EP1447613B1 - Gasspeicher - Google Patents

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Publication number
EP1447613B1
EP1447613B1 EP04450029A EP04450029A EP1447613B1 EP 1447613 B1 EP1447613 B1 EP 1447613B1 EP 04450029 A EP04450029 A EP 04450029A EP 04450029 A EP04450029 A EP 04450029A EP 1447613 B1 EP1447613 B1 EP 1447613B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
outer membrane
membrane
reservoir according
entry holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP04450029A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1447613A3 (de
EP1447613A2 (de
Inventor
Karl Klien
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sattler AG
Original Assignee
Sattler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sattler AG filed Critical Sattler AG
Publication of EP1447613A2 publication Critical patent/EP1447613A2/de
Publication of EP1447613A3 publication Critical patent/EP1447613A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1447613B1 publication Critical patent/EP1447613B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17B—GAS-HOLDERS OF VARIABLE CAPACITY
    • F17B1/00—Gas-holders of variable capacity
    • F17B1/24—Gas-holders of variable capacity of dry type
    • F17B1/26—Gas-holders of variable capacity of dry type with flexible walls, e.g. bellows

Definitions

  • the invention relates to a gas accumulator having a flexible inner membrane and a flexible outer membrane at least partially surrounding it, wherein the inner membrane closes a variable gas storage space, into and out of the inlet and outlet lines to be stored gas is introduced or derivable, and wherein auxiliary gas is introduced via a feed device in the space formed between the inner membrane and the outer membrane.
  • a gas storage of this kind is eg from the AT 391 181 B and serves for the intermediate storage of a gas that can be introduced from at least one gas generator in the gas storage and can be removed from at least one gas consumer from this.
  • a gas that can be introduced from at least one gas generator in the gas storage and can be removed from at least one gas consumer from this.
  • an independent energy supply for example, in gas production by biological processes that run about in the agricultural sector, of course, be guaranteed.
  • the introduction of an auxiliary gas, for example air, into the space between the inner and outer membrane for pressurizing the gas stored in the inner membrane takes place via a dome-shaped steel connecting piece arranged at the highest point of the outer membrane, which has a considerable inherent weight.
  • the steel stub proposes together with the feeder, for example, a supply line for the Auxiliary gas, with which it is connected, against the outer membrane and the inner membrane or causes Walk movements of the membranes, causing damage and thus a reduction in the life of the gas storage or even leaks that cause leakage of the gas to be stored or the auxiliary gas result can.
  • the object of the invention is therefore to provide a gas storage of the type mentioned specify, with the damage to the outer membrane and to the inner membrane, in particular due to external weather or due to an interruption of the power supply can be largely avoided.
  • this is achieved by providing a feed channel extending along the inside or outside of the outer membrane for introducing the auxiliary gas into the intermediate space, which feed channel is connected on the input side to the feed device.
  • the supplied auxiliary gas can be distributed over a larger area in the space between the outer and inner membrane, without causing a punctiform load on the outer membrane, which may have a detrimental effect on their life.
  • At least a portion of the outer membrane is provided with a plurality of spaced apart gas inlet holes, which are in communication with the arranged on the outside of the outer membrane feed channel, which in turn is connected to the supply device for the auxiliary gas and covering the area with the gas entry holes.
  • An essential advantage of the aforementioned embodiment of the gas reservoir according to the invention over the known gas storage is the direct introduction of the auxiliary gas via a plurality of recessed in the outer membrane holes without the aid of connecting pieces.
  • the arranged on the outside of the outer membrane feed channel can be designed with a relatively low weight and still flexible, so that in strong wind, rain or a pressure drop in the space no outer membrane affecting or damaging forces or torques arise.
  • the distributed over several holes Initiation of the auxiliary gas is distinguished from a punctiform in that the intended regulation of the pressure in the inner membrane takes much shorter control times.
  • the feed channel can also be arranged on the inside of the outer membrane.
  • the feed channel can also be arranged on the inside of the outer membrane.
  • the outer membrane of the gas reservoir according to the invention may be composed of several segments, which are joined together along their longitudinal sides, preferably welded, so that the outer membrane in the inflated state has a hollow spherical shape.
  • the wall of the feed channel is formed by a flexible surface element which is at least partially connected along its boundary with the outer membrane, so that the channel space formed between the outer membrane and the flexible sheet member is sealed against the environment gas-tight and communicates with the gap via the gas entry holes.
  • the flexible surface element forms the sealing supply channel for the introduction of the auxiliary gas in the space between the outer membrane and inner membrane, which has neither edges still represents a punctiform acting stress that could cause damage to the outer membrane in wind or precipitation.
  • the gas inlet holes along a length circle of the inflated state outer membrane can be arranged. To this Way reaches the incoming auxiliary gas over the entire height of the outer membrane in the intermediate space and there is a rapid compensation of within the gap temporarily existing pressure differences.
  • the outer membrane is subdivided into largely equal, congruent segments anyway, it may be advantageous to form the flexible planar element in a similar form and of the same material as an outer membrane segment and to connect it to one of these segments of the outer membrane.
  • the boundary of the flexible surface element on the outer membrane at least partially connected to the edges of one of the outer membrane segments, preferably welded, be.
  • a suitable introduction of the auxiliary gas into the feed channel can take place via a position in the flexible surface element, wherein according to a further embodiment of the invention in the flexible surface element, a connection opening can be excluded, which is connectable to a connection piece connected to the supply device.
  • the shape or size of the connection opening may vary depending on the connection piece, preferably a laminar inflow through the connection opening should be ensured.
  • a convenient attachment of the connection piece on the flexible surface element is given for static reasons near the ground.
  • the pressure forces acting on the gas entry holes can be arranged so that the gas inlet holes run along the longitudinal center line of the outer membrane segment connected to the flexible planar element in order to ensure that the connection points between the outer membrane segments are as uniform as possible.
  • reinforcement or stiffening of the gas entry holes may be necessary to avoid overstressing thereof, which can be achieved by forming a cross-shaped ridge inside each of the gas entry holes such that each of the gas entry holes is composed of four, arranged around the cross-shaped web, quarter-circle-shaped partial holes is composed.
  • gas storage is a flexible inner membrane 2, which closes a variable gas storage space 11, partially surrounded by a flexible outer membrane 1.
  • materials for the outer membrane 1 and the inner membrane plastic or rubber films, coated textile substrates, eg PVC-coated fabric or the like can be used. Any other type of flexible sheath may also be used for this purpose, provided it meets the tightness and strength requirements.
  • Both the outer membrane 1 and the inner membrane 2 are downwards open and their lower edges by corresponding clamping devices 27 on a foundation 29 sealed against the environment fixed, as from the left, broken half of the gas storage in Fig.2 it can be seen, wherein the lower edge of the outer membrane 1 and the lower edge of the inner membrane 2 are concentric and spaced apart along their circumference. Opposite the bottom of the variable gas storage space 11 is sealed by a non-descript, gas-tight bottom membrane, so that no leakage losses can occur and no combustible gas from the variable storage space 11 can escape to the outside.
  • the inner membrane 11 and the outer membrane 12 are matched to each other so that a gap 8 is formed between them, in which an auxiliary gas, preferably air, via a supply device 16 under pressure, e.g. can be introduced by means of compressed air device, so as to exert a back pressure against the pressure prevailing in the interior of the inner membrane 2 gas pressure and to protect them from overstretching.
  • the feed device 16 may be a feed line, but it may also be a block-like arrangement are selected in which the printing device directly introduces the auxiliary gas or air without connecting line.
  • the outer membrane 1 does not have to be absolutely impermeable to the environment, since escaping auxiliary gas, in particular air, is continuously compensated by pressurization.
  • the gas to be stored in the variable gas storage chamber 11 is introduced or removed from this, so depending on the degree of filling the gas storage space 11 upwardly final inner membrane 2 forms an irregular curved surface like this in Fig.1 is indicated to the left of the midline, or inflates and then assumes a balloon-like shape.
  • the outer membrane 1 Due to the overpressure in the intermediate space 8, the outer membrane 1 can be kept dimensionally stable within wide limits. A wind pressure acting on the outer membrane 1 or e.g. a snow load thus remain without significant influence on the gas pressure in the variable gas storage space eleventh
  • a Distance measuring device 28 is arranged at the uppermost point of the outer membrane 1, via which the respective distance between the inner membrane 2 and the outer membrane 1 is converted at this point into a measuring signal and passed on to a control device, not shown.
  • a safety valve 20 in the inlet and outlet 22, 24 is arranged to dissipate excess gas.
  • the outer membrane 1 is composed in the same way as the inner membrane 2 of several segments 4, which are connected together along their longitudinal sides, preferably welded, are, so that the outer membrane 1 in the inflated state has a balloon-like, hollow spherical shape.
  • the connection of the segments can also be performed by gluing, sewing or the like.
  • Down towards the interconnected segments 4 together form an edge which is clamped by means of the clamping means 27 on the foundation 29.
  • the tapered segments 4 converge at a point or in an opening into which the distance measuring device 28 is inserted.
  • the structure of the outer membrane 1 and the inner membrane 2 and the materials used therefor, as well as the attachment of the membranes to the substrate may vary within the scope of the invention.
  • Air is preferably used as auxiliary gas, although other gases, for example inert gases, could also be used.
  • Auxiliary gas is therefore understood to mean any type of gas or gas mixture suitable for the purpose of interstitial filling.
  • the introduction of the auxiliary gas in the outer membrane 1 in only one place, as was customary up to now, has the disadvantage that the required air inlet is relatively heavy and due to its weight adverse effects on the Life of the outer membrane 1 has.
  • a feed channel 9 extending along the inside or outside of the outer membrane 1 is provided for introducing the auxiliary gas into the intermediate space 8, which feed channel 9 is connected on the input side to the feed device 16.
  • the outer membrane 1 is provided with a plurality of spaced-apart gas inlet holes 7, which are in communication with the feed channel 9 located on the outer side of the outer membrane 1, which in turn is connected on the input side to the auxiliary gas supply means 16 and which the area covered with the gas inlet holes 7.
  • the auxiliary gas or the air can flow over a larger area of the outer membrane 1 distributed without inlet devices and the feed channel 9 allows the uniform admission of these gas inlet holes 7 with air.
  • FIG Figure 3 A schematic representation of the gas inlet holes 7 and the flexible surface element 3 is shown in FIG Figure 3 shown in which a, for example rectangular connection opening 40 is excluded, which is connectable to a connected to the feeder 16 connecting piece 15, as shown Fig.1, 2 and 4 evident.
  • the flexible surface element 3 is dimensioned so that it inflates when pressurized by the supplied auxiliary gas and thus the channel space 19 is formed. It may be the channel space 19 but also be generated by other, as easy as possible channel walls.
  • the gas inlet holes 7 are arranged along a length circle of the inflated state outer membrane 1, but may be arranged in any pattern. It is essential as uniform as possible introduction of the auxiliary gas or the air into the intermediate space 8 in order to ensure a completely symmetrical pressurization of the inner membrane 2.
  • the gas inlet holes 7 in one of the outer membrane segments 4 and the remaining outer membrane segments 4 are realized.
  • the boundary of the flexible surface element 3 is connected on the outer membrane 1 with the longitudinal edges 31 of the one outer membrane segment 4, preferably welded, as in Figure 4 shown.
  • the gas inlet holes 7 extend along the longitudinal center line of the outer membrane segment 4 connected to the flexible surface element 3.
  • the gas inlet holes 7 of in Fig.1 to 4 embodiment shown are formed substantially circular.
  • a reinforced by a cross-shaped web 74 embodiment of a gas inlet hole 7 is in Fig. 5 shown, which is composed of four, arranged around the cross-shaped ridge 74, quarter-circular part-holes 70 composed.
  • a check valve 61 is used, which prevents backflow of the auxiliary gas or the air from the gap 8 and thus the pressure in the space 8 without ongoing compressed air device is maintained.
  • the supply device 16 is connected via the check valve 61, the supply channel 9 and the gas inlet holes 7 with the gap 8, as shown in FIG Figure 6 is shown schematically. Furthermore, between the check valve 61 and the gap 8, an overpressure valve 62 is arranged, which connects the gap 8 with the environment when a predeterminable pressure is exceeded until the overpressure is compensated. This avoids excessive stress on the outer membrane 1 due to the pressure prevailing in the intermediate space 8.
  • the arrangement with the check valve 61 and the overpressure valve 62 can also be used in a gas accumulator according to the prior art, as shown in the in FIG Figure 7 embodiment shown is realized.
  • the check valve 61 is connected via a connecting piece 59 directly to the intermediate space 8.
  • the overpressure valve 62 may be connected between the check valve 61 and the gap 8. The arrangement of the check valve 61 and the overpressure valve 62 is therefore applicable regardless of the type of auxiliary gas supply into the gap 8.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Gasspeicher mit einer flexiblen Innenmembran und einer diese zumindest teilweise umgebenden flexiblen Außenmembran, wobei die Innenmembran einen variablen Gasspeicherraum abschließt, in den bzw. aus dem über Zu- und Ableitungen das zu speichernde Gas einleitbar bzw. ableitbar ist, und wobei Hilfsgas über eine Zuführvorrichtung in den zwischen der Innenmembran und der Außenmembran gebildeten Zwischenraum einleitbar ist.
  • Ein Gasspeicher dieser Art geht z.B. aus der AT 391 181 B hervor und dient der Zwischenspeicherung eines Gases, das von zumindest einem Gaserzeuger in den Gasspeicher eingeleitet und von zumindest einem Gasverbraucher aus diesem entnommen werden kann. Auf diese Weise kann eine unabhängige Energieversorgung z.B. bei Gaserzeugung durch biologische Prozesse, die etwa im landwirtschaftlichen Bereich von selbst ablaufen, gewährleistet werden. Die Einleitung eines Hilfsgases, z.B. Luft, in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmembran zur Druckbeaufschlagung des in der Innenmembran gespeicherten Gases erfolgt über einen am höchsten Punkt der Außenmembran angeordneten kuppelförmigen Stahlstutzen, der ein beträchtliches Eigengewicht aufweist. Bei starkem Wind oder wenn es durch einen Ausfall der Energieversorgung oder Auftreten eines Fehlerstromes zu einem Abschalten der Druckvorrichtung für das Hilfsgas und zu einem Druckabfall im Zwischenraum zwischen der Außenmembran und der Innenmembran kommt, schlägt der Stahlstutzen zusammen mit der Zuführvorrichtung, z.B. eine Zuführleitung für das Hilfsgas, mit der er verbunden ist, gegen die Außenmembran und die Innenmembran oder ruft Walkbewegungen der Membranen hervor, was Beschädigungen und damit eine Herabsetzung der Lebensdauer des Gasspeichers oder sogar Undichtheiten, die ein Austreten des zu speichernden Gases oder des Hilfsgases bewirken, zur Folge haben kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Gasspeicher der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem Beschädigungen an der Außenmembran und an der Innenmembran, insbesondere aufgrund von äußeren Witterungseinflüssen oder aufgrund einer Unterbrechung der Energieversorgung, weitgehend vermieden werden können.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein entlang der Innen- oder Außenseite der Außenmembran sich erstreckender Zuführkanal zur Einleitung des Hilfsgases in den Zwischenraum vorgesehen ist, welcher Zuführkanal eingangsseitig mit der Zuführvorrichtung verbunden ist.
  • Über den Zuführkanal an der Außen- oder Innenseite der Außenmembran kann das zuzuführende Hilfgas über eine größere Fläche verteilt in den Zwischenraum zwischen Außen- und Innenmembran eingebracht werden, ohne daß dadurch eine punktförmige Belastung der Außenmembran entsteht, welche für deren Lebensdauer nachteilig wirken kann.
  • In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß zumindest ein Bereich der Außenmembran mit mehreren, voneinander beabstandeten Gas-Eintrittslöchern versehen ist, welche mit dem an der Außenseite der Außenmembran angeordneten Zuführkanal in Verbindung stehen, der seinerseits mit der Zuführvorrichtung für das Hilfsgas verbunden ist und der den Bereich mit den Gas-Eintrittslöchern überdeckt.
  • Ein wesentlicher Vorteil der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasspeichers gegenüber dem bekannten Gasspeicher besteht in der direkten Einleitung des Hilfgases über eine Vielzahl von in der Außenmembran ausgenommenen Löcher ohne Zuhilfenahme von Anschlußstutzen. Der an der Außenseite der Außenmembran angeordnete Zuführkanal kann mit einem relativ geringen Eigengewicht und noch dazu flexibel gestaltet sein, sodaß sich bei starkem Wind, Niederschlag oder bei einem Druckabfall im Zwischenraum keine die Außenmembran beeinträchtigenden oder beschädigenden Kräfte oder Drehmomente ergeben. Allein aber auch die über mehrere Löcher verteilte Einleitung des Hilfsgases zeichnet sich gegenüber einer punktförmigen dahingehend aus, daß die bezweckte Regelung des Druckes in der Innenmembran wesentlich geringere Regelzeiten in Anspruch nimmt.
  • Wie bereits erwähnt kann der Zuführkanal auch an der Innenseite der Außenmembran angeordnet sein. In diesem Fall sind z.B. mehrere über die Länge des Zuführkanals verteilte Löcher vorgesehen, über welche das Hilfsgas unmittelbar in den Zwischenraum eintreten kann.
  • In an sich bekannter Weise kann die Außenmembran des erfindungsgemäßen Gasspeichers aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein, die entlang ihrer Längsseiten miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt, sind, sodaß die Außenmembran im aufgeblähten Zustand eine hohlkugelförmige Gestalt aufweist.
  • Voraussetzung für möglichst geringe, durch die Hilfsgaszufuhr hervorgerufenen Schadensauswirkungen ist ein möglichst geringes Eigengewicht und eine möglichst geringe Massenkonzentration auf der Außenmembran. In bevorzugter Weise kann dies dadurch erreicht werden, daß die Wand des Zuführkanals durch ein flexibles Flächenelement gebildet ist, das zumindest bereichsweise entlang seiner Berandung mit der Außenmembran verbunden ist, sodaß der zwischen der Außenmembran und dem flexiblen Flächenelement gebildete Kanalraum gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen ist und über die Gas-Eintrittslöcher mit dem Zwischenraum kommuniziert. Das flexible Flächenelement bildet dabei den dichtenden Zuführkanal für die Einleitung des Hilfsgases in den Zwischenraum zwischen Außenmembran und Innenmembran aus, der weder Kanten aufweist noch eine punktförmig wirkende Belastung darstellt, die bei Wind oder Niederschlag Schäden an der Außenmembran hervorrufen könnte.
  • Um ein möglichst gleichmäßiges Einströmen des Hilfgases, welches bevorzugt durch Luft gebildet ist, in den Zwischenraum zwischen Außenmembran und Innenmembran zu erzielen, können die Gas-Eintrittslöcher entlang eines Längenkreises der in aufgeblähtem Zustand befindlichen Außenmembran angeordnet sein. Auf diese Weise gelangt das einströmende Hilfsgas über die gesamte Höhe der Außenmembran in den Zwischenraum und es kommt zu einem raschen Ausgleich von innerhalb des Zwischenraumes vorübergehend bestehenden Druckdifferenzen.
  • Da die Außenmembran ohnehin in zumeist gleich große, deckungsgleiche Segmente unterteilt ist, kann es vorteilhaft sein, das flexible Flächenelement in ähnlicher Form und aus dem gleichen Material wie ein Außenmembran-Segment auszubilden und es mit einem dieser Segmente der Außenmembran zu verbinden. In Weiterbildung der Erfindung kann daher die Berandung des flexiblen Flächenelements auf der Außenmembran zumindest bereichsweise mit den Rändern eines der Außenmembran-Segmente verbunden, vorzugsweise verschweißt, sein. Bei Einleiten von Hilfsgas bzw. Luft in den Kanalraum zwischen Außenmembran-Segement und dem flexiblen Flächenelement blähen sich diese so weit auf, daß eine ungehinderte Luftzufuhr zu den Löchern der Außenmembran erfolgen kann.
  • Eine geeignete Einleitung des Hilfsgases in den Zuführkanal kann über eine Stelle im flexiblen Flächenelement erfolgen, wobei gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im flexiblen Flächenelement eine Anschlußöffnung ausgenommen sein kann, die mit einem mit der Zuführvorrichtung verbundenen Anschlußstutzen verbindbar ist. Die Form oder Größe der Anschlußöffnung kann je nach Anschlußstutzen variieren, bevorzugt soll eine laminares Einströmen durch die Anschlußöffnung gewährleistet sein. Eine günstige Anbringung des Anschlußstutzens am flexiblen Flächenelement ist aus statischen Gründen in Bodennähe gegeben.
  • Die auf die Gas-Eintrittslöcher wirkenden Druckkräfte können im Sinne einer möglichst gleichmäßigen Belastung der Verbindungsstellen zwischen den Außenmembran-Segmenten so angeordnet sein, daß die Gas-Eintrittslöcher entlang der Längsmittellinie des mit dem flexiblen Flächenelement verbundenen Außenmembran-Segments verlaufen.
  • Eine einfache Herstellung der Gas-Eintrittslöcher kann erreicht werden, wenn diese im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind.
  • Andererseits kann eine Verstärkung oder Versteifung der Gas-Eintrittslöcher vonnöten sein, um eine Überbeanspruchung bzw. ein Einreißen derselben zu vermeiden, was dadurch erzielt werden kann, daß im Inneren der Gas-Eintrittslöcher jeweils ein kreuzförmiger Steg ausgebildet ist, sodaß jedes der Gas-Eintrittslöcher aus vier, um den kreuzförmigen Steg angeordneten, viertelkreisförmigen Teillöchern zusammengesetzt ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele eingehend erläutert. Es zeigt dabei
    • Fig.1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasspeichers;
    • Fig.2 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den Gasspeicher gemäß Fig.1;
    • Fig.3 ein teilweiser schematischer Schrägriß des Gasspeichers gemäß Fig.1;
    • Fig.4 ein schematischer Horizontalschnitt AA durch den Gasspeicher gemäß Fig.1;
    • Fig.5 ein Detail einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasspeichers;
    • Fig.6 ein Anschlußschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasspeichers und
    • Fig.7 ein Anschlußschema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasspeichers.
  • In dem in Fig.1 gezeigten Gasspeicher ist eine flexible Innenmembran 2, die einen variablen Gasspeicherraum 11 abschließt, teilweise von einer flexiblen Außenmembran 1 umgeben. Als Materialien für die Außenmembran 1 und die Innenmembran 2 können Kunststoff- oder Kautschukfolien, beschichtete Textilsubstrate, z.B. mit PVC beschichtete Gewebe od. dgl. eingesetzt werden. Jede andere Art einer flexiblen Hülle kann ebenso für diesen Zweck verwendet werden, sofern diese die Dichtheits- und Festigkeitsanforderungen erfüllt.
  • Sowohl die Außenmembran 1 als auch die Innenmembran 2 sind nach unten hin offen und deren untere Ränder durch entsprechende Klemmeinrichtungen 27 an einem Fundament 29 dichtend gegenüber der Umgebung fixiert, wie aus der linken, aufgebrochenen Hälfte des Gasspeichers in Fig.2 ersichtlich ist, wobei der untere Rand der Außenmembran 1 und der untere Rand der Innenmembran 2 konzentrisch verlaufen und entlang ihres Umfanges voneinander beabstandet sind. Gegenüber dem Boden ist der variable Gasspeicherraum 11 durch eine nicht näher bezeichnete, gasdichte Bodenmembran abgedichtet, sodaß keine Leckageverluste auftreten können und kein brennbares Gas aus dem variablen Speicherraum 11 nach außen austreten kann.
  • Die Innenmembran 11 und die Außenmembran 12 sind so aufeinander abgestimmt, daß zwischen diesen ein Zwischenraum 8 ausgebildet ist, in den ein Hilfsgas, vorzugsweise Luft, über eine Zuführvorrichtung 16 unter Druck, z.B. mittels Druckluftvorrichtung, eingeleitet werden kann, um damit einen Gegendruck gegenüber dem im Inneren der Innenmembran 2 herrschenden Gasdruck auszuüben und diese vor einer Überdehnung zu schützen. Die Zuführvorrichtung 16 kann eine Zuführleitung sein, es kann aber auch eine blockartige Anordnung gewählt werden, bei der die Druckvorrichtung das Hilfsgas bzw. Luft ohne Verbindungsleitung direkt einleitet. Im Unterschied zur Innenmembran 2 muß die Außenmembran 1 gegenüber der Umgebung nicht absolut dicht sein, da austretendes Hilfsgas, insbesondere Luft, durch Druckbeaufschlagung laufend ausgeglichen wird.
  • Über eine Zu- und Ableitung 22,24 und einen mittig angeordneten Bodeneinlaß 23 wird das zu speichernde Gas in den variablen Gasspeicherraum 11 eingeleitet oder aus diesem entnommen, sodaß je nach Füllgrad die den Gasspeicherraum 11 nach oben hin abschließende Innenmembran 2 eine unregelmäßige gewölbte Fläche ausbildet, wie dies in Fig.1 links von der Mittellinie angedeutet ist, oder sich aufbläht und dann eine ballonähnliche Gestalt annimmt.
  • Durch den Überdruck im Zwischenraum 8 kann die Außenmembran 1 innerhalb weiter Grenzen formstabil gehalten werden. Ein auf die Außenmembran 1 wirkender Winddruck oder z.B. eine Schneelast bleiben damit ohne wesentlichen Einfluß auf den Gasdruck im variablen Gasspeicherraum 11.
  • Zur Messung und Steuerung des Füllgrades der Innenmembran 2 ist eine Abstandsmeßvorrichtung 28 am obersten Punkt der Außenmembran 1 angeordnet, über welche der jeweilige Abstand zwischen der Innenmembran 2 und der Außenmembran 1 an dieser Stelle in ein Meßsignal gewandelt und an eine nicht dargestellte Steuervorrichtung weitergegegeben wird.
  • Zum Schutz der Innenmembran 2 und auch der Außenmembran 1 gegen Überdruck ist ein Sicherheitsventil 20 in der Zu- und Ableitung 22, 24 angeordnet, um überschüssige Gasmengen abzuleiten.
  • Aus produktionstechnischen Gründen wird die Außenmembran 1 in gleicher Weise wie die Innenmembran 2 aus mehreren Segmenten 4 zusammengesetzt, die entlang ihrer Längsseiten miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt, sind, sodaß die Außenmembran 1 im aufgeblähten Zustand eine ballonähnliche, hohlkugelförmige Gestalt aufweist. Die Verbindung der Segmente kann auch durch Kleben, Nähen od. dgl. ausgeführt sein. Nach unten hin bilden die miteinander verbundenen Segmente 4 zusammen einen Rand, der mittels der Klemmeinrichtungen 27 am Fundament 29 festgespannt wird. Nach oben hin laufen die sich verjüngenden Segmente 4 in einem Punkt bzw. in einer Öffnung zusammen, in welche die Abstandsmeßvorrichtung 28 eingesetzt wird.
  • Der Aufbau der Außenmembran 1 und der Innenmembran 2 und die dafür verwendeten Materialien sowie die Befestigung der Membranen mit dem Untergrund können im Rahmen der Erfindung variieren.
  • Als Hilfsgas kommt bevorzugt Luft zur Anwendung, obwohl auch andere Gase, z.B. Inertgase, verwendet werden könnten. Unter Hilfsgas wird daher jede Art von Gas oder Gasmischungen verstanden, die für den Zweck der Zwischenraumfüllung geeignet sind. Die Einleitung des Hilfsgases in die Außenmembran 1 an nur einer Stelle, wie dies bisher üblich war, hat allerdings den Nachteil, daß der dafür erforderliche Lufteinlaß relativ schwer ist und aufgrund seines Gewichtes nachteilige Auswirkungen auf die Lebensdauer der Außenmembran 1 hat.
  • Erfindungsgemäß ist daher ein entlang der Innen- oder Außenseite der Außenmembran 1 sich erstreckender Zuführkanal 9 zur Einleitung des Hilfsgases in den Zwischenraum 8 vorgesehen, welcher Zuführkanal 9 eingangsseitig mit der Zuführvorrichtung 16 verbunden ist.
  • In dem in Fig.1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist zumindest ein Bereich der Außenmembran 1 mit mehreren, voneinander beabstandeten Gas-Eintrittslöchern 7 versehen, welche mit dem an der Außenseite der Außenmembran 1 angeordneten Zuführkanal 9 in Verbindung stehen, der seinerseits eingangsseitig mit der Zuführvorrichtung 16 für das Hilfsgas verbunden ist und der den Bereich mit den Gas-Eintrittslöchern 7 überdeckt. Über diese Vielzahl von Gas-Eintrittslöchern 7 kann das Hilfsgas bzw. die Luft über eine größere Fläche der Außenmembran 1 verteilt ohne Einlaßvorrichtungen einströmen und der Zuführkanal 9 ermöglicht die gleichmäßige Beaufschlagung dieser Gas-Eintrittslöcher 7 mit Luft.
  • Um eine übermäßige Gewichtsbelastung der Außenmembran 1 durch den Zuführkanal 9 zu vermeiden, ist dessen Wand durch ein flexibles Flächenelement 3 gebildet, das entlang seiner Längsberandung mit der Außenmembran 1 verbunden ist, sodaß der zwischen der Außenmembran 1 und dem flexiblen Flächenelement 3 gebildete Kanalraum 19 gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen ist und über die Gas-Eintrittslöcher 7 mit dem Zwischenraum 8 kommuniziert. Die Abdichtung nach unten hin geschieht wieder über nicht dargestellte Einspannvorrichtungen. Eine schematische Darstellung der Gas-Eintrittslöcher 7 und des flexiblen Flächenelements 3 ist in Fig.3 gezeigt, in welchem eine z.B. rechteckige Anschlußöffnung 40 ausgenommen ist, die mit einem mit der Zuführvorrichtung 16 verbundenen Anschlußstutzen 15 verbindbar ist, wie aus Fig.1, 2 und 4 hervorgeht. Das flexible Flächenelement 3 ist so dimensioniert, daß es sich bei Druckbeaufschlagung durch das zugeführte Hilfsgas aufbläht und somit den Kanalraum 19 ausbildet. Es kann der Kanalraum 19 aber auch durch andere, möglichst leichte Kanalwände erzeugt werden.
  • Die Gas-Eintrittslöcher 7 sind entlang eines Längenkreises der in aufgeblähtem Zustand befindlichen Außenmembran 1 angeordnet, können aber in jedem beliebigen Muster angeordnet sein. Wesentlich ist eine möglichst gleichmäßige Einleitung des Hilfsgases bzw. der Luft in den Zwischenraum 8, um eine völlig symmetrische Druckbeaufschlagung auf die Innenmembran 2 zu gewährleisten.
  • In produktionstechnischer Hinsicht ist es vorteilhaft, die Gas-Eintrittslöcher 7 in einem der Außenmembran-Segmente 4 und die restlichen Außenmembran-Segmente 4 geschlossenflächig auszubilden, wie dies im Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 bis 4 realisiert ist. Die Berandung des flexiblen Flächenelements 3 ist auf der Außenmembran 1 mit den Längsrändern 31 des einen Außenmembran-Segments 4 verbunden, vorzugsweise verschweißt, wie in Fig.4 gezeigt. Dabei verlaufen die Gas-Eintrittslöcher 7 entlang der Längsmittellinie des mit dem flexiblen Flächenelement 3 verbundenen Außenmembran-Segments 4.
  • Die Gas-Eintrittslöcher 7 des in Fig.1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiels sind im wesentlichen kreisförmig ausgebildet. Eine durch einen kreuzförmigen Steg 74 verstärkte Ausführungsform eines Gas-Eintrittslochs 7 ist in Fig. 5 gezeigt, welches sich aus vier, um den kreuzförmigen Steg 74 angeordnete, viertelkreisförmige Teillöcher 70 zusammensetzt.
  • Bei Ausfall der Hilfsgaszufuhr ist es wichtig, daß der im Zwischenraum 8 aufgebaute Druck zumindest über mehrere Stunden hinweg im wesentlichen unvermindert aufrechterhalten werden kann, weil es bei Druckabfall im Zwischenraum 8 zu einem übermäßigen Aufblähen der Innenmembran 2 kommen könnte. Deshalb ist in der Ausführungsform gemäß Fig.5 in der Zuführvorrichtung 16 ein Rückschlag-Ventil 61 eingesetzt, welches ein Rückströmen des Hilfsgases bzw. der Luft aus dem Zwischenraum 8 verhindert und somit der Druck im Zwischenraum 8 auch ohne laufende Druckluftvorrichtung aufrechterhalten wird.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 ist die Zuführvorrichtung 16 über das Rückschlag-Ventil 61, den Zuführkanal 9 und die Gas-Eintrittslöcher 7 mit dem Zwischenraum 8 verbunden, wie es in Fig.6 schematisch dargestellt ist. Weiters ist zwischen dem Rückschlagventil 61 und dem Zwischenraum 8 ein Überdruck-Ventil 62 angeordnet, das bei Überschreiten eines vorbestimmbaren Druckes den Zwischenraum 8 solange mit der Umgebung verbindet, bis der Überdruck ausgeglichen ist. Damit wird ein übermäßiges Beanspruchen der Außenmembran 1 durch den im Zwischenraum 8 herrschenden Druck vermieden.
  • Alternativ dazu kann die Anordnung mit dem Rückschlag-Ventil 61 und dem Überdruck-Ventil 62 auch bei einem Gasspeicher gemäß Stand der Technik eingesetzt werden, wie dies in der in Fig.7 gezeigten Ausführungsform verwirklicht ist. Das Rückschlag-Ventil 61 ist über einen Anschlußstutzen 59 direkt mit dem Zwischenraum 8 verbunden. Zusätzlich kann das Überdruck-Ventil 62 zwischen das Rückschlag-Ventil 61 und den Zwischenraum 8 geschaltet sein. Die Anordnung des Rückschlag-Ventils 61 und des Überdruck-Ventils 62 ist daher unabhängig von der Art der Hilfsgas-Zufuhr in den Zwischenraum 8 anwendbar.

Claims (10)

  1. Gasspeicher mit einer flexiblen Innenmembran (2) und einer diese zumindest teilweise umgebenden flexiblen Außenmembran (1), wobei die Innenmembran (2) einen variablen Gasspeicherraum (11) abschließt, in den bzw. aus dem über Zu-und Ableitungen (22, 24) das zu speichernde Gas einleitbar bzw. ableitbar ist, und wobei Hilfsgas über eine Zuführvorrichtung (16) in den zwischen der Innenmembran (2) und der Außenmembran (1) gebildeten Zwischenraum (8) einleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein entlang der Innen- oder Außenseite der Außenmembran (1) sich erstreckender Zuführkanal (9) zur Einleitung des Hilfsgases in den Zwischenraum (8) vorgesehen ist, welcher Zuführkanal (9) eingangsseitig mit der Zuführvorrichtung (16) verbunden ist.
  2. Gasspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bereich der Außenmembran (1) mit mehreren, voneinander beabstandeten Gas-Eintrittslöchern (7) versehen ist, welche mit dem an der Außenseite der Außenmembran (1) angeordneten Zuführkanal (9) in Verbindung stehen, der seinerseits mit der Zuführvorrichtung (16) für das Hilfsgas verbunden ist und der den Bereich mit den Gas-Eintrittslöchern (7) überdeckt.
  3. Gasspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenmembran (1) in an sich bekannter Weise aus mehreren Segmenten (4) zusammengesetzt ist, die entlang ihrer Längsseiten miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt, sind, sodaß die Außenmembran (1) im aufgeblähten Zustand eine hohlkugelförmige Gestalt aufweist.
  4. Gasspeicher nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Zuführkanals (9) durch ein flexibles Flächenelement (3) gebildet ist, das entlang seiner Berandung mit der Außenmembran (1) verbunden ist, sodaß der zwischen der Außenmembran (1) und dem flexiblen Flächenelement (3) gebildete Kanalraum (19) gegenüber der Umgebung gasdicht abgeschlossen ist und über die Gas-Eintrittslöcher (7) mit dem Zwischenraum (8) kommuniziert.
  5. Gasspeicher nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Eintrittslöcher (7) entlang eines Längenkreises der in aufgeblähtem Zustand befindlichen Außenmembran (1) angeordnet sind.
  6. Gasspeicher nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Berandung des flexiblen Flächenelements (3) auf der Außenmembran (1) mit den Rändern (31) eines der Außenmembran-Segmente (4) verbunden, vorzugsweise verschweißt, ist.
  7. Gasspeicher nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im flexiblen Flächenelement (3) eine Anschlußöffnung (40) ausgenommen ist, die mit einem mit der Zuführvorrichtung (16) verbundenen Anschlußstutzen (15) verbindbar ist.
  8. Gasspeicher nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Eintrittslöcher (7) entlang der Längsmittellinie des mit dem flexiblen Flächenelement (3) verbundenen Außenmembran-Segments (4) verlaufen.
  9. Gasspeicher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gas-Eintrittslöcher (7) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind.
  10. Gasspeicher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren der Gas-Eintrittslöcher (7) jeweils ein kreuzförmiger Steg (74) ausgebildet ist, sodaß jedes der Gas-Eintrittslöcher (7) aus vier, um den kreuzförmigen Steg (74) angeordneten, viertelkreisförmigen Teillöchern (70) zusammengesetzt ist.
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