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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen dichten und thermisch isolierenden Tank, insbesondere zur
Lagerung von Flüssiggas,
beispielsweise verflüssigtes
Erdgas mit hohem Methangehalt, bei einer Temperatur von –160°C, wobei
der Tank in die Tragstruktur eines Schiffs, insbesondere in den Rumpf
eines Überseetankers
für Flüssiggas,
integriert ist.
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Aus der
FR 2781557 B1 ist ein derartiger dichter
und thermisch isolierender Tank, der in die Tragstrkktur, insbesondere
eines Schiffs, integriert ist, bekannt. Der Tank hat die Form eines
Polyeders, insbesondere eines unregelmäßigen Oktaeders, dessen Tankwinkel
im allgemeinen eine Öffnung
von 90° oder
135° aufweisen.
Der Tank weist zwei aufeinanderfolgende Dichtungsspenschichten auf,
nämlich
eine primäre,
die mit dem in dem Tank enthaltenen Produkt in Kontakt ist, während die
andere, sekundäre
zwischen der primären
Sperrschicht und der Tragstruktur angeordnet ist. Die beiden Dichtungsspenschichten
wechseln mit zwei thermisch isolierenden Spenschichten ab. Gemäß dieser
Anmeldung besteht die primäre
Dichtungssperrschicht aus dünnen
Metallblechen, insbesondere im wesentlichen planaren Invar-Blechbahnen,
die an ihren erhabenen Längsrändern mechanisch
an der primären
isolierenden Spenschicht gehalten sind.
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Die sekundären Spenschichtung und die
primäre
isolierende Spenschicht sind im wesentlichen aus einer Gruppe von
vorgefertigten Tafeln gebildet, die an der Tragstruktur ohne Kleben
mechanisch befestigt sind, wobei jede Tafel aufeinanderfolgend aufweist:
eine erste starre Platte, die den Boden der Tafel bildet, eine erste
Schicht thermisch isolierenden Materials, die von der Bodenplatte
getragen wird und mit dieser ein sekundäres isolierendes Sperrschichtelement
bildet, eine zweite thermisch isolierende Schicht, welche die erste
Schicht teilweise bedeckt, und eine zweite thermisch isolierende
Schicht bedeckt, welche mit der zweiten Platte ein primäres isolierendes
Sperrschichtelement bildet.
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Nach der genannten Patentanmeldung
sind die Verbindungszonen zwischen den primären isolierenden Sperrschichtelementen
zweier benachbarter Tafeln mit isolierenden Füllstücken gefüllt, die jeweils aus einer
thermisch isolierenden Schicht bestehen, die von einer starren Platte
bedeckt ist, wobei die starren Platten der isolierenden Füllstücke und
die zweiten starren Platten der Tafeln eine im wesentlichen durchgehende
Wand bilden, die in der Lage ist, die primäre Dichtungssperre zu tragen,
wobei die Verbindungszonen zwischen den Elementen der sekundären isolierenden
Sperrschicht mit Verbindungsstücken
aus Isoliermaterial gefüllt
ist.
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Aus dem französischen Patent 2 683 786 ist ferner
eine sekundäre
isolierende Sperrschicht bekannt, die aus mehreren Kästen besteht,
welche jeweils eine quaderförmige
Wanne aus Sperrholz bilden, die im Inneren mit längs- und querverlaufenden Trennwänden versehen
und mit einem als Perlit bekannten wärmedämmenden Partikelmaterial gefüllt ist.
Jedoch weisen diese isolierenden Sperrschichten eine komplizierte
Struktur und hohe Herstellungskosten auf.
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Zur Herstellung der thermisch isolierenden Schichten
ist es bekannt, Schaumstoff, insbesondere aus Polyurethan, der beispielsweise
eine Dichte von ungefähr
105 kg/m3 hat, oder durch beispielsweise Glasfasern
verstärkten
Schaumstoff zu verwenden, der eine Dichte von beispielsweise ungefähr 120 kg/m3 aufweist. Die Verwendung der genannten
vorgefertigten Tafeln verringert die Zeit und die Kosten der Herstellung
eines Tanks erheblich.
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Es ist bekannt, daß bei der
Verschiebung eines Schiffs im Seegang die Verformung des Rumpfs an
den primären
und sekundären
Dichtungsspenschichten erhebliche Traktionskräfte erzeugt, die sich zu den
durch das Tiefkühlen
des Tanks in diesen Dichtungsspenschichten erzeugten Traktionskräften hinzu
addieren. Wie bekannt, bewirken durch die aufragenden Längsränder von
Metallplanken aus Invar gebildete Ausgleichseinrichtungen eine begrenzte Streckung
der primären
Dichtungssperrschicht in Querrichtung, etwa in der Größenordnung
von 0,3 bis 0,6 mm pro Meter, um so die Traktionsbelastungen durch
das Tiefkühlen
des Tanks elastisch einzugrenzen und die entsprechende Kontraktion
der Metallplanken zu kompensieren.
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Wenn jedoch thermisch isolierende
Schichten aus Schaumstoff verwendet werden, neigen sie durch ihre
Kompressibilität
dazu, sich zu komprimieren und sich in erheblichem Maße senkrecht
in Richtung der Wände
der Tragstruktur unter Einwirkung des statischen Drucks des Tankinhalts
und des dynamischen Drucks zurückzuziehen,
der von den Wänden
des Tanks durch die Bewegung der Flüssigkeit beim Transport erzeugt
wird; wobei die Bewegungen wiederum auf das Rollen und Schlingern
des Schiffs zurückzuführen ist.
Eine derartige Kompression und ein derartiges Zurückziehen
trägt ebenfalls
zur Erzeugung von Traktionskräften
in der primären
Dichtungssperrschicht bei, und zwar insbesondere in Querrichtung
der Metallplanken, und insbesondere in der Nähe der Längskanten des Tanks. Es ist
bekannt, die primäre
Dichtungssperrschicht unter Verwendung von Stahlblechelementen,
die längs-
und querverlaufende Rippen aufweisen, herzustellen, wobei die Elemente
an ihren Rändern
miteinander verschweißt sind,
um eine geprägte
Fläche
zu bilden. Die Rippen einer derartigen Fläche können sich öffnen, um eine Dehnung der
primären
Dichtungssperrschicht zu ermöglchen.
Diese Elemente weisen jedoch erhebliche Wärmeausdehnungs- und -kontraktionsbewegungen auf.
Werden im Gegensatz dazu im wesentlichen planare Planken aus Invar-Blech
mit aufragenden Längsrändern in
Verbindung mit einer komprimierbaren thermisch isolierenden Schicht
verwendet, haben die Wärmekontraktionsbewegungen
eine erheblich geringere Amplitude, jedoch besteht die Gefahr, daß die primäre Dichtungssperrschicht
unter dem Zusammendrücken
und dem Zurückziehen
der Isolierschicht leidet, da diese Bewegungen transversale Traktionskräfte auf
die Dichtungssperrschicht ausüben,
deren Ausgleichseinrichtungen an den erhabenen Rändern möglicherweise unzureichend sind,
um eine entsprechende Dehnung zu ermöglichen.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung
einen Tank zu schaffen, dessen Wände
die genannten vorgefertigte Tafeln aufweisen, wobei die genannten
Nachteile jedoch überwunden
sind.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den
Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Erfindung sieht einen dichten
und thermisch isolierenden Tank vor, der in der Tragstruktur, insbesondere
eines Schiffs, integriert ist, wobei die Tragstruktur mehrere im
wesentlichen planare, an ihren Längsrändern benachbarte,
einen polygonalen Querschnitt bildende Flächen aufweist, wobei jedes Paar
in Längsrichtung
benachbarter Flächen
einen Dieder, also eine im wesentlichen V-förmige zweiflächige Struktur,
bildet, wobei der Tank zwei aufeinanderfolgende Dichtungssperrschichten
aufweist, von denen die primäre
in Kontakt mit dem im Tank enthaltenen Produkt steht, während die
sekundäre
Dichtungssperrschicht zwischen der primären Dichtungssperrschicht und
der Trag struktur angeordnet ist, wobei eine primäre thermisch isolierende Schicht
zwischen den beiden Dichtungssperrschichten und einer sekundären thermisch
isolierenden Schicht angeordnet ist, die zwischen der sekundären Dichtungssperrschicht
und der Tragstruktur vorgesehen ist, wobei die sekundären isolierenden
Sperrschichten und die sekundären
Dichtungssperrschichten sowie die primäre isolierende Schicht im wesentlichen
aus einer Gruppe von Wandelementen gebildet sind, die auf der Tragstruktur
liegend über
im wesentlichen deren gesamte Innenfläche vorgesehen sind, wobei
die Wandelemente teilweise in Richtung ihrer Dicke verformbar sind
und die Wandelemente in der Lage sind, die primäre Dichtungssperrschicht zu
stützen
und zu halten, wobei die primäre
Dichtungssperrschicht im wesentlichen ebene durchgehende Metallplanken aus
dünnem
Blech mit geringem Dehnungskoeffizienten aufweist, deren Längsränder in
das Innere des Tanks hinein ragen, wobei jede Metallplanke dicht
mit wenigstens einer in Längsrichtung
benachbarten Metallplanke verbunden ist, wobei die benachbarten aufragenden
Ränder
der Metallplanken an die beiden Seiten eines Schweißträgers angeschweißt sind,
der mechanisch an den Wandelementen gehalten ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die
primäre Dichtungssperrschicht
auf beiden Seiten der Längskante
wenigstens eines der Dieder eine längsgerichtete Reihe von gewellten
Winkelmetallplanken aufweist, wobei jede Winkelmetallplanke einen
ersten Längsrand
aufweist, welcher der Kante des Dieders gegenüberliegt, in das Innere des
Tanks ragt und an eine Fläche
eines mechanisch an den Wandelementen gehaltenen Schweißträgers angeschweißt ist, wobei
der Längsrand
einer der Winkelmetallplanke in Längsrichtung benachbarten Metallplanke
an der anderen Fläche
des Schweißträgers angeschweißt ist, wobei
jede Winkelmetallplanke wenigstens eine Welle zwischen ihren beiden
Längsrändern aufweist,
so daß sie
sich in Querrichtung verformen kann, um elastisch den eventuellen
Verformungen der Wandelemente zu folgen, welche die primäre Dichtungssperrschicht
tragen, wobei die Verformungen durch den statischen oder dynamischen
Druck des in dem Tank enthaltenen Produkts und/oder die Wärmekontraktion
bewirkt werden können.
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Vorzugsweise weist jede Winkelmetallplanke mehrere,
vorzugsweise drei, Wellen von im wesentlichen gleicher oder gleicher
Höhe auf.
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Vorteilhafterweise weist die primäre Dichtungssperrschicht
an der Kante des Dieders ein metallisches Winkelprofil auf, dessen
Winkel im wesentlichen gleich dem Winkel des Dieders ist, wobei
jede Winkelmetallplanke mit ihrem zweiten Längsrand an dem metallischen
Winkelprofil angeschweißt
ist.
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Vorzugsweise weisen die Wandelemente
auf ihrer der Tragstruktur abgewandten Seite Stützplatten auf, die eine im
wesentlichen durchgehende Wand bilden; jeder Schenkel des Winkelprofils
ist an wenigstens einer der Stützplatten
mit mindestens einer Befestigungsschraube angebracht, die durch
ein Langloch in dem Schenkel geführt
und in der Stützplatte
angebracht ist, wobei das Langloch im wesentlichen senkrecht zur
Kante des Dieders verläuft,
um so dem Schenkel eine begrenzte Verschiebbarkeit in dieser Richtung
in bezug auf die Stützplatte
zu verleihen; jedes Langloch ist mit einer Winkelmetallplanke abgedeckt,
deren einer Längsrand
an dem Schenkel zwischen der Kante des Winkelprofils und dem Langloch
befestigt ist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Wandelemente
entlang der Kante des Dieders vorgefertigte Winkelstrukturen aufweisen,
wobei jede Winkelstruktur zwei im wesentlichen symmetrisch zur Winkelhalbierenden
des Dieders angeordnete Unterstrukturen aufweist, von denen jede
aufeinanderfolgend in der Dicke aufweist: eine erste starre Platte, die
den Boden der Unterstruktur bildet und mechanisch und/oder durch
Kleben an der Tragstruktur angebracht ist, eine erste thermisch
isolierende Schicht, die von der Bodenplatte getragen ist, eine zweite
starre Platte, die im wesentlichen die gesamte Schicht bedeckt,
um mit dieser und der Bodenplatte ein sekundäres isolierendes Sperrschichtelement
zu bilden, ein auf die zweite Platte aufgeklebtes sekundäre Dichtungssperrschichtelement,
eine zweite thermisch isolierende Schicht, die teilweise die zweite
Platte bedeckt, wobei auf dieser ein nicht von der zweiten Schicht
bedeckter Rand verbleibt, und eine dritte starre Platte, welche
die Stützplatte
der Unterstruktur bildet und die zweite thermisch isolierende Schicht
bedeckt, um mit dieser ein primäres
isolierendes Sperrschichtelement zu bilden; die jeweiligen Bodenplatten
der Unterstrukturen sind jeweils im wesentlichen parallel zu den
beiden Flächen
des Dieders.
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Vorzugsweise sind die beiden Schenkel
des Winkelprofils jeweils an den Stützplatten der beiden Unterstrukturen
befestigt.
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Vorteilhafterweise ist eine Anschlagplatte zwischen
den sekundären
Isoliersperrschichtelementen der beiden Unterstrukturen im wesentlichen in
der Winkelhalbierenden des Dieders eingesetzt, wobei die sekundären Isoliersperrschichtelemente der
beiden Unterstrukturen jeweils eine Längsseite aufweisen, die im
wesentlichen parallel zur Winkelhalbierenden ist und an der Anschlagplatte
anliegt.
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Vorzugsweise weisen die Elemente
der sekundären
isolierenden Sperrschicht der beiden Unterstrukturen jeder Winkelstruktur
ein im wesentlichen senkrecht zur Winkelhalbierenden geschnittenes
Feld auf, um einen freien Raum zwischen der Winkelstruktur und der
Kante des Dieders der Tragstruktur zu bilden, wobei eine Folie aus
isolierendem und traktionsbeständigem
Material das geschnittene Feld bedeckt, um die beiden Unterstrukturen
zusammen zu halten.
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Vorteilhafterweise weist jede Winkelstruktur eine
biegsame, durchgehende und gas- sowie flüssigkeitsdichte Bahn auf, die
vorzugsweise eine durchgehende deformierbare dünne Aluminiumfolie aufweist,
die zwischen zwei Glasfasergewebeschichten angeordnet ist, deren
beider Randbereiche jeweils dicht an den sekundären Dichtungssperrschichtelementen
der beiden Unterstrukturen befestigt sind, wobei ein mittlerer Bereich
der Bahn, der die Winkelhalbierende kreuzt, nicht an den Unterstrukturen
befestigt ist, um eine variable Krümmung annehmen zu können, wenn
sich die Winkelstrukturen verformen.
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Vorzugsweise ist ein Winkelfugenelement aus
weichem Isoliermaterial zwischen den primären Isoliersperrschichtelementen
der beiden Unterstrukturen und auf der Bahn angeordnet, wobei das
Winkelfugenelement nicht an der Bahn angebracht ist.
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Vorteilhafterweise weist die Tragstruktur
Metallplatten auf die an der Innenfläche der Tragstruktur beidseitig
parallel zur Kante des Dieders angeschweißt sind, wobei die Bodenplatte
jeder Unterstruktur einer Winkelstruktur zwischen der Kante des Dieders
und einer der Platten positioniert ist; die Befestigung einer Winkelstruktur
an der Tragstruktur erfolgt mittels Bolzen, die im wesentlichen
senkrecht auf der Innenfläche
der Tragstruktur angeschweißt sind,
wobei das freie Ende der Bolzen jeweils mit einem Gewinde versehen
ist, und wobei die Anordnung der Bolzen derart erfolgt, daß sich die
Bolzen zwischen der jeweiligen Kante des Dieders und den Metallplatten
nahe dem nicht bedeckten Rand der sekundären Isoliersperrschichtelemente
jeder Unterstruktur befinden, wobei ein Loch nahe jedem Bolzen durch
die zweite Platte und die erste thermisch isolierende Schicht einer
Unterstruktur ausgebildet ist, wo bei der Boden des Lochs von der
Bodenplatte der Unterstruktur gebildet ist und ein Langloch aufweist, um
den Durchtritt eines Bolzens zu ermöglichen, wobei eine Unterlegscheibe
auf dem Bolzen vorgesehen ist, die sich an der Bodenplatte abstützt und durch
eine auf den Bolzen geschraubte Mutter gehalten ist, wobei das Langloch
im wesentlichen senkrecht zur Kante des Dieders verläuft, wobei
der Bolzen in der Nähe
des der Diederkante entgegengesetzten Endes des Langlochs eingreift,
um eine begrenzte Verschiebung der Bodenplatte in bezug auf die
Tragstruktur in Richtung der Platte zu ermöglichen, wobei ein verformbarer
Wulst, vorzugsweise aus polymerisierbarem Harz, zwischen der Platte und
der Bodenplatte eingesetzt ist.
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Die Erfindung sieht ferner vor, daß die Wandelemente
vorgefertigte Tafeln aufweisen, die jeweils nacheinander in ihrer
Dicke gebildet sind aus: einer ersten starren Platte, die den Boden
der Tafel bildet und mechanisch und/oder durch Kleben an der Tragstruktur
befestigt ist, einer ersten thermisch isolierenden Schicht, die
von der Bodenplatte getragen wird, um mit dieser ein sekundäres Isoliersperrschichtelement
zu bilden, einer zweiten thermisch isolierenden Schicht, die teilweise
die erste Schicht bedeckt, wobei von dieser ein nicht von der zweiten Schicht
bedeckter Rand verbleibt, und einer zweiten starren Platte, welche
die Trägerplatte
der Tafel bildet und die zweite thermisch isolierende Platte bedeckt, um
mit dieser ein primäres
Isoliersperrschichtelement zu bilden.
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Vorzugsweise weisen die Wandelemente
ferner isolierende Füllstücke auf,
die jeweils eine thermisch isolierende Schicht aufweisen, welche
von einer starren Platte bedeckt ist, welche die Trägerplatte des
isolierenden Füllstücks bildet,
wobei wenigstens eines der isolierenden Füllstücke in jede Verbindungszone
zwischen dem primären
Isoliersperrschichtelement einer Unterstruktur einer Winkelstruktur
und dem primären
Isoliersperrschichtelement einer der Winkelstruktur benachbarten
Tafel geklebt ist, um die Verbindungszone auszufüllen.
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Vorteilhafterweise ist der Winkel
des Dieders größer als
90°, vorzugsweise
im wesentlichen gleich 135°.
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Ein umfassenderes Verständnis der
Erfindung und anderer Aufgaben, Details, Merkmale und Vorteile ergibt
sich deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 eine
perspektivische geschnittene Teilansicht des erfindungsgemäßen Tanks
in der Tragstruktur;
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2 eine
Teilansicht im Schnitt entlang der Linie II-II der 1 der Wand des Tanks von jeder Seite
eines längsgerichteten
Dieders;
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3 eine
perspektivische Teilansicht eines Schnitts durch die Wand des Tanks
in 2; und
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4 eine
vergrößerte Darstellung
eines in der 2 durch
einen Rahmen IV begrenzten Details, welche ferner die Verformung
der Wand darstellt.
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1 zeigt
die Wand des Doppelrumpfs des Schiffs, in dem der erfindungsgemäße Tank
installiert ist. Diese Wand bildet Abteilungen, die jeweils durch mehrere
im wesentlichen ebene längsgerichtete
Flächen,
welche an ihren Längsrändern miteinander verschweißt sind,
um allgemein einen Zylinder- oder Kegelabschnitt zu bilden, und
durch transversale Zwischenwände 3 an
den Längsenden
der Abteilungen definiert sind. Die längsgerichteten Flächen 2 und
die transversalen Zwischen- oder Trennwände 3 einer Abteilung
bilden die Tragstruktur 1 des zu beschreibenden Tanks.
Die transversalen Trennwände 3 sind
ebenfalls doppelt. Im allgemeinen sind die längsgerichteten Flächen 2 ungefähr als Kegel
mit polygonaler Kurve im (nicht dargestellten) Vorschiff und als
Zylinder mit polygonaler Kurve im Rest des Schiffs ausgebildet,
wie in 1 erkennbar.
Jedes Paar benachbarter längsgerichteter
Flächen 2 bildet einen
Dieder 4, dessen Kante A im wesentlichen mit einer Schweißnaht 5 zusammenfällt, an
der die beiden Flächen
miteinander verbunden sind. Wie in 1 erkennbar,
beträgt
der Winkel α jedes
Dieders 4 im wesentlichen 135°, wobei der Querschnitt der Tragstruktur 1 im
wesentlichen oktogonal ist.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt,
tragen die längsgerichteten
Flächen 2 und
die (nicht dargestellten) transversalen Trennwände 3 jeweils Bolzen 6,
die an diesen senkrecht angeschweißt sind und deren freie Enden 7 mit
einem Gewinde versehen sind. Auf den längsgerichteten Flächen 2 sind
die Bolzen 6 in längsgerichteten
Reihen angeordnet.
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Die beiden sekundären Sperrschichten und die
primäre
isolierende Schicht werden mittels aneinandergelegten vorgefertigten
Wandelementen gebildet, die auf im wesentlichen der gesamten Innenfläche 8 der
Tragstruktur 1 angebracht werden. Die Wandelemente weisen
insbesondere Tafeln 9, die in den 2 und 3 teilweise
dargestellt sind, Winkelstrukturen 10 und isolierende Füllstücke 46 auf,
die zwischen die Winkelstrukturen 10 und die nebeneinander
liegenden Tafeln 9 eingesetzt sind.
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Eine Tafel 9 hat im wesentlichen
die Form eines rechteckigen Quaders; sie weist eine erste Platte 12 aus
9 mm starkem Sperrholz und eine darauf liegende erste thermisch
isolierende Schicht 13 auf, auf der wiederum ein sekundäres Dichtungssperrschichtelement
vorgesehen ist, das aus einem Triplex-Band besteht, welches aus
einer Aluminiumfolie 14 von ungefähr 0,1 mm Dicke, das auf ein
erstes Glasfasergewebe geklebt ist, das seinerseits von einem auf
dieses geklebten zweiten Glasfasergewebe bedeckt ist, gebildet ist;
auf dieses zweite Gewebe ist mit einem Polyurethankleber eine zweite
thermische Isolierschicht 15 aufgeklebt, die ihrerseits
eine zweite Sperrholzplatte 16 von 16 mm Stärke trägt. Die
Unteranordnung 15 und 16 bildet ein primäres Isoliersperrschichtelement
und hat in Draufsicht rechteckige Form, deren Seiten zu denen der
Unteranordnung 12 bis 13 parallel sind; die beiden
Unteranordnungen weisen in Draufsicht die Form zweier Rechtecke
mit derselben Mitte auf, wobei ein Umfangsrand 17 von konstanter
Breite um die Unteranordnung 15, 16 verläuft, der
durch den Rand der Unteranordnung 12,13 gebildet
ist. Die Unteranordnung 12, 13 bildet ein sekundäres Isoliersperrschichtelement.
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Die beschriebene Tafel 9 kann,
zur Bildung einer Einheit, deren verschiedene Bestandteile in der genannten
Anordnung aufeinander geklebt sind, vorgefertigt werden; diese Einheit
bildet somit die sekundären
Sperrschichten und die primäre
Isoliersperrschicht. Die thermischen Isoliersperrschichten 13 und 15 können aus
einem Schaumstoffmaterial bestehen, beispielsweise einem Polyurethanschaum, dem
gute mechanische Eigenschaften verliehen werden, indem man zur Verstärkung Glasfasern
zugibt. Ein derartiger verstärkter
Schaumstoff hat beispielsweise eine Dichte von ungefähr 120 kg/m2.
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Zum Befestigen der Tafeln 9 an
der Tragstruktur 1 sind regelmäßig entlang den beiden Längsrändern der
Tafel verteilte Vertiefungen 18 vorgesehen, bei denen es
sich um Ausnehmungen mit U-förmigem
Querschnitt handelt, die im Umfangsrand 17 durch die Folie 14,
das erste Gewebe und die erste isolierende Schicht 13 bis
zur Sperrholzplatte 12 ausgebildet sind. Der Boden einer
Vertiefung 18 ist durch die erste starre Platte 12 der
Tafel 9 gebildet; der Boden der Vertiefung 18 ist
zur Bildung einer Öffnung 19 perforiert,
deren Durchmesser ausreicht, um einen Bolzen 6 hindurch treten
zu lassen. Die Bolzen 6 und die Öffnungen 19 sind derart
angeordnet, daß beim
Anordnen einer Tafel 9 gegenüber einer längsgerichteten Fläche 2 oder
einer transversalen Trennwand 3 der Tragstruktur 1,
die Tafel 9 derart angeordnet werden kann, daß ein Bolzen 6 in
jede Öffnung 19 eingreift.
Die Vertiefungen 18 sind zu den (nicht dargestellten) transversalen
Trennwänden
der Unteranordnung 12, 13 offen.
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Es ist bekannt, daß die Wand
des Doppelrumpfs eines Schiffs gegenüber der theoretischen Fläche der
Tragstruktur 1 Abweichungen aufweist, die einfach auf Herstellungsungenauigkeiten
basieren. In bekannter Weise werden diese Abweichungen ausgeglichen,
indem die Tafeln 9 an der Tragstruktur 1 durch
Zwischenfügen
von Wülsten
polymerisierbaren Harzes 20 angelegt werden, die es ermöglichen, ausgehend
von einer ungenauen Innenfläche 8 der Tragstruktur 1,
eine durch benachbarte Tafeln 9 gebildete Auskleidung zu
schaffen, deren erste Platten 12 in ihrer Gesamtheit eine
Fläche
bilden, die von der gewünschten
theoretischen Fläche
praktisch nicht abweicht. Die Tafeln 9, die Wülste 20 und
die Innenfläche 8 sind
miteinander verklebt.
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Wenn die Tafeln 9 unter
Zwischenfügung
der Harzwülste 20 auf
die Tragstruktur 1 gelegt werden, dringen die Bolzen 6 in
die Öffnungen 29 ein
und es werden auf die Gewindeenden 7 der Bolzen 6 eine Stützscheibe 22 und
eine Spannmutter 23 aufgebracht. Die Scheibe 22 wird
von der Mutter 23 gegen die erste starre Platte 12 der
Tafel 9 am Boden der Vertiefung 19 gedrückt. Auf
diese Weise erhält
man eine Befestigung jeder Platte 9 an der Tragstruktur 1 an
mehreren über
den Umfangsrand der Tafel 9 verteilten Stellen, was in
mechanischer Hinsicht günstig ist.
Wenn eine derartige Befestigung hergestellt ist, werden die Vertiefungen 19 geschlossen,
indem in sie Stopfen 24 aus thermisch isolierendem Material gesetzt
werden, wobei die Stopfen 24 mit der ersten thermischen
Isolierschicht 13 der Tafel fluchten. Die Öffnungen 19 weisen
einen größeren Querschnitt
als die Stopfen 6 auf, um ein begrenztes Spiel vorzusehen,
das ein Montieren der Tafeln 9 mit ihren eigenen Toleranzen
ermöglicht.
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In an sich bekannter Weise, beispielsweise aus
dem französischen
Paten 2781557 B1 bekannt, ermöglichen
die zuvor beschriebenen Tafeln 9 die Herstellung einer
Abdeckung der Innenfläche
sämtlicher
längsgerichteter
Flächen 2 und
transversalen Trennwände 3 der
Tragstruktur 1 mit der Ausnahme der Winkelbereiche, um
die beiden Isoliersperrschichten und die sekundäre Dichtungssperrschicht zu
bilden. Zu diesem Zweck werden in an sich bekannter Weise isolierende
Füllstücke verwendet,
die nebeneinanderliegende Tafeln 9 miteinander verbinden.
Das Anbringen einer derartigen Abdeckung wird im Folgenden nicht
näher beschrieben.
Die erfindungsgemäße Lösung zur
Herstellung und Fertigstellung einer derartigen Abdeckung entlang
der Längskanten
A der Tragstruktur 1 wird im folgenden beschrieben.
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Zwei Metallplatten 25, beispielsweise
Flachstahlelemente, sind auf beiden Seiten der Kante A jedes Dieders 4 im
wesentlichen im gleichen Abstand von der Kante A und parallel zu
dieser an der Innenfläche 8 der
beiden längsgerichteten
Flächen 2 geschweißt, die
den Dieder 4 bilden. Die Abdeckung der Innenfläche 8 der
längsgerichteten
Flächen 2 der Tragstruktur 1 durch
Tafeln 9 endet auf der Außenseite an der Kante A der
längsgerichteten
Grenze, welche von den Metallplatten 25 gebildet wird.
Winkelstrukturen 10 sind in Längsrichtung jeder Kante A zwischen
den beiden die Kante A einschließenden Platten 25 angeordnet.
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Jede Winkelstruktur 10 hat
im allgemeinen die Form eines V mit einem Winkel, der im wesentlichen
dem Winkel des Dieders 4 entspricht, wobei die Winkelstruktur 10 zwei
Unterstrukturen 26 aufweist, welche die beiden Schenkel
des V bilden. Die beiden Unterstrukturen 26 sind symmetrisch
in bezug auf die Winkelhalbierende der Winkelstruktur 10 angeordnet,
und die Winkelstruktur 10 ist auf der Kante A aufsitzend
angeordnet, wobei ihre Winkelhalbierende im wesentlichen mit der
Winkelhalbierenden P des Dieders 4 zusammenfällt.
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Jeder Unterstruktur 26 weist
eine erste Platte 27 aus Sperholz mit einer Dicke von 9
mm auf, die von einer ersten thermischen Isolierschicht 28 bedeckt
ist, auf die eine zweite Platte 29 aus Sperrholz mit einer
Dicke von 9 mm folgt, die ihrerseits von einem sekundären Dichtungssperrschichtelement 30 bedeckt
ist, das aus einem Triplex-Band besteht, welches aus einer Aluminiumfolie
von ungefähr
0,1 mm Dicke, das auf ein erstes Glasfasergewebe geklebt ist, das
seinerseits von einem auf dieses geklebten zweiten Glasfasergewebe
bedeckt ist, gebildet ist; auf dieses sekundäre Dichtungssperrschichtelement 30 ist
mit einem Polyurethankleber eine zweite thermische Isolierschicht 31 aufgeklebt,
die ihrerseits eine dritte Sperrholzplatte 32 von 15 mm
Stärke
trägt. Die
Unteranordnung 27 bis 29 und die Unteranordnung 31 bis 32 bilden
jeweils ein sekundäres
Isoliersperrschichtelement und ein primäres Isoliersperrschichtelement.
Die beiden Unterstrukturen haben jeweils eine allgemein rechteckige
Quaderform und sind mit versetzten Parallelflächen aufeinander gestapelt.
Die Mitte der rechteckigen Flächen
der beiden Untereinheiten, die im wesentlichen parallel zur die
erste Platte 27 tragenden längsgerichteten Fläche 2 verlaufen,
ist auf eine im wesentlichen senkrecht zur längsgerichteten Fläche 2 verlaufende
Linie ausgerichtet.
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An seinem der Kante A zugewandten
transversalen Ende weist das sekundäre Isoliersperrschichtelement
zwei im wesentlichen senkrechte vorspringende Flächen auf, von denen die erste 33 parallel
zur Winkelhalbierenden P verläuft
und die zweite Platte 29 und einen Teil der Dicke der ersten
isolierenden Schicht 28 schneidet, während die zweite 34 senkrecht
zur Winkelhalbierenden P verläuft
und den Rest der Dicke der ersten isolierenden Schicht 28 und
der ersten Platte 27 schneidet. Die Flächen 34 der beiden
Unterstrukturen 36 sind zur Bildung eines geschnittenen
Feldes an der Basis des V der Winkelstruktur 10 ausgerichtet.
Dieses geschnittene Feld bildet einen Drainageraum 35 von
im wesentlichen dreieckigem Querschnitt zwischen der Winkelstruktur 10 und
der Kante A des Dieders 4. Ein isolierendes und traktionsfestes
Gewebe 36 aus Glas oder einem Verbundmaterial, beispielsweise
einer dünnen
Aluminiumfolie zwischen zwei Glasfaserfolien, ist auf das geschnittene
Feld geklebt, welches durch die Flächen 34 gebildet ist,
wobei der Rand unter die Platten 27 der beiden Unterstrukturen 26 ragt,
um diese zusammen zu halten, wenn die Winkelstruktur 10 an der
Tragstruktur 1 angebracht wird.
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Die Flächen 33 der beiden
Unterstrukturen 26 sind parallel und liegen in ihrem den
Flächen 34 benachbarten
Bereich an den beiden Flächen
einer Anschlagplatte 37 an, die im wesentlichen rechteckig ist
und aus 9 mm starkem Sperrholz besteht, das auf die ersten isolierenden
Schichten 28 geklebt und im wesentlichen in der Winkelhalbierenden
P positioniert ist. Die Anschlagplatte 37 bedeckt lediglich
einen Teil der Basis der Flächen 33.
Der zwischen den beiden Flächen 33 über dieser
bestehende Zwischenraum ist mit einem weichen isolierenden Band 38,
beispielsweise aus Glaswolle, gefüllt.
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Die Unteranordnung 31, 32 der
Unterstruktur 26 hat an der längsgerichteten Fläche 2 einen
kleineren Querschnitt als die Unteranordnung 27 bis 30, wobei
ein Umfangsrand 39 mit konstanter Breite auf dem sekundären Dichtungssperrschichtelement 30 um
die gesamte Unteranordnung 31, 32 herum besteht.
Um die Kontinuität
der sekundären
Dichtungssperrschicht zwischen den beiden Unterstrukturen 26 zu
gewährleisten,
ist ein weiches Band 40 zwischen den der Kante A zugewandten
Randbereichen 39 der beiden Unterstrukturen 26 vorgesehen.
Ein Randbereich des Bandes 40 ist dicht auf das sekundäre Dichtungssperrschichtelement 30 jeder
Unterstruktur 26 geklebt, während ein Mittelbereich des
Bandes 40, der die Winkelhalbierende P über dem isolierenden Band 38 quert,
nicht fixiert ist, so daß das
weiche Band 40 bei der Verformung der Winkelstruktur 10 eine
variable Krümmung
annehmen kann. Das weiche Band 40 besteht aus einem Verbundmaterial
mit drei Schichten: die beiden äußeren Schichten
sind Glasfasergewebe und die mittlere Schicht ist eine dünne Metallfolie,
beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm.
Diese Metallfolie gewährleistet
die Kontinuität
der sekundären
Dichtungssperrschicht; die Biegsamkeit aufgrund der geringen Dicke
ermöglicht
es dem Band, den Verformungen der Unterstrukturen 26 durch
die Verformung des Rumpfs im Seegang oder durch das Tiefkühlen des
Tanks zu folgen.
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Die Randbereiche 39 und
die Flächen
der primären
Isolierschichtelemente der beiden Unterstrukturen 26, die
der Winkelhalbierenden P zugewandt sind, begrenzen einen Raum, in
den ein weiches Fugenfüllteil 41,
beispielsweise aus Polyurethanschaumstoff mit geringer Dichte, eingesetzt
ist, welches Konvektionsbewegungen verhindert, die ansonsten Wärmeübertragung
in das Innere des Tanks ermöglichen
würden.
Das weiche Fugenfüllteil 41 kann
mit den primären
Isolierschichtelementen, jedoch nicht mit dem weichen Band 40 verklebt
sein.
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Eine metallische Winkelschiene 42 mit
einem im wesentlichen dem Winkel α des
Dieders 4 entsprechenden Winkel ist mit einem Schenkel 43 an den
dritten Platten 32 der Winkelstruktur 10 und mit seiner
Kante im wesentlichen in der Ebene der Winkelhalbierenden P parallel
zur Kante A angebracht, um ein primäres Dichtungssperrschichtelement
zu bilden. Jeder Schenkel 43 bedeckt seitlich im wesentlichen
die beiden Drittel der dritten Platte 32, welche ihn trägt, wobei
der entsprechende Teil der Oberseite der dritten Platte 32 eine
Senke zum Aufnehmen des Schenkels 43 im wesentlichen fluchtend
mit dem Rest der dritten Platte 32 aufweist. Die Befestigung des
Schenkels 43 an der dritten Platte 32 erfolgt durch
Befestigungsschrauben 44, die parallel zur Kante A ausgerichtet
sind. Jede Befestigungsschraube 44 sitzt in einem Langloch 45 des
Schenkels 43, das im wesentlichen senkrecht zur Kante A
ausgerichtet ist, und ist in die gesamte Dicke der dritten Platte 32 eingeschraubt.
Da der Tank beim Anbringen der Winkelstrukturen 10 selbstverständlich leer
ist, sind die Befestigungsschrauben 44 im wesentlichen an
dem Ende der Langlöcher 45,
das der Kante der Winkelschiene 42 am nächsten ist, um beim Befüllen des
Tanks eine begrenzte Verschiebung zu ermöglichen, indem sie sich von
der Winkelhalbierenden P der Unterstruktur 26 relativ zur
Winkelschiene 42 entfernen.
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Die gerade beschriebene Winkelstruktur 10 kann
vorgefertigt sein, um ein Wandelement zu bilden, dessen verschiedene
Bestandteile durch Verkleben in der genannten Reihenfolge zusammengefügt sind.
Die thermisch isolierenden Schichten 28 und 31 können wie
die der Tafeln 9 aufgebaut sein.
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Um die Befestigung der Winkelstrukturen 10 an
der Tragstruktur 1 zu gewährleisten sind, wie bei den
Tafeln 9, regelmäßig über die äußeren Längsränder der
Unterstrukturen 26 verteilte Ausnehmungen 46 angeordnet,
die in dem Umfangsrand 39 durch das sekundäre Dichtungssperrschichtelement 30,
die zweite Platte 29 und die erste Isolierschicht 28 bis
zur ersten Platte 27 ausgebildet sind. Die Ausnehmungen 46 sind
zu den (nicht dargestellten) transversalen Wänden der Unterstruktur 27 bis 30 offen.
Der Boden einer Ausnehmung 46 ist durch die erste Platte 27 einer
Unterstruktur 26 gebildet, die zur Bildung eines Langlochs 47 perforiert
ist, das im wesentlichen auf die Kante A gerichtet ist und dessen
Breite für den
Durchtritt eines Bolzens 6 ausreicht. Die Bolzen 6 sind
derart angeordnet, daß beim
Positionieren einer Winkelstruktur 10 gegenüber einem
Dieder 4 zwischen den Platten 25, die Winkelstruktur 10 derart positioniert
werden kann, daß ein
Bolzen 6 in das in bezug auf die Kante A äußere Ende
jedes Langlochs 47 eingreift.
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Wie bei den Tafeln 9 werden
die Winkelstrukturen 10 an die Tragstruktur 1 unter
Zwischenfügung von
Wülsten 20 aus
polymerisierbarem Harz angelegt, die es ermöglichen, ausgehend von einer
nicht perfekten Innenfläche 8 der
Tragstruktur 1, eine gute Ausrichtung der ersten Platten 27 auf
die ersten Platten 12 der benachbarten Tafeln 9 zu
erzielen. Verformbare Keile 50, die ebenfalls aus polymerisierbarem
Harz bestehen, sind zwischen dem äußeren Längsrand der ersten Platten 27 jeder
Unterstruktur 26 und der ihr zugewandten Platte oder dem
Flachstahlelement 25 vorgesehen, um die Winkelstruktur 10 zu
positionieren, wobei gleichzeitig eine begrenzte Verschiebungsfreiheit
der Unterstruktur 26 parallel zur diese tragenden längsgerichteten
Fläche 2 in Richtung
der Platte 25 besteht, wobei der Bolzen 6 in dem
Langloch 47 bei einer. derartigen Verschiebung gleiten
kann. Vorzugsweise ist der verformbare Keil 50 einstückig mit
einem die erste Platte 27 tragenden Wulst 20 derart
ausgebildet, daß der
Keil 50 im wesentlichen L-förmig ist. Die Winkelstrukturen 10,
die Wülste 20 und
die Innenfläche 8 sind
miteinander verklebt.
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Die Winkelstrukturen 10 sind
an der Tragstruktur 1 durch Stützscheiben 48 gehalten,
deren Durchmesser größer als
die Breite der Langlöcher 47 ist
und die auf die Gewindeenden 7 der Bolzen 6 aufgesetzt
sind, wobei sie von Muttern 49 gegen die erste Platte 27 der
Unterstrktur 26 am Boden der Ausnehmungen 46 gedrückt werden.
Nach der Befestigung werden die Ausnehmungen 46 geschlossen,
indem Stopfen 71 aus thermisch isolierendem Material eingesetzt
werden, die auf der Höhe des
sekundären
Dichtungssperrschichtelements 30 jeder Unterstruktur fluchten.
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In jeder Verbindungszone oder Fugenbereich,
der eine Unterstrktur 26 von einer benachbarten Tafel 9 trennt,
ist der Raum zwischen den Längsseiten
der Tafel 9 und der Unterstruktur 26, die sich auf
beiden Seiten eines Flachstahlelements oder einer Metallplatte 25,
gegen welche die Unterstruktur 26 verkeilt ist, gegenüberliegen,
mit einem im wesentlichen rechteckig quaderförmigen isolierenden Block 51,
beispielsweise aus glasfaserverstärktem Polyurethanschaum gefüllt. Der
isolierende Block 51 liegt an der Längsseite der Unterstrktur 26 an,
seine Seite 53 liegt an der Tragstruktur 1 an und bildet
eine rechtwinklige längsgerichtete
Vertiefung 52 zur Aufnahme der Platte 25 und des
verformbaren Keils 50. Die beiden Flächen der Vertiefung 52 liegen
an der Oberseite und der der Unterstruktur 26 abgewandten Längsseite
der Platte 25 an. Der Teil der Seite 53, der der Vertiefung 52 benachbart
ist, liegt an der Tragstruktur 1 über einen Wulst 20 an.
Die der Seite 53 abgewandte Fläche
des isolierenden Blocks 51 ist parallel zur längsgerichteten
Fläche 2 der
Tragstruktur 1 im wesentlichen mit der Oberseite der zweiten Platte 29 der
Unterstrktur 26 und mit der Oberseite der ersten Isolierschicht 13 der
Tafel 9 ausgerichtet.
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Ein thermisch isolierendes Material 54,
Beispiels, weise eine U-förmig
auf sich selbst gelegte Glaswollfolie, wird anschließend mit
Kraft zwischen jeden Schaumblock 51 und die benachbarte
Tafel 9 eingesetzt und fluchtet im wesentlichen mit der
Ebene der ausgerichteten Seiten.
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Wenn die Kontinuität der sekundären Isolierschicht
derart hergestellt ist, gilt dies noch nicht für die Kontinuität der sekundären Dichtungssperrschicht
die durch die Folie 14 der Tafel 9 und das sekundäre Dichtungssperrschichtelement 30 der
Unterstruktur 26 gebildet ist, da diese an den Vertiefungen bzw.
Ausnehmungen 18 und 46 perforiert sind. Ein weiches,
flexibles Band 55 mit einem dem Band 40 der Winkelstruktur 10 ähnlichen
Aufbau ist zwischen den Umfangsrand 17 der Tafel 9 und
den Umfangsrand 39 der Unterstruktur 26 geklebt,
wobei der Mittelbereich den isolierenden Block 51, das
thermisch isolierende Material 54, das transversale Ende
der Umfangsränder 17 und 39 und
die Ausnehmungen 18 und 46 bedeckt und mit diesen
verklebt ist. Das flexible Band 55 ist mit seinen Längsrandbereichen einerseits
mit dem sekundären
Dichtungssperrschichtelement 30 zwischen den Vertiefungen 46 und dem
primären
Isoliersperrschichtelement der Unterstruktur 26, und andererseits
mit der sekundären Dichtungsfolie 14 zwischen
den Ausnehmungen 18 und dem primären Isoliersperrschichtelement
der Tafel 9 verklebt, wodurch die Kontinuität der sekundären Dichtungssperrschicht
geschaffen ist.
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Zwischen den primären Isoliersperrschichtelementen
der Unterstruktur 26 und der benachbarten Tafel 9 existiert
somit ein Vertiefungsbereich, dessen Tiefe im wesentlichen der Dicke
der primären
Isoliersperrschicht beträgt
und dessen Boden durch das flexible Band 55 und die Umfangsränder 17 und 39 gebildet
ist. Diese Vertiefungsbereiche werden gefüllt, indem dort isolierende
Füllstücke 56 angeordnet
werden, die jeweils aus einer thermisch isolierenden Schicht 57 mit
einer Dicke bestehen, die im wesentlichen gleich der Dicke der zweiten
Isolierschicht 15 der Tafel 9 ist sowie aus einer
starren Platte 58 aus Sperrholz mit einer Dicke von ungefähr 12 mm.
Die von der Konzeption den zuvor genannten Füllstücken gleichen isolierenden
Füllstücke 56 ermöglichen
das Verbinden zweier nebeneinanderliegender Tafeln 9 und
sind derart bemessen, daß sie
den Vertiefungsbereich vollständig
ausfüllen.
Die isolierenden Füllstücke 56 sind
an den Bändern 55 auf
der Seite ihrer isolierenden Schicht 57 derart angeklebt,
daß nach dem
Anbringen ihre Platte 58 eine Kontinuität zwischen den Platten 16 und 32 der
Unterstruktur 26 der benachbarten Tafel 9 herstellt.
Die in Richtung des Bandes 55 gedrehten Kanten der Schicht 57 sind
abgeschrägt,
um einen eventuellen Kleberüberschuß beim Anbringen
der Füllstücke 56 abzuleiten.
Die isolierenden Füllstücke 56 können eine
mehr oder weniger große
Längsabmessung
aufweisen, jedoch ist sie vorzugsweise gering, um das Anbringen
zu vereinfachen, selbst wenn eine hypothetische geringfügige Fehlausrichtung
zwischen der Unterstruktur 26 und der benachbarten Tafel 9 entstehen
sollte.
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Durch das Anbringen der Winkelstrukturen 10 an
der Tragstruktur 1 ist in einem Arbeitsgang die sekundäre Isoliersperrschicht;
die sekundäre
Dichtungssperrschicht und die primäre Isoliersperrschicht fertiggestellt.
Es ist ersichtlich, daß der
erforderliche Arbeitsaufwand gering ist. Selbstverständlich können die
verschiedenen Wandelemente, Tafeln 9, Winkelstrukturen 10 und
isolierende Füllstücke 56,
in der Fabrik in Massen vorgefertigt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit
dieser Ausbildung noch verstärkt wird.
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Auf der im wesentlchen durchgehenden
Fläche,
die von den starren Platten 16 der Tafeln 9, den starren
Platten 58 der isolerenden Füllstücke 56 und den starren
Platten 32 der Winkelstrukturen 10 gebildet ist,
wird die primäre
Dichtungssperrschicht angeordnet, um darauf gehalten zu werden.
Im Bereich der Tragstruktur 1, der von den Tafeln 9 bedeckt
ist, mit Ausnahme der Zonen der Längskanten A, ist die primäre Dichtungssperrschicht
in bekannter Weise mit im wesentlichen flachen Invar-Metallblechbahnen 62 mit
einer Dicke von 0,7 mm ausgebildet.
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In bekannter Weise werden bei der
Herstellung der Tafeln 9 in den Platten 16 Längsnuten 59 mit einem
umgekehrt T förmigen
Querschnitt ausgebildet, wobei der senkrechte Strich des T senkrecht
zu der dem Tankinneren zugewandten Fläche der Platten 16 verläuft, und
wobei die beiden Schenkel des T parallel zu dieser Fläche verlaufen.
In diese Nuten 59 wird ein Schweißträger 60 eingesetzt,
der aus einem L-Profil (oder einem umgekehrt T förmigen Profil) besteht, dessen
Querschnitt ein Winkel ist, wobei die lange Seite des L an die aufragenden
Ränder 61 zweier
benachbarter Metallplanken 62 der und angeschweißt sind,
während
die kurze Seite des L in den Teil der Nut 59 eingesetzt
ist, der zur Mittelebene der Platten 16 parallel verläuft. Der
Schweißträger 60 kann
im Inneren der Nut 59 gleiten, wodurch eine längsgerichtete
Verschiebung der Metallplanken 62 in bezug auf die sie
tragenden starren Platten 16 möglich ist. Jede Platte 16 einer
Tafel 9 weist zwei zueinander parallele und um die Breite
einer Metallplanke voneinander beabstandete Nuten 59 auf,
die symmetrisch in bezug auf die Längsachse der Tafel 9 angeordnet
sind. Die Bemessung der Tafeln 9 ist derart, daß der Abstand
zwischen zwei benachbarten Schweißschenkeln 60, die
in zwei benachbarten Tafeln 9 angeordnet sind, gleich der
Breite einer Metallplanke 62 ist; auf diese Weise kann
eine Metallplanke 62 im Mittelbereich jeder Platte 16 angeordnet
werden, wie teilweise in 2 erkennbar,
während
eine andere (nicht dargestellte) Metallplanke 62 zwei benachbarte
Tafeln 9 überbrückend vorgesehen
ist.
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Erfindungsgemäß ist eine den Nuten 59 der Tafeln 9 ähnliche
Längsnut 63 auch
in jeder starren Platte 58 des isolierenden Füllstücks 56 ausgebildet, und
zwar im wesentlichen im ersten Drittel in Querrichtung des Füllstücks 56 in
bezug auf die benachbarte Tafel 9, und ein dem Schweißträger 60 der
Tafeln 9 ähnlicher
Schweißträger 64 ist
in diese eingesetzt. Eine Metallplanke 62 ist mit den aufragenden Längsrändern 61 an
den Schweißträger 64 und
an einen von der Tafel 9 in der Mitte getragenen, dem Füllstück 56 benachbarten
Schweißträger 60 angeschweißt. Wie
zuvor beschrieben wird die primäre Dichtungssperrschicht
in dem Bereich der Kante des Dieders 4 durch die Winkelschiene 42 der
Winkelstruktur 10 gebildet.
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Um die Kontinuität der primären Dichtungssperrschicht zu
erreichen, wird eine einzigartige längsverlaufende Reihe von Winkelplanken 65 aus Invar-Blech
mit einer Dicke von 1 mm auf jeder Seite der Winkelschiene 42 vorgesehen;
jede Winkelplanke 65 hat einen ersten Längsrand 67, der an
dem Schweißträger 64 angeschweißt ist,
und einen zweiten Längsrand 68,
der an die Winkelschiene 42 angeschweißt ist. In ihrer Querrichtung
weist jede Winkelplanke 65 nacheinander auf: den ersten
Längsrand 67,
der in Richtung des Tankinneren ragt und randständig mit der Metallplanke 62 an
den Träger 64 geschweißt ist;
einen ersten ebenen Bereich 69, der, ohne daran befestigt
zu sein, einen Teil der starren Platte 58 des Füllstücks 56 bedeckt;
einen gewellten Bereich 66 mit drei Wellen von im wesentlichen
gleicher Höhe
und Krümmung,
der, ohne daran befestigt zu sein, im wesentlichen den Rest der
starren Platte 58 des Füllstücks 56 bis
zur Grenze der benachbarten Unterstruktur 26 bedeckt; einen
zweiten ebenen Bereich 70, der, ohne daran befestigt zu
sein, einen Bereich der dritten Platte 32 der Unterstruktur 26 bedeckt,
der nicht von der Winkelschiene 42 bedeckt ist, und der
im wesentlichen die Hälfte
des Schenkels 43 bedeckt, der das Langloch 45 aufweist;
und den zweiten Längsrand 68 der
Winkelplanke 65, der an den Schenkel 43 zwischen
der Kante der Winkelschiene 42 und dem Langloch 45 angeschweißt ist.
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Als Zahlenbeispiel beträgt die Breite
der Metallplanken 62 zwischen zwei aufragenden Rändern ungefähr 500 mm
und ihre Länge
40 m, das heißt,
die Länge
des Tanks. Die Breite der Winkelplanken ist geringfügig größer als
die der durchgehenden Metallplanken. Es können Wandelemente verwendet
werden, bei denen die Dicke der sekundären isolierenden Schicht in
der Größenordnung
von 180 mm und die der primären
isolierenden Schicht in der Größenordnung
von 90 mm liegt.
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Im folgenden wird die Verhaltensweise
des Tanks beim Befüllen,
insbesondere in der Nähe
der Kanten der Dieder 4 der Tragstruktur 1 unter
Bezugnahme auf die 4 beschrieben.
Die verschiedenen zuvor beschriebenen, die Wand bildenden Elemente
des erfindungsgemäßen Tanks
werden im Leerzustand auf die Tragstruktur 1 montiert,
und zwar bei einer Umgebungstemperatur die im allgemeinen zwischen
5°C und
25°C liegt
sowie bei Umgebungsdruck. Beim Befüllen des Tanks mit flüssigem Methan
mit einer Temperatur von ungefähr –160°C tragen
zwei physikalische Phänomene
zur Verformung der Wandelemente des Tanks bei: erstens, eine Druckkraft
F, die proportional zur Höhe
des über
einem gegebenen Punkt der Wand liegenden Flüssigkeitspegels und dem auf
die Flüssigkeitsoberfläche einwirkenden
Dampfdruck ist, und die senkrecht auf die Innenfläche derselben
wirkt; zweitens, zieht sich die in Kontakt mit dem flüssigen Methan gebrachte
Wand thermisch über
im wesentlichen ihren gesamten Umfang zurück.
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Das erste Phänomen hat zur Folge, daß die Isolierschichten 13 und 15 der
Tafeln 9, die Isolierschicht 57 der Füllstücke 56 und
die Isolierschichten 28 und 32 der Winkelstrukturen 10,
die sämtlich
aus komprimierbarem Material bestehen, komprimiert werden. Das Dünnerwerden
der primären
und sekundären
Isoliersperrschichten des Tanks, das sich aus einer derartigen Komprimierung
ergibt, vergrößert den
Innenumfang des Tanks und bewirkt somit eine Streckung der primären Dichtungssperrschicht,
die sich in den Bereichen der Kanten des Tanks konzentriert.
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Um eine derartige Streckung ohne
Reißen tolerieren
zu können,
ist die primäre
Dichtungssperrschicht in bekannter Weise mit Ausgleichseinrichtungen
versehen, die aus aufragenden Rändern 61 der Metallplanken 62 bestehen,
welche sich elastisch von den Schweißträgern 60 entfernen
können,
an denen ihre Ränder
angeschweißt
sind, so daß lokal
die Querabmessung der Metallplanken 62 im wesentlichen
um 0,3 bis 0,6 mm vergrößert werden
kann.
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Da der auf die beiden einen Dieder 4 bildenden
Flächen
einwirkende statische Druck in der Nähe der Kante A im wesentlichen
identisch ist, wie durch die Pfeile F in der 4 dargestellt, erfolgt die Verschiebung
der Winkelschiene 42 in einer zur Kante A senkrechten und
zur Winkelhalbierenden P im wesentlichen parallelen Rückzugsrichtung.
Der Rückzug
H der primären
und sekundären
Isoliersperrschichtelemente jeder Unterstruktur 26 erfolgt
im wesentlichen senkrecht zur längsgerichteten
Fläche 2, welche
sie trägt,
und zwar zwischen einer Position im Leerzustand, in welcher die
starre Platte 32 in 4 in
durchgehenden Strichen dargestellt ist, und einer Position im voll
geladenen Zustand, in welcher die Platte 32 in der 4 durch gestrichelte Linien
dargestellt und mit dem Bezugszeichen 32' versehen ist; der
Rückzug
kann üblicherweise
H = 3 mm betragen. Der zwischen der Orthogonalen auf die längsgerichtete
Fläche 2 und
der Winkelhalbierenden P gebildete Winkel β beträgt 22,5° bei einem Diederwinkel α von 135°. Der Rückzug R
= H/cos β der
Winkelschiene 42 in der genannten Richtung beträgt somit
ungefähr
3,24 mm. Die Winkelschiene ist in gestrichelten Linien dargestellt
und mit dem Bezugszeichen 42' in der Rückzugsposition bezeichnet.
Infolge des Rückzugs
ist erkennbar, daß die
Verschiebung der transversalen Enden der Winkelschiene 42 relativ
zur Tragstruktur 1 eine transversale Verlängerung
der primären
Dichtungssperrschicht von l = R sin β an jeder den Dieder 4 bildenden
längsgerichteten
Fläche 2 bewirkt,
wobei l im wesentlichen 1,24 mm beträgt.
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Die Verformung der aufragenden Ränder 61 ist
für die
erforderliche transversale Verlängerung
unzureichend. Erfindungsgemäß bildet
der gewellte Bereich 66 der Winkelplanken 65 eine
komplementäre Einrichtung
zum Vergrößern des
Umfangs der primären
Dichtungssperrschicht, wobei die Wellen sich verformen können, um
die Querabmessung der Winkelplanke 65 in den erforderlichen
Grenzen zu ermöglichen,
zumindest um die Verlängerung
l. Die Steifigkeif des gewellten Bereichs ist vorzugsweise geringer,
und in keinem Fall größer, als
die der aufragenden Ränder 61 der
Winkelplanke 65, so daß er sich
zuerst und vorrangig streckt.
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Nach einer Variante kann eine einzelne
Welle 66', die in der 4 in
gestrichelten Linien dargestellt ist und eine größere Höhe hat als die drei genannten
Wellen, im gewellten Bereich 66 ausgebildet sein. Eine
derartige Wahl würde
jedoch implizieren, daß der
zwischen der Platte 58 und der Metallplanke 65 an
der Basis der Welle 66' gebildete Winkel θ größer als
bei den genannten drei Wellen ist. Ein großer Winkel θ erhöht die Gefahr, daß der Druck
der Flüssigkeit
im Tank die Welle 66' an ihrer Basis klemmt, so daß sich eine
Traktionskraft an der primären
Dichtungssperrschicht, die dem gewünschten Effekt entgegengesetzt
ist sowie ein mögliches
Reißen
des Invar-Metalls durch eine Belastungskonzentration, die über Grenze
der plastischen Verformbarkeit des Metalls liegt.
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Der Rückzug der Winkelschiene 42 hat ebenfalls
zur Folge, ein transversales Verschieben der Platte 32 jeder
Unterstruktur 26 in bezug auf den Schenkel 43,
den sie trägt, über die
Strecke l zur Außenseite
der Kante A zu verursachen. Dieses Gleiten wird durch die Langlöcher 45 bewirkt,
in denen die Befestigungsschrauben 44 frei gleiten. Wie
in der 4 dargestellt,
bewegt sich der Kopf der Befestigungsschraube 44 während des
Rückzugs
von einer in Bezug auf die Kante A inneren Position V nahe dem Ende
B des Langlochs 45 zu einer Position V' nahe dem äußeren Ende
C. Die Länge
der Löcher 45 ist
wenigstens gleich der Summe der Streckung l und des Betrags einer
Verschiebung der Platte 32, die durch die thermische Kontraktion
des die sekundäre Dichtungssperrschicht
bildenden Triplex-Bandes bewirkt wird. Da diese Verschiebung in
Richtung der Mitte der Fläche 2,
die jede Unterstruktur 26 trägt, gerichtet ist; addiert
sie sich zur Streckung 2 und beträgt beispielsweise ungefähr 1,7 mm.
Insgesamt beträgt die
Länge L
vorzugsweise im wesentlichen 3,1 mm.
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Im Verlauf der genannten Komprimierung der
Unterstrukturen 26 verschieben sich die Befestigungspunkte
D und E des flexiblen Bandes 40 an den Randbereichen 39 um
eine Strecke h', die im wesentlichen gleich einem Bruchteil des
Rückzugs
H ist, senkrecht in Richtung der längsgerichteten Flächen 2,
wie durch die Buchstaben D' und E' in der 4 angegeben. Es ergibt sich daraus eine
Zunahme des Krümmungsradius
des flexiblen Bandes 40, die im wesentlichen gleich der
Strecke h' ist.
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Die Langlöcher 47 ermöglichen
ein Spiel um die Bolzen 6, die in diesen sitzen, um die
Montage der Winkelstruktur 10 an der Kante A des Tanks
zu ermöglichen.
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Andere Verformungen der Wand des
Tanks, die von den zuvor beschriebenen, durch den statischen Druck
des Fluids im Tank verursachten Verformungen verschieden sind, können ebenfalls
durch den dynamischen Druck be wirkt werden, die von der Bewegung
des Fluids im Tank, insbesondere im oberen Teil des Tanks verursacht
werden, in dem eine Dampfphase des Fluids im Gleichgewicht mit der flüssigen Phase
ist. Ferner kann der Seegang Schwingungen der Flüssigkeitsoberfläche im Verlauf des
Seetransports bewirken. Der Rückzug
der beiden Unterstrukturen 26 einer Winkelstruktur 10 ist
daher nicht immer zwangsläufig
gleich.
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Das zweite Phänomen, die thermische Kontraktion,
beeinflußt
die primäre
Dichtungssperrschicht, deren Metallplanken 62 und 65 aus
Invar sich trotz des geringen Kontraktionskoeffizienten in Kontakt
mit dem Flüssiggas
spürbar
zusammenziehen, anders als die primären und sekundären Isolierschichtelemente,
deren Kontraktionskoeffizient höher
ist. Das zweite Phänomen
neigt einerseits dazu, die Verschiebung der starren Platten 16, 58 und 32 in bezug
auf die Metallplanken 62 und 65 zu bewirken, was
durch die Tatsache ermöglicht
wird, daß die
Metallplanken ohne Befestigung an den starren Platten angeordnet
sind, und die Befestigungsschrauben 44 in den Langlöchern 45 der
Winkelschiene 42 gleitett können. Andererseits kann die
Kontraktion der Gesamtheit der primären und sekundären Isolierschichtelemente,
die von jeder längsgerichteten
Fläche 2 eines
Dieders 4 getragen sind, zu einer transversalen Traktionskraft
führen,
die zur Verschiebung der Unterstrukturen 26 entgegengesetzt
zur Kante A beitragen.