DE69110981T2

DE69110981T2 - Verfahren zur Herstellung eines hohlen Gegenstandes zur Verwendung beim Aufbewahren von unter Druck stehenden Flüssigkeiten.

Info

Publication number: DE69110981T2
Application number: DE69110981T
Authority: DE
Inventors: Michel Huvey; Page Jean-Francois Le
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-18
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2011-04-19
Also published as: JP3251948B2; CA2041291A1; DK0458666T3; DE69110981D1; FR2661477A1; US5830400A; ES2077191T3; JPH04228998A; CA2041291C; EP0458666A1; FR2661477B1; EP0458666B1

Description

Es ist bekannt, komprimierte Gase in dichten druckfesten Flaschen zu transportieren. Diese Flaschen bestehen meist aus Stahl und das Gewicht der Behälter macht 10 bis 15-fach das Gewicht des komprimierten transportieren Gases aus, wenn die Flasche voll ist. Das Gewicht einer Einheitsflasche wird begrenzt durch die Notwendigkeit, daß sie manuell gehandhabt werden muß, wenn sie in nicht zugängliche Orte durch mechanische Mittel verbracht werden soll.
Wenn der Benützer über machanische Handhabungsmittel verfügt oder wenn der Verwendungsort direkt durch Lieferlastwagen zugänglich ist, werden diese Flaschen oft in einer kompakten "Gestell" genannten Anordnung zusammengefaßt. Solche Gestelle haben oft ein sehr erhebliches Gewicht, beispielsweise etwas mehr als 20 kN für ein Gestell, das 189 m³ TPN Stickstoff unter 20 MPa Druck (Gewicht des enthaltenen Stickstoffs: 236 daN) haben.
Solche Gestelle bilden oft nicht voneinander lösbare Einheitsanordnungen. Sie können völlig ungleich und nicht durch eine Zusammenfassung von Standardflaschen hergestellt werden.
Eines der Probleme, das man antrifft, wenn man den Druchmesser der Flaschen erhöhen will, um deren Kapazität bei konstanter Länge zu erhöhen, besteht in dem der Böden, die halbkugelförmig sein müssen, um ein Minimalgewicht bei gegebenem Fassungsvermögen aufzuweisen und die flach sein müssen, um leichter gehandhabt werden zu können, wenigstens was den unteren Boden angeht.
Da die leichte Handhabbarkeit der dominante Imperativ ist, ist der untere Boden also flach oder fast flach und seine Dicke steigt nicht wie der Durchmesser des Behälters, sondern mit der dritten Potenz, um akzeptable Deformationen beizubehalten. Somit steigt das Gewicht des Behälters viel schneller als das Einheitsfassungsvermögen der Flasche.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, Gestelle gleicher Kapazität, die jedoch viel leichter bei vergleichbarem Platzbedarf sind, oder Gestelle gleichen Gewichts, jedoch von sehr viel größerem Fassungsvermögen zu erhalten.
Andere Anwendungen der gemäß den Verfahren nach der Erfindung erhaltenen Strukturen können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung realisiert werden. Es basiert auf der Verwendung eines Gefäßes großer Länge und geringen Durchmessers, welches spiralförmig auf eine Bobine gewickelt werden kann, deren mittiger Kern selbst eine Standardflasche oder ein leichter Behälter einer kürzlich auf den Markt gekommenen Konzeption sein kann.
Eines der Probleme, das man bei der Verwendung eines gewickelten Rohres antrifft, wenn man es einem Innendruck aussetzt, ist seine natürliche Tendenz sich wieder zu richten, wobei dieses Phänomen mit der ovalen Gestalt verknüpft ist, die das Rohr einnimmt, wenn man es, um es auf die Bobine aufzubringen, biegt.
Unter dem Einfluß des Innendrucks versucht man einen Querschnitt kreisförmiger Gestalt wiederzufinden, dies kann aber nur durch öffnen der Windungen erhalten werden.
Es ist praktisch unmöglich, ein Rohr aus einem homogenen Material zu wickeln, ohne es zu ovalisieren, was es im übrigen zu einem gefährlichen Ort macht, wenn es in gekrümmter Position unter Druck gehalten wird. Im übrigen hat, selbst wenn gekrümmt gehalten, die kleine Achse der Ellipse entsprechend einem geraden Querschnitt des ovalisierten Rohres die Tendenz sich erheblich zu blähen, um den kreisförmigen Querschnitt wieder zu finden, wenn es unter Innendruck gesetzt wird, was dazu führt, daß das radiale Aufbauchen (bezogen auf die Bobine) sehr wichtig ist.
Es ist somit notwendig, erhebliche Räume zwischen zwei Rohrschichten beizubehalten, um das Atmen dieser Art von Rohr zu ermöglichen.
Diese Begrenzungen führen dazu, daß eine solche Speicherung in Form eines auf eine Bobine gewickelten Rohres niemals verwendet worden ist.
Die französische Patentschrift FR-2 553 860 beschreibt flexible Rohre gewellter Struktur, von denen die hohlen Außenteile auf wenigstens einem Teil ihrer Höhe mit einem Verstärkungselement ausgekleidet sind, das faserige Materialien umfassen kann. Solche gewellten armierten Rohre weisen die Besonderheit auf, daß sie einen kreisförmigen Querschnitt beibehalten, wenn sie gekrümmt sind und somit kein Richtmoment entwickeln, wenn sie unter Druck in gekrümmte Position gebracht werden.
Aus dem gleichen Grund ist ihre Durchmesserveränderung in Radialrichtung der Bobine auf die Längung der Umfangsverstärkung des gewellten Rohres in der Größenordnung von 1% für den Fall beschränkt, wo die Verstärkung aus Glasfasern E besteht und geringer im Falle der Verwendung von Kohlenstoff-Fasern ist.
Die diametral zu reservierenden Räume sind also sehr viel kleiner und die Zwischenschaltung, zwischen den Kern und die erste Schicht des Rohres, einer Schicht aus Elastomer, dann zwischen die erste und zweite Schicht und sofort, ermöglicht das normale Atmen des Rohres. Wenn das verstärkte Rohr eine elastomere Dichtigkeitshülle umfaßt, kann diese aufgrund ihrer lokalen Verformung die Kompensation der Durchmesserveränderungen des Rohres zwischen seinem Ruhezustand und seinem Zustand unter Druck sicherstellen.
Es wurde jedoch festgestellt, daß ein solches gewelltes in Umfangs- und in Längsrichtung armiertes Rohr seine Festigkeitseigenschaften gegen Innendruck in erheblicher Weise sinken sah, wenn es in gerader Lage wie in der genannten französischen Patentschrift beschrieben, hergestellt wird und in sehr stark gekrümmter Stellung verwendet wird, wie dies der Fall für die Innenschichten in einer transportablen Speicherinstallation ist, wie sie erfindungsgemäß erhalten werden kann.
Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht es, eine Hohlstruktur herzustellen, die insbesondere für das Speichern von Fluiden unter Druck verwendbar ist, die, obwohl sie sich in Form einer Vielzahl von Windungen eines gekrümmten Rohres darstellt, eine erhöhte Festigkeit gegen Innendruck aufweist.
Möglich wird auch die Herstellung von Rohren zum Transport von Fluiden unter Druck, die nur sehr geringe Widerstandsverluste zeigen, wenn sie Zonen umfassen, die sehr geringe Krümmungsradien haben, wenn diese Zonen von vornherein festgelegt werden können, was beispielsweise der Fall bei Rohren ist, die dazu bestimmt sind, definitiv in eine Struktur eingebracht zu werden wie einen Graben oder das Gerüst eines Bauwerks oder eines Fluidspeichers unter Druck in einem Fahrzeug, indem man beispielsweise die hohlen Räume des Gerippes eines Fahrzeugs verwendet.
Das Herstellungsverfahren umfaßt die folgenden Stufen:
a) Man kleidet auf wenigstens einem Teil ihrer Länge die hohlen Außenteile eines flexiblen Rohres gewellter Struktur mit einer Zusammensetzung aus, die ein härtbares mit Fasern verstärktes Harz umfaßt,
b) man krümmt das so ausgekleidete Rohr über wenigstens einen Teil seiner Länge derart, daß man es gemäß einer Form entsprechend der Verwendung, die zu erfolgen hat, anordnet und
c) man setzt das so gekrümmte Rohr über wenigstens einen Teil seiner Länge einer Behandlung aus, die die Härtung der härtbaren Zusammensetzung erlaubt.
Entsprechend den bevorzugten Herstellungsmodalitäten, von denen gewissen gleichzeitig realisiert werden können:
- deckt man das flexible mit der härtbaren Zusammensetzung ausgekleidete Rohr mit einer Hülle aus im wesentlichen für dieses Harz nicht permeablem Material ab, derart, daß dieses im wesentlichen am Ort in diesen äußeren hohlen Teilen des gewellten Rohres gehalten wird, bevor man zum Wickeln dieses Rohres übergeht,
- das Harz ist ein in der Wärme härtbares Harz und die Stufe (c) wird durch Erwärmen dieser Anordnung bis auf eine Temperatur, die das Härten des Harzes ermöglicht, realisiert.
Harz umfaßt bei der Imprägnierung ein Vernetzungsmaterial und die Anordnung wird in der Stufe (c) unter Bedingungen gehalten, die es ermöglicht, daß die Vernetzung sich einstellt.
- Nach der Stufe (a) und vor der Stufe (b) ordnet man um das mit der härtbaren Zusammensetzung ausgekleidete und gegebenenfalls mit Hülle aus für das Harz im wesentlichen nicht permeablem Material eine Schicht mit einer mechanischen Festigkeit an, die höher als die der Hülle ist
- wobei diese Schicht aus einer Litze von Fasern erhöhter mechanischer Festigkeit gebildet ist
- die Verwendungsform kann gebildet werden durch eine Vielzahl von um eine Trommel gewickelten Windungen
- der Krümmungsradius des Rohres bei der Herstellung der Windungen wird derart gewählt, daß die der Wickelachse am weitesten benachbarten Wellungen angenähert und die von dieser Achse am weitesten entfernten Wellungen voneinander gespreizt werden, ohne ein Zerquetschen des Rohres jedoch, das wesentlich seinen Durchmesser in eine Richtung senkrecht zu dieser Achse reduziert, hervorzurufen
- das Wickeln wird um einen hohlen im wesentlichen zylindrischen Behälter in Verbindung mit dieser Wicklung vorgenommen und kann einen Teil des Speichervolumens bilden
- die Enden des Rohres sind mit Systemen versehen, die die Verbindung mit der äußeren Umgebung oder das dichte Schließen ermoglichen.
Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines besonderen in der Wärme härtbaren Harzes begrenzt. Man kann-beispielsweise ein Harz seiner Härte mischen, um die Fasern zu imprägnieren, die dazu dienen, die hohlen Außenteile des gewellten Rohres auszukleiden und anschließend in gekrümmter Position des Rohres zu erwärmen. Man kann auch eine Vulkanisation realisieren, indem man die vorher mit Latex unter Zugabe von Schwefel imprägnierten Faserwellen auskleidet und indem man nach dem Wickeln des Rohres erwärmt. Man kann auch ein Phenolformaldehydharz, ein Formaldehyd-Melaminharz, ein Harnstoff-Formaldehydharz, ein Epoxyd, ein Polyester- oder Vinylesterharz oder ein Alkyd-Harz verwenden oder in den äußeren hohlen Teilen des gewellten Rohres Vorgespinst anordnen, die aus einem Gemisch von verstärkenden Fasern und thermoplastischen schmelzbaren Fasern gebildet sind, wie Polyamid- oder Polyethylenfasern oder Vorgespinst von verstärkenden Fasern, die mit einem schmelzbaren thermoplastischen Harzpulver ausgekleidet sind und dann, nach dem Wickeln eine thermische Behandlung vornehmen, die es ermöglicht, das Schmelzen des thermoplastischen Harzes zu erhalten, bevor man zur Abkühlung schreitet, die die Härtung der Anordnung sicherstellt.
Diese gegebenenfalls angeordnete Hülle kann eine einfache spiralförmige Wicklung eines Bandes plastischen oder elastomeren Materials sein, dessen Dicke gering sein kann, da dieses Band nach dem Härten des Harzes normalerweise keine Rolle mehr zu spielen hat.
Die Fig. 1 bis 3 illustrieren die Erfindung.
Fig. 1 zeigt im Schnitt einen geraden Teil gewellten Rohres längs der Längsachse XX' dieses Rohres.
Fig. 2 zeigt im Schnitt den gleichen Teil des gewellten Rohres nach Wickeln um eine Achse Z.
Fig. 3 zeigt eine Fluidspeicherstruktur, so, wie nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten.
In diesen Figuren hat man mit dem Ziel der Vereinfachung nicht die freien Enden des Rohres dargestellt, die mit Verbindern ausgestattet sein können, wie beispielsweise den in der französischen Patentschrift 2 604 768 beschrieben.
In Fig. 1 ist die Gesamtheit der hohlen Teile (2a, 2b, 2c) des gewellten geraden Rohres mit Harz gefüllt, man kann jedoch auch nur einen Teil, ausgehend vom Boden, bis zur Zone füllen, wo der Krümmungsradius der Außenzone der Wellung der Hülle im wesentlichen konstant wird.
Die Kreuze ordnen die Mitten der aufeinanderfolgenden Kreisteile, die die Welle bilden, an, wobei diese Kreisteile gegebenenfalls durch im wesentlichen gerade Teile, im Schnitt gesehen, getrennt sein können und im wesentlichen konischen Zonen in räumlicher Darstellung entsprechen.
Die dargestellte Form in aufeinanderfolgenden Halbkreisen ist nicht obligatorisch und jede andere Form kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie Kannelierungen aufweist. Eine Struktur vom "Akkordeon"-Typ kann verwendet werden. In diesem Fall kann der hohle Teil im wesentlichen über seine Höhe ausgekleidet sein.
Wenn man die hohlen und im Relief aufeinanderfolgenden Teile betrachtet, so können sie aufeinanderfolgende Ringe bilden oder eine Spiralform annehmen.
Die Trägerform der Wicklung, wenn sie materiell ist, kann die Form einer Trommel, die einen konstanten Radius aufweist, annehmen, kann jedoch auch unterschiedliche Formen, beispielsweise eine ovale Trommel, ein Mannequin annehmen oder sogargerade Teile gefolgt von Teilen mit starkem Krümmungsradius darstellen, wie beispielsweise ein metallisches Hohlgestell oder einen ausgehöhlten Graben in städtischer Umgebung.
Bei der Herstellung geht man aus von einem gewellten geraden Rohr 1 und ordnet wenigstens ein Verstärkungselement, imprägniert mit einem härtbaren Harz, in den hohlen Teilen (2a, 2b, 2c) dieses Rohrs an. Man kann das Ganze mit einer Schutzschicht abdecken, beispielsweise einem dünnen Band aus Gummi, das spiralförmig (3a) und mit einer Längsverstärkungsbewehrung gewickelt ist, beispielsweise einem Geflecht aus metallischen Drähten (3b).
Man wickelt das Rohr 1 um eine Trommel, deren Achse, senkrecht zur Figur, durch den Punkt Z (Fig. 2) der Achse Y'Y (Fig. 3) geht. Da das Harz die endgültige Gestalt nicht angenommen hat, ist das imprägnierte Verstärkungselement noch verformbar und die Form seines Querschnittes, ursprünglich die der Figur 1, nimmt einen Aspekt ähnlich dem der Figur 2 an.
Die Trommelträgeranordnung, wenn sie vorhanden ist, und das gewickelte Rohr wird dann der Härtungsbehandlung ausgesetzt.
Die Härtungsbehandlung, wenn sie aus einer temporären Temperaturerhöhung resultiert, kann vorgenommen werden, indem man das so gebildete Ganze in einen Wärmeschrank einschließt, kann jedoch auch beispielsweise vorgenommen werden, indem man in das Innere des Rohres ein Fluid bei der Behandlungstemperatur und unter einem Druck derart gibt, daß die Hülle allein, nur durch die Längsarmierung verstärkt, beispielsweise das metallische Geflecht, sie während der für die Behandlung notwendigen Dauer tragen kann.
Als Vergleichselement aus dem Stand der Technik weist ein Rohr mit einem Innendurchmesser von 49 mm, einem Außendurchmesser von 56 mm, gebildet aus einer Wellfolie aus Polyvinylidenfluorid von 0,5 mm Dicke, dessen äußere Hohlteile auf fast der Gesamtheit der Höhe mit Glasfasern E ausgekleidet sind, die mit einer Epoxidzusammensetzung imprägniert sind, wobei die Imprägnierung entsprechend dem in der französischen Patentschrift FR-2 630 464 beschriebenen Verfahren realisiert wurde, wobei die Härtung in konventioneller Weise durchgeführt wurde, das Rohr dann in Längsrichtung mit einem Aramidgeflecht armiert und mit Verbindern gemäß der französischen Patentschrift FR-2 604 768 ausgestattet wurde, einen Berstdruck von 14 MPa auf, wenn es in gerader (linearer) Position beaufschlagt wird. Das Bersten erfolgt durch Bohren der Polyvinylidenfluoridhülle am Kopf der Außenwelle.
In der gleichen Weise hergestellt,, mit den gleichen Produkten, liegt sein Berstdruck bei nur 7 MPa, wenn es in gekrümmter Lage beaufschlagt wird, bei einem Krümmungsradius von 35 cm (auf einer Bobine vom Schaftdurchmesser von 70 cm abgelegt).
Es wurde festgestellt, daß eben dieses Rohr, hergestellt mit den gleichen Materialien, und in der gleichen gekrümmten Position gehalten, einen Berstdruck von 12 MPa (nur 15% Verlust anstelle von 50%) hatte, wenn das Stabilisierungsverfahren (Härtung) des Epoxidharzes, im vorliegenden Fall eine Erwärmung im Wärmeschrank, vorgenommen wurde, indem man das flexible im Wärmeschrank nicht dauerbehandelte Rohr in die Position brachte, in der der Versuch durchgeführt werden sollte und in dem man die Stabilisierung des Harzes in dieser Position vornahm.
Ein flexibles Rohr gleichen Durchmessers, realisiert mit einer Hülle aus gewelltem rostfreien Stahl von 0,25 mm Dicke, hergestellt, stabilisiert und in gerader Position getestet, weist einen Berstdruck von 63 MPa auf. Es ist also möglich, sich seiner als Speicherrohr, das unter 20 bis 21 MPa arbeitet, zu bedienen. Hergestellt und gerade stabilisiert, jedoch gekrümmt getestet (gleicher Krümmungsradius wie oben) wird sein Berstdruck auf 35 MPa zurückgeführt, was zu wenig für eine Verwendung unter 20 bis 21 MPa ist. Gerade hergestellt, jedoch nach der Krümmung stabilisiert, weist eben dieses flexible Rohr einen Berstdruck von 60 MPa (der Verlust beträgt nur 5%) auf und kann mit einer solchen Krümmung als Speicherbehälter für unter 20 MPa komprimierte Gase verwendet werden.
Sein Gewicht, ausgestattet mit dem Aramidgeflecht und mit einer Außenhülle aus Kautschuk von 1 mm Dicke liegt bei 12,55 N/m, für ein Innenvolumen von 2,015 dm³/m. Um über ein Speicherinnenvolumen von 1 m³ zu verfügen, muß man 496 Meter dieses Rohres verwenden, was ein Gewicht von 623 dan darstellt.
Dieses Rohr, gewickelt auf eine Bobine mit einem Schaftaußendurchmesser von 0,5 m und einer Schaftlänge von 1,85 Meter verteilt sich auf sechs Schichten für einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner als 1,2 m ist. Diese Bobine, deren Schaft und die Wangen werden aus Stahlblech von 5 mm Dicke hergestellt. Das Gewicht liegt bei 186 daN. Mit seinen Versteifungen und seinem Haltehaken erreicht die Trägervorrichtung ein Gewicht von 235 dan, was ein gesamtes Leergewicht von 858 daN ergibt, was sich vorteilhaft mit dem Leergewicht von 1784 daN des klassischen Gestells vergleichen läßt, jedoch bei geringerer Kapazität.
Die Verbindungsanordnungen, wie sie in der französischen Patentschrift FR-2 604 768, oben genannt, beschrieben sind, sind dazu bestimmt, die Konstanz des Durchmessers über die gesamte Länge des Rohres sicherzustellen, um jeden Druckverlust zu vermeiden, der für ein günstiges Strömen der Fluide ungünstig wäre. Sie werden bevorzugt verwendet, wenn das Ziel des Rohrs darin besteht, Fluide zu transportieren.
Andere Verbindungssysteme, weniger teuer und die nur einen verminderten Durchgangsquerschnitt bezogen auf den Querschnitt des Rohres sicherstellen, jedoch von der gleichen Größenordnung wie der Querschnitt der Speiseleitung mit unter Druck stehendem Gas können im Rahmen der Erfindung verwendet werden, wenn die Struktur nach der Erfindung zum Speichern komprimierter Gase bestimmt ist.
Es ist möglich, wenn die Struktur nach der Erfindung aus dem Wickeln um eine Achse eines gewellten Rohres resultiert, das in den hohlen Außenbereichen mit härtbarer Zusammensetzung ausgekleidet ist, und vor oder nach der Härtungsbehandlung, eine Zusammensetzung einzuführen, die in der Lage ist, um Windungen der Wicklungen zu expandieren und zum Schäumen dieser Zusammensetzung überzugehen. Wenn eine solche schäumende Verbindung ausgehend von Phenolharzen oder anderen Harzen realisiert wird, die ein gutes Verhalten im Falle von Brand haben, wird der so realisierte Speicher wenigstens zeitweise gegen Erwärmung im Fall von Feuer geschützt.
Das unten stehende Beispiel erläutert die Erfindung.
Nach im übrigen bekannten Verfahren realisiert man ein gewelltes Rohr, dessen Welle, Umfangswelle, die folgenden Charakteristiken aufweist: Charakteristiken: Wert Innenradius der Innenwelle Innenradius der Außenwelle Innenradius des Rohrs Dicke der gewellten Hülle Natur der gewellten Hülle Elastizitätsmodul der gewellten Hülle Reißfestigkeit der gewellten Hülle spezifische Masse der Hülle Wellungsschritt
Vermittels einer Vorrichtung ohne Mitte wickelt man kontinuierlich in die Höhlung der Wellen ein Geflecht aus Glasfasern, wobei dieses im Vakuum mit einem Epoxidharz preimprägniert wurde, das gebildet wurde aus 100 Teilen Diglycidylether von Bisphenol A, denen 90 Teile Methylendomethylentetrahydrophtalansäurehydrid und 2 Teile Benzyldimethylamin zugesetzt wurden. Dieses Preimprägnat wurde im Gefrierschrank bei einer Temperatur von -18ºC nach seiner Herstellung gelagert und auf Umgebungstemperatur eine Stunde vor seiner Verwendung erwärmt.
Man legt um jede Wellung eine ausreichende Anzahl von Windungen, um sie praktisch vollständig zu füllen, und geht dann zur folgenden Welle über.
Nach dem Füllen der Wellen geht das gewellte ausgekleidete Rohr in ein Bandlaufwerk, das es mit einer dünnen Folie eines vulkanisierten Elastomers vom Typ EPDM auskleidet.
Das so gegen das Fließen des Harzes geschützte Produkt geht in eine Geflechtmaschine, die um es ein Aramidgeflecht bildet, dann in eine Bandmaschine, die auf seiner Oberfläche ein vulkanisiertes Kautschukband vom Typ Nitrilkautschuk von 1 mm Dicke ablegt.
Das so gebildete Rohr, an seinem ersten Ende ausgestattet mit einem verschlossenen Verbinder, wird auf eine Stahltrommel von einem Innendurchmesser von 0,5 m und einer Länge von 1,85 m gewickelt, ausgestattet mit kreisförmigen Wangen von 1,2 m Außendurchmesser. Man ordnet so in sechs Schichten eine Rohrlänge von fast 500 Metern an, das ein Gesamtinnenvolumen von 1000 dm³ hat. Das zweite Ende ist mit einem Verbinder versehen, der mit einem Gewindeloch versehen ist, der es ermöglicht, ein Ventil aufzunehmen und in der Art angeordnet, daß dieses Gewindeloch schließlich ohne Schwierigkeit zugänglich ist; die Gesamtanordnung wird in einem Wärmeschrank ausreichender Abmessungen angeordnet und dann allmählich auf eine Temperatursteiggeschwindigkeit von 2ºC pro Minute bis auf eine Temperatur von 140ºC gebracht. Diese Temperatur wird über eine Dauer von einer Stunde gehalten, dann wird das Erwärmte geschnitten und die Anordnung aus dem Wärmeschrank genommen. Man ordnet dann einen Gewindestopfen in dem Gewindeloch des Verbinders an.
Man ordnet um diese Anordnung ein Polyethylenrohr von 2 mm Dicke und 1,3 Meter Durchmesser an und man vergießt zwischen die ausgekleidete Trommel und das Rohr aus Polyethylen eine expansible Zusammensetzung auf der Basis von Phenolharz, das den verfügbaren Raum zwischen dem als Speicher dienenden Rohr und dem Polyethylenrohr sowie einem Teil des freien Raumes zwischen den verschiedenen Windungen des Rohrs einnehmen wird.
Man entfernt dann den Schutzstopfen des Gewindelochs und ordnet ein Ventil an, das eine Verbindung mit einer Wasserleitung ermöglicht, um das Ganze mit Wasser zu füllen und einen Innendruckversuch bei einem Druck von 30 MPa vorzunehmen. Dieser Druck wird ohne erkennbare Dimensionsmodifikation der Anordnung aufrechterhalten.
Der so gebildete Speicher wird dann vom größten Teil seines Wassers entleert, und dann in den Wärmeschrank zurückgegeben, der für sein Aufheizen gedient hat, derart, daß er erwärmt wurde und mit einer Unterdruckquelle verbunden wird, um das vollständige Trocknen der Kanalleitung zu ermöglichen, bevor er als Druckgasspeicher unter 20 MPa Druck verwendbar wird.
Die Ringe aus Glasepoxidverbundmaterial, die durch Wickeln der Zusammensetzung gebildet wurden, sind nicht von konstanter Form dort, wo das Rohr gebogen wird. Sie haben im wesentlichen konstanten Querschnitt, ihre Breite jedoch (gemessen in Längsrichtung des Rohres) und ihre Höhe (gemessen in Radialrichtung des Rohres) variieren im wesentlichen umgekehrt proportional zueinander, wobei die Zone des Rings sich in dem Teil des Rohres, der gegen die Krümmungsmitte gerichtet ist und den Querschnitt mit der größten Höhe und der geringsten Breite hat und der gegen das Äußere des Rohres gerichteten Zone, die die größte Breite und die geringste Höhe hat, befindet.
Im Falle spiralförmiger Wellungen ist die Veränderung der Breite und korrelativ der Höhe im wesentlichen periodisch.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Hohlstruktur, die beispielsweise als Speicher für Fluide unter Druck verwendbar ist, wonach man:

a) über wenigstens einen Teil ihrer Höhe die äußeren hohlen Teile (2a, 2b, 2c) eines flexiblen Rohres (1) gewellter Struktur mit einer Zusammensetzung, die ein mit Fasern verstärktes härtbares Harz umfasst, auskleidet

b) das über wenigstens einen Teil seiner Länge ausgekleidete Rohr derart krümmt, daß man es gemäß einer Form entsprechend der seiner Verwendung anordnet, und

c) das so gekrümmte Rohr über wenigstens einen Teil seiner Länge einer Behandlung, die die Härtung der härtbaren Zusammensetzung erlaubt, aussetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem man das flexible mit dieser härtbaren Zusammensetzung, verstärkt durch Fasern, bekleidete Rohr (1) mit einer Hülle (3a) aus im wesentlichen für dieses Harz nicht-permeablen Material überdeckt, derart, daß dieses im wesentlichen am Ort in diesen äußeren hohlen Teilen des gewellten Rohrs gehalten wird, bevor das Wickeln dieses Rohres vorgenommen wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Harz ein in der Wärme härtbares Harz ist und die Stufe (c) durch Erwärmen dieser Gesamtheit bis auf eine Temperatur durchgeführt wird, die das Härten des Harzes ermöglicht.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Harz bei der Imprägnierung ein Vernetzungsmaterial einschließt und das Gesamte in der Stufe (c) unter Bedingungen gehalten wird, die es erlauben, daß sich die Vernetzung einstellt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem man nach der Stufe (a) und vor der Stufe (b) um das mit der härtbaren Zusammensetzung verkleidete Rohr, das darüber hinaus gegebenenfalls mit der Umhüllung (3a) aus dem für Harz im wesentlichen nicht-permeablen Material versehen ist, eine Schicht (3b) von einer mechanischer Festigkeit, die höher als die der Umhüllung (3a) ist, anordnet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Schicht (3b) gebildet wird aus einem Geflecht von Fasern erhöhter mechanischer Festigkeit.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Benutzungsform gebildet wird durch eine Vielzahl von auf eine Trommel (8) gewickelten Windungen.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Krümmungsradius des Rohres bei der Bildung der Windungen derart gewählt wird, daß die der Wickelachse am nächsten befindlichen Wellungen aneinander angenähert werden und die von dieser Achse am weitesten entfernten Wellungen beabstandet werden, ohne jedoch ein Zerquetschen des Rohres hervorzurufen, indem sein Durchmesser in einer Richtung senkrecht zu dieser Achse vermindert wird.

-9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Wicklung um einen hohlen im wesentlichen zylindrischen in Verbindung mit dieser Wicklung stehenden Behälter, der auch einen Teil des Speichervolumens bilden kann, vorgenommen wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Enden des Rohres mit Systemen versehen sind, die die Verbindung nach außen oder das dichte Schließen ermöglichen.

11. Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Herstellung eines Speichers für das Lagern von Gasen unter Druck.