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Tankheizung für Tanks und/oder Bunker von Schiffen, insbesondere Tankschiffen
o Die Erfindung bezieht sich auf Schiffe mit Tanks, die beispielsweise für Mineralölprodukte
verwendet «-erden. Beispiele solcher Tanks sind die Laderäume bei Tankschiffen und
die Bunker für flüssigen Brennstoff bei diesen. und anderen Schiffen, beispielsweise
die Doppelbodentanks bei Schiffen für Trockenladung. In dieser Beschreibung wird
zur Hauptsache auf Laderäume von Tankschiffen Bezug genommen. Dies geschieht allein
um der Kürze willen und soll nicht als Begrenzung der Anwendung der Erfindung auf
solche Tanks aufgefaßt werden.
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Üblicherweise werden solche Tanks mit einer Heizeinrichtung versehen,
um bestimmteLadungen, wie zähflüssige Rohöle, Kesselbrennöle oder Asphalte, auf
der Temperatur halten zu können, bei der sie genügend flüssig sind, um von der Pumpeinrichtung
gefördert werden zu können.
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Gewöhnlich wird die vorgenannte Heizeinrichtung in der Form eines
Gitters aus. Stahlrohren hergestellt, das nahe dem Boden des Tanks angeordnet und
außerdem ziemlich gleichmäßig über den Boden des Tanks verteilt ist. Um diese Rohre
so niedrig wie möglich zu verlegen und auf diese Weise ,den größten Nutzen aus;
der Erwärmung durch Konvektion zu ziehen und um der Festigkeit und anderem Sicherheitsvorschriften
fier Schiffe zu genügen, die es nicht zulassen, die Erlaichterungsöffnungen in den
Bo denwrangen so niedrig anzubringen, wie man die Rohre haben möchte, ist
es
häufig üblich, die einzelnen Rohrabschnitte niedriger ads die Erleichterungslöcher
zu legen, wobei die Rohrleitungen dort, wo sie durch Erleichterungslöcher hindurchgehen,.
in einer umgekehrten U-Form gelegt werden.
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Hauptsächlich durch das Seewasser bei Ballastfahrt korrodieren die
Stahlrohre verhältnismäßig rasch und müssen häufig erneuert werden; est ist daher
ofensichtlich, daß die Erneuerung der Stahlrohre einen beträchtlichen Einfluß, auf
die durchschnittlichen: Erhaltungskosten der Tanks haben.
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Die Korrosion führt außerdem zur Bildung einer wärmeisolierenden Schicht
an der Außenfläche der # Rohre. Diese verringert fortschreitend die Wirksamkeit
des Heizgitters!. Eine andere Wirkung der Korrosion ist, dag die Rohre sehr :schnell
in ihren Halterungen festrosten. und dadurch Bteanspruchungen hervorrufen; die unter
Umständen Brilche verursachen können. Weiterhin wurde bei diesen S tahlrohren festgestellt,
daß die durch die ErleichterungslöcIner führenden U-förmigen. Abschnitte dazu neigen.,
beim Aufdrehen. des Dampfes Wasserschlag zu begünstigen.
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Andererseits sind die Stahlrohrleitungen infolge der Nachgiebigkeit
im allgemeinen imstande; den Beanspruchungen durch Wasserschlag und Festrosten zu
widerstehen, arid unter normalen Bedingungen werden die Kosten für das Auswechselndes
Heizgitters als erträglich angesehen.
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Bei schwierigen Beschaffungsbedingungen und hohen; Kosten wird, jedoch
das Bedürfnis nach einem Heizelement betont, das kein. häufiges Auswechseln erfordert.
Dabei wurde auch die Verwendung von Gußeisen in Erwägung, gezogen.
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Gußeisen ist, jedenfalls was relativeinfache Gußteile betrifft, an
Bord von Seeschiffen im wesentlichen gegen Korrosion immun und kann, verglichen
mit Stahl, zu einem- nicht ungünstigen Preis hergestellt werden. Es, hat aber den
Nachteil eines relativ hohen Gewichts und einer unerwünschten Sprödigkeit. Das Gitter
muß- daher aus Rohrabschnitten hergestellt werden, die in. sich genügend starr und
damit schwer sind, um den Verformungsbeanspruclzungen zu widerstehen. Um Beanspruchungen
durch Wasserschlag zu widerstehen, mußten Guß-ensenrohre ausreichend stark und damit
ebenfalls schwer sein;: Gußeisenrohrleitungen müssen deshalb, um Wasserschlag zu
vermeiden, nöglichst in geraden Längen verlegt werden. Sie können daher nicht wie-
Stahlrohre mit Bögen von umgekehrter U-Form verlegt werden, sondern müssen im ganzem.
b:öh er verlegt sein. Der Ausweg, relativ kurze, durch Gelenkverbindungen verbundene
Rohrabschnitte zu verwenden,, ist wegen der großen Leckgefahr an den. Verbindungsstellen
ausgeschlossen. Unter Umständen: können solche Leckagen Speisewaseerverluste bzw:
Verunreinigung der Ladung verursachen.
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Um festigkeitsmäßig ausreichende Rohrabschnifte zu erhalten, sind
größere Wanddicken und ebenso zur Abgabe gleicher Wärmemengen größere Rohrdurchmesser
erforderlich als bei. Stahlrohrleitungen. Falls die Vergrößerung: der Durchmesser
allein nicht genügt, Müssen außerdem auf der Außenfläche des Rohres verlaufende
Längsrippen vorgesehen werden. Solche Rippen erhöhen zwar die Festigkeit des Rohres,
aber sie vergrößern auch das Gewicht der Rohrleitung.
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Die Erfindung betrifft ein Heizgitter aus Güßeisenrohren für Tanks
von Schiffen, das nicht wesentlich schwerer und im Einbau nicht kostspiel.iger ist
als ein Stahlgitter üblicher Art, wobei das Gußei-sienheizgitter dieselbe Heizwirkung
wie ein Stahlrohrgitter hat und dank der Korrosionsfestigkeit des Gußeisens den
Vorteil einer langen Lebensdauer mit im wesentlichen konstant bleibender Wirksamkeit
hat, Dieses wird zur Hauptsache dadurch erreicht, daß das Gußeisengitter mit angenähert
der doppelten Heizkapazität je Längeneinheit und der halbem. Gesamtlänge eines entsprechenden
Stahlgitters, ausgeführt `wird.
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Gemäß der Erfindung ist ein solcher Tank mit einem aus gerippten Gußeisenrohren
hergestellten Heizgitter versehen, das die folgenden Merkmale aufweist: a) eine
Heizkapazität je Längeneinheit, die etwa doppelt,' und eine Gesamtlänge, die etwa
halb so groß ist wie; die eines, üblichen Tankheizgitters aus Stahlrohren, b) eine
starre Konstruktion mit ausreichender Festigkeit zwischen den: Aufhängungen und
c) im wesentlichen gerade Längen, um Wasserschlag zu vermeiden. Die Heizkapazität
je Längeneinheit wird dadurch verdoppelt, daß der Durchmesser der Gußeisenrohrleitung
und damit ihr Umfang gegenüber einer Stahlrohrleitung gleicher Leistung verdoppelt
werden.
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Für die Bemessung der Gußeisenrohre ist das Gewicht- der Rohre zwischen
den Aufhängungen maßgebend. Die Entfernung zwischen den Aufhängungen isst vorzugsweise
die gleiche wie bei den üblichen Stahlrohrgittern.
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Wasserschlag wird dadurch vermieden, daß die gerippten Gußeisenrohre
in im wesentlichen geraden Längen angeordnet werden. Die Verbindungsbogen als. Hauptteile
des Gitters, wo ein Wasserschlag gefährlich werden kann, werden vorzugsweise aus
Gußeisen mit möglichst großem Krümmungshalbmesser hergestellt. Diese Bogen, können
eine größere Wandstärke haben als die übrige Rohrleitung.
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Dadurch, daß im Vergleich zu der üblichen Stahlrohrleitung die Gesamtlänge
der Rohre des Heizgitters aus Gußeisen verringert und die Heizfache je Längeneinheit
vergrößert ist, kann das Gesamtgewicht der Heizanlage verringert werden. Die Halbierung
der Länge und die Verdoppelung der Oberfläche der Gußeisenrohrleitung ist ausreichend,
um eine gleichmäßige Beheizung des Tanks zu erzielen.
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Die Erfindung besteht weiter in den neuen und verbesserten Merkmaien,
Kombinationen und Teileanordnungen, die in der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
enthalten sind, welche im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben
werden.
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Fig. i zeigt eine perspektivische Ansicht eines Tanks eines Tankschiffes,
der ein Heizgitter gemäß Erfindung aufweist;
Fig. 2 zeigt eine perspektivische
Ansicht der Enden zweier benachbarter Guß@eisenro:hrabschnitte mit je drei Längsrippen
vor dem Zusammenbau; Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht ähnlich Fig. 2 einer
Gußeisenrohrleitung mit vier Längsrippen; Fig. q. zeigt eine Ansicht der Aufhängung
der Rohrleitung.
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In Fig. i ist der Tank durch senkrechte Längs-und Ouerschotte i und
2 begrenzt, wobei nur ein Schott :2 gezeichnet ist. Der Tankboden 3 wird von der
Außenhaut und :die Tankdecke vom Oberdeck des Schiffes gebildet. Längsspanten.,l
und Bodenwrangen 5 dienen zur Versteifung des. Tankbodens.
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Das Heizgitter wird von einer Anzahl zwischen den Längss:panten q.
liegenden und durch Erleichterungslöcher 7 der Bodenwrangen 5 hindurchgehender Gußeisenrohre
6 gebildet. Die Rohre 6 sind durch Rohrbogen 8 miteinander verbunden.. Der Dampf
tritt durch ein Einlaßrohr g ein und ein .luslaßrohr io aus.
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Die Längs:spanten 4. reichen nicht ganz bis zu den Schotten 2, sondern
sind an diesen Schotten mittels Knieblechen nebst Gurtblechen i i befestigt. Unterhalb
der Kniebleche i i ist ein freier Raum gelassen, der, wie in den Zeichnungen gezeigt,
die Rohrbogen 8 aufnimmt.
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Das übliche ist es, :ein Heizgitter mit zehn Stahlrohren vorzusehen,
die durch zehn Erleichterungslöcher 7 einer Bodenwran@ge 5 hindurchgehen. Die Zeichnung
zeigt die Verminderung .der Gesamtlänge dies Heizgitters nach der Erfindung auf
nur fünf Gußeisenrohrleibungen.
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Die Gußeisenrohrleitun:gen 6 sind in Halterungen 13 aufgehängt, die
unter Brücken 12 angebracht sind, welche auf den Längsspanten ¢ befestigt sind.
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Die Gußeisenrohrleitung nach Fig. 2: isst mit drei Längsrippen 14
versehen, die stich über die Gesamtlänge des. Rohres erstrecken und auf dem Rohrumfang
unter einem Winkel von i2o°, in der Rohrachse gesehen., gegeneinander versetzt sind.
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Wie in Fig. I gezeigt, wird das Rohr von der Tanklänge nach in gleichen
Abständen angeordneten Halterungen 13 unterstützt, wobei eine solche jeweils in
der Nähe der Rohrenden liegt.
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Die einzelnen Abschnitte der Rohrleitung sind mittels Vierlochflansühen
16 mit Zentrieransatz 15 miteinander verbunden, wobei zwischen den Flanschen: die
übliche Abdichtung vorgesehen ist.
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In Fig.3 ist eine Gußeisenrohrleitung gezeigt, die von der in Fig.
2 gezeigten nur darin abweicht, daß diese vier symmetrisch um das Rohr angeordnete
Längsrippen aufweist.
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Aus Fig. 4. ist ersichtlich, wie eine in Fig. 3 gezeigte Gußeisenrohrleitung
in den Halterungen 13 befestigt ist, @yobei die Mittelebenen von gegenüberliegenden
Rippenpaaren waagerecht: bzw. senkrecht angeordnet sind. Durch diese Anordnung ist
die Möglichkeit, daß Flüssigkeitsreste an den Rippen zurückgehalten werden, auf
das geringste Maß herabgesetzt. Die Halterungen 13 sind so angepaßt, daß sie die
unterste Rippe berühren; zwischen den drei anderen Rippen 1q. und der Halterung
13
besteht etwas Spiel. Die Halterung 13 hat U-Form und ist an der Brücke
12, z. B. mittels Schrauben 17 befestigt. Ein zwischen - den U-Schenkeln angeordneter
Steg 18 dient dazu, Bewegungen des Rohres 6 nach oben zu verhindern.
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Bei dieser Aufhängung, verbunden mit dem Fehlen von Korrosion am Rohrumfang,
wird erreicht, daß Wärmeaus,deh:nungen und -zusammenziehungen der Rohre ungehindert,
d. h. ohne daß die Rohre von den Halterungen festgehalten werden, stattfinden können.
Bei dein geringen Relativbewegungen zwischen den Rohren und den Rohrhalterungen
bleiben die Rohre von thermischen Spannungen frei.
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Die freiten senkrechten Einlaß- und Auslaßenden g, io des Rohres ermöglichen
genügenden Längenausgleich bei Temperaturänderungen.
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Es hat sich ergeben, d.aß ein geripptes Gußeis:enrohrgitter der beschriebenen
und in Fig. i und 2 dargestellten Art mit nur 40'/e :der für Stahl erforderlichen
Gesamtlänge eine gleich gute Erwärmung ergibt@ wie das übliche Stahlgitter und da:ß
dieses nach 15 Monaten Erprobung vollständig frei von Korrosionsangriff war. Diese
6oo/oige Verminderu:ng bedeutet, daß die größeren Einbaukosten und das größere Gewicht
der Gußeisenrohrleitung je Längeneinheit im Vergleich zu Stahlrohrleitungen im wesentlichen
ausgeglichen sind.
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Die Länge der Rührbögen 8 wird so klein wie möglich gehalten. Jedoch
kann, wie oben ausgeführt, die Wandstärke der Rohrbögen größer als die der geraden
Rohre mit Rippen sein.
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In einer abgeänderten Ausführungsform sind die Rippen schraubenförmig
angeordnet, so daß die Rohre dann das Aus,se#hen steilgängiger 3- oder 4-Gang-Schrauben
haben;.
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Die Gußeisenrohrleitung wird vorzugsweise, soweit es möglich ist,
aus Normalteilen von bestimmter Länge zusammengesetzt. Längenausgleich wird mit
kürzeren Rohrlängen vorgenommen. In Fig. i sind gerade: Normallängen der gerippten
Gußeisenro:hrleitunge:n mit kurzen Ausgleichstücken am entfernt liegenden Ende des
Tanks dargestellt.
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Bei einer anderen Anordnung der Rippen kann nur je eine obere: und
untere Rippe vorgesehen sein, deren Mittelebene im eingebauten Zustand im w esentliche@n
senkrecht liegt.
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Um die Rohre in den Erleichterungslöchern so niedrig wie möglich zu
verlegen, können die unteren Rippen bzw. die untere Rippe geringere Höhen als die
obere bzw. oberen Rippen aufweisen. Auch kann die untere Rippe b:zw. Rippen an den
Bodenwrangen unterbrochen sein, so daß das Rohr mit seinem Umfang unten auf der
unteren Kante der Erleichterungslöcher aufliegt.