KR100395069B1 - 유동성건조제품의통합수송및저장을위한컨테이너모듈 - Google Patents

유동성건조제품의통합수송및저장을위한컨테이너모듈 Download PDF

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Abstract

유동성 건조 제품의 통합 수송 및 일시적 저장을 위한 컨테이너 모듈(1)은 표준화된 컨테이너 외피를 형성하는 지지 프레임(3)의 단부 프레임(9F, 9R)에 용접된 현수판(47)에 의해 지지된 압력 탱크(5)를 포함한다. 압력 탱크(5)는 평평한 중심부(63a)와 상부 원통형 중간부(63b) 및 다수의 교차하는, 하측방향 방출 호퍼(45) 내로 조화하는 평평한 측면부(63c) 하측의 원통형 하부(63d)가 구비된 벽면을 갖는다. 지지 프레임(3)의 각각의 측면을 따라 연장되는 연장 빔 부재(73)는 매달린 탱크(5)의 구부림에 저항하도록 호퍼(45)를 함께 묶어준다.

Description

유동성 건조 제품의 통합 수송 및 저장을 위한 컨테이너 모듈
통합(intermodal) 선적을 위한 컨테이너 모듈이 광범위하게 사용되며 최근에는 유동성 건조 제품을 일시적으로 저장해야 할 필요성이 제기되어 왔다. 그와 같은 컨테이너는 지지 프레임 내에서 수평으로 연장하는 연장된 탱크를 포함한다. 그 예들이 미국특허 제5,390,827호 및 제5,353,967호에 기재되어 있으며 본 명세서에서는 이를 참고로 한다. 압력 탱크는 상부를 따라 구비된 해치(hatch)와 적재하기 위한 단부상의 적재 관 및 유동성 건조 제품의 방출을 위한 바닥을 따라 구비된 호퍼를 갖는다. 탱크는 이송 중에는 정상적으로 압력을 받지 않으나, 자체의 내용물을 방출하는 동안에는 통상적으로 양(positive)의 기압(약 14.7 psig)으로 압력을 받으며 통상적으로 약 22 psig의 설계 압력(1.5 배율)까지의 압력을 받게 된다. 컨테이너 모듈에 관한 몇 가지 치수와 다른 기준이 국제표준기구(ISO) 표준 1496-4호, 화물 컨테이너 사양 및 테스트 시리즈 1(Serics One Freight Container Specification and Testing), 비압축 컨테이너 제 4 부(Part 4 NonpressurizedContainers)와, 당해 기술에 잘 알려진 표준에 명시되어 있다. 지지 프레임은 호환성을 위해 표준화된 치수를 갖는 컨테이너 모듈을 위한 평행육면체의 외피(envelop)인, 연장된 장방형을 형성한다. 일반적으로 외피는 폭이 8피트, 높이가 8피트 내지 9와1/2피트, 적합하게는 9피트 6인치이고 길이가 20피트 또는 40피트이다. 다른 표준화된 특징들은 컨테이너 모듈을 적층하고 들어올리기 위한 각각의 8개의 모서리에 있는 노드(nodes)를 포함한다. 부가적인 리프팅(lifting) 포인트가 또한 명시되어 있다. 적재된 모듈의 최대 중량은 최소 요구 체적에 따라 설정되며, 탱크는 특정 압력을 지탱할 수 있어야 한다. 호퍼 벽면의 경사는 또한 요구되는 방출 속도를 수용할 필요가 있다. 또한, 제품의 방출 압력이 유효하게 하기 위한 배관을 위하여 외피 내에 공간이 제공되어야 한다. 컨테이너 모듈은 또한 리프팅, 정지 적재, 및 압력 테스트를 포함하는 엄격한 특정 테스트를 만족해야 한다. 상술한 ISO 표준 1496-4호의 요구에 부가해서, 위에 언급한 압력 조건에 더하여 1450 또는 1500 또는 그 이상의 입방 피트의 내부 탱크 체적, 적합하게는 1550 또는 1575 입방 피트 또는 그 이상의 체적이 요구된다. 비어있는 인터모듈러(intermodular) 컨테이너(프레임, 탱크 및 특별히 제한된 공압 파이프 및 컨테이너와 함께 이송되는 옥수수)의 중량은 10,000파운드, 적합하게는 9000 또는 8500파운드를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이것은 스테인리스 스틸 및 스틸 구조물의 약 15,000파운드 정도의 상당한 중량을 절약할 수 있게 한다. 물론 비용은 주요 관건이며, 합리적인 비용으로 컨테이너를 제작하는 것이 바람직하다.
이러한 모든 경쟁적인 기준은 조화되어야 한다. 예를 들어 최대 체적은 고형장방형 외피에 채워 끼워진 대체로 장방형의 탱크에 의해 실현될 수 있다. 그러나 이것은 방출 압력을 지탱하기 위하여 탱크를 제작할 때 고강도 또는 무거운 재질을 사용해야 하므로 비용 및/또는 중량을 가중시키게 된다. 한편, 원통형 탱크는 장방형 탱크보다 더 가벼운, 아마도 비용이 더 저렴한 재질을 사용하면 압력을 가장 잘 지탱할 수 있으나, 체적의 감소를 감수해야 한다. 예를 들어, 대체로 장방형의 모듈을 이용할 수 있다. 그러나 이것은 중량을 증가시키고 가격이 비싼 스테인리스 스틸을 이용한다. 알루미늄 재질로 이러한 구조를 모방한 시도가 있었으나 심각하게 개선해야 할 필요성이 지적되고 있다.
본 발명은 압력의 작용 하에 또는 중력의 작용 하에 컨테이너 모듈(module)로부터 방출되는 유동성 건조 제품을 철도, 트럭 및 선박으로 선적하고, 일시적으로 저장하기 위한 컨테이너 모듈에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 유동성 건조 제품의 통합 수송을 위한 컨테이너 모듈의 사시도이다.
도 1a 는 도 1 의 컨테이너 모듈의 부분을 형성하는 지지 프레임의 저면도이다.
도 2 는 컨테이너의 후단을 나타내는, 도 1 의 우측에서 본 정면도이다.
도 3 은 도 1, 도 1a, 및 도 2 에 도시된 컨테이너 모듈의 부분을 형성하는 탱크의 측면도이다.
도 4 는 컨테이너 모듈의 부분을 형성하는 지지 프레임에 연결된 상태를 나타내는, 도 2 의 중심선 선 4-4에 따른 탱크의 부분 단면도이다.
도 5 는 도 2 의 선 5-5에 따라 중심선으로부터 30도의 각도로 절취한 도 4 와 유사한 부분 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 컨테이너 모듈의 부분을 형성하는 모서리 보강판의 사시도이다.
도 7 은 본 발명의 명확한 표현을 위하여 약간의 부분들이 제거된, 도 1 의 선 7-7에 다른 탱크의 횡단면도이다.
도 8 은 도 1 의 선 8-8에 따라 단면으로 표시한 사시도이다.
따라서, 유동성 건조 제품의 통합(intermodal) 수송 및 일시적 저장을 위한 개선된 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한 비어있는 모듈의 중량을 최소화시키면서 체적 요구를 충족시기는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한, 두껍고, 무겁거나 또는 다른(exotic) 재질을 요구함이 없이 상술한 압력 사양을 충족시킬 수 있는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한 강하고 내구성이 있으며, 해풍에 의한 부식에 저항할 수 있는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한, 방출 배관을 위해 필요한 공간을 가지며 구스넥(gooseneck) 트럭과 함께 사용될 수 있는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한 모든 설정된 사양을 만족하고 모든 요구 테스트를 통과할 수 있는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
또한, 상술한 모든 요구를 만족시키고 경제적으로 생산될 수 있는 컨테이너 모듈을 제공할 필요가 있다.
이러한 필요성들과 다른 필요성은, 수평으로 연장되는 바닥 프레임과 상기 바닥 프레임의 각각의 단부의 직립 단부 프레임을 갖는 연장된 지지 프레임을 포함하며 미리 설정된 치수의 컨테이너 외피를 모두 형성하는 유동성 건조 제품의 통합 수송 및 저장을 위한 컨테이너 모듈에 관한 본 발명에 의해 충족된다. 탱크는 컨테이너 외피 내의지지 프레임을 따라 종방향으로 연장되며 아레쪽 방향을 향하는 다수의 방출 호퍼를 갖는다. 단부 프레임으로부터 대체로 수직으로 매달린 현수 장치는 탱크를 단부 프레임으로부터 매달기 위한 호퍼 상부에서 탱크의 단부와 접촉된다. 탱크는 탱크를 매달기 위한 현수 장치에 의해 접촉되어 있는 외측으로 볼록한, 적합하게는 대체로 구형인, 단부 캡들을 갖는다. 또한, 적합하게는, 현수 장치는 상부 횡단 빔에 고정된 판 부재 및 탱크를 매달뿐만 아니라 단부 프레임을 강하게 하기 위한 단부 프레임의 모서리 기둥들을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 지지 프레임은 모서리 기둥에 및 상부 횡단 빔에 고정되어 있고 압력 탱크의 종방향을 따라 연장하는 채널 부재에 의해 압력 탱크에 연결된 모서리 보강판을 포함한다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 지지 프레임은 단부 프레임 모서리 기둥들 사이로 각각 종방향으로 연장하며 각각의 호퍼에 고정되어 있는 연장 부재를 포함한다. 이러한 종방향 부재들은 유동성 건조 제품이 적재되거나 압력을 받을 때 탱크의 구부림(bending)을 통한 호퍼의 각도방향 분리에 대해 저항한다. 이것들은 또한 컨테이너의 전체적인 구조적 강도에 기여한다.
또한, 탱크의 바닥을 따라 구비된 호퍼는 종방향으로 교차한다. 즉 호퍼가 자체의 전체 종방향 치수보다 더 가깝게 서로 종방향으로 거리를 두고 떨어져 있다. 이것은 제품의 완전한 방출을 위하여 요구되는 호퍼 벽면의 경사를 제공하면서 탱크의 체적을 증가시킨다. 종방향으로 교차하는 호퍼는 인접한 호퍼에 용접된 둘레판에 의해 연결된(spanned) 둘레 씨임(seam)을 형성한다.
컨테이너 모듈의 전방 단부의 호퍼는 자체의 방출 개구부가 나머지 호퍼의 방출 개구부 상부에 있도록 상승되어 있다. 이것은 컨테이너 모듈이 구스넥 트럭과 함께 사용될 수 있게 한다. 지지 프레임은 또한 구스넥을 수용하는 종방향 개구부에 의해 상기 단부에서 변형되어 있다.
탱크는 두꺼운 벽면, 다른 재질 또는 무거운 버팀대를 요구함이 없이, 가해진 방출 압력을 지탱하면서도 유동성 건조 제품을 대한 충분한 체적을 제공하는 형태로 되어 있다. 이러한 목적을 달성하기 위해서, 탱크는 단지 약 12인치의 길이로 옆방향으로 연장하는 평평한 상부 중심부, 상부 중심부로부터 옆방향 하측으로 연장하는 상부 굴곡부, 단지 약 12인치의 길이로 상부 굴곡부로부터 하측으로 연장하는 평평한 측면부, 및 탱크의 바닥을 따라 연장하는 하측으로 교차하는 방출 호퍼를 측방향으로 자르는 굴곡된 하측부를 갖는 벽면에 의해 형성된 연장된 본체부를 갖는다. 적합하게는 상부 굴곡부 및 하부 굴곡부는 약 37 내지 45인치, 적합하게는 40 내지 43 또는 44인치의 반경을 갖는 원통형 단면으로 되어 있다. 본 발명의 40피트의 길이의 실시예에서, 네 개 내지 여섯 개의 호퍼, 적합하게는 다섯 개의 호퍼가 있다.
본 발명의 적합한 실시예에서 이러한 호퍼들은 머리가 없는 원추형이지만, 37 또는 40 내지 45 또는 50도(통상적으로는 41 내지 45도)의 요구되는 경사를 제공하는 다른 형태와 약 30인치의 방출 개구부가 이용될 수 있다.
상기 모든 특징들은 적합하게 스틸로 제작된 모듈의 각각의 모서리 상의 표준화된 노드를 제외하고 적합하게 모두 알루미늄으로 제작된 컨테이너 모듈을 제공하도록 결합될 수 있다. 적합하게는, 호퍼를 포함하여 탱크는 두께가 3/8인치 이상 되지 않는 적합하게는 5/16 또는 1/4인치 이상 되지 않는 알루미늄판으로 제작되어 있다. 주연부 보강재가, 상부판 부분에 용접되어 있고 상부 굴곡부 주위로 연장하는 종방향으로 거리를 두고 떨어져 있는 알루미늄 채널 형태로 탱크 본체 상에 제공될 수 있다.
상술한 특징들은 다른 재질을 사용함이 없이 합리적인 비용으로, 과압력에 대한 적당한 여유를 가지고, 제품의 방출에 요구되는 공압을 지탱할 수 있는 유동성 건조 제품을 위한 가볍고 내구성 있으며 내부식성이 있는 컨테이너 모듈을 생산한다.
이하 첨부 도면을 참조로 하는 설명으로부터 본 발명의 특징들을 잘 이해할 수 있다.
도 1 을 참조하면, 본 발명은 유동성 건조 제품의 철도, 트럭 및 선박에 의한 통합 수송과, 일시적인 저장을 위한 컨테이너 모듈(1)에 관한 것이다. 다른 재질이 사용될 수 있으나, 본 발명의 컨테이너 모듈(1)은 기본적으로 알루미늄으로 구조하기에 특히 적합하다. 지금까지 유동성 건조 제품을 위한 컨테이너 모듈은 통상적으로 스틸 또는 스테인리스 스틸로 제작되어 왔다. 알루미늄은 스틸보다 중량과 내부식성에 있어서 우수하며, 스테인리스보다는 중량과 비용면에서 우수하다. 본 발명에 사용되는 알루미늄은 알루미늄 합금을 포함한다. 본 발명은 가볍고 내부식성이 강한 종래의 모든 알루미늄 컨테이너 모듈의 단점을 극복한다.
컨테이너 모듈(1)은 연장 지지 프레임(3) 및 지지 프레임 상에 장착된 탱크(5)를 포함한다. 연장 지지 프레임(3)은 수평으로 연장하는 바닥 프레임(7) 및 1쌍의 직립 전방 및 후방 단부 프레임(9F 및 9R)을 포함한다.
바닥 프레임(7)은 종방향으로 거리를 두고 떨어져 있는 관형 횡단빔(13)에 의해 결합된 두 개의 관형 종방향 측면 부재(11)를 포함한다. 구스넥 트릭(도시되지 않음)을 수용하기 위해서, 관형 부재(17) 및 횡단 관형 부재(19)에 의해 종방향 측면 부재(11)에 고정된 서로 떨어져 있는 종방향으로 연장되는 1쌍의 "z"형 단면의 알루미늄 부재(15)에 의해 전방 단부(9F)에서 바닥 프레임(7) 내에 개구부(14)가 형성되어 있다. "z"형 단면 부재(15)는 수평 플랜지와 수직 웨브(web)를 가지며, 트레일러의 구스넥 상에 착좌할 수 있도록 바닥 플랜지는 외측으로 향하고 상부 플랜지는 내측으로 향한다.
단부 프레임(9F 및 9R)은 각각 상부 횡단빔(23) 및 바닥 횡단빔(25)에 의해 각각 상부 및 바닥에 결합된 1쌍의 단부 기둥(21)을 포함한다. 이러한 모서리 기둥(21)과 상부 및 바닥 횡단빔(23 및 25)은 또한 관형 부재로 압출되어 있다. 1쌍의 대각선 버팀대(brace)(27)는 바닥 횡단빔(25)과 모서리 기둥(21) 사이로 연장된다. 각각의 단부 프레임(9R 및 9F)의 모서리에는 모듈(1)을 다른 모듈을 적층하고 서로 연결하기 위한 노드(29)가 있다. 이 노드(29)들은 적합하게는 스틸로 제작되어 있으며 알루미늄으로 제작되지 않은, 컨테이너 모듈(1)의 유일한 부품이다. 도시된 실시예에서, 단부 프레임(9F 및 9R)의 하단부의 노드(29)는 바닥 횡단빔(25)을 바닥 프레임(7)의 종방향 부재(11) 상부로 상승시킨다. 1쌍의 압출된 관형 블록(31)은 단부 프레임(9F 및 9R)을 위한 부가적인 지지 포인트를 형성한다. 횡단빔(13) 하측의 패드(pad)(13a)(도 1a 참조)는 특정 트럭 상에서 컨테이너 모듈의 지지를 위하여 블록(31)과 함께 공통 평면 내에 놓여 있다. 모서리 노드(29)는 주강 노드 대편을 제공하고 단부 기둥 부재(21)에 접촉 또는 부착하기에 적합한 방법으로 이 주강 대편에 부착함으로써 제작될 수 있다.
단부 프레임(9F 및 9R)은 관형 대각선 부재(35)에 의해 모서리 기둥(4)에 보강되어 있는 관형 단부 부재(33)에 의해 바닥 프레임(7)에 연결되어 있다. 압력 용기(5)의 상부로의 접근을 위하여 각각의 단부 프레임(9F 및 9R)에 사다리(37)가 제공될 수 있으며 통상적으로 상부를 따라 통로(도시되지 않음)가 구비되어 있다. 지지 프레임(3)은, 특히 노드(29)를 참조하면, 표준 치수의 장방형 평행육면체 외피(39)를 형성한다. 이 외피(39)는 폭이 8피트, 높이가 8 내지 9-1/2 피트 및 길이가 20 또는 40피트이다.
탱크(5)는 본체부(41), 1쌍의 전방 및 후방 캡(43F 및 43R), 및 다수의 하측으로 방출되는 호퍼(45)를 갖는다. 단부캡(43)은 굴곡되거나 구형으로 될 수 있다. 반경은 약 80 내지 200인치의 범위로 광범위하게 변화될 수 있으며 또는 적합한 반경은 약 110 내지 160 또는 170인치 사이에 있고, 적합한 반경은 125인치와 135인치 사이에 있다. 도면에서, 예를 들어 도4 및 도5에서, 단부캡(43)은 용접 결합일 수 있는, 자체사이의 예리한 전환부(sharp transition)와 함께 연장 탱크 벽면(41)에 결합되어 있다. 다른 실시예에서, 전환부는 단부캡(43)이, 반경이 탱크 벽면(41)과 잘 조화하도록 약 6 또는 7인치로 감소되게 되는 탱크 벽면(41)으로 접근하는 경우를 제외하고는 약 130인치의 주요 반경을 갖도록 전환부는 약 4 내지 10인치의 반경으로 제공될 수 있으며 이 경우 용접은 도5의 좌측으로 이동되게 된다. 탱크(5)는 각각의 단부 프레임(9F 및 9R)의 상부 횡단빔(23) 및 모서리 기둥(21)에 용접된 판인 현수 부재(47)에 의해 탱크의 단부 구역에서 지지 프레임(3)에 지지되어 있다. 현수판(47)의 반원형 또는 굴곡 연부(49)는 구형 단부캡(43F 및 43R)에 용접되어 있다. 따라서, 탱크(5)는 걸리는 중량을 지지하는 현수판(47)에 의해 단부 프레임(9F 및 9R)으로부터 매달려 있다. 상부 횡단빔(23) 및 모서리 기둥(21)에 용접되어 있는 현수판(47)은 또한 장방형 단부 프레임(9F 및 9R)의 보강재 역할을 수행한다.
모서리 보강재(51)에 의해 부가적인 종방향 안정성이 제공된다. 도6에서 잘 볼 수 있듯이, 각각의 모서리 보강재(51)는 관련 모서리 기둥(21)에 용접된 수직 연부(53)가 구비된 수직 평면부 및 관련 상부 횡단빔(23)에 용접된 측방향 연부(55)가 구비된 수평 평면부를 갖는 L-형 판이다. 모서리 보강재의 수직 평면부의 바닥의, 연장된, 종방향 연부(57)는 종방향 연부(57) 및 탱크(5)에 용접된 채널 부재 형태의 연결 부재(59)에 의해 압력 탱크(5)의 본체(41)에 고정되어 있다. 이러한 모서리 보강재(51)는 연결 부재(59)를 따라, 사용되는 경우, 압력 탱크(5) 상의 측방향 힘을 단부 프레임(9F 및 9R) 내로 전달하는 것을 돕는다. 또한, L-형 보강재는 연결을 위한 종방향 강성을 제공하고 단부 프레임(9F 및 9R)의 보강을 돕는다. 부가적인 종방향 채널 부재(61)가 탱크 상의 종방향 힘을 더욱 흡수하도록 압력 탱크의 본체(41)의 상부에 및 상부 횡단빔(23)의 중심에 용접되어 있다.
도7에 잘 나타나 있듯이, 압력 탱크(5)의 본체(41)는 편평한 상부 중심부(63a)와, 상부 중심부(63a)로부터 외측 아래쪽 방향으로 연장하는 상부 굴곡부(63b)가 구비된 벽면(63)을 갖는다. 이 상부 굴곡부(63b)는 수직 평탄부(63c) 내로 전환되며 다시 하부 굴곡부(63d)와 조화한다. 이 하부 굴곡부(63d)는 호퍼(45)와 측방향으로 교차한다. 상부 굴곡부(63b)는 적합하게 반경 R1의 원통형 단면으로 되어 있고, 하부 굴곡부(63d)는 적합하게 반경 R2를 갖는다. 반경 R1및 R2는 동일할 수도 있으나, 그래야 할 필요는 없다. 상부 굴곡부(63b)와 하부(63d)에 의해 형성된 윈통부는 배관(도시되지 않음)에 의해 유동성 건조 제품의 방출을 위해 탱크 내로 도입되는 압력을 지탱하기 위한 고리형 강성을 제공해준다. 완전히 원통형인 탱크는 압력을 지지하는 데에 가장 강한 횡단면을 제공하게 되나, 그러한 형태는 지지 프레임(3)에 의해 형성되는 외피(39) 내에 남아있어야 하는 탱크의 체적을 감소시키게 된다. 상부 중심 평탄부(63a) 및 측면 평탄부(63c)는 외피(39)에 의해 부가된 한계 내에서 탱크(5)에 의해 보유될 수 있는 체적의 횡단면을 확장시킨다. 이러한 평탄부(63a 및 63c)는 벽면의 상기 부분 내의 탱크 압력에 의해 발생되는 변형을 감소시키도록 상당히 짧게 유지되어 있다. 따라서, 단면 63A 및 63C는 측방향및 수직 범위로 각각 유지되며, 약 12인치를 넘지 않는다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 상부 평탄부(63A)의 폭은 약 6 또는 7 내지 10인치이고, 예를 들어 8 또는 8-3/8인치의 폭이고 수직 평탄부(63C)는 높이가 약 2 내지 10인치, 예를 들어 약 3 내지 7 인치이고, 적합하게는 높이가 약 6인치이다. 이 형태에서, 대략 42인치가 될 수 있으나 약 37 내지 45인치의 범위에 이를 수 있고 적합하게는 40 내지 43 또는 44인치이다. 채널 형태의 주연부 보강재(65)는 고리형 강성을 증가시키도록 압력 탱크(5)의 본체(41)에 용접되어 있다. 이 보강재(65)는 외피(39)의 측방향 치수 내에 유지되고 보강재의 단부에서 강성의 전환을 부드럽게 해주도록 단부(65a)가 챔퍼링되어 있다.
호퍼(45)는 압력 탱크(5)의 벽면의 하부 굴곡부(63d)로부터 하측 방향으로 연장한다. 호퍼(45)는 성형 씨임(67)을 종방향으로 교차하도록 종방향으로 거리를 두고 있다(도3 및 도8 참조). 본 발명의 예시적 실시예에서, 이 호퍼들은 도8에 잘 도시된 바와 같이, 씨임(67)이 굴곡되도록 머리가 없는 원추형으로 되어 있다. 도시된 바와 같이, 굴곡된 둘레판(69)은 각각의 씨임(67)에 거리를 두고 있으며 인접 호퍼에 용접되어(도3 참조) 이 연결부에 대해 강성을 제공한다. 캡 판(67a)은 둘레판(67)과 인접 호퍼 사이의 공간을 감싼다. 교차 호퍼 사이의 직선 씨임을 형성하게 되는 잘린 역 피라미드 형태와 같은 다른 형태의 호퍼가 사용될 수 있다. 이 후자의 호퍼의 측벽은 보유된 체적을 증가시키도록 하측으로(외측에서 보았을 때 볼록하게) 굴곡될 수 있고 자체의 대체로 종방향 벽면과 횡단 벽면 사이로 굴곡될 수 있다. 호퍼(45)에는 통상적으로 30인치의 표준 치수로 된 바닥 방출 개구부가 구비되어 있다. 35도 내지 50도의 호퍼 벽면 경사가 어느 경우에 있어서는 유용하나, 각각의 호퍼 측벽에 대하여 수평에 대해 45도 내지 45도의 경사가 떠한 적합하게 제공되어 있다. 도시된 호퍼(45)의 최대 직경은 자체의 상단부에서(탱크의 종방향 축에서 45도 벗어난) 132-3/4인치이다. 호피의 종방향 교차는 호퍼들의 중심 사이에 95-3/4인치의 종방향 공간을 생성한다. 하부 굴곡부(63d)에 의한 호퍼의 측방향 절단은 탱크가 약 95-3/4인치로 호퍼와 결합하게 되는 최대 종방향 치수를 탱크가 갖음으로 인한 것이다. 호퍼의 이러한 절단은 호퍼 벽면의 요구되는 경사를 유지시키면서, 보유된 체적을 종방향으로 및 측방향으로 증가시킨다. 컨테이너 모듈의 전방 단부에서 호퍼(45')는 구스넥을 수용하도록 다른 호퍼 상부로 상승되어 있고 이에 따라 교차 직경의 차이로 인하여 단부 호퍼(45')와 인접 호퍼 사이의 씨임(67')의 평면 내에 사륜(skew)을 생성한다.
현수판(47)에 의해 자체의 각각의 단부 구역으로부터 매달린 탱크(5)에 있어서, 탱크는 완전히 적재될 때 중심에서 하측으로 및 외측으로 변형되는 경향이 있으므로 호퍼를 회전시켜버리려는 경향이 있다. 본 발명에서는, 이 작용이 모서리 기둥(21) 사이의 지지 프레임(3)의 각각의 측면을 따라 종방향으로 연장하는 연장 관형 부재(73)에 의해 저항된다(도1 및 도7 참조). 이 연장 부재(73)는 호퍼(45)의 측면에 용접되어 호퍼가 회전되려는 경향을 억제한다. 도7에서 볼 수 있는 바와 같이, 이 연장 부재(73)는 탱크가 측방향으로 최대의 폭으로 연장하고 동시에 연장 부재(73)가 지지 프레임(3)에 의해 형성된 외피(39) 내에 유지되도록 탱크(5)의 가장 넓은 측방향 치수의 하측에서 호퍼와 접촉한다. 종방향 측면 부재(11)를 따라떨어져 있는 수직 지주(75)는 연장 부재(73)에 대한 수직 지지를 제공하고 탱크 프레임 구조의 통합을 돕도록 연장 부재(73)로 연장된다. 연장 부재(7,1)는 약 2 × 4인치의 장방형 관형 단면으로 도시되어 있으며, 도7에 도시된 바와 같이 탱크 벽면(63d)에 대해 놓여지도록 기울어져 있다. 드러나, 연장 부재(73)는 하나의 측면이 탱크 벽면(63d)과 평행하게 되고 다른 측면은 수평으로(두 개의 측면) 및 수직(하나의 측면)으로 되도록 직각 사다리꼴 관형 단면으로 지공될 수 있다. 직각 사다리꼴의 경사진 측면은 제거될 수 있고 짧은 수평 다리가 부재(73)의 상부에 있고 긴 다리가 바닥면에 있게 되는 부등 다리 채널이 사용될 수 있다. 이러한 수평 바닥부 측면이 부재(73) 상에 구비되어 있으므로 수직 지주(75)를 부재(73)에 부착하는 것을 쉽게 해준다. 탱크(5)는 이 연장 부재(73) 상으로 어느 정도 정착될 수 있으나, 탱크는 기본적으로 대부분 현수 장치(47)에 의해 매달려 있다. 탱크(5)는 탱크의 상부를 따라 벽면(63) 내의 해치(77)를 통해서 또는 탱크 단부(43F 및 43R) 상의 관(79)을 통해서 유동성 건조 제품으로 적재된다. 이 제품은 부가적인 배관(도시되지 않음)의 사용에 의해 공압의 작용 하에 호퍼(45)를 통해 방출된다. 압력 탱크(5)를 상부 횡단빔(23)으로부터 매다는 것은 이 배관을 위한 공간의 제공을 도우며 호퍼(45)로의 접근을 돕는다.
상술한 특징들은 결합하여 감소된 빈 중량을 가지면서 상술한 표준을 충족시키는 컨테이너 모듈(1)을 생산한다. 짧은 평탄 당부(63a) 및 평탄 측면부(63c)와 이들 사이와 또한 측면부(63c)와 호퍼 사이의 굴곡부(63b)를 가지며 상술한 형식의 4 개 내지 5 개의 호퍼(45)를 갖는 탱크(5)의 횡단면 형태는 14.7 psi의 방출 압력보다 50%가 넘는 22 psi의 압력을 지탱하는 데에 요구되는 체적과 강성을 제공한다. 본 발명의 적합한 실시예에서는, 다섯 개의 호퍼가 이용된다.
단부 기둥(21)과 단부 대편(33) 및 바닥 횡단빔(25)은 두께 약 1/2 인치의 6 × 6 인치의 "박스형" 관으로 제작될 수 있다. 횡단빔(23), 종방향 바닥빔(7), 버팀대(27 및 35) 및 횡단 부재(13)들은 두께 약 1/4인치의 4 × 4 인치의 "박스형" 관으로 제작될 수 있다. 종방향 부재(73) 및 수직 지주 부재(75)는 두께 약 1/4 인치의 2 × 4인치의 관으로 될 수 있다. 채널 부재(65)는 2 × 4 인치 × 약 1/4인치로 될 수 있다. 이 박스 및 채널 부재들은 6000 시리즈 알루미늄 어소시에이션(6000 series Aluminum Association) 알루미늄 합금으로 제작하는 것이 적합하다. 알려진 바와 같이, 6000 알루미늄 합금은 주로 마그네슘 및 실리콘 합금 성분을 함유하며, 특히 구리, 망간, 또는 크롬 중 하나 또는 그 이상이 포함되어 있다. 합금 6061-T6 템퍼(temper)가 적합하다. 이것은 상당히 강하고 제작이 용이하다. 이와 같은 비교적 저렴하고 열처리가능한 합금(6000 합금)은 열처리될 수 있고 T6 템퍼로 인공 시효될 수 있으며 강성과 내구성을 나타내고 용접이 가능하다. 합금 6061은 마그네슘 약 0.8 내지 1.2%, 실리콘 0.4 내지 0.8%, 구리 0.15 내지 0.4%, 크롬 0.04 내지 0.35%를 함유하고, 근본적으로 알루미늄과 부수적인 원소 및 불순물의 균형을 조절한다. 본 발명의 목적을 위해 압출된 부재에 유용한 6000 시리즈 합금은 근본적으로 실리콘 약 0.3 내지 1 또는 1.5%, 마그네슘 약 0.3 또는 0.4 내지 1.5 또는 1.7%, 및 다음 원소 중의 하나 또는 그 이상(적합하게는 하나 이상)의 원소, 즉 불순물 또는 계획적인 첨가물로서 구리 0.1 내지 1%, 망간0.05 내지 0.8 또는 1%, 크롬 0.05 내지 0.4%, 철 0.05 내지 0.7 또는 0.8%, 부수적인 원소 및 불순물로 구성되어 있고, 근본적으로 알루미늄의 균형을 조절한다.
현수판(47)은 두께가 약 3/8인치인 알루미늄 합금판으로 될 수 있으며, 3/8인치 정도의 두께의 벽면이 사용될 수 있고, 3/16 인치 정도로 가벼운 벽면이 가능할 수 있으나, 탱크 벽면 및 호퍼 벽면은 1/4 또는 5/16 인치의 두께가 적합하다. 이와 같은 판 부재들은 5000 시리즈 알루미늄 어소시에이션 합금과 같은 열처리 불가능한 합금으로 제작될 수 있다. 공지된 바와 같이, 5000 시리즈 합금은 종종 소량의 구리, 망간 또는 크롬 중 하나 또는 그 이상의 원소와 함께 주요 합금 첨가물로서 마그네슘을 함유한다(대량으로). 본 발명에 유용한 5000 시리즈 합금은 마그네슘 약 1 또는 2 내지 5%, 적합하게는 약 2 또는 2.2 내지 약 3.5 또는 4%, 망간이 존재하는 경우 약 0.2 내지 1 또는 1.2%, 적합하게는 약 0.4 내지 1.1%, 크롬이 존재하는 경우 약 0.05 내지 약 0.35 또는 0.4%, 바람직하게는 약 0.05 내지 0.2 또는 0.25%, 구리가 존재하는 경우 덜 적합한 기준으로 약 0.05 내지 약 0.4 또는 0.5%, 예를 들면 약 0.05% 내지 0.2% 중의 하나 또는 그 이상의 원소를 함께 함유한다. 탱크(탱크 벽면(63), 호퍼 벽면(45) 및 단부캡(43)을 포함하여), 및 현수판(47)과 같은 프레임 부분을 위한 판 부재, 모서리 보강판(51) 및 둘레판(69)이 상술한 바와 같은 다양한 5000 시리즈 합금으로 제작될 수 있다. 이것을 위한 적합한 합금들은 다음과 같은 것들을 포함한다.
판 부재에 적합한 합금은 5454이며, 이 합금은 저온처리(H32 템퍼)에 의해 변형 경화 및 열적 안정화를 가져오게 되는 뜨임(temper) 처리된다. 적합한 뜨임 처리는 일반적으로 변형 경화 및 열적 안정화 또는 열적 열화(강도를 어느 정도는 줄이나 완전히 줄이지는 않는 어니일링 또는 사연화(dead soft) "0" 상태)된 것으로 기술될 수 있다. 이러한 뜨임 처리들은 당해 기술에서 H3 및 H2 타입 뜨임으로 알려져 있다. 널리 알려진 바와 같이, 알루미늄 뜨임 처리는 알루미늄 어소시에이션 연간 출판물 "알루미늄 표준 및 데이터)Aluminum standards and data)"에 기재되어 있다. 도시된 형태에서, 단부캡(43)에 대해서 3/8인치 판을 사용하는 것이 유리할 수 있으나, 본체(41), 단부캡(43F 및 43R) 및 압력 탱크(5)의 호퍼(45)는 모두 5454-H32 알루미늄의 1/4 또는 5/16인치 판으로 제작될 수 있으며, 관형 및 채널 부재는 모두 6061-T6 알루미늄 압출물로 제작될 수 있다. 필요한 경우, 호퍼 보강 부재(81)는 호퍼(45)의 외측 표면에 보강재로서 용접될 수 있다. 또한 필요한 경우, 적합하게는 호퍼 개구부(71)와 종방향으로 정렬된 내측 측방향 보강재(83)는 로드 또는 파이프형 부재로서 제공될 수 있다.
이러한 목적을 위하여 본 발명은 일반적인 또는 광범위한 적용을 위하여 에현재의 요구 또는 바람직한 특징의 측면에서 적합한 실시예의 측면에서 기재되어있다. 이 특징의 일부는 본 발명의 실시 범위 내에서 변화될 수 있다. 예를 들어, 밀도가 매우 높거나 또는 무거운 재질을 운반하는 특정 분야의 사용에 있어서, 이러한 사용은 중량이 제한될 수 있으며, 즉 수송 중량 제한은 운반될 수 있는 그와 같이 무거운 재질의 체적을 제한하게 되므로 더 적은 용적의 탱크가 사용될 수 있다. 그와 같은 탱크는 단지 약 1400 또는 1450 입방 피트일 수 있으며, 이것은 8피트 6인치와 같이 더 짧은 컨테이너 높이를 허용한다. 이 경우, 측면 평탄 부재(63c)는 자체의 높이가 극도로 제한되거나 또는 심지어 제거될 가능성도 있다. 또한, 수평면에 대한 호퍼 벽면(45)의 각도는 37도까지의 각도와 같아, 상당히 줄어들 수 있다.
구스넥을 위한 설비를 제거함으로써 상당한 체적을 유지하면서 컨테이너 전체의 높이를 줄일 필요가 있는 경우에는, 그와 같은 것들은 9피트 높이의 프레임 내에 수용될 수 있으며 여기서 프레임의 양단부는 도1에 도시된 바와 같이 후방 단부와 같이 나타나게 되나 탱크는 도면에 도시된 바와 같이 탱크의 전방 단부처럼 보일 수 있다. 즉, 모든 호퍼는 탱크가 프레임 내에 더욱 낮게 위치되어 하부 프레임이 용이하게 되도록 상승되게 된다. 그러나, 앞에서 언급한 바와 같이, 이것은 구스넥을 위한 임의의 설비를 제거하게 된다.
또한, 요구되는 배출 압력이 1기압으로부터 더 낮은 수준으로 감소되는 경우에, 이것은 탱크에 더 얇은 금속의 사용을 용이하게 한다. 예를 들어, 압력을 14.7 psig에서 10 psig로 약 33% 감소시키는 것은 이에 대응하는 금속의 두께 감소를 허용하며, 예를 들어, 33% 압력 감소의 약 80 내지 90%(각각 33%의 80 및 90%에 대해약 26% 또는 약 30%) 또는 탱크 금속에 있어서 전체 33%의 두께 감소를 허용하는 것이 가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 보강판(51)의 수직부의 크기는 도1에 도시된 크기보다 상당히 증가될 수 있으나 탱크는 현수판(47)이 아닌 수직판 모서리 보강판(51)에 의해 지지되어 있다. 또한, 연결 부재(59)는 또한 전체의 탱크를 지지하기 위한 요구를 수용하도록 더 길고 더 무겁게 제작될 수 있다. 따라서 대체로 수직의 판 모서리 보강판 부재(51)는 탱크가 전방 및 후방 프레임(9F 및 9R)으로부터 매달도록 호퍼 상부의 탱크의 단부 구역과 접촉하게 된다.
본 발명의 특정 실시예가 상세히 개재되어 있으나, 당해 기술에 숙련된 자들은 본 발명의 범위 내에서 다른 변경과 선택이 이루어질 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 상술한 본 발명의 실시예는 단지 예시를 위한 것이며 본 발명의 범위를 제한하기 위함이 아니고, 그러한 모든 변경 및 변화들은 첨부된 본 발명의 특허청구의 범위에 포함되는 것으로 간주한다.

Claims (23)

  1. 유동성 건조 제품의 통합 수송 및/또는 저장을 위한 컨테이너 모듈(1)에 있어서,
    (a) 수평으로 연장하는 바닥 프레임(7) 및 각각 단부에서 직립 단부 프레임(9F, 9R)을 포함하는 지지프레임(3);
    (b) 상기 지지 프레임(3)을 따라 종방향으로 연장하는 탱크(5);
    (c) 상기 탱크(5)와 통하는 다수의 하측 방향 방출 호퍼(45);
    (d) 상기 지지 프레임(3) 및 상기 탱크(5)와 통하는 부착 수단(47, 51); 및
    (e) 부분적으로 혹은 전체로 하나 및/또는 다수의 용접 가능한 알루미늄 합금으로 이루어진 상기 용기를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 프레임(3)은 연장되고 미리 설정된 치수의 컨테이너 외피를 형성하는 모서리 단부(29)를 가지는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 상기 컨테이너 외피 내에서 상기 지지 프레임을 따라 종방향으로 연장되고 상기 다수의 하측방향 방출 호퍼(45)를 갖는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 부착 수단(47)은 상기 탱크(5)를 상기 지지 프레임(3)에 고정하기 위하여 상기 지지 프레임(3)과 통하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 부착 수단(47)은 상기 지지 프레임(3) 및 상기 탱크(5)와 통함으로써, 상기 탱크(5)에 작용하는 횡력과 중력을 전달하고, 상기 횡력과 중력을 상기 단부 프레임(9F, 9R)으로 향하게하여 상기 탱크에 걸리는 압력을 줄이며, 상기 횡력과 중력을 향하게 하는 것은 상기 탱크(5)에 걸리는 상기 횡력과 중력의 국부적인 효과를 실질적으로 감소시키는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 컨테이너는 부분적으로 혹은 전체적으로 5000 시리즈 알루미늄 합금 혹은 6000 시리즈 알루미늄 합금 및/또는 그 조합 및/또는 상기 5000 및 6000 시리즈 알루미늄 합금이 용접 가능한 중간 범위로 구성되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  7. 제 3 항에 있어서, 상기 컨테이너 모듈은 감소된 중량을 가지며 상기 단부 프레임으로부터 상기 탱크(5)를 매달기 위해서 상기 호퍼(45) 위에 상기 단부 프레임(9F, 9R)과 상기 탱크의 상기 단부 영역을 결합하는 보강판(51)을 포함하며, 상기 보강판은 상기 탱크에 중력과 종방향 힘을 모두 전달하고, 상기 탱크(5), 상기프레임(3) 및 상기 보강판(51)은 하나 및/또는 다수의 용접 가능한 알루미늄 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 컨테이너 모듈(1)은,
    (a) 수평으로 연장하는 바닥 프레임 및 상기 바닥 프레임 각각의 단부에서 직립 단부 프레임을 포함하며, 자체의 모서리 단부가 미리 설정된 치수의 컨테이너 외피를 형성하는 연장지지 프레임;
    (b) 상기 컨테이너 외피 내에서 상기 지지 프레임을 따라 종방향으로 연장하고 다수의 하측 방향 방출 상기 부착 수단을 가지는 탱크를 포함하며, 상기 탱크는 상기 단부 프레임(9F, 9R)으로부터 상기 탱크(5)를 매달기 위하여 상기 호퍼(45) 위에 상기 탱크(5)의 단부 영역을 결합하는 상기 단부 프레임(9F, 9R)에서 실질적으로 수직으로 매달려 있는 현수 장치(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 지지 프레임(3)은 연장되며 미리 설정된 치수의 컨테이너 외피를 형성하는 모서리 단부(29)를 포함하며,
    상기 탱크 (5)는 상기 컨테이너 외피 내에서 상기 지지 프레임(3)을 따라서 종방향으로 연장하며 다수의 하측 방향 방출 호퍼(45)를 포함하며,
    상기 부착 수단은 상기 지지 프레임 내에서 상기 탱크를 지지하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 대체적으로 원통형인 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  11. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 대체적으로 비-원통형인 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  12. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 한 쌍의 단부 캡(43F, 43R)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 단부 캡(43F, 43R)은 구형인 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  14. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 용접 가능한 알루미늄 합금은 5000 시리즈 알루미늄 합금 혹은 6000 시리즈 알루미늄 합금 및/또는 그 조합 및/또는 그 중간 범위로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  15. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 적어도 약 44㎥(1550 입방피트)의 체적 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  16. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 약 47㎥(1650 입방피트)의 체적 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  17. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 적어도 약 253kPa(22 psig)의 압력을 지탱할 수 있는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  18. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5) 및 상기 지지 프레임(3)은 4,536kg(10,000 파운드) 이하의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  19. 제 1 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 적어도 42.5㎥(1,500 입방피트)의 체적 용량을 가지며 약 239kPa(20 psig)의 내부 탱크 압력을 지탱할 수 있고 탱크(5)와 프레임(3)이 함께 4,536kg(10,000 파운드) 이하의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  20. 제 10 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 한 쌍의 단부 캡(43F, 43R)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  21. 제 11 항에 있어서, 상기 탱크(5)는 한 쌍의 단부 캡(43F, 43R)을 포함하는것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  22. 제 20 항에 있어서, 상기 단부 캡(43F, 43R)은 구형인 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
  23. 제 21 항에 있어서, 상기 단부 캡(43F, 43R)은 구형인 것을 특징으로 하는 컨테이너 모듈.
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