BR112013027445B1 - Tanque de pressão tendo uma estrutura de treliça - Google Patents

Abstract

tanque de pressão prismático tendo uma estrutura de treliça é proposto um tanque de pressão tendo uma estrutura de treliça, incluindo um corpo de tanque que tem um fluido sob alta pressão disposto em seu interior e é fabricado para ter um formato prismático; e estruturas celulares que são dispostas no corpo de tanque prismático, sendo fabricadas em um formato de treliça, estendendo-se de uma parede lateral do corpo de tanque à outra parede lateral sua voltada para a primeira, e sendo regularmente dispostas ortogonalmente.

Description

Campo Técnico

[001] A presente invenção se refere a um tanque de pressão e especialmente a um tanque de pressão que tem uma estrutura de sustentação de carga interna do tipo de treliça, sendo o tanque de pressão fabricado principalmente em um formato hexaédrico e sendo, as paredes que formam o tanque, reforçadas para suportar uma pressão lateral por meio de elementos enrijecedores consistentes com a estrutura de treliça para resistir à pressão aplicada pelo fluido interno e sendo o tanque fabricado tendo um formato principalmente prismático para aumentar a eficiência volumétrica em relação ao espaço envolvente.

Técnica Anterior

[002] Geralmente os reservatórios e tanques de pressão com pressão interna substancial são projetados tendo o formato de uma esfera completa ou de um cilindro com recintos tendo extremidades com dupla curvatura. O modo principal de se transportar a pressão interna em tais tanques é por meio de tensões de membrana nas paredes curvas do tanque. As tensões de flexão nas paredes do tanque são, de preferência, evitadas, uma vez que isso reduz a eficiência da sustentação de carga para uma espessura de parede dada. Uma característica típica por tanques do tipo de membrana é que a tensão nas paredes e consequentemente também a espessura das paredes aumenta proporcionalmente com o raio da curvatura assim como com a pressão interna propriamente dita ao passo que a tensão na membrana é inversamente proporcional à espessura da parede. Por motivos práticos, tais como a viabilidade de soldagem, a espessura da parede tem que ser limitada a alguns centímetros para tanques de aço. Isso implica que os cascos do tipo de membrana não podem ser fabricados muito grandes quando a pressão nominal interna é grande. Um outro aspecto com tais recipientes de pressão consiste no fato de que tais tanques não podem ser construídos em forma de um tanque completo de barreira dupla sem se ter um tanque completo no interior de um outro tanque completo, aumentando assim de mais do dobro a quantidade de material necessário.

[003] A presente invenção tem como alvo tanques que podem suportar pressões significativas, assim como suportar temperaturas muito abaixo da temperatura ambiente. Os tanques de baixa temperatura são usados, por exemplo, para a armazenagem de Gas Natural Liquefeito (GNL) tanto em terra como a bordo de navios e de instalações em alto mar. Exemplos de tais tanques de GNL são tanques cilíndricos de concreto-aço de barreira dupla para armazenagem em terra e tanques esféricos de membrana de barreira dupla e de barreira dupla parcial para transporte em navios transportando GNL. Tais tanques não são adequados para uma pressão interna significativa e normalmente são operados à pressão atmosférica. Devido à atenção dada a vantagens ambientais potenciais com o uso de gas natural para combustível a bordo de embarcações oceânicas, existe claramente a necessidade de grandes tangues para combustível da ordem de 1000 a 8000 m3 que possam operar com temperaturas baixas de até -163 °C e pressões elevadas de até 1500 kPa (15 bar). Estes objetivos não podem ser atingidos com os tipos de tanques mencionados acima, ao passo que a presente invenção pode satisfazer estes requisitos assim como estar à altura de desafios ainda maiores no tocante a versatilidade de tamanho, pressão e temperatura. Além disso, a idéia de um recipiente de pressão atual pode ser fabricado com barreira dupla em termos de contenção de vazamento assim como de barreira de pressão completa dupla. É também fácil de se insular o tanque por fora. A Figura 1 é um diagrama mostrando um tanque de pressão de acordo com a técnica correlata. A Figura 1A é um tanque de pressão esférico. A Figura 1B é um tanque de pressão cilíndrico, a Figura 1C é um tanque de pressão do tipo de lobo, e a Figura 1D é um tanque de pressão do tipo celular.

[004] A eficiência geral de um tanque pode ser caracterizada pela eficiência volumétrica e pela proporção de material.Equação 1

[005] A equação 1 expressa a eficiência volumétrica.Neste caso Ç representa a eficiência volumétrica, Vtanque representa o volume real do tanque e Vprisma representa o volume de um paralelepípedo retangular ideal ou volume de prisma (formato de tijolo) envolvendo o tanque.

[006] Quanto maior for o valor de Ç, tanto maior a eficiência de armazenagem do tanque em relação à utilização do espaço total externo do formato de tijolo ocupado por um ou por diversos tanques. Observe-se que a eficiência volumétrica de um tanque de formato retangular, prismático (de tijolo) é 1.Equação 2

[007] A equação 2 expressa a proporção de material. Neste caso, q representa uma proporção de material ao passo que Vmaterial expressa o volume real do material usado para a fabricação do tanque, e Varmazenagem representa o volume bruto para a armazenagem do fluido no tanque, p é a pressão interna e oa é a tensão uniaxial tolerável. Quanto menor for o valor de q, menor a quantidade de material que é necessária para a construção do tanque em relação ao volume armazenado e assim, maior a eficiência estrutural do tanque.

[008] A Tabela 1 é uma tabela que representa a eficiência volumétrica e a proporção de material do tanque de acordo com a técnica correlata. Deve ser observado que o material para o capeamento das extremidades dos tanques do tipo cilíndrico, de lobo e celular não está incluído. Além disso, o melhor desempenho do material se obtém quando se pressupõe que o critério de tensão deviatórica se aplica (tensão de von Mises) em conexão com a tensão admissível isto é devido ao fato de que a tensão de alça nestes tanques é exatamente duas vezes a tensão longitudinal.

[009] Conforme se pode ver na tabela, os tanques esféricos têm o melhor desempenho de material; infelizmente a sua eficiência volumétrica é muito precária. Isto significa que não é possível se utilizar uma grande porção de um volume dado externo envolvente para a armazenagem real dentro de uma série de tanques esféricos.

[0010] Conforme se pode ver na Tabela 1, o tanque do tipo celular tem a eficiência volumétrica mais elevada e a proporção de material tem um valor análogo ao do tanque do tipo cilíndrico, do tipo de lobo e do tipo celular.

[0011] No entanto, como o tanque do tipo de lobo é fabricado interceptando-se o tanque circular entre si, assim como com paredes de tanque cilíndricas e planas, é difícil se fabricar tal tipo de tanque. As tensões elevadas tipicamente se concentrarão nas linhas de interseção entre partes de anteparos internos, componentes cilíndricos e componentes com curvas duplas, o que pode reduzir muito a eficiência de material de tais tanques (significando mais elevada?). Na prática não é possível se produzir um tanque do tipo de lobo de alta pressão em forma de tanque de barreira dupla devido à complexidade geométrica.

[0012] O tanque do tipo celular tem uma eficiência volumétrica elevada, devido às células repetidas em duas direções. A sua proporção de material é também boa, uma vez que ela corresponde à dos tanques cilíndricos. Um grande inconveniente dos tanques celulares é que é difícil se projetar bons modos de se fechar as extremidades das células sem criar deformações de flexão locais significativas e concentrações de tensão. Além disso, há um problema adicional, uma vez que é difícil de formar a parede externa do tanque do tipo celular em forma de uma parede dupla em conexão com o projeto.Descrição da Invenção - Problema Técnico

[0013] Um objetivo da presente invenção consiste em propor um novo tipo de tanque de alta pressão tendo um formato principalmente retangular, prismático, isto é, um tanque se pressão com uma eficiência volumétrica muito elevada, sendo ao mesmo tempo capaz de suportar a alta pressão de um fluido e a alteração em temperatura permitindo, ao mesmo tempo, que o tanque seja fabricado com qualquer tamanho pela extensão modular em qualquer uma das tres direções espaciais.

[0014] Além disso, um outro objetivo da presente invenção consiste em se propor um tanque de pressão que inclui uma grande eficiência volumétrica e impede que um fluido no tanque de pressão vaze, permitindo a integração de uma barreira secundária.

[0015] Um outro objetivo da invenção consiste em propor um tanque que é adequado para permitir qualquer nível de enchimento com fluido e que permite que se resista a movimentos dinâmicos muito grandes do tanque por meio de um amortecimento de fluido efetivo pela estrutura de sustentação da carga interna e por ter paredes de tanque resistentes que pode resistir a pressões de fluido dinâmicas causadas por movimento de líquido.

[0016] Um outro objetivo da invenção consiste em propor uma idéia de tanque de pressão que seja modular e capaz de ser produzido em qualquer tamanho com o emprego de elementos repetidos modulares em todo o interior do tanque assim como nas paredes externas.

[0017] Um objetivo final consiste em propor uma idéia flexível para a estrutura de sustentação de carga interna, de modo tal que ela possa ser projetada para praticamente qualquer nível de pressão interna pela seleção das dimensões de estrutura de sustentação de carga incluindo a seleção de distância modular adequada entre elementos estruturais.

Solução do Problema

[0018] Em um aspecto geral, um tanque de pressão que tem uma estrutura que compreende: um corpo de tanque 50 que tem um fluido sob alta pressão contido em se interior e é fabricado para ter um formato prismático; e estruturas celulares 1000 que são dispostas no corpo de tanque 50 e são fabricadas em uma forma de treliça, são dispostas estendendo-se de uma parede lateral do corpo de tanque 50 e até a sua parede lateral voltada à primeira, sendo dispostas ortogonalmente com regularidade.

[0019] As estruturas celulares 1000 podem incluir estruturas de treliça superficiais 100 que são fabricadas tendo um formato em que as paredes de células chatas 120 interceptam uma à outra para resistir à carga de pressão e as paredes de células chatas 120 são dotadas com uma multiplicidade de furos (não mostrados) para deslocar um fluido entre células.

[0020] A estrutura celular 1000 pode incluir estruturas de vigas 200 que se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque 50 e até a outra parede lateral sua voltada à primeira e são dispostas ortogonal e regularmente.

[0021] As estruturas de viga 200 são fabricadas em estruturas de viga do tipo ramificado 220, 230, 240, 250 e 290 que incluem vigas que se estendem em uma estrutura tridimensional (X, Y e Z) de sistema de coordenadas ortogonais.

[0022] Cada viga da estrutura de viga 220 tem uma seção transversal retangular.

[0023] Cada viga da estrutura de viga 290 tem uma seção transversal em forma de X.

[0024] Cada viga da estrutura de viga 230 pode ter uma seção transversal circular e um diâmetro de uma seção transversal de uma estrutura de viga de eixo Z 233 pode ser maior do que as de seções de estruturas de viga no eixo de X e de Y 231 e 232.

[0025] A estrutura de viga 240 inclui um nodo ou junta de estrutura de viga combinada 241 que é fabricada tendo um formato oco com base em um ponto original e a estrutura de viga combinada 240 sendo formada por inserção e solda, aparafusamento ou outros tipos de ligação de uma viga 242 no nodo de estrutura de viga combinada 241. Os nodos prefabricados deste tipo podem ser fabricados fundindo-se ou forjando-se materiais tais como aço, liga ou compósitos.

[0026] As estruturas de vigas 200 são estruturas de vigas desencontradas 250 que são fabricadas formando uma estrutura desencontrada nos nodos internos 214.

[0027] O corpo de tanque 50 inclui uma parede interna 20 que entra em contato com as estruturas de vigas 200 e uma parede externa 30 posicionada a uma distância predeterminada da parede interna.

[0028] As estruturas de vigas 200 são formadas de modo tal, que um comprimento que se estende das porções nas quais as estruturas de vigas 200 entram em contato com um lado interno da parede interna 20 até as partes de interseção 214 é maior do que os comprimentos unitários internos da treliça.

[0029] Uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com- parede 22 que são soldadas em uma parte de interseção da estrutura de vigas 200 e a face interna da parede interna 20, e uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com-viga 24 que são soldadas em uma parte de interseção das vigas.

[0030] A multiplicidade de longarinas 40 tendo um formato de placa é disposta entre a parede interna 20 e a parede externa 30, entrando as longarinas 40 em contato com uma face externa da parede interna 20 para corresponder a porções nas quais as braçadeiras de viga-com-parede 22 entram em contato com a parede interna 20 e entrando os outros lados seus em contato com a face interna da parede externa 30.

[0031] A multiplicidade de longarinas 40 está disposta entre a parede interna 20 e parede externa 30, as superfícies de topo das longarinas 40 entram em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponder a uma porção na qual um elemento enrijecedor de parede 21 entra em contato com a parede interna 20, e sendo os flanges 41 das longarinas 40 soldadas com a multiplicidade de paredes externas 30.

[0032] As estruturas de viga 200 incluem uma multiplicidade de estruturas de vigas do tipo em H 260 que se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque à outra parede lateral sua voltada à primeira, sendo regularmente dispostas ortogonalmente e tendo seções do tipo I ou do tipo em H.

[0033] As extremidades das estruturas de vigas do tipo em H 260 são dotadas com uma placa de cobertura de parede externa 270 para formar a parede externa 30 do tanque de pressão e porções centrais 261 das estruturas de vigas do tipo em H 260 tendo porções laterais que entram em contato com a parede externa 30 se estendem verticalmente para formar a parede interna 20 do tanque de pressão 10, sendo a parede interna 20 e a parede externa 30 fabricadas de um material que tem uma propriedade de resistência a pressão e sendo adequado para as temperaturas operacionais aplicáveis.

[0034] As estruturas celulares 100 incluem estruturas de superfície de viga 300 que tem paredes de células chatas 320 que se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque 50 até a outra parede lateral sua voltada para a primeira e são regularmente dispostos ortogonalmente para se interceptar entre si e vigas celulares 330 que são posicionadas em um ponto no qual as paredes de célula 320 se interceptam entre si.

[0035] As paredes de células 320 são dotadas com furos quadrangulares de parede de células 324 cujos cantos são arredondados.

[0036] O tanque de pressão pode ainda compreender: elementos enrijecedores de superfície 23 que entram em contato com as superfícies superiores ou superfícies inferiores das paredes de células 320 e são regularmente dispostas ortogonalmente nas superfícies de limite dos furos de paredes de células 324 para se interceptar entre si, e os elementos enrijecedores de superfície 23 são fabricados para ter longarinas com flanges.

[0037] As vigas celulares 330 são fabricadas em forma de vigas celulares do tipo ramificado 334, 335 e 336, as vigas celulares do tipo ramificado 334, 335 e 336 incluem vigas que se estendem em uma estrutura tridimensional de sistema de coordenadas ortogonais (X, Y e Z).

[0038] As vigas celulares 330 são fabricadas em forma de vigas celulares circulares 334, tendo cada uma delas seções circulares, vigas celulares de formato em losango 334 tendo cada uma delas seções em formato de losango, e os cantos das vigas celulares em formato de losango 335 entram em contato com paredes de células 320, ou vigas celulares em X 336 tendo cada uma das vigas uma seção transversal em forma de X e entrando porções laterais das vigas celulares em X 336 em contato com as paredes de células 320.

[0039] O corpo de tanque 50 inclui uma parede interna 20 que entra em contato com estruturas celulares 1000 e uma parede externa posicionada a uma distância predeterminada da parede interna.

[0040] Pelo menos uma das faces, uma face interna da parede interna 20, uma face externa da parede interna 20, uma face interna da parede externa 30, ou uma face externa da parede externa 30 é dotada com elemento enrijecedor de parede 21 tendo um formato de treliça, sendo o elemento enrijecedor de parede 21 fabricado para consistir em uma longarina com flanges e tendo uma superfície superior ligada à parede interna 20 ou à parede externa 30.

[0041] Uma multiplicidade de longarinas 40 tendo um formato de placa é disposta entre a parede interna 20 e a parede externa 30, entrando as longarinas 40 em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponder a porções nas quais as estruturas celulares 100 entram em contato com a parede interna 20 e as suas outras faces entrando em contato com a face interna da parede externa 30.

[0042] Uma multiplicidade de longarinas 40 é disposta entre a parede interna 20 e a parede externa 30, as superfícies superiores das longarinas 40 entram em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponde a uma porção na qual as estruturas celulares 100 entram em contato com a parede interna 20 e flanges 41 das longarinas 40 são soldadas à multiplicidade de paredes externas 30.

[0043] O tanque de pressão pode ainda compreender: sensores de gás captando a presença de gás entre a parede interna 20 e a parede externa 30.

[0044] Ele é construído por estruturas de fabricação anterior tendo uma superfície de parede da parede interna 20 e de parede externa 30 ou por uma combinação de uma multiplicidade de suas superfícies de parede.

[0045] Ele é estruturalmente enrijecido e tem um desempenho de isolamento térmico melhorado por enchimento com concreto ou com materiais isolantes térmicos entre a parede interna 20 e a parede externa 30.

[0046] As estruturas celulares 1000 são fabricadas em forma previamente a partir de pelo menos duas peças usando uma característica de uma estrutura repetida, e combinando- se em seguida entre si em um local de construção.

[0047] As estruturas celulares 1000 têm unidades de treliça mais longas na proximidade das paredes do que as demais unidades.

[0048] O tanque de pressão da reivindicação 1, em que o corpo de tanque 50 é fabricado em forma de corpo de tanque com os cantos chanfrados em linha reta ou curva 51, 52.

Efeitos Vantajosos da Invenção

[0049] As modalidades exemplares da presente invenção podem um novo tipo de tanque de pressão sujeito a pressão elevada tendo um formato retangular essencialmente igual a um tijolo, isto é, o tanque de pressão capaz de resistir a uma pressão elevada de um fluido e a uma alteração na temperatura, durante uma extensão do tamanho do tanque de pressão em qualquer dimensão.

[0050] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem usar com eficiência o espaço ambiente fabricando o tanque com uma eficiência volumétrica elevada, isto é, construindo o tanque em um formato retangular essencialmente como um tijolo.

[0051] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem impedir que o fluido vaze montando sensores de gás entre a parede externa e a parede interna do tanque de pressão tendo a estrutura de parede de camadas duplas.

[0052] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem reduzir o fenômeno de jogo do fluido montando a estrutura em formato de treliça no tanque.

Descrição Sucinta dos Desenhos

[0053] Os objetivos, características e vantagens acima da presente invenção se tornarão evidentes com a leitura da descrição que segue de modalidades preferidas dadas em conjunto com os desenhos apensos em que:- a Figura 1 é uma vista em seção transversal de um tanque de pressão de acordo com a técnica correlata;- a Figura 2 é um diagrama esquemático de um tanque com uma estrutura de treliça interna de sustentação de carga, de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 3 é uma vista em perspectiva de uma unidade de treliça de superfície de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 4 é uma vista em perspectiva parcial de um tanque de pressão de treliça de superfície de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 5 é uma vista em perspectiva de uma unidade de treliça de viga de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 6 é uma vista em perspectiva das unidades de treliça de vigas de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 7 é uma vista em perspectiva parcial de um tanque de pressão de treliça de vigas de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 8 é uma vista em seção transversal do tanque de pressão de treliça de vigas usando vigas em H de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção; - a Figura 9 é uma vista em perspectiva parcial do tanque de pressão de treliça de vigas usando vigas em H de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 10 é uma vista em perspectiva de uma unidade de treliça de superfície de viga de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 11 é uma vista em perspectiva de unidades de treliça de superfície de viga de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 12 é uma vista em perspectiva de um tanque de pressão de treliça de superfície de viga de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 13 é uma vista em planta da estrutura de treliça de superfície de viga de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 14 é uma vista em seção transversal de uma superfície de parede do tanque de pressão de treliça com enrijecedores de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 15 é um diagrama da superfície de parede de um tanque de pressão de treliça de acordo com uma primeira modalidade exemplar da presente invenção; e- a Figura 16 é um diagrama da superfície de parede de um tanque de pressão de treliça de acordo com uma segunda modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 17 é um diagrama esquemático da seção transversal de um tanque com uma estrutura celular cujas unidades de treliça na proximidade das paredes têm um comprimento maior do que as demais de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção; - a Figura 18 é um corpo de tanque cujos cantos são chanfrados em linha reta de acordo com uma primeira modalidade exemplar da presente invenção;- a Figura 19 é um corpo de tanque cujos cantos são chanfrados em linha curva de acordo com uma segunda modalidade exemplar da presente invenção.Descrição Detalhada dos Principais Elementos10 Tanque de pressão20 Parede interna21 Elemento enrijecedor de parede22 Braçadeira viga-com-parede23 Elemento enrijecedor de superfície24 Braçadeira viga-com-viga30 Parede externa40 Longarina41 Flange50 Corpo de tanque51 Corpo de tanque com cantos chanfrados retos52 Corpo de tanque com cantos chanfrados curvos1000 Estrutura celular tendo estrutura de treliçainterna de sustentação de carga100 Estrutura de treliça de superfície110 Unidade de treliça de superfície114 Parte de interseção120 Parede de célula121 Primeira parede de célula122 Segunda parede de célula123 Terceira parede de célula200 Estrutura de viga210 Unidade de treliça de vigas 211 Estrutura de viga no eixo X212 Estrutura de viga no eixo Y213 Estrutura de viga no eixo Z214 Parte de interseção220 Estrutura de viga quadrangular230 Estrutura de viga circular231 Estrutura de viga circular no eixo X232 Estrutura de viga circular no eixo Y233 Estrutura de viga circular no eixo Z240 Estrutura de viga combinada241 Nodo de estrutura de viga combinada242 Viga 250 Estrutura de viga desencontrada260 Estrutura de viga do tipo em H261 Estrutura de viga do tipo em H no eixo X262 Estrutura de viga do tipo em H no eixo Y263 Estrutura de viga do tipo em H no eixo Z264 Porção central 270 Placa de cobertura da parede externa280 Placa de cobertura da parede interna290 Estrutura de viga celular em X300 Estrutura de viga da superfície310 Unidade de treliça de vigas da superfície320 Parede de célula 321 Primeira parede de célula322 Segunda parede de célula323 Terceira parede de célula324 Furo da parede de célula330 Viga celular 331 Primeira viga celular 332 Segunda viga celular333 Terceira viga celular334 Viga celular cilíndrica335 Viga celular quadrada336 Viga celular de formato em X

Melhor Modo de se Implementar a Invenção

[0054] Serão a seguir descritas mais detalhadamente idéias técnicas da presente invenção fazendo-se referência aos desenhos apensos.

[0055] No entanto, os desenhos apensos constituemsomente um exemplo mostrado para explicar mais detalhadamente a idéia técnica da presente invenção, e, portanto, a idéia técnica da presente invenção não é limitada aos desenhos apensos.

[0056] Uma configuração e um formato de um tanque de pressão tendo uma estrutura de treliça de acordo com uma modalidade exemplar da presente invenção serão descritos com referência à Figura 2.

[0057] Um tanque de pressão 10 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção inclui um corpo de tanque prismático 50 que tem um fluido sob alta pressão contido em seu interior e estruturas celulares 1000 que tem uma estrutura de treliça interna de sustentação de carga que são dispostos no interior do corpo de tanque prismático 50, são fabricados em uma forma de treliça, estendem-se de uma parede lateral do corpo de tanque 50 à outra parede lateral sua voltada à primeira e são regularmente dispostas ortogonalmente.

[0058] Uma configuração e um formato de um tanque de pressão tendo uma estrutura de treliça de superfície de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção serão descritos com referência ás Figuras 3 e 4.

[0059] As estruturas celulares 1000 tendo estrutura de treliça interna de sustentação de carga incluem estruturas de treliça de superfície 100 que são fabricadas para ter um formato em que as paredes de células 120 chatas se interceptam entre si para sustentar uma carga de pressão.

[0060] Quando se refere a uma única unidade em que uma parte de interseção 114 está posicionada em uma porção central de paralelepípedo retangular tendo cada face dela cujos comprimentos são determinados como a1, a2 e a3, como unidades de treliça de superfície 110, as estruturas de treliças de superfície 100 podem ser consideradas que as unidades de treliça de superfície 110 são formadas repetidamente (veja Figura 3).

[0061] Portanto, o formato total das estruturas de treliça de superfície 100 pode ser derivado da descrição do formato das unidades de treliça de superfície 110.

[0062] Mais detalhadamente, as estruturas de treliça de superfície 100 incluem uma multiplicidade de primeiras paredes de células 121 que são formadas em paralelo com um plano X-Y, uma multiplicidade de segundas paredes de células 122 que são formadas em paralelo com um plano Y-Z, e uma multiplicidade de terceiras paredes 123 que são formadas em paralelo com um plano Z-X.

[0063] Além disso, uma extremidade da primeira parede de célula 121 é colocada em contato com, e fixada a, uma parede do corpo de tanque 50 que é formada em paralelo com o plano Y-Z e uma parede interna do tanque de pressão que é formada em paralelo com um plano Z-X, uma extremidade da segunda parede de célula 122 é colocada em contato com a parede do corpo de tanque 50 que é formada em paralelo com um plano X-y e com a parede interna do corpo de tanque 50 que é formada em paralelo com um plano Z-X, e é fixada a elas e a terceira parede de célula 123 é fixada à parede do corpo de tanque 50 que é formada em paralelo com o plano X- Y e à parede interna do corpo de tanque 50 que é formada em paralelo com o plano Y-Z.

[0064] Além disso, cada uma das tres paredes, a primeira parede de célula 121, a segunda parede de célula 122 e a terceira parede de célula 123 são formadas regularmente a uma distância predeterminada e as estruturas de treliça de superfície 100 incluem uma multiplicidade de partes de interseção 114 que são pontos de interseção, nos quais a primeira parede de célula 121, a segunda parede de célula 122, e a terceira parede de célula 123 se encontram.

[0065] Além disso, as paredes de célula que são dotadas com uma multiplicidade de furos (não mostrados) podem ser fabricadas para produzirem uma comunicação por fluido entre as diferentes células.

[0066] Uma configuração e um formato de um tanque de pressão que tem uma estrutura de vigas de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção serão descritos com referência às Figuras 5 e 6.

[0067] No tanque de pressão 10 tendo uma estrutura de treliça de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção, as estruturas celulares 1000 incluem estruturas de vigas 200.

[0068] As estruturas de vigas 200 se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque 50 até a outra parede lateral sua voltada à primeira e são regularmente dispostas ortogonalmente.

[0069] Mais detalhadamente, as estruturas de vigas 200 incluem uma multiplicidade de estruturas de vigas no eixo de X 211 que são formadas em uma direção no eixo X, uma multiplicidade de estruturas de vigas no eixo de Y 212 que são formadas em uma direção no eixo de Y, e uma multiplicidade de estruturas de vigas no eixo de Z 213 que são formadas em uma direção no eixo Z.

[0070] Além disso, as duas extremidades da estrutura de viga no eixo de X 211 são fixadas à parede do tanque de pressão 10 que é formada em paralelo com o plano Y-Z, as duas extremidades da estrutura de viga no eixo de Y 212 são fixadas à parede do tanque de pressão 10 que é formado em paralelo com o plano Z-X, e as duas extremidades da estrutura de viga no eixo de Z 213 são fixadas à parede do tanque de pressão 10 que é formada em paralelo com o plano X-Y.

[0071] Além disso, cada uma das estruturas de vigas, a estrutura de viga no eixo de X 211, a estrutura de viga no eixo de Y 212, e a estrutura de viga no eixo de Z 213, é formada regularmente a uma distância predeterminada e as estruturas de vigas 200 incluem uma multiplicidade de partes de interseção 214 que são pontos de interseção nos quais se encontram a estrutura de viga no eixo de X 211, a estrutura de viga no eixo de Y 212, e a estrutura de viga no eixo de Z 213.

[0072] Quando se refere a uma única unidade em que a parte de interseção 214 está posicionada em uma porção central de paralelepípedo retangular, sendo cada face deles cujos comprimentos são determinados como sendo a1, a2 e a3 como unidades de treliça de vigas 210, as estruturas de vigas 200 podem ser consideradas que as unidades de treliça de vigas 210 são repetidamente formadas (veja Figura 5).

[0073] Portanto, o formato total das estruturas de vigas 200 pode ser derivado da descrição do formato das unidades de treliça de vigas 210.

[0074] A Figura 6 mostra a unidade de treliça de vigas 210 que consiste em uma unidade das estruturas de vigas 200 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção.

[0075] A unidade de treliça de vigas 210 pode ser fabricada em forma de uma estrutura de viga quadrangular 220 que tem uma seção retangular e é fabricada para ter uma estrutura em que as partes de interseção 214 se encontram (veja Figura 6A).

[0076] A unidade de treliça de viga 210 pode ser fabricada em forma de uma estrutura de viga circular 230 cuja seção é formada tendo um formato circular (veja Figura 6B).

[0077] Nesta configuração, a estrutura de viga circular 230 é configurada para incluir uma estrutura de viga circular no eixo de X 231, uma estrutura de viga circular no eixo de Y 232, e uma estrutura de viga circular no eixo de Z 233, sendo que o diâmetro da estrutura de viga no eixo de Z 233 pode ser fabricada para ser maior do que o das estrutura de viga circular no eixo de X 231 ou a estrutura de viga circular no eixo de Y 232 para sustentar mais firmemente a força aplicada no eixo de Z.

[0078] Na Figura 6B, embora o diâmetro da estrutura de viga circular no eixo de Z 233 seja fabricado para ser maior do que os da estrutura de viga circular no eixo de X 231 e da estrutura de viga circular no eixo de Y 232, a modalidade exemplar da presente invenção não é limitada a um único eixo, mas pode ser fabricada fazendo com que os tamanhos de cada uma das estruturas de vigas no eixo de X, de Y e de Z 231, 232, e 233 sejam diferentes.

[0079] A unidade de treliça de viga 210 inclui um nodo de estrutura de viga combinada 241 em que a parte de interseção 214 é fabricada para ter um formato oco e pode ser fabricada em forma de uma estrutura de viga combinada 240 por inserção de uma viga 242 no nodo de estrutura de viga combinada 241 (veja a Figura 6C).

[0080] A unidade de treliça de vigas 210 pode ser fabricada em forma de uma estrutura de viga desencontrada 250 que tem uma parte de interseção 214 formada em uma estrutura alternante e que é fabricada em forma de uma estrutura desencontrada em que porções laterais de cada viga se encontram (veja Figura 6D).

[0081] A unidade de treliça de vigas 210 pode ser fabricada em forma de uma estrutura de viga celular em X 290 que tem uma seção de formato em X e é fabricada, possivelmente pré-fabricada para ter uma estrutura em que as partes de interseção 214 se encontram (Figura 6E).

[0082] Uma configuração e um formato de um corpo de tanque 50 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção serão descritos com referência à Figura 7.

[0083] O corpo de tanque 50 pode ter uma estrutura dupla que inclui uma parede interna 20 e uma parede externa 30.

[0084] Mais detalhadamente, o corpo de tanque 50 inclui a parede interna 20 que entra em contato com as estruturas de vigas 200 e a parede externa 30 que é posicionada a uma distância predeterminada da parede interna 20.

[0085] Além disso, o corpo de tanque 50 inclui uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com-parede 22 que são posicionadas entre as estruturas de vigas 200 que entram em contato com a parede interna 20, entram em contato com a face interna da parede interna 20, tem dois lados entrando em contato com as estruturas de vigas 200 e são formadas de modo tal, que uma face oposta que entra em contato com a parede interna 20 tem uma curvatura predeterminada.

[0086] As braçadeiras viga-com-parede 22 são montadas para dispersar a força externa aplicada à parede do corpo de tanque 50. Neste caso, como as extremidades das estruturas de vigas 200 podem entrar em contato com a parede interna 20 para concentrar as tensões, as braçadeiras viga-com-parede montadas 22 são para dispersar a força aplicada ao exterior (veja Figura 7).

[0087] O tanque de pressão pode ainda incluir, uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com-viga 24 que são soldadas em uma parte de interseção das vigas e têm uma curvatura predeterminada.

[0088] Portanto, as extremidades das estruturas de vigas 200 são ligadas nos pontos de interseção nos quais as braçadeiras viga-com-parede 22 se encontram, de modo tal, que a força é transferida das estruturas de vigas 200 às braçadeiras viga-com-parede 22.

[0089] Além disso, quando as extremidades das estruturas de vigas 200 são ligadas aos pontos de interseção das braçadeiras viga-com-parede 22, as braçadeiras de estruturas de vigas são formadas nas estruturas de vigas 200 de modo tal, que as extremidades das estruturas de vigas 200 e as braçadeiras viga-com-parede 22 podem ser facilmente conectadas entre si (veja vista ampliada da Figura 7).

[0090] A força é transferida à parede interna 20 ou à parede externa 30 do tanque de pressão 10 das estruturas de vigas 200 e os elementos enrijecedores de parede 21 são adicionalmente dispostos na parede interna 20 ou na parede externa 30. Quando os elementos enrijecedores de parede 21 são dispostos na face interna ou na face externa da parede interna 20, os elementos enrijecedores de parede 21 são, de preferência, posicionados em forma de uma treliça entre as braçadeiras de viga-com-parede 22.

[0091] Neste caso, os elementos enrijecedores de parede 21 são, de preferência, fabricados para ter flanges para proporcionar uma resistência suficiente contra deformação (distorção).

[0092] Além disso, as estruturas de vigas 200 são formadas de modo tal, que um comprimento até as partes de interseção 214 a partir de porções nas quais as estruturas de vigas 200 entram em contato com uma face interna da parede interna 20 é maior.

[0093] As Figuras 8 e 9 ilustram uma vista em planta parcial e uma vista em perspectiva parcial do tanque de pressão 10 configurado tendo estruturas de vigas do tipo em H 260 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção.

[0094] O tanque de pressão 10 configurado tendo estruturas de vigas do tipo em H 260 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção inclui um corpo de tanque 50 que tem um fluido sob alta pressão contido em seu interior e é fabricado para ter um formato prismático; e a multiplicidade de estruturas de vigas do tipo em H 260 que são dispostas em um corpo de tanque 50 prismático é fabricada tendo um formato de treliça, se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque 50 até a outra parede lateral sua voltada à primeira, são regularmente dispostas ortogonalmente e têm uma seção do tipo em I ou do tipo em H.

[0095] Mais detalhadamente, as estruturas de vigas do tipo em H 260 incluem uma multiplicidade de estruturas do tipo em H no eixo de X 261 formadas em uma direção no eixo de X, uma multiplicidade de estruturas do tipo em H no eixo de Y formadas em uma direção no eixo de Y, e uma multiplicidade de estruturas do tipo em H no eixo X 263 formadas na direção do eixo de Z.

[0096] Além disso, as estruturas de vigas do tipo em H 260 são densamente posicionadas.

[0097] As estruturas de vigas do tipo em ah 260 são alternadamente formadas sem pontos de interseção, conforme já citado em relação às estruturas de vigas desencontradas 250.

[0098] Descrevendo mais detalhadamente, quando os lados das estruturas de vigas do tipo em H do eixo de x 261 entram em contato com as estruturas de vigas do tipo em H do eixo de Y 262, os outros lados das estruturas de vigas do tipo em H no eixo de X 261 continuamente entram em contato com as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Y 262.

[0099] Embora o exposto acima descreva, por exemplo, as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de X 261 e as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Y 262, as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Y 262 e as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Z 263, e as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de X 261 e as estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Z 263 são densamente posicionadas para ter a mesma configuração.

[00100] Além disso, as extremidades das estruturas de vigas do tipo em H 260 são dotadas com uma placa de cobertura de parede externa 270 para formar a parede externa 30 do tanque de pressão e porções centrais 261 das estruturas de vigas do tipo em H 260 tendo porções laterais que entram em contato com a parede externa 30 se estendem verticalmente para formar a parede interna 20 do tanque de pressão 10.

[00101] Descrevendo mais detalhadamente, quando as porções laterais das estruturas de vigas do tipo em H no eixo de Y 262 entram em contato com a face interna da placa de cobertura da parede externa 270 e as extremidades das estruturas de vigas do tipo em H no eixo de X 261 entram em contato com a face interna da placa de cobertura da parede externa 270 com base na placa de cobertura de parede externa 270 que são formadas em paralelo com o plano Y-Z, a placa de cobertura de parede interno 280 forma a parede interna prolongando verticalmente a porção central 264 da estrutura de viga do tipo em H no eixo de X 261.

[00102] Embora o exposto acima descreva o modo como se forma a placa de cobertura de parede interna 280, com base na parede externa 30 formada em paralelo com o plano Y-Z, a parede externa 30 e a parede interna 20 formada em paralelo com o plano X-Y e o plano Z-X são formadas do mesmo modo.

[00103] Como o tanque de pressão 10 tem uma estrutura de treliça de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção, as estruturas celulares 1000 incluem as estruturas de superfície de viga 300.

[00104] As estruturas de superfície de viga 300 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção serão descritas com referência à Figura 10.

[00105] As estruturas de superfície de viga 300 são configuradas para incluir paredes de células chatas 320 que se estendem de uma parede lateral do tanque de pressão 10 ao outra parede lateral sua voltada à primeira e são regularmente dispostas ortogonalmente e se interceptam e vigas celulares 330 posicionadas em pontos em que as paredes de células 320 se interceptam.

[00106] As vigas celulares 330 são fabricadas em forma de vigas celulares do tipo ramificado 334, 335, e 336.

[00107] Descrevendo mais detalhadamente, as vigas celulares do tipo ramificado 334, 335 e 336 incluem vigas que se estendem em uma estrutura tridimensional em sistema de coordenadas ortogonais (X, Y e Z). Em outras palavras, as vigas celulares 330 incluem uma multiplicidade de primeiras vigas celulares 331 formadas em uma direção no eixo de X, uma multiplicidade de segundas vigas celulares 332 formadas em uma direção no eixo de Y e uma multiplicidade de terceiras vigas celulares 333 formadas em uma direção no eixo de Z.

[00108] Além disso, as duas extremidades das primeiras vigas celulares 331 são colocadas em contato com a parede do tanque de pressão 10 formada em paralelo com o plano Y-z, e fixadas a ela, as duas extremidades das segundas vigas celulares 332 entram em contato com a parede do tanque de pressão 10 formada em paralelo com o plano Z-X, as duas extremidades das terceiras vigas celulares 333 entram em contato com a parede do tanque de pressão 10 formada em paralelo com o plano X-Y.

[00109] Além disso, cada uma das primeiras vigas celulares 331, das segundas vigas celulares 332 e das terceiras vigas celulares 333 é formada regularmente a uma distância predeterminada e as vigas celulares 330 incluem uma multiplicidade de partes de interseção 334 que são os pontos de interseção nos quais os eixos das primeiras células 331, os eixos das segundas células 332 e os eixos das terceiras células 333 se encontram.

[00110] Além disso, as paredes de célula 320 incluem uma primeira multiplicidade de superfícies de primeiras células 321 que são formadas o plano X-Y no qual as primeiras vigas celulares 331 e as segundas vigas celulares 332 se interceptam e entram em contato com as primeiras vigas celulares 331 e as segundas vigas celulares 332, uma multiplicidade de superfícies de segundas células 322 que são formadas no plano Y-X no qual as segundas vigas celulares 332 e as terceiras vigas celulares 333 se interceptam e entram em contato com as segundas vigas celulares 332 e com as terceiras vigas celulares 333, e uma multiplicidade de superfícies de terceiras células 323 que são formadas no plano Z-X no qual as primeiras vigas celulares 331 e as terceiras vigas celulares 333 se interceptam e entram em contato com as primeiras vigas celulares 331 e as terceiras vigas 333.

[00111] Quando se refere à única unidade em que as partes de interseção 334 estão posicionadas a porção central do formato de paralelepípedo retangular tendo cada lado cujo comprimento foi determinado como a1, a2, e a3, como sendo uma unidade de treliça de superfície de vigas 310, as estruturas de superfície de viga 300 podem ser consideradas que a unidade de treliça de superfície de viga 310 é repetidamente formada.

[00112] Portanto, o formato total das estruturas celulares 300 pode ser derivado do formato da unidade de treliça de superfície de viga 310.

[00113] A Figura 11 ilustra a modalidade exemplar das estruturas de superfície de viga 300 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção e mostra a unidade 310 que é a unidade da estrutura de superfície de viga 300.

[00114] As seções das vigas celulares 330 podem ser fabricadas em forma de vigas celulares circulares 334 formadas em um formato circular (veja a Figura 11A).

[00115] As vigas celulares 330 podem ser fabricadas em forma de vigas celulares em formato de losango 335 cujas seções tem um formato de losango e podem ser fabricadas de modo tal que os cantos das vigas celulares de formato em losango 335 entrem em contato com as paredes de célula 320 (veja Figura 12B).

[00116] As vigas celulares 330 podem ser fabricadas em forma de vigas celulares com formato de “X” 336 e podem ser fabricadas de modo tal, que as porções laterais das vigas celulares em X 336 entrem em contato com as paredes de célula 320 (veja Figura 13C).

[00117] As paredes de célula 320 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção serão descritas com referência às Figuras 13 e 14.

[00118] As paredes de célula 320, que são dotadas com furos quadrangulares de parede de célula 324 tendo cantos arredondados, podem ser fabricadas de modo tal, que haja comunicação por fluido entre as diferentes células.

[00119] Além disso, as estruturas de superfície de viga 300 incluem ainda elementos enrijecedores de superfície 23 que se interceptam de modo tal, que sejam regularmente dispostas ortogonalmente nas superfícies de limite dos furos de paredes de célula 324 e entrem em contato com as paredes de célula 320.

[00120] Neste caso, os elementos enrijecedores de superfície 23 são fabricados para terem flanges para uma resistência suficiente contra distorção.

[00121] A Figura 14 mostra uma vista em seção transversal da parede interna e da parede externa do tanque de pressão de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção.

[00122] O corpo de tanque 50 tem uma estrutura dupla configurada pela parede interna 20 e pela parede externa 30.

[00123] Descrevendo mais detalhadamente, o corpo de tanque 50 inclui a parede interna 20 que entra em contato com as estruturas celulares 1000 e a parede externa 30 posicionada a uma distância predeterminada da parede interna 20.

[00124] Além disso, a parede interna 20 e a parede externa 30 podem ser fabricadas, de preferência, de um material que tenha uma propriedade de resistência a pressão e que seja adequado para todas as temperaturas aplicáveis.

[00125] Além disso, a multiplicidade de longarinas 40 tendo um formato de placa é disposta entre a parede interna 20 e a parede externa 30 e as longarinas 40 entram em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponder a porções nas quais as estruturas celulares 100 entram em contato com a parede interna 20 e os demais lados seus entram em contato com uma face interna da parede externa 30.

[00126] No corpo de tanque 50, a multiplicidade de longarinas 40 está disposta a parede interna 20 e a parede externa 30, as superfícies de topo das longarinas 40 entram em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponder a uma porção na qual as estruturas celulares 100 entram em contato com a parede interna 20 e o lado de flanges das longarinas 40 é soldado ao lado das paredes externas 30 (veja Figura 15).

[00127] No corpo de tanque 50, a multiplicidade de longarinas 40 está disposta entre a parede interna 20 e a parede externa 30, as superfícies de topo das longarinas 40 entram em contato com a face externa da parede interna 20 para corresponder a uma porção na qual as estruturas celulares 100 entram em contato com a parede interna 20 e os flanges 41 das longarinas 40 estão soldados à multiplicidade de paredes externas 30 (veja Figura 16).

[00128] Um exemplo do método de soldagem pode incluir soldagem entre extremidades, soldagem em T ou semelhante.

[00129] Isto é, no caso do corpo de tanque 50 tendo uma parede dupla estreita, uma pessoa não pode entrar entre a parede interna 20 e a parede externa 30 devido a um intervalo estreito entre a parede interna 20 e a parede externa 30, de modo que ele não pode executar nenhuma operação. Por este motivo, o topo da longarina 40 pode ser soldada à face externa da parede interna 20, sendo, em seguida, o flange 41 soldado à parede externa 30 na face externa da parede externa 30 para formar a parede externa 30. Um exemplo do método de soldagem pode incluir soldagem entre extremidades, soldagem em T ou semelhante.

[00130] Neste caso, o flange 41 é fabricado de materiais pesados, e conectado, portanto, a uma grande proximidade da parede externa 30.

[00131] Além disso, a parede interna 20 ou a parede externa 30 é dotada com elementos enrijecedores de parede 21, de modo que o elemento enrijecedor de parede 21 está posicionado na face interna ou na face externa da parede interna 20.

[00132] Neste caso, os elementos enrijecedores de parede 21 são fabricados, de preferência, para ter flanges que conferem uma resistência suficiente contra deformação (veja Figura 14).

[00133] Além disso, pelo menos um sensor de gás (não mostrado) que pode captar a presença de gás está posicionado entre a parede interna 20 e a parede externa 30 para detectar imediatamente e alertar contra um vazamento de fluido devido a fissuras que ocorrem na parede interna 20.

[00134] Além disso, a face externa da parede externa 30 é dotada com uma camada isolante térmica para impedir que o calor interno do tanque de pressão 10 seja descarregado para o exterior.

[00135] Além disso, o tanque de pressão é construído fabricando-se previamente as estruturas nas quais seja formada uma superfície de parede da parede interna 20 e da parede externa 30 ou uma combinação de uma multiplicidade de superfícies de suas paredes.

[00136] Além disso, o tanque de pressão é estruturalmente enrijecido e tem um desempenho de isolamento térmico melhorado, enchendo-se com concreto ou com materiais isolantes térmicos o espaço entre a parede interna 20 e a parede externa 30.

[00137] Neste caso, o material compósito isolante térmico pode ser constituído por plásticos reforçados com fibra de vidro (FRP), composto polimérico ou semelhante.

[00138] Além disso, as estruturas celulares 1000 têm uma estrutura repetida para completar a estrutura celular singular 100 completada sendo combinadas entre si em um local de construção fabricando-se previamente e construindo-se pelo menos duas peças.

[00139] O formato hexagonal básico pode ser modificado em formatos prismáticos mais gerais sendo mantido ao mesmo tempo o princípio de uma malha interna ortogonal de sustentação de carga. O caso mais típico será o de se chanfrar os cantos do hexágono com planos consistentes com a grade de treliça interna; tais planos terão tipicamente um ângulo de 45 graus em relação aos planos hexagonais. Um motivo importante para a introdução de cantos chanfrados consiste na capacidade de se satisfazer restrições geométricas externas tais como o formato interno de um porão em um navio. Uma outra razão, e esta se aplica principalmente a tanques de porte muito grande, consiste na redução de deformações e flexões locais nas regiões dos cantos explorando-se a rigidez no plano elevada nas placas de câmara. Em alguns casos pode se considerar zonas chanfradas curvadas, embora elas venham a ter uma rigidez no plano menor (veja Figuras 18, 19).

[00140] Portanto, o tanque de pressão 10 de acordo com a modalidade exemplar da presente invenção constitui um novo tipo de tanque de alta pressão e baixa temperatura tendo um formato prismático. Isto é, o tanque de pressão com vigas em treliça 10 pode suportar a alta pressão de um fluido e a alteração de temperatura, estendendo-se o tamanho do tanque de pressão em qualquer dimensão.

[00141] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem usar eficientemente o espaço ambiente fabricando-se o tanque com uma elevada eficiência volumétrica, isto é, fabricando o tanque com um formato principalmente prismático.

[00142] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem impedir o fluido de vazar, montando sensores de gás entre a parede externa 30 e a parede interna 20 do tanque de pressão tendo uma estrutura de parede dupla. A parede externa pode também ser projetada em forma de uma barreira secundária completa para ser capaz de suportar uma pressão significativa no caso de vazamento através da parede interna.

[00143] Além disso, as modalidades exemplares da presente invenção podem reduzir o fenômeno de agitação do fluido devido ao movimento do fluido interno montando-se a estrutura celular em forma de treliça 100 no corpo de tanque 50 e dispersando a força aplicada na parede externa 20 e na parede interna 30 do corpo de tanque 50.

Claims (26)

1. Tanque de pressão tendo uma estrutura de treliça, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende:um corpo de tanque (50) que tem um fluido sob alta pressão acomodado em seu interior e é fabricado para ter um formato prismático; eestruturas celulares (1000), que são dispostas no corpo de tanque (50), são fabricadas com um formato de treliça, se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque (50) até a outra parede lateral do mesmo voltada à primeira, e são regularmente dispostas ortogonalmente,em que a estrutura celular (1000) inclui estruturas de viga (200) que se estendem de uma parede lateral do corpo de tanque (50) para a outra parede lateral do mesmo voltada para à primeira e são organizadas ortogonalmente regularmente,as estruturas de vigas (200) são fabricadas em estruturas de vigas do tipo ramificado (220, 230, 240, 290), incluem vigas que se estendem de uma parte de interseção (214) como centro em uma estrutura tridimensional (X, Y e Z) de sistema de coordenadas ortogonais, eo tanque de pressão não tem lóbulos do lado de fora da estrutura celular.

2. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada viga da estrutura de viga (220) tem uma seção transversal retangular.

3. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada viga da estrutura de viga (290) tem uma seção transversal em forma de X.

4. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que cada viga da estrutura de viga (230) tem uma seção transversal circular e um diâmetro de uma seção transversal de uma estrutura de viga (233) no eixo Z é maior do que os das seções das estruturas de vigas (231 e 232) no eixo X e no eixo Y.

5. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de viga (240) inclui um nodo de estrutura de viga combinada (241) que é fabricado em um formato oco do tipo ramificado baseado em um ponto original, a estrutura de viga combinada (240) sendo formada pela inserção e solda de uma viga (242) no nodo de estrutura de viga combinada (241).

6. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com-parede (22) que são soldadas em uma parte de interseção da estrutura de viga (200) e o lado interno da parede interna (20), e uma multiplicidade de braçadeiras de viga-com-viga (24) que são soldadas em uma parte de interseção das vigas, em que o corpo de tanque (50) inclui uma parede interna (20) que entra em contato com as estruturas de viga (200) e uma parede externa (30) posicionada a uma distância predeterminada da parede interna.

7. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas de vigas (200) são formadas de modo que um comprimento a partir de porções nas quais as estruturas de viga (200) entram em contato com um lado interno da parede interna (20) até as partes de interseção (214) é maior do que os comprimentos unitários da treliça interna.

8. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a multiplicidade de longarinas (40) tendo um formato de placa são dispostas entre a parede interna (20) e a parede externa (30), as longarinas (40) entram em contato com uma face externa da parede interna (20) para corresponder a porções nas quais as braçadeiras de viga-com-parede (22) entram em contato com a parede interna (20) e os outros lados seus entram em contato com uma face interna da parede externa (30).

9. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a multiplicidade de longarinas (40) são dispostas entre a parede interna (20) e a parede externa (30), as superfícies de topo das longarinas (40) entram em contato com um lado externo da parede interna (20) para corresponder a uma porção em que um elemento enrijecedor de parede (21) entra em contato com a parede interna (20), e flanges (41) das longarinas (40) são soldados às paredes externas (30).

10. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas de viga são estruturas de superfície de viga (300) tendo paredes de células chatas (320) que se estendem a partir de uma parede lateral do corpo de tanque (50) até a outra parede lateral do mesmo voltada à primeira e são regularmente dispostas ortogonalmente para se interceptarem entre si, e vigas celulares (330) que são posicionadas em um ponto em que as paredes de células (320) se interceptam entre si.

11. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as paredes de células (320) são dotadas com furos quadrangulares das paredes de célula (324), sendo os cantos destes furos arredondados.

12. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: elementos enrijecedores de superfície (23) que entram em contato com superfícies de topo ou com superfícies inferiores das paredes de células (320) e são regularmente dispostas ortogonalmente em superfícies de limite dos furos de paredes de célula (324) para se interceptarem entre si e os elementos de enrijecimento de superfície (23) tem flanges.

13. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que as vigas celulares (330) são vigas celulares do tipo ramificado (334, 335, 336), em que as vigas celulares do tipo ramificado (334, 335, 336) incluem vigas que se estendem em uma estrutura tridimensional (X, Y e Z) de sistema de coordenadas ortogonais.

14. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que as vigas celulares (330) são vigas celulares circulares (334), cada uma tendo seções circulares, vigas celulares em formato de losango (334), cada uma tendo seções em forma de losango, e cantos das vigas celulares em formato de losango (335) entram em contato com as paredes de célula (320), ou vigas celulares em X (336), cada uma delas tendo seções transversais em forma de X e porções laterais das vigas celulares em X (336) entram em contato com as paredes de célula (320).

15. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de tanque (50) inclui uma parede interna (20) que entra em contato com as estruturas celulares (1000) e uma parede externa (30) posicionada a uma distância predeterminada da parede interna (20),pelo menos um de um lado interno da parede interna (20), um lado externo da parede interna (20), um lado interno da parede externa (30) e um lado externo da parede externa (30), é fornecido com o elemento enrijecedor de parede (21) que tem um formato de treliça, o elemento enrijecedor de parede (21) é uma longarina com flanges e tem uma superfície superior ligada à parede interna (20) ou à parede externa (30).

16. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que uma multiplicidade de longarinas (40) tendo um formato de placa são dispostas entre a parede interna (20) e a parede externa (30), as longarinas (40) entram em contato com o lado externo da parede interna (20) para corresponder a porções em que as estruturas celulares (1000) entram em contato com a parede interna (20) e os outros lados das mesmas entram em contato com o lado interno da parede externa (30).

17. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a multiplicidade de longarinas (40) com flanges (41) são dispostas entre a parede interna (20) e a parede externa (30), as superfícies de topo das longarinas (40) entram em contato com o lado externo da parede interna (20) para corresponder a uma porção em que as estruturas celulares (1000) entram em contato com a parede interna (20) e flanges (41) das longarinas (40) são soldados à multiplicidade de paredes externas (30).

18. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação15, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: sensores de gás que captam a presença de gás entre a parede interna (20) e a parede externa (30).

19. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação15, CARACTERIZADO pelo fato de que é construído por estruturas tendo pelo menos uma superfície de parede da parede interna (20) e da parede externa (30).

20. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação15, CARACTERIZADO pelo fato de que é estruturalmente enrijecido e tem um desempenho de isolante térmico melhorado por concreto ou com materiais isolantes térmicos, enchendo-se o espaço entre a parede interna (20) e a parede externa (30).

21. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas celulares (1000) compreendem pelo menos duas peças tendo uma característica de uma estrutura repetida e combinando-as uma com a outra.

22. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas celulares (1000) têm unidades de treliça mais longas na proximidade das paredes do que em outras unidades.

23. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o corpo de tanque (50) é fornecido tendo cantos chanfrados retos ou curvos (51, 52).

24. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas celulares (1000) incluem estruturas de treliça de superfície (100) tendo uma forma na qual as paredes de células chatas (120) se interceptam para suportar carga de pressão, eas paredes de células chatas (120) são fornecidas com uma pluralidade de furos para mover livremente um fluido entre células.

25. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 15, CARACTERIZADO pelo fato de que as estruturas de viga (200) incluem uma multiplicidade de estruturas de viga do tipo em H (260) que se estendem a partir de uma parede lateral do corpo de tanque para a outra parede lateral do mesmo voltada à primeira, são regularmente dispostas ortogonalmente e tem seções do tipo em I ou do tipo em H.

26. Tanque de pressão, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que as extremidades das estruturas de viga (260) do tipo em H são fornecidas com uma placa de cobertura de parede externa (270) para formar a parede externa (30) do tanque de pressão e porções centrais (261) das estruturas de viga do tipo em H (260) tendo porções laterais que entram em contato com a parede externa (30) se estendem verticalmente para formar a parede interna (20) do tanque de pressão (10), a parede interna (20) e a parede externa (30) sendo feitas de um material que tem uma propriedade resistente a pressão e sendo adequado para as temperaturas operacionais aplicáveis.

Images