DE1559287C3 - Mehrschichtige Isolierwand - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrschichtige Isolierwand für Behälter zur Aufbewahrung oder zum Transport von stark gekühlten Flüssigkeiten, insbesondere von verflüssigtem Naturgas, mit mindestens einer Isolierschicht und mehreren Lagen von undurchlässigen membranartigen Dichtungsschichten, die von der Isolierschicht gehalten werden.

Bei nach dem Stand der Technik bekannten mehrschichtigen Isolierwänden der genannten Art sind die Dichtungsschichten mit Abstand zueinander angeordnet, wobei die Zwischenräume zwischen je zwei Dichtungsschichten durch eine Isolierschicht ausgefüllt sind. Auf Grund dieser Anordnung und des in jeder Isolierschicht vorhandenen, von außen nach innen gerichteten Temperaturgefälles ergibt sich jedoch, daß die äußere Dichtungsschicht ständig eine erheblich höhere Temperatur als die innere Dichtungsschicht hat. Dies hat zur Folge, daß das durch Undichtigkeiten in einer inneren Dichtungsschicht hindurchtretende verflüssigte Gas bei Kontakt mit einer äußeren Dichtungsschicht sehr schnell verdampft, wobei es zu erheblichen Gasspannungen kommt. Da diese Verdampfung in einem nach beiden Seiten hin gasdicht abgeschlossenen Raum stattfindet, bildet sich zwischen den Dichtungsschichten ein großer Überdruck aus, der dazu in der Lage ist, die innere Dichtungsschicht von der Isolierschicht abzureißen und zu zerstören. Falls die innere Dichtungsschicht und die äußere Dichtungsschicht durch Verbindungsmittel verbunden sind, die durch die Isolierschicht hindurchgreifen, kann gegebenenfalls auch die äußere Dichtungsschicht durch das Abreißen der inneren Dichtungsschicht in Mitleidenschaft gezogen werden.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, die Isolierwand der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß jedwede durch unzulässige Erwärmung der Flüssigkeit verursachte Dampfbildung zwischen der inneren Dichtungsschicht und der äußeren Dichtungs-

schicht vermieden wird, wobei zugleich eine sichere und dichte Befestigung der beiden Dichtungsschichten gewährleistet sein soll.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung, ausgehend von einer Isolierwand der eingangs genannten Art, darin, daß zwei Lagen von Dichtungsschichten unmittelbar übereinander auf der benachbarten Isolierschicht aufliegen, die Verbindungselemente zur gemeinsamen Verbindung der beiden Lagen der Dichtungsschichten mit der Isolierschicht aufweist.

Dadurch, daß bei der Isolierwand gemäß der Erfindung die beiden Dichtungsschichten unmittelbar aufeinander aufliegen, haben beide Dichtungsschichten zwangläufig die gleiche niedrige Temperatur, so daß bei Undichtigkeiten in der inneren Dichtungsschicht keinerlei Verdampfung von Flüssiggas zu befürchten ist Gleichzeitig gewährleisten die Verbindungselemente eine sichere und dichte Befestigung der beiden Dichtungsschichten.

Die nach einem weiteren Merkmal der Erfindung in die Isolierschicht eingelassenen Verankerungsblöcke dichten einerseits die öffnungen in der äußeren Dichtungsschicht ab, so daß das von einem Leck in der inneren Dichtungsschicht zufließende Flüssiggas nicht durch diese öffnungen hindurchtreten kann, und sind andererseits infolge ihrer Verlagerung in der Isolierschicht ausgezeichnet isoliert, so daß über diese Verankerungsblöcke keine Wärme fließen kann, die zu einer unerwünschten Dampfentwicklung zwischen den beiden Dichtungsschichten führen könnte.

Zweckmäßig wird die dichte Verbindung zwischen der äußeren Dichtungsschicht und dem Verankerungsblock jeweils durch eine Innenschweißung längs des Randes der in der äußeren Dichtungsschicht vorhandenen öffnung gebildet. Falls eine solche Verschweißung nicht oder nur schlecht möglich ist, ist gemäß einer anderen Ausführungsform vorgesehen, daß die dichte Verbindung zwischen der äußeren Dichtungsschicht und dem Verankerungsblock jeweils durch einen durch die öffnung in der äußeren Dichtungsschicht hindurchtretenden Einsatz gebildet wird, der mit einem Außengewinde versehen ist, das in eine entsprechende Gewindeblindbohrung im Verankerungsblock eingeschraubt ist, und an seinem entgegengesetzten Ende mit einem Kopf versehen ist, welcher den Rand, der öffnung in der äußeren Dichtungsschicht gegen den Verankerungsblock andrückt. In diesem Fall kann zweckmäßig der Umfangsrand des Kopfes des Einsatzes mit der äußeren Dichtungsschicht verschweißt sein.

Das jedem Verankerungsblock zugeordnete Befestigungsmittel wird zweckmäßig durch eine Schraube gebildet, die durch eine öffnung in der inneren Dichtungsschicht durchgesteckt ist und in eine Gewindeblindbohrung im Verankerungsblock oder dessen Einsatz eingeschraubt ist, wobei der Kopf der Befestigungsschraube an der Innenseite der inneren Dichtungsschicht dichtend abgedeckt ist. Durch die dichte Abdeckung des Kopfes dieser Schraube wird verhindert, daß Flüssiggas im Bereich der Befestigungsschraube durch die innere Dichtungsschicht hindurchtritt.

Zweckmäßig wird diese Abdeckung des Kopfes der Schraube durch den überlappenden Rand einer Platte der inneren Dichtungsschicht gebildet, der durch einen dichten, insbesondere verschweißten Überlappungsstoß an die benachbarte, durch die Schraube gehaltene Platte der inneren Dichtungsschicht angeschlossen ist. Hierdurch erübrigen sich gesonderte Abdeckelemente für die Köpfe der Schrauben.

Alternativ kann die Abdeckung auch durch eine ballige Kappe gebildet werden, die an ihrem Umfang mit der Innenfläche der inneren Dichtungsschicht dicht verbunden, insbesondere verschweißt ist.

Zur festen Verankerung des Verankerungsblocks in der Isolierschicht ist vorgesehen, daß jeder Verankerungsblock am in der Isolierschicht verlagerten Ende seitlich überstehende Teile aufweist, die mit der Isolierschicht formschlüssig in Verbindung stehen.

Diese Ansätze können einstückig an den Verankerungsblock angeformt sein oder durch eine auf den mit einem Außengewinde versehenen Körper des Verankerungsblocks aufgeschraubte Mutter gebildet werden.

Zur Herstellung eines Behälters mit großflächigen Wandungen an den Bordwänden eines Schiffsrumpfes ist vorgesehen, daß die innere Dichtungsschicht mit nach innen und die äußere Dichtungsschicht mit nach außen vorspringenden Wellen versehen sind, die einander gegenüberliegen, wobei die Wellen der äußeren Dichtungsschicht mit ausreichendem Spiel in Ausnehmungen von isolierenden Zwischenstücken vorgesehen sind, an denen die innere und die äußere Dichtungsschicht mittels Verankerungsblöcken und Schrauben befestigt sind und die ihrerseits mittels Verankerungsblöcken und Schrauben an der Isolierschicht befestigt sind. Durch diese Maßnahme erhalten beide Dichtungsschichten eine große Beweglichkeit in ihrer Ebene zum Ausgleich von Dehnungen oder Schrumpfungen infolge von auftretenden Temperaturveränderungen, ohne daß die Stabilität ihrer Befestigung leidet. Außerdem bilden die gegensinnig vorspringenden Wellen in der inneren und der äußeren Dichtungsschicht Kanäle, in denen etwa durch die innere Dichtungsschicht durchtretendes Flüssiggas abgeleitet werden kann.

Ausführungsbeispiele der Isolierwand gemäß der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Isolierwand im Bereich einer Befestigungsstelle der beiden Dichtungsschichten am Überlappungsstoß zweier Platten der inneren Dichtungsschicht,

F i g. 2 einen Schnitt durch die Isolierwand im Bereich einer Befestigungsstelle der beiden Dichtungsschichten außerhalb des Überlappungsstoßes der Platten der inneren Dichtungsschicht,

F i g. 3 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch die Isolierwand mit abgewandeltem Verankerungsblock und abgewandelten Befestigungsmitteln für die beiden Dichtungsschichten,

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Schnitt durch die Isolierwand mit weiter abgewandeltem Verankerungsblock und abgewandelten Befestigungsmitteln,

F i g. 5 einen der F i g. 4 entsprechenden Schnitt durch die Isolierwand mit weiter abgewandeltem Verankerungsblock und abgewandelten Befestigungsmitteln und

F i g. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Isolierwand gemäß der Erfindung mit Dehnungsfalten in den Dichtungsschichten.

In der Zeichnung ist eine mehrlagige Isolierschicht jeweils in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet Sie besteht aus einer Isolierstoffschicht 2, die aus geeigneten Wärmeschutzstoffen, beispielsweise einem Schaumstoff besteht, und zwischen zwei Isolierschichten 3, beispielsweise aus Sperrholz, angeordnet ist. Natürlich kann für die Isolierschicht auch ein anderer künstlicher oder natürlicher, massiver oder pulver-

förmiger Isolierstoff verwendet werden. Die Isolierschicht 1 ist an einer beliebig ausgebildeten starren Außenwand 4 befestigt. Dabei können die aus Holz bestehenden Isolierschichten 3 in beliebiger Art und Weise mit der Außenwand 4 verbunden sein.

Eine durch ein vorzugsweise dünnes, nachgiebiges Blech oder eine Folie gebildete äußere Dichtungsschicht 5 liegt mit ihrer Außenfläche an der Innenfläche der Isolierschicht 1, d. h. bei den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 1 bis 5 an der Innenfläche der aus Holz bestehenden Isolierschicht 3 an. Die äußere Dichtungsschicht 5 ist an der inneren Isolierschicht 3 mittels Verankerungsblöcken 6 befestigt, welche vorzugsweise starr mit der Außenfläche der äußeren Dichtungsschicht 5 verbunden und in die Isolierschicht 3 einge- bettet sind. Diese Einbettung erfolgt durch formschlüssige Anordnung der Verankerungsblöcke in entsprechenden Ausnehmungen 7 der Isolierschicht 3. Unmittelbar auf die äußere Dichtungsschicht 5 ist eine innere Dichtungsschicht 14 aufgelagert, die ebenfalls aus einem dünnen Blech oder einer Folie besteht. Die äußere Dichtungsschicht 5 wie auch die innere Dichtungsschicht 14 bestehen vorzugsweise aus Metall, z. B. aus rostfreiem Stahl. Die Verankerungsblöcke 6 sind vorzugsweise ebenfalls aus metallischem Werkstoff hergestellt.

Die Verankerungsblöcke 6 können ein Stück mit der äußeren Dichtungsschicht 5 bilden. Vorzugsweise sind sie jedoch durch eine dichte Schweißung an der Stirnseite 8 jedes Verankerungsblocks 6 mit der äußeren Dichtungsschicht 5 verbunden. Hierfür weist die äußere Dichtungsschicht 5 an jeder Verbindungsstelle eine Öffnung 9 auf, wobei die Befestigung an der äußeren Dichtungsschicht 5 durch eine dichte Innenschweißung 10 des Randes dieser öffnung 9 mit der Stirnseite 8 des Verankerungsblocks 6 erfolgt. Der Verankerungsblock 6 kann zylindrisch oder prismatisch ausgebildet sein und weist an seinem in die Isolierschicht 3 eingebetteten Ende einen Ansatz 11 auf, welcher seitlich vorspringt und so den Verankerungsblock 6 in seiner axialen Richtung formschlüssig in der Isolierschicht festhält. Der zylindrische oder prismatische Körper des Verankerungsblocks 6 ist so lang ausgebildet, daß er die aus Holz bestehende Isolierschicht 3 durchdringt und mit seinem Ansatz 11 von außen an der Isolierschicht 3 anliegt. Die Außenseite des Ansatzes 11 ist in der Isolierstoffschicht 2 eingebettet.

Jeder Verankerungsblock 6 weist eine Gewindeblindbohrung 12 auf, welche gleichachsig in der Längsrichtung des Blockes 6 verläuft und in dessen nach innen weisende Stirnfläche eingesenkt ist Der Rand 13 der Gewindeblindbohrung 12 ist zweckmäßig abgeschrägt oder ausgefräst.

Die innere Dichtungsschicht 14 wird wie die äußere Dichtungsschicht 5 durch nebeneinanderliegende Platten gebildet, ζ. B. durch die beiden benachbarten Platten 14a und 146 (Fig. 1), welche miteinander längs eines auf der Innenseite der inneren Dichtungsschicht 14 liegenden dichten Überlappungsstoßes 15 verschweißt sind.

Jede Platte 14a der inneren Dichtungsschicht 14, weiche mit der darunterliegenden äußeren Dichtungsschicht 5 in Berührung steht, ist an jedem Verankerungsblock 6 mittels einer Schraube 16, vorzugsweise einer Senkschraube, befestigt, welche durch eine in der Platte 14a ausgebildete öffnung 17 mit heruntergezogenem Rand geht, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer schalenförmigen Lochscheibe 18.

Falls sich ein Verankerungsblock 6 in der Nähe eines Überlappungsstoßes 15 befindet, überdeckt die Platte 146 der inneren Dichtungsschicht 14 zweckmäßig die Schraube 16 sowie die sie umgebende Zone, so daß der Schraubenkopf abgedeckt ist und die Schraubverbindung nach außen und innen vollständig dicht ist. Falls der Verankerungsblock 6 von einem Überlappungsstoß 15 entfernt ist, wird der Schraubenkopf dicht mittels einer balligen Kappe 19 abgedeckt, welche größer als . die Öffnung in der inneren Dichtungsschicht 14 ist und vorzugsweise mit dieser längs ihres Umfangs durch eine Schweißnaht 20 dicht verschweißt ist, wie in F i g. 2 dargestellt ist.

Das Anschweißen der äußeren Dichtungsschicht 5 an jedem Verankerungsblock 6 erfordert eine satte Anlage der Dichtungsschicht 5 an dem Block 6, was bisweilen gewisse Schwierigkeiten bereitet. Um dieser Schwierigkeit abzuhelfen, wird entsprechend der in F i g. 3 dargestellten Ausführungsform die äußere Dichtungsschicht 5 an jedem Verankerungsblock 6a mittels einer Schraube besonderer Form befestigt, die durch eine entsprechende öffnung in der äußeren Dichtungsschicht 5 tritt, mit ihrem Kopf diese äußere Dichtungsschicht 5 gegen den Verankerungsblock 6a drückt und an die äußere Dichtungsschicht 5 längs des Randes dieses Kopfes angeschweißt ist. Diese Spezialschraube wird durch einen Einsatz 21 gebildet, welcher mit einem Außengewinde versehen ist und in eine entsprechende Gewindeblindbohrung 5a eines jeden Verankerungsblocks 6a eingeschraubt ist. Jeder Einsatz 21 besitzt einen aufgesetzten oder mitangeformten Kopf 22, welcher gegen die Stirnfläche des Verankerungsblocks 6a den Rand der entsprechenden öffnung 9a in der äußeren Dichtungsschicht 5 drückt, welcher sich zwischen dem Kopf 22 und der Stirnfläche des Verankerungsblocks 6a befindet. Die dichte Verbindung zwischen dem Umfangsrand des Kopfes 22 und der äußeren Dichtungsschicht 5 wird vorzugsweise durch eine Schweißnaht 23 gebildet.

Jeder Einsatz besitzt eine gleichachsige Gewindeblindbohrung 24 zur Aufnahme der Schraube 16 zur Befestigung der inneren Dichtungsschicht 14.

Die dichte Verbindung durch Schweißung kann selbstverständlich durch eine beliebige andere Verbin- , dung, z. B. Hartlöten, Verkitten, Kleben, Zementieren ■-' od. dgl., ersetzt werden.

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Befestigung, bei welcher jeder Verankerungsblock 6b eine Art Bolzen bildet, welcher mit der Gewindeblindbohrung 12 versehen ist und einen Schaft 25 aufweist, dessen in die Isolierschicht 3 eingebettetes Ende mit Außengewinde versehen ist, auf welches ein als plattenförmige quadratische Mutter ausgebildeter Ansatz 26 aufgeschraubt ist, welche den Ansatz 11 der F i g. 1 ersetzt. An seinem entgegengesetzten Ende ist der Schaft 25 mit einem aufgesetzten oder mitangeformten Kopf

27 versehen, welcher auf die Innenfläche der äußeren Dichtungsschicht 5 drückt und vorzugsweise mit seinem Umfangsrand an diese mittels einer Schweißnaht

28 angeschweißt ist.

Während in F i g. 4 der Kopf 27 ein Stück mit dem Schaft 25 des Verankerungsblocks Bb bildet, wird er gemäß F i g. 5 durch eine Lochscheibe 27a gebildet, welche auf den Schaft 25 aufgesetzt ist und durch eine Schweißnaht 29 mit diesem verschweißt ist.

F i g. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Isolierwand gemäß der Erfindung, welche in einen Schiffsrumpf eingebaut ist, dessen Bordwand mit dem Bezugs-

zeichen 30 bezeichnet ist. Die beiden direkt aneinanderliegenden Dichtungsschichten, nämlich die innere Dichtungsschicht 14 und die äußere Dichtungsschicht 5 besitzen Wellen 31 bzw. 3Γ, welche sich wenigstens in zwei zueinander senkrechten Richtungen erstrecken und so angeordnet sind, daß die konkave Seite einer Welle 31 der inneren Dichtungsschicht 14 der konkaven Seite einer Welle 31' der äußeren Dichtungsschicht 5 gegenüberliegt. Hierbei liegt die äußere Dichtungsschicht 5 auf eine innere Isolierschicht 32 bildenden isolierenden Zwischenstücken, welche Ausnehmungen 33 aufweisen, die mit Spiel die Wellen der Außenfläche der äußeren Dichtungsschicht 5 aufnehmen, während

sich die Zwischenstücke zwischen diesen Ausnehmungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wellen der äußeren Dichtungsschicht 5 erstrecken. Die Zwischenstücke sind zweckmäßig an der Isolierschicht 3 mittels Verankerungsblöcken 34 befestigt, an welchen sie unmittelbar durch Schrauben 16a befestigt sind.

Die Befestigung der äußeren Dichtungsschicht 5 und der inneren Dichtungsschicht 14 an den isolierenden Zwischenstücken erfolgt ähnlich wie bei den vorhergehenden Figuren mit Hilfe von Verankerungsblöcken 6, welche in die Zwischenstücke eingelassen sind. Die isolierenden Zwischenstücke können z. B. durch Klötze aus gepreßtem Holz od. dgl. gebildet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

509 532/173

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Mehrschichtige Isolierwand für Behälter zur Aufbewahrung oder zum Transport von stark gekühlten Flüssigkeiten, insbesondere von verflüssigtem Naturgas, mit mindestens einer Isolierschicht und mehreren Lagen von membranartigen, undurchlässigen Dichtungsschichten, die von der Isolierschicht gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagen von Dichtungsschichten (14,5) unmittelbar übereinander auf der benachbarten Isolierschicht (3, 32) aufliegen, die Verbindungselemente zur gemeinsamen Verbindung der beiden Lagen der Dichtungsschichten (14,5) mit der Isolierschicht (3,32) aufweist.

2. Isolierwand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente aus in der Isolierschicht (3, 32) eingelassenen Verankerungsblöcken (6, 6a, 6b) bestehen, die mit der äußeren Dichtungsschicht (5) dichtend verbunden sind und Befestigungsmittel für die innere Dichtungsschicht (14) aufweisen, die durch öffnungen (9, 9a) in der äußeren Dichtungsschicht (5) hindurchgreifen.

3. Isolierwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Verbindung zwischen der äußeren Dichtungsschicht (5) und dem Verankerungsblock (6) jeweils durch eine Innenschweißung (10) längs des Randes der in der äußeren Dichtungsschicht (5) vorhandenen öffnung (9) gebildet wird.

4. Isolierwand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dichte Verbindung zwischen der äußeren Dichtungsschicht (5) und dem Verankerungsblock (6a) jeweils durch einen durch die öffnung (9a) in der äußeren Dichtungsschicht (5) hindurchtretenden Einsatz (21) gebildet wird, der mit einem Außengewinde versehen ist, das in eine entsprechende Gewindeblindbohrung (12a) im Verankerungsblock (6a) eingeschraubt ist und an seinem entgegengesetzten Ende mit einem Kopf (22) versehen ist, welcher den Rand der öffnung (9a) in der äußeren Dichtungsschicht (5) gegen den Verankerungsblock (6a) andrückt.

5. Isolierwand nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsrand des Kopfes (22) des Einsatzes (21) mit der äußeren Dichtungsschicht (5) verschweißt ist.

6. Isolierwand nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das jedem Verankerungsblock (6, 6a, 6b) zugeordnete Befestigungsmittel durch eine Schraube (16) gebildet wird, die durch eine öffnung (17) in der inneren Dichtungsschicht (14) durchgesteckt ist und in eine Gewindeblindbohrung (12, 24) im Verankerungsblock (6, 6a, 6b) oder dessen Einsatz (21) eingeschraubt ist, wobei der Kopf der Schraube (16) an der Innenseite der inneren Dichtungsschicht (14) dichtend abgedeckt ist.

7. Isolierwand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung des Kopfes der Schraube (16) durch den überlappenden Rand einer Platte (146) der inneren Dichtungsschicht (14) gebildet wird, der durch einen dichten, insbesondere verschweißten Überlappungsstoß an die benachbarte, durch die Schraube (16) gehaltene Platte (14a) der inneren Dichtungsschicht (14) angeschlossen ist.

8. Isolierwand nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung durch eine ballige Kappe (19) gebildet wird, die an ihrem Umfang mit

der Innenfläche der inneren Dichtungsschicht (14) dicht verbunden ist, insbesondere verschweißt ist.

9. Isolierwand nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verankerungsblock (6, 6a, 66) am in der Isolierschicht (3, 32) verlagerten Ende seitlich überstehende Ansätze (11, 26) aufweist, die mit der Isolierschicht (3,32) formschlüssig in Verbindung stehen.

10. Isolierwand nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (26) durch eine auf den mit einem Außengewinde versehenen Körper des Verankerungsblocks (6, 6a, 6b) aufgeschraubte Mutter gebildet werden.

11. Isolierwand nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Dichtungsschicht (14) mit nach innen und die äußere Dichtungsschicht (5) mit nach außen vorspringenden Wellen (31, 3Γ) versehen sind, die einander gegenüberliegen, wobei die Wellen (31) der äußeren Dichtungsschicht (5) mit ausreichendem Spiel in Ausnehmungen (33) von isolierenden Zwischenstücken vorgesehen sind, an denen die innere und die äußere Dichtungsschicht (14, 5) mittels Verankerungsblöcken (6) und Schrauben (16) befestigt sind und die ihrerseits mittels Verankerungsblöcken (34) und Schrauben (16a) an der Isolierschicht (3) befestigt sind.