DE1088876B - Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung inerter Atmosphaeren in Speicherbehaeltern - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung inerter Atmosphären in Speicherbehältern Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung inerter Atmosphären in Speicherbehältern für potentiell gefährliche Flüssigkeiten, wie z. B. flüssige Kohlenwasserstoffe. Die Erfindung kann beispielsweise dazu angewandt werden, um Kraftstoffbehälter von Flugzeugen mit inertem Gas zu beschicken, wodurch einerseits der Brand- und Explosionsgefahr vorgebeugt und andererseits in dem betreffenden Kraftstoffbehälter ein Überdruck mit Bezug auf den Umgebungsdruck geschaffen wird, welcher ein Einbeulen des Behälters verhindert.
• Es ist bereits bekannt, inerte Gase in Form augenblicklicher Druckladungen unter der Steuerung lichtempfindlicher oder druckempfindlicher Apparate in Kraftstoffbehälter von Flugzeugen einzuleiten bzw. diese Gase kontinuierlich aus Druckflaschen zuzuführen. Es ist auch bekannt, inerte Gase in flüssiger Form zu lagern, diese zu verdampfen und sodann in die Kraftstoffbehälter von Flugzeugen einzuleiten.
• Der Nachteil des erstgenannten Verfahrens liegt darin, daß die eine jeweilige Druckladung liefernde Gasquelle jeweils ausgewechselt bzw. aufgefüllt werden muß, bvor eine jeweils weitere Druckladung eingeführt werden kann, und der Nachteil der beiden letztgenannten Verfahren. liegt darin, daß räumlich und gewichtsmäßig umfangreiche Apparaturen im Flugzeug mitgefü rt werden müssen, die jedoch gerade im Hinblick )auf die bei Flugzeugen allgemein beschränkten Raum- und Gewichtsverhältnisse vermieden werden sollen.
• Nach der Erfindung sollen die Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermieden werden, daß ein Verfahren zur Erzeugung inerter Atmosphären in Speicherbehältern für potentiell gefährliche Flüssigkeiten, z. B. flüssige Kohlenwasserstoffe, durch Zuführung von unter Druck stehendem verflüssigtem Gas aus .einem wärmeisolierten Druckbehälter zur Anwendung kommt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das verflüssigte Gas durch Feinzerstäubung innerhalb der potentiell gefährlichen Flüssigkeit in dieser dispergiert und anschließend durch Wärmeaustausch mit der Flüssigkeit verdampft wird.
• Es soll somit darauf ankommen, daß der inerte Stoff nicht in Dampfform, sondern in flüssiger Form in den Speicherbehäfter eingeführt wird, und zwar dort nicht in den von der Speicherflüssigkeit freien Raum, sondern in die Speicherflüssigkeit selbst, wobei das Einbringen in die Speicherflüssigkeit in feindispergierter Form erfolgen soll. Erst anschließend soll dann die Verdampfung erfolgen.
• Die Zufuhr des durch Druck innerhalb der Flüssigkeit feinzuzerstäubenden verflüssigten Gases kann nach dem Merkmal einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Abhängigkeit von dem Druckunterschied geregelt werden, der zwischen dem im Inneren des Speicherbehälters und dem in der Umgebung des Behälters herrschenden Druck besteht.
• Die gemäß der Erfindung vorgesehene Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens nach der Erfindung ist durch einen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels des Speichwerbehälters angeordneten Feinzerstäuber gekennzeichnet, der in an sich bekannter Weise über eine Druckleitung mit einem verflüssigtes Gas enthaltenden Druckbehälter Verbindung hat. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat dieser Feinzerstäuber die Form eines Rohres mit feinen Umfangsbohrungen. Dadurch wird erreicht, daß das innerhalb der im Speicherbehälter befindlichen Flüssigkeit feinzuzerstäubende verflüssigte Gas, welches unter erheblichem Überdruck zugeführt wird, vollständig in dieser Flüssigkeit dispergiert, ohne daß zu diesem Zweck besondere Düsen vorgesehen sein müssen.
• Der zur Zuführung des verflüssigten Gases zum Feinzerstäuber erforderliche Druck kann dadurch erzeugt werden, daß eine Teilmenge verflüssigten Gases innerhalb des dieses Gas enthaltenden Druckbehälters verdampft wird, so da,ß der dadurch entstehende Überdruck das noch verflüssigte Gas über die Druckleitung in den Feinzerstäuber drückt. Die zuzuführende Menge des innerhalb der potentiell gefährlichen Flüssigkeit feinzuzerstäubenden verflüssigten Gases kann durch einen einerseits an den Speicherbehälter und andererseits an die Außenatmosphäre angeschlossenen Differentialdruckmesser gesteuert werden, welcher wirkungsmäßig mit einem in der Druckleitung angeordneten Regelventil derart gekoppelt ist, daß das Regelventil die Zufuhr des verflüssigten Gases zum Speicherbehälter so reguliert, daß in diesem ein bestimmter Mindestüberdruck gegenüber der Außenatmosphäre gehalten wird.
• Eine Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnung beispielsweise beschrieben, welche schematisch die Anwendung der Erfindung auf die Beschickung eines Kraftstoffbehälters für Flugzeuge mit inertem Gas zeigt.
• Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist ein Feinzerstäuber in Form eines Rohres 10 mit einer Vielzahl feiner Umfangsöffnungen 11 im unteren Teil eines Flugzeugkraftstoffbehälters 12 so angeordnet, daß er sich normalerweise unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 im Behälter befindet. Ein mit einer Wärmeisolation. umgebenes Druckrohr 13 führt vom Inneren eines wärmeisolierten Druckbehälters 16 zum Feinzerstäuber 10. Das in dem Druckbehälter 16 enthaltene verflüssigte inerte Gas, dessen Flüssigkeitsspiegel mit 17 bezeichnet ist, kann beispielsweise Stickstoff sein. Die Mündung des Druckrohres 13 innerhalb des Druckbehälters 16 ist nahe dieses Druckbehälters angeordnet, derart, daß sie sich normalerweise stets unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 17 befindet. Der Druckbehälter 16 ist weiterhin mit einer verschließbaren Füllöffnung 18, einem Druckmesser 19 und einem Sicherheitsventil 20 ausgestattet, wobei das Sicherheitsventil 20 auf einen mittelhohen Druck (beispielsweise 9 bis 1f?,5 kg/cm2) eingestellt sein kann und welches einen infolge überschneller Verdampfung des im Druckgefäß enthaltenen verflüssigten Gases etwa entstehenden Überdruck über diesen Grenzwert hinaus abblasen läßt. Die Verdampfung des im Druckbehälter 16 enthaltenen verflüssigten Gaseis kann entweder mittels der auf natürlichem Wege von außen in den Druckbehälter 16 einziehenden Wärme oder aber durch einen in dien Druckbehälter eingebauten Heizkörper 21 erfolgen, der entweder als elektrischer Heizkörper oder als Heizschlange, durch welche ein Heizmedium hindurchgeführt wird, ausgebildet sein kann.
• Es hat sich gezeigt, daß, wenn das verflüssigte Gas mit dem erwähnten mittelhohen Druck dem unterhalb des Flüssigkeitsspiegels 15 angeordneten Feinzerstäuber 10 zugeführt wird, es genügt, wenn dieser Feinzerstäuber die Form eines gewöhnlichen Rohres mit einfachen Umfangsbohrungen 11 hat, da das zugeführte verflüssigte Gas sofort nach Austritt durch diese öffnung infolge des plötzlichen Druckabfalls auf den Druck der im Behälter befindlichen Flüssigkeit verdampft.
• Die Kühlung des .im Behälter 12 befindlichen Kraftstoffs 15 infolge der Verdampfung des verflüssigten Gases und infolge des sich daran anschließenden Wärmeaustausches dieses Gases mit dem Kraftstoff ist so gering, daß sie vernachlässigt werden kann. Infolge der langgestreckten Form des Feinzerstäubers 10 wird ohnehin einer übergroßen örtlichen. Abkühlung vorgebeugt. Diese langgestreckte Form des Feinverdampfers 10 trägt auchwesentlichzurvollständigen Dispersion des verdampfenden Gases im Kraftstoff bei.
• Der Kraftstoffbehälter 12 ist mit einem Sicherheitsventil 22 ausgestattet, welches dann abzublasen beginnt, wenn die Druckdifferenz zwischen dem im Inneren des Kraftstoffbehälters herrschenden. Druck und dem Umgebungsdruck über einen bestimmten Wert ansteigt. Ein solches Abblasen wird im allgemeinen immer nur während des Aufstiegs des Flugzeugs stattfinden.
• In derDruckleitung 13 ist ein Regelventil 23 angeordnet, welches mittels eines am Kraftstoffbehälter 12 angeordneten Differentialdruckmessers selbsttätig gesteuert wird. Der Differentialdruckmesser 24 tritt dann in Tätigkeit, wenn die Druckdifferenz zwischen dem im Kraftstoffbehälter 12 herrschenden Druck und dem Druck der Außenatmosphäre unter einen bestimmten Wert abfällt. Der diesbezügliche Regelimpuls wird über eine Übertragungsleitung 25 auf das Regelventil 23 übertragen, welches im Fall einer Abnahme des erwähnten Differenzdruckes den Durchtritt des verflüssigten Gases vom Druckbehälter 16 zum Feinzerstäuber 10 erhöht. Hierdurch wird der Innendruck im Kraftstoffbehälter selbsttätig und unabhängig vom Druck der Außenatmosphäre auf einem bestimmten Wert oberhalb dieses Druckes gehalten, wodurch ausgeschlossen wird, daß die Außenatmosphäre in den Kraftstoffbehälter eindringen kann, und wodurch außerdem erreicht wird, daß der Kraftstoffbehälter, falls das Flugzeug seine Flughöhe ändert, nicht durch den Druck der Außenatmosphäre zusammengedrückt werden kann.
• Außer bei Kraftstoffbehältern für Flugzeuge kann die beschriebene Vorrichtung auch bei Kraftstoffbehältern in anderem Anwendungsbereich verwendet werden; es ist auch die Anwendung eines anderen inerten Gases als Stickstoff möglich, z. B. bei Anwendung in einem anderen Bereich. Die Wahl des jeweiligen verflüssigten Gases hängt jeweils von der Art der potentiell gefährlichen Flüssigkeit ab, in welcher das betreffende Gas fein zerstäubt und dispergiert werden soll.
• Die im Zusammenhang mit dem zur Beschreibung der Erfindung gewählten Beispiel erwähnten Ventile wurden im einzelnen nicht beschrieben und in der Zeichnung nur schematisch angedeutet, da sie keinen Teil der Erfindung bilden und an sich von einer in der Drucktechnik allgemein bekannten Bauart sind.
• Die Wirtschaftlichkeit der beschriebenen Einrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung macht ihre Anwendung insbesondere für das Flugwesen wertvoll, indem durch die Anwendung der Erfindung sowohl an Gewicht als auch an Raum gespart wird. In diesem Zusammenhang kann es von Vorteil sein, den Behälter für das verflüssigte Gas innerhalb des Kraftstoffbehälters unterzubringen, ohne da.ß das Kraftstoffaufnahmevermögen des Kraftstoffbehälters wesentlich vermindert wird.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Erzeugen inerter Atmosphären in Speicherbehältern für potentiell gefährliche Flüssigkeiten, z. B. flüssige Kohlenwasserstoffe, durch Zuführen von unter Druck stehendem verflüssigtem Gas aus einem wärmeisolierten Druckbehälter, dadurch gekennzeichnet, daß das verflüssigte Gas durch Feinzerstäubung innerhalb der potentiell gefährlichen Flüssigkeit in dieser dispergiert und anschließend durch Wärmeaustausch mit dieser Flüssigkeit verdampft wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des durch Druck innerhalb der Flüssigkeit feinzuzerstäubenden verflüssigten Gases in Abhängigkeit von dem Druckunterschied geregelt wird, der zwischen dem im Inneren des Speicherbehälters und dem in der Umgebung des Behälters herrschenden Druck besteht.
3. 3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen unterhalb des Flüssigkeitsspiegels (15) des Speicherbehälters (12) angeordneten Feinzerstäuber (10), der in an sich bekannter Weise über eine Druckleitung (13) mit einem verflüssigtes Gas enthaltenden Druckbehälter (16) Verbindung hat.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinzerstäuber die Form eines Rohres (10) mit feinen Umfangsbohrungen (11) hat.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4 zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen einerseits an dem Speicherbehälter (12) und andererseits an die Außenatmosphäre angeschlossenen Differentialdruckmesser (24), welcher wirkungsmäßig mit einem in der Druckleitung (13) angeordneten Regelventil (23) derart gekoppelt (25) ist, daß das Regelventil (23) die Zufuhr des verflüssigten Gases zum Speicherbehälter so reguliert, daß in diesem ein bestimmter Mindestüberdruck gegenüber der Außenatmosphäre gehalten wird.
6. 6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine im Druckbehälter (16) für das verflüssigte Gas angeordnete Wärmequelle (21) mit regelbarer Wärmeabgabe.
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbehälter (16) für das unter Druck stehende inerte Gas innerhalb des die potentiell gefährliche Flüssigkeit enthaltenden Behälters (12) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: österreichische Patentschrift Nr. 105 430. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1047 631.