EP4144664A1 - Quarantänebehälter für gefahrengegenstände - Google Patents

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EP4144664A1
EP4144664A1 EP21194562.1A EP21194562A EP4144664A1 EP 4144664 A1 EP4144664 A1 EP 4144664A1 EP 21194562 A EP21194562 A EP 21194562A EP 4144664 A1 EP4144664 A1 EP 4144664A1
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EP
European Patent Office
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layer
container
container according
glass fiber
mpa
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP21194562.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Ebert
Joachim Klaus Broetzmann
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.)
Swiss Q Contain Ag
Original Assignee
Swiss Q Contain Ag
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Filing date
Publication date
Application filed by Swiss Q Contain Ag filed Critical Swiss Q Contain Ag
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Priority to PCT/EP2022/074192 priority patent/WO2023031268A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/68—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for machines, engines or vehicles in assembled or dismantled form
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C3/00—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places
    • A62C3/07—Fire prevention, containment or extinguishing specially adapted for particular objects or places in vehicles, e.g. in road vehicles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62C—FIRE-FIGHTING
    • A62C99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • A62C99/0009—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames
    • A62C99/0018—Methods of extinguishing or preventing the spread of fire by cooling down or suffocating the flames using gases or vapours that do not support combustion, e.g. steam, carbon dioxide
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    • B65D2585/68—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials for machines, engines, or vehicles in assembled or dismantled form
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    • B65D2585/6867—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials for machines, engines, or vehicles in assembled or dismantled form specific machines, engines or vehicles vehicles automobiles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65D2585/86—Containers, packaging elements or packages specially adapted for particular articles or materials for machines, engines, or vehicles in assembled or dismantled form for electrical components
    • B65D2585/88—Batteries

Definitions

  • the invention relates to a container for quarantining a dangerous object, in particular a vehicle with a hybrid, electric or hydrogen drive or a battery, a fuel cell or a fuel storage tank from such a vehicle, as well as other types of dangerous objects.
  • a quarantine area which is 5 x 2.5 m including the space for a car and 188 m 2 for a commercial vehicle and 7.5 x 2.5 m including the space is 219 m 2 .
  • Other requirements for such a quarantine area are accessibility for emergency vehicles, barriers, protection against moisture and the presence of a solid surface.
  • the quarantine area must comply with the ordinance on facilities for handling water-polluting substances.
  • the main purpose of the quarantine area is to prevent belt and explosion protection (preventive fire protection).
  • One object of the present invention was to provide a container for the quarantine of such hazardous objects, with which the disadvantages of the prior art can be at least partially eliminated.
  • the present invention provides a container for the quarantine of a hazardous object, comprising a protective cover made of multiple layers of fire-resistant and/or electrically insulating materials and further means for preventing or controlling fire, explosion or electrical discharge hazards.
  • the container according to the invention is basically suitable for the quarantine of any hazardous objects.
  • the term "quarantine” includes the storage of the container under safety conditions, including stationary storage or transport. Storage can be outdoors, inside a building or in a transport vehicle.
  • the duration of the quarantine can range from short periods, e.g. one hour, to several days or weeks.
  • the container is set up to quarantine a vehicle, in particular a vehicle with an electric drive, a vehicle with a hybrid drive or a vehicle with a hydrogen drive.
  • the term "electric drive” includes both a purely electric drive and a hybrid drive.
  • the container is designed to quarantine a battery of a vehicle with an electric drive, in particular a lithium-ion battery.
  • the container for quarantine a fuel cell or a fuel storage tank of a hydrogen-powered vehicle is set up.
  • the container is also suitable for quarantining other types of easily flammable or potentially explosive dangerous items, such as explosives such as explosives, ammunition, etc., weapons, hazardous substances, hazardous chemicals, radioactive materials, hazardous biological substances, bacterial and viral contaminated substances, dangerous warfare agents.
  • explosives such as explosives, ammunition, etc.
  • weapons hazardous substances, hazardous chemicals, radioactive materials, hazardous biological substances, bacterial and viral contaminated substances, dangerous warfare agents.
  • the shape and dimensions of the container are adapted to the dangerous object to be stored.
  • the protective cover that delimits the container usually comprises a floor, side walls and a roof.
  • the container can be designed, for example, in the form of a parallelepiped or cube, so that the protective cover includes a base, 4 side walls and a roof.
  • the container usually has dimensions of 5-7 m (length) x 2-4 m (width) and 2-4 m (height).
  • the container usually has dimensions of 1-4 m (length) x 1-2 m (width) and 1-2 m (height).
  • the protective cover contains at least one closable opening for inserting and removing the dangerous object.
  • the size and location of the closable opening in the protective cover may vary with the size and type of hazardous item to be stored. If the dangerous object is a vehicle, the opening is usually formed through one of the side walls. Is it a smaller object, e.g. B. a battery, the opening can also be formed by part of a side wall or the top of the container.
  • the opening can be closed by a cover.
  • the opening can preferably be sealed in a gas-tight and/or liquid-tight manner.
  • the opening cover is part of the protective cover.
  • the container according to the invention is limited by a protective cover made up of several layers.
  • the nature and sequence of the individual layers offers a high level of security against hazards that may emanate from the item to be stored, e.g. the risk of fire, pure explosion, electric shock or a combination thereof.
  • the individual layers of the protective covers are usually connected to one another in order to give the protective cover a stable and preferably self-supporting structure. If necessary, the protective cover can also contain one or more carrying elements.
  • the connection between the layers of the protective cover can be made, for example, by lamination and/or by using temperature and fire-resistant adhesives such as ceramic or metal high-temperature adhesives up to 1200°C or higher (e.g. Steigner ST-1000) or fire-resistant fasteners such as screws , rivets, etc., take place.
  • at least two of the layers (a) to (g) of the protective cover are connected to one another by lamination, preferably 3, 4, 5, 6 or all 7 layers. A partial compression of the layer materials is also possible.
  • Optional layer (h) can also be combined with layers (a) to (g) as described.
  • the overall thickness of the protective sheath will typically range from about 40mm to about 300mm, preferably from about 50mm to about 200mm.
  • the protective cover comprises at least 7 layers (a) to (g) as described below, arranged from the inside to the outside.
  • the shielding layer (f) may optionally comprise a plurality of layers (f)(i), (f)(ii) and/or (f)(iii). If necessary, one or more further layers can also be present, which can be arranged within layer (a), between the individual layers (a) to (g) and/or outside of layer (g).
  • the layer (a) comprises a glass fiber material, in particular a temperature and pressure-resistant glass fiber, which is selected, for example, from glass fiber of the Sto type.
  • the glass fiber in layer (a) preferably has a temperature resistance of at least 1000° C. and/or a pressure resistance of at least 12 N/mm 2 (12 MPa).
  • the thickness of layer (a) is preferably from 8 to 80 mm.
  • the function of layer (a) is in particular as a reinforcement fabric with properties such as optimized force absorption for maximum security and crack prevention, high tensile strength, displacement resistance and/or alkali resistance.
  • the layer is preferably free of plasticizers and/or acid-resistant. It provides high thermal insulation and favorably has a low heat capacity.
  • Their weight per unit area is preferably 100-200 g/m 2 , for example approx. 165 g/m 2 and their tear strength on delivery is preferably ⁇ 2500 N/50 mm.
  • Layer (b) comprises a layered silicate, in particular vermiculite.
  • the layered silicate is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example.
  • the layered silicate in layer (b) preferably has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 20 MPa.
  • the thickness of layer (b) is preferably from 1 to 30 mm, preferably from 1 to 10 mm, more preferably from 1 to 5 mm.
  • the function of layer (b) consists in particular of low thermal conductivity, a heat shield function and the absorption of liquids.
  • the layer is electrically non-conductive.
  • the layered silicate in layer (b) is structurally supported and stabilized by the adjacent layers (a) and (c) of glass fiber material.
  • the layer (c) comprises a glass fiber, in particular a glass fiber composite material, which is selected, for example, z. B. Resinpal glass filament fabric.
  • the glass fiber composite material in layer (c) preferably has a temperature resistance of at least 1200° C. and/or a pressure resistance of at least 150 MPa.
  • the thickness of layer (c) is preferably from 1 to 8 mm.
  • the function of layer (c) is in particular in additional pressure protection or in their resistance to strong pressure development, for example in the event of an explosion or deflagration, and in the stabilization of layer (b), in particular in combination with the glass fiber material in layer (a).
  • Layer (d) comprises an electrically insulating fluoropolymer selected, for example, from polyvinyl fluoride (PVF), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), perfluoroalkoxy polymer (PFA), etc.
  • the fluoropolymer in layer (i.e ) a temperature resistance of at least 150 ° C, preferably 320 ° C and / or a pressure resistance of at least 420 MPa.
  • the thickness of layer (d) is preferably from 1 to 10 mm, preferably from 1 to 6 mm.
  • layer (d) consists in particular as an inert layer against brief exposure to heat, corrosion protection, acid resistance and as a microbiological barrier layer as a lining material. In the event of a fire or explosion, this layer fuses or bonds with its two neighboring layers (c) and (e) at temperatures above 500° C and forms a new layer with extremely good fire and pressure protection properties.
  • the layer (e) comprises a basalt material, in particular a basalt fiber or a basalt fiber needle fabric, which is selected from type LFJ, for example.
  • the basalt material favorably has a content of at least 50 mol % SiO 2 .
  • the basalt material is advantageously built into the protective cover in the form of plates with the desired thickness. This can be done with suitable fasteners, for example.
  • the basalt fiber in layer (e) preferably has a temperature resistance of at least 750° C. and/or a (pressure resistance) tensile strength of at least 1000 MPa, preferably 3000 MPa.
  • the thickness of layer (e) is preferably from 1 to 50 mm.
  • the function of layer (e) consists in particular of heat protection with enormous tensile strength.
  • the inorganic fiber is non-combustible and has low thermal conductivity.
  • Layer (f) comprises a layer of shielding material selected from (i) a graphite material, (ii) lead, (iii) a ballistic resistant plastic material, for example an aramid fiber such as Kevlar, or a combination of several of these layers.
  • a layer of shielding material selected from (i) a graphite material, (ii) lead, (iii) a ballistic resistant plastic material, for example an aramid fiber such as Kevlar, or a combination of several of these layers.
  • the shielding layer comprises a graphite material (f)(i) containing, for example, an open structure with gas or air-filled voids.
  • the structure is preferably type D.
  • the graphite material is in the form of (particles) such as cylinders, e.g., with a size of 500 nm to 2 ⁇ m, most preferably about 1 ⁇ m.
  • there is air between the particles of the graphite material for example in a proportion of 30% to 80% of the total volume.
  • the graphite material in layer (f)(i) preferably has a temperature resistance of at least 2500° C., more preferably 4000° C., particularly preferably 5000° C.
  • the thickness of layer (f)(i) is preferably from 1 to 10 mm, more preferably from 3 to 8 mm.
  • the layer (f) (i) serves in particular as high-temperature protection up to 4000° C. and also contains an air layer with thermally insulating and electrically insulating properties.
  • the container according to the invention preferably comprises a lead layer as shielding layer (f)(ii).
  • the lead layer (f) (ii) in turn is preferably in direct contact with the alloy layer (g).
  • the layer thickness of the lead layer (f) (ii) is preferably 0.5 to 2 mm, for example about 1 mm.
  • the shielding layer (f) comprises a layer of bulletproof plastic (f) (iii), for example an aramid fiber such as Kevlar.
  • the layer thickness of the plastic layer (f) (iii) is preferably 5 to 15 mm, for example approx. 10 mm.
  • the plastic layer (f)(iii) is arranged without further intermediate layers between the lead layer (f)(ii) and the alloy layer (g).
  • Containers according to the invention comprising a lead layer (f) (ii) and a layer of bulletproof plastic (f) (iii) are particularly suitable for military purposes and/or for radioactive material. Containers designed in this way, for example, offer a high level of protection against bullets.
  • the layer (g) can comprise a titanium steel or titanium-molybdenum-tungsten-steel alloy, which preferably additionally contains molybdenum and/or tungsten and possibly vanadium.
  • the alloy may, for example, have a content of 1 mol% to 10 mol%, preferably 2 to 5 mol% Ti, a content of 2 mol% to 5 mol%, preferably 3 to 5 mol% Mo , and / or a content of 0.1 mol% to 1 mol%, preferably from 0.3 mol% to 0.8 mol% V comprise.
  • 1-3 mol% W can be included.
  • the alloy in layer (g) preferably has a temperature resistance of at least 1300° C., preferably at least 1500° C., and/or a pressure resistance of at least 1000 MPa.
  • layer (g) comprises an aluminum alloy, in particular a high-strength aluminum alloy such as AlZnMgCu1.5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. with a pressure resistance of at least 650 MPa and/or a melting point of at least 650°C.
  • a high-strength aluminum alloy such as AlZnMgCu1.5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. with a pressure resistance of at least 650 MPa and/or a melting point of at least 650°C.
  • the thickness of layer (g) is preferably from 2 to 10 mm, more preferably from 5 to 8 mm.
  • the function of layer of layer (g) consists in particular in the extremely stable (against pressure and fire) metal outer casing of the container.
  • An optional layer of bulletproof plastic (h), e.g. made of an aramid fiber such as Kevlar) can represent the outer layer.
  • the layer thickness of the plastic layer (h) is preferably 5 to 15 mm, for example about 10 mm.
  • the protection against bullets can be further improved by the layer (h), in particular in combination with a further layer of bulletproof plastic (f) (iii) as described above.
  • the container according to the invention also has other security elements.
  • a gas generator Generation of a protective gas atmosphere, for example a nitrogen, carbon dioxide and/or inert gas atmosphere, in particular a nitrogen atmosphere.
  • the gas generator is preferably designed in such a way that it contains the gas forming the protective gas atmosphere in compressed form and in an amount sufficient to completely fill the interior of the container with protective gas.
  • the gas generator advantageously contains the protective gas in an amount which, under standard temperature and pressure conditions (0° C.; 101.325 kPa), is at least 1.5, 2 or 5 times the internal volume of the container.
  • the container according to the invention contains a flooding unit which is located on the outside of the container and is provided for introducing protective material into the container through an access which can be closed, for example, with a valve or a flap.
  • the flooding unit may include a reservoir for the protective material and/or means for supplying the protective material from an external source.
  • the protective material can be gaseous, liquid or solid, e.g. a powder. Nitrogen, noble gas and/or carbon dioxide, for example, can be considered as the gaseous protective material. Water, for example, can be considered as the liquid protective material.
  • solid protective materials examples include fire extinguishing powders such as silicate-based granules, aluminum oxide Al 2 0 3 -based granules, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, finely ground alkali chlorides (often sodium chloride), finely ground ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulfate, powders or granules (or mixtures thereof). .
  • fire extinguishing powders such as silicate-based granules, aluminum oxide Al 2 0 3 -based granules, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, finely ground alkali chlorides (often sodium chloride), finely ground ammonium dihydrogen phosphate and ammonium sulfate, powders or granules (or mixtures thereof).
  • a protective material eg pellets or beads made of a fire-retardant material such as SiO 2 , Al 2 O 3 or a silicate or aluminate, can also be present inside the container in the normal state, which provides additional protection in the event of a hazard allows.
  • a fire-retardant material such as SiO 2 , Al 2 O 3 or a silicate or aluminate
  • the container also contains a sensor unit in its interior, which is set up to measure one or more parameters selected from pressure, temperature and gas composition.
  • the sensor unit is in communication with a data processing unit, which is preferably located on the outside of the container, the data processing unit being set up to initiate measures to secure the container in response to a danger signal transmitted by the sensor unit.
  • the sensor unit is set up to measure the pressure, the temperature and/or the gas composition inside the container. Limit values can be provided for one or more of the monitored parameters, and when these are exceeded, the sensor unit sends a danger signal to the data processing unit.
  • the data processing unit can be in communication with the sensor unit via a wireless connection or via a physical connection to the sensor unit through the protective cover.
  • the connection between the sensor unit and the data processing unit that passes through the protective cover is set up as an overpressure relief opening.
  • This excess pressure relief opening can be provided, for example, as a thread with a diameter in the range from M8 to M20. In other embodiments, there may also be a separate excess pressure relief port.
  • the data processing unit When a danger signal is transmitted by the sensor unit, the data processing unit is set up to emit a warning to secure the container and/or to initiate the introduction of protective material into the container.
  • the warning can be an immediate visual and/or acoustic signal.
  • the data processing unit can also transmit a warning signal via a transmitter to a remote receiver, for example via WLAN, GPS or a satellite-supported connection such as Iridium or Inmarsat.
  • the data processing unit can be set up to initiate the introduction of protective material into the container autonomously and/or a signal transmitted by an external operator. This can be done by generating a protective gas atmosphere through the gas generator inside the container and/or by introducing protective material into the container through the flooding unit located on the outside of the container.
  • the container according to the invention can also have, on the outside, one or more elements for electrical insulation from the environment, in particular elements for electrical insulation from the ground on its underside.
  • elements for electrical insulation from the environment in particular elements for electrical insulation from the ground on its underside.
  • Such elements can be made of rubber or electrically insulating plastic material, for example. In this case, insulation against ground fault is guaranteed.
  • figure 1 shows a section through the protective cover of the container according to the invention.
  • the layer (a) in contact with the interior of the container consists of a temperature-pressure-resistant glass fiber material.
  • the next layer (b) consists of the sheet silicate vermiculite.
  • the next layer (f) consists of graphite, which can be present in an open structure containing voids, eg a cylindrical structure.
  • the outer layer (g) consists of a titanium-steel alloy, which preferably also contains molybdenum and/or tungsten. The structure and sequence of the individual layers provide optimal security for a hazardous object located inside the container by providing pressure compensation and thermal insulation.
  • figure 2 shows a perspective view of a container 1 according to the invention, delimited by a protective cover, with an interior space 2 and an opening 3, which can be closed off fluid-tight by a 2 in the form of a flap 4, which in the closed state can seal off the interior space 2.
  • a dangerous object e.g. B. a vehicle on the lowered flap 4 in the interior 2 bring.
  • a larger dangerous object e.g. B. a vehicle or commercial vehicle, it can be pulled into the interior 2container interior by means of a traction cable and a cable winch (not shown).
  • a sensor unit 5 is provided in the interior 2, which is optionally made up of several separate sensors.
  • the sensor unit 5 is set up to detect physicochemical parameters, e.g. the temperature, the pressure and/or the gas composition, in particular the formation of flammable gas atmospheres and/or the formation of smoke, flames and sparks inside the container.
  • the new measured values generated by the sensor unit 5 are transmitted via a wireless connection or a connection passing through the protective cover, e.g. B. a wire connection (not shown), to a data processing unit 6 on the outside of the container 1 is transmitted.
  • the data processing unit 6 can initiate measures to secure the container, e.g. B. the delivery of an acoustic and / or visual warning signal and / or the introduction of protective material into the container by a flooding unit 7 on the outside of the container, which is set up for introducing protective material into the container through a closable access (not shown).
  • a gas generator 8 for generating a protective gas atmosphere in the interior 2.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstandes, insbesondere eines Fahrzeugs mit Hybrid-, Elektro- oder Wasserstoffantrieb oder einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers aus einem solchen Fahrzeug.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstandes, insbesondere eines Fahrzeugs mit Hybrid-, Elektro- oder Wasserstoffantrieb oder einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers aus einem solchen Fahrzeug, sowie anderen Arten Gefahrengegenständen.
  • Der Anteil von Kraftfahrzeugen im Straßenverkehr, die einen alternativen Antrieb, beispielsweise einen elektrischen Antrieb oder einen Wasserstoffantrieb verfügen, hat in jüngster Zeit stark angestiegen. In Zukunft ist mit einer weiteren starken Zunahme zu rechnen. Solche Fahrzeuge bzw. Batterien oder Treibstoffspeicher aus solchen Fahrzeugen stellen bei einem Unfall oder einer sonstigen Havarie potenzielle Gefahrengegenstände dar.
  • So müssen nach den Vorschriften der Autohersteller Hybridfahrzeuge, E-Fahrzeuge und Hochvoltbatterien auf einer Quarantänefläche gesichert werden, die bei einem PKW 5 x 2,5 m inkl Abstandsfläche 188 m2 und bei einem Nutzfahrzeug 7,5 x 2,5 m inkl. Abstandsfläche 219 m2 beträgt. Weitere Anforderungen für eine solche Quarantänefläche sind Zugänglichkeit für Rettungsfahrzeuge, Absperrung, Schutz vor Feuchtigkeit und Vorhandensein eines befestigten Untergrunds. Insbesondere muss die Quarantänefläche der Verordnung über Anlagen zum Umgang von wassergefährdenden Stoffen entsprechen. Die Quarantänefläche dient in der Hauptsache der Vorbeugung des Band- und Explosionsschutzes (vorbeugender Brandschutz).
  • Auch der Transport von Unfallfahrzeugen mit alternativen Antrieben erfordert ein hohes Maß der Absicherung, da gerade während des Transports eine erhebliche Gefahr vom Fahrzeug oder Bestandteilen davon wie Batterien, Brennstoffzellen oder Treibstoffspeichern ausgehen kann. Daher müssen gerade für den Transport von Gefahrengegenständen besondere Vorkehrungen für den vorbeugenden Brandschutz gewährleistet sein.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Behälter zur Quarantäne von solchen Gefahrengegenständen bereitzustellen, mit dem die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise ausgeräumt werden können.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstandes bereitgestellt, der eine Schutzhülle aus mehreren Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien und weiterhin Mittel zur Verhinderung oder Bekämpfung von Gefahren durch Brände, Explosionen oder elektrische Entladungen enthält.
  • Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend:
    • eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes,
    • wobei die Schutzhülle und das Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen zumindest teilweise die folgenden Schichten angeordnet sind:
      1. (a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser,
      2. (b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,
      3. (c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaser verbundmaterial,
      4. (d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer (c),
      5. (e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser,
      6. (f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten,
      7. (g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan-Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung oder eine AluminiumLegierung,
      8. (h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht,
    • einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters,
    • eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang,
    • eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist,
    • eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und
    • eine Überdruck-Entlastungsöffnung.
  • Der erfindungsgemäße Behälter ist grundsätzlich zur Quarantäne beliebiger Gefahrengegenstände geeignet. Der Begriff "Quarantäne" umfasst dabei die Aufbewahrung des Behälters unter Sicherheitsbedingungen einschließlich einer stationären Lagerung oder eines Transports. Die Aufbewahrung kann dabei im Freien, innerhalb eines Gebäudes oder in einem Transportvehikel erfolgen. Die Dauer der Quarantäne kann von kurzen Zeiträumen, z.B. einer Stunde bis zu mehreren Tagen oder Wochen reichen.
  • In einer spezifischen Ausführungsform wird der Behälter zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, eines Fahrzeugs mit Hybridantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet. Der Begriff "Elektroantrieb" umfasst dabei sowohl einen rein elektrischen Antrieb als auch einen Hybridantrieb. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform ist der Behälter zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, insbesondere einer Lithium-Ionen-Batterie eingerichtet. In noch einer weiteren spezifischen Ausführungsform ist der Behälter zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet. Neben den genannten Gefahrengegenständen ist der Behälter auch zur Quarantäne anderer Arten von leicht entflammbaren oder explosionsgefährdeten Gefahrengegenständen geeignet, beispielsweise Explosivstoffe, wie Sprengstoff, Munition etc., Waffen, Gefahrstoffen, gefährlichen Chemikalien, strahlenden Materialien, gefährlichen biologischen Stoffen, bakteriellen und viralen kontaminierten Stoffen, gefährlichen Kampfstoffen.
  • Die Form und die Ausmaße des Behälters sind an den aufzubewahrenden Gefahrengegenstand angepasst. Die den Behälter begrenzende Schutzhülle umfasst üblicherweise einen Boden, Seitenwände und ein Dach. Der Behälter kann beispielsweise und in Form eines Quaders bzw. Würfels ausgebildet sein, sodass die Schutzhülle einen Boden, 4 Seitenwände und ein Dach umfasst. Zur Aufnahme eines Fahrzeugs hat der Behälter üblicherweise Ausmaße von 5-7 m (Länge) x 2-4 m (Breite) und 2-4 m (Höhe). Zur Aufnahme einer Batterie, einer Brennstoffzelle oder eines Wasserstoffspeichers hat der Behälter üblicherweise Ausmaße von 1-4 m (Länge) x 1-2 m (Breite) und 1-2 m (Höhe).
  • Die Schutzhülle enthält mindestens eine verschließbare Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes. Die Größe und Positionierung der verschließbaren Öffnung in der Schutzhülle kann mit der Größe und Art des aufzubewahrenden Gefahrengegenstandes variieren. Falls es sich bei dem Gefahrengegenstand um ein Fahrzeug handelt, wird die Öffnung üblicherweise durch eine der Seitenwände gebildet. Handelt es sich um einen kleineren Gegenstand, z. B. eine Batterie, kann sich die Öffnung auch durch einen Teil einer Seitenwand oder die Decke des Behälters gebildet sein.
  • Die Öffnung ist durch eine Abdeckung ist durch eine Abdeckung verschließbar. Vorzugsweise kann die Öffnung gas- und/oder flüssigkeitsdicht verschlossen werden. Die Abdeckung der Öffnung ist ein Bestandteil der Schutzhülle.
  • Der erfindungsgemäße Behälter ist durch eine aus mehreren Schichten aufgebaute Schutzhülle begrenzt. Die Beschaffenheit und die Abfolge der einzelnen Schichten bietet ein hohes Maß an Sicherheit gegenüber Gefahren, die von dem aufzubewahrenden Gegenstand ausgehen können, z.B. die Gefahr eines Brandes, reiner Explosion, eines Stromschlags oder einer Kombination davon.
  • Die einzelnen Schichten der Schutzhüllen sind üblicherweise miteinander verbunden, um der Schutzhülle eine stabile und vorzugsweise selbsttragende Struktur zu geben. Sofern erforderlich kann die Schutzhülle aber auch ein oder mehrere Trageelemente enthalten. Die Verbindung zwischen den Schichten der Schutzhülle kann z.B. durch Laminierung und/oder durch Verwendung temperatur- und feuerbeständiger Haftmittel wie etwa keramische oder metallische Hochtemperatur-Klebstoffe bis 1200° C oder höher (z. B. Steigner ST-1000) oder feuerbeständigen Befestigungselementen wie Schrauben, Nieten etc., erfolgen. Vorzugsweise sind mindestens zwei der Schichten (a) bis (g) der Schutzhülle vorzugsweise 3, 4, 5, 6 oder alle 7 Schichten durch Laminierung miteinander verbunden. Eine teilweise Verpressung der Schichtmaterialen ist ebenso möglich. Die optionale Schicht (h) kann ebenfalls wie beschrieben mit den Schichten (a) bis (g) verbunden werden.
  • Die Gesamtdicke der Schutzhülle liegt üblicherweise im Bereich von etwa 40 mm bis etwa 300 mm, vorzugsweise von etwa 50 mm bis etwa 200 mm.
  • Die Schutzhülle umfasst mindestens 7 Schichten (a) bis (g) wie im Folgenden beschrieben, die von innen nach außen angeordnet sind. Die Abschirmungsschicht (f) kann gegebenenfalls mehrere Schichten (f) (i), (f) (ii) und/oder (f) (iii) umfassen. Gegenfalls können noch eine oder mehreren weitere Schichten vorhanden sein, die innerhalb der Schicht (a), zwischen den einzelnen Schichten (a) bis (g) und/oder außerhalb der Schicht (g) angeordnet sein können. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen ist ferner eine äußere beschussfeste Kunststoffschicht (h), insbesondere eine Kevlarschicht vorhanden.
  • Die Schicht (a) umfasst ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser, die beispielsweise ausgewählt ist aus Glasfaser Typ Sto. Vorzugsweise weist die Glasfaser in Schicht (a) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 12 N/mm2 (12 MPa) auf. Die Dicke von Schicht (a) ist vorzugsweise von 8 bis 80 mm. Die Funktion von Schicht (a) besteht insbesondere als Armierungsgewebe mit Eigenschaften wie etwa optimierter Kraftaufnahme für höchste Sicherheit und Rissvermeidung, hoher Zugfestigkeit, Verschiebefestigkeit und/oder Alkalibeständigkeit. Vorzugsweise ist die Schicht weichmacherfrei und/oder säurefest. Sie stellt eine hohe thermische Isolation bereit und weist günstigerweise eine niedrige Wärmekapazität auf. Ihr Flächengewicht beträgt vorzugsweise. 100-200 g/m2, z.B. ca. 165 g/m2 und ihre Reißfestigkeit bei Anlieferung ist vorzugsweise ≥ 2500 N/50 mm.
  • Die Schicht (b) umfasst ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit. Das Schichtsilikat wird dabei günstigerweise in Form von Platten mit der gewünschten Dicke in die Schutzhülle eingebaut. Dies kann z.B. mit geeigneten Befestigungselementen erfolgen. Vorzugsweise weist das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 20 MPa auf. Die Dicke von Schicht (b) ist vorzugsweise von 1 bis 30 mm, vorzugsweise von 1 bis 10 mm, stärker bevorzugt 1 bis 5 mm. Die Funktion von Schicht (b) besteht insbesondere in einer geringen Wärmeleitfähigkeit, einer Hitzeschildfunktion und der Absorbierung von Flüssigkeiten. Die Schicht ist elektrisch nichtleitend. Durch die benachbarten Schichten (a) und (c) aus Glasfasermaterial wird das Schichtsilikat in Schicht (b) strukturell gestützt und stabilisiert.
  • Die Schicht (c) umfasst eine Glasfaser, insbesondere ein Glasfaserverbundmaterial, das beispielsweise ausgewählt ist z. B. Resinpal Glasfilamentgewebe. Vorzugsweise weist das Glasfaserverbundmaterial in Schicht (c) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200° C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 150 MPa auf. Die Dicke von Schicht (c) ist vorzugsweise von 1 bis 8 mm. Die Funktion von Schicht (c) besteht insbesondere im zusätzlichen Druckschutz bzw. in ihrer Beständigkeit gegenüber starker Druckentwicklung, z.B. bei einer Explosion oder Verpuffung, und in der Stabilisierung von Schicht (b) insbesondere in Kombination mit dem Glasfasermaterial in Schicht (a).
  • Die Schicht (d) umfasst ein elektrisch isolierendes Fluorpolymer, das beispielsweise ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluoralkoxypolymer (PFA) etc. Vorzugsweise weist das Fluorpolymer in Schicht (d) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 150°C, bevorzugt 320 °C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 420 MPa auf. Die Dicke von Schicht (d) ist vorzugsweise von 1 bis 10 mm, bevorzugt von 1 bis 6 mm. Die Funktion von Schicht (d) besteht insbesondere als inerte Schicht gegen kurze Hitzebelastung, Korrosionsschutz, Säurebeständigkeit und als mikrobiologische Sperrschicht als Auskleidungsmaterial. Beim Brand oder Explosionsfall verschmilzt bzw. verbindet sich diese Schicht bei Temperaturen über 500° C mit ihren beiden Nachbarschichten (c) und (e) und bildet eine neue Schicht mit extrem guten Brand- und Druckschutzeigenschaften.
  • Die Schicht (e) umfasst ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser bzw. ein Basaltfasernadelgewebe, das beispielsweise ausgewählt ist aus Typ LFJ. Günstigerweise weist das Basaltmaterial ein Gehalt von mindestens 50 mol-% SiO2 auf. Das Basaltmaterial wird dabei günstigerweise in Form von Platten mit der gewünschten Dicke in die Schutzhülle eingebaut. Dies kann z.B. mit geeigneten Befestigungselementen erfolgen. Vorzugsweise weist die Basaltfaser in Schicht (e) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750° C und/oder eine (Druckbeständigkeit) Zugfestigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise 3000 MPa auf. Die Dicke von Schicht (e) ist vorzugsweise von 1 bis 50 mm. Die Funktion von Schicht (e) besteht insbesondere im Hitzeschutz bei enormer Zugfestigkeit. Die anorganische Faser ist nicht brennbar und weist eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf.
  • Die Schicht (f) umfasst eine Schicht aus einem Abschirmungsmaterial, das ausgewählt ist aus (i) einem Graphitmaterial, (ii) Blei, (iii) einem beschussfestes Kunststoffmaterial, z.B. einer Aramidfaser wie Kevlar oder eine Kombination von mehreren dieser Schichten.
  • In einer Ausführungsform umfasst die Abschirmschicht ein Graphitmaterial (f) (i), das beispielsweise eine offene Struktur mit gas- oder luftgefüllten Leerräumen enthält. Die Struktur ist bevorzugt Typ D. Besonders bevorzugt liegt das Graphitmaterial in Form von (Partikeln) wie etwa Zylindern, z.B. in einer Größe von 500 nm bis 2 µm, besonders bevorzugt ca. 1 µm vor. Vorzugsweise befindet sich zwischen den Partikeln des Graphitmaterials Luft, z.B. in einem Anteil von 30 % bis 80 % des Gesamtvolumens. Vorzugsweise weist das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 2500°C, stärker bevorzugt 4000°C, besonders bevorzugt 5000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 0,8 MPa auf. Die Dicke von Schicht (f) (i) ist vorzugsweise von 1 bis 10 mm, besonders bevorzugt von 3 bis 8 mm. Die Schicht (f) (i) dient insbesondere als Hochtemperaturschutz bis 4000°C und beinhaltet zusätzlich eine Luftschicht mit thermoisolierender und elektroisolierenden Eigenschaften.
  • Insbesondere für den Transport radioaktiver Materialien umfasst der erfindungsgemäße Behälter bevorzugt als Abschirmschicht (f) (ii) eine Bleischicht. Die Bleischicht (f) (ii) liegt wiederum bevorzugt direkt an der Legierungsschicht (g) an. Die Schichtdicke der Bleischicht (f) (ii) beträgt bevorzugt 0,5 bis 2 mm, z.B. ca. 1 mm.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii), z.B. aus einer Aramidfaser wie Kevlar. Die Schichtdicke der Kunststoffschicht (f) (iii) beträgt bevorzugt 5 bis 15 mm, z.B. ca. 10 mm. In einer Ausführungsform ist die Kunststoffschicht (f) (iii) ohne weitere Zwischenschichten zwischen der Bleischicht (f) (ii) und der Legierungsschicht (g) angeordnet. Erfindungsgemäße Behälter umfassend eine Bleischicht (f) (ii) und eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii) eignen sich insbesondere für militärische Zwecke und/oder für radioaktives Material. Derartig ausgestaltete Behälter weisen beispielsweise bieten eine hohe Schutzwirkung gegen Beschuss.
  • Die Schicht (g) kann eine Titan-Stahl oder Titan-Molybdän-Wolfram-Stahl-Legierung), die vorzugweise zusätzlich Molybdän und/oder Wolfram sowie ggf. Vanadium enthält, umfassen. Die Legierung kann die beispielsweise einen Gehalt von 1 mol-% bis 10 mol-%, vorzugsweise von 2 bis 5 mol-% Ti, einen Gehalt von 2 mol-% bis 5 mol-%, vorzugsweise von 3 bis 5 mol-% Mo, und/oder einen Gehalt von 0,1 mol-% bis 1 mol-%, vorzugsweise von 0,3 mol-% bis 0,8 mol-% V umfassen. In bevorzugten Ausführungsformen können 1-3 mol-% W enthalten sein.
  • Vorzugsweise weist die Legierung in Schicht (g) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1300°C, bevorzugt mindestens 1500°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa auf.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst die Schicht (g) eine Aluminiumlegierung, insbesondere eine hoch feste Aluminiumlegierung wie z.B. AlZnMgCu1,5, Al-UT14, Alu7075 F52 etc. mit einer Druckbeständigkeit von mindestens 650 MPa und/oder eine Schmelztemperatur von mindestens 650°C.
  • Die Dicke von Schicht (g) ist vorzugsweise von 2 bis 10 mm, besonders bevorzugt 5 bis 8 mm. Die Funktion von Schicht von Schicht (g) besteht insbesondere in dem extrem stabilen (gegen Druck und Brand) Metallaußengehäuse des Behälters.
  • Eine optionale Schicht aus beschussfestem Kunststoff (h), z.B. aus einer Aramidfaser wie Kevlar) kann die äußerte Schicht darstellen. Die Schichtdicke der Kunststoffschicht (h) beträgt bevorzugt 5 bis 15 mm, z.B. ca. 10 mm. Durch die Schicht (h) kann der Schutz gegen Beschuss noch weiter verbessert werden, insbesondere in Kombination mit einer weiteren Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii) wie zuvor beschrieben.
  • Neben der Schutzhülle weist der erfindungsgemäße Behälter noch weitere Sicherheitselemente auf. So ist im Inneres des Behälters ein Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre, beispielsweise eine Stickstoff-, Kohlenstoffdioxid- und/oder Edelgasatmosphäre, insbesondere einer Stickstoffatmosphäre angebracht. Der Gasgenerator ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er das die Schutzgasatmosphäre bildende Gas in komprimierter Form und in einer Menge enthält, die ausreicht, um das Innere des Behälters vollständig mit Schutzgas zu füllen. Günstigerweise enthält der Gasgenerator das Schutzgas in einer Menge, die bei Normalbedingungen von Temperatur und Druck (0°C; 101,325 kPa) mindestens das 1,5-, 2- oder 5-fache des Behälter-Innenvolumens beträgt.
  • Weiterhin enthält der erfindungsgemäße Behälter eine Flutungseinheit, die sich außen am Behälter befindet und zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen beispielsweise mit einem Ventil oder einer Klappe verschließbaren Zugang vorgesehen ist. Die Flutungseinheit kann ein Reservoir für das Schutzmaterial und/oder Mittel zur Zufuhr des Schutzmaterials aus einer externen Quelle umfassen. Das Schutzmaterial kann gasförmig, flüssig oder fest, z. B. ein Pulver, sein. Als gasförmiges Schutzmaterial kommen beispielsweise Stickstoff, Edelgas und/oder Kohlenstoffdioxid in Betracht. Als flüssiges Schutzmaterial kommt beispielsweise Wasser in Betracht. Als festes Schutzmaterial kommen beispielsweise Feuerlöschpulver wie Silikat basierte-Granulate, Aluminiumoxid Al203 basierte Granulate, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogencarbonat, feinst vermahlenen Alkalichloriden (häufig Natriumchlorid), feinst vermahlenem Ammonium-Dihydrogenphosphat und Ammoniumsulfat, Pulver oder Granulate (oder deren Mischungen) in Betracht.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann im Inneren des Behälters auch im Normalzustand ein Schutzmaterial, z.B. Pellets oder Kügelchen aus einem feuerhemmenden Material wie etwa SiO2, Al2O3 bzw. einem Silikat oder Aluminat vorliegen, das im Falle einer Gefahr eine zusätzliche Schutzwirkung ermöglicht.
  • Der Behälter enthält weiterhin ist eine Sensoreinheit in seinem Innenraum, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist. Die Sensoreinheit steht in Kommunikation mit einer Datenverarbeitungseinheit, die sich vorzugsweise außen am Behälter befindet, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, in Reaktion auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Gefahrensignal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen.
  • Die Sensoreinheit ist zur Messung des Drucks, der Temperatur und/oder der Gaszusammensetzung innerhalb des Behälters eingerichtet. Dabei können Grenzwerte für einen oder mehrere der überwachten Parameter vorgesehen werden, bei deren Überschreitung die Sensoreinheit ein Gefahrensignal an die Datenverarbeitungseinheit sendet.
  • Die Datenverarbeitungseinheit kann mit der Sensoreinheit über eine drahtlose Verbindung oder über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende physische Verbindung mit der Sensoreinheit in Kommunikation stehen. In bestimmten Ausführungsformen ist die durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung zwischen Sensoreinheit und Datenverarbeitungseinheit als Überdruck-Entlastungsöffnung eingerichtet. Diese Überdruck-Entlastungsöffnung kann beispielsweise als Gewinde mit einem Durchmesser im Bereich von M8 bis M20 vorgesehen sein. In anderen Ausführungsformen kann auch eine separate Überdruck-Entlastungsöffnung vorliegen.
  • Bei Übermittlung eines Gefahrensignals durch die Sensoreinheit ist die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. Bei der Warnung kann es sich dabei um ein unmittelbares optisches und/oder akustisches Signal handeln. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenverarbeitungseinheit ein Warnsignal auch über einen Sender an einen örtlich entfernten Empfänger, beispielsweise über WLAN, GPS oder eine satellitengestützte Verbindung, wie etwa Iridium oder Inmarsat, übermittelt werden. Weiterhin kann die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet sein, autonom und/oder ein von einem externen Operator übermitteltes Signal das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen. Dies kann dabei mittels Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre durch den Gasgenerator im Inneren des Behälters und/oder durch Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch die außen am Behälter befindliche Flutungseinheit erfolgen.
  • Der erfindungsgemäße Behälter kann außerdem außen ein oder mehrere Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber der Umgebung, insbesondere auf seiner Unterseite Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber dem Boden, enthalten. Solche Elemente können beispielsweise aus Gummi oder elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. In diesem Falle wird eine Isolation gegen Erdschluss gewährleistet.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Aspekte der Erfindung als Bestandteil der Beschreibung offenbart.
    1. 1. Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend:
      • eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes,
      • wobei die Schutzhülle und das Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen zumindest teilweise die folgenden Schichten angeordnet sind:
        1. (a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser,
        2. (b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,
        3. (c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaser verbundmaterial,
        4. (d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer,
        5. (e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser,
        6. (f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten,
        7. (g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan-Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung oder eine AluminiumLegierung,
        8. (h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht,
      • einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters,
      • eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang,
      • eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist,
      • eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und
      • eine Überdruck-Entlastungsöffnung.
    2. 2. Behälter nach Aspekt 1, der zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist.
    3. 3. Behälter nach Aspekt 1, der zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektroantrieb, insbesondere einer Lithiumionen-Batterie eingerichtet ist.
    4. 4. Behälter nach Aspekt 1, der zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist.
    5. 5. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Schichten (a) bis (g) durch Laminierung miteinander verbunden sind.
    6. 6. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzhülle einen Boden, Seitenwände und ein Dach umfasst.
    7. 7. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser in Schicht (a) ausgewählt ist aus Glasfaser Typ Sto.
    8. 8. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasfaser in Schicht (a) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 12 N/mm2 (12 MPa) aufweist.
    9. 9. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (a) von 8 bis 80 mm ist.
    10. 10. Behälter nach einem der Aspekte 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 20 MPa aufweist.
    11. 11. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (b) von 1 bis 30 mm ist.
    12. 12. Behälter nach einem der Aspekte 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (c) ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), Perfluoralkoxypolymer (PFA).
    13. 13. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (d) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 320 °C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 420 MPa aufweist.
    14. 14. Behälter nach einem der Aspekte 1-13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (d) von 1 bis 6 mm ist.
    15. 15. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfaserverbundmaterial in Schicht (c) ausgewählt ist aus Resinpal und/oder Glasfilamentgewebe.
    16. 16. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfaserverbundmaterial in Schicht (c) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200 °C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 150 MPa aufweist.
    17. 17. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das die Dicke von Schicht (c) von 1 bis 8 mm ist.
    18. 18. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass das Basaltgewebe in Schicht (e) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750 °C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 3000 MPa aufweist.
    19. 19. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (e) von 1 bis 50 mm ist.
    20. 20. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Graphitmaterial (f) (i) umfasst.
    21. 21. Behälter nach Aspekt 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) Partikel, insbesondere zylindrische Strukturen umfasst.
    22. 22. Behälter nach Aspekt 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (f) (i) von 1 bis 10 mm ist.
    23. 23. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Blei (f) (ii) umfasst.
    24. 24. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus beschussfestem Kunststoff (f) (iii), insbesondere aus einer Aramidfaser wie Kevlar umfasst.
    25. 25. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 1 bis 10 mol-%, vorzugsweise von 2 bis 5 mol-% Ti enthält.
    26. 26. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 2 bis 5 mol-%, vorzugsweise von 3 bis 5 mol-% Mo enthält.
    27. 27. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von 0,1 mol-% bis 1 mol-%, vorzugsweise von 0,3 mol-% bis 0,8 mol-% V enthält.
    28. 28. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke von Schicht (g) von 2 bis 10 mm ist.
    29. 29. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasgenerator zur Erzeugung einer Stickstoff-Atmosphäre im Inneren des Behälters eingerichtet ist.
    30. 30. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial ausgewählt aus einem Gas, Flüssigkeit oder Pulver, eingerichtet ist.
    31. 31. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikation steht.
    32. 32. Behälter nach Aspekte 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung als Überdruck-Entlastungsöffnung eingerichtet ist.
    33. 33. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen.
    34. 34. Behälter nach einem der vorhergehenden Aspekte, dadurch gekennzeichnet, dass er zumindest auf seiner Unterseite Elemente zur elektrischen Isolierung gegenüber dem Boden enthält.
    35. 35. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Aspekte zur stationären Aufbewahrung eines Gefahrengegenstandes.
    36. 36. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Aspekte zum Transport eines Gefahrengegenstandes.
  • Weiterhin wird die Erfindung durch die im Folgenden genannten Figuren näher erläutert.
  • Figur 1 zeigt einen Schnitt durch die Schutzhülle des erfindungsgemäßen Behälters. Die mit dem Innenraum des Behälters in Kontakt stehende Schicht (a) besteht aus einem temperatur- druckbeständigen Glasfasermaterial. Die nächste Schicht (b) besteht aus dem Schichtsilikat Vermiculit. Daran schließt eine aus Glasfaserverbundmaterial bestehende Schicht (c) an. Es folgen eine zur thermischen und elektrischen Isolierung vorgesehene Schicht (d) aus einem Fluorpolymer und eine zum Brandschutz vorgesehene Schicht (e) aus Basaltgewebe. Die nächste Schicht (f) besteht in der gezeigten Ausführungsform aus Graphit, das in einer offenen, Leerräume enthaltenden Struktur, z.B. einer Zylinderstruktur vorliegen kann. Die äußere Schicht (g) besteht aus eine Titan-Stahl-Legierung, die vorzugsweise auch Molybdän und/oder Wolfram enthält. Der Aufbau und die Abfolge der einzelnen Schichten bewirken eine optimale Sicherheit für einem im Innenraum des Behälters befindlichen Gefahrengegenstand, indem sie für Druckkompensation und thermische Isolierung sorgen.
  • Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines durch eine Schutzhülle begrenzten erfindungsgemäßen Behälters 1 mit einem Innenraum 2 und einer Öffnung 3, die durch eine 2 in Form einer Klappe 4, die in geschlossenem Zustand den Innenraum 2 fluiddicht abschließen kann. Im geöffneten Zustand ist es möglich, einen Gefahrengegenstand, z. B. ein Fahrzeug, über die heruntergelassene Klappe 4 in den Innenraum 2 einzubringen. Zum Einbringen eines größeren Gefahrengegenstandes, z. B. eines Fahrzeugs oder Nutzfahrzeugs, kann dieser mittels eines Zugseils und, einer Seilwinde (nicht gezeigt), in den Innenraum 2Behälterinnenraum gezogen werden.
  • Im Innenraum 2 ist eine Sensoreinheit 5 vorgesehen, die gegebenenfalls aus mehreren separaten Sensoren aufgebaut ist. Die Sensoreinheit 5 ist eingerichtet ist, physikalisch-chemische Parameter, z.B., die Temperatur, den Druck und/oder die Gaszusammensetzung, insbesondere die Bildung entzündlicher Gasatmosphären und/oder die Entstehung von Rauch, Flammen und Funken im Inneren des Behälters zu detektieren. Die von der Sensoreinheit 5 neuen erzeugten Messwerte werden über eine drahtlose Verbindung oder eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung, z. B. eine Drahtverbindung (nicht gezeigt), an eine die Datenverarbeitungseinheit 6 an der Außenseite des Behälters 1 übertragen. Sobald die Datenverarbeitungseinheit 6 durch ein von der Sensoreinheit 5 übermitteltes Gefahrensignal erkennt, dass im Inneren des Behälters einer oder mehrerer der überwachten Parameter außerhalb des vorbestimmten Sicherheitsbereichs liegen, kann sie Maßnahmen zur Sicherung des Behälters veranlassen, z. B. die Abgabe eines akustischen und/oder optischen Warnsignals und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit 7, die zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einenden verschließbaren Zugang (nicht gezeigt) eingerichtet ist. Im Inneren des Behälters befindet sich weiterhin ein Gasgenerator 8 zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Innenraum 2.

Claims (15)

  1. Behälter zur Quarantäne eines Gefahrengegenstands umfassend:
    - eine den Behälter begrenzende Schutzhülle mit einer verschließbaren Öffnung zum Einbringen und zur Entnahme des Gefahrengegenstandes,
    - wobei die Schutzhülle und das Türelement mehrere Schichten feuerbeständiger und/oder elektrisch isolierender Materialien umfassen, wobei von innen nach außen zumindest teilweise die folgenden Schichten angeordnet sind:
    (a) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere eine temperatur- und druckbeständige Glasfaser,
    (b) eine Schicht umfassend ein Schichtsilikat, insbesondere Vermiculit,
    (c) eine Schicht umfassend ein Glasfasermaterial, insbesondere ein Glasfaser verbundmaterial,
    (d) eine Schicht umfassend ein Fluorpolymer,
    (e) eine Schicht umfassend ein Basaltmaterial, insbesondere eine Basaltfaser,
    (f) eine Abschirmschicht ausgewählt aus (i) einer Schicht umfassend Graphit und optional eine isolierende Luftschicht, (ii) einer Bleischicht, (iii) einer beschussfesten Kunststoffschicht, insbesondere einer Kevlarschicht, oder einer Kombination von mehreren dieser Schichten,
    (g) eine Schicht umfassend eine Metalllegierung, insbesondere eine Titan-Stahl-Legierung, eine Titan-Molybdän-Stahl-Legierung oder eine AluminiumLegierung,
    (h) eine optionale beschussfeste Kunststoffschicht, insbesondere eine Kevlarschicht,
    - einen Gasgenerator zur Erzeugung einer Schutzgasatmosphäre im Inneren des Behälters,
    - eine außen am Behälter befindliche Flutungseinheit zum Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter durch einen verschließbaren Zugang,
    - eine Sensoreinheit im Inneren des Behälters, die zur Messung eines oder mehrerer Parameter ausgewählt aus Druck, Temperatur und Gaszusammensetzung eingerichtet ist,
    - eine Datenverarbeitungseinheit, die in Kommunikation mit der Sensoreinheit steht, wobei die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, auf ein von der Sensoreinheit übermitteltes Signal Maßnahmen zur Sicherung des Behälters zu veranlassen, und
    - eine Überdruck-Entlastungsöffnung.
  2. Behälter nach Anspruch 1, der zur Quarantäne eines Fahrzeugs, insbesondere eines Fahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb oder eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist.
  3. Behälter nach Anspruch 1, der zur Quarantäne einer Batterie eines Fahrzeugs mit Elektro- oder Hybridantrieb, insbesondere einer Lithiumionen-Batterie, oder zur Quarantäne einer Brennstoffzelle oder eines Treibstoffspeichers eines Fahrzeugs mit Wasserstoffantrieb eingerichtet ist.
  4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasermaterial in Schicht (a) ausgewählt ist aus Glasfaser Typ STO und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C, vorzugsweise von mindestens 1250°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise von mindestens 5000 MPa aufweist.
  5. Behälter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schichtsilikat in Schicht (b) eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1000°C, vorzugsweise von mindestens 1300°C aufweist.
  6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glasfasermaterial in Schicht (c) ausgewählt ist aus Glasfaserverbundmaterial und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 500°C, vorzugsweise von mindestens 1000°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 100 MPa, vorzugsweise von mindestens 1000 MPa aufweist.
  7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch isolierende Fluorpolymer in Schicht (d) ausgewählt ist aus Polyvinylfluorid (PVF), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polytetrafluorethylen (PTFE), Polychlortrifluorethylen (PCTFE), und Perfluoralkoxypolymer (PFA)und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 150 °C, vorzugsweise von mindestens 300°C aufweist.
  8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basaltmaterial in Schicht (e) einen Gehalt von mindestens 50 mol-% SiO2 und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 750°C, vorzugsweise von mindestens 1000°C aufweist.
  9. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmschicht (f) eine Schicht aus Graphitmaterial (f) (i) umfasst, wobei das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) vorzugsweise Partikel und besonders bevorzugt zylindrische Strukturen umfasst.
  10. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Graphitmaterial in Schicht (f) (i) eine offene Struktur mit darin enthaltenen Leerräumen umfasst und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 4000°C, vorzugsweise von mindestens 5000°C aufweist.
  11. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Legierung in Schicht (g) einen Gehalt von mindestens 10 mol-% Ti + Mb + W, vorzugsweise bis zu 20 mol-% Ti + Mb + W enthält und eine Temperaturbeständigkeit von mindestens 1200°C, vorzugsweise von mindestens 1500°C und/oder eine Druckbeständigkeit von mindestens 1000 MPa, vorzugsweise von mindestens 5000 MPa aufweist.
  12. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Innenraum ein Schutzmaterial, z.B. Pellets oder Kügelchen aus einem feuerhemmenden Material, für den Normalzustand vorgesehen ist.
  13. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit über eine durch die Schutzhülle hindurchtretende Verbindung mit der Datenverarbeitungseinheit in Kommunikation steht, wobei die Verbindung als Überdruck-Entlastungsöffnung eingerichtet ist.
  14. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungseinheit eingerichtet ist, zur Sicherung des Behälters eine Warnung abzugeben und/oder das Einbringen von Schutzmaterial in den Behälter zu veranlassen.
  15. Verwendung eines Behälters nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur stationären Aufbewahrung oder zum Transport eines Gefahrengegenstandes.
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