JP5226152B2 - 軸受構造に組み込まれる密閉断熱タンク - Google Patents

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Description

本発明は、軸受構造に組み込まれる改良された密閉断熱タンク（sealed and thermal insulating tank）に関する。
FR-2527544A、FR-1376525A、FR-1379651A、FR-2724623A、及び、FR2798902Aの文献によれば、軸受構造（bearing structure）、特に、船(vessel)上の軸受構造に組み込まれる密閉断熱タンクの周知例が記載されている。そこには、２つの連続的な密閉バリアがあるが、そのうち第１のバリア（primary sealing barrier）は、タンクに収容された生成物（産物）と接触され、かつ、第２のバリア（secondary sealing barrier）は、第１のバリアと軸受構造との間に配置されている。一方で、これらの２つの密閉バリアの間、及び、第２の密閉バリアの間には、１以上の断熱バリア（thermal insulating barrier）が存在する。第１の密閉バリアは、前記文献によれば、金属芯部を含み得る複合材（composite material）又は金属で構成されている。複数の断熱バリアは、モジュール又はパネルとして製作され、並んで（in juxtaposition）配置され、かつ、概して多角形の形状を有する。その厚さは所定の断熱性能に基づいて決められる。これらのモジュールは、カバー及び基部を備え、一般的に「パネル」とも呼ばれる。用語「第１の断熱バリア（primary thermal insulating barrier）」は、第１の密閉バリア（primary sealing barrier）が設けられたバリアをいい、そして、用語「第２の断熱バリア（secondary thermal insulating barrier）」は、第２の密閉バリア（secondary sealing barrier）が設けられたバリアをいう。
使用の際に、金属フェルール（ferrule）でつくられた第１の密閉バリアの劣化（deterioration）が見られるが、それは、タンクの最上部、又は、特にその上の盛土領域（embanked area）におけるスロッシン（sloshing）によって引き起こされることが特に多い。また、第１の断熱バリアでは、第１の断熱バリアの支持部を形成する硬い（rigid）パネルの劣化（degradation）を受けうる。
しかし、第２の密閉バリア及び／又は第２の断熱バリアの劣化がしばしば報告されていた。
したがって、本発明の目的の一つは、船の船体（hull）のような軸受構造（bearing structure）に組み込まれる、そうした断熱密封タンクを改良して、前述のようなタンクの劣化を回避し、又は、最小化することである。
本発明の別の目的は、前述の改良に可能な構造的変更を加えることである。
かかる改良のさらなる目的は、前記タンクのコストを実質的に増加させないことである。
本発明の別の目的は、合理的なコストで、軸受構造に組み込まれる断熱密閉タンクを改良することである。
上記目的及び後述する目的は、次の構造を有する改良したタンクに基づく。そのタンクは、二重壁を備えた軸受構造（１）に組み込まれる密閉断熱タンクである。そのタンクは、第１の密閉バリア（１０）、及び、前記第１の密閉ベリア（１０）上に配置された第２の密閉バリア（５）からなる２つの密閉バリアと、前記軸受構造と一体で形成された１以上の断熱バリアと、前記２つの壁の間に配置された減衰材の層を有する減衰装置と、を含む。
本発明の第１の実施形態によれば、前記断熱バリアが、第１のパネルを含む直方形の６面体の形態のモジュールを備え、前記第１のパネルが、合板で構成され、前記第１のパネルの、例えば、上に第１の断熱層が配され、かつ、前記第１の断熱層の上に第２の断熱パネルに取り付けられた密閉バリアが配され、前記第２の断熱パネルの上には合板の第２のパネルを支持する第２の断熱層が配され、前記合板の第２のパネルの上にフェルール又は金属板で構成された前記第１の密閉バリアが配され、前記第１の密閉バリアの下に減衰装置が配され、前記減衰装置には、２つの壁と、前記２つの壁の間に配置された減衰材を含む第２のプレートが設けられている。
本発明の第２の実施形態によれば、前記断熱バリアが、第１のパネルを含む直方形の６面体の形態のモジュールを備え、前記第１のパネルが、合板で構成され、前記第１のパネルの上に第１の断熱層が配され、前記第１の断熱層の上に、合板などで構成された第２のパネルを支持する第２の断熱層が配され、前記第２のパネルの上にフェルール又は金属板で構成された前記第１の密閉バリアが配され、かつ、前記第２の密閉ベリア（５）の下に減衰装置が配されている。
本発明の第３の実施形態によれば、前記断熱バリアが、第１のパネルを含む直方形の６面体の形態のモジュールを備え、前記第１のパネルが、合板で構成され、前記第１のパネルの上に第１の断熱層が配され、前記第１の断熱層の上に、合板の第２のパネルを支持する第２の断熱層が配され、前記第２のパネルの上にフェルール又は金属板で構成された第１の密閉バリアが配され、かつ、前記第２の密閉ベリア（５）と第２の断熱層（６）との間に減衰装置が配されている、請求項１に記載のタンク。
本発明の第４の実施形態によれば、前記断熱バリアが、第１のパネルを含む直方形の６面体の形態のモジュールを備え、前記第１のパネルが、合板で構成され、前記第１のパネルの上に第１の断熱層が配され、前記第１の断熱層の上に、合板の第２のパネルを支持する第２の断熱層が配され、前記第２のパネルの上にフェルール又は金属板で構成された第１の密閉バリアが配され、かつ、前記第１のパネル（３）と第１の断熱層（４）との間に減衰装置が配されている。
好ましくは、前記第１の壁（８、８’）と前記第２の壁（９、９’）との間に、減衰材層（１１、１１’）を貫通するくぼみ偏向手段が設けられている。
好ましくは、前記くぼみ偏向手段が、前記壁（８、８’）及び（９、９’）にそれぞれ設けられた孔（１２ａ）及び（１２ｂ）内に挿入されてＴ字を形成し、前記Ｔ字の垂直方向のバーの自由端同士が向かい合うように配置され、それによって得られた空間においてＨ字形状のバー（１３）が配置されている。
好ましくは、前記くぼみ偏向手段が、前記第１の壁（８、８’）及び第２の断熱層（６）にそれぞれ設けられた孔（１２ａ）及び（１２ｂ）内に挿入されてＴ字を形成し、前記Ｔ字の垂直方向のバーの自由端同士が向かい合うように配置され、それによって得られた空間においてＨ字形状のバー（１３）が配置されている。
好ましくは、前記複数の第１の壁（８、８’）間の接合部が、前記複数の第２の壁（９、９’）の接合部に対してオフセットされている。
好ましくは、前記第１の壁（８、８’）間の接合部が、イギリスの寄木張り（English parquet floor）のストリップ間に見られるものと類比したものである。
好ましくは、前記第２の壁（９、９’）の弾性率（elasticity modulus）が、従来の材料の弾性率よりも１０％以上小さい。
好ましくは、前記２つの壁（８、８’）及び（９、９’）が、９ｍｍ〜２１ｍｍの厚さを有している。
好ましくは、前記２つの壁（８、８’）及び（９、９’）が、モミ合板又は複合材で構成されている。
好ましくは、前記第１のパネル（３）が、前記軸受構造の壁（１）に取り付けられ、前記第１のパネル（３）と前記軸受構造の壁（１）との間に−２５℃で最大５００ＭＰＡ弾性率（elasticity modulus）、及び、２５℃で約１５０ＭＰａの弾性係数を有するマスチック・コードが介在されている。
本発明の構造は、特に造船に用いることができる。発明の効果、発明が解決使用とする課題の項に記載されたとおりである。
以下の説明は、添付した図面に基づくものであり、本発明を制限するものではない。
図１は、船（vessel）の二重横断隔壁（transversal bulkhead）又は二重ジャケット（double jacket）からなる軸受構造（bearing structure）の壁に垂直である断面図である。その分解図は、タンクのアングル（tank angle）から離れたタンクの領域における先行技術の実施形態に基づくタンクの様々な部品のアセンブリを概略的に示す。 図２は、船の二重横断隔壁又は二重ジャケットからなる軸受構造の壁に垂直である断面図である。その分解図は、タンクのアングルから離れたタンクの領域における本発明の第１の実施形態に基づくタンクの様々な部品のアセンブリを概略的に示す。 図３は、図２に記載した本発明の実施形態を示すものである。 図４は、本発明の第２の実施形態を示す。 図５は、本発明の第３の実施形態を示す。 図６は、本発明の第４の実施形態を示す。
以下、図面などに記載された同じ符号は、同じ部品又は要素を指す。
図１において、符号１は、本発明のタンクが設置された船（vessel）の二重船体（double hull）の壁に当たる。船の船体がまた、その船体をコンパートメント（compartment）に分割する横断隔壁（transversal bulkhead）を有し、これらの横断隔壁がまた二重であるということは知られた事実である。この明細書において使用する用語「二重壁（double wall）１」は、タンクを区切る（即ち、限界を定める）両方の二重船体壁（double hull wall）及び前述した横断隔壁（transversal bulkhead）をいう。二重壁１は、本明細書に記載したタンクの軸受構造を形成する。
タンクは、２つの密閉バリア（sealing barrier）（即ち、第１の密閉バリア１０、及び、第２の密閉バリア５）、及び、モジュールで構成された１以上の断熱バリア（thermal insulating barrier）を含む。そのモジュールは、全体的に長方形の平行６面体の形状を有し、合板で構成された第１のパネル３を含む。その第１のパネルの上には第１の断熱層（coat of thermal insulation）６が存在する。第１の断熱層６自体は第２の合板パネル７を支持し、第２の合板パネル７の上には第１の密閉バリア１０が置かれている。第２の密閉バリア５、及び、第１の密閉バリア１０は、フェルール（ferrule）、好ましくは、インバール（invar）で構成されるか、又は、ワップル（waffle）され得る金属板によって構成されうる。第１のパネル３及び第１の断熱層４を含むアセンブリは、第２の断熱バリアモジュール２ｂを形成する。また、第２のパネル７及び第２の断熱層６を含むアセンブリは、第１の断熱バリア２ａを形成する。
当業者にとって明らかなように、モジュール２ａ及び２ｂは、概して直方形の平行６面体の形状をなす。その平面図から分かるように、モジュール２ａは、モジュール２ｂの辺（side）に平行した辺を有する直方形（形状）を有する。また、その平面図から分かるように、モジュール２ａ及び２ｂは熱の漏れを制限し、かつ、より良い力共有（sharing of force）を保証するように設けられたオフセット（offset）長方形の形態をなす。
図２及び３に示した本発明の第１の実施形態によれば、減衰装置（damping device）は、第１の密閉バリア１０の下に配置され、かつ、第１の密閉バリア１０の上に配置された第２のパネル７を有する。第２のパネル７自体は、次の要素を含むサンドイッチ構造である：
−合板及び／又は複合材で構成された、第１の密閉バリアを支持する第１の壁８、
−減衰材層（coat）１１、及び、
−断熱層（coat of thermal insulation）６上に配置された、合板で構成された第２の壁９。
第１の壁８及び第２の壁９を形成する合板は、厚さ９〜２１ｍｍを有する。この第２の壁９は、１００００〜１３０００ＭＰＡの冷間曲げ弾性率（cold bending elasticity modulus）を有する。本発明に適した合板は、例えば、モミ材（fir）合板であるか、又は、複合材（composite material）で構成されている。第２の壁９の弾性率は、従来の材料からなる壁よりも１０％以上小さい。
断熱材１１（２つの壁８と９の間に配置される）に関しては、２〜１５ｍｍの厚さを有し、例えば、８ｍｍの厚さを有する。この厚さは、問題の衝撃誘発（solicitation of shocks）下で減衰の役割を果たす一方で、その減衰材が押しつぶされても（crushing）破壊されないように選択される。その材料（減衰材）は、断熱材（例えば、エアロゲル）が充填された、又は、充填されていない織り繊維（woven fiber）系の材料、フェルト（felt）であり得る。このアセンブリは、結合され（bond）、又は、機械的に組み立てられる。
本発明の第２の実施形態によれば、減衰装置は、第２の密閉バリア５の下に配置される。その減衰装置は、前述のように、２つの壁８’および９’、及び、これらの２つの壁の間に介在された減衰材層（damping material coat）１１を有する。この場合、これらの壁のうち一つ（図４においては、９’である。）は第１の断熱材層（first insulating material coat）４の上に配され、かつ、もう一つの壁（図４においては、８’である。）の上には第２の密閉バリア５が配されている。
複数の第１の壁８又は８’間の接合部（junction）は、複数の第２の壁９又は９’の接合部に対してオフセットされて（相殺されて）、断熱ブロック（insulating block）の機械的連続性（mechanical continuity）を良くする。この複数の第１の壁８又は８’間の接合部は、例えば、イギリスの寄木張り（English parquet floor）のストリップ間のそれと同じである。
本発明の別の実施形態によれば、くぼみ偏向手段（depression deflecting means）が第１の壁８と第２の壁９との間に挿入されて、減衰材層（damping material coat）１１を貫通する。この実施形態において、後者は２つの孔（それぞれ１２ａ及び１２ｂである。）を有して、Ｔ字を形成し、Ｔ字の垂直方向のバーによって相互接続されている。また、そうして形成された空間内にＨ字形状のバー１３が配置されている。
本発明の別の実施形態（図３）によれば、孔１２ｂは第２の壁９に配置されるのではなく、モジュール２ａの第２の断熱層６に配置されて、第１の断熱バリアを形成する。
本発明に係る減衰装置が第２の密閉バリア５の下に配置された場合でも同様である。
第３の実施形態に関する図５によれば、減衰装置７は、第２の密閉バリア５の上、つまり、第２の断熱層６の下に配置される。
図６に示した第４の実施形態によれば、減衰装置７は、第２の断熱バリア２ｂの第１のパネル３と、モジュール２ｂの第１の断熱層４との間に配置される。
衝撃減衰性能（shock damping）を改善するために、第１のパネル３を軸受構造の壁１に取り付ける（attach）。この場合、前記第１のパネル３と前記軸受構造の壁１との間には、−２５℃で最大５００ＭＰＡの弾性係数（弾性率：elasticity modulus）、及び２５℃で約１５０ＭＰａの弾性係数を有するマスチック・コード（cord of mastic）１４が介在されている。
本発明の改良を含んだタンクの減衰（性能）は、それによって得られる船舶の液面（shipped liquid side）上で得られた効果に基づいて、従来の構造よりも３倍以上大きい。

Claims (12)

  1. 二重壁を備えた軸受構造に組み込まれる密閉断熱タンクであって、
    前記タンクが、前記軸受構造と一体で形成された断熱バリアと、前記断熱バリアに支持された第１の密閉バリアと、前記断熱バリアに設けられた第２の密閉バリアと、−２５℃で最大５００ＭＰａの弾性係数、及び、２５℃で約１５０ＭＰａの弾性係数を有する第１の減衰装置としてのマスチック・コードと、２つの壁の間に配置された減衰材コートを有する１以上の減衰装置と、を含み、
    前記断熱バリアは、並べられた複数のモジュールで構成され、
    前記各々のモジュールは、合板で構成された第１のパネルを含む直方形の６面体の形態であり、
    前記第１のパネルの上には、第１の断熱コートが配され、
    前記第１の断熱コートの上には、前記第２の密閉バリアが配され、
    前記第２の密閉バリアの上には、合板で構成された第２のパネルを支持する第２の断熱コートが配され、
    前記第２のパネルの上には、フェルール又は金属板で構成された前記第１の密閉バリアが配され、そして、
    前記マスチック・コードは、前記軸受構造の壁に取り付けられる前記第１のパネルと前記軸受構造の壁との間に介在されている、タンク。
  2. 前記第１の密閉バリアの下に第２の減衰装置が設けられ、そして、前記第２の減衰装置には、２つの壁と、前記２つの壁の間に介在された減衰材コートと、からなる前記第２のパネルが設けられている、請求項１に記載のタンク。
  3. 前記第２の減衰装置が、前記第２の密閉ベリアの下に配されている、請求項１に記載のタンク。
  4. 前記第２の減衰装置が、前記第２の密閉ベリアと第２の断熱コートとの間に配されている、請求項１に記載のタンク。
  5. 前記第２の減衰装置が、前記第１のパネルと前記第１の断熱コートとの間に配されている、請求項１に記載のタンク。
  6. 前記第２の減衰装置における前記第１の壁（８、８’）と前記第２の壁（９、９’）との間に、前記第２の減衰装置における減衰材コート（１１、１１’）を貫通するくぼみ偏向手段が設けられている、請求項２〜５のいずれか一項に記載のタンク。
  7. 前記くぼみ偏向手段が、前記第２の減衰装置における壁（８、８’）及び（９、９’）内にそれぞれ設けられた孔（１２ａ）及び（１２ｂ）を有してＴ字を形成し、前記Ｔ字の垂直方向のバーの自由端同士が向かい合うように配置され、かつ、それによって得られた空間においてＨ字形状のバー（１３）が配置されている、請求項６に記載のタンク。
  8. 前記くぼみ偏向手段が、前記第１の壁（８、８’）及び第２の断熱コート（６）内にそれぞれ設けられた孔（１２ａ）及び（１２ｂ）を有してＴ字を形成し、前記Ｔ字の垂直方向のバーの自由端同士が向かい合うように配置され、かつ、それによって得られた空間においてＨ字形状のバー（１３）が配置されている、請求項７に記載のタンク。
  9. 前記第２の減衰装置における前記第１の壁（８、８’）間の接合部が、前記減衰装置における前記第２の壁（９、９’）に対してオフセットされている、請求項２〜８のいずれか一項に記載のタンク。
  10. 前記第２の減衰装置における前記第１の壁（８、８’）間の接合部が、イギリスの寄木張り（English parquet floor）のストリップ間に見られるものと同じである、請求項９に記載のタンク。
  11. 前記第２の減衰装置における前記２つの壁（８、８’）及び（９、９’）が、９ｍｍ〜２１ｍｍの厚さを有している、請求項２〜１０のいずれか一項に記載のタンク。
  12. 前記第２の減衰装置における前記２つの壁（８、８’）及び（９、９’）が、モミ合板又は複合材で構成されている、請求項２〜１１のいずれか一項に記載のタンク。
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