ITUB20159685A1 - MULTIPLE CONTAINMENT UNITS FOR COMPRESSED GAS CYLINDERS AND NAVAL UNITS FOR GAS COMPRESSED TRANSPORT WITH SUCH UNITS - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Campo di applicazione Field of application
Forma oggetto della presente invenzione un'unità di contenimento multiplo di bombole di gas compresso e un mezzo navale per il trasporto di gas compresso dotato di tali unità. The object of the present invention is a unit for the multiple containment of compressed gas cylinders and a naval means for transporting compressed gas equipped with such units.
L'unità di contenimento multiplo secondo 1'invenzione è particolarmente adatta per il trasporto marittimo di gas compresso in bombole. In particolare, tale unità di contenimento multiplo può essere installata nelle stive di navi o sui ponti di chiatte. Tale unità può essere installata anche su mezzi sottomarini, su piattaforme semisommergibili o su galleggianti. The multiple containment unit according to the invention is particularly suitable for the 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 submarine vehicles, on semi-submersible platforms or on floats.
Il mezzo navale può essere di tipo qualsiasi, ad esempio una nave oppure una chiatta, un mezzo sottomarino, una piattaforma semisommergibile, un galleggiante. Il mezzo navale può essere adibito al trasporto di gas compresso, naturale o industrialmente prodotto. The naval means can be of any type, for example a ship or a barge, an underwater vehicle, a semi-submersible platform, a float. The vessel can be used for the transport of compressed gas, natural or industrially produced.
Stato della tecnica State of the art
Ad oggi non esistono ancora navi per il trasporto di gas compresso operative sul mercato, ma solo progetti di fattibilità di tale tipo di navi. To date, there are still no vessels for the transport of compressed gas operating on the market, but only feasibility projects for this type of vessel.
In generale, tali progetti prevedono di dotare il mezzo navale di una pluralità di unità modulari di contenimento multiplo, denominate in gergo rack. Ogni unità modulare comprende una struttura di supporto e, all'interno di essa, una pluralità di recipienti in pressione (bombole), fluidicamente collegati tra loro per formare un recipiente in pressione unico. In general, these projects envisage equipping the vessel with a plurality of modular multiple containment units, commonly referred to as racks. Each modular unit comprises a support structure and, within it, a plurality of pressure vessels (cylinders), fluidically connected to each other to form a single pressure vessel.
Per ragioni di stabilità strutturale, le unità modulari di contenimento multiplo (rack) sono rigidamente vincolate alla struttura del mezzo navale. Per le medesime ragioni , anche le bombole all'interno di ciascun rack sono rigidamente collegate alla struttura di contenimento del rispettivo rack. For reasons of structural stability, the modular multiple containment units (racks) are rigidly constrained to the structure of the vessel. For the same reasons, the cylinders inside each rack are also rigidly connected to the containment structure of the respective rack.
Ciò significa che in primo luogo la struttura del mezzo navale subisce le sollecitazioni generate dalle dilatazioni dei singoli recipienti in pressione e dei relativi rack e a sua volta partecipa alla deformazione delle bombole e dei rack, dato che li vincola con la sua rigidezza. A loro volta i rack e guindi le singole bombole subiscono i carichi indotti dalla struttura del mezzo navale e partecipano alla deformazione della trave-nave. Tutto ciò influisce fortemente sulla vita attesa a fatica del recipiente in pressione (bombola). Generalmente, le strutture di supporto dei rack sono realizzate tramite elementi modulari e ripetitivi, collegati tra loro per delimitare un volume di contenimento in cui sono disposte e vincolate le bombole. In particolare, si tratta di strutture reticolari realizzate con profilati metallici connessi tra loro tramite saldatura o collegamenti imbullonati. Per come esse sono realizzate, ovvero rigidamente connesse tramite saldatura o collegamento imbullonato, tali strutture assorbono interamente le sollecitazioni a fatica dei cicli di carico e scarico del gas compresso nelle bombole ad esse vincolate e a loro volta trasmettono alle bombole stesse le sollecitazioni indotte dal mezzo di trasporto, sia esso un autocarro, un convoglio ferroviario o un mezzo navale. This means that in the first place the structure of the vessel undergoes the stresses generated by the expansion of the individual pressure vessels and the relative racks and in turn participates in the deformation of the cylinders and racks, since it binds them with its rigidity. In turn, the racks and then the individual cylinders undergo the loads induced by the structure of the vessel and participate in the deformation of the beam-ship. All this strongly affects the expected fatigue life of the pressure vessel (cylinder). Generally, the support structures of the racks are made through modular and repetitive elements, connected to each other to delimit a containment volume in which the cylinders are arranged and constrained. In particular, these are reticular structures made with metal profiles connected to each other by welding or bolted connections. As they are made, or rigidly connected by welding or bolted connection, these structures fully absorb the fatigue stresses of the loading and unloading cycles of the compressed gas in the cylinders bound to them and in turn transmit to the cylinders themselves the stresses induced by the means of transport, be it a truck, a railway train or a ship.
In particolare, guando gueste strutture di contenimento sono poste all'interno di una stiva di una nave, le sollecitazioni indotte dal moto ondoso e assorbite dallo scafo della nave stessa vengono trasmesse all'unità di contenimento (rack) di bombole, con il risultato di scaricare tali sollecitazioni anche sulle singole bombole. Come già detto, infatti, per ragioni di stabilità strutturale non sono previste discontinuità nella catena di trasmissione delle forze. I rack e le relative bombole sono guindi costrette a lavorare in modo solidale con il mezzo di trasporto stesso. In particular, when these containment structures are placed inside a hold of a ship, the stresses induced by the wave motion and absorbed by the ship's hull are transmitted to the containment unit (rack) of cylinders, with the result of unload these stresses also on the single cylinders. As already mentioned, in fact, for reasons of structural stability no discontinuities in the force transmission chain are foreseen. The racks and the relative cylinders are therefore forced to work in solidarity with the means of transport itself.
Per evitare che le deformazioni indotte dai suddetti carichi ciclici modifichino la geometria di progetto del rack, inficiando la funzionalità del sistema di contenimento gas, la struttura del rack viene normalmente sovradimensionata tenendo conto di tali carichi ciclici, con incremento di costo e di peso. Inoltre 1'influenza dei cicli indotti dalla nave al rack modifica pesantemente il comportamento a fatica del rack e delle stesse bombole, riducendo la vita attesa per rack e singola bombola. To prevent the deformations induced by the aforementioned cyclic loads from modifying the design geometry of the rack, affecting the functionality of the gas containment system, the rack structure is normally oversized taking into account these cyclic loads, with an increase in cost and weight. Furthermore, the influence of the cycles induced from the ship to the rack heavily modifies the fatigue behavior of the rack and of the cylinders themselves, reducing the expected life per rack and single cylinder.
Presentazione dell*invenzione Presentation of the invention
Pertanto, scopo della presente invenzione è guello di eliminare o guantomeno attenuare gli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, mettendo a disposizione un'unità di contenimento multiplo di bombole di gas compresso che possa essere collegata in modo strutturalmente stabile ad un mezzo di trasporto, in particolare navale, e al contempo possa traslare e deformarsi liberamente anche guando il mezzo di trasporto è soggetto a significative deformazioni (come nel caso di un mezzo navale con condizioni del mare e del vento non favorevoli), senza però subire in modo rilevante le sollecitazioni e le deformazioni del mezzo di trasporto stesso. Therefore, the object of the present invention is to eliminate or even lessen the drawbacks of the prior art mentioned above, by providing a multiple containment unit for compressed gas cylinders that can be connected in a structurally stable manner to a means of transport, in order to particular ship, and at the same time can translate and deform freely even when the means of transport is subject to significant deformations (as in the case of a ship with unfavorable sea and wind conditions), without however being subjected to significant stresses and deformations of the means of transport itself.
Ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione una unità di contenimento multiplo di bombole per gas compresso che non provochi deformazioni sulle bombole nel caso in cui la propria intelaiatura di supporto venga deformata. A further object of the present invention is to provide a multiple containment unit for compressed gas cylinders which does not cause deformation of the cylinders in the event that its supporting frame is deformed.
Ulteriore scopo della presente invenzione è di mettere a disposizione una unità di contenimento multiplo di bombole per gas compresso che sia di facile ed economica realizzazione. A further object of the present invention is to provide a unit for the multiple containment of compressed gas cylinders which is easy and economical to manufacture.
Breve descrizione dei disegni Brief description of the drawings
Le caratteristiche tecniche dell'invenzione, secondo i suddetti scopi , sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate ed i vantaggi della stessa risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una o più forme di realizzazione puramente esemplificative e non limitative, in cui: - la Figura 1 mostra una vista prospettica dall'alto di una singola unità di contenimento multiplo (rack) di bombole di CNG disposte verticalmente, secondo una forma realizzativa preferita dell'invenzione; The technical characteristics of the invention, according to the aforementioned purposes, are clearly verifiable from the content of the claims reported below and the advantages thereof will become more evident in the detailed description that follows, made with reference to the attached drawings, which represent one or more forms of purely exemplary and non-limiting embodiments, in which: - Figure 1 shows a top perspective view of a single multiple containment unit (rack) of CNG cylinders arranged vertically, according to a preferred embodiment of the invention;
- la Figura 2 mostra una vista laterale ortogonale di due unità di contenimento multiplo illustrate nella Figura 1, secondo la freccia II ivi riportata; le due unità di contenimento multiplo sono rappresentate prive di bombole per semplicità di rappresentazione del disegno stesso; Figure 2 shows an orthogonal side view of two multiple containment units illustrated in Figure 1, according to the arrow II shown therein; the two multiple containment units are shown without cylinders for simplicity of representation of the drawing itself;
- la Figura 3 mostra una vista semplificata in pianta dall'alto di un insieme di guattro unità di contenimento multiplo secondo 1'invenzione, come illustrate nella Figura 1, con alcune parti non raffigurate per semplicità di lettura del disegno; le quattro unità di contenimento multiplo sono rappresentate prive di bombole per semplicità di rappresentazione del disegno stesso; 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 for ease of reading the drawing; the four multiple containment units are shown without cylinders for simplicity of representation of the drawing itself;
- la figura 4 mostra la configurazione assunta dalle due unità di contenimento multiplo illustrate nella Figura 2 a seguito di una deformazione di traslazione della parte bassa della stiva rispetto alla parte alta della stiva stessa, su un piano m parallelo ai piedi di ancoraggio dei rack; - Figure 4 shows the configuration assumed by the two multiple containment units illustrated in Figure 2 following a translation deformation of the lower part of the hold with respect to the upper part of the hold itself, on a plane m parallel to the anchoring feet of the racks;
la figura 5 mostra un dettaglio ingrandito della Figura 2 relativo ad un piede di appoggio dell'intelaiatura dell' unità di contenimento e un associato giunto elastico; Figure 5 shows an enlarged detail of Figure 2 relating to a supporting foot of the frame of the containment unit and an associated elastic joint;
la figura 6 mostra un dettaglio ingrandito della Figura 2 relativo ad un distanziale elasticamente deformabile disposto tra le strutture laterali di due unità di contenimento secondo 1'invenzione tra loro affiancate; Figure 6 shows an enlarged detail of Figure 2 relating to an elastically deformable spacer arranged between the lateral structures of two containment units according to the invention side by side;
- la Figura 7 mostra una vista laterale ortogonale in sezione dell'unità illustrata nella Figura 1 privata dei piedi di appoggio, secondo il piano di sezione S e la freccia II ivi riportate; Figure 7 shows an orthogonal sectional side view of the unit illustrated in Figure 1 without the support feet, according to the section plane S and the arrow II shown therein;
- la Figura 8 mostra una vista semplificata in pianta dall'alto dell'unità illustrata nella Figura 1 secondo la freccia III ivi riportata; Figure 8 shows a simplified top plan view of the unit illustrated in Figure 1 according to the arrow III shown therein;
- le figure 9, 10 e li mostrano ciascuna una vista semplificata in pianta dall' alto di tre unità di contenimento multiplo (rack) di bombole di CNG disposte verticalmente, secondo tre differenti forme realizzative dell'invenzione; Figures 9, 10 and each show a simplified top plan view of three CNG cylinder multiple containment units (racks) arranged vertically, according to three different embodiments of the invention;
- le Figure 12, 13 e 14 mostrano ciascuna una vista di dettaglio di mezzi di collegamento superiore tra rack e bombole rispettivamente delle Figure 8, 9 e 19; - Figures 12, 13 and 14 each show a detail view of upper connection means between racks and cylinders of Figures 8, 9 and 19 respectively;
- la Figura 15 mostra una vista di dettaglio di mezzi di collegamento inferiore tra rack e bombole, in accordo ad una forma realizzativa preferita; Figure 15 shows a detail view of means for lower connection between the rack and the cylinders, according to a preferred embodiment;
le Figure 16a e 16b mostrano rispettivamente una vista semplificata ortogonale in verticale e una vista ortogonale in pianta dall'alto dell' unità di contenimento multiplo (rack) illustrata nella Figura 1, guando il rack subisce una deformazione di traslazione pura; Figures 16a and 16b respectively show a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (rack) illustrated in Figure 1, when the rack undergoes a pure translation deformation;
le Figure 17a e 17b mostrano rispettivamente una vista semplificata ortogonale in verticale e una vista ortogonale in pianta dall'alto dell' unità di contenimento multiplo (rack) illustrata nella Figura 1, quando il rack subisce una deformazione di flessione pura; e Figures 17a and 17b respectively show a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (rack) illustrated in Figure 1, when the rack undergoes a pure bending deformation; And
le Figure 18a e 18b mostrano rispettivamente una vista semplificata ortogonale in verticale e una vista ortogonale in pianta dall'alto dell' unità di contenimento multiplo (rack) illustrata nella Figura 1, quando il rack subisce una deformazione di torsione pura . Figures 18a and 18b show respectively a simplified vertical orthogonal view and an orthogonal top plan view of the multiple containment unit (rack) illustrated in Figure 1, when the rack undergoes a pure torsional deformation.
- la Figura 19 mostra una vista semplificata in pianta della configurazione di una nave per trasporto gas compresso con una segregazione in stive ognuna delle quali contiene un determinato numero di unità di contenimento multiplo di bombole ordinati in file contigue ; e Figure 19 shows a simplified plan view of the configuration of a compressed gas transport ship with a segregation in holds each of which contains a determined number of multiple cylinder containment units arranged in contiguous rows; And
- la Figura 20 mostra una vista in pianta ingrandita di una stiva della nave di figura 19. Figure 20 shows an enlarged plan view of a hold of the ship of Figure 19.
Descrizione dettagliata Detailed description
Con riferimento agli uniti disegni è stato indicato nel suo complesso con 1 un'unità di contenimento multiplo (rack) di bombole di gas compresso secondo la presente invenzione e con 20 i singoli recipienti in pressione (bombole) per il trasporto di gas compresso installati all'interno dell'unità di contenimento. Con 100 è stato, invece, indicato nel suo complesso il mezzo navale per il trasporto di gas compresso secondo 1'invenzione, dotato di tali unità di contenimento multiplo di bombole 1. With reference to the accompanying drawings, 1 a multiple containment unit (rack) for compressed gas cylinders according to the present invention has been indicated as a whole and with 20 the individual pressure vessels (cylinders) for the transport of compressed gas installed at the inside the containment unit. On the other hand, 100 indicates as a whole the naval means for transporting compressed gas according to the invention, equipped with such multiple cylinder containment units 1.
I recipienti in pressione (bombole) dell'unità 1 possono essere destinati a contenere qualsiasi tipo di gas compresso, in particolare gas naturale compresso (CNG, Compressed Naturai Gas). The pressure vessels (cylinders) of unit 1 can be designed to contain any type of compressed gas, in particular compressed natural gas (CNG, Compressed Naturai Gas).
Qui e nel seguito della descrizione e delle rivendicazioni, si farà riferimento all'unità 1 di contenimento multiplo (rack) di bombole in condizione di utilizzo. In questo senso dovranno dunque essere intesi i riferimenti ad una posizione inferiore o superiore, o a una direzione orizzontale o verticale. In accordo ad una forma realizzativa generale dell'invenzione illustrata nella Figure allegate, 1'unità di contenimento multiplo (rack) 1 (in particolare per il trasporto marittimo) comprende: Here and in the following of the description and the claims, reference will be made to the unit 1 for the multiple containment (rack) of cylinders in use condition. In this sense, references to a lower or higher position, or to a horizontal or vertical direction, must therefore be understood. According to a general embodiment of the invention illustrated in the attached Figures, the multiple containment unit (rack) 1 (in particular for maritime transport) comprises:
- una intelaiatura di supporto 10 comprendente a sua volta una base di sostegno 11 e una pluralità di strutture laterali 12 di contenimento che sono strutturalmente collegate alla base di sostegno 11 e si sviluppano in verticale da quest'ultima delimitando un volume interno di contenimento 13; e - a support frame 10 comprising in turn a support base 11 and a plurality of lateral containment structures 12 which are structurally connected to the support base 11 and extend vertically from the latter, delimiting an internal containment volume 13; And
- una pluralità di bombole 20 per il contenimento di gas compresso che sono collegate a detta intelaiatura di supporto 10 al fine di mantenere una posizione stabile al suo interno. - a plurality of cylinders 20 for containing compressed gas which are connected to said support frame 10 in order to maintain a stable position inside it.
La base di sostegno il dell'intelaiatura di supporto 10 è dotata di una pluralità di piedi di appoggio 14 destinati ad essere rigidamente ancorati ad una porzione di un mezzo di trasporto, in particolare un mezzo navale 100, The support base 11 of the support frame 10 is equipped with a plurality of support feet 14 intended to be rigidly anchored to a portion of a means of transport, in particular a ship 100,
Secondo 1'invenzione, la base di sostegno il dell'intelaiatura di supporto 10 è collegata a ciascuno dei suddetti piedi di appoggio 14 tramite un giunto elastico 15. According to the invention, the support base 11 of the support frame 10 is connected to each of the aforementioned support feet 14 by means of an elastic joint 15.
L'insieme di giunti elastici 15 creano una discontinuità nella trasmissione delle sollecitazioni e delle deformazioni tra i piedi di appoggio 14 e la base di sostegno il. The set of elastic joints 15 create a discontinuity in the transmission of stresses and deformations between the support feet 14 and the support base 11.
Operativamente, i suddetti giunti elastici 15 sono dimensionati per consentire spostamenti relativi tra i piedi 14 e la base di sostegno 11 su un piano m parallelo alla base stessa, smorzando però spostamenti ortogonali a tale piano m, come raffigurato schematicamente nella Figura 4, Operationally, the aforementioned elastic joints 15 are sized to allow relative displacements between the feet 14 and the support base 11 on a plane m parallel to the base itself, however damping displacements perpendicular to this plane m, as schematically shown in Figure 4,
Quando il mezzo di trasporto - al guaie è collegata 1'unità di trasporto 1 - è soggetto a sollecitazioni esterne, esso si deforma e di conseguenza si deformano anche i piedi di ancoraggio 14 dell'unità 1, i guali sono ancorati rigidamente al mezzo di trasporto. Funzionalmente, i giunti elastici 15 che collegano la base di sostegno 11 ai piedi 14 permettono all'intelaiatura 10 di mantenere la propria geometria iniziale senza seguire in modo solidale i movimenti dei propri piedi di appoggio. Tali giunti elastici 15 smorzano le sollecitazioni trasmesse dai piedi all'intelaiatura, trasformandole in movimenti di traslazione della base di sostegno (e di tutta 1'intelaiatura) paralleli al piano della base stessa. Mantenendo in guesto modo inalterata o guasi la geometria dell'intelaiatura 10 dell'unità 1, si evita la trasmissione delle sollecitazioni meccaniche dalla struttura del mezzo di trasporto verso 1'unità di contenimento 1 e conseguentemente verso le bombole contenute nell'unità stessa. When the transport means - the transport unit 1 is connected to the sheath - is subjected to external stresses, it deforms and consequently the anchoring feet 14 of the unit 1 are also deformed, the rods are rigidly anchored to the transport means. transport. Functionally, the elastic joints 15 which 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 dampen the stresses transmitted by the feet to the frame, transforming them into translation movements of the support base (and of the whole frame) parallel to the plane of the base itself. By thus keeping the geometry of the frame 10 of the unit 1 unchanged or damaged, the transmission of mechanical stresses from the structure of the means of transport towards the containment unit 1 and consequently towards the cylinders contained in the unit itself is avoided.
Tutto ciò è particolarmente significativo nel caso in cui il mezzo di trasporto sia costituito da un mezzo navale, che nella vita operativa è soggetto ai carichi d'onda che provocano significative deformazioni elastiche della struttura nave a cui è collegata l'unità di contenimento multiplo 1. All this is particularly significant in the case in which the means of transport consists of a naval vessel, which in its operational life is subject to wave loads that cause significant elastic deformations of the ship structure to which the multiple containment unit 1 is connected. .
Preferibilmente, la base di sostegno 11 ha in pianta una forma quadrata o rettangolare. La base di sostegno 11 è dotata di quattro piedi di appoggio 14, disposti ciascuno in prossimità di uno dei quattro vertici della base il. Preferably, the support base 11 has a square or rectangular shape in plan. The support base 11 is equipped with four support feet 14, each arranged in proximity to one of the four vertices of the base 11.
L'insieme dei giunti elastici permette alla base di sostegno 11 uno spostamento relativo su un piano parallelo alla base il stessa con ampiezza non superiore a 50 mm rispetto ad una posizione nominale di allineamento verticale della base il con i piedi 14. La posizione nominale di allineamento è illustrata nella Figura 2. The set of elastic joints allows the support base 11 to move relative to a plane parallel to the base itself with an amplitude no greater than 50 mm with respect to a nominal position of vertical alignment of the base 11 with the feet 14. The nominal position of alignment is illustrated in Figure 2.
I giunti elastici possono essere di qualsiasi tipo adatto allo scopo, purché consentano ampie deformazioni sul piano del basamento e mantengano una significativa rigidezza per le deformazioni verticali. The elastic joints can be of any type suitable for the purpose, as long as they allow large deformations on the base plane and maintain a significant stiffness for vertical deformations.
In particolare, ciascun giunto elastico 15 può essere costituito da una struttura elastica costituita da almeno due elementi aventi ciascuno differente rigidezza rispetto all'altro sul piano parallelo alla base 11 e in direzione ortogonale al piano stesso. In particular, each elastic joint 15 can be constituted by an elastic structure consisting of at least two elements each having different stiffness with respect to the other on the plane parallel to the base 11 and in a direction orthogonal to the plane itself.
Più in dettaglio, ciascuno di tali due elementi a differente rigidezza è collegato alla base di sostegno il in corrispondenza di una propria prima porzione di estremità 16' ed è collegato al rispettivo piede di appoggio 14 in corrispondenza di una propria seconda porzione di estremità 16", opposta alla prima. More in detail, each of these two elements with different stiffness is connected to the support base 11 at its own first end portion 16 'and is connected to the respective support foot 14 at its own second end portion 16 " , opposite to the first.
Preferibilmente, ciascuno di tali due elementi a differente rigidezza è collegato alla base di sostegno 11 tramite una prima piastra rigida 17, vincolata rigidamente alla base 11, ed è collegato al rispettivo piede di appoggio 14 tramite una seconda piastra rigida 18, vincolata rigidamente al piede di appoggio 14. Preferably, each of these two elements with different stiffness is connected to the support base 11 by means of a first rigid plate 17, rigidly constrained to the base 11, and is connected to the respective support foot 14 by means of a second rigid plate 18, rigidly constrained to the foot. support 14.
Preferibilmente, come illustrato nelle Figure da 1 a 6, in aggiunta ai giunti elastici 15 di connessione della base di sostegno 11 ai piedi 14, l'unità di contenimento multiplo di bombole 1 comprende una pluralità di distanziali elasticamente deformabili 19, ancorati alle strutture laterali 12 dell'intelaiatura 10. Preferably, as illustrated in Figures 1 to 6, in addition to the elastic joints 15 for connecting 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 lateral structures 12 of the frame 10.
Vantaggiosamente, tali distanziali elasticamente deformabili 19 sono posizionati ad almeno una altezza diversa rispetto alla base di sostegno 11. Advantageously, these elastically deformable spacers 19 are positioned at at least a different height with respect to the support base 11.
Operativamente, tali distanziali elasticamente deformabili 19 sono atti ad impedire - durante i movimenti di detta unità 1 sul piano m della propria base di sostegno 11 - il contatto diretto di detta unità 1 di contenimento multiplo di bombole di gas compresso contro altre unità analoghe ad essa adiacenti e/o contro strutture del mezzo di trasporto adiacenti a detta unità 1. Operationally, these elastically deformable spacers 19 are designed to prevent - during the movements of said unit 1 on the plane m of its support base 11 - the direct contact of said unit 1 for multiple containment of compressed gas cylinders against other units similar to it. adjacent and / or against structures of the means of transport adjacent to said unit 1.
Vantaggiosamente, come illustrato nelle Figure 2, 3 e 4, i suddetti distanziali elasticamente deformabili 19 possono collegare meccanicamente la suddetta unità 1 di contenimento multiplo di bombole di gas compresso ad una o più altre unità analoghe 1 ad essa adiacenti, creando così continuità tra le unità 1. In tal modo è possibile distribuire le sollecitazioni tra le unità 1 stesse e ridurre 1'ampiezza dei movimenti cui è soggetta la singola unità di contenimento multiplo 1. In particolare, tali elementi elasticamente deformabili 19 che collegano tra loro unità 1 possono essere costituiti da giunti elastici. Advantageously, as illustrated in Figures 2, 3 and 4, the aforementioned elastically deformable spacers 19 can mechanically connect the aforementioned unit 1 for multiple containment of compressed gas cylinders to one or more other similar units 1 adjacent to it, thus creating continuity between the unit 1. In this way it is possible to distribute the stresses among the units 1 themselves and reduce the amplitude of the movements to which the single multiple containment unit 1 is subject. In particular, such elastically deformable elements 19 which connect units 1 to each other can be consisting of elastic joints.
Nel caso preferito di applicazione su mezzo navale, si osserva che la struttura propria del mezzo navale (stiva di carico, scafo e ponti) ha una rigidezza elastica superiore rispetto alla singola unità di contenimento 1 di diversi ordini di grandezza. In the preferred case of application on a ship, it is observed that the structure of the ship (cargo hold, hull and decks) has a higher elastic stiffness than the single containment unit 1 of several orders of magnitude.
Collegando tra loro un numero adeguato di unità 1 come sopra descritto attraverso i suddetti giunti elastici 19 (preferibilmente a formare file longitudinali di unità 1, come sarà ripreso nel seguito della descrizione), si può creare un assieme che ha una rigidità elastica comparabile a guella della struttura nave, capace di deformarsi in modo controllato. By connecting together an adequate number of units 1 as described above through the aforementioned elastic joints 19 (preferably to form longitudinal rows of units 1, as will be resumed in the following description), it is possible to create an assembly which has an elastic stiffness comparable to that of of the ship structure, capable of deforming in a controlled way.
In particolare, la singola unità di contenimento 1 è collegata ad analoghe unità 1 ad essa adiacenti tramite giunti elastici 19 in una o più diverse posizioni, di cui almeno una in posizione verticale nella parte superiore dell'intelaiatura 10 in modo da limitare gli spostamenti relativi fra unità adiacenti. In particular, the single 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 is in a vertical position in the upper part of the frame 10 so as to limit the relative displacements. between adjacent units.
I giunti elastici 15, che sono posti a connessione tra piedi 14 e base di sostegno il dell'intelaiatura 10, ed eventualmente i distanziali elasticamente deformabili 19 (preferibilmente nella forma di giunti elastici), costituiscono nel loro insieme un sistema meccanico che permette di ridurre significativamente le sollecitazioni statiche e dinamiche dal mezzo di trasporto verso l'unità 1 (in particolare , dalla struttura nave verso l'unità 1). The elastic joints 15, which are placed in connection between the feet 14 and the support base 10 of the frame 10, and possibly the elastically deformable spacers 19 (preferably in the form of elastic joints), together constitute a mechanical system which allows to reduce significantly the static and dynamic stresses from the means of transport towards unit 1 (in particular, from the ship structure towards unit 1).
In particolare , nel caso di mezzo navale appare sufficiente, entro un campo di valori limitati, permettere le traslazioni del rack lungo i due assi orizzontali di riferimento della nave X ed Y, possibilmente collegando più rack tra loro per garantire sufficiente inerzia tale da ridurre 1'ampiezza dei movimenti e delle relative deformazioni. Ciò significa realizzare un mezzo navale per trasporto gas compresso la cui la struttura del mezzo stesso sia completamente non influenzata dalle deformazioni del sistema del carico e, essendo non connessa strutturalmente al sistema del carico, non influenzi in alcun modo la vita a fatica dei recipienti in pressione e degli altri elementi costituenti 1'unità modulare di contenimento. In particular, in the case of a naval vessel it appears sufficient, within a range of limited values, to allow the translations of the rack along the two horizontal reference axes of the ship X and Y, possibly connecting several racks together to ensure sufficient inertia to reduce 1 amplitude of movements and related deformations. This means creating a vessel for compressed gas transport whose structure of the vessel itself is completely unaffected by the deformations of the cargo system and, being not structurally connected to the cargo system, does not in any way affect the fatigue life of the vessels in pressure and the other elements making up the modular containment unit.
Forma oggetto della presente invenzione un mezzo navale 100 per il trasporto di gas compresso, comprendente una pluralità di bombole 20 per il contenimento di gas compresso raggruppate in singole unità di contenimento multiplo. The object of the present invention is a naval means 100 for transporting compressed gas, comprising a plurality of cylinders 20 for containing compressed gas grouped into single multiple containment units.
Il mezzo navale 100 può essere di tipo qualsiasi. Preferibilmente, il mezzo navale 100 è una nave oppure una chiatta, ma può essere anche un mezzo sottomarino, una piattaforma semisommergibile o un galleggiante. The vessel 100 can be of any type. Preferably, the naval craft 100 is a ship or a barge, but it can also be a submarine craft, a semi-submersible platform or a float.
Il mezzo navale 100 può essere adibito al trasporto di gas compresso, naturale o industrialmente prodotto. The vessel 100 can be used for the transport of compressed, natural or industrially produced gas.
In particolare , le unità di contenimento multiplo possono essere installate nelle stive (nel caso in cui il mezzo navale sia una nave, come illustrato nelle Figure 19 e 20) oppure su un ponte (nel caso in cui il mezzo navale sia una chiatta). In particular, the multiple containment units can be installed in the holds (if the vessel is a ship, as illustrated in Figures 19 and 20) or on a deck (if the vessel is a barge).
Almeno una parte delle suddette unità di contenimento multiplo sono costituite da unità 1 di contenimento multiplo secondo la presente invenzione ed in particolare come descritte in precedenza. At least a part of the aforementioned multiple containment units consist of multiple containment units 1 according to the present invention and in particular as described above.
Preferibilmente, tutte le unità di contenimento multiplo in cui sono raggruppate le bombole 20 sono costituite da unità 1 di contenimento multiplo secondo 1'invenzione. Preferably, all the multiple containment units in which the cylinders 20 are grouped are constituted by multiple containment units 1 according to the invention.
Possono tuttavia essere previste forme realizzative in cui una parte delle unità di contenimento multiplo sono di tipo tradizionale, cioè con le rispettive intelaiature di supporto vincolate rigidamente alla struttura nave senza interposizione di giunti elastici. Preferibilmente, come illustrato schematicamente nelle Figure 19 e 20, le unità di contenimento multiplo 1 sono disposte su file 50. Ciascuna fila 50 è formata da singole unità di contenimento multiplo 1 allineate tra loro e accostate testa a testa una contro 1'altra. Tale configurazione spaziale è adottata preferibilmente nel caso in cui il mezzo navale sia una nave e le unità 1 siano installate all'interno di stive 101. However, embodiments can be envisaged in which a part of the multiple containment units are of the traditional type, ie with the respective support frames rigidly constrained to the ship structure without interposition of elastic joints. Preferably, as schematically illustrated in Figures 19 and 20, the multiple containment units 1 are arranged on rows 50. Each row 50 is formed by single multiple containment units 1 aligned with each other and placed side by side. This spatial configuration is preferably adopted in the case in which the vessel is a ship and the units 1 are installed inside holds 101.
Vantaggiosamente, le unità 1 di ciascuna singola fila 50 sono collegate alle unità 1 adiacenti appartenenti alla stessa fila 50 in corrispondenza delle rispettive strutture laterali 12 tramite i già citati distanziali elasticamente deformabili 19, che sono posizionati ad almeno due altezze diverse rispetto alle basi di sostegno 11. In tal modo si crea continuità tra le unità 1 di una fila 50 contribuendo a ridurre le deformazioni delle singole unità 1 indotti da sollecitazioni trasmesse a dette unità dal mezzo navale 100. Advantageously, the units 1 of each single row 50 are connected to the adjacent units 1 belonging to the same row 50 at the respective lateral structures 12 by means of the aforementioned elastically deformable spacers 19, 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 vessel 100.
Preferibilmente, come illustrato in particolare nelle Figura 20, ciascuna fila 50 di unità di contenimento multiplo 1 è delimitata su entrambi i propri lati da un corridoio longitudinale 51 ad essa parallelo e termina ad entrambe le proprie due estremità 50' e 50" su un corridoio trasversale 52, ortogonale ai corridoi longitudinali 51. Preferably, as shown in particular in Figure 20, each row 50 of multiple containment units 1 is delimited on both its sides by a longitudinal corridor 51 parallel to it and ends at both its two ends 50 'and 50 "on a corridor transverse 52, orthogonal to the longitudinal corridors 51.
Preferibilmente, come illustrato nelle Figure allegate, le bombole 20 della singola unità di contenimento multiplo 1 sono disposte in verticale lungo un proprio asse di sviluppo longitudinale X all'interno del volume di contenimento 13 definito dall'intelaiatura di supporto 10. Il numero delle bombole contenuto dall'unità (rack) 1 può variare a seconda della configurazione prescelta per 1'unità stessa. Preferably, as illustrated in the attached Figures, the cylinders 20 of the single multiple containment unit 1 are arranged vertically along their own longitudinal development axis X inside the containment volume 13 defined by the support frame 10. The number of cylinders contained by the unit (rack) 1 may vary according to the configuration chosen for the unit itself.
Come descritto in precedenza, il sistema di connessione tra intelaiatura 1 e mezzo di trasporto, realizzato tramite i suddetti giunti elastici 15, ed eventualmente tramite anche i distanziali elasticamente deformabili 19, consente di ridurre in modo significativo 1'intensità e 1'ampiezza delle deformazioni dell'intelaiatura 10, ma non consente di eliminarle completamente. As previously described, the connection system between the frame 1 and the transport means, made by means of the aforementioned elastic joints 15, and possibly also by means of the elastically deformable spacers 19, allows to significantly reduce the intensity and the amplitude of the deformations. frame 10, but does not allow them to be completely eliminated.
Le bombole 20 possono essere collegate rigidamente all'intelaiatura 10. In tale caso, le deformazioni dell'intelaiatura 10 - pur attenuate dal suddetto sistema di connessione intelaiatura / mezzo di trasporto - si possono dungue trasferire alle bombole ad essa collegate e influire sulla vita a fatica delle bombole. Di ciò va necessariamente tenuto conto in fase di dimensionamento delle bombole stesse, con aggravio in termini di costi di realizzazione delle bombole. Le bombole devono infatti essere adeguatamente sovradimensionate per sopportare i cicli a fatica indotti indotti dalle deformazioni provocate dalle deformazioni dell'intelaiatura, in aggiunta ai cicli a fatica indotti dalle deformazioni derivanti dai cicli di carico e scarico delle bombole stesse. 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 / means of transport connection system - can be transferred to the cylinders connected to it and affect the life at fatigue of the cylinders. This must necessarily be taken into account when sizing the cylinders themselves, with an increase in terms of cylinder construction costs. The cylinders must in fact be adequately oversized to withstand the fatigue cycles induced by the deformations caused by the deformations of the frame, in addition to the fatigue cycles induced by the deformations deriving from the loading and unloading cycles of the cylinders themselves.
In accordo ad una forma realizzativa particolarmente preferita, la presente invenzione prevede di combinare il già descritto sistema di connessione dell'intelaiatura 10 al mezzo di trasporto (basato appunto sui giunti elastici 15 ed eventualmente sui distanziali elasticamente deformabili 19) con uno specifico sistema di connessione tra ciascuna bombola e 1'intelaiatura 10 che impedisca la trasmissione di deformazioni residue dall'intelaiatura alle bombole. Tale sistema di connessione tra ciascuna bombola e 1'intelaiatura verrà di seguito descritto con 1'ausilio delle figure da 7 a 18. In accordance with a particularly preferred embodiment, the present invention provides for combining the already described connection system of the frame 10 to the transport means (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 which prevents the transmission of residual deformations from the frame to the cylinders. This connection system between each cylinder and the frame will be described below with the aid of Figures 7 to 18.
Più in dettaglio, come illustrato in particolare nelle Figure 7 e 15, ciascuna bombola 20 è collegata alla base di sostegno 11 tramite un dispositivo di collegamento inferiore 30 comprendente: More in detail, as shown in particular in Figures 7 and 15, each cylinder 20 is connected to the support base 11 by means of a lower connection device 30 comprising:
un elemento 31 di supporto in corrispondenza del quale la bombola 20 va in appoggio con una propria estremità longitudinale di fondo 21; e a support element 31 in correspondence with which the cylinder 20 rests with its own longitudinal bottom end 21; And
- un giunto sferico 32 che vincola 1'elemento 31 di supporto alla base di appoggio 11, consentendo la libera rotazione dell'elemento 31 di supporto stesso e della bombola 20 ad esso appoggiata rispetto alla base di sostegno 11, ma impedendone le traslazioni rispetto alla base di sostegno 11 stessa. - a spherical joint 32 which binds the support element 31 to the support base 11, allowing the free rotation of the support element 31 itself and of the cylinder 20 resting on it with respect to the support base 11, but preventing their translations with respect to the support base 11 itself.
Grazie al giunto sferico 32 1'elemento di supporto 31 può ruotare nel semispazio superiore alla base di appoggio su tutti gli assi. In questo movimento di rotazione, Γ asse di sviluppo longitudinale X della bombola descrive un cono con vertice sul giunto sferico. Tenuto conto dei vincoli spaziali e dimensionali imposti dal posizionamento della bombola all'interno del rack e rispetto alle altre bombole, la rotazione sul giunto sferico 32 è limitata . Preferibilmente , la rotazione è tale per cui il suddetto cono ha un angolo di apertura non superiore a 0,1°. Nel caso di una bombola alta 24 m, una rotazione alla base con angolo di 0,1° impone all'asse di sviluppo longitudinale X della bombola uno scostamento dalla verticale , misurato alla sommità della bombola nella componente orizzontale (traslazione) , non superiore a 50 mm. Thanks to the spherical joint 32, the support element 31 can rotate in the upper half space of the support base on all axes. In this rotation movement, Γ longitudinal development axis X of the cylinder describes a cone with apex on the ball joint. Taking into account the spatial and dimensional constraints imposed by the positioning of the cylinder inside the rack and with respect to the other cylinders, the rotation on the ball joint 32 is limited. Preferably, the rotation is such that the aforesaid cone has an opening angle not exceeding 0.1 °. In the case of a cylinder 24 m high, a rotation at the base with an angle of 0.1 ° imposes a deviation from the vertical axis of the longitudinal development X of the cylinder, measured at the top of the cylinder in the horizontal component (translation), not exceeding 50 mm.
1/ unità di contenimento multiplo 1 comprende, inoltre, una struttura di sostegno verticale 40 delle bombole 20 che : 1 / the multiple containment unit 1 also comprises a vertical support structure 40 for the cylinders 20 which:
è vincolata alle strutture laterali 12 dell' intelaiatura 10 ad una predefinita altezza H dalla base di sostegno 11; e it is constrained to the lateral structures 12 of the frame 10 at a predefined height H from the support base 11; And
- definisce per ciascuna singola bombola 20 una sede di posizionamento verticale 41. - defines a vertical positioning seat 41 for each individual cylinder 20.
Ciascuna bombola 20 è libera di traslare assialmente (i .e. lungo il proprio asse all'asse di sviluppo longitudinale X) all'interno della rispettiva sede 41 di posizionamento verticale rispetto alla struttura di sostegno verticale 40. Each cylinder 20 is free to translate axially (i.e. along its own axis to the longitudinal development axis X) inside the respective seat 41 for vertical positioning with respect to the vertical support structure 40.
Operativamente , la struttura di sostegno verticale 40 accompagna le bombole 20 nei movimenti delle strutture laterali 12 dell' intelaiatura, assecondando le rotazioni di ciascuna bombola 20 permesse dal rispettivo dispositivo di collegamento inferiore 30 senza trasmettere ad esse momenti flettenti e/o torcenti e mantenendo al contempo le bombole 20 separate tra loro secondo un predefinito schema di posizionamento in pianta. Operationally, the vertical support structure 40 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 bending and / or twisting moments to them and maintaining the at the same time the cylinders 20 separated from each other according to a predefined positioning scheme on the plan.
La presente invenzione prevede dunque di collegare ciascuna singola bombola 20 all'intelaiatura di supporto 10 tramite un sistema di collegamento meccanico che si articola sue due distinti sistemi di supporto, uno agente sulla porzione di fondo delle bombole (i.e. il suddetto dispositivo di collegamento inferiore 30) e uno agente su una porzione posta più in alto rispetto al fondo (i.e. la suddetta struttura di sostegno verticale 40). The present invention therefore provides for connecting each individual cylinder 20 to the support frame 10 by means of a mechanical connection system which is articulated into two distinct support systems, one acting on the bottom portion of the cylinders (i.e. the aforementioned lower connection device 30 ) and one acting on a portion placed higher than the bottom (i.e. the aforementioned vertical support structure 40).
La struttura di sostegno verticale 40 può agire a qualsiasi altezza della bombola, purché sia garantito il collegamento con la bombola nel caso si verifichi il massimo scorrimento assiale previsto. The vertical support structure 40 can act at any height of the cylinder, provided that the connection with the cylinder is guaranteed in case the maximum axial sliding provided occurs.
Grazie all'invenzione, 1'intelaiatura di supporto 10 dell'unità di contenimento 1 può deformarsi liberamente anche con condizioni di mare e di vento non favorevoli, nel caso del trasporto marittimo, senza che ciò determini effetti rilevanti sulle bombole . Grazie all'invenzione, infatti, le bombole sono libere di muoversi rispetto all'intelaiatura di supporto 10, pur mantenendosi tra loro sostanzialmente secondo un predefinito schema di posizionamento in pianta. Ciò è ottenuto separando le bombole 20 dall'intelaiatura di supporto 10, così da evitare (o quantomeno limitare significativamente) la trasmissione di sollecitazioni statiche e dinamiche dall'intelaiatura 10 alle bombole 20. Thanks to the invention, the support frame 10 of the containment unit 1 can freely deform even with unfavorable sea and wind conditions, in the case of sea transport, without this having significant effects on the cylinders. Thanks to the invention, in fact, the cylinders are free to move with respect to the support frame 10, while remaining substantially with each other according to a predefined positioning scheme in plan. This is achieved by separating the cylinders 20 from the support frame 10, so as to avoid (or at least significantly limit) the transmission of static and dynamic stresses from the frame 10 to the cylinders 20.
Grazie all'invenzione, si riesce quindi ad evitare di sovraccaricare nel tempo 1'elemento più rigido (la bombola, con gas in pressione) , quando l elemento maggiormente flessibile (1'intelaiatura di supporto) si deforma seguendo le sollecitazioni del mezzo di trasporto che li contiene entrambi. Thanks to the invention, it is therefore possible to avoid overloading the more rigid element (the cylinder, with gas under pressure) over time, when the more flexible element (the support frame) deforms following the stresses of the means of transport. which contains them both.
Tale vantaggio diventa evidente quando il mezzo di trasporto, nell'intera durata della propria vita operativa, compie un numero di cicli di sollecitazione talmente elevato da rendere economicamente impraticabile un adeguato dimensionamento dell'elemento rigido (bombola). This advantage becomes evident when the means of transport, during the entire duration of its operating life, performs a number of stress cycles so high as to make an adequate sizing of the rigid element (cylinder) economically impracticable.
La suddetta intelaiatura di supporto 10 dell'unità di contenimento 1 è una struttura che è dotata di rigidezza inferiore alle bombole 20 in essa disposte ed è in grado di deformarsi quando viene sottoposta a carichi dinamici imposti dal mezzo di trasporto all'interno del quale è installata. The aforementioned supporting frame 10 of the containment unit 1 is a structure which is equipped with 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.
Preferibilmente, 1'intelaiatura di supporto 10 è una struttura reticolare realizzata con profilati metallici connessi tra loro tramite saldatura o collegamenti imbullonati. Preferably, the support frame 10 is a reticular structure made with metal profiles connected to each other by welding or bolted connections.
Vantaggiosamente, come illustrato in particolare nella Figura 15, 1'elemento 31 di supporto può essere sagomato in modo da definire una sede di appoggio avente una forma corrispondente alla forma dell'estremità di fondo della bombola. In particolare, 1'elemento 31 di supporto è costituito da una culla. Preferibilmente, 1'elemento di supporto 31 è in materiale metallico. Advantageously, as shown in particular in Figure 15, the support element 31 can be shaped so as to define a support seat having a shape corresponding to the shape of the bottom end of the cylinder. In particular, the support element 31 consists of a cradle. Preferably, the support element 31 is made of metallic material.
Vantaggiosamente, come illustrato nella Figura 15, il dispositivo di collegamento inferiore 30 può comprendere un materassino 33 di materiale elasticamente deformabile interposto tra 1'elemento di supporto 31 e 1'estremità di fondo 21 della bombola. Tale materassino 33 è atto a smorzare eventuali vibrazioni e/o sollecitazioni verticali trasmesse dall'intelaiatura di supporto 10 alla bombola 20. Advantageously, as illustrated in Figure 15, the lower connection device 30 can comprise a mat 33 of elastically deformable material interposed between the support element 31 and the bottom end 21 of the cylinder. This mat 33 is able to dampen any vibrations and / or vertical stresses transmitted by the supporting frame 10 to the cylinder 20.
Preferibilmente, il materiale elasticamente deformabile che forma il materassino 33 offre un coefficiente di attrito con la bombola 20 sufficiente a trattenere la bombola 20 in appoggio sull'elemento di supporto 31 in caso di accelerazioni verticali e/o laterali subite dalla bombola stessa. Preferably, the elastically deformable material which forms the mattress 33 offers a coefficient of friction with the cylinder 20 sufficient to hold the cylinder 20 resting on the support element 31 in the event of vertical and / or lateral accelerations suffered by the cylinder itself.
In accordo alla forma realizzativa illustrata nelle Figure da 7 a 18, la suddetta struttura di sostegno verticale 40 delle bombole comprende: According to the embodiment illustrated in Figures 7 to 18, the aforementioned vertical support structure 40 for the cylinders comprises:
- una pluralità di collari 42, uno per ciascuna bombola 20 , ciascuno dei quali definisce la sede di posizionamento 41 per la rispettiva bombola 20; e una pluralità di elementi distanziali 43 che collegano i collari tra loro e alle strutture laterali 12 dell'intelaiatura 1 0 posizionando i collari tra loro e rispetto alle strutture laterali secondo un predefinito schema di posizionamento in pianta. - a plurality of collars 42, one for each cylinder 20, each of which defines the positioning seat 41 for the respective cylinder 20; and a plurality of spacer elements 43 which connect the collars to each other and to the side structures 12 of the frame 10 by positioning the collars to each other and to the lateral structures according to a predefined plan positioning scheme.
Operativamente , i suddetti elementi distanziali 43 collegano i collari 42 tra loro e alle strutture laterali 12 dell'intelaiatura di supporto 10, disaccoppiando i collari tra loro e rispetto alle strutture laterali per quanto concerne la trasmissione di momenti flettenti e/o torcenti. Operationally, the aforementioned spacer elements 43 connect the collars 42 to each other and to the lateral structures 12 of the support frame 10, decoupling the collars from each other and with respect to the lateral structures as regards the transmission of bending and / or twisting moments.
In particolare , come illustrato nelle Figure 12 e 13, ciascun elemento distanziale 43 può essere costituito da un doppio giunto sferico. In particular, as illustrated in Figures 12 and 13, each spacer element 43 can consist of a double ball joint.
Come illustrato nelle Figure 10 e 14, ciascun elemento distanziale 43 può essere costituito da un giunto elastico equivalente ad un doppio giunto sferico. As illustrated in Figures 10 and 14, each spacer element 43 can be constituted by an elastic joint equivalent to a double ball joint.
I giunti elastici possono essere disposti nei punti di minima distanza tra collare/collare e tra collare/intelaiatura (come illustrato nella Figura 8) oppure, alternativamente, lungo una direzione diagonale di massima distanza tra collare/collare e tra collare/intelaiatura (come illustrato nella Figura 9). Quest'ultima configurazione si può utilizzare vantaggiosamente nel caso in cui lo spazio fra le bombole 20 sia estremamente ridotto. The elastic joints can be arranged at the points of minimum distance between collar / collar and between collar / frame (as shown in Figure 8) or, alternatively, along a diagonal direction of maximum distance between collar / collar and between collar / frame (as illustrated in Figure 9). This last configuration can be advantageously used in the case in which the space between the cylinders 20 is extremely small.
Vantaggiosamente, i collari e gli elementi distanziali possono essere realizzati tra loro di pezzo a formare una struttura unica 45 in materiale elasticamente deformabile. Advantageously, the collars and the spacer elements can be made one-piece together to form a single structure 45 in elastically deformable material.
In particolare, come illustrato nella Figura 11, tale struttura unica in materiale elasticamente deformabile può essere costituita da un pannello 45, comprendente una pluralità di apertura passanti principali 46, ciascuna delle guali definisce una sede di posizionamento verticale per una bombola. La porzione di bordo di ciascuna apertura passante principale 46 definisce un collare, mentre le porzioni di pannello 47 disposte tra le suddette aperture passanti principali 46 costituiscono i suddetti elementi distanziali. In particular, as illustrated in Figure 11, this unique structure in elastically deformable material can 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 opening 46 defines a collar, while the panel portions 47 arranged between the aforementioned main through openings 46 constitute the aforementioned spacer elements.
Come illustrato nella Figura 11, il suddetto pannello 45 può comprendere una pluralità di aperture passanti secondarie 4 8, aventi in particolare funzione di alleggerimento, realizzate nelle porzioni di pannello disposte tra le suddette aperture principali. Gli elementi distanziali sono definiti dalle porzioni di pannello 47 disposte tra le aperture principali 46 e le aperture secondarie 48. As illustrated in Figure 11, the aforementioned panel 45 can comprise a plurality of secondary through openings 4 8, having in particular a lightening function, made in the portions of the panel arranged between the aforementioned main openings. The spacer elements are defined by the panel portions 47 arranged between the main openings 46 and the secondary openings 48.
Vantaggiosamente, la suddetta struttura di sostegno verticale 40 comprende per ciascun collare 41 una struttura di interposizione 44 in materiale elasticamente deformabile interposta tra il collare 41 e la rispettiva bombola 20. Tale struttura 44 è atta a consentire spostamenti della bombola dovuti a dilatazioni termiche e a deformazioni meccaniche della bombola stessa che si verificano nei cicli di carico e scarico della bombola. Generalmente, tali spostamenti sono dell'ordine di 20-30 mm. Advantageously, the aforementioned vertical support structure 40 comprises for each collar 41 an interposition structure 44 made of elastically deformable material interposed between the collar 41 and the respective cylinder 20. This structure 44 is suitable for allowing displacements of the cylinder due to thermal expansion and deformations mechanics of the cylinder itself that occur in the cylinder loading and unloading cycles. Generally, these displacements are of the order of 20-30 mm.
In particolare, tale struttura di interposizione 44 è una struttura continua, che si sviluppa per tutto lo sviluppo perimetrale della bombola in sezione trasversale, oppure è una struttura discontinua, costituita da una pluralità di elementi distribuiti lungo lo sviluppo perimetrale della bombola in sezione trasversale, ad esempio sotto forma di pattini. In particular, this interposition structure 44 is a continuous structure, which develops throughout the perimeter development of the cylinder in cross section, or it is a discontinuous structure, consisting of a plurality of elements distributed along the perimeter development of the cylinder in cross section, for example in the form of skates.
Vantaggiosamente, il materiale elasticamente deformabile che forma la suddetta struttura di interposizione 44 offre un coefficiente di attrito con la bombola 20 sufficientemente basso da non ostacolare le traslazioni assiali della bombola rispetto al collare 42. Advantageously, the elastically deformable material which forms the aforementioned interposition structure 44 offers a coefficient of friction with the cylinder 20 sufficiently low not to hinder the axial translations of the cylinder with respect to the collar 42.
Come già detto in precedenza, in accordo alla forma realizzativa particolarmente preferita illustrata nelle Figure da 7 a 18, la presente invenzione prevede di collegare ciascuna singola bombola 20 all'intelaiatura di supporto 10 tramite un sistema di collegamento meccanico che si articola su due distinti sistemi di supporto, uno agente sulla porzione di fondo delle bombole (i.e. il suddetto dispositivo di collegamento inferiore 30) e uno agente su una porzione posta più in alto rispetto al fondo (i.e. la suddetta struttura di sostegno verticale 40). As already mentioned above, in accordance with the particularly preferred embodiment illustrated in Figures 7 to 18, the present invention provides for connecting each individual cylinder 20 to the support frame 10 by means of a mechanical connection system which is articulated on two distinct systems support, one acting on the bottom portion of the cylinders (i.e. the aforementioned lower connection device 30) and one acting on a portion located higher than the bottom (i.e. the aforementioned vertical support structure 40).
Grazie all'azione combinata di tali due sistemi di collegamento 30 e 40, in tutte le possibili deformazioni meccaniche a cui può essere sottoposta 1'intelaiatura di supporto 10 la deformazione dell'intelaiatura 10 non trasmette un momento flettente o torcente alle bombole 20, ma genera solamente un movimento di rotazione rigida di ciascuna bombola attorno ad un punto di rotazione nello spazio posto sul fondo della bombola stessa. Tale movimento di rotazione rigida nello spazio non comporta tuttavia alcun aggravio della sollecitazione strutturale delle bombole stesse. Thanks to the combined action of these two connection systems 30 and 40, in all the possible mechanical deformations to which the support frame 10 can be subjected, the deformation of the frame 10 does not transmit a bending or twisting moment to the cylinders 20, but it only generates a rigid rotation movement of each cylinder around a pivot point in the space located on the bottom of the cylinder itself. However, this rigid rotational movement in space does not entail any increase in the structural stress of the cylinders themselves.
Nelle figure 16 a-b, 17 a-b e 18 a-b sono illustrati schematicamente alcuni possibili stati di deformazione dell'intelaiatura di supporto dell'unità di contenimento e la posizione conseguentemente assunta dalle bombole. Figures 16 a-b, 17 a-b and 18 a-b schematically illustrate some possible states of deformation of the supporting frame of the containment unit and the position consequently assumed by the cylinders.
In particolare, nelle Figure 16 a-b sono illustrati gli effetti di una deformazione di traslazione pura dell'intelaiatura. Essa provoca una rotazione rigida di tutte le bombole ed in particolare una rotazione della porzione di fondo di ciascuna bombola sul piano della traslazione ed una rotazione-traslazione della struttura di sostegno verticale 40. In particular, the effects of a pure translation deformation of the frame are illustrated in Figures 16 a-b. It causes a rigid rotation of all the cylinders and in particular a rotation of the bottom portion of each cylinder on the plane of translation and a rotation-translation of the vertical support structure 40.
Nelle Figure 17 a-b sono illustrati gli effetti di una deformazione di flessione pura dell'intelaiatura. Essa provoca una rotazione rigida di tutte le bombole ed in particolare una rotazione pura della porzione di fondo di ciascuna bombola sul piano della flessione ed una rotazione ovvero rotazione-traslazione della struttura di sostegno verticale 40. Figures 17 a-b show the effects of a pure bending deformation of the frame. It causes a rigid rotation of all the cylinders and in particular a pure rotation of the bottom portion of each cylinder on the plane of bending and a rotation or rotation-translation of the vertical support structure 40.
Nelle Figure 18 a-b sono illustrati gli effetti di una deformazione di torsione pura dell'intelaiatura. Essa provoca una rotazione rigida di tutte le bombole ed in particolare una rotazione pura della porzione di fondo di ciascuna bombola sul piano della torsione ed una torsione-traslazione della struttura di sostegno verticale 40. Figures 18 a-b illustrate the effects of a pure torsional deformation of the frame. It causes a rigid rotation of all the cylinders and in particular a pure rotation of the bottom portion of each cylinder on the plane of the torsion and a torsion-translation of the vertical support structure 40.
Qualunque altro tipo di deformazione dell'intelaiatura 10 è definibile come una combinazione geometrica delle tre tipologie di deformazione sopra descritte. Di conseguenza, le bombole 20 subiranno solo corrispondenti rotazioni rigide come combinazione delle singole deformazioni dell'intelaiatura. Any other type of deformation of the framework 10 can be defined as a geometric combination of the three types of deformation described above. Consequently, the cylinders 20 will undergo only corresponding rigid rotations as a combination of the individual deformations of the frame.
L'invenzione permette di ottenere numerosi vantaggi in parte già descritti. The invention allows to obtain numerous advantages already partially described.
L'unità 1 di contenimento multiplo di bombole per gas compresso secondo 1'invenzione è strutturata in modo tale che può essere collegata in modo strutturalmente stabile ad un mezzo di trasporto, in particolare navale, e al contempo può traslare e deformarsi liberamente anche quando il mezzo di trasporto è soggetto a significative deformazioni (come nel caso di un mezzo navale con condizioni del mare e del vento non favorevoli), senza però subire in modo sostanziale le sollecitazioni e le deformazioni del mezzo di trasporto stesso. The unit 1 for the multiple containment of 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 naval, and at the same time it can translate and deform freely even when the means of transport is subject to significant deformations (as in the case of a vessel with unfavorable sea and wind conditions), without however substantially undergoing the stresses and deformations of the means of transport itself.
In accordo alla forma realizzativa particolarmente preferita illustrata nelle Figure da 7 a 18, 1'unità 1 di contenimento multiplo di bombole per gas compresso è inoltre specificamente strutturata in modo tale che 1'intelaiatura di supporto possa deformarsi liberamente anche con condizioni di mare e di vento non favorevoli, nel caso del trasporto marittimo, senza alcun effetto rilevante in termini di deformazioni sulle bombole che sono libere di muoversi rispetto all'intelaiatura. According to the particularly preferred embodiment illustrated in Figures 7 to 18, the unit 1 for multiple containment of compressed gas cylinders is also specifically structured in such a way that the support frame can deform freely even in sea and sea conditions. unfavorable wind, in the case of maritime transport, without any significant effect in terms of deformations on the cylinders which are free to move with respect to the frame.
Nel caso di traposto marittimo, le bombole possono quindi essere dimensionate considerando solo i cicli di carico/scarico del gas (ordine 103 in 20 anni) e non i cicli dei carichi d'onda (ordine 106 in 20 anni) legati alle sollecitazione massima d'onda subite dall'intelaiatura di supporto dell'unità di contenimento 1. In the case of sea transport, the cylinders can therefore be sized considering only the gas loading / unloading cycles (order 103 in 20 years) and not the cycles of wave loads (order 106 in 20 years) linked to the maximum stress d wave experienced by the support frame of the containment unit 1.
L'unità di contenimento multiplo di bombole per gas compresso secondo 1'invenzione è inoltre di facile ed economica realizzazione. The unit for the multiple containment of compressed gas cylinders according to the invention is also easy and inexpensive to produce.
I sistemi di collegamento tra intelaiatura e mezzo di trasporto e tra bombole e intelaiatura di supporto sono infatti costruttivamente semplici da realizzare e da montare, e non comprendono componenti sofisticati. Si tratta inoltre di sistemi meccanici, che intervengono meccanicamente in modo automatico senza la necessità di un sistema di controllo e di azionamento. The connection systems between the frame and the means of transport and between the cylinders and the support frame are in fact constructively simple to make and to assemble, and do not include sophisticated components. They are also mechanical systems, which mechanically intervene automatically without the need for a control and drive system.
1/invenzione così concepita raggiunge pertanto gli scopi prefissi. The invention thus conceived therefore achieves the intended purposes.
Ovviamente , essa potrà assumere , nella sua realizzazione pratica anche forme e configurazioni diverse da quella sopra illustrata senza che, per questo, si esca dal presente ambito di protezione. Obviously, in its practical embodiment, it may also assume forms and configurations different from the one illustrated above without thereby departing from the present scope of protection.
Inoltre tutti i particolari potranno essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti e le dimensioni , le forme ed i materiali impiegati potranno essere qualsiasi a seconda delle necessità. 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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