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Entlüftungseinrichtung an einem Tank
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Die Erfindung betrifft eine Entlüftungseinrichtung an einem Tank,
der in seinem Innen mit Abstand einen, brennbare und/oder giftige Flüssigkeit aufnehmenden
Behälter enthält, so dass zwischen dem Behälter und der Tankwanne eine Sicherheitskammer
zum Aufnehmen der Flüssigkeit bei leckes Behälter liegt, wobei die Sicherheitskaminer
eine Einlass- und eine Auslassöffnung aufweist.
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Es sind bereits solche Tanks bekannt, die als Lager- oder Sammeltank
für Alt- oder Frischflüssigkeiten dienen. Diese Tanks haben eine Einschüttfläche
für die zu sammelnde Flüssigkeit, und als Entlüftung dient ein sowohl an der Tank
vorderseite wie auch an der Tankrückseite zwischen einem Tankdeckel und einer Tankwanne
vorhandener Spalt, so dass die Umgebungsluft an der Schüttfiäche vorbeistreichen
kann.
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Die zwischen dem Behälter und der Tankwanne liegende Sicherheitskammer
muss nach den einschlägigen Vorschriften so gross bemessen sein, dass sie den gesamten
Behälterinhalt aufzunehmen vermag. Es hat sich nun herausgestellt, dass diese Sicherheitskammer
mit der vorhandenen Einlass- und Auslassöffnung keinesfalls entlüftet werden kann,
so dass die sich im Sicherheitsraum ansammelnden Dämpfe und Gase ein grosses Gefahrenrisiko
darstellen. Im Sicherheitsraum kann sich ein brennbares, ja sogar hoch-explosives
Gas- Luftgemisch einstellen, so dass bei unsachgentässer Benutzung des Tankes, wenn
sich die Benutzungsperson mit einer brennenden Zigarette über den Tank beugt, die
Gefahr eines Brandausbruches oder gar einer Explosion besteht. Da solche Tanks vielfach
in Gemeinden für jedermann zugänglich sind und nicht überwacht werden, kann aber
in erster Linie nie verhindert werden, dass sich eine Benutzungsperson dem Tank
mit offener Flamme nähert.
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Es wird die Schaffung einer Entlüftungseinrichtung bezweckt, mit
der dieser gravierende Nachteil vermieden werden kann.
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Die erfindungsgemässe Lntlüfturnsnrichtung ist dadurch gekennzeichnet.
dass ein der Auslassöffnung zugeordneter Tankwandungsbereich für eine grössere Wärmeübertragung
zur tuft der Sicherheitskammer ausgebildet ist als ein der Einlassöffnung zugeordneter
Tankwandungsbereich, bei einer Wärmeeinwirkung von aussen auf den Tank, zum unterschiedlichen
Erwärmen der in der Sicherheitskairmerbefifndlichen Luft, und damit zum Aufsteigen
der erwärmten Luft zur Auslassöffnung hin, zum Erzielen einer Durchzugsentlüftung
von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
als Querschnitt durch einen Tank in schematischer Darstellung gezeigt.
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Der untere Teil des Tankes bildet eine Tankwanne und hat die Aussenwände
2 bis 6. Der obere Teil des Tankes stellt einen Deckel 7 dar und hat die Aussenwände
8 und 9. Der ganze Deckel 7 ist um eine Schwenkachse 10 zum Oeffnen und Schliessen
des Deckels schwenkbar, und die Deckelwand 9 ist noch um eine Schwenkachse 11 gegenüber
der Deckelwand 8 schwenkbar.
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Innerhalb des Tankes befindet sich ein mittels nicht dargestellten
stegartigen Füssen am Wannenboden 4 abgestellter Behalter 12, der die Wände 13 bis
17 aufweist, Der Behälter 12 dient zur Aufnahme von brennbaren und/oder giftigen
Flüssigkeiten, wie z.B. Oel. Die diese Flüssigkeit begrenzte den Behälterwände 13,15,16
und 17 und auch die beiden in der Zeichenblattebene liegenden Stirnflächen dieses
Behälters liegen im Abstand zu den umgebenden Wänden 2 bis 6 der Tankwanne.
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Dieser Zwischenraum zwischen dem Behälter 12 und der Tankwanne 1 bildet
eine Sicherheitskammer 18. In letzterer können sich, wenn keine Entlüftung vcrgesehen
ist, Gase und Dämpfe ansammeln und stellen eine Explosionsgefahr dar. Dies besonders,
wenn der Tank im Freier und unter Sonnenbestrahlung steht. Diese Sicherheitskammer
18 soll nunmehr entlüftet werden. Hierfür
weist der mank eine Einlassöffnung
19 und eine Auslassöffnung 20 af. Weiterhin ist der bei der Auslassöffnung 20 liegende
Tankwandungsbereich 5,6 für eine grössLre Wärmeübertragung zur innen angrenzenden
Sicherheitskaner 18 ausgebildet als der bei der Einlassöffnung 19 liegende Tankwandungsbereich
2 und 3.
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Dies kann auf verschiedene Weise erzielt werden.
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Man möchte eine Durchzugsentlüftung von der Oeffnung 19 zur Oeffnung
20 hin bewirken, so dass also eine Frischluftspülung in Richtung der Pfeile 21 vorhanden
ist. Wenn nunmehr als einfache Massnahme der Tankwandungsbereich 5 und 6 in einer
dunkleren Farbe gehalten wird als der Tankwandungsbereich 8,9,2,3,so wird von den
dunkleren Flächen 5 und 6 mehr der auftreffenden Wärmestrahlung absorbiert als von
den helleren Flächen 8,9,2,3. Im Bereich der Wände 5 und 6 ist noch eine Wand 22
vorhanden, die zusammen mit der Wand 6 eine Art Kamin bildet. Durch die vorerwähnte
höhere Absorption der Wärme strahlung bei der Wand 5,6 tritt der bekannte Schornstein-Effekt
ein. Vorausgesetzt die Tankwanne besteht aus einheitlichem Material, z.B. Stahlblech,
so wird durch die höhere Absorption der Wärmestrahlung bei der Wand 5,6 eine grössere
Wärmeübertragung zur Luft in der angrenzenden Sicherheitskammer 18 eintreten. Die
in diesem schornsteinartigen Teil 23 der Sicherheitskammer befindliche Luft wird
stärker erwärmt als auf der gegenüberliegenden Tankseite, so dass die stärker erwärmte
Luft einen grossen Auftrieb erhält, nach oben steigt und bei der Auslassöffnung
20 austritt. Dieses zwangsläufige nach oben Strömen der stärker erwärmten Luftsäuie
im kaminähnlichen Teil 23 des Tankes hat ein zwangsläufiges Nachströmen von Frischluft
über die Einlassöffnung 19 ins Innere der Sicherheitskammer 18 zur Folge. Auf diese
Weise wird also die Zwangslüftung in Richtung der Pfeile 21 bewirkt. Da bisher davon
ausgegangen amrde, dass die Tankwanne 1 aus ein und demselben Material besteht,
also z.B. Stahlblech, wird die erläuterte
grössere Wärmeübertragung
zu der im schornsteinartigen Teil 23 befindlichen Luft durch den unterschiedlichen
Wärmeübergang zwischen Aussenatmosphäre und der Tankwandung erzielt. In diesem Fall
liegen also unterschiedliche Wärmeübergangszahlen « bei den Wänden 5,6 und 2 bis
4 vor. Durch die dunklere Farbe der Wade 5 und 6 wird einerseits mehr Wärmestrahlung
absorbiert, andererseits kann dieser bessere Wärmeübergang noch erhöht werden, wenn
die dunkleren Wande 5 und 6 zusätzlich zu ihrer dunklen Farbe auch noch matt sind.
Die ideale Farbe für die Wände 5 und 6 ist natürlich schwarz. Der Deckel 7 sollte
yleich wie die Wände 2,3 und 4 eine möglichst geringe Absorption der auftreffenden
Wärmestrahlung haben. Um dies zu erreichen, wird man also die Wände 8 und 9 des
Deckels sowie die Wände 2,3 und 4 der Tankwanne mit einer möglichst hellen Farbe
versehen, die also eine möglichst hohe Reflektion der einfallenden Wärmestrah lung
ergibt.
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Die grössere Wärmeübertragung zur Luftsäule der Sicherheitskammer
18 bei der Wand 5 und 6 kann aber auch durch einen grösseren Wärmedurchgang durch
die Wände 5 und 6 erreicht werden. Die Wände 5 und 6 hätten dann also grössere Wärm?leitwerte
3 als die Wände 2 bis 4 und 8,9. Diesen unterschiedlichen Wärmedurchgang kann man
auf verschiedene Art erzielen. Beim Deckel 7 ist im Beispiel ein geringerer Wärmedurchgang
dadurch erzielt worden, dass man die Deckelwände 8 und 9 auf der innen seite mit
einer Wärmeisolationsschicht 24 und 25 versehen hat.
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Hierdurch erhält man für die Deckelteile 8,24 und 9, 25 mittlere Wärmeleitwerte,
die in der Nähe des schlechteren # -Wertes, also von der Wärmeisolation liegen.
Auf gleiche Weise können natürlich auch die Wände 2 und 3 innen mit einer Wärmeisolationsschicht
versehen sein. Unterschiedliche Wärmeleitwerte treten natürlich auch aann auf, wenn
die den beiden Oeffnungen 19 und 20 zugeordneten Tankwandungsbereiche 2,3 Szw. 5,6
aus unterschiedlichem Material bestehen, oder zumindest einer dieses bei den Tankwandungsbereiche
mit einem unterschiedlichen Material
beschichtet ist. Bin guter
Effekt der grösseren Wärmeübertragung von den Wänden 5 und 6 auf die angrenzende
Luftsäule der Sicherheitskanuner würde erzielt werden, wenn die Wände 5 und 6 aus
Aluminium wären und die gegenüberliegenden Wände 2 und 3 aus Stahlblech sind, da
Aluminium einen dreimal so hohen WärnIeleitwert wie Eisen hat.
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Die Durchzugsentlüftung zwischen den beiden Oeffnungen 19 und 20
wird noch durch die Zughöhe des schornsteinartigen Schachtes 23 zusätzlich zu den
vorerwähnten Massnahmen erhöht, wenn also die Auslassöffnung 20 höher liegt als
die Einlassöffnung 19 bezüglich des Erdbodens. Obwohl es grundsätzlich möglich ist,
die beiden Oeffnungen 19 und 20 bei der gleichen Tankseite vorzusehen, wurden beim
dargestellten Ausführungsbeispiel die Oeffnungen 19 und 20 auf den einander entgegengesctzten
Tankseiten vorgesehen.
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Das erläuterte Ausführungsbeispiel kann noch durch den strichpunktiert
dargestellten Aufbau folgendermassen variiert werden: Da man nicht Gewähr hat, dass
die Wände 5,6 der Sonne zugewandt liegen, so dass es also durchaus vorkoinmen kann,
dass die Wände 5,6 im Schatten liegen, dagegen die anderen Wande,z.B.
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die Wände 2,3 oder die beiden in der Zeichenblattebene liegenden Tank-Stirnwände
der Sonnen-Wärmestrahlung unterworfen sind, werden beim zweiten Ausführungsbeispiel
die Wand 2 und die beiden erwähnten Tank-Stirnwände mit innenliegenden Kastenwänden
29 versehen, so dass ein den Tank umgebender Kastenring entsteht. An der Tankvorderseite
liegt der durch die Wände 2, 29, 30 und 31 begrenzte Kastenringabschnitt 26 und
an der Tankrückseite liegt der durch die Wände 5,22,32 und 33 begrenzte Kastenringabschnitt
23. Vom Kastenringabschnitt 26 führen obere Wände 27 und untere Wände 28 zum hinteren
Kastenringabsehnitt 23. Diese Wände 27,28 begrenzen also die bei den Tankstirnseiten
liegenden beiden Kastenringabschnitte. Die Wand 2 und die
beiden
zwischen den Wänden 27 und 28 in der Zeichenblattebene liegenden Tankstirnwände
werden wiederum wie die Wände 5,6 für eine grössere Wärmeübertragung zur Luft der
Sicherheitskammer 18 ausgebildet, also z.B. schwarz gestrichen. Der Kastenringabschnitt
26 hat an beiden Enden Oeffnungen 34, indem ein Teil 35 der Kastenwand 29 aufgebrochen
und als Luftsperre in die Sicherheitskammer 18 gebogen wurde. In letzterer sind
noch Luft leitbleche 36 vorhanden, um ein Luftströmung in der Sicherheitskammer
in der gewünschten Richtung zu erhalten. Da bei der erläuterten Entlüftungseinrichtung
eigentlich nur die Wärmestrahlung massgebend ist aber nicht die Konvektion, wird
durch die Kastenringwand 29 keine nennenswerte Wärmeübertragung zur innen angrenzenden
Sicherheitskammer 13 stattfinden. Wird die z.B. schwarz gestrichene Wand 2 der Sonnen-Wärmestrahlung
ausgesetzt, so erfolgt die gewünschte Entlüftung folgendermassen: Die Frischluft
strömt durch die Oeffnung 19 ein, wird durch die Leitbleche 36 gezwungen zum Boden
der Kammer 18 zu strömen, kann dann über die Oeffnungen 34 in den Kastenringabschnitt
26 strömen und von hier durch die beiden bei den Tankstirnseiten liegenden Kastenringabschnitte
und dann zur Auslassöffnung 20.
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Durch die schräge Wand 27 des Kastenringes wird das nach oben Strömen
der Luft aus der Sicherheitskammer zur Auslassöffnung 20 erleichtert. Die Bewegungsenergie
für die strömende Luft der Sicherheitskammer 18 wird durch die e Sonnenwärmestrahlung
auf die z.B. schwarz gestrichene Wan5 2 und/oder die z.B. schwarz gestrichenen,
zwischen den Wänden 27 und 28 liegenden Tankstirnwände erreicht.
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Mit der erläuterten Entlüftungseinrichtung wird gewährleistet, dass
sich keine brennbaren Gase und Dämpfe in der Sicherheitskammer absetzen können,
da ständig auf einfache und wartungsfreie Weise eine Durchzugsentlüftung der Sicherheitskammer
gewährleistet wird. Gerade in der warmen Jahreszeit, wenn die Brand-bzw. Explosionsgefahr
an sich am grössten
wäre, wird durch die unterschiedliche Erwärmung
der in der Sicherheitskammer befindlichen Luft eine besonders intensive Entlüftung
erreicht.