結合在船的承重構件內的密封絕熱罐的制作方法

專利名稱：結合在船的承重構件內的密封絕熱罐的制作方法
技術領域：
本發明涉及密封絕熱罐的制造，該罐包括固定在一種浮式結構的承重構件上的罐壁，該浮式結構適用于制造、儲存、裝載、海運和/或卸載冷卻液例如液化氣體、尤其是那些具有高甲烷含量的液化氣體。本發明還涉及一種提供有這種罐的甲烷運輸船。
背景技術：
處于相當低溫度的液化氣體的海運涉及最好盡可能小的每日航行蒸發率，這意味著有關罐的絕熱性應提高。
已提出這樣一種密封絕熱罐，該罐包括固定在船的承重構件上的罐壁，所述罐壁在沿著從所述罐的內側至其外側的厚度方向上按順序具有主密封隔層、主絕熱隔層、第二密封隔層以及第二絕熱隔層，至少所述絕熱隔層之一實質由并列的不導熱部件組成，每個不導熱部件包括一種以平行于所述罐壁的層形式設置的絕熱襯墊、至少一個在所述絕熱襯墊的至少一面上平行于所述罐壁延伸的板以及從所述至少一個板的面向所述絕熱襯墊的一面突起的承重隔壁，所述承重隔壁穿過所述絕熱襯墊的厚度突起以承受壓縮力。
例如，在FR-A-2527544中，這些絕熱隔層包括由膠合板制成且充滿珍珠巖的封閉平行六面體防水箱(caisson)。在里面，該防水箱包括介于蓋板與基板之間以承受由容納在罐內的液體施加的液壓的平行承重墊片。由泡沫塑料制成的非承重墊片設在承重墊片之間以維持它們的相對位置。這種防水箱的制造包括組裝由膠合板部分制成的外壁以及安裝墊片，因而需要大量組裝操作、尤其是裝訂(stapling)。此外，粉末例如珍珠巖的采用使得防水箱的制造復雜化，因為粉末會產生粉塵。因此，需要采用高質量且因而昂貴的膠合板，以便相對于粉塵良好地密封防水箱，即需要采用無結點膠合板。此外，需要在防水箱內用一特定壓力壓緊粉末，且出于安全原因需要使氮氣在每個防水箱內流通以排空存在的任何空氣。所有這些操作都使制造復雜化并增大防水箱的成本。
此外，如果絕熱防水箱的厚度隨著絕熱隔層增加，該防水箱和承重墊片被壓曲的風險會顯著增大。如果希望提高防水箱及其內承重墊片的抗壓曲強度，就需要增大所述墊片的截面，這又使建立在液化氣體與船的承重構件之間的熱橋增大相同量。此外，若增大防水箱的厚度，可觀察到在該防水箱的內部出現氣體對流，這對于良好絕熱性是非常有害的。
FR-A-2798902描述了另一種設計用在這種罐中的絕熱防水箱。它們的制造方法包括交替地堆疊若干低密度泡沫層和若干膠合板、在每個泡沫層與每個板之間設置粘合劑直至所述堆的高度同所述防水箱的長度一致、以與防水箱厚度一致的規定間隔沿高度方向把上述堆切割成部分、以及把由膠合板制成的基板和頂板粘結在由此切割而成的每個堆部分的兩面上，所述板垂直于作為墊片的所述經切割板延伸。盡管其結果是抗壓曲強度與絕熱性的良好折衷，但不得不承認此制造過程也需要大量組裝步驟。此外，良好質量膠合板的獲得在將來會成為問題。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種可改進以下特性中的至少一個而不損害這些特性中的其它的罐，這些特性是罐的成本價格、壁的承壓能力以及該壁的絕熱性。
為此，本發明的主題是一種密封絕熱罐，其包括至少一個固定在浮式結構的承重構件上的罐壁，所述罐壁沿著從所述罐的內側至其外側的厚度方向按順序具有主密封隔層、主絕熱隔層、第二密封隔層以及第二絕熱隔層，至少所述絕熱隔層之一實質由并列的不導熱部件組成。每個不導熱部件包括一種以平行于所述罐壁的層形式設置的絕熱襯墊、至少一個在所述絕熱襯墊的至少一面上平行于所述罐壁延伸的板以及從所述至少一個板的面向所述絕熱襯墊的一面突起的承重隔壁，所述承重隔壁穿過所述絕熱襯墊的厚度突起以承受壓力。此罐的特征在于所述承重隔壁包括至少一個抗壓曲隔壁，該抗壓曲隔壁在平行于所述至少一個板的平面內的橫剖面中看具有總體縱向且包括多個抗壓曲壁件，該多個抗壓曲壁件具有各自相對于抗壓曲隔壁的所述總體縱向形成一角度的取向。
這里，基本思想是生成一個或多個稱為抗壓曲隔壁的隔壁，該抗壓曲隔壁具有各自的總體縱向且包括稱為抗壓曲壁件的壁件，該抗壓曲壁件不被定向為平行于此總體方向，以增大該隔壁沿其橫向的慣性力矩。因此，即便由薄壁制成，隔壁也對垂直于基板和/或蓋板方向的壓力具有良好的抵抗性。由此，可以獲得一種結合了在機械強度、材料經濟性、輕質量以及有效導熱截面方面性質不同的隔壁。
這種抗壓曲隔壁可具有各種構造。優選的，這種抗壓曲隔壁具有一種沿總體縱向延伸的基本連續壁。這可以是一種具有橫向間隔的單壁或者無襯墊壁，或者選擇性的，一種特定部分為單壁而其它部分為無襯墊壁的壁。抗壓曲隔壁在橫向上還可至少局部地具有多于兩個的橫向隔開壁。
依據一種特定實施例，適當地且尤其用于單壁抗壓曲隔壁，但不是排它的，抗壓曲隔壁包括一種稱為抗壓曲壁的壁，該抗壓曲壁包括直接或間接連在一起的抗壓曲壁件且在平行于所述基板和/或蓋板的平面內的橫剖面中看沿所述抗壓曲隔壁的所述大體縱向延伸，該抗壓曲壁具有一種在所述抗壓曲隔壁的縱向中線的兩側上橫向偏離的輪廓。在此實施例中，抗壓曲壁件形成抗壓曲壁的整體部分。它們直接或者經由抗壓曲壁的其它部分即經由略微縱向部分連接為單個部件。
由此形成的抗壓曲壁的輪廓具有均勻形狀即無角度，例如，一種交變半圓形或者一種基本正弦波。在這種情況中，抗壓曲壁具有連續變化的取向。
選擇性的或者相結合的，抗壓曲壁的輪廓也可至少局部地具有角形。例如，抗壓曲壁件可直接連在一起，按照三角齒方式或者更復雜折線的方式形成相互角度。略微縱向壁件也可至少局部地插入以抗壓曲壁件，例如以形成一種矩形或者梯形開垛口狀輪廓。例如，通過替換不同的圖形或者通過采用直線或彎曲的抗壓曲壁件，其它輪廓形狀也是可能的。
依據另一特定實施例，適當地且尤其用于單壁或多壁抗壓曲隔壁，所述抗壓曲隔壁包括至少一個沿所述總體縱向延伸的壁，自所述壁突起的抗壓曲壁件連接到所述壁上。在這種情況中，抗壓曲壁件作為壁的扶壁，以增大后者的橫向慣性力矩并由此增大其對壓力和縱向彎曲力的抵抗性。這例如是直線平面壁或者上述類型的抗壓曲壁。作為扶壁的壁件在平行于板的平面內可具有多種截面形狀，例如，直線形、敞開或者封閉弧形、敞開或者封閉多邊形等。
在上述實施例中，可按照這樣一種方式設置抗壓曲壁件，以縱向界定多個連續單元，該單元在平行于所述至少一個板的平面中看具有敞開截面。
依據一特定實施例，所述抗壓曲隔壁包括沿所述總體縱向延伸且在隔壁的橫向上與第一壁隔開的第二壁，所述兩壁經由多個設在其間的抗壓曲壁件連接。這種抗壓曲壁件是平面的或者彎曲的。抗壓曲壁件與兩壁中的每個之間可具有任意角度，例如直角。
依據一特定實施例，所述抗壓曲隔壁包括雙壁縱向部，在每種情況中，該雙壁縱向部都包括兩個橫向隔開壁件和在所述縱向部的縱向端部區域內的連接所述橫向隔開壁件的抗壓曲壁件。
在平行于不導熱部件的板的平面中看，由此形成的雙壁部可具有任何截面，多邊形、矩形、圓形、橢圓形或類似形狀且敞開或者封閉。由此形成的雙壁部可沿總體縱向相互鄰接地或者隔開地設置，抗壓曲隔壁包括插入雙壁縱向部之間的單壁縱向部。
例如，抗壓曲壁件和橫向隔開壁部可連接并形成一角度。選擇性的，抗壓曲壁件和橫向隔開壁部可連接為單個部件，以形成一種其取向連續變化以包圍圓形截面單元的壁。然而當單元形成在抗壓曲隔壁內時，總是留有至少一個通風孔，以避免混入空氣可能與貨物形成爆炸性混合物而萬一發生事故。
優選的，除其端部區域外，所述抗壓曲隔壁具有沿總體縱向的周期性結構。這種結構確保對壓力抵抗的良好均勻性。相反，例如以滿足特定局部機械需求為目的，抗壓曲隔壁的結構也可不是周期性的。
抗壓曲隔壁可以具有一種基本垂直于所述基板和/或蓋板的高度方向，這是承受壓力的最佳布置，或者也可相對于所述板傾斜，這是抵抗不導熱部件接收的剪切力和傾覆力的適當布置。在這方面，提供兩種具有相反傾角的抗壓曲隔壁。
抗壓曲隔壁和基或蓋板可經由任何方法組裝在一起，例如，粘結、焊接、裝訂、平齊配合等以及它們的組合。依據一種特定實施例，所述或者每個抗壓曲隔壁平齊配合在不導熱部件的至少一個基和/或蓋板內。這種組裝方法對于例如剪切力和傾覆力而言特別堅固。
依據一特定實施例，所述或每個抗壓曲隔壁在所述抗壓曲隔壁的面向不導熱部件的基或蓋板的邊緣區域內包括至少一個負載分配底板，所述負載分配底板沿所述抗壓曲隔壁的長度方向延伸且具有一種固定在所述板上的平面。例如，負載分配底板具有一種大于或者等于抗壓曲隔壁的抗壓曲壁件的橫向范圍的寬度。此提供在抗壓曲隔壁的一側或兩側上的負載分配底板加固后者，并防止應力集中在該抗壓曲隔壁的特定區域上，這防止該板局部狹縮并為隔壁與板之間的連接提供更大的表面積。
選擇性的或者相結合的，抗壓曲隔壁在所述或者每個抗壓曲隔壁的相對于不導熱部件的所述板的邊緣區域內包括至少一個負載分配底板，所述負載分配底板沿所述抗壓曲隔壁的長度方向延伸且具有一種壓向相鄰密封隔層的平面。在此實施例中，不導熱部件的平行于罐壁的一面由基或蓋板形成，且其相對面不具有任何板。沿著抗壓曲隔壁的相對于板的邊緣延伸的平面底板在它們面向罐內側時實現支承密封隔層的功能，或者當它們面向承重構件時實現把不導熱部件的壓力傳遞到下面的密封隔層上的功能。
抗壓曲隔壁由任何可通過模塑、吹塑、注射模塑、旋轉模塑、熱成形、擠壓成形或者拉擠成形的材料制成，尤其是塑料或具有至少兩種異質成分的合成材料。例如，抗壓曲隔壁由基于聚合物樹脂的合成材料例如聚酯樹脂或者其它樹脂制成。在本發明意義內，基于聚合物樹脂的合成材料包括聚合物或者聚合物與提供足夠抗裂強度和剛性及其它性質的各種填充劑、添加劑、加固劑或者纖維例如玻璃纖維或其它纖維的混合物。添加劑可用來減小材料的密度和/或增強其熱性質、尤其是減小其導熱性和/或其膨脹系數。
這種由塑料或者合成材料制成的抗壓曲隔壁結合了力學、易成形性、絕熱性以及成本價格方面的相當有利性質。采用基于聚合物樹脂且尤其具有加固纖維的塑料或合成材料提供了用以獲得這樣一種承重隔壁所需要的條件，該承重隔壁可相當容易地制造成具有任何輪廓的隔壁形狀，同時提供與膠合板相同或者更好的導熱性以及低膨脹系數。例如，這種抗壓曲隔壁可通過模塑、擠壓或者拉擠合成材料獲得。特別的，可以獲得輪廓部件被切割成預期高度的抗壓曲隔壁，以便容易地更改對應不導熱部件的尺寸。
注射模塑也是適當的制造方法，例如，采用塑料例如PVC、PC、PBT、PU、PE、PA、PS及其它聚合物樹脂。
依據一特定實施例，不導熱部件的所述承重隔壁與該不導熱部件的一個所述板一起形成為單個部件。這種包括基或蓋板以及自該基或蓋板突起的承重隔壁的構件可注射模塑而成。還可將不導熱部件的承重隔壁與在它們之間延伸的臂一起形成為單個模制件，以連接它們并附加獨立于這種構件的基板和/或蓋板。
抗壓曲隔壁也可由疊層木板或者膠合板制成，該疊層木板或者膠合板采用木板例如山毛櫸、松木、樺木、白楊木或其類似物以及它們的混合物制成且相互疊置并粘結。這種材料可熱壓模塑成例如具有波紋輪廓。也可采用包括高比例鋸屑以及人造粘合劑的合成材料。
優選的，不導熱部件在絕熱襯墊的面向所述承重構件的那一側上包括基板，所述承重隔壁包括沿其邊緣自所述基板突起以形成一箱的外圍隔壁。特別的，所述承重隔壁界定一種位于所述基板與蓋板之間的封閉空間。這種箱形、尤其封閉箱形的不導熱部件使其可以采用各種絕熱襯墊、尤其粒狀或者粉狀材料。依據一種特定實施例，不導熱部件包括多個按照一種用以劃分所述箱的內部空間的方式設置的抗壓曲隔壁，所述抗壓曲隔壁的縱向端部固定在所述外圍隔壁上。
這種固定可經由任何方法實現。有利的，平行抗壓曲隔壁的所述縱向端部可平齊配合在所述外圍隔壁內。這種平齊配合的承重隔壁提供相當好的機械連接。
依據一特定實施例，所述抗壓曲隔壁相互隔開一定距離地平行設置且在它們的兩個縱向端部區域內具有組裝翼片，所述外圍隔壁包括在抗壓曲隔壁的兩個縱向端部區域內垂直于所述抗壓曲隔壁設置的端部隔壁且在面向所述抗壓曲隔壁的面上具有多個間隔平行槽，該槽可接收并固定各個抗壓曲隔壁的組裝翼片。由此，通過改變槽的位置和間距，可容易地更改不導熱部件內的抗壓曲隔壁的數量和間距。
有利的，每個所述端部隔壁都包括多個自面向所述抗壓曲隔壁的面突起的間隔平行肋，在每種情況中，所述槽都設在各自的肋中。制造呈連續薄壁形式且具有肋的端部隔壁使其可以獲得理想的抗壓曲強度，同時限制該端部隔壁區域內的熱橋并使空心部件內可用于絕熱襯墊的容積最大化。
優選的，所述端部隔壁承載著至少一個介于所述薄連續壁與所述不導熱部件的基或蓋板之間的負載分配底板，所述負載分配底板沿所述端部隔壁的長度方向延伸且具有一基本等于所述肋的凸出部的寬度。這種設在隔壁的上和/或下側上的負載分配底板加固該隔壁，并防止應力集中在該隔壁的特定區域上，這防止該板局部狹縮并為隔壁與板之間的連接提供更大的表面積。
外圍隔壁可以是直線的。依據一種特定實施例，至少一些外圍隔壁是抗壓曲隔壁。在這方面，提供用于抗壓曲隔壁的所有結構都適用于外圍隔壁。
有利的，兩個絕熱隔層實質由不導熱部件組成，在每種情況中，該不導熱部件包括多個相互平行的抗壓曲隔壁，所述不導熱部件按照這種方式設置，使得在所述至少一個罐壁的任何區域內，一絕熱隔層的不導熱部件的平行抗壓曲隔壁被定向為基本垂直于另一絕熱隔層的不導熱部件的平行抗壓曲隔壁。兩絕熱隔層的不導熱部件的這種布置減小了該兩絕熱隔層的抗壓曲隔壁相互疊加的罐壁區域表面積，這限制了對應熱橋。兩隔層部件的任何其它相互取向也是可以的，尤其是使疊加在罐壁區域內的不導熱部件的所有抗壓曲隔壁平行。
優選的，由所述不導熱部件組成的所述至少一個絕熱隔層在每種情況中覆蓋以由低膨脹系數的薄金屬列板形成的所述密封隔層之一，該金屬列板的邊緣朝向所述不導熱部件的外側突起，所述不導熱部件具有蓋板，該蓋板承載著經由列板寬度隔開的平行槽，焊接支承件可滑動地保持在該槽內，每個焊接支承件具有自蓋板的外部面突起的連續翼片，兩相鄰列板的凸緣按無漏損方式焊接在該翼片的兩面上。這種結構以及這種固定密封隔層的方法優選用于罐的兩個密封隔層。滑動的焊接支承件形成一種允許不同隔層經由熱收縮性不同的效果以及容納在罐內的液體運動而相互移動的滑動關節。
有利的，與船的承重構件形成一體的第二固定件把形成第二絕熱隔層的不導熱部件固定在所述承重構件上，以及與第二密封隔層的所述焊接支承件連接的主固定件把所述主絕熱隔層固定在第二密封隔層上，所述焊接支承件把所述第二密封隔層固定在第二絕熱隔層的不導熱部件的蓋板上。由此，主絕熱隔層固定在第二絕熱隔層上，而不影響介于它們之間的第二密封隔層的連續性。
依據一種優選實施例，所述絕熱襯墊包括加固或者未加固且剛性或者彈性的低密度泡沫，即，低于60kg/m3，例如在40至50kg/m3左右，其具有非常好的熱性質。還可采用毫微標度孔隙度的氣凝膠式材料。一種氣凝膠式材料是具有極細且相當多孔結構的低密度實心材料，孔隙率可能高達99％。這些材料的孔尺寸通常在10至20毫微米之間的范圍內。這些材料的毫微標度結構極大限制了氣體分子的平均自由行程，因而還可以對流傳熱和傳質。因此，氣凝膠是非常好的絕熱體，其具有例如低于20×10-3W·m-1·K-1、優選小于16×10-3W·m-1·K-1的導熱性。它們通常具有比其它傳統絕熱體例如泡沫低2至4倍的導熱性。氣凝膠可以呈不同形狀，例如，呈粉末狀、珠狀、無紡纖維狀、織物狀等。這些材料的相當好的絕熱性質使其可以減小它們被用在其內的絕熱隔層的厚度，這增大了罐的有效容積。
本發明還提供一種浮式結構、尤其是甲烷運輸船，其特征在于，其包括依據上述本發明主題的密封絕熱罐。這種罐可特別用在一種以從出產地點輸出液化氣體為目的且用于儲存該液化氣體的FPSO(浮動、產出、存儲及卸載)設備中，或者一種以提供氣體運輸系統為目的且用于卸載甲烷運輸船的FSRU(浮動存儲及再氣化單元)中。
附圖的簡要說明在以下參照附圖僅以未限制性示范例方式給出的對本發明多個特定實施例的說明過程中，將更好地理解本發明，且本發明的其它目的、細節、特征和優點將變得更明顯，其中-

圖1是依據本發明一個實施例的罐壁的剝離透視圖；-圖2是圖1所示罐壁的絕熱防水箱的剝離俯視圖；-圖3是沿線III-III截面的圖2所示絕熱防水箱的局部示圖；-圖4表示圖2所示防水箱的端部隔壁；-圖5表示沿線V-V截面的圖4所示隔壁的示圖；-圖6表示圖5的細節；-圖7表示圖2所示防水箱的一種波紋式抗壓曲隔壁；-圖8表示沿線VIII-VIII截面的圖7所示波紋狀隔壁的示圖；-圖9在局部示圖中表示圖4所示端部隔壁的一種變化實施例；-圖10是沿線X-X截面的圖1所示罐壁的示圖；-圖11和12表示從兩個垂直方向看的圖1所示罐壁的主固定件；-圖13至19是類似于圖8的示圖，表示依據本發明可采用的抗壓曲隔壁的其它變化實施例；-圖20是在防水箱的一種變化實施例中圖3所示區域XX的放大示圖；-圖21在依據箭頭XXI的橫向視圖中表示圖19所示抗壓曲隔壁；-圖22是類似于圖20的示圖，表示一種依據本發明可采用的抗壓曲隔壁的變化實施例；-圖23是圖22所示隔壁的俯視圖。
具體實施例方式
以下給出對包括且固定在FPSO或FSRU式運輸船或者甲烷運輸船的構件的雙層船殼上的密封絕熱罐的若干實施例的說明。這種罐的總體結構本身是公知的，且具有多面體形狀。因此，僅給出對罐的壁區域的說明，應理解的是，該罐的所有壁具有類似結構。
現在參照圖1至12給出對一種實施例的說明。圖1表示用1標記的船的雙層船殼的一區域。罐壁沿其厚度按順序包括由并列在雙層船殼1上且利用第二固定件4固定在該雙層船殼1上的防水箱3形成的第二絕熱隔層2、然后由該防水箱3承載的第二密封隔層5、然后由利用主固定件48固定在第二密封隔層5上的并列防水箱7形成的主絕熱隔層6、以及最后由該防水箱7承載的主密封隔層8。
防水箱3和7具有相同或者不同結構以及相同或者不同尺寸。參照圖2至8，現在給出對第二絕熱隔層的防水箱3的說明。如在圖2和3中可見，防水箱3具有一種長方體形的總體形狀。其包括例如6.5mm厚且用膠合板制得的基板10以及例如12mm厚且用膠合板制得的蓋板11。板10和11分別粘結在由合成材料制成的多個承重間隔件的兩面上，該間隔件界定了防水箱3內的空腔12。這些間隔件一方面是形成防水箱3的兩個相對橫壁的兩個端部隔壁13，另一方面是沿著垂直于兩個端部隔壁13的方向平行且相互隔開地設置在該兩個端部隔壁13之間的多個(在所示例子中數量為十個)波紋狀抗壓曲隔壁14。
端部隔壁13表示在圖4至6中。端部隔壁13具有一種例如厚度近似2mm的直線連續壁16，以及在該壁的16的整個長度上延伸且自該壁16的內側突起的下底板18和上底板17。在此內側上且在底板17與18之間，壁16承載著一系列三角形截面的垂直肋19，該垂直肋19平行并相互隔開固定間距，且其用作波紋狀隔壁14的平齊配合件。如在圖6中最好看到的，每個肋19都具有槽20，該槽20在其深度上具有一種用于經由搭扣配合來固定波紋狀隔壁14的端部的中間狹窄部21。
一種波紋狀隔壁14表示在圖7和8中。波紋狀隔壁14包括例如厚度2mm的連續波紋狀壁25，以及位于該波紋狀壁25的兩個相對邊緣上的下底板23和上底板24。底板23和24具有與壁25的波紋相同的寬度。在其兩端區域內，波紋狀壁25具有設計用以通過使狹窄部21彈性變形而平齊配合在端部隔壁13的槽20內的直線凸耳26。由此，實現波紋狀壁14在端部隔壁13內的牢固平齊配合，其還可經由粘結來加固。
防水箱3具有切角，該切角是利用端部隔壁13的底板17和18的對應切除部以及連續壁16的用27標識的傾斜端部邊緣形成的。在防水箱3的拐角區域內，蓋板11具有用于接收第二固定件4的墊圈的埋頭孔28。防水箱3還具有兩個中央軸30，該中央軸30橫穿其間容納絕熱襯墊的板10和11且形成用于防水箱3的輔助固定點。圖2省略表示了兩個平行于波紋狀隔壁隔14且在蓋板11內制得的槽，該槽用以接收第二密封隔層的焊接支承件，如以下將要說明的。
依靠它們的形狀，波紋狀隔壁14具有高抗壓曲性，而不需要提供具有多大厚度的壁25。由此，使防水箱3內的自由空間12最大化。此自由空間接收絕熱襯墊，該絕熱襯墊可由任何適當材料制成，例如，密度例如近似40kg/m3的聚氨脂泡沫、酚醛泡沫、柔性PE、PVC或其它泡沫、氣凝膠式的毫微孔材料、珍珠巖、玻璃棉或其類似物。這種襯墊還優選插入形成在波紋狀壁25的兩面上的敞開單元65內。
端部隔壁13和波紋狀隔壁14由一種基于聚合物樹脂的合成材料制成，該合成材料例如利用玻璃或碳纖維加固的聚酯樹脂或者環氧樹脂。優選的，端部隔壁13和波紋狀隔壁14通過注射模制獲得。
圖9表示用113標識的端部隔壁的一種變化實施例。在此變化實施例中，連續壁116不是直線的，相反，而是具有按照一種類似于波紋狀隔壁14的壁25的方式的波紋，這使其可以獲得更大的抗壓曲性。此外，與前述端部隔壁實施例相同的參考數字標識相同部件。
可對上述防水箱3作出大量變形。例如，至少當防水箱的絕熱襯墊是一種能夠粘結到蓋板的內面11上以及隔壁13和14上的泡沫或剛性材料時，基板10可免除。在一種變化實施例中，可免除蓋板11，在這種情況中，利用防水箱3支承的密封隔層將擱置在隔壁14的底板24上或者選擇性地在設于隔室12內的絕熱材料物質上，為此目的該隔壁14應加寬。在這種情況中，確保防水箱固定的部件可壓向基板10的內面或者底板24的外部面。
依據圖20所示的一種變化實施例，隔壁14的上底板24免除，且在隔壁14與蓋板11之間實現平齊配合。為此目的，在板11的內面中且優選在該板11的整個長度上機械加工出槽58，該槽58接收波紋狀壁25的頂緣57。平齊配合可按類似方式與基板10實現。
依據另一變化實施例(未示出)，一種不僅包括基板10而且包括自其突起的隔壁13和14的部件可注射模制而成。由此，顯著簡化防水箱的組裝操作。
抗壓曲隔壁的輪廓形狀不限于圖8中看到的交替半圓形。圖13至15表示了可用在防水箱3和7內且具備或者不具備負載分配底板的抗壓曲隔壁的其它實施例。其它輪廓形狀顯然也是可以的。
圖13所示隔壁114具有一種連續薄壁125，該薄壁125的輪廓在隔壁的縱向中線A的兩側上起伏成波狀。由此，壁125限定了位于隔壁114兩側上的敞開單元165。僅以示意方式，已為隔壁114提供了一種不規則輪廓，該輪廓具有長度不同和橫向幅角不同的振蕩。近似正弦曲線的周期性輪廓也是可以的。
圖14所示隔壁214具有一種其輪廓呈三角齒形的連續薄壁225。壁225由一連串相對于隔壁的縱向中線A傾斜延伸且傾斜方向每次交變的平面抗壓曲壁件225a和225b形成。在每種情況中，敞開單元265都由兩壁件225a和225b之間的角部形成。
圖15所示隔壁314具有一種其輪廓呈矩形開垛口狀的連續薄壁325。壁325由一連串平面壁件即交替的部件325a和縱向部件325b形成，該部件325a橫穿隔壁的縱向，該縱向部件325b位于縱向中線A的兩側上。
圖13至15還表示了端部隔壁13的輪廓，未表示該端部隔壁13的用于與抗壓曲隔壁端部平齊配合的裝置。然而，當相互間隔組件經由其它方法(粘結、裝訂等)獲得時，這種裝置不是必需的。
圖16至18表示可用在防水箱3和7內且具有封閉截面孔的抗壓曲隔壁的其它實施例。這些孔可空置、或墊襯以與設在隔壁之間的絕熱襯墊相同或者不同的絕熱材料、或選擇性地接收由木材、塑料或其類似物制成的機械加固件。
圖16所示隔壁414具有一種單元式雙壁，該雙壁由一系列經由其各自主軸線的端部連接的空心橢圓形筒部425組成，這些對準軸線形成了該隔壁的縱向中線A。每個筒部425由多個包圍單元空間465的弧形壁部即兩個略微縱向壁部425a和425b組成，該壁部425a和425b橫向隔開且經由兩個略微橫向壁部425c和425d在它們的端部區域內連接，該橫向壁部425c和425d形成抗壓曲壁件。兩相鄰筒部425之間的連接是一個筒部425的壁部425c與另一個筒部425的壁部425d在它們中央處熔合的結果。每端的筒部可提供有一種用于平齊配合在端部隔壁13內的縱向翼片426。所有形狀單元可按照相同方式制成。
圖17所示隔壁514局部具有一種由空心圓筒部566，566a，566b組成的單元式雙壁，該空心圓筒部包圍單元空間565且經由平面單壁件525連接。平面壁件526可提供在隔壁514的縱向端部處以平齊配合在端部隔壁13內。所有形狀單元可按照相同方式制成。僅以示意方式，表示了具有三種不同直徑的筒部566，566a，566b。也可采用具有相同直徑的筒部。
圖18所示隔壁614具有一種由兩個橫向間隔平行平面壁625a和625b組成的單元式雙壁，該壁625a和625b在隔壁的整個長度上延伸且經由橫向平面壁件666以固定間距連接，在每種情況中，橫向平面壁件666都封閉壁625a和625b之間的單元空間665。隔壁614的端部可提供有用于平齊配合在端部隔壁13內的翼片626。其它形狀單元可按照相同方式制成。
圖19表示可用在防水箱3和7內的抗壓曲隔壁的又一實施例。圖19所示隔壁714包括縱向平面連續薄壁725。平面壁件766從壁725的一面或者兩面突起，以形成用以增大隔壁的慣性橫向力矩的扶壁。在每種情況中，敞開單元765形成在兩壁件766之間。如自圖21可見，壁件766可具有一種在其整個高度上不變的橫截面，或者選擇性的，一種沿隔壁714的高度方向變化的截面，像以例子方式用866標識的虛線所示的截面那樣。
圖22和23表示可用在防水箱3和7內的抗壓曲隔壁的又一實施例。在此實施例中，例如由膠合板制成的隔壁814具有一種設在同蓋板11接觸的頭部851與同基板10接觸的腳部(未示出)之間的中間部850。腳部類似于頭部851，因此將不對其進行詳細說明。如圖23所示，隔壁814具有波紋825。
如圖22所示，頭部851具有一種厚度朝向板11增大的棱形。這種構造在中間部850薄且因而脆時尤其有利。由此，隔壁814與板11之間接觸面的寬度大于中間部850的厚度，這使得可以利用釘子852把該隔壁814固定在板11上而不存在損壞該隔壁814的風險，且尤其在膠合板隔壁的情況中不存在損壞木材的風險。此外，頭部851還具有分配負載的作用。在圖2中，防水箱3的橫向輪廓由位于兩個相對側上的兩個基本平面端部隔壁13以及位于另兩個相對側上的兩個抗壓曲隔壁14界定。其它布置也是可以的。例如，提供平行于抗壓曲隔壁的平面隔壁，以形成防水箱3或7的橫向邊緣。因此，在一個實施例(未示出)中，防水箱的橫向輪廓完全由平面隔壁形成，這簡化了防水箱之間縫隙的幾何構造并增強了它們的密封性。
參照圖1和10，現在給出把罐壁固定在雙層船殼1上的說明。第二固定件4按規則的矩形網格圖案固定在雙層船殼1上，使得在每種情況中這些固定件4能夠固定其拐角相遇的四個防水箱3。同時，在每個防水箱3的中央區域內還提供兩個第二固定件4，這些第二固定件4經由圖2所示的軸30嚙合。
如自圖10可見，第二固定件4包括一種焊接在雙層船殼1上的銷31，板32經由Belleville墊圈33彈性固定在雙層船殼1上。板32承載著桿34，該桿34的相對端部承載著一種壓在四個防水箱上且嚙入蓋板11的埋頭孔28中或者嚙入設在軸30區域內的埋頭孔37中的墊圈35。應理解的是，在軸30區域內，基板10具有一種允許板32通過的開口。第二固定件4的彈性用于吸收由膨脹導致的船殼變形，以限制防水箱3的對應撓曲，防水箱3越大，所有這些就越需要。例如，防水箱3是邊長1.5m的正方形。
當雙層船殼1的幾何構造不規則時，提供圍繞螺紋銷31的填隙片36。利用計算機基于雙層船殼1的內表面的地形測量來計算每個填隙片36的厚度。由此，沿著一種理論規則面定位基板10。在基板10與雙層船殼1之間，通常提供可聚合樹脂珠29，該珠29粘結在基板10上且在裝配防水箱3時壓向雙層船殼以提供它們的支承。為避免此樹脂粘附到雙層船殼上，一片牛皮紙(未示出)設在它們之間。
第二密封隔層5依據已知技術制造成一種由殷鋼列板40組成且具有凸緣的隔板。如自圖12中更好看到的，防水箱3的蓋板11具有縱向槽，該槽具有倒T形截面且用41標識。折疊成L形的殷鋼片狀焊接支承件42可滑動地插入每個槽41內。在每個防水箱上，每塊列板40在兩個焊接支承件42之間延伸且具有兩個經由焊縫44連續焊接在對應焊接支承件42上的凸緣43，如自圖11可見。
如所述，主絕熱隔層的防水箱7具有一種類似于防水箱3的構造。類似的，在這種情況中，防水箱7每次都固定于四個拐角以及該防水箱7中央區域內的兩點處。為此，每次都采用一種詳細表示在圖11和12中的主固定件48。主固定件48具有一種與凸耳50形成一體的下套筒49，該凸耳50焊接在位于列板40的凸緣43上方的焊接支承件42的三個點51處。一種由Permali制成的桿52具有固定在下套筒49內的下端以及固定在套筒54內的上端，Permali是一種以樹脂浸制山毛櫸木為基礎的復合材料，該套筒54與支承墊圈53形成一體，該支承墊圈53對防水箱7的蓋板11施加壓力且容納在位于該防水箱7的拐角處的埋頭孔28和軸30處的埋頭孔37內。套筒54是帶螺紋的且擰到桿52的對應螺紋端部上。當墊圈53已由此定位時，固定螺釘56嚙合穿過設在該墊圈53中的孔55并擰入板11內，由此防止該墊圈53的任何隨后轉動。在每個絕熱隔層內，防水箱3和7以大約5mm的小間距并列。
應理解的是，固定第二密封隔層5的焊接支承件42穿過主絕熱隔層的防水箱7之間或者這些防水箱的中間。在這種情況中，防水箱7的基板10具有一種對應的縱向槽口以便焊接支承件42通過，該縱向槽口由圖1中的60表示。主密封隔層8的構造及固定與第二密封隔層5完全相同。
防水箱3和7是可承受罐內液壓的自承重式防水箱，以致于由它們支承的密封隔層5和8本身不需要承受此壓力并被有利地制造成厚度例如0.7mm的殷剛薄板形式。優選的，防水箱3和7按照使它們各自的抗壓曲隔壁14(或114，214等)垂直的方式設置。
有利的，包括一層本身是相當好的絕熱體且作為防水箱3和/或7的絕熱襯墊的氣凝膠式毫微孔材料。氣凝膠還具有疏水的優點，由此防止來自船的濕氣被吸入絕熱隔層內。絕熱層可用氣凝膠制成袋狀、織物狀或者珠狀。當然，不導熱部件的絕熱襯墊也可包括若干層材料。
一般而言，氣凝膠可由大量材料制成，包括硅石、礬土、碳化鉿以及各種聚合物。此外，依據本制造過程，氣凝膠可被制造成粉末狀、珠狀、單片狀以及加固彈性織物狀。氣凝膠一般是通過萃取或者置換微型結構凝膠體的液體制得的。凝膠通常是經由化學轉換以及一種或多種稀前體的反應制得的。這獲得一種存在溶劑的凝膠結構。一般利用超臨界流體例如CO2或者酒精來置換凝膠溶劑。通過采用各種添加劑和加固劑可改變氣凝膠的性質。
采用氣凝膠作為絕熱襯墊顯著減小了主絕熱隔層和第二絕熱隔層的厚度。通過在防水箱3和7內采用織造氣凝膠層，例如可獲取分別具有200mm和100mm厚度的隔層2和6，于是罐壁具有310mm的總厚度。通過在防水箱3和7內提供一層氣凝膠顆粒，可獲取總厚度為400mm的罐壁。
抗壓曲隔壁可相對于基板和/或蓋板的邊緣具有任何取向，即，平行或者不平行。不導熱部件的抗壓曲隔壁不一定要相互平行。盡管已給出了對基本平行六面體的直角不導熱部件的說明，但其它截面形式也是可能的，值得注意的是任何多邊形狀都會導致平面不連續。當用作罐壁的支承件的船殼不是平面時，該罐壁可采用也不是平面的不導熱部件制成。
當主絕熱隔層和第二絕熱隔層之一借助于上述不導熱部件制成時，可以但不是必需地按相同方式制造另一絕熱隔層。兩不同類型的不導熱部件可用在兩隔層中。隔層之一可由現有技術中的不導熱部件構成。
第二絕熱隔層和主絕熱隔層的防水箱可按照不同于圖中所示例子的方式固定在船殼上，例如借助于與該防水箱的基板嚙合的固定件。
盡管已結合許多特定實施例對本發明進行了說明，但顯而易見的是本發明無論如何也不限于這些，而是可包括落在本發明范圍內的所述裝置的任何技術等效物以及它們的組合。
權利要求
1.一種密封絕熱罐，包括至少一個固定在浮式結構的承重構件(1)上的罐壁，所述罐壁沿著從所述罐的內側至其外側的厚度方向按順序具有主密封隔層(8)、主絕熱隔層(6)、第二密封隔層(5)以及第二絕熱隔層(2)，至少所述絕熱隔層之一基本上由并列的不導熱部件(3，7)組成，每個所述不導熱部件包括一以平行于所述罐壁的層的形式設置的絕熱襯墊；至少一個在所述絕熱襯墊的至少一面上平行于所述罐壁延伸的板(10，11)；以及從所述至少一個板的面向所述絕熱襯墊的一面突起的承重隔壁，所述承重隔壁穿過所述絕熱襯墊的厚度突起以承受壓縮力，其特征在于，所述承重隔壁包括至少一個抗壓曲隔壁(14，114，214，314，414，514，614，714，814)，所述抗壓曲隔壁在平行于所述至少一個板的平面內的橫剖面中看具有總體縱向(A)，且包括多個抗壓曲壁件(25，125，225a-b，325a，425c-d，566，666，766，866，825)，所述多個抗壓曲壁件具有各自相對于所述抗壓曲隔壁的所述總體縱向(A)形成一角度的取向。
2.根據權利要求1所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(14，114，214，314)包括抗壓曲壁(25，125，225，325)，所述抗壓曲壁包括直接或間接連在一起的抗壓曲壁件(25，125，225a-b，325a)且在平行于所述至少一個板的平面內的橫剖面中看沿所述抗壓曲隔壁的所述總體縱向(A)延伸，所述抗壓曲壁具有一在所述抗壓曲隔壁(14，114，214，314)的縱向中線(A)的任一側上橫向偏離的輪廓。
3.根據權利要求1或2所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(614，714)包括一沿所述總體縱向(A)延伸的壁(625a，725)，自所述壁突起的抗壓曲壁件(666，766，866)連接到所述壁(625a，725)上。
4.根據權利要求1至3之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲壁件(25，125，225a-b，325a，766)設置成用以縱向界定多個連續單元(65，165，265，365，765)，所述多個單元在平行于所述至少一個板的平面中看具有敞開截面。
5.根據權利要求3所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(614)包括沿所述總體縱向延伸且在所述隔壁的橫向上與所述第一壁(625a)間隔開的第二壁(625b)，所述兩個壁由多個設在它們之間的抗壓曲壁件(666)連接。
6.根據權利要求1至3之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(414，514)包括雙壁縱向部(465，565)，在每種情況中，所述雙壁縱向部都包括兩個橫向隔開壁件(425a-b，566)和在所述縱向部的縱向端部區域內的連接所述橫向隔開壁件的抗壓曲壁件。
7.根據權利要求6所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(514)包括插入所述雙壁縱向部(565)之間的單壁縱向部(525)。
8.根據權利要求1至7之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，除其端部區域外，所述抗壓曲隔壁(14，214，314，414，614，714)具有一沿所述總體縱向(A)的周期性結構。
9.根據權利要求1至8之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(14，114，214，314，414，514，614，714)具有一基本垂直于所述至少一個板的高度方向。
10.根據權利要求1至9之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(14)裝配在至少一個所述板(11)內。
11.根據權利要求1至9之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，不導熱部件的所述承重隔壁與所述不導熱部件的一個所述板形成為單個部件。
12.根據權利要求1至11之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(14)在所述抗壓曲隔壁的面向所述不導熱部件(3)的一個所述板(10，11)的邊緣區域內包括至少一個負載分配底板(23，24，851)，所述負載分配底板沿所述抗壓曲隔壁的長度方向延伸且具有一固定在所述板(10，11)上的平面。
13.根據權利要求1至12之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁在所述抗壓曲隔壁的相對于所述不導熱部件(3)的所述板(11，10)的邊緣區域內包括至少一個負載分配底板(23，24)，所述負載分配底板沿所述抗壓曲隔壁的長度方向延伸且具有一壓在相鄰密封隔層(58)上的平面。
14.根據權利要求1至13之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述不導熱部件在所述絕熱襯墊的面向所述承重構件的那一側上包括基板(10)，所述承重隔壁包括沿其邊緣自所述基板突起以形成一箱的外圍隔壁(13，14)。
15.根據權利要求14所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述不導熱部件包括多個按照一種用以劃分所述箱的內部空間的方式設置的抗壓曲隔壁(14)，所述抗壓曲隔壁的縱向端部固定在所述外圍隔壁(13)上。
16.根據權利要求15所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁(14，114，214，314，414，514，614，714)的所述縱向端部可以裝配在所述外圍隔壁(13)內。
17.根據權利要求16所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述抗壓曲隔壁相互隔開一定距離地平行設置且在它們的兩個縱向端部區域內具有組裝翼片(26，426，526，626)，所述外圍隔壁包括在所述抗壓曲隔壁的兩個縱向端部區域內垂直于所述抗壓曲隔壁設置的端部隔壁(13)，且在面向所述抗壓曲隔壁的面上具有多個間隔平行槽(20)，所述槽可接收并固定各個抗壓曲隔壁的組裝翼片。
18.根據權利要求17所述的密封絕熱罐，其特征在于，每個所述端部隔壁都包括多個自面向所述抗壓曲隔壁的面突起的間隔平行肋(19)，在每種情況中，所述槽都設在各自的肋中。
19.根據權利要求1至18之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，所述兩個絕熱隔層(2，6)基本上由不導熱部件(3，7)組成，在每種情況中，所述不導熱部件都包括多個相互平行的抗壓曲隔壁，所述不導熱部件按照這種方式設置，從而使得在所述至少一個罐壁的任何區域內，一絕熱隔層(2)的不導熱部件(3)的平行抗壓曲隔壁(14)被定向為基本垂直于另一絕熱隔層(6)的不導熱部件(7)的平行抗壓曲隔壁。
20.根據權利要求1至19之一所述的密封絕熱罐，其特征在于，在每種情況中，由所述不導熱部件(3，7)組成的所述至少一個絕熱隔層(2，6)都被一個由薄金屬列板(40)形成的所述密封隔層(5，8)覆蓋，所述薄金屬列板由具有低膨脹系數的薄金屬板制成且其邊緣(43)朝向所述不導熱部件的蓋板的外側突起，所述不導熱部件具有承載著平行槽(41)的蓋板(11)，所述槽(41)相間隔一列板的寬度，焊接支承件(42)可滑動地保持在所述槽內，每個所述焊接支承件都具有一從所述蓋板的外部面突起的連續翼片，兩個相鄰列板的所述凸緣以無漏損方式焊接在所述連續翼片的兩面上。
21.根據權利要求20所述的密封絕熱罐，其特征在于，與所述船的所述承重構件(1)形成一體的所述第二固定件(4)把用于形成所述第二絕熱隔層的所述不導熱部件(3)固定在所述承重構件上，與所述第二密封隔層的所述焊接支承件(42)連接的所述主固定件(48)把所述主絕熱隔層(6)保持在所述第二密封隔層(5)上，所述焊接支承件把所述第二密封隔層保持在所述第二絕熱隔層的不導熱部件的蓋板上。
22.一種浮式結構，其特征在于，其包括一種依據前述權利要求之一所述的密封絕熱罐。
23.一種根據權利要求22所述的浮式結構，其特征在于，其包括甲烷運輸船。
全文摘要
一種密封絕熱罐，包括固定在船的承重構件上的罐壁，所述罐壁沿著從所述罐的內側至其外側的厚度方向按順序具有主密封隔層、主絕熱隔層、第二密封隔層以及第二絕熱隔層，至少所述絕熱隔層之一實質由并列的不導熱部件(3)組成，每個不導熱部件包括絕熱襯墊、至少一個板以及穿過所述絕熱襯墊的厚度突起以承受壓力的承重隔壁。這些隔壁包括至少一個抗壓曲隔壁(14)，該抗壓曲隔壁包括多個抗壓曲壁件，該多個抗壓曲壁件具有各自相對于抗壓曲隔壁的總體縱向形成一角度的取向，例如波紋或者雙壁部。
文檔編號B63B25/16GK1772560SQ20051012460
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月9日 優先權日2004年11月10日
發明者J·德萊姆, P·米沙爾斯基, V·法爾岡 申請人:氣體運輸技術公司