 eine elastische Schicht 7 aufgebracht werden soll, kann dies nach dem Abschneiden des übergelaufenen KunststoffSchaumes erfolgen. In den Fig. 5 und 6 ist die elastische Schicht 7 zur besseren Übersicht· lichkeit weggelassen worden. Dies bedeutet jedoch nicht, dass dabei keine elastische Schicht verwendet wird. Anstelle einer vox*gefertigten elastischen Schicht 7 kann auch durch Aufbringen einer verschäumbaren Farbe und nachfolgendes Verschäumen derselben eine elastische Schicht erzeugt werden·

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Claims

DIPL.-CHF.M. dr. HARALD STACH

PATEN TANvvALT λ ; Π 7 9 1 Π

2 HAMBURG 1 ■ ADENAUERALLEE 30 ■ TELEFON (0411) 24 45 23

Aktenzeichen; Neuanmeldung

Anmelderint Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd.

PATENTANSPRÜCHE

1.) Thermische Isolierung für Tieftemperaturtanks, insbesondere Flüssiggastanks, mit mindestens einer auf der selbsttragenden Tankwand angeordneten Isolierschicht aus verschäumt em Kunststoff, dadurch gekennzeichnet. dass auf die Aussenseite der Tankwand (2) in Abständen mittels eines auch bei tiefer Temperatur haftenden Klebers (5) Abstandshalter (6) aus Kunststoffhartschaum aufgeklebt sind,

an den Aussenflachen der Abstandshalter (6) in deren Längsrichtung verlaufende Halterungsprofile (9) mit H-förmigem Querschnitt befestigt sind, in die einander zugekehrten Nuten (9a, 9b) der benachbarten Halterungsprofile (9) jeweils Schalungsplatten (1O) mit ihren gegenüberliegenden Randbereichen eingeschoben sind,

auf der Aussenseite der Tankwand (2) zwischen den Abstandshaltern (6) eine auch bei tiefer Temperatur elastische Schicht (7) angebracht ist und der zwischen den Abstandshaltern (6), der elastischen Schicht (7) und den Schalungsplatten (1O) liegende Hohlraum (11) mit einem Kunststoffhartschaum ausgeschäumt ist.

2.) Isolierung nach Anspruch 1, dadurch »kennzeichnet. dass die elastische Schicht (7) auch auf die Seitenflächen der Abstandshalter (6) aufgebracht ist.

3») Isolierung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet. dass zwischen benachbarten Abstandshaltern (6) den Hohlraum (11) unterteilende Trennelement· (i4) mit mindest eins einer Durchgangsöffnung (16) zur Einführung einer

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Zuführleitung (15) für den zu verschäumenden Kunststoff angeordnet sind.

k.) Isolierung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet. dass die Durchgangsöffnung (16) in Längsrichtung des Trennelementes (i4) langgestreckt ausgebildet ist.

5·) Verfahren zur thermischen Isolierung von Tieftemperaturtanks» insbesondere Flüssiggastanks, bei welchem man auf der selbsttragenden Tankwand mindestens eine Schicht aus vorschäumtem Kunststoff anbringt, dadurch gekennzeichnet» dass man

auf die Äussenseite der Tankwand eine Schicht aus einem auch bei tiefer Temperatur haftenden Kleber (5) aufträgt, auf diese in Abständen vorgefertigte Abstandshalter (6) aus Kunststoffhartschaum aufklebt, auf die Aussenflachen der Abstandshalter (6) jeweils in deren Längsrichtung verlaufende Halterungsprofile (9) mit H-förmigem Querschnitt aufklebt, auf die auf der Tankwand (2) haftende Kleberschicht (5) sowie gegebenenfalls auf die Seitenflächen der Abstandshalter (6) eine auch bei tiefer Temperatur elastische Schicht (7) aus Kunststoffschaum aufklebt, in die einander zugekehrten Nuten der benachbarten Halterungsprofile die einander gegenüberliegenden Randbereiche von Schalungsplatten einschiebt und den zwischen den Abstandshaltern, der elastischen Schicht und den Schalungsplatten liegenden Hohlraum mit einem Kunststoffhartschaum ausschäumt,

6.) Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. dass man in den Hohlraum in Abständen voneinander Trennelemente mit mindestens einer Durchgangsöffnung einfügt.

7·) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet. dass man den zwischen den Abstandshaltern, der elastischen Schicht und den Schalungeplatten liegenden Hohlraum

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von unten her in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen jeweils bis zu einer vorbestimmten Höhe ausschäumt, in jeder Stufe die erforderlichen Schalungsplatten einfügt und den auβzuschäumenden Hohlraum nach oben durch ein hängend angeordnetes, deckelartiges Gewicht begrenzt.

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