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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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Die
vorliegende Erfindung betrifft insbesondere einen dichten und thermisch
isolierenden Tank, der in die Tragstruktur eines Schiffs integriert
ist, wobei die Tragstruktur polygonale Querschnitte und mehrere
starre Wände
aufweist, die im wesentlichen plan und an ihren Längsrändern benachbart
sind, wobei wenigstens eine der Wände eine zumindest über einen
Teil der Länge
der Wand variable Breite hat, wobei die von der Wand mit variabler
Breite und den benachbarten Wänden
gebildeten Kanten der Tragstruktur eine schräge Ausrichtung aufweisen.
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Insbesondere
aus der französischen
Patentanmeldung 2 724 623 ist ein Tank bekannt, der zwei aufeinanderfolgende
Dichtungssperrschichten aufweist, von denen eine primäre in Kontakt
mit dem im Tank enthaltenen Produkt steht und die andere, sekundäre zwischen
der primären
Sperrschicht und der Tragstruktur angeordnet ist, wobei die beiden
Dichtungssperrschichten mit zwei, einer primären und einer sekundären, thermisch
isolierenden Sperrschichten abwechseln.
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In
der genannten Anmeldung bestehen die sekundären Sperrschichten und die
primäre
isolierende Schicht im wesentlichen aus einer Gruppe von im wesentlichen
quaderförmigen
vorgefertigten Tafeln, die mechanisch an den Wänden der Tragstruktur angebracht
sind, wobei jede Tafel gebildet ist aus: erstens einer ersten starren
Platte, die eine thermisch isolierende Schicht trägt und mit
dieser ein sekundäres
isolierendes Sperrschichtelement zu bilden, zweitens einer biegsamen
Bahn, die auf im wesentlichen der gesamten Fläche der thermisch isolierenden Schicht
des genannten isolierenden Sperrschichtelements haftet, wobei die
Bahn mindestens eine dünne durchgehende
Metallfolie aufweist, die ein sekundäres Dichtungssperrschichtelement
bildet, drittens einer zweiten thermisch isolierenden, an der genannten
Bahn haftenden Schicht einer zweiten starren Platte, welche die
zweite thermisch isolierende Schicht bedeckt und mit dieser ein
primäres
Dichtungssperrschichtelement bildet. Die primäre Dichtungssperrschicht ist
durch Metallplanken, beispielsweise aus Invar, gebildet, die auf
der starren Platte der primären
Dichtungssperrschicht durch ihre aufragenden Längsränder mechanisch gehalten sind.
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Jede
vorgefertigte Tafel hat im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen
Quaders, wobei das sekundäre
isolierende Sperrschichtelement und das primäre isolierende Sperrschichtelement
jeweils in Draufsicht die Form eines ersten Rechtecks und eines
zweiten Rechtecks mit im wesentlichen parallelen Seiten haben, wobei
die Länge
und/oder die Breite des zweiten Rechtecks geringer als diejenigen
des ersten Rechtecks ist, um einen Umfangsrand bilden zu können.
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Die
Umfangsränder
benachbarter Tafeln und die Seitenwände der primären isolierenden
Sperrschichtelemente bilden Verbindungszonen, die mit isolierenden
Füllstücken gefüllt sind,
welche 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 Dichtungssperrschicht zu
tragen, wobei die Verbindungszonen zwischen den sekundären isolierenden
Sperrschichtelementen mittels Verbindungsteilen aus isolierendem
Material gefüllt
sind. Zur Gewährleistung
der durchgängigen
Dichtheit der sekundären
Dichtungssperrschicht an der Verbindung zwischen zwei Tafeln werden
die Ränder
vor dem Anbringen der Verbindungsstücke mit einem biegsamen Band
bedeckt, das wenigstens eine durchgehende dünne Metallfolie aufweist, wobei
das Band an den benachbarten Seitenrändern haftet.
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Es
ist bekannt, daß bei
der Verschiebung eines Schiffs im Seegang die Verformung des Rumpfs an
den primären
und sekundären
Dichtungssperrschichten erhebliche Traktionskräfte erzeugt, die sich zu den
durch das Tiefkühlen
des Tanks in diesen Dichtungssperrschichten erzeugten Traktionskräften hinzu
addieren. Bei Verwendung von im wesentlichen Planaren Metallplanken,
beispielsweise aus Invar-Blech, haben die thermischen Kontraktionsbewegungen
eine begrenzte Amplitude, bleiben jedoch bestehen. In bekannter
Weise sind die Metallplanken, die gleitend verschiebbar an den vorgefertigten Tafeln
angebracht sind, an ihren Enden an der Tragstruktur des Schiffs
durch eine starre Winkelstruktur angebracht, wie beispielsweise
in den französischen
Patenten 2 709 725 und 2 780 942 beschrieben, und zwar derart, daß die Zugkräfte in Längsrichtung
der Metallplanken auf die Tragstruktur übertragen werden.
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Die
Tragstruktur, an der die Tafeln befestigt sind, ist aus Wänden des
Doppelrumpfs des Schiffs gebildet. Diese Wände des Doppelrumpfs bilden
Abteilungen, die jeweils durch mehrere im wesentlichen ebene längsgerichtete
Flächen,
welche an ihren Längsrändern benachbart
sind, und die einen polygonalen Querschnitt in Form eines Polyeders,
insbesondere eines unregelmäßigen Achtecks,
aufweisen, dessen Winkel an den Kanten zweier benachbarter Längswände im allgemeinen
eine Öffnung
von 90° oder
135° aufweisen,
und durch zwei zueinander parallele und zu den Längswänden senkrechte transversale
Trennwände
an den Längsenden
der Abteilung gebildet sind. Die Längswände und die transversalen Trennwände einer
Abteilung bilden die Tragstruktur des Tanks. Im allgemeinen sind
die Längswände ungefähr als Kegel
mit einer polygonalen Mantelfläche
im Vorschiff und ebenfalls im hinteren Teil und als Zylinder mit
polygonaler Mantelfläche im
Rest des Schiffs ausgebildet.
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Zur
Herstellung eines in einer Abteilung mit konstanten Querschnitt
integrierten Tanks, der ausschließlich rechtwinklige Längswände aufweist,
sind die vorgefertigten Tafeln Rand an Rand parallel zur Achse des
Tanks angeordnet, und die Metallplanken sind in Längsrichtung
auf den Tafeln angeordnet. Im Falle eines Tanks, der im vorderen
Teil des Schiffs integriert werden soll, weist die Abteilung im
allgemeinen wenigstens eine Bodenwand und eine Deckenwand mit Trapezform
auf, deren Querschnitt in Richtung des vorderen Endes des Schiffs
abnimmt. Auf diesen trapezförmigen
Wänden
sind die vorgefertigten Wände
ebenfalls parallel zur Achse des Tanks angeordnet und zur Anpassung
an die schrägen
Kanten geschnitten, wobei die Metallplanken parallel zur Längsachse
gehalten und am Ende schräg
geschnitten sind, um sich an die schrägen Kanten anzupassen. Das
Ende jeder Metallplanke ist unter Spannung an einer vertikalen Säule angebracht,
die ihrerseits an der Tragstruktur auf der Höhe der schrägen Kante angebracht ist. Um
diese Befestigung zu ermöglichen,
ist die Säule
aus zwei Inox-Pfeilern gebildet, die zu beiden Seiten an eine Invar-
Platte geschweißt sind,
an welche die Metallplanke geschweißt ist, wobei die sekundäre Dichtungssperrschicht
ebenfalls an dieser Platte befestigt ist.
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Eine
derartige Befestigung bildet eine unmittelbare thermische Brücke zwischen
der primären Sperrschicht
und der Tragstruktur, was hinsichtlich der Isolierwirkung nachteilig
ist. Ferner weist eine derartige Struktur zahlreiche Nachteile auf.
Die Herstellung der Säulen
erfordert eine schwierige heterogene Schweißung. Der Zugang zu den Säulen ist
relativ schwierig und macht das Schweißen der Metallplanken an die
Platte aufwendig. Der Platzbedarf der Säulen erschwert das Füllen der
Winkelstrukturen mit isolierenden Füllstücken an den Kanten. Ferner neigen
die Säulen
aufgrund der vorgespannten Befestigung der Metallplanken an ihnen
zum Einrollen.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, einen in die Tragstruktur integrierten
Tank zu schaffen, der Kanten mit schräger Ausrichtung aufweist, die
ein Überwinden
der genannten Nachteile ermöglichen.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.
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Die
Erfindung betrifft einen dichten und thermisch isolierenden Tank,
der in der Tragstruktur, insbesondere eines Schiffs, integriert
ist, wobei die Tragstruktur polygonale Querschnitte aufweist und mehrere
im wesentlichen plane und an ihren Längsrändern benachbarte starre Wände aufweist,
wobei mindestens eine der Wände
eine über
wenigstens einen Teil der Länge
der Wand variable Breite hat, wobei die von der in der Breite variablen
Wand und den benachbarten Wänden
gebildeten Kanten der Tragstruktur schräg ausgerichtet sind, wobei
der Tank zwei aufeinanderfolgende Dichtungssperrschichten aufweist,
nämlich
eine primäre
Dichtungssperrschicht, die in Kontakt mit dem im Tank enthaltenen
Produkt steht, und eine sekundäre
Dichtungssperrschicht, die zwischen der primären Dichtungssperrschicht und
der Tragstruktur angeordnet ist, wobei eine primäre thermisch isolierende Sperrschicht zwischen
den beiden Dichtungssperrschichten und eine sekundäre thermisch
isolierende Sperrschicht zwischen der sekundären Dichtungssperrschicht und der
Tragstruktur angeordnet ist, wobei die sekundären Isolier- und Dichtungssperrschichten
und die primäre
isolierende Sperrschicht im wesentlichen durch eine Gruppe von nebeneinanderliegenden
und an den Wänden
der Tragstruktur über
im wesentlichen die gesamte Innenfläche befestigten Tafeln gebildet sind,
wobei die Tafeln in der Lage sind, die primäre Dichtungssperrschicht zu
stützen
und zu halten, wobei die primäre
Dichtungssperrschicht im wesentlichen plane durchgehende Metallplanken
aus dünnem
Blech mit geringem Ausdehnungskoeffizienten aufweist, deren Längsränder in
Richtung des Inneren des Tanks ragen, wobei jede durchgehende Metallplanke
dicht an mindestens einer in Längsrichtung benachbarten
Metallplanke angebracht ist, wobei die benachbarten aufragenden
Ränder
der durchgehenden Metallplanken auf beide Seiten eines Schweißträgers geschweißt sind,
der mechanisch auf den Tafeln gehalten ist und eine Gleitfuge bildet.
Erfindungsgemäß weist
die primäre
Dichtungssperrschicht ferner an jeder in der Breite variablen Wand
eine oder mehrere im wesentlichen plane mittlere Metallplanken aus
dünnem
Blech mit geringem Ausdehnungskoeffizienten auf, die in Längsrichtung
angeordnet ist/sind und jeweils an darunterliegenden Tafeln befestigt
ist/sind, wobei durchgehende Metallplanken parallel zu den schrägen Kanten
der in der Breite variablen Wand auf darunterliegenden Tafeln gehalten und
endständig
dicht an der/den mittleren Metallplanke/-en angebracht sind, derart,
daß die
in Längsrichtung
der durchgehenden Bahnen wirkenden Zugkräfte, die von der thermischen
Kontraktion und/oder dem statischen oder dynamischen Druck des im
Tank enthaltenen Produkts erzeugt werden, über die mittlere/-en Metallplanke/-en
zumindest teilweise auf die Tragstruktur übertragen werden.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die in der Breite variable Wand eine Symmetrieebene
auf, die sich durch die Längsachse
der Wand erstreckt und senkrecht zur planen Fläche der Wand verläuft.
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Insbesondere
weist die in der Breite variable Wand eine Breite auf, die monoton über die
gesamte Länge
der Wand variiert.
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Des
weiteren ist vorgesehen, daß eine
oder mehrere mittlere End-Metallplanken an der Tragstruktur durch
starre Winkelstrukturen befestigt sind.
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Die
erfindungsgemäßen Tafeln
weisen in Längsrichtung
entlang der Symmetrieebene der in der Breite variablen Wand nebeneinanderliegende mittlere
Tafeln auf, die wenigstens eine Reihe bilden, wobei auf diesen die
mittlere/-en Metallplanke/-en derart
befestigt sind, daß die
transversalen Komponenten der in Längsrichtung der durchgehenden
Metallplanken wirkenden Zugkräfte
sich wenigstens teilweise aufheben, und wobei zu beiden Seiten der
mittleren Tafel angeordnete seitliche Tafeln vorgesehen sind, auf
denen die durchgehenden Metallplanken gehalten sind.
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Des
weiteren ist vorgesehen, daß der
Tank mehrere mittlere Metallplanken aufweist, deren benachbarte
Längsränder an
Schweißträger angeschweißt sind,
die mechanisch an den mittleren Tafeln befestigt sind.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind die mittleren Tafeln gebildet aus: erstens einer
ersten starren Platte, die eine thermisch isolierende Schicht aufweist
und mit dieser ein sekundäres isolierendes
Sperrschichtelement bildet, zweitens einer auf der gesamten Oberfläche der
thermisch isolierenden Schicht des genannten sekundären isolierenden
Sperrschichtelements haftenden Bahn, wobei die Bahn wenigstens eine
durchgehende Metallfolie aufweist, die ein sekundäres Dichtungssperrschichtelement
bildet, drittens einer zweiten thermisch isolierenden Schicht, die
von einer zweiten starren Platte bedeckt ist, und einer benachbarten
starren Schicht, wobei die starre Schicht und die genannte zweite
thermisch isolierende Schicht, welche die genannte Bahn zumindest
teilweise bedecken und dort haften, ein primäres isolierendes Sperrschichtelement
bilden, wobei die mittleren Tafeln derart angeordnet sind, daß die zweiten
thermisch isolierenden Schichten und die starren Schichten in Längsrichtung abwechseln,
wobei die mittlere/-en Metallplanke/-en zumindest an den starren
Schichten der mittleren Tafeln befestigt ist/sind.
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Vorteilhafterweise
ist der zwei benachbarten mittleren Metallplanken zugeordnete Schweißträger mechanisch
auf der starren Schicht einer mittleren Tafel gehalten und weist
einen winkelförmigen
Querschnitt auf, wobei einer der Schenkel des Winkels an der Seitenfläche der
starren Schicht gegenüber
der zweiten Isolierschicht der mittleren Tafel befestigt ist, während der
zweite Schenkel mit einer seiner Flächen an der Oberseite der starren
Schicht angebracht und mit der anderen Fläche an den benachbarten Querrändern zweier
mittlerer Metallplanken angeschweißt ist.
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Ferner
bedecken die Enden der durchgehenden Metallplanken teilweise die
mittlere/-en Metallplanke/-en und weisen einen schrägen Rand
auf, der im wesentlichen parallel zu der Symmetrieachse verläuft, entlang
der sie an die mittlere/-en Metallplanke/-en angeschweißt werden.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung weist jede mittlere Tafel allgemein die Form eines rechteckigen
Quaders auf, wobei das sekundäre
isolierende Sperrschichtelement und das primäre isolierende Sperrschichtelement
jeweils in Draufsicht die Form eines ersten Rechtecks und eines
zweiten Rechtecks haben, deren Seiten im wesentlichen parallel sind,
wobei die Länge
und/oder die Breite des ersten Rechtecks geringer als diejenige
des zweiten Rechtecks ist, um einen seitlichen Umfangsrand zu bilden,
der vorzugsweise eine konstante Breite hat.
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Des
weiteren ist vorgesehen, daß die
seitlichen Tafeln gebildet sind: erstens aus einer ersten starren
Platte, die eine thermisch isolierende Schicht trägt, und
mit dieser ein sekundäres
isolierendes Sperrschichtelement bildet, zweitens aus einer biegsamen
Bahn, die im wesentlichen auf der gesamten Fläche der thermisch isolierenden
Schicht des sekundären
isolierenden Sperrschichtelements haftet, wobei die Bahn zumindest
eine dünne
durchgehende Metallfolie aufweist, die ein sekundäres Dichtungssperrschichtelement
bildet, drittens aus einer zweiten thermisch isolierenden Schicht,
die mindestens teilweise die Bahn bedeckt und an dieser haftet,
und viertens aus einer zweiten starren Platte, welche die thermisch
isolierende Schicht bedeckt und mit dieser ein primäres isolierendes
Sperrschichtelement bildet.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel weist
der Tank erste seitliche Tafeln auf, die allgemein die Form eines
rechteckigen Quaders aufweisen, wobei das sekundäre isolierende Sperrschichtelement
in Draufsicht die Form eines ersten Rechtecks und das primäre isolierende
Sperrschichtelement in Draufsicht die Form eines zweiten Rechtecks
hat, wobei die Seiten der beiden Rechtecke im wesentlichen parallel
verlaufen, wobei die Länge
und die Breite des zweiten Rechtecks jeweils kleiner ist als die
Länge und
die Breite des ersten Rechtecks; wobei ein Umfangsrand, der vorzugsweise
eine konstante Breite hat, auf diese Weise an jeder ersten seitlichen
Tafel um das primäre
isolierende Sperrschichtelement der ersten seitlichen Platten ausgebildet
ist, wobei die ersten seitlichen Platten in einer oder mehreren
Reihen angeordnet sind, wobei ihre Längsachsen parallel zu einer
schrägen
Kante verlaufen; der Tank weist ferner zweite seitliche Platten auf,
die im Querschnitt die Form eines recheckigen Trapez haben, wobei
das sekundäre
isolierende Sperrschichtelement in Draufsicht die Form eines ersten
rechtwinkligen Trapezes und in bezug auf die Längsachse der zweiten seitlichen
Tafeln eine schräge
Fläche
aufweist, und wobei das primäre
isolierende Sperrschichtelement in Draufsicht die Form eines zweiten
rechtwinkligen Trapezes und in bezug auf die Längsachse der zweiten seitlichen
Tafeln eine schräge
Fläche
aufweist, wobei die beiden rechtwinkligen Trapeze im wesentlichen
zueinander parallele Seiten aufweisen, wobei die Länge und
die Breite des zweiten rechtwinkligen Trapezes jeweils kleiner als
die Länge
und Breite des ersten rechtwinkligen Trapezes ist, wobei auf diese
Weise ein Umfangsrand, der vorzugsweise eine konstante Breite hat,
an jeder zweiten seitlichen Platte um das primäre isolierende Sperrschichtelement
gebildet ist, wobei die zweiten seitlichen Tafeln zwischen den ersten
seitlichen Tafeln und den mittleren Tafeln angeordnet sind, wobei ihre
Längsachsen
parallel zu einer schrägen
Kante und ihre schrägen
Flächen
parallel zu den Längsseiten
der mittleren Tafeln verlaufen.
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Die
zwischen den primären
isolierenden Sperrschichtelementen zweier benachbarter mittlerer Tafeln,
zweier benachbarter seitlicher Tafeln oder einer mittleren Tafel
und einer benachbarten zweiten seitlichen Tafel vorhandenen Umfangszonen
sind vorteilhafterweise derart isolierende Füllstücke gefüllt, daß die Kontinuität der von
den mittleren und seitlichen Tafeln gebildeten isolierenden Sperrschicht gewährleistet
ist, wobei jedes Füllstück aus einer
von einer starren Platte bedeckten thermisch isolierenden Schicht
besteht, wobei jedes Füllstück die Dicke der
primären
isolierenden Sperrschicht aufweist, derart, daß nach der Montage die starren
Platten der isolierenden Füllstücke mit
den zweiten starren Platten der seitlichen und mittleren Tafeln
und den Oberseiten der starren Schichten der mittleren Tafeln eine
im wesentlichen durchgehende Wand bilden, die in der Lage ist, die
primäre
Dichtungssperrschicht zu tragen.
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Die
mittleren Metallplanken sind in ersten Längsvertiefungen in der starren
Schicht und der zweiten starren Platte jeder mittleren Tafel sowie
in den starren Platten der Füllstücke zwischen
zwei mittleren Tafel angeordnet, wobei die Schenkel der Schweißträger jeder
mittleren Tafel in Quervertiefungen der starren Schicht derart angeordnet
sind, daß mittleren
Metallplanken mit den zweiten starren Platten und den Oberseiten
der starren Schichten der mittleren Tafeln eine im wesentlichen
durchgehende Fläche
bilden.
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Vorteilhafterweise
sind zwei langgestreckte Thermoschutzbänder unter den mittleren Metallplanken
zu beiden Seiten der Symmetrieebene in zweiten Längsvertiefungen in der starren
Schicht und der zweiten starren Platte jeder mittleren Tafel sowie
in starren Platte der Füllstücke zwischen
zwei mittleren Tafeln, um die darunterliegenden Zonen beim Schweißen der
durchgehenden Metallplanken an die mittleren Metallplanken thermisch
zu schützen.
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Die
Längsränder der
mittleren Metallplanken sind mit Schrauben an die starre Schicht,
die zweite starre Platte der mittleren Tafeln und die Platte der Füllstücke geschraubt,
wobei die Köpfe
der Schrauben mit der Oberseite der mittleren Metallbahnen fluchten
und von den Enden der durchgehenden Metallplanken bedeckt sind,
wobei die schrägen
Ränder der
Enden jenseits der Schrauben verschweißt sind.
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Vorteilhafterweise
weisen die mittleren Metallplanken gestanzte Löcher für den Durchtritt der Befestigungsschrauben
und zum Aufnehmen der Köpfe
der Schrauben in einer Senkung auf, wobei dritte Vertiefungen in
der starren Schicht und der zweiten starren Platte jeder mittleren
Tafel sowie der starren Platte der Füllstücke zwischen zwei mittleren Tafeln
zum Aufnehmen von Materialstauchungen infolge des Stanzens vorgesehen
sind und den Senkungen entsprechen.
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Nach
einem Ausführungsbeispiel
besteht die starre Schicht aus wenigstens einem Block verleimter
Sperrholzplatten.
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Der
den durchgehenden Metallplanken der primären Dichtungssperrschicht zugeordnete Schweißträger ist
ein Profilteil mit einem winkelförmigen
Querschnitt, wobei einer der Schenkel des Winkels mit den aufragenden
Rändern
zweier benachbarter Metallplanken der primären Dichtungssperrschicht verschweißt ist,
während
der andere Schenkel in Nuten eingesetzt ist, die parallel zu einer
schrägen
Kante verlaufen und in der Dicke der zweiten starren Platte erster
seitlicher Tafeln parallel zu deren Längsachse, in der Dicke der
zweiten starren Platte zweiter seitlicher Tafeln senkrecht zu deren
Längsachse
und in der Dicke der starren Platte der Füllstücke ausgebildet sind, welche
die Umfangszonen füllen,
die zwischen den primären
isolierenden Sperrschichtelementen zweier benachbarter seitlicher
Tafeln und zwischen den primären
isolierenden Sperrschichtelementen einer mittleren Tafel und einer zweiten
seitlichen Tafel bestehen.
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Vorteilhafterweise
bestehen die mittleren Tafeln und die ersten seitlichen Tafeln aus
vorgefertigten Tafeln, die zweiten seitlichen Tafeln bestehen aus vorgefertigten
Tafeln, die beim Anbringen der sekundären Sperrschichten und der
primären
isolierenden Sperrschicht an der in der Breite variablen Wand auf Maß geschnitten
werden.
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Die
thermisch isolierenden Schichten der sekundären isolierenden Sperrschichtelemente
der mittleren Tafeln bestehen aus einem kompressiblen Schaumstoff
und weisen gegebenenfalls parallel zu ihren Hauptflächen mehrere
Glasfasergewebe auf, die im wesentlichen parallele Blätter bilden,
derart, daß die
Zugkräfte
der durchgehenden Metallplanken teilweise von den Winkelstrukturen
der Tragstruktur, an der die mittlere/-en End-Metallplanke/-en befestigt sind,
und teilweise von der in der Breite variablen Wand der Tragstruktur
aufgenommen werden, an der die mittleren Tafeln befestigt sind,
wobei die Verteilung der Kräfte
von der Biegsamkeit des verwendeten Schaumstoff abhängt.
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Der
Tank ist im vorderen oder hinteren Teil eines Schiffs integriert.
Insbesondere weist die Tragstruktur wenigstens zwei zueinander parallele trapezförmige Längswände auf,
die den Boden und die Decke des Tanks bilden.
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Weitere
Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Zusammenhang
mit den zugehörigen
Zeichnungen.
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Es
zeigen:
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1 – eine schematische
perspektivische Darstellung einer Tragstruktur im Vorschiff;
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2 – eine teilweise
Draufsicht auf die mittleren und seitlichen Tafeln, die auf der
den Boden der Tragstruktur von 1 bildenden
trapezförmigen Wand
angeordnet ist, vor dem Anbringen der Füllstücke und der seitlichen und
mittleren Metallbahnen;
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3 – eine vergrößerte Teildarstellung
der 2 nach dem Anbringen der Füllstücke;
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4 – eine perspektivische
Teildarstellung zweier mittlerer Tafeln, welche die Struktur der
mittleren Tafeln und die Montage der seitlichen und mittleren Metallplanken
zeigt;
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5 – eine Draufsicht
auf eine mittlere Tafel;
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6 – eine Seitenansicht
der mittleren Tafel der 5;
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7 – einen
Querschnitt durch die mittlere Tafel der 5 entlang
der Ebene VII-VII;
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8 – einen
teilweisen Längsschnitt
der mittleren Tafel der 5 entlang der Ebene VIII-VIII, welcher
die Befestigung der beiden benachbarten mittleren Metallplanken
an einem Winkel darstellt;
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9 – eine vergrößerte Teilansicht
eines vom Rahmen IX umgrenzten Details der 6, welche
die Anordnung eines primären
isolierenden Sperrschichtelements an einem sekundären isolierenden
Element darstellt;
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10 – eine vergrößerte Teilansicht
eines vom Rahmen X umgrenzten Details der 7, die Entspannungsspalt
zwischen den beiden Schaumstoffblöcken des primären isolierenden
Elements zeigt;
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11 – eine vergrößerte Teilansicht
eines vom Rahmen XI begrenzten Details der 6, die ein
Befestigungsloch zeigt;
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12 – eine vergrößerte Teilansicht
eines vom Rahmen XII begrenzten Details der 7, die verschiedene
Vertiefungen in der zweiten starren Platte zeigt;
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13 – einen
teilweisen Längsschnitt
der mittleren Tafel der 5 entlang der Ebene XIII-XIII, welche
die zur Befestigung des Winkels vorgesehenen Vertiefungen zeigt;
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14 – eine vergrößerte Teilansicht
eines vom Rahmen XIV begrenzten Details der 7, welche
die verschiedenen Vertiefungen eines Sperrholzblocks zeigt;
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15 – eine perspektivische
Darstellung eines Winkels;
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16 – eine perspektivische
Ansicht dreier Füllstücke, die
zur Anordnung zwischen den mittleren Tafeln und den seitlichen Tafeln
vorgesehen sind, wobei die Position einer T-Nut dargestellt ist;
und
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17 – eine vergrößerte Teilansicht
der 4, welche die Enden zweier benachbarter durchgehender
seitlicher Metallplanken zeigt, die an eine mittlere Metallplanke
angeschweißt
sind.
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1 zeigt
eine Abteilung im Vorschiff eines Schiffs, in welche der erfindungsgemäße Tank
integriert werden soll. Die Abteilung weist oktogonale Querschnitte
auf und ist durch acht im wesentlichen plane und an ihren Längsrändern benachbarte Längswände 2–9 des
Doppelrumpfs des Schiffs und zwei (nicht dargestellte) Quertrennwände, eine
hintere und eine vordere, gebildet, die zueinander parallel und
zu den Längswänden 2, 3 senkrecht
verlaufen. Die Tankabteilung weist zwei Längswände 2, 3 von gleichschenkliger
Trapezform auf, welche den Boden und die Decke des Tanks bilden.
Diese beiden als trapezförmig
bezeichneten Wände 2, 3 sind
zueinander parallel und weisen eine gemeinsame Längssymmetrieebene P auf, die
durch die Längsachse
A der Abteilung verläuft.
Diese trapezförmigen
Wände verjüngen sich
von hinten zum vorderen Teil des Schiffs. Die anderen Längswände 4–9,
die als Seitenwände bezeichnet
werden, haben Rechteckform. Jede trapezförmige Wand 2, 3 bildet
mit einer benachbarten Seitenwand eine schräge Kante 10, 11.
Zwei Seitenwände 4, 5 gleicher
Breite sind der Bodenwand 2 benachbart, wobei die vier
anderen Seitenwände 6–9, von
denen zwei 6, 7 der Deckenwand benachbart sind,
die gleiche Breite haben, welche größer als die der Wände 4, 5 ist.
Somit weist die den Boden bildende trapezförmige Wand 2 eine
große
Basis und eine kleine Basis auf, die jeweils größer als die große bzw. die
kleine Basis der die Decke bildenden trapezförmigen Wand 3 sind.
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Die
in Draufsicht Rechteckform aufweisenden beiden Dichtungs- und Isoliersperrschichten
an den Seitenwänden
bestehen in bekannter Weise aus vorgefertigten quaderförmigen Tafeln,
die in Längsrichtung
parallel zu den Kanten angeordnet sind, welche durch jedes Paar
Seitenwände
und durchgehende Metallplanken gebildet sind, wie in der französischen
Patentanmeldung 2 724 623 beschrieben.
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Im
folgenden wird die Ausbildung der beiden Dichtungs- und Isoliersperrschichten
an der den Boden bildenden trapezförmigen Wand 2 beschrieben, wobei
die Bildung der Sperrschichten an der die Decke bildenden trapezförmigen Wand 3 auf
gleiche Weise ausgebildet werden.
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Wie
in 2 dargestellt werden die beiden sekundären Sperrschichten
und die primäre
Isoliersperrschicht einerseits aus mittleren Tafeln, die in ihrer
Gesamtheit mit 12 bezeichnet und zur Bildung einer entlang
der Symmetrieebene P der Wand zentrierten Reihe 13 angeordnet
sind, und andererseits aus zwei Arten von seitlichen Tafeln gebildet,
die in ihrer Gesamtheit mit 14 und 15 bezeichnet
sind und zu beiden Seiten der Reihe der mittleren Tafeln angeordnet
sind.
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Wie
in den 4 bis 7 dargestellt weist jede mittlere
Tafel 12 im wesentlichen die Form eines rechtwinkligen
Quaders auf; sie besteht aus einer ersten Sperrholzplatte 16,
auf der eine erste thermisch isolierende Schicht 17 aufgebracht
ist, auf der wiederum eine starre Bahn 18 vorgesehen ist;
auf der Bahn 18 sind einerseits eine zweite thermisch isolierende
Schicht 19, die von einer zweiten Sperrholzplatte 20 bedeckt
ist, und andererseits eine starre Schicht 21 angeordnet.
Die Untereinheit 19, 20, 21 hat in Draufsicht
Rechteckform, wobei die Seiten mit denen der Untereinheit 16, 17 parallel
sind; die beiden Untereinheiten weisen in Draufsicht die Form zweier
Rechtecke mit der gleiche Mitte auf, wobei ein um die gesamte Untereinheit 19, 20, 21 existierender Umfangsrand 22 mit
konstanter Länge
vorhanden ist und durch den Rand der zweiten Untereinheit 16, 17 gebildet
ist. Die erste Untereinheit 19, 20, 21 bildet ein
primäres
Isoliersperrschichtelement und die zweite Untereinheit 16, 17 bildet ein
sekundäres
Isolierschichtelement. Die Bahn 18, welche die zweite Untereinheit 16, 17 bedeckt,
bildet ein sekundäres
Dichtungssperrschichtelement.
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Die
mittlere Tafel 12 kann vorgefertigt werden, um eine Einheit
zu bilden, deren verschiedene Teile in der genannten Anordnung miteinander
verklebt sind; diese Einheit bildet so sekundäre Sperrschichtelemente und
primäre
Dichtungssperrschichtelemente.
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Die
starre Schicht 21 ist beispielsweise aus zwei quaderförmigen Blöcken 21a, 21b gebildet,
die aus verleimten Sperrholzplatten bestehen, die im folgenden als
Sperrholzblöcke
bezeichnet werden. Diese Sperrholzblöcke liegen Rand an Rand in
Querrichtung unter Beibehaltung einer Entspannungsfuge 23 (5)
zwischen ihnen. Die zweite thermisch isolierende Schicht 19 ist
durch zwei Blöcke 19a, 19b gebildet,
die aus einem Schaumstoffmaterial, beispielsweise Polyurethanschaum,
bestehen, dem gute mechanische Eigenschaften verliehen werden, indem Glasfasergewebe
eingesetzt wird. Jeder Schaumblock, der von einer zweiten Sperrholzplatte 20a, 20b bedeckt
ist, hat Abmessungen, die im wesentlichen gleich denjenigen eines
Sperrholzblocks 21a, 21b sind. Die Schaumblöcke liegen
an ihren Rändern
nebeneinander, wobei jeder Schaumblock an einem Sperrholzblock anliegt.
Entspannungsfugen 24, 25 sind jeweils zwischen
den Schaumblöcken
(10) und einem Schaumblock und einem Sperrholzblock (8)
belassen. Wie in 9 dargestellt haben die Schaumblöcke einen
Umfangsrand 22. Die erste thermisch isolierende Schicht 17 kann
aus dem selben Schaumstoff gebildet sein wie die zweite thermisch
isolierende Schicht. Die starre Bahn 18, die sandwichartig
zwischen den primären
und sekundären
Isoliersperrschichtelementen angeordnet ist, besteht aus einem Verbundmaterial
mit drei Schichten: die beiden äußeren Schichten
bestehen aus Glasfasergewebe und die Mittelschicht ist eine Metallfolie.
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Die
mittleren Tafeln 12 sind Seite an Seite an der trapezförmigen Wand
befestigt, wobei ein Fugenbereich 34 belassen wird, der
die zweiten Untereinheiten zweier benachbarter mittlerer Tafeln
voneinander trennt. Die mittleren Tafeln bilden eine Reihe 13, die
entlang der Ebene P zentriert ist, in der sich die Schaumblöcke und
die Sperrholzblöcke
in Längsrichtung
abwechseln, wobei die beiden Sperrholzblöcke 21a, 21b einer
Tafel in bezug auf die vordere transversale Trennwand der Abteilung
hinter den beiden Schaumblöcken 19a, 19b der
selben Tafel angeordnet sind.
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Zu
beiden Seiten dieser Reihe 13 oder Anordnung von mittleren
Tafeln sind erste seitliche Tafeln 14 und zweite seitliche
Tafeln 15 vorgesehen. Die als Standardtafeln bezeichneten
ersten seitlichen Tafeln bestehen aus vorgefertigten Tafeln, wie
in der genannten französischen
Patentanmeldung beschrieben. Wie in 2 gezeigt
weist jede Standardtafel 14 im wesentlichen die Form eines
rechtwinkligen Quaders auf; sie besteht aus einer ersten Untereinheit 26,
die aus einer ersten Sperrholzplatte mit einer darüber liegenden
ersten thermisch isolierenden Schicht gebildet ist, einer biegsamen
oder starren Bahn und einer zweiten Untereinheit 27, die
aus einer zweiten thermisch isolierenden Schicht mit einer darüber liegenden
zweiten Sperrholzplatte 28 besteht, wobei die zweite Schicht
auf der genannten Bahn angeordnet ist. Die zweite Untereinheit 27 bildet
ein primäres
Isoliersperrschichtelement und weist in Draufsicht Rechteckform
auf, wobei die Seiten parallel zu denen der Untereinheit verlaufen;
die beiden Untereinheiten haben in Draufsicht die Form zweier Rechtecke
mit dem gleichen Mittelpunkt, wobei um die gesamte zweite Untereinheit
ein Umfangsrand 29 mit konstanter Länge existiert, der durch die
Begrenzung der ersten Untereinheit gebildet ist. Die erste Untereinheit 26 bildet
ein sekundäres
Isoliersperrschichtelement und die die erste Untereinheit bedeckende Bahn
bildet ein sekundäres
Dichtungssperrschichtelement.
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Die
Standardtafeln 14 unterscheiden sich von den mittleren
Tafeln 12 dadurch, daß sie
keine starre Schicht 21 aufweisen. Die primären Isoliersperrschichtelemente
bestehen ausschließlich
aus einer zweiten isolierenden Schicht aus Schaumstoff, die von
einer Sperrholzplatte bedeckt ist. Ferner kann die Bahn zwischen
den primären
und sekundären Isoliersperrschichten
eine biegsame Bahn aus einem Verbundmaterial mit drei Schichten
sein: die beiden äußeren Schichten
sind Glasfasergewebe und die Mittelschicht ist eine dünne Metallfolie,
beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von ungefähr 0,1 mm.
Diese Metallfolie bildet die sekundäre Dichtungssperrschicht und
ist auf die thermisch isolierende Schicht aufgeklebt. Die thermisch
isolierenden Schichten dieser Standardtafeln 14 können aus
einem Schaumstoff bestehen, der gleich dem für die mittleren Tafeln verwendeten
ist.
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Die
Standardtafeln 14 sind in mehreren Reihen angeordnet und
ihre Längsachsen
L1 verlaufen parallel zu den schrägen Kanten 10, 11,
die schrägen Kanten
bilden beispielsweise einen Winkel in der Größenordnung von 15–16° mit der
Ebene P. Zur Ausbildung jeder Reihe werden die Standardplatten hintereinander,
beginnend nahe der hinteren transversalen Trennwand, angeordnet,
wobei die Reihe endet, wenn der nahe der Reihe 13 der mittleren
Tafeln verbleibende Raum zum Anordnen einer vollen Standardtafel
nicht ausreicht. Die ersten Untereinheiten zweier benachbarter Standardtafeln
der selben Reihe sind um eine Fugenzone 35 beabstandet
und die ersten Untereinheiten zweier benachbarter Tafeln zweier
verschiedener Reihen liegen mit ihren Rändern aneinander. Die Standardtafeln
an den Querkanten sind selbstverständlich in einem Winkel geschnitten,
der dem durch die Quertrennwand und die benachbarte Seitenwand an
dieser Querkante gebildeten Winkel entspricht.
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Zweite,
als Spezialtafeln bezeichnete seitliche Tafeln 15 sind
zwischen die Reihe 13 der mittleren Tafeln 12 und
der Standardtafeln 14 eingefügt, und befinden sich an den
Enden jeweiliger Reihen von Standardtafeln, um die Kontinuität der beiden
sekundären
Sperrschichten und der primären
Isoliersperrschicht zwischen diesen zu gewährleisten. Die Spezialtafeln 15 haben
eine Struktur, die derjenigen der Standardtafeln ähnlich ist
und weisen eine erste 30 und eine zweite Untereinheit 31 auf,
jedoch haben sie in Draufsicht die Form eines rechtwinkligen Trapezes
und sind Seite an Seite liegend und mit zu den schrägen Kanten
senkrechten Längsachsen
L2 angeordnet, wobei zwischen zwei benachbarten zweiten Untereinheiten
eine Fugenzone 36 belassen ist. Die beiden Untereinheiten 30, 31 jeder
Spezialtafel haben in Draufsicht die Form zweier rechtwinkliger Trapeze
mit dem selben Mittelpunkt und parallelen Seiten, wobei um die gesamte
zweite Untereinheit 31 ein Umfangsrand 32 mit
konstanter Länge
existiert, der von der Begrenzung der ersten Untereinheit 30 gebildet
ist. Jedes rechtwinklige Trapez weist eine schräge Kante in bezug auf die Längsachse
L2 auf, die einer Schrägfläche 30a, 31a der
ersten Untereinheit und der zweiten Untereinheit entspricht. Die schrägen Kanten 30a der
ersten Untereinheiten der Spezialtafeln liegen an den Längsseiten
der ersten Untereinheiten 16, 17 der mittleren
Tafeln 12 an und ihre den Schrägflächen gegenüberliegenden und zu den Längsachse
L2 senkrechten Querseiten 30b liegen an den Längsseiten
der Standardtafeln 14 an.
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Die
Spezialtafeln 15 können
aus vorgefertigten Tafeln bestehen, die denen ähnlich sind, die die Standardtafeln
bilden, jedoch werden sie vor dem Anbringen auf Maß geschnitten.
Ferner sind die Länge
und die Breite der zur Herstellung der Spezialplatten verwendeten
vorgefertigten Platten an diejenigen der Standardplatten angepaßt, um die
Tafeln einfach nebeneinander legen zu können. Wie in 2 dargestellt
ist die Länge
einer Standardtafel ungefähr gleich
dem Dreifachen der Länge
einer Spezialtafel zuzüglich
zweier Fugenzonen 36, welche die Spezialtafeln trennen.
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Zum
Befestigen der mittleren Tafeln an der trapezförmigen Wand sind in bekannter
Weise über den
gesamten Umfang der mittleren Tafeln gleichmäßig beabstandete Vertiefungen 37 vorgesehen,
bei denen es sich um zylindrische Ausnehmungen handelt, die in den
Umfangsrändern 22 durch
die Bahn 18 und die isolierende Schicht 17 bis
zur Sperrholzplatte 16 ausgebildet sind, wie in der 11 zu
erkennen; der Boden einer Vertiefung ist somit durch die erste starre
Platte 16 der mittleren Tafel gebildet; der Boden der Vertiefung
ist perforiert, um eine Öffnung 38 zu
bilden. Die trapezförmige
Wand weist Bolzen auf, die senkrecht an diese geschweißt sind
und deren freies Ende mit einem Gewinde versehen ist. Die Bolzen
und die Öffnungen 38,
deren Durchmesser ausreicht, um einen Bolzen hindurch zu lassen, sind
derart angeordnet, daß beim
Anlegen einer mittleren Tafel an die trapezförmige Wand die Tafel in bezug
auf die Wand ausgerichtet werden kann, wobei sich ein Bolzen vor
jeder Öffnung
befinden muß.
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Es
ist bekannt, daß die
Wände eines
Schiffs Abweichungen in bezug auf die theoretische Fläche der
Tragstruktur aufweisen, die auf Fertigungsungenauigkeiten zurückzuführen sind.
In bekannter Weise werden diese Abweichungen ausgeglichen, indem die
mittleren Tafeln in Anlage an der Tragstruktur angeordnet werden,
wobei Wülste
aus polymerisierbarem Harz zwischengefügt sind, die es ermöglichen, ausgehend
von einer unvollkommenen Tragstrukturfläche, eine Verkleidung zu erhalten,
die durch benachbarte Elemente mit zweiten Platten und Sperrholztafeln
bestehen, die in der Gesamtheit eine Fläche bilden, die praktisch keine
Abweichungen von der gewünschten
theoretischen Fläche
aufweist. Beim Anlegen der mittleren Tafeln 12 an der Tragstruktur
unter Zwischenfügung
der Harzwülste dringen
die Bolzen in die Öffnungen 38 ein
und es wird am Gewindeende der Bolzen eine Unterlegscheibe und eine
Spannmutter angebracht. Die Scheibe wird durch die Mutter gegen
die erste starre Platte 16 der Tafel 12 am Boden
der Vertiefung 37 angedrückt. Auf diese Weise erreicht
man eine Befestigung jeder Tafel 12 an der trapezförmigen Wand
an einer Vielzahl von über
den gesamten Umfang der Tafel verteilten Stellen, was in mechanischer
Hinsicht vorteilhaft ist.
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Die
seitlichen Tafeln 14, 15 werden auf gleiche Weise
mittels Bolzen an der trapezförmigen Wand
und Vertiefungen 39 in ihren Umfangsrändern 29, 32 befestigt.
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Wenn
eine derartige Befestigung in bekannter Weise hergestellt wurde,
werden die Vertiefungen der Tafeln 12, 14, 15 verschlossen,
indem Stopfen aus thermisch isolierendem Material eingesetzt werden,
die mit der ersten thermisch isolierenden Schicht der verschiedenen
Tafeln fluchten. Ferner werden in den Fugenzonen 34, welche
die ersten Untereinheiten zweier benachbarter mittlerer Tafeln trennen,
und in den zu den schrägen
Kanten senkrecht verlaufenden Fugenzonen 35, 36 zweier
erster Untereinheiten zweier Standard- und/oder Spezialelemente
ein thermisch isolierendes Material angeordnet, das eine Fuge 40 bildet
und beispielsweise aus Glaswolle mit einer Dichte von 22kg/m3 besteht.
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Zwar
ist auf diese Weise die Kontinuität der sekundären Isoliersperrschicht
hergestellt, jedoch gilt dies nicht für die Kontinuität der sekundären Dichtungssperrschicht,
die durch die ersten Untereinheiten der verschiedenen Tafeln bedeckende
Bahnen gebildet ist, da diese an jeder Vertiefung 37, 39 perforiert
wurde. Um die Kontinuität
der sekundären Dichtungssperrschicht
wiederherzustellen, wir auf den Umfangsrändern 22, 29, 32 zwischen
zwei ersten Untereinheiten zweier benachbarter Tafeln ein (nicht
sichtbares) Band angeordnet, das aus einer biegsamen Bahn besteht,
die beispielsweise mit der biegsamen Bahn der seitlichen Tafeln
identisch ist, und das Band wird auf die Umfangsränder derart
aufgeklebt, daß die
Perforationen an jeder Vertiefung 37, 39 und die
Fugen 40 zwischen den Tafeln verschlossen werden, wodurch
die Kontinuität
der sekundären Dichtungssperrschicht
wieder hergestellt ist.
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Wie
in der 2 dargestellt besteht zwischen den Untereinheiten
zweier benachbarter Tafeln 12, 14, 15 somit
ein Vertiefungsbereich an den Umfangsrändern 22, 29, 32,
wobei diese Vertiefung als Tiefe im wesentlichen die Dicke der primären Isoliersperrschicht
hat. Die Vertiefungsbereiche zwischen zwei mittleren Tafeln werden
gefüllt,
indem dort isolierende Füllstücke 41a, 41b,
beispielsweise zwei, eingesetzt werden, die jeweils aus einer thermisch
isolierenden Schicht 42 und einer starren Sperrholzplatte 43 bestehen.
Auf gleiche Weise werden die Vertiefungsbereiche zwischen den seitlichen Tafeln 14, 15 sowie
zwischen den Standard- und den Spezialtafeln mit Füllstücken 44 gefüllt, die
ebenfalls aus einer thermisch isolierenden Schicht 43 und
einer Sperrholzplatte 46 bestehen. Die isolierenden Füllstücke 41a–b, 44 sind
derart bemessen, daß sie den über den
Umfangsrändern
zweier benachbarter Tafeln existierenden Bereich vollständig füllen, wobei die
isolierenden Füllstücke auf
das genannte Band derart aufgeklebt werden, daß nach dem Anbringen ihre Platten 43, 46 mit den
zweiten starren Platten der seitlichen und mittleren Tafeln und
den Oberseiten der Sperrholzblöcke 21a, 21b der
Mittleren Tafeln eine im wesentlichen durchgehende Fläche bilden, die
in der Lage ist, die primäre
Dichtungssperrschicht zu tragen.
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Es
bleibt nun die primäre
Dichtungssperrschicht anzuordnen, die auf der im wesentlichen durchgehenden
Fläche
angebracht wird. Zu diesem Zweck wurde bei der Herstellung der mittleren
Tafeln 12 eine erste Längsvertiefung 47 ausgebildet,
die sich über
die gesamte Länge
der Oberseiten 53 der Sperrholzblöcke 21a, 21b,
der die zweite isolierende Schaumstoffschicht 19 bedeckenden
starren Platten 43, 20 und der Füllstücke 41a, 41b zwischen
zwei benachbarten mittleren Tafeln 12 sowie über den
größten Teil
der Breite derselben erstreckt, wobei sie zwei zur Symmetrieebene
P symmetrische Ränder 48 bildet.
Ein Schweißträger 49 ist
an der oberen transversalen Kante der Sperrholzblöcke jeder
mittleren Tafel auf der Seite der Schaumstoffblöcke angebracht. Wie in 15 gezeigt
besteht der Schweißträger 49 aus einem
L-Profil oder einem Winkel mit zwei Schenkeln 50, 51 aus
Inox oder Invar, vorzugsweise aus Invar, die senkrecht aneinander
geschweißt
sind. Gemäß den 8 und 13 ist
ein erster Schenkel 50 an den Seitenflächen 52 der Sperrholzblöcke gegenüber der
zweiten Isolierschicht 19 der Tafel angebracht, und der
zweite Schenkel 51 ist an der Oberseite 53 der
Sperrholzblöcke
befestigt. Die Oberseite 53 und die transversale Seite 42 weisen
jeweils eine Längsvertiefung 54, 55 auf,
in der einer der Schenkel aufgenommen ist, so daß der erste Schenkel 50 mit seiner
Oberseite eine durchgehende Fläche
mit dem Boden der Längsvertiefung 47 bildet.
Ferner ist an der genannten Kante eine Schräge 56 vorgesehen, um
einen Raum zu bilden, der zum Aufnehmen der Verbindungsschweißnaht 57 der
beiden Schenkel des Winkels ausreicht. Der Winkel ist durch Schrauben 60 befestigt,
die in die Sperrholzblöcke
eingeschraubt sind. Die Schenkel weisen mehrere regelmäßig verteilte
Löcher 58 für den Durchtritt
der Schrauben auf, wobei jedes Loch eine konische Aufweitung hat,
die der Aufnahme des Schraubenkopfs dient. Bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
erstreckt sich der in den Längsvertiefungen
aufgenommene Winkel in Querrichtung über die erste Vertiefung 47 hinaus.
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Nach
der 12 sind in den ersten Vertiefungen 47 zwei
zweite Längsvertiefungen 61 vorgesehen.
Diese zweiten Längsvertiefungen
sind symmetrisch in bezug auf die Symmetrieachse P im Abstand der
von den ersten Vertiefungen gebildeten Ränder 48 angeordnet.
In diesen zweiten Vertiefungen sind thermische Schutzbänder 62 angeordnet, die
zum Schutz der darunterliegenden Elemente beim Schweißen der
durchgehenden Metallplanken dienen, wie im folgenden beschrieben.
Wie in der 14 dargestellt, bedecken diese
Bänder
nicht die transversalen Vertiefungen 55.
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Wie
in 4 dargestellt, sind mittlere Metallplanken 63 aus
rechteckigen Invar-Blechen mit einer Dicke in der Größenordnung
von 1,5 mm an den Winkeln 49 durch Verschweißen der
transversalen Ränder
jeder Metallplanke mit den Winkeln 49 zweier benachbarter
mittlerer Tafeln. Die Metallplanken sind gänzlich in der ersten Längsvertiefung 47 aufgenommen,
so daß ihre
der Innenseite des Tanks zugewandte Oberseite mit derjenigen der
Ränder 48 bündig ist.
Die als End-Metallplanke bezeichnete mittlere Metallplanke, welche
am vorderen Ende der Reihe 13 angeordnet ist, ist mit einem
ihrer transversalen Ränder
am Winkel der letzten mittleren Tafel der Reihe 13 und
mit ihrem anderen transversalen Rand an einer starren Winkelstruktur
angebracht, die an der Tragstruktur an der von der trapezförmigen Wand und
der vorderen transversalen Trennwand gebildeten Kante befestigt
ist. Die verwendete Winkelstruktur kann von dem in den französischen
Patenten 2 709 725 und 2 780 942 beschriebenen Typ sein. Die Längsränder der
mittleren Metallplanken 63 sind ferner mit Schrauben 64,
die in regelmäßig beabstandete
Löcher
in jeder Metallplanke eingreifen, an die Tafeln und die darunterliegenden
Blöcke
geschraubt. Die Durchtrittslöcher
für die
Schrauben werden ausgestanzt um Senkungen zu bilden, welche die
Köpfe der
Schrauben 64 aufnehmen, damit diese nicht vorstehen. Zwei
dritte Längsvertiefungen 65,
die in Bezug zur Ebene P symmetrisch angeordnet sind, sind in den
zweiten Längsvertiefungen 61 angeordnet,
um Materialstauchungen aufzunehmen, die sich aus dem Stanzen der
Löcher
ergeben, wobei diese den Senkungen entsprechen. Die Schrauben 64 sind
in Bezug auf die Ebene P jenseits der Schutzbänder 62 angeordnet,
wobei jede dritte Vertiefung 65 sich quer zwischen einem
Schutzband und dem äußeren Längsrand
der zweiten Vertiefung 61 erstreckt, in der das Band angeordnet
ist.
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Zu
beiden Seiten der mittleren Metallplanken sind an den Standardtafeln 14 und
den Spezialtafeln 15 seitliche durchgehende Metallplanken 66 angeordnet.
In bekannter Weise wurden bei der Herstellung der Standardtafeln
in deren Platte 28 Nuten 67a ausgebildet, die
parallel zur Längsachse
L1 der Tafel verlaufen und einen T-förmigen Querschnitt aufweisen,
wobei der senkrechte Strich des T senkrecht zu der der Innenseite
des Tanks zugewandten Fläche der
Platte verläuft,
während
die beiden Schenkel des T parallel zu dieser Fläche verlaufen.
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Die
Spezialtafeln weisen Nuten 67b mit zu denen der Standardtafeln
identischer Form auf, die jedoch senkrecht zu ihren Längsachsen
L2 angeordnet sind. Diese Nuten sind um einen Abstand beabstandet,
der gleich demjenigen zwischen den Nuten 67a der Standardtafeln
ist, und sie sind in der Verlängerung
der Nuten 67a der Standardtafeln angeordnet. Gleichermaßen sind
Nuten 67c in den Platten 46 bestimmter Füllstücke 44 zwischen
den seitlichen Tafeln und zwischen den mittleren Tafeln und den
seitlichen Spezialtafeln vorgesehen. 16 zeigt
ein Beispiel für
eine Nut 67c, die sich auf den Füllstücken zwischen den Spezialtafeln
und den mittleren Tafeln erstreckt.
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In
diesen Nuten 67a–c
wird ein Schweißträger 68 angeordnet,
der bekanntermaßen
aus einem Profil mit Winkelquerschnitt besteht, wobei einer der Schenkel
des Winkels an die aufragenden Ränder 66a zweier
benachbarter durchgehender Metallplanken geschweißt ist,
während
der andere Schenkel in den Teil der Nut eingreift, der parallel
zur Mittelebene der Platten 28, 33, 46 verläuft. Die
Metallplanken bestehen in bekannter Weise aus Invar-Blechen, beispielsweise
mit 1 mm Dicke. Der Schweißträger kann im
Inneren der Nut gleiten, so daß auf
diese Weise eine Gleitfuge gebildet ist, die eine Relativverschiebung
der durchgehenden Metallplanken in bezog auf die sie tragenden starren
Platten 28, 33, 46 ermöglicht.
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Jede
Platte einer Standardtafel 14 weist zwei parallele beabstandete
Nuten 67a auf, welche die Breite einer durchgehenden Metallplanke
aufweisen und in bezog auf die Längsachse
L1 der Tafel symmetrisch angeordnet sind.
Die Bemaßung
der Tafeln ist derart, daß der
Abstand zwischen zwei benachbarten, in zwei benachbarten Tafeln
angeordneten Schweißschenkeln
gleich der Breite einer Metallplanke ist; auf diese Weise kann eine
Metallplanke im Mittelbereich jeder Platte und eine Metallplanke
zwischen den beiden Metallplanken angeordnet werden, welche die
Mittelbereiche der beiden benachbarten Tafeln bedecken.
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Die
Enden der durchgehenden Metallbahnen 66, solchermaßen gleitend
parallel zu den schrägen Kanten
angeordnet sind, werden geschnitten, so daß sie einen schrägen Rand 69 aufweisen,
der parallel zur Symmetrieebene P verläuft. Die durchgehenden Metallplanken
bedecken teilweise die mittleren Metallplanken 63 derart,
daß ihre
schrägen
Ränder 69 jenseits
der Befestigungsschrauben 64 der mittleren Metallplanken
angeordnet sind, und die schrägen Ränder 69 sind
an der Oberseite der mittleren Metallbahnen, welche der Innenseite
des Tanks zugewandt ist, entlang einer zur Ebene P parallelen Schweißlinie angeschweißt. Die
aufragenden Ränder 66a der
beiden benachbarten seitlichen durchgehenden Metallplanken sind
an den Endbereichen der durchgehenden Metallplanken, die sich über die
Füllstücke 44 hinaus
erstrecken und die mittleren Metallplanken sowie die Gesamtheit
des Randes 48 bedecken, direkt angeschweißt. Nach
dem Ausführungsbeispiel
der 17 sind die schrägen Ränder 69 zweier durchgehender
Metallplanken 66 in dem Bereich geschnitten, in dem ihre
benachbarten aufragenden Längsränder 66a an
die schrägen
Ränder 69 anschließen, derart, daß die Schweißlinie in
diesem Bereich die Form eine Sägezahns
hat, dessen einer Teil 69a im wesentlichen senkrecht zu
den aufragenden Rändern 66a der
benachbarten Metallplanken ist.
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Bei
diesem Schweißvorgang
gewährleisten die
unter den mittleren Metallplanken angeordneten Bänder 62 den thermischen
Schutz der verschiedenen darunterliegenden Elemente. Die durchgehenden
Metallplanken 66, welche die Ränder 48 und die Befestigungsschrauben 64 bedecken,
gewährleisten Durchgängigkeit
der primären
Sperrschicht. Der zweite Schenkel 51 des Invar-Winkels
ermöglicht ebenfalls
das Aufrechterhalten der Kontinuität der primären Dichtungssperrschicht zwischen
den transversalen Rändern
zweier benachbarter mittlerer Metallplanken.
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Das
Verhalten der primären
Dichtungssperrschicht an der trapezförmigen Wand beim Füllen des Tanks
wird im folgenden anhand der 4 beschrieben.
Die zuvor beschriebenen verschiedenen Elemente, welche die Wand
des erfindungsgemäßen Tanks
bilden werden an eine Tragstruktur im Leerzustand angebracht, und
zwar bei einer Umgebungstemperatur, die im allgemeinen zwischen
5 und 25°C liegt,
sowie bei Atmosphärendruck.
Beim Befüllen des
Tanks mit flüssigem
Methan mit einer Temperatur von ungefähr –160°C ziehen sich die durchgehenden Metallplanken
trotz des sehr geringen Kontraktionskoeffizienten beim Kontakt mit
dem Flüssiggas
merklich zusammen. Da die durchgehenden Metallplanken ohne Befestigung
an der Oberseite der seitlichen Tafeln vorgesehen sind, werden die
in Längsrichtung wirkenden
thermischen Zugkräfte
F jeder durchgehenden Metallplanke auf die mit diesen verschweißten mittleren
Metallplanken 63 übertragen.
Die an den mittleren Tafeln befestigten durchgehenden Metallplanken
ermöglichen
das Aufnehmen eines Teils der längsgerichteten
Komponente FL dieser Kräfte durch die trapezförmige Wand,
an der die mittleren Tafeln befestigt sind. Ferner, vorausgesetzt,
die Isolierschichten der mittleren Tafeln sind kompressibel, wird
ein Teil dieser längsgerichteten
Komponente an die vordere Trennwand der Abteilung übertragen,
an der die mittlere Metallplanke am Ende der Reihe durch eine starre
Winkelstruktur befestigt ist. Die Verteilung der aufgenommenen längsgerichteten
Komponente FL dieser Kräfte zwischen der trapezförmigen Wand
und der vorderen transversalen Trennwand kann je nach Biegsamkeit
des für
die Isolierschichten verwendeten Schaumstoffmaterials reguliert
werden.
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Da
die durchgehenden Metallplanken symmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene
P angeordnet sind, heben sich die transversalen Komponenten FT der Zugkräfte völlig oder zum großen Teil auf.
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Es
sei darauf hingewiesen, daß jede
mittlere Metallplanke an zwei Winkeln angebracht ist, die jeweils
an einer starren Schicht einer mittleren Tafel befestigt sind, wodurch
eine widerstandsfähige
Befestigung der mittleren Metallplanken und eine gute Verteilung
der Zugkräfte
auf die Tragstruktur erreicht wird. Ferner ist generell eine starrere
Struktur in der Achse des Schiffs gebildet, insbesondere bei der Docklegung
des Schiffs, wenn dieses auf dem Kiel ruht. Die Schiffe weisen zu
diesem Zweck einen mittleren verstärkten Bereich zwischen dem
Doppelrumpf und dem nicht "ballastfähigen" Rumpf auf. Da die
Reihe der mittleren Tafeln entlang der Achse des Schiffs angeordnet
ist, werden die genannten Zugkräfte
vorteilhaft durch diesen verstärkten
Mittelbereich aufgenommen.
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Da
ferner die durchgehenden Metallplanken der erfindungsgemäßen trapezförmigen Wand
parallel zu den schrägen
Kanten angeordnet sind, ist es möglich,
an diesen Kanten eine Reihe von Winkel-Metallbahnen vorzusehen,
die mehrere Wellen aufweisen und an einer Winkelstruktur befestigt
sind, wie beispielsweise in der am 18. August 2000 von der Anmelderin
eingereichten französischen
Patentanmeldung 0010704 beschrieben.