DE2727016C3 - Mehreckiger Membrantank für Tieftemperatur-Flüssiggas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen mehreckigen Membrantank für Tieftemperatur-Flüssiggas gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die bei solchen Membrantanks vorgesehenen Abstützelemente sollen die Ecken des inneren Membranbehälters stützen, da diese erheblichen Formänderungen und damit Biegebelastungen infolge Schrumpf- und Dehnvorgängen ausgesetzt sind, die durch starke Temperaturunterschiede und hydraulische Belastungen bedingt sind. Ein solcher innerer Membranbehälter nimmt seine kleinste Gestalt bei Tieftemperatur ohne Füllung, seine größte Gestalt bei Füllung unter Raumtemperatur ein.

Es ist ein Membrantank der eingangs beschriebenen Gattung bekannt (FR-OS 22 44 121), bei dem die Abstützelemente fest mit dem inneren Membranbehälter verbunden sind und durch diesen verschoben werden. Eine solche Verschiebung ist möglich, solange der Membranbehälter selbst im wesentlichen unbelastet ist. Im Falle eines gefüllten Membranbehälters wirkt jedoch durch diesen ein so hober Druck auf jedes Abstützelement, daß eine Verschiebung desselben wegen des hohen Reibungswiderstandes an der Wärmeisolationsschicht erschwert wird. Ist der Membranbehälter infolge tiefer Temperatur bei Beginn des Einfüllens des Flüssiggases auf seine kleinste Form geschrumpft, könnte er nicht mehr ohne weiteres in der Lage sein, beim Füllen infolge des Flüssigkeitsdruckes die Abstützelemente wieder in Richtung auf die zugehörigen Ecken zu verschieben, da es sich hier um einen Membranbehälter und niclht um einen steifen Körper handelt, so daß der Membranbehälter ausweichen und gegebenenfalls von dem Abstützelement abreissen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Membranbehälter der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, der die jeweils optimale Position der Abstützelemente zur Stützung der Ecken des Membranbehälters gewährleistet Diese Aufgabe ist durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausbildung kann sich der Membranbehälter unabhängig von den Abstützelementen bewegen, die ihrerseits ihre Bewegung durch die Ausgieichsstabeinrichtungen erhalten, die stärker als ίο dünne Membranbehälter sind und die dadurch die Verschiebung der Abstützelemente auch im belasteten Zustand des Membranbehälters gewährleisten können. Darüberhinaus können Abstützelemente und Ausgleichsstabeinrichtungen unabhängig vom Membranbehälter montiert werden, während im bekannten Fall die Abstützelemente am Membranbehälter selbst anzubringen sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines inneren Membranbehälters mit üblicher sechsflächiger Form;

F i g. 2 einen schematischen Horizontalschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Membrantanks für Tieftemperatur-Flüssiggas;

F i g. 3 eine Ansicht des oberen Bereichs des inneren Membranhehälters des Tanks gemäß F: g. 2;

F i g 4 eine vergrößerte Schnittdarstellung gemäß IV-IVin Fig.2;

F i g. 5 einen vergrößerten senkrechten Schnitt durch einen unteren Kugeleckenabschnitt des Membranbehälters des in F i g. 2 gezeigten Tanks.

Der in den Figuren dargestellte Tank umfaßt eine äußere, doppelwandige Schale 10, auf deren Innenseite sich eine druckbeständige Wärmeisolationsschicht 11 befindet. Ferner umfaßt der Tank auf der Innenseite der Wärmeisolationsschicht einen inneren Membranbehälter 12. Der Membranbehälter hat sechsflächige Form, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, und umfaßt die Wandabschnitte la, die gekrümmten horizontalen Kantenabschnitte lö, die gekrümmten senkrechten Kantenabschnitte Ic und die Kugeleckenabschnitte \d. Wie die F i g. 1 und 3 zeigen, ist der innere Membranbehälter 12 mit einem Aufsatz bzw. einer Kuppel 13 versehen.

An jedem Kugeleckenabschnitt des inneren Membranbehälters 12, d.h. genauer an jedem Übergangsbzw·. Verbindungsbereich zwischen einem Wandabschnitt, den gekrümmten Kantenabschnitten und dem Kugeleckenabschnitt, — einige solche Übergangsbereiche sind mit A in F i g. 1 bezeichnet —, befindet sich ein Stützelement 14, das den Übergangsbereich abstützt. Da sich an jedem Eckenabschnitt drei Übergangsbereiche A befinden, sind für jeden Eckenabschnitt drei Stützelemente 14 vorgesehen, die allerdings nicht sämtlich in den Zeichnungen dargestellt sind. Das Stützelement 14 kann aus einem steifen Material, beispielsweise einer Aluminiumlegierung oder Hartholz, gefertigt sein, und seine Stützfläche, die in Berührung mit dem inneren Membranbehälter steht, ist so konkav geformt, daß sie zur konvexen Krümmung des Übergangsbereiches des Membranbehälters paßt. Jedes Stützelement 14 ist in ein Ende eines Kanals 15 eingesetzt, der im oberen Wandabschnitt, einem senkrechten Wandabschnitt oder im unteren Wandabschnitt der Wärmeisolationsschicht 11 ausgebildet ist und in seinem Wandabschnitt im wesentlichen diagonal verläuft. Das Stützelement kann im Endbereich des

Kanals in Diagonalrichtung verschoben werden. In jedem zugehörigen Kanal befindet sich eine temperaturempfindliche Ausgleichsstabeinrichtung 16, d.h. eine Einrichtung mit einem stabförmigen Element, das sich in Abhängigkeit von der Temperatur ausdehnen und zusammenziehen kann. Die Ausgleicnsstabeinrichtung 16 ist an ihrem einen Ende mit dem Stützelement 14 verbunden und an ihrem anderen Ende in der Wärmeisolationsschicht verankert Bei der iemperaturempfindlic'sen Ausgleichsstabeinrichtung kann es sich um eine Stange oder ein Rohr aus einem Metall handeln, das einen verhältnismäßig hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten hat, wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung. Alternativ kann als temperaturempfindliche Ausgleichsstabeinrichtung eine Einrichtung mit Kolben und Zylinder dienen, in deren Zylinderkammer sich ein entsprechend der Temperatur ausdehnendes Fluid wie beispielsweise Öl befindet Aufgrund des diagonalen Verlaufs des Kanals 15 und der Ausgleicnsstabeinrichtung 16 im oberen Wandabschnitt bzw. im Seitenwandabschnitt bzw. im unteren Wandabschnitt der Wärmeisolationsschicht stimmt die Richtung der Verschiebung des Stützelementes mit der Richtung der Ausdehnung oder Kontraktion des Eckenabschnitts des Membranbehälters überein. Wenn der Kanal und die Ausgleichs-Stabeinrichtung genau in Richtung der Diagonalen des oberen Wandabschnitts bzw. des Seitenwandabschnitts bzw. des unteren Wandabschnitts der Wärmeisolationsschicht verlaufen, steht für den Kanal und die Ausgleichsstabeinrichtung die größtmögliche Läng? zur Verfügung, so daß die aus einem geeigneten Material bestehende Ausgleichsstabeinrichtung leicht den erforderlichen Expansions- und Kontraktionshub liefern kann, um das Stützelement entsprechend der Ausdehnung und Kontraktion des inneren Membranbehälters zu verschieben. Wenn allerdings am oberen Abschnitt des inneren Membranbehälters der Aufsatz 13 vorgesehen ist, müssen die Ausgleichsstabeinrichtungen 16 so angeordnet sein, daß sie am Aufsatz 13 vorbeilaufen, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist Das Verhalten des Stützelementes 14 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf F i g. 5 für ein solches Stützelement erläutert, das sich an einem unteren Eckenabschnitt des Membranbehälters befindet

Wenn der innere Membranbehälter 12 Raumtemperatur hat, hat der Kugeleckenabschnitt des Membranbehälters die mit ausgezogenen Linien in F i g. 5 dargestellte Lage. Unter diesen Bedingungen ist die temperaturempfindliche Ausgleicnsstabeinrichtung 16, die im wesentlichen die gleiche Temperatur wie der Membranbehälter 12 hat so weit ausgedehnt, daß sie das Stützelement 14 in eine Stellung bringt bzw. in einer Stellung hält, in der die konkave Stützfläche des Stützelementes genau an der konvexen Außenseite des Obergangsbereichs zwischen dem Kugeleckenabschnitt den gekrümmten Kantenabschnitten und dem Wandabschnitt anliegt, so daß der Übergangsbereich in gewünschter Weise abgestützt wird. Wenn dann der hydraulische Drucktest mit Wasser durchgeführt wird, geschieht dies, ohne daß irgendwelche Spannungskonzentrationen im Obergangsbereich hervorgerufen werden. Wenn dann damit begonnen wird, den inneren Membranbehälter 12 mit Tieftemperatur-Flüssiggas zu füllen, zieht sich der zunächst noch unbelastete Membranbehälter anfänglich zusammen, wobei er die mit 12' bezeichnete Lage einnimmt Aufgrund der Tiefentemperatur zieht sich gleichzeitig auch die temperaturempfindliche Ausgleichsstabeinrichtung 16 zusammen, so daß sie das Stützelement 14 so verschiebt, daß es die mit 14' bezeichnete Stellung einnimmt. Wenn dann in den inneren Membranbehälter 12 bereits eine größere Menge Tieftemperatur-Flüssiggas gefüllt worden ist, wird der Membranbehälter durch den Innendruck bzw. den hydraulischen Druck des Flüssiggases ausgedehnt, so daß er schließlich die mit 12" bezeichnete Lage einnimmt In dieser Lage paßt die konkave Oberseite des Stützelementes 14 genau zur konvexen Außenseite des Membranbehälters, so daß das Stützelement den Membranbehälter in gewünschter Weise am Übergangsbereich zwischen dem Kugelekkenabschnitt, den gekrümmten Kantenabschnitten und dem Wandabschnitt des Membranbehälters abstützt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mehreckiger Membrantank für Tieftemperatur-Flüssiggas mit einem das Flüssiggas aufnehmenden inneren Membranbehälter mit abgerundeten Ecken, der auf seiner Außenseite über eine Wärmeisolationsschicht an einer steifen Außenhülle gestützt ist und an seinen Ecken durch Abstützelemente unterstützt ist, deren Stützfläche der Eckenkontur des Membranbehälters angepaßt ist und die auf der Wärmeisolationsschicht entsprechend der Ausdehnung des Membranbehälters verschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützelemente (14) an temperaturempfindlichen Ausgleichsstabeinrichtungen (16) befestigt sind, die entlang der Behälterwandung angeordnet sind und die die Bewegung der Abstützelemente (14) in Abhängigkeit von der Behältertemperatur erzeugen, und die an ihrem dem zugehörigen Abstützelement (14) abgewandten Ende in der Wärmeisolationsschicht (11) verankert sind.

2. Membrantank nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsstabeinrichtungen (16) im wesentlichen entlang der Diagonalen der Behälterwandung verlaufen.

3. Membrantank nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsstabeinrichtungen (16) in Kanäle (15) der Wärmeisolationsschicht (11) eingesetzt sind.