ES2871030T3 - Multiple containment unit for compressed gas cylinders and marine vessel for transporting compressed gas provided with such a unit - Google Patents
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Abstract
Nave marítima para el transporte de gas comprimido, que comprende una pluralidad de cilindros (20) para contener gas comprimido agrupados en unidades (1) de contención múltiple individuales, en la que al menos algunas de dichas unidades (1) son unidades (1) de contención múltiple de cilindros de gas comprimido, cada uno comprendiendo: - un bastidor (10) de soporte que comprende a su vez una base (11) de soporte y una pluralidad de estructuras (12) de contención laterales que están conectadas estructuralmente a la base (11) de soporte y se extienden verticalmente desde la misma definiendo un volumen (13) de contención interior; y - una pluralidad de cilindros (20) para contener gas comprimido que se conectan a dicho bastidor (10) de soporte con el fin de mantener una posición estable en el mismo, estando dichos cilindros (20) dispuestos verticalmente a lo largo de su eje de extensión longitudinal (X) dentro del volumen (13) de contención definido por el bastidor (10) de soporte, en la que la base (11) de soporte del bastidor (10) de soporte tiene una pluralidad de pies (14) de soporte diseñados para ser anclados rígidamente a una porción de un medio de transporte, en la que en cada una de dichas unidades (1) de contención múltiple de cilindros de gas comprimido la base (11) de soporte del bastidor (10) de soporte está conectada a cada uno de dichos pies (14) de soporte mediante una junta elástica (15), creando el conjunto de juntas elásticas (15) una discontinuidad en la transmisión de tensiones y de las deformaciones entre los pies (14) de soporte y la base (11) de soporte, estando dichas juntas elásticas (15) dimensionadas para permitir movimientos relativos entre los pies (14) y la base (11) de soporte en un plano paralelo a dicha base, amortiguando los desplazamientos ortogonales a dicho plano, caracterizada porque cada cilindro (20) está conectado a la base (11) de soporte mediante un dispositivo (30) de conexión inferior que comprende: - un elemento (31) de soporte en el que el cilindro (20) se apoya con un extremo inferior longitudinal (21), y - una junta esférica (32) que constriñe dicho elemento (31) de soporte a la base (11) de soporte, permitiendo la libre rotación de dicho elemento (31) de soporte y del cilindro (20) que descansa sobre él con respecto a la base (11) de soporte, pero impidiendo traslaciones del mismo con respecto a dicha base (11) de soporte, y porque la unidad (1) de contención múltiple comprende una estructura (40) de soporte vertical de los cilindros (20) que está constreñida a las estructuras laterales (12) del bastidor (10) a una altura predeterminada (H) de la base (11) de soporte y que define para cada cilindro individual (20) un asiento (41) de posicionamiento vertical, siendo cada cilindro (20) libre para trasladarse axialmente dentro de su respectivo asiento (41) con respecto a dicha estructura (40) de soporte vertical, que acompaña a los cilindros (20) en los movimientos de las estructuras laterales (12) del bastidor, siguiendo las rotaciones de cada cilindro (20) permitidas por el respectivo dispositivo (30) de conexión inferior sin transmitirles momentos de flexión y/o torsión y manteniendo los cilindros (20) separados entre sí de acuerdo con un diseño de vista en planta de posicionamiento predeterminado.Maritime ship for the transport of compressed gas, comprising a plurality of cylinders (20) to contain compressed gas grouped in individual multiple containment units (1), in which at least some of said units (1) are units (1) of multiple containment of compressed gas cylinders, each comprising: - a support frame (10) comprising in turn a support base (11) and a plurality of lateral containment structures (12) that are structurally connected to the support base (11) and extend vertically therefrom defining an interior containment volume (13); and - a plurality of cylinders (20) to contain compressed gas that are connected to said support frame (10) in order to maintain a stable position therein, said cylinders (20) being arranged vertically along their axis longitudinal extension (X) within the containment volume (13) defined by the support frame (10), wherein the support frame (10) support base (11) has a plurality of feet (14) of support designed to be rigidly anchored to a portion of a means of transport, in which in each of said multiple containment units (1) of compressed gas cylinders the support base (11) of the support frame (10) is connected to each of said support feet (14) by means of an elastic joint (15), the set of elastic joints (15) creating a discontinuity in the transmission of stresses and deformations between the support feet (14) and the support base (11), said elastic joints (1) being 5) dimensioned to allow relative movements between the feet (14) and the support base (11) in a plane parallel to said base, damping displacements orthogonal to said plane, characterized in that each cylinder (20) is connected to the base ( 11) of support by means of a lower connection device (30) comprising: - a support element (31) in which the cylinder (20) is supported by a lower longitudinal end (21), and - a spherical joint (32 ) that constrains said support element (31) to the support base (11), allowing free rotation of said support element (31) and of the cylinder (20) that rests on it with respect to the base (11) of support, but preventing translations of the same with respect to said support base (11), and because the multiple containment unit (1) comprises a vertical support structure (40) of the cylinders (20) that is constrained to the lateral structures (12) of the frame (10) at a predetermined height (H) d e the support base (11) and that defines for each individual cylinder (20) a seat (41) for vertical positioning, each cylinder (20) being free to move axially within its respective seat (41) with respect to said structure (40) of vertical support, which accompanies the cylinders (20) in the movements of the lateral structures (12) of the frame, following the rotations of each cylinder (20) allowed by the respective lower connection device (30) without transmitting them bending and / or torsional moments and keeping the cylinders (20) separated from each other according to a predetermined positioning plan view design.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido y nave marítima para transportar gas comprimido provista de tal unidadMultiple containment unit for compressed gas cylinders and marine vessel for transporting compressed gas provided with such a unit
Campo de aplicaciónScope
Esta invención se refiere a una unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido y una nave marítima para transportar gas comprimido provista de tal unidad.This invention relates to a multiple containment unit for compressed gas cylinders and a marine vessel for transporting compressed gas provided with such a unit.
La unidad de contención múltiple de acuerdo con la invención es particularmente adecuada para el transporte marítimo de gas comprimido en cilindros. En particular, esta unidad de contención múltiple se puede instalar en las bodegas de los barcos o en las cubiertas de las barcazas. Esta unidad también se puede instalar en submarinos o en plataformas semisumergibles o flotantes.The multiple containment unit according to the invention is particularly suitable for maritime transport of compressed gas in cylinders. In particular, this multiple containment unit can be installed in the holds of ships or on the decks of barges. This unit can also be installed on submarines or on semi-submersible or floating platforms.
La nave marítima puede ser de cualquier tipo, por ejemplo, un barco o una barcaza, un medio submarino o una plataforma semisumergible o flotante. La nave marítima se puede usar para transportar gas natural comprimido o producido industrialmente.The maritime vessel can be of any type, for example, a ship or barge, an underwater environment, or a semi-submersible or floating platform. The marine vessel can be used to transport compressed or industrially produced natural gas.
Estado de la técnicaState of the art
Hasta la fecha aún no existen en el mercado barcos para el transporte de gas comprimido, sino solo proyectos de viabilidad de este tipo de barcos.To date, there are still no ships on the market for the transport of compressed gas, but only feasibility projects for this type of ships.
En general, estos proyectos implican equipar la nave marítima con una pluralidad de unidades modulares de contención múltiple, en la jerga denominadas rejillas. Cada unidad modular comprende una estructura de soporte y, dentro de ella, una pluralidad de recipientes a presión (cilindros), conectados de manera fluida entre sí para formar un único contenedor a presión.In general, these projects involve equipping the maritime ship with a plurality of modular multiple containment units, in the jargon called grids. Each modular unit comprises a supporting structure and, within it, a plurality of pressure vessels (cylinders), fluidly connected to each other to form a single pressure vessel.
Por razones de estabilidad estructural, las unidades modulares de contención múltiple (rejillas) están unidas rígidamente a la estructura de la nave marítima. Por las mismas razones, los cilindros dentro de cada rejilla también están conectados rígidamente a la estructura de contención de la rejilla respectiva.For reasons of structural stability, the modular multiple containment units (gratings) are rigidly attached to the structure of the marine vessel. For the same reasons, the cylinders within each rack are also rigidly connected to the containment structure of the respective rack.
Esto significa que, en primer lugar, la estructura de la nave marítima está sometida a tensiones generadas por las dilataciones de los recipientes a presión individuales y de las rejillas relacionadas y a su vez participa en la deformación de los cilindros y rejillas, dado que los constriñe con su rigidez. A su vez, las rejillas, y por tanto los cilindros individuales, están sometidos a cargas inducidas por la estructura de la nave marítima y participan en la deformación de la viga del barco. Todo esto afecta en gran medida la vida a fatiga esperada del recipiente a presión (cilindro).This means that, in the first place, the structure of the maritime ship is subjected to stresses generated by the expansions of the individual pressure vessels and related grids and in turn participates in the deformation of the cylinders and grids, since it constrains them. with its rigidity. In turn, the gratings, and therefore the individual cylinders, are subjected to loads induced by the structure of the maritime ship and participate in the deformation of the beam of the ship. All of this greatly affects the expected fatigue life of the pressure vessel (cylinder).
Generalmente, las estructuras de soporte de rejilla se realizan mediante elementos modulares y repetitivos, conectados entre sí para delimitar un volumen de contención en el que los cilindros están dispuestos y constreñidos. En particular, se trata de estructuras reticulares realizadas con perfiles metálicos conectados entre sí mediante soldaduras o uniones atornilladas. Debido a su forma de fabricación, es decir, rígidamente unidas por soldadura o unión atornillada, estas estructuras absorben completamente las tensiones de fatiga de los ciclos de carga y descarga del gas comprimido en los cilindros unidos a ellos y a su vez transmiten a los mismos cilindros los tensiones inducidos por los medios de transporte, ya sea un camión, un tren ferroviario o una nave marítima.Generally, the grid support structures are made by modular and repeating elements, connected to each other to delimit a containment volume in which the cylinders are arranged and constrained. In particular, they are reticular structures made with metal profiles connected to each other by welding or bolted joints. Due to their way of manufacture, that is, rigidly joined by welding or bolted connection, these structures completely absorb the fatigue stresses of the loading and unloading cycles of the compressed gas in the cylinders attached to them and in turn transmit to the cylinders themselves. the stresses induced by means of transport, be it a truck, a railway train or a maritime vessel.
En particular, cuando estas estructuras de contención se colocan dentro de una bodega de carga de un barco, las tensiones inducidas por el movimiento de las olas y absorbidas por el casco del propio barco se transmiten a la unidad de contención (rejilla) de los cilindros, con el resultado de descargar estas tensiones también en los cilindros individuales. De hecho, como ya se ha dicho, por razones de estabilidad estructural no se proporcionan discontinuidades en la cadena de transmisión de las fuerzas. Las rejillas y los cilindros relacionados se ven obligados a trabajar solidariamente con el propio medio de transporte.In particular, when these containment structures are placed inside a cargo hold of a ship, the stresses induced by the movement of the waves and absorbed by the ship's own hull are transmitted to the containment unit (grid) of the cylinders. , with the result of unloading these stresses also in the individual cylinders. In fact, as already said, for reasons of structural stability no discontinuities are provided in the chain of transmission of forces. The gratings and related cylinders are forced to work jointly with the means of transport itself.
Para evitar que las deformaciones inducidas por las cargas cíclicas mencionadas modifiquen la geometría de diseño de la rejilla, perjudicando la funcionalidad del sistema de contención de gas, normalmente se sobredimensiona la estructura de la rejilla teniendo en cuenta dichas cargas cíclicas, con un mayor coste y peso. Además, la influencia de los ciclos inducidos por el barco sobre la rejilla modifica en gran medida el comportamiento de fatiga de la rejilla y de los propios cilindros, reduciendo la vida útil esperada de las rejillas y cilindros individuales.To prevent the deformations induced by the mentioned cyclical loads from modifying the design geometry of the grid, impairing the functionality of the gas containment system, the grid structure is normally oversized taking into account these cyclical loads, with a higher cost and weight. Furthermore, the influence of ship-induced cycles on the grate greatly modifies the fatigue behavior of the grate and of the cylinders themselves, reducing the expected service life of the individual grates and cylinders.
En el documento US 2010/1866426A1 se divulga una nave marítima para transportar gas comprimido de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. In document US 2010 / 1866426A1 a maritime vessel for transporting compressed gas according to the preamble of claim 1 is disclosed.
Presentación de la invenciónPresentation of the invention
Por lo tanto, el propósito de esta invención es eliminar o al menos mitigar los inconvenientes de la técnica anterior mencionados antes, proporcionando una unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido que se pueden conectar de manera estructuralmente estable a un medio de transporte, en particular a un nave marítima y que, al mismo tiempo, puede trasladarse y deformarse libremente incluso cuando el medio de transporte está sometido a deformaciones importantes (como en el caso de una nave marítima en condiciones desfavorables de mar y viento), sin que, sin embargo, esté sometido significativamente a las tensiones y deformaciones del propio medio de transporte.Therefore, the purpose of this invention is to eliminate or at least mitigate the drawbacks of the prior art mentioned above by providing a multiple containment unit for compressed gas cylinders that can be structurally stable connected to a means of transport, in particular to a maritime ship and that, at the same time, can move and deform freely even when the means of transport is subjected to significant deformations (as in the case of a maritime ship in unfavorable sea and wind conditions), without, without However, it is significantly subjected to the stresses and deformations of the means of transport itself.
Un propósito adicional de esta invención es proporcionar una unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido que no provoque deformaciones en los cilindros en el caso de que se deforme su bastidor de soporte. Otro propósito de esta invención es poner a disposición una unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido que sea simple y económica de producir.A further purpose of this invention is to provide a multiple containment unit for compressed gas cylinders that does not cause deformation of the cylinders in the event that their supporting frame is deformed. Another purpose of this invention is to provide a compressed gas cylinder multiple containment unit that is simple and inexpensive to produce.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
Las características técnicas de la invención, de acuerdo con los propósitos antes mencionados, se pueden entender claramente a partir de las reivindicaciones enumeradas a continuación y sus ventajas se harán más evidentes a partir de la descripción detallada que sigue, hecha con referencia a los dibujos adjuntos, que muestran una o realizaciones más puramente ejemplares y no limitantes en las que:The technical characteristics of the invention, in accordance with the aforementioned purposes, can be clearly understood from the claims listed below and its advantages will become more apparent from the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings. , showing one or more purely exemplary and non-limiting embodiments in which:
- la figura 1 muestra una vista en perspectiva superior de una unidad de contención múltiple individual (rejilla) de cilindros de GNC dispuestos verticalmente, de acuerdo con una realización preferida de la invención; figure 1 shows a top perspective view of a single multiple containment unit (grid) of vertically arranged CNG cylinders, according to a preferred embodiment of the invention;
- la figura 2 muestra una vista lateral ortogonal longitudinal de dos unidades de contención múltiple ilustradas en la figura 1, de acuerdo con la flecha II indicada en la misma; las dos unidades de contención múltiple están representadas sin cilindros para simplificar la representación del dibujo en sí; figure 2 shows a longitudinal orthogonal side view of two multiple containment units illustrated in figure 1, according to arrow II indicated therein; the two multiple containment units are represented without cylinders to simplify the representation of the drawing itself;
- la figura 3 muestra una vista en planta superior simplificada de un conjunto de cuatro unidades de contención múltiple de acuerdo con la invención, como se ilustra en la figura 1, con algunas partes no mostradas para simplificar la lectura del dibujo; las cuatro unidades de contención múltiple están representadas sin cilindros para simplificar la representación del dibujo en sí;figure 3 shows a simplified top plan view of a set of four multiple containment units according to the invention, as illustrated in figure 1 , with some parts not shown to simplify the reading of the drawing; the four multiple containment units are represented without cylinders to simplify the representation of the drawing itself;
- la figura 4 muestra la configuración asumida por las dos unidades de contención múltiple ilustradas en la figura 2 debido a una deformación traslacional de la parte inferior de la bodega con respecto a la parte superior de la propia bodega, en un plano m paralelo a los pies de anclaje de la bodega de la rejilla;- Figure 4 shows the configuration assumed by the two multiple containment units illustrated in figure 2 due to a translational deformation of the lower part of the hold with respect to the upper part of the hold itself, in a plane m parallel to the rack hold anchor feet;
- la figura 5 muestra un detalle ampliado de la figura 2 en relación con un pie de soporte del bastidor de la unidad de contención y una junta elástica asociada;figure 5 shows an enlarged detail of figure 2 in relation to a support foot of the frame of the containment unit and an associated elastic joint;
- la figura 6 muestra un detalle ampliado de la figura 2 con relación a un espaciador elásticamente deformable dispuesto entre las estructuras laterales de dos unidades de contención de acuerdo con la invención colocadas una al lado de la otra; figure 6 shows an enlarged detail of figure 2 in relation to an elastically deformable spacer arranged between the lateral structures of two containment units according to the invention placed side by side;
- la figura 7 muestra una vista lateral ortogonal en corte de la unidad ilustrada en la figura 1 sin pies de soporte, de acuerdo con el plano de sección S y la flecha II mostrada en el mismo;figure 7 shows an orthogonal side view in section of the unit illustrated in figure 1 without support feet, according to the section plane S and the arrow II shown therein;
- la figura 8 muestra una vista en planta superior simplificada de la unidad ilustrada en la figura 1, de acuerdo con la flecha III indicada en la misma; figure 8 shows a simplified top plan view of the unit illustrated in figure 1 , according to arrow III indicated therein;
- las figuras 9, 10 y 11 muestran cada una una vista en planta superior simplificada de tres unidades de contención múltiple (rejillas) de cilindros de GNC dispuestas verticalmente, de acuerdo con tres realizaciones diferentes de la invención;Figures 9, 10 and 11 each show a simplified top plan view of three vertically arranged multiple containment units (grids) of CNG cylinders, according to three different embodiments of the invention;
- las figuras 12, 13 y 14 muestran cada una una vista detallada de los medios de conexión superiores entre la rejilla y los cilindros, respectivamente, de las figuras 8, 9 y 19; Figures 12, 13 and 14 each show a detailed view of the upper connection means between the grid and the cylinders, respectively, of Figures 8 , 9 and 19;
- la figura 15 muestra una vista en detalle de los medios de conexión inferiores entre la rejilla y los cilindros, de acuerdo con una realización preferida; figure 15 shows a detailed view of the lower connection means between the grid and the cylinders, according to a preferred embodiment;
- las figuras 16a y 16b muestran respectivamente una vista ortogonal simplificada en vertical y una vista en planta superior ortogonal de la unidad de contención múltiple (rejilla) ilustrada en la figura 1, cuando la rejilla se somete a una deformación de traslación pura;Figures 16a and 16b respectively show a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (grid) illustrated in Figure 1 , when the grid is subjected to a pure translational deformation;
- las figuras 17a y 17b muestran respectivamente una vista ortogonal simplificada en vertical y una vista en planta superior ortogonal de la unidad de contención múltiple (rejilla) ilustrada en la figura 1, cuando la rejilla se somete a una deformación de flexión pura;Figures 17a and 17b respectively show a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (grid) illustrated in Figure 1 , when the grid is subjected to a pure bending deformation;
- las figuras 18a y 18b muestran respectivamente una vista ortogonal simplificada en vertical y una vista en planta superior ortogonal de la unidad de contención múltiple (rejilla) ilustrada en la figura 1, cuando la rejilla se somete a una deformación de torsión pura;Figures 18a and 18b respectively show a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (grid) illustrated in Figure 1 , when the grid is subjected to a pure torsional deformation;
- la figura 19 muestra una vista en planta simplificada de la configuración de un barco para transportar comprimidos con segregación en bodegas, cada una de las cuales contiene un número determinado de unidades de contención múltiple de cilindros dispuestos en filas contiguas; yfigure 19 shows a simplified plan view of the configuration of a ship for transporting tablets with segregation in holds, each of which contains a determined number of multiple containment units of cylinders arranged in contiguous rows; and
- la figura 20 muestra una vista en planta ampliada de una bodega del barco de la figura 19.figure 20 shows an enlarged plan view of a hold of the ship of figure 19.
Descripción detalladaDetailed description
Con referencia a los dibujos adjuntos, la referencia número 1 indica, en su totalidad, una unidad de contención múltiple (rejilla) de cilindros de gas comprimido de acuerdo con esta invención y 20 indica los recipientes a presión (cilindros) para el transporte de gas comprimido instalados dentro de la unidad de contención. Mientras que 100 indica, en su totalidad, la nave marítima para el transporte de gas comprimido de acuerdo con la invención, equipada con tales unidades 1 de contención múltiple de cilindros. With reference to the attached drawings, reference number 1 indicates, in its entirety, a multiple containment unit (grid) of compressed gas cylinders according to this invention and 20 indicates pressure vessels (cylinders) for gas transport tablet installed inside the containment unit. While 100 indicates, in its entirety, the maritime ship for the transport of compressed gas according to the invention, equipped with such multiple containment units 1 for cylinders.
Los recipientes a presión (cilindros) de la unidad 1 pueden estar destinados a contener cualquier tipo de gas comprimido, en particular gas natural comprimido (GNC).The pressure vessels (cylinders) of unit 1 can be intended to contain any type of compressed gas, in particular compressed natural gas (CNG).
Aquí y en el resto de la descripción y reivindicaciones, se hará referencia a la unidad de contención múltiple (rejilla) 1 de cilindros en condiciones de uso. Las referencias a una posición más baja o más alta, o una dirección horizontal o vertical, deben entenderse en este sentido. Here and in the rest of the description and claims, reference will be made to the multiple containment unit (grid) 1 of cylinders in use conditions. References to a lower or higher position, or a horizontal or vertical direction, should be understood in this sense.
De acuerdo con una realización general de la invención ilustrada en las figuras adjuntas, la unidad 1 de contención múltiple (rejilla) (en particular para el transporte marítimo) comprende: According to a general embodiment of the invention illustrated in the attached figures, the multiple containment unit 1 (grid) (in particular for maritime transport) comprises:
- un bastidor 10 de soporte que comprende a su vez una base 11 de soporte y una pluralidad de estructuras 12 de contención laterales que están conectadas estructuralmente a la base 11 de soporte y se extienden verticalmente desde esta última delimitando un volumen 13 de contención interior; y - a support frame 10 comprising in turn a support base 11 and a plurality of lateral containment structures 12 that are structurally connected to the support base 11 and extend vertically from the latter, delimiting an interior containment volume 13; and
- una pluralidad de cilindros 20 para contener gas comprimido que están conectados a dicho bastidor 10 de soporte con el fin de mantener una posición estable en el mismo. - a plurality of cylinders 20 for containing compressed gas that are connected to said support frame 10 in order to maintain a stable position therein.
La base 11 de soporte del bastidor 10 de soporte tiene una pluralidad de pies 14 de soporte diseñados para anclarse rígidamente a una porción de un medio de transporte, en particular una nave marítima 100, The support base 11 of the support frame 10 has a plurality of support feet 14 designed to be rigidly anchored to a portion of a means of transport, in particular a marine vessel 100 ,
La base 11 de soporte del bastidor 10 de soporte está conectada a cada uno de los pies 14 de soporte mencionados anteriormente por medio de una junta elástica 15.The support base 11 of the support frame 10 is connected to each of the above-mentioned support feet 14 by means of an elastic joint 15.
El conjunto de juntas elásticas 15 crea una discontinuidad en la transmisión de las tensiones y deformaciones entre los pies 14 de soporte y la base 11 de soporte.The set of elastic joints 15 creates a discontinuity in the transmission of stresses and strains between the support feet 14 and the support base 11.
Operacionalmente, las juntas elásticas 15 mencionadas anteriormente están dimensionadas para permitir desplazamientos relativos entre los pies 14 y la base 11 de soporte en un plano m paralelo a la propia base, amortiguando, sin embargo, los desplazamientos ortogonales a ese plano m, como se representa esquemáticamente en la figura 4.Operationally, the elastic joints 15 mentioned above are dimensioned to allow relative displacements between the feet 14 and the support base 11 in a plane m parallel to the base itself, damping, however, displacements orthogonal to that plane m, as shown schematically in figure 4.
Cuando el medio de transporte, al que está conectado la unidad 1 de transporte, se somete a tensiones externas, se deforma y consecuentemente también se deforman los pies 14 de anclaje de la unidad 1, que están anclados rígidamente a los medios de transporte. Funcionalmente, las juntas elásticas 15 que conectan la base 11 de soporte a los pies 14 permiten que el bastidor 10 mantenga su geometría inicial sin seguir integralmente los movimientos de sus pies de soporte. Estas juntas elásticas 15 amortiguan las tensiones transmitidas por los pies al bastidor, transformándolas en movimientos de traslación de la base de soporte (y de todo el bastidor) paralelos al plano de la propia base. Manteniendo así inalterada, o casi, la geometría del bastidor 10 de la unidad 1, se evita la transmisión de tensiones mecánicas desde la estructura del medio de transporte a la unidad 1 de contención y en consecuencia a los cilindros contenidos en la propia unidad. When the transport means, to which the transport unit 1 is connected, is subjected to external stresses, it is deformed and consequently also the anchoring feet 14 of the unit 1, which are rigidly anchored to the transport means, are deformed. Functionally, the elastic joints 15 that connect the support base 11 to the feet 14 allow the frame 10 to maintain its initial geometry without integrally following the movements of its support feet. These elastic joints 15 absorb the stresses transmitted by the feet to the frame, transforming them into translation movements of the support base (and of the entire frame) parallel to the plane of the base itself. Thus keeping the geometry of the frame 10 of the unit 1 unaltered, or almost unchanged, the transmission of mechanical stresses from the structure of the means of transport to the containment unit 1 and consequently to the cylinders contained in the unit itself is avoided.
Todo esto es especialmente significativo en el caso en el que el medio de transporte esté constituido por una nave marítima, que en vida operativa está sometida a cargas de oleaje que provocan importantes deformaciones elásticas de la estructura del barco a la que está conectada la unidad 1 de contención múltiple. All this is especially significant in the case in which the means of transport is constituted by a maritime ship, which in operational life is subjected to wave loads that cause significant elastic deformations of the ship's structure to which unit 1 is connected. multiple containment.
Preferiblemente, la base 11 de soporte tiene una planta cuadrada o rectangular. La base 11 de soporte está provista de cuatro pies 14 de soporte, cada uno dispuesto en la proximidad de uno de los cuatro vértices de la base 11. Preferably, the support base 11 has a square or rectangular plan. The support base 11 is provided with four support feet 14, each one arranged in proximity to one of the four vertices of the base 11.
El conjunto de juntas elásticas permite que la base 11 de soporte realice un movimiento relativo en un plano paralelo a la propia base 11 con una extensión no superior a 50 mm respecto a una posición nominal de alineación vertical de la base 11 con los pies 14. La posición nominal de alineación se ilustra en la figura 2.The set of elastic joints allows the support base 11 to perform a relative movement in a plane parallel to the base 11 itself with an extension not exceeding 50 mm with respect to a nominal position of vertical alignment of the base 11 with the feet 14. The nominal alignment position is illustrated in Figure 2.
Las juntas elásticas pueden ser de cualquier tipo adecuado para el propósito, siempre que permitan grandes deformaciones en el plano de la base y mantengan una rigidez significativa en las deformaciones verticales.The elastic joints can be of any type suitable for the purpose, as long as they allow large deformations in the plane of the base and maintain significant stiffness in vertical deformations.
En particular, cada junta elástica 15 puede estar constituida por una estructura elástica constituida por al menos dos elementos que tienen cada uno una rigidez diferente con respecto al otro en el plano paralelo a la base 11 y en una dirección ortogonal al propio plano.In particular, each elastic joint 15 can be constituted by an elastic structure constituted by at least two elements each having a different stiffness with respect to the other in the plane parallel to the base 11 and in a direction orthogonal to the plane itself.
Más en detalle, cada uno de estos dos elementos que tienen una rigidez diferente está conectado a la base 11 de soporte en una primera porción 16' de extremo y está conectado al respectivo pie 14 de soporte en una segunda porción 16" de extremo, opuesta a la primera. More in detail, each of these two elements having a different rigidity is connected to the base 11 support a first portion 16 'end and is connected to the respective foot 14 support a second portion 16 "end, opposite at first.
Preferiblemente, cada uno de estos dos elementos que tienen una rigidez diferente está conectado a la base 11 de soporte por medio de una primera placa rígida 17, rígidamente conectada a la base, y está conectado al respectivo pie 14 de soporte por medio de una segunda placa rígida 18, rígidamente conectado al pie 14 de soporte.Preferably, each of these two elements having a different stiffness is connected to the support base 11 by means of a first rigid plate 17, rigidly connected to the base, and is connected to the respective support foot 14 by means of a second rigid plate 18, rigidly connected to support foot 14.
Preferiblemente, como se ilustra en las figuras 1 a 6, además de las juntas elásticas 15 que conectan la base 11 de soporte a los pies 14, la unidad 1 de contención múltiple de cilindros comprende una pluralidad de espaciadores 19 elásticamente deformables, anclados a las estructuras laterales 12 del bastidor 10. Preferably, as illustrated in Figures 1 to 6 , in addition to the elastic joints 15 that connect the support base 11 to the feet 14, the multiple cylinder containment unit 1 comprises a plurality of elastically deformable spacers 19, anchored to the side structures 12 of frame 10 .
Ventajosamente, estos espaciadores elásticamente deformables 19 están posicionados al menos a una altura diferente con respecto a la base 11 de soporte. Advantageously, these elastically deformable spacers 19 are positioned at least at a different height with respect to the support base 11.
Operacionalmente, estos espaciadores elásticamente deformables 19son adecuados para evitar, durante los movimientos de dicha unidad 1 sobre el plano de su base 11 de soporte, el contacto directo de dicha unidad 1 de contención múltiple de cilindros de gas comprimido con otras unidades similares adyacentes a ella y/o con estructuras del medio de transporte adyacentes a dicha unidad 1. Operationally, these elastically deformable spacers 19 are suitable to avoid, during the movements of said unit 1 on the plane of its support base 11 , direct contact of said unit 1 for multiple containment of compressed gas cylinders with other similar units adjacent to it. and / or with structures of the means of transport adjacent to said unit 1 .
Ventajosamente, como se ilustra en las figuras 2, 3 y 4, los espaciadores elásticamente deformables 19antes mencionados pueden conectar mecánicamente la unidad 1 de contención múltiple de cilindros de gas comprimido mencionada anteriormente a una o más unidades 1 similares adyacentes a ella, creando así continuidad entre las unidades 1. De esta manera es posible distribuir las tensiones entre las propias unidades 1 y reducir la amplitud de los movimientos a los que está sometida la unidad 1 de contención múltiple individual. Advantageously, as illustrated in Figures 2, 3 and 4, the aforementioned elastically deformable spacers 19 can mechanically connect the aforementioned multiple compressed gas cylinder containment unit 1 to one or more similar units 1 adjacent to it, thus creating continuity. between the units 1. In this way it is possible to distribute the stresses between the units 1 themselves and reduce the amplitude of the movements to which the individual multiple containment unit 1 is subjected.
En particular, estos elementos elásticamente deformables 19 que conectan las unidades 1 entre sí pueden estar constituidos por juntas elásticas.In particular, these elastically deformable elements 19 connecting the units 1 to each other can be constituted by elastic joints.
En el caso preferido de aplicación en nave marítima, debe tenerse en cuenta que la estructura de la nave marítima (bodega de carga, casco y cubiertas) tiene una rigidez elástica mayor que la unidad 1 de contención individual en varios órdenes de magnitud.In the preferred case of application in a maritime vessel, it should be taken into account that the structure of the maritime vessel (cargo hold, hull and decks) has an elastic stiffness greater than the individual containment unit 1 by several orders of magnitude.
Conectando entre sí un número adecuado de unidades 1 como se describe anteriormente usando las juntas elásticas 19 antes mencionadas (preferiblemente para formar filas longitudinales de unidades 1, como se retomará en el resto de la descripción), es posible crear un conjunto que tiene una rigidez elástica comparable a la de la estructura del barco, capaz de deformarse de forma controlada. By connecting a suitable number of units 1 together as described above using the aforementioned elastic joints 19 (preferably to form longitudinal rows of units 1, as will be taken up in the rest of the description), it is possible to create an assembly having a stiffness elastic comparable to that of the ship's structure, capable of deforming in a controlled manner.
En particular, la unidad 1 de contención individual está conectada a unidades similares 1 adyacentes a ella por medio de juntas elásticas 19 en una o más posiciones diferentes, de las cuales al menos una en posición vertical en la parte superior del bastidor 10 para limitar los desplazamientos relativos entre unidades adyacentes. In particular, the individual containment unit 1 is connected to similar units 1 adjacent to it by means of elastic joints 19 in one or more different positions, of which at least one in a vertical position in the upper part of the frame 10 to limit the relative displacements between adjacent units.
Las juntas elásticas 15, que se colocan en conexión entre los pies 14 y la base 11 de soporte del bastidor 10, y posiblemente los espaciadores elásticamente deformables 19(preferiblemente en forma de juntas elásticas) constituyen en su conjunto un sistema mecánico que permite reducir significativamente la tensiones estáticas y dinámicas del vehículo de transporte a la unidad 1 (en particular, de la estructura del barco a la unidad 1). The elastic joints 15, which are placed in connection between the feet 14 and the support base 11 of the frame 10, and possibly the elastically deformable spacers 19 (preferably in the form of elastic joints) constitute as a whole a mechanical system that makes it possible to significantly reduce the static and dynamic stresses from the transport vehicle to unit 1 (in particular, from the ship's structure to unit 1 ).
En particular, en el caso de una nave marítima, parece suficiente, dentro de un rango de valores limitados, permitir las traslaciones de la rejilla a lo largo de los dos ejes de referencia horizontales X e Y del barco, posiblemente conectando varias rejillas entre sí para asegurar inercia suficiente como para reducir la amplitud de los movimientos y de las deformaciones relacionadas.In particular, in the case of a maritime ship, it seems sufficient, within a limited range of values, to allow the grid translations along the two horizontal reference axes X and Y of the ship, possibly connecting several grids to each other. to ensure sufficient inertia to reduce the amplitude of motion and related deformations.
Esto significa realizar una nave marítima para el transporte de gas comprimido en la que la estructura de la nave en sí no se vea afectada en absoluto por las deformaciones del sistema de carga y, al no estar conectada estructuralmente al sistema de carga, no influya de ninguna manera en la vida a fatiga de los recipientes a presión y otros elementos que constituyen la unidad de contención modular.This means realizing a maritime ship for the transport of compressed gas in which the structure of the ship itself is not affected at all by the deformations of the loading system and, as it is not structurally connected to the loading system, does not influence no way in the fatigue life of the pressure vessels and other elements that make up the modular containment unit.
Esta invención se refiere a una nave marítima 100 para transportar gas comprimido, que comprende una pluralidad de cilindros 20 para contener el gas comprimido agrupado en unidades de contención múltiple individuales. This invention relates to a maritime vessel 100 for transporting compressed gas, comprising a plurality of cylinders 20 for containing the compressed gas grouped into individual multiple containment units.
La nave marítima 100 puede ser de cualquier tipo. Preferiblemente, la nave marítima 100 es un barco o una barcaza, pero también puede ser un submarino o una plataforma semisumergible o flotante.The marine vessel 100 can be of any type. Preferably, the maritime vessel 100 is a ship or a barge, but it can also be a submarine or a semi-submersible or floating platform.
La nave marítima 100 se puede usar para transportar gas comprimido natural o producido industrialmente.The marine vessel 100 can be used to transport natural or industrially produced compressed gas.
En particular, las unidades de contención múltiple se pueden instalar en las bodegas (en el caso de que la nave marítima sea un barco, como se ilustra en las figuras 19 y 20) o en una cubierta (en el caso de que la nave marítima sea una barcaza).In particular, multiple containment units can be installed in the holds (in the case where the sea vessel is a ship, as illustrated in figures 19 and 20 ) or on a deck (in the case where the sea vessel be a barge).
Al menos parte de las unidades de contención múltiple mencionadas anteriormente están constituidas por unidades 1 de contención múltiple de acuerdo con esta invención y, en particular, como se describió anteriormente. At least part of the multiple containment units mentioned above are constituted by multiple containment units 1 according to this invention and, in particular, as described above.
Preferiblemente, todas las unidades de contención múltiple en las que se agrupan los cilindros 20 están constituidas por unidades 1 de contención múltiple de acuerdo con la invención. Preferably, all multiple containment units in which the cylinders 20 are grouped are constituted by multiple containment units 1 according to the invention.
Sin embargo, se pueden proporcionar realizaciones en las que parte de las unidades de contención múltiple sean de tipo convencional, es decir, con los respectivos bastidores de soporte rígidamente constreñidos a la estructura del barco sin la interposición de juntas elásticas.However, embodiments can be provided in which part of the multiple containment units are of the conventional type, that is, with the respective support frames rigidly constrained to the ship structure without the interposition of elastic joints.
Preferiblemente, como se ilustra esquemáticamente en las figuras 19 y 20, las unidades 1 de contención múltiple están dispuestas en filas 50. Cada fila 50 está compuesta por unidades 1 de contención múltiple individuales mutuamente alineadas y yuxtapuestas una contra otra. Esta configuración espacial se adopta preferiblemente en el caso en el que la nave marítima sea un barco y las unidades 1 estén instaladas en las bodegas 101. Preferably, as schematically illustrated in Figures 19 and 20, the multiple containment units 1 are arranged in rows 50. Each row 50 is composed of individual multiple containment units 1 mutually aligned and juxtaposed against each other. This spatial configuration is preferably adopted in the case where the maritime vessel is a ship and the units 1 are installed in the holds 101 .
Ventajosamente, las unidades 1 de cada fila 50 están conectadas a las unidades 1 adyacentes pertenecientes a la misma fila 50 en correspondencia de las estructuras laterales 12 respectivas por medio de los espaciadores elásticamente deformables 19 ya mencionados, que están posicionados al menos en dos alturas diferentes con respecto a las bases 11 de soporte. De esta forma, se crea continuidad entre las unidades 1 de una fila 50 ayudando a reducir las deformaciones de las unidades individuales 1 inducidas por tensiones transmitidas a dichas unidades por la nave marítima 100. Advantageously, the units 1 of each row 50 are connected to the adjacent units 1 belonging to the same row 50 in correspondence of the respective lateral structures 12 by means of the elastically deformable spacers 19 already mentioned, which are positioned at at least two different heights with respect to the support bases 11. In this way, continuity is created between the units 1 of a row 50 helping to reduce the deformations of the individual units 1 induced by stresses transmitted to said units by the maritime ship 100 .
Preferiblemente, como se ilustra en particular en la figura 20, cada fila 50 de unidades 1 de contención múltiple está delimitada en ambos lados por un corredor longitudinal 51 paralelo a ella y termina en ambos extremos 50' y 50" en un corredor transversal 52 ortogonal a los corredores longitudinales 51.Preferably, as particularly illustrated in figure 20, each row 50 of multiple containment units 1 is delimited on both sides by a longitudinal corridor 51 parallel to it and terminates at both ends 50 'and 50 "in an orthogonal transverse corridor 52 to the longitudinal corridors 51.
Como se ilustra en las figuras adjuntas, los cilindros 20 de las unidades 1 de contención múltiple individuales están dispuestos verticalmente a lo largo de un eje X de extensión longitudinal dentro del volumen 13 de contención definido por el bastidor 10 de soporte. El número de cilindros que contiene la unidad (rejilla) 1 puede variar dependiendo de la configuración seleccionada para la propia unidad. As illustrated in the accompanying figures, the cylinders 20 of the individual multiple containment units 1 are arranged vertically along an axis X of longitudinal extension within the containment volume 13 defined by the support frame 10. The number of cylinders contained in unit (rack) 1 may vary depending on the configuration selected for the unit itself.
Como se describió anteriormente, el sistema de conexión entre el bastidor 1 y los medios de transporte, realizado a través de las juntas elásticas 15 antes mencionadas, y posiblemente también a través de los espaciadores 19 elásticamente deformables, permite reducir significativamente la intensidad y amplitud de las deformaciones del bastidor 10, pero no permite eliminarlas por completo. As described above, the connection system between the frame 1 and the transport means, made through the aforementioned elastic joints 15, and possibly also through the elastically deformable spacers 19, makes it possible to significantly reduce the intensity and amplitude of the deformations of the frame 10 , but it does not allow to eliminate them completely.
Los cilindros 20 se pueden conectar rígidamente al bastidor 10. En este caso, las deformaciones del bastidor 10, aunque atenuadas por el mencionado bastidor/sistema de conexión de medio de transporte, pueden por tanto transferirse a los cilindros conectados a él y afectar a la vida a fatiga de los cilindros. Esto debe tenerse en cuenta necesariamente durante la fase de dimensionamiento de los propios cilindros, con un aumento de los costes de producción de los cilindros. De hecho, los cilindros deben estar debidamente dimensionados para resistir los ciclos de fatiga inducidos por las deformaciones provocadas por las deformaciones del bastidor, además de los ciclos de fatiga inducidos por las deformaciones resultantes de los ciclos de carga y descarga de los propios cilindros. The cylinders 20 can be rigidly connected to the frame 10. In this case, the deformations of the frame 10, although attenuated by the aforementioned frame / transport means connection system, can therefore be transferred to the cylinders connected to it and affect the performance. fatigue life of cylinders. This must necessarily be taken into account during the dimensioning phase of the cylinders themselves, with an increase in the production costs of the cylinders. In fact, cylinders must be properly dimensioned to resist the fatigue cycles induced by deformations caused by frame deformations, in addition to the fatigue cycles induced by deformations resulting from the loading and unloading cycles of the cylinders themselves.
Esta invención permite combinar el sistema de conexión ya descrito del bastidor 10 al medio de transporte (basado precisamente en las juntas elásticas 15 y posiblemente en los espaciadores 19 elásticamente deformables) con un sistema de conexión específico entre cada cilindro y el bastidor 10 que evita la transmisión de deformaciones residuales del bastidor a los cilindros.This invention makes it possible to combine the already described connection system of the frame 10 to the means of transport (based precisely on the elastic joints 15 and possibly on the elastically deformable spacers 19) with a specific connection system between each cylinder and the frame 10 that avoids the transmission of residual deformations from the frame to the cylinders.
Tal sistema de conexión entre cada cilindro y el bastidor se describirá a continuación con la ayuda de las figuras 7 a 18.Such a connection system between each cylinder and the frame will be described below with the help of Figures 7 to 18.
Más en detalle, como se muestra en particular en las figuras 7 y 15, cada cilindro 20 está conectado a la base 11 de soporte a través de un dispositivo 30 de conexión inferior que comprende:More in detail, as shown in particular in Figures 7 and 15, each cylinder 20 is connected to the support base 11 through a lower connection device 30 comprising:
- un elemento 31 de soporte en correspondencia del cual el cilindro 20 se apoya con su propio extremo inferior longitudinal 21; y - a support element 31 in correspondence of which the cylinder 20 bears with its own longitudinal lower end 21 ; and
- una junta esférica 32 que constriñe el elemento 31 de soporte a la base 11 de soporte, permitiendo la rotación libre del elemento 31 de soporte y del cilindro 20 que descansa sobre él con respecto a la base 11 de soporte, pero evitando traslados del mismo con respecto a la base 11 de soporte. - a spherical joint 32 that constrains the support element 31 to the support base 11, allowing the free rotation of the support element 31 and the cylinder 20 that rests on it with respect to the support base 11, but avoiding transfers thereof with respect to the support base 11.
Gracias a la junta esférica 32, el elemento 31 de soporte puede girar en el medio espacio por encima de la base de soporte en todos los ejes. En este movimiento de rotación, el eje de extensión longitudinal X del cilindro describe un cono con vértice en la junta esférica. Teniendo en cuenta las constricciones espaciales y dimensionales impuestas por el posicionamiento del cilindro en la rejilla y con respecto a los otros cilindros, la rotación sobre la junta esférica 32 es limitada. Preferiblemente, la rotación es tal que el cono mencionado anteriormente tiene un ángulo de apertura de no más de 0,1°. En el caso de un cilindro de 24 m de altura, una rotación en la base con un ángulo de 0,1° impone sobre el eje de extensión longitudinal X del cilindro una desviación de la vertical, medida en la parte superior del cilindro en la componente horizontal (traslación), no más de 50 mm.Thanks to the ball joint 32, the support element 31 can rotate in the half space above the support base in all axes. In this rotational movement, the axis of longitudinal extension X of the cylinder describes a cone with an apex in the spherical joint. Taking into account the spatial and dimensional constraints imposed by the positioning of the cylinder on the grid and with respect to the other cylinders, the rotation on the ball joint 32 is limited. Preferably, the rotation is such that the aforementioned cone has an opening angle of no more than 0.1 °. In the case of a cylinder 24 m high, a rotation at the base with an angle of 0.1 ° imposes on the longitudinal axis of extension X of the cylinder a deviation from the vertical, measured at the top of the cylinder at the horizontal component (translation), not more than 50 mm.
La unidad 1 de contención múltiple también comprende una estructura 40 de soporte vertical de los cilindros 20 que: - está unida a las estructuras laterales 12 del bastidor 10 a una altura H predeterminada desde la base 11 de soporte; yThe unit 1 also comprises a multiple containment structure 40 vertical support cylinder 20 which: - is attached to the side structures 12 the frame 10 to a predetermined height H from the base support 11; and
- define para cada cilindro 20 un asiento 41 de posicionamiento vertical.- defines for each cylinder 20 a seat 41 for vertical positioning.
Cada cilindro 20 es libre de trasladarse axialmente (es decir, a lo largo de su eje de extensión longitudinal X) dentro del respectivo asiento 41 de posicionamiento vertical con respecto a la estructura 40 de soporte vertical.Each cylinder 20 is free to translate axially (ie, along its axis of longitudinal extension X) within the respective vertical positioning seat 41 with respect to the vertical support structure 40.
Operacionalmente, la estructura 40 de soporte vertical acompaña a los cilindros 20 en los movimientos de las estructuras laterales 12 del bastidor, secundando las rotaciones de cada cilindro 20 permitidas por el respectivo dispositivo 30 de conexión inferior sin transmitirles momentos de flexión y/o torsión y, al mismo tiempo, manteniendo los cilindros 20 separados entre sí de acuerdo con un diseño de planta de posicionamiento predefinido. Operationally, the vertical support structure 40 accompanies the cylinders 20 in the movements of the lateral structures 12 of the frame, assisting the rotations of each cylinder 20 allowed by the respective lower connection device 30 without transmitting bending and / or torsion moments and , at the same time, keeping the cylinders 20 separated from each other according to a predefined positioning plant layout.
Por lo tanto, esta invención permite la conexión de cada cilindro 20 individual al bastidor 10 de soporte por medio de un sistema de conexión mecánica que se compone de dos sistemas de soporte separados, uno que actúa sobre la porción inferior de los cilindros (es decir, el dispositivo 30 de conexión inferior antes mencionado) y uno que actúa sobre una porción colocada más arriba con respecto al fondo (es decir, la estructura 40 de soporte vertical antes mencionada).Therefore, this invention allows the connection of each individual cylinder 20 to the support frame 10 by means of a mechanical connection system that is comprised of two separate support systems, one acting on the lower portion of the cylinders (i.e. , the aforementioned lower connection device 30) and one acting on a portion positioned higher with respect to the bottom (ie, the aforementioned vertical support structure 40).
La estructura 40 de soporte vertical puede actuar a cualquier altura del cilindro, siempre que la conexión con el cilindro esté asegurada en el caso del deslizamiento axial máximo esperado.The vertical support structure 40 can act at any height of the cylinder, as long as the connection to the cylinder is ensured in the event of the maximum expected axial slip.
Gracias a la invención, el bastidor 10 de soporte de la unidad 1 de contención puede deformarse libremente incluso con condiciones de viento y mar desfavorables, en el caso del transporte marítimo, sin que esto cause efectos significativos en los cilindros. De hecho, gracias a la invención, los cilindros pueden moverse libremente con respecto al bastidor 10 de soporte, aunque manteniéndose sustancialmente juntos de acuerdo con un diseño de planta de posicionamiento predefinido. Esto se logra separando los cilindros 20 del bastidor 10 de soporte, para evitar (o al menos limitar significativamente) la transmisión de tensiones estáticas y dinámicas desde el bastidor 10 a los cilindros 20. Thanks to the invention, the support frame 10 of the containment unit 1 can be freely deformed even in unfavorable wind and sea conditions, in the case of maritime transport, without this causing significant effects on the cylinders. In fact, thanks to the invention, the cylinders are free to move with respect to the support frame 10 , while remaining substantially together in accordance with a predefined positioning plant layout. This is achieved by separating the cylinders 20 from the support frame 10, to avoid (or at least significantly limit) the transmission of static and dynamic stresses from the frame 10 to the cylinders 20 .
Gracias a la invención, es posible así evitar, con el tiempo, la sobrecarga del elemento más rígido (el cilindro, con gas a presión), cuando el elemento más flexible (el bastidor de soporte) se deforma debido a las tensiones del medio de transporte que los contiene a ambos.Thanks to the invention, it is thus possible to avoid, over time, the overloading of the most rigid element (the cylinder, with gas under pressure), when the most flexible element (the support frame) is deformed due to the stresses of the medium. transport that contains them both.
Esta ventaja se hace evidente cuando el medio de transporte, en toda la duración de su vida útil, realiza una serie de ciclos de tensión tan elevados que hacen económicamente impracticable un dimensionado adecuado del elemento rígido (cilindro). This advantage becomes evident when the means of transport, over the entire duration of its useful life, undergoes a series of stress cycles so high that it is economically impractical to properly dimension the rigid element (cylinder).
El citado bastidor 10 de soporte de la unidad 1 de contención es una estructura que tiene una rigidez menor que los cilindros 20 dispuestos en él y es capaz de deformarse cuando se somete a cargas dinámicas impuestas por los medios de transporte en cuyo interior está instalado.The aforementioned support frame 10 of the containment unit 1 is a structure that has a lower stiffness than the cylinders 20 arranged therein and is capable of deforming when subjected to dynamic loads imposed by the means of transport inside which it is installed.
Preferiblemente, el bastidor 10 de soporte es una estructura en forma de celosía hecha de secciones de metal conectadas entre sí por soldadura o conexiones atornilladas. Preferably, the support frame 10 is a lattice-like structure made of metal sections connected together by welding or bolted connections.
De manera ventajosa, como se ilustra en particular en la figura 15, el elemento 31 de soporte puede tener una forma para definir un asiento de soporte que tiene una forma correspondiente a la forma del extremo inferior del cilindro. En particular, el elemento 31 de soporte está constituido por una cuna.Advantageously, as particularly illustrated in Fig. 15, the support member 31 may be shaped to define a support seat having a shape corresponding to the shape of the lower end of the cylinder. In particular, the support element 31 is constituted by a cradle.
Preferiblemente, el elemento 31 de soporte está hecho de material metálico.Preferably, the support element 31 is made of metallic material.
Ventajosamente, como se ilustra en la figura 15, el dispositivo 30 de conexión inferior puede comprender un colchón 33 de material elásticamente deformable interpuesto entre el elemento 31 de soporte y el extremo inferior 21 del cilindro.Advantageously, as illustrated in figure 15, the lower connection device 30 may comprise a mattress 33 of elastically deformable material interposed between the support element 31 and the lower end 21 of the cylinder.
Este colchón 33 es adecuado para amortiguar las vibraciones y/o tensiones verticales transmitidas por el bastidor 10 de soporte al cilindro 20. This cushion 33 is suitable for damping the vibrations and / or vertical stresses transmitted by the support frame 10 to the cylinder 20 .
Preferiblemente, el material elásticamente deformable que forma el colchón 33 proporciona un coeficiente de fricción con el cilindro 20 suficiente para mantener el cilindro 20 apoyado en el elemento 31 de soporte en caso de aceleraciones verticales y/o laterales recibidas por el propio cilindro.Preferably, the elastically deformable material that forms the cushion 33 provides a coefficient of friction with the cylinder 20 sufficient to keep the cylinder 20 supported on the support element 31 in the event of vertical and / or lateral accelerations received by the cylinder itself.
De acuerdo con la realización ilustrada en las figuras 7 a 18, la estructura 40 de soporte vertical antes mencionada de los cilindros comprende:According to the embodiment illustrated in Figures 7 to 18, the aforementioned vertical support structure 40 of the cylinders comprises:
- una pluralidad de collares 42, uno para cada cilindro 20, cada uno de los cuales define el asiento 41 de posicionamiento para el respectivo cilindro 20; y - a plurality of collars 42, one for each cylinder 20, each of which defines the positioning seat 41 for the respective cylinder 20 ; and
- una pluralidad de elementos 43 de espaciador que conectan los collares entre sí y con las estructuras laterales 12 del bastidor 10 posicionando los collares entre ellos y con respecto a las estructuras laterales de acuerdo con un diseño de planta de posicionamiento predeterminado.- a plurality of spacer elements 43 connecting the collars with each other and with the lateral structures 12 of the frame 10 by positioning the collars between them and with respect to the lateral structures in accordance with a predetermined positioning plan layout.
Operacionalmente, los elementos 43 de espaciador antes mencionados conectan los collares 42 entre sí y con las estructuras laterales 12 del bastidor 10 de soporte, desacoplando los collares entre sí y de las estructuras laterales en lo que respecta a la transmisión de momentos de flexión y/o torsión.Operationally, the aforementioned spacer elements 43 connect the collars 42 with each other and with the lateral structures 12 of the support frame 10 , decoupling the collars from each other and from the lateral structures with regard to the transmission of bending moments and / or or twist.
En particular, como se ilustra en las figuras 12 y 13, cada elemento 43 de espaciador puede estar constituido por una junta de rótula doble.In particular, as illustrated in Figures 12 and 13, each spacer element 43 may be constituted by a double ball joint.
Como se ilustra en las figuras 10 y 14, cada elemento 43 de espaciador puede estar constituido por una junta elástica equivalente a una junta de rótula doble.As illustrated in Figures 10 and 14, each spacer member 43 may be comprised of a resilient joint equivalent to a double ball joint.
Las juntas elásticas se pueden disponer en los puntos de distancia mínima entre collar y collar y entre collar y bastidor (como se muestra en la figura 8), o, alternativamente, a lo largo de una dirección diagonal de distancia máxima entre collar y collar y entre collar y bastidor (como se muestra en la figura 9). Esta última configuración se puede usar ventajosamente en el caso de que el espacio entre los cilindros 20 sea extremadamente reducido. The elastic joints can be arranged at the minimum collar-to-collar and collar-to- frame distance points (as shown in Figure 8 ), or alternatively along a diagonal direction of maximum collar-to-collar distance and between collar and frame (as shown in figure 9). This last configuration can be used advantageously in the event that the space between the cylinders 20 is extremely small.
Ventajosamente, los collares y los elementos de espaciador se pueden fabricar en una sola pieza entre sí para formar una única estructura 45 hecha de material elásticamente deformable.Advantageously, the collars and the spacer elements can be manufactured in one piece with each other to form a single structure 45 made of elastically deformable material.
En particular, como se ilustra en la figura 11, esta estructura única hecha de material elásticamente deformable puede estar constituida por un panel 45, que comprende una pluralidad de aberturas pasantes principales 46, cada una de las cuales define un asiento de posicionamiento vertical para un cilindro. La porción de borde de cada abertura pasante principal 46 define un collar, mientras que las porciones del panel 47 dispuestas entre las aberturas pasantes principales 46 antes mencionadas constituyen los elementos de espaciador antes mencionados.In particular, as illustrated in Figure 11, this unique structure made of elastically deformable material may be constituted by a panel 45, comprising a plurality of main through openings 46, each of which defines a vertical positioning seat for a cylinder. The edge portion of each main through aperture 46 defines a collar, while the panel portions 47 disposed between the aforementioned main through apertures 46 constitute the aforementioned spacer elements.
Como se ilustra en la figura 11, el panel 45 mencionado anteriormente puede comprender una pluralidad de aberturas pasantes secundarias 48, que tienen en particular una función de iluminación, realizadas en las porciones del panel dispuestas entre las aberturas principales mencionadas anteriormente. Los elementos de espaciador están definidos por las porciones del panel 47 dispuestas entre las aberturas principales 46 y las secundarias 48.As illustrated in figure 11, the aforementioned panel 45 may comprise a plurality of secondary through openings 48, having in particular a lighting function, made in the portions of the panel arranged between the above mentioned main openings. The spacer elements are defined by the portions of the panel 47 disposed between the primary 46 and secondary 48 openings.
Ventajosamente, la estructura 40 de soporte vertical mencionada anteriormente comprende, para cada collar 41, una estructura 44 de interposición hecha de material elásticamente deformable interpuesto entre el collar 41 y el cilindro 20 respectivo. Esta estructura 44 es adecuada para permitir los desplazamientos del cilindro debido a la expansión térmica y la deformación mecánica del propio cilindro que se producen en los ciclos de carga y descarga del cilindro. Generalmente, estos desplazamientos son del orden de 20-30 mm.Advantageously, the aforementioned vertical support structure 40 comprises, for each collar 41, an interposing structure 44 made of elastically deformable material interposed between the collar 41 and the cylinder 20 respective. This structure 44 is suitable to allow displacements of the cylinder due to thermal expansion and mechanical deformation of the cylinder itself that occur in the cylinder loading and unloading cycles. Generally, these displacements are of the order of 20-30 mm.
En particular, esta estructura 44 de interposición es una estructura continua, que se extiende por todo el perímetro del cilindro en corte transversal, o una estructura discontinua, constituida por una pluralidad de elementos distribuidos a lo largo de la extensión perimétrica del cilindro en corte transversal, por ejemplo en forma de bloques deslizantes.In particular, this interposing structure 44 is a continuous structure, which extends around the entire perimeter of the cylinder in cross-section, or a discontinuous structure, made up of a plurality of elements distributed along the perimeter extension of the cylinder in cross-section. , for example in the form of sliding blocks.
Ventajosamente, el material elásticamente deformable que forma la estructura 44 de interposición antes mencionada proporciona un coeficiente de fricción con el cilindro 20 suficientemente bajo como para no obstaculizar las traslaciones axiales del cilindro con respecto al collar 42.Advantageously, the elastically deformable material that forms the aforementioned interposing structure 44 provides a coefficient of friction with the cylinder 20 sufficiently low so as not to obstruct the axial translations of the cylinder with respect to the collar 42.
Como ya se dijo anteriormente, de acuerdo con la realización particularmente preferida ilustrada en las figuras 7 a 18, esta invención permite la conexión de cada cilindro 20 individual al bastidor 10 de soporte por medio de un sistema de conexión mecánica que se compone de dos sistemas de soporte separados, uno actuando en la porción inferior de los cilindros (es decir, el dispositivo 30 de conexión inferior mencionado anteriormente) y uno que actúa sobre una porción colocada más arriba con respecto al fondo (es decir, la estructura 40 de soporte vertical antes mencionada).As already stated above, according to the particularly preferred embodiment illustrated in Figures 7 to 18, this invention allows the connection of each individual cylinder 20 to the support frame 10 by means of a mechanical connection system that is composed of two systems separate support frames, one acting on the lower portion of the cylinders (i.e., the aforementioned lower connection device 30) and one acting on a portion positioned higher with respect to the bottom (i.e., the vertical support structure 40 mentioned above).
Gracias a la acción combinada de estos dos sistemas 30 y 40 de conexión, en todas las posibles deformaciones mecánicas a las que puede estar sometido el bastidor 10, la deformación del bastidor 10 no transmite un momento de flexión o torsión a los cilindros 20, sino únicamente genera un movimiento de rotación rígido de cada cilindro alrededor de un punto de rotación en el espacio ubicado en la parte inferior del propio cilindro. Sin embargo, este movimiento de rotación rígido en el espacio no da como resultado ninguna tensión estructural adicional de los propios cilindros.Thanks to the combined action of these two connection systems 30 and 40, in all the possible mechanical deformations to which the frame 10 may be subjected, the deformation of the frame 10 does not transmit a bending or torsional moment to the cylinders 20 , but it only generates a rigid rotational movement of each cylinder around a point of rotation in the space located at the bottom of the cylinder itself. However, this rigid rotational movement in space does not result in any additional structural stress on the cylinders themselves.
Las figuras 16 a-b, 17 a-b y 18 a-b ilustran esquemáticamente algunos posibles estados de deformación del bastidor de soporte de la unidad de contención y la posición consecuentemente asumida por los cilindros.Figures 16 a-b, 17 a-b and 18 a-b schematically illustrate some possible states of deformation of the support frame of the containment unit and the position consequently assumed by the cylinders.
En particular, las figuras 16 a-b ilustran los efectos de una deformación traslacional pura del bastidor. Provoca una rotación rígida de todos los cilindros y, en particular, una rotación de la porción inferior de cada cilindro en el plano de traslación y una rotación-traslación de la estructura 40 de soporte vertical.In particular, Figures 16 a-b illustrate the effects of a pure translational deformation of the frame. It causes a rigid rotation of all the cylinders and, in particular, a rotation of the lower portion of each cylinder in the plane of translation and a rotation-translation of the vertical support structure 40.
Las figuras 17 a-b ilustran los efectos de una deformación por flexión pura del bastidor. Provoca una rotación rígida de todos los cilindros y, en particular, una rotación pura de la porción inferior de cada cilindro en el plano de flexión y una rotación o traslación de rotación de la estructura 40 de soporte vertical.Figures 17 a-b illustrate the effects of pure bending deformation of the frame. It causes a rigid rotation of all the cylinders and, in particular, a pure rotation of the lower portion of each cylinder in the plane of bending and a rotation or translation of rotation of the vertical support structure 40.
Las figuras 18 a-b ilustran los efectos de una deformación torsional pura del bastidor. Provoca una rotación rígida de todos los cilindros, y en particular una rotación pura de la porción inferior de cada cilindro en el plano de torsión y una traslación de torsión de la estructura 40 de soporte vertical.Figures 18 a-b illustrate the effects of pure torsional deformation of the frame. It causes a rigid rotation of all the cylinders, and in particular a pure rotation of the lower portion of each cylinder in the torsion plane and a torsional translation of the vertical support structure 40.
Cualquier otro tipo de deformación del bastidor 10 se puede definir como una combinación geométrica de los tres tipos de deformación descritos anteriormente. En consecuencia, los cilindros 20 solo estarán sujetos a las correspondientes rotaciones rígidas como una combinación de deformaciones individuales del bastidor.Any other type of deformation of the frame 10 can be defined as a geometric combination of the three types of deformation described above. Consequently, the cylinders 20 will only be subjected to corresponding rigid rotations as a combination of individual frame deformations.
La invención permite obtener muchas ventajas en parte ya descritas.The invention makes it possible to obtain many advantages in part already described.
La unidad 1 de contención múltiple de cilindros de gas comprimido de acuerdo con la invención está estructurada de tal manera que se puede conectar de manera estructuralmente estable a un medio de transporte, en particular una nave marítima y que, al mismo tiempo, se puede trasladar y se deforman libremente incluso cuando el medio de transporte está sometido a deformaciones importantes (como en el caso de una nave marítima en condiciones desfavorables de mar y viento), sin, sin embargo, estar sometido significativamente a las tensiones y deformaciones del propio medio de transporte.The multiple containment unit 1 for compressed gas cylinders according to the invention is structured in such a way that it can be connected in a structurally stable way to a means of transport, in particular a maritime ship and that, at the same time, it can be moved and they deform freely even when the means of transport is subjected to significant deformations (as in the case of a maritime ship in unfavorable sea and wind conditions), without, however, being significantly subjected to the stresses and deformations of the means of transport. transport.
Como se ilustra en las figuras 7 a 18, la unidad 1 de contención múltiple de cilindros de gas comprimido también está específicamente estructurada de tal manera que el bastidor de soporte se puede deformar libremente incluso con condiciones desfavorables del mar y el viento, en el caso del transporte marítimo, sin ningún impacto efecto en términos de deformaciones en los cilindros, que pueden moverse libremente con respecto al bastidor.As illustrated in Figures 7 to 18, the compressed gas cylinder multiple containment unit 1 is also specifically structured in such a way that the supporting frame can be freely deformed even with unfavorable sea and wind conditions, in the case of maritime transport, without any impact effect in terms of deformations in the cylinders, which can move freely with respect to the frame.
En el caso del transporte marítimo, los cilindros se pueden dimensionar considerando solo los ciclos de carga/descarga de gas (del orden de 10A3 en 20 años) y no los ciclos de carga de olas (del orden de 10A6 en 20 años) relacionado con la tensión máxima de las olas sostenida por el bastidor de soporte de la unidad 1 de contención. In the case of maritime transport, the cylinders can be dimensioned considering only the gas charge / discharge cycles (of the order of 10A3 in 20 years) and not the wave load cycles (of the order of 10A6 in 20 years) related to the maximum voltage wave supported by the support frame unit 1 containment.
La unidad de contención múltiple de cilindros de gas comprimido de acuerdo con la invención también es sencilla y económica de fabricar.The multiple containment unit for compressed gas cylinders according to the invention is also simple and inexpensive to manufacture.
Los sistemas de conexión entre el bastidor y los medios de transporte y entre los cilindros y el bastidor de soporte son de hecho constructivamente sencillos de realizar y montar, y no incluyen componentes complejos. También son de sistemas mecánicos, que intervienen mecánicamente de forma automática sin necesidad de un sistema de control y actuación.The connection systems between the frame and the transport means and between the cylinders and the support frame are in fact constructively simple to make and assemble, and do not include complex components. They are also mechanical systems, which intervene mechanically automatically without the need for a control and actuation system.
Por tanto, la invención así concebida consigue los objetivos predefinidos.Therefore, the invention thus conceived achieves the predefined objectives.
Evidentemente, puede incluso asumir, en su realización práctica, formas y configuraciones diferentes a las ilustradas anteriormente sin, por ello, apartarse del presente alcance de protección.Obviously, it can even assume, in its practical embodiment, shapes and configurations different from those illustrated above without, for this reason, departing from the present scope of protection.
Además, todos los detalles pueden ser reemplazados por elementos técnicamente equivalentes y las dimensiones, formas y materiales usados pueden ser cualesquiera de acuerdo con las necesidades. Furthermore, all the details can be replaced by technically equivalent elements and the dimensions, shapes and materials used can be any according to the needs.
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