DE2941859C2

DE2941859C2 - Speicherbehälter für verflüssigten Sauerstoff

Info

Publication number: DE2941859C2
Application number: DE19792941859
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr. 8021 Walchstadt Kneuer; Reinhold 8192 Geretsried Mayer
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1979-10-16
Publication date: 1987-01-29
Also published as: DE2941859A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Speicherbehälter für verflüssigten Sauerstoff mit einem Innenbehälter, einem mit Abstand zum Innenbehälter angeordneten Außenbehälter sowie mit einer Abstützung zwischen dem Innen- und dem Außenbehälter, die aus einem glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff besteht.
Ein derartiger Speicherbehälter ist durch die US-PS 28 74 865 bekannt. Der Innenbehälter stützt sich mittels Abstützungen am Außenbehälter ab, von denen die eine aus einer schlecht wärmeleitenden metallischen Legierung, die andere wegen der gewünschten niedrigen Wärmeleitfähigkeit aus einem glasfaserverstärkten Kunststoffrohr besteht. Beim Auftreten eines Lecks im Innenbehälter besteht die Gefahr, daß es beim Kontakt des Sauerstoffs mit der Kunststoffabstützung zu einem Brand oder gar zu einer Explosion kommt.
Es ist bekannt, daß beim Umgang mit flüssigem Sauerstoff und sauerstoffreichem Gas hohe Sicherheitsanforderungen gestellt werden. Der Grund hierfür ist, daß viele Stoffe beispielsweise bei Schlagbeanspruchung unter äußerst heftigen, zum Teil explosionsartigen Verbrennungen mit flüssigem Sauerstoff reagieren. Aus diesem Grund scheiden einige Materialien, wie z. B. die meisten Kunststoffe, für Apparateteile, die mit flüssigem Sauerstoff oder sauerstoffreichem Gas in Berührung kommen, von vorneherein aus.
Andererseits sollen bestimmte Apparateteile, die mit flüssigem Sauerstoff in Berührung gelangen, besonders schlechte Wäremeleiter sein, um Verdampfungsverluste so gering wie möglich zu halten. Diese Forderung steht jedoch oftmals im Widerspruch zu den Sicherheitsbestimmungen, die viele schlechte Wärmeleiter wie beispielsweise Epoxidharz wegen ihrer Reaktion mit Sauerstoff nicht zulassen, so daß auf andere Werkstoffe zurückgegriffen werden muß, die aber oftmals teurer sind und/oder nicht die gewünschten Eigenschaften wie niedriges Wäremeleitvermögen und hohe Festigkeit aufweisen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Speicherbehälter der eingangs genannten Art zu entwickeln, der eine stabile und schlecht wärmeleitende Abstützung für den Innenbehälter enthält und der in hohem Maß gegen Brand und Explosion geschützt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Abstützung eine gas- und flüssigkeitdichte Umhüllung aus Polytetrafluoräthylen aufweist.
Durch den Überzug aus einer Schicht mit Polytetrafluoräthylen (PTFE) wird eine direkte Berührung der Kunststoffabstützung mit Sauerstoff oder sauerstoffreichen Gasen verhindert. Das PTFE reagiert nicht mit Sauerstoff und kann deshalb gefahrlos damit in Berührung gebracht werden.
Es ist mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung nunmehr möglich, die Abstützung auch aus glasfaser- oder kohlefaserverstärktem Kunststoff zu fertigen, der nicht unmittelbar mit Sauerstoff in Berührung kommen darf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, daß den jeweiligen Anforderungen bezüglich Wärmeleitfähigkeit oder Festigkeit entsprechend immer optimale Werkstoffe eingesetzt werden können, ohne daß Rücksicht auf deren etwaige Reaktionen mit Sauerstoff genommen werden müßte.
Glasfaserverstärkter Kunststoff wird wegen seiner hohen Festigkeit und seiner niedrigen Wärmeleitfähigkeit geschätzt. Seine Verwendung ist jedoch bis jetzt für Bauteile, die in Berührung mit flüssigem Sauerstoff oder sauerstoffreichem Gas kommen, riskant. Sind jedoch diese Kunststoffbauteile gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Mantel aus PTFE überzogen, so können sie gefahrlos verwendet werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist bei Ausbildung der Abstützung als Rohr die Umhüllung durch einen Schlauch gebildet, der über ein Rohrende gestülpt ist und von dem jeweils ein Abschnitt an der Rohrinnenseite und an der Rohraußenseite anliegt, wobei die Enden der beiden Abschnitte über das gegenüberliegende Rohrende hinausragen und der Spalt zwischen den Enden mit Polytetrafluoräthylen ausgegossen ist.
Ein Überzug in Form eines Schlauches, wie er erfindungsgemäß vorgeschlagen wird, hat den Vorteil, daß er sich besonders leicht herstellen und aufbringen läßt. Das Rohr ist hierbei von einem durchgehenden Schlauch umhüllt, der an einem Ende des Rohres beginnt, an der Rohrinnenwand verläuft, am anderen Rohrende umgestülpt ist und an der Rohraußenwand zurück verläuft. Die beiden Rohrwände und ein Rohrende sind somit mit dem PTFE-Schlauch ummantelt. Um auch das zweite Rohrende abzudichten, stehen beide Enden des Schlauches über das Rohrende über und der sich ergebende ringförmige Zwischenraum zwischen dem inneren und dem äußeren Schlauchabschnitt ist mit PTFE ausgegossen.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben:
Hierbei zeigt die Figur einen Auschnitt aus einem doppelwandigen Behälter zur Speicherung von flüssigem Sauerstoff.
Der Speicherbehälter ist aus einem Innenbehälter 1, der den gespeicherten Sauerstoff enthält, und einem den Innenbehälter mit Abstand umgebenden Außenbehälter 2 zusammengesetzt. Der Raum zwischen Innen- und Außenbehälter ist evakuiert. Der Innenbehälter stützt sich über eine Abstützung 5 am Außenbehälter 2 ab. Hierzu ist eine vom Innenbehälter nach außen weisende Buchse 4 und koaxial ihr gegenüber am Außenbehälter eine vom Außenbehälter nach innen weisende Buchse 3 befestigt. Die Buchsen 3, 4 sind aus Metall gefertigt und mit den Behälterwänden verschweißt. Sie dürfen einander nicht direkt berühren, um eine Wärmeübertragung vom Außenbehälter 2 auf den Innenbehälter 1 zu verhindern. Die Verbindung zwischen den beiden Buchsen 3, 4 ist durch eine rohrförmige Abstützung 5 aus glasfaserverstärktem Kunststoff hergestellt, die erfindungsgemäß vollständig mit PTFE ummantelt ist. Hierzu ist auf der Rohrinnenseite und Rohraußenseite ein Schlauch 6 aus PTFE aufgebracht. Der Schlauch 6 verläuft vom oberen Rand der Abstützung 5 entlang ihrer Innenwand zum unteren Rand, ist dort nach außen umgestülpt und verläuft an der Außenwand zum oberen Rand der Abstützung 5 zurück. Beide Enden des Schlauches stehen über das Rohrende hinaus. Der dort entstehende Zwischenraum ist, um auch den Rand des Rohrs vollkommen nach außen abzudichten, mit PTFE-Vergußmasse ausgefüllt. Die Abstützung 5 ist zweckmäßigerweise mit einer der Buchsen fest verbunden und in der zweiten Buchse gleitend gelagert, um thermische Bewegungen zwischen den Behältern ausgleichen zu können.
Wenn nun am Innenbehälter 1 ein Leck entsteht, gelangt flüssiger oder gasförmiger Sauerstoff in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenbehälter. Auch wenn die Abstützung 5 aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff hergestellt ist - als Beispiel sei ein mit Glasseide verstärktes Epoxidharz genannt - besteht keine Brand- oder Explosionsgefahr durch das Austreten von Sauerstoff, da der Überzug aus PTFE jeden Kontakt des Sauerstoffs mit der Abstützung 5 verhindert.
Bei der Materialauswahl für die Abstützung 5 braucht daher keine Rücksicht auf das Verhalten gegenüber Sauerstoff genommen zu werden. Vielmehr kann ein Material verwendet werden, das dem Zweck der Abstützung am besten dienende Eigenschaften aufweist, also vor allem niedrige Wärmeleitfähigkeit und hohe Festigkeit.
Als weiteres Beispiel für ein solches Material sei kohlefaserverstärkter Kunststoff genannt.

Claims

1. Speicherbehälter für verflüssigten Sauerstoff mit einem Innenbehälter, einem mit Abstand zum Innenbehälter angeordneten Außenbehälter, sowie mit einer Abstützung zwischen dem Innen- und dem Außenbehälter, die aus einem glasfaser- oder kohlefaserverstärkten Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (5) eine gas- und flüssigkeitsdichte Umhüllung aus Polytetrafluoräthylen aufweist.

2. Speicherbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Abstützung (5) als Rohr die Umhüllung durch einen Schlauch (6) gebildet ist, der über ein Rohrende gestülpt ist und von dem jeweils ein Abschnitt an der Rohrinnenseite und an der Rohraußenseite anliegt, wobei die Enden der beiden Abschnitte über das gegenüberliegende Rohrende hinausragen und der Spalt zwischen den Enden mit Polytetrafluoräthylen ausgegossen ist.