KR101210442B1 - 압축 저항성 비전도 부재를 구비한 밀봉 단열형 탱크 - Google Patents

압축 저항성 비전도 부재를 구비한 밀봉 단열형 탱크 Download PDF

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Abstract

부유식 구조물의 선체(1)에 고정된 하나 이상의 탱크 벽을 포함하는 밀봉 단열형 탱크로서, 상기 탱크 벽은, 상기 탱크의 내부로부터 외측으로 차례로, 제 1 밀봉 배리어(8), 제 1 단열 배리어(6), 제 2 밀봉 배리어(5) 및 제 2 단열 배리어(2)를 구비하고, 상기 단열 배리어들 중 하나 이상은 병치된 비-전도 부재들을 필수구성으로 포함하고, 상기 각각의 비-전도 부재들은 단열 라이너(63)를 포함하고, 상기 단열 라이너는 상기 탱크 벽에 평행하게 층의 형태로 배열되고, 상기 하중-지지 부재들은 압축력을 흡수하도록 상기 단열 라이너의 두께를 통해 상승하는, 밀봉 단열형 탱크에 있어서, 비-전도 부재들의 상기 하중-지지 부재들은, 상기 탱크 벽에 평행한 평면 상에서 상기 비-전도 부재의 치수와 비교하여 작은 단면의 필라(65)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

압축 저항성 비전도 부재를 구비한 밀봉 단열형 탱크{SEALED, THERMALLY INSULATED TANK WITH COMPRESSION-RESISTANT NON-CONDUCTING ELEMENTS}
도 1은, 본 발명의 이해에 유용한 일반적인 실시예에 다른 탱크 벽의 사시도이다.
도 2 및 도 3은, 도 1의 탱크 벽의 제 1 유지 부재를 두 개의 수직 방향으로 도시한다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른 탱크 벽의 단면도이다.
도 5는, 도 4에서 도시된 탱크 벽의 비-전도 부재의 전개도이다.
도 6은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 비-전도 부재를 획득하기 위한 주조 단계를 도시하는 사시도이다.
도 7은, 단일 구획으로 주조된 하중-지지 구조물을 사시도로서 도시한다.
도 8은, 도 7의 하중-지지 구조물의 변형된 실시예를 도시하는 일부의 부분 도면이다.
도 9는, 도 7의 하중-지지 구조물을 위해 제조된 두 개의 비-전도 부재 형식의 전개된 사시도이다.
도 10은, 도 9의 비-전도 부재의 조립체를 도시하는 일부의 부분 도면이다.
도 11 및 도 12는, 하중-지지 구조물의 다른 변형된 실시예를 도시하는, 도 7과 유사한 도면이다.
도 13은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비-전도 부재의 일부의 부분 도면이다.
도 14는, 도 13의 비-전도 부재의 하중-지지 구조물의 평면도이다.
도 15 내지 도 18은, 횡단면으로 본, 기둥 형태의 하중-지지 부재의 다른 실시예를 도시한다.
도 19는, 도 6과 유사한 도면으로 대안적인 주조 방법을 도시한다.
도 20은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비-전도 부재를 도시하는 전개도이다.
도 21은, 단일 부품으로 열성형된 하중-지지 구조물을 사시도로 도시한다. 그리고,
도 22 및 도 23은, 다른 실시예에 따른 비-전도 부재의 하중-지지 구조물을 평면도 및 ⅩⅩⅢ선에서의 단면도로 도시한다.
본 발명은, 액화 가스와 같은 특히 메탄을 많이 구비한 차가운 액체의 제조, 저장, 로딩, 해양 수송 및/또는 하역에 적합한 부유식 구조물의 하중-지지 구조물에 고정된 탱크 벽으로 이루어진 밀봉 단열형 탱크의 제조에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 형식의 탱크로 제조된 메탄 캐리어에 관한 것이다.
액화 가스를 매우 낮은 온도에서 해양 수송하는 것은, 최소화하는 것이 바람직한 일당 증발률과 관계가 있으며, 이는 관련된 탱크의 단열이 개선되어야 함을 의미한다.
선박의 하중-지지 구조물에 고정된 탱크 벽으로 이루어진 밀봉 단열형 탱크는 이미 제안되었으며, 이와 같은 탱크 벽은 탱크의 내측으로부터 외측 방향으로 차례로 제 1 단열 배리어, 제 2 밀봉 배리어 및 제 2 단열 배리어를 구비하고, 적어도 하나의 상기 배리어는 병치 비전도 부재로 구성되어 있으며, 각각의 비전도 부재는 상기 탱크 벽에 평행한 층의 형태로 배열된 단열 라이너를 포함하고, 하중-지지 부재들은 압축력을 흡수하도록 상기 단열 라이너의 두께를 통해 상승된다.
예를 들어, FR-A-2 527 544에서, 이러한 단열 배리어는 폐쇄된 평행육면형이며 합판으로 이루어지고 펄라이트로 채워진 케이슨으로 이루어진다. 내부에서는, 탱크 내에 포함된 액체에 의해 가해지는 수압에 견디도록, 케이슨이 커버 패널과 베이스 패널 사이에 놓인 평행한 하중-지지 스페이서를 포함한다. 플라스틱 포옴(foam)으로 이루어진 비-하중-지지 스페이스는 상대적인 위치를 유지하도록 하중-지지 스페이스 사이에 배치된다. 합판 섹션으로 이루어진 외부 벽체 및 스페이서의 피팅 조립체를 포함하는 이러한 형식의 케이슨 제조는 다수의 조립 공정 특히 스태이플링(stapling)이 필요로 한다. 게다가, 펄라이트와 같은 파우더의 사용은 파우더가 먼지를 만들어 내기 때문에 케이슨의 제조를 복잡하게 한다. 따라서 케이슨이 먼지에 대해 밀봉이 잘 되도록 고-품질의 값비싼 합판 즉 매듭이 없는 합판을 사용하는 것이 필요하다. 게다가 케이슨 내에서 파우더를 특정 압력으로 탬핑(tamp down)하는 것이 필요하고 안전상의 이유로 존재하는 모든 공기를 비우도록 내부에 질소를 순환시키는 것이 필요하다. 이러한 모든 공정은 케이슨의 제조를 복잡하게 하고 비용을 상승시킨다. 더군다나, 단열 케이슨의 두께가 단열 배리어와 함께 증가한다면, 케이슨 벽 및 하중-지지 스페이서의 좌굴 위험성이 심각하게 증가한다. 케이슨 및 단열 하중-지지 스페이서의 비-좌굴(anti-buckling) 강도를 증가하는 것이 바람직하다면, 상기 스페이서의 단면적이 증가해야하며, 이는 액화 가스와 선박의 하중-지지 구조물 사이에 성립되는 열적 전달을 동일한 양만큼 증가시킨다. 게다가, 케이슨의 두께가 증가하면, 바람직한 단열에 매우 유해한 가스 대류 현상이 케이슨 내부에서 발생하는 것이 관찰된다.
FR-A-2 798 902는, 이러한 탱크에서 사용되도록 디자인된 다른 단열 케이슨을 기술한다. 그 제조 방법은, 대안적으로 다수의 저밀도 포옴 층 및 다수의 합판 패널을 축적하며 축적물 높이가 케이슨의 길이에 상응하게 이를 때까지 각각의 포옴 층 및 각각의 패널 사이에 접착제를 배치하는 단계, 케이슨의 두께에 상응하는 규칙적인 간격을 갖도록 상기 축적물을 높이 방향으로 섹션으로 자르는 단계, 그리고 바닥 패널과 상부 패널을 접착 결합하여 각각의 축적물 섹션의 다른 측면은 잘라지고 상기 패널들은 상기 잘라진 패널에 수직으로 연장되어 상기 잘라진 패널이 스페이서 역할을 하도록 하는 단계로 이루어진다. 그 결과가 비-좌굴 강도 및 단열 면에서 좋은 타협안을 제시하였으나, 그 제조 과정은 역시 많은 조립 단계를 필요로 한다는 점이 인정되어야 했다.
본 발명의 목적은, 아래의 특징들 중 하나 이상을 다른 결점 없이 개발시키는 탱크를 제안하는 것이다: 탱크 가격, 벽의 단열 및 압축을 저항하는 벽의 능력. 본 발명의 다른 특징은 비-전도 부재가 제조가 용이하며, 벽의 단열 및 압축을 저항하는 능력을 손상시키지 않으며, 가능하다면 동시에 이러한 능력을 키우는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 비-전도 부재가 벽의 단열 및 압축 저항 능력을 제한하지 않으며 치수 면에서 용이하게 적응될 수 있는 종류의 탱크를 제안하는 것이다.
이를 위해 본 발명의 요지는, 부유식 구조물의 선체에 고정된 하나 이상의 탱크 벽을 포함하는 밀봉 단열형 탱크로서, 상기 탱크 벽은, 상기 탱크의 내부로부터 외측으로 차례로, 제 1 밀봉 배리어, 제 1 단열 배리어, 제 2 밀봉 배리어 및 제 2 단열 배리어를 구비하고, 상기 단열 배리어들 중 하나 이상은 병치된 비-전도 부재들을 필수구성으로 포함하고, 상기 각각의 비-전도 부재들은 단열 라이너를 포함하고, 상기 단열 라이너는 상기 탱크 벽에 평행하게 층의 형태로 배열되고, 상기 하중-지지 부재들은 압축력을 흡수하도록 상기 단열 라이너의 두께를 통해 상승하는, 밀봉 단열형 탱크에 있어서, 비-전도 부재들의 상기 하중-지지 부재들은, 상기 탱크 벽에 평행한 평면 상에서 상기 비-전도 부재의 치수와 비교하여 작은 횡단면의 필라를 포함하는 것을 특징으로 하는 밀봉 단열형 탱크이다.
이러한 종류의 작은-단면의 필라는, 국부적인 필요성으로서 비-전도 부재에 분배될 수 있다는 장점이 있다. 하중-지지 필라의 개수 및 분배에 적응함으로써, 비-전도 부재들의 압축 강도는 특히 종래-기술상의 스페이서보다 균일해진다. 또한, 커버 패널이 국부적인 침하(depression) 또는 물임(pinching)을 방지할 수 있다. 바람직하게는, 상기 필라는 상기 탱크 벽에 평행한 평면에서 보이는 상기 비-전도 부재의 표면 전체에 걸쳐 규칙적으로 분배된다. 작은-단면 필라를 구비한 비-전도 부재의 다른 장점은, 적어도 이러한 치수가 필라 사이의 간격과 동일하거나 보다 크도록 유지되는 한, 압축 강도의 손실 없이 바람직한 치수의 비-전도 부재의 제조를 가능하게 한다는 점이다. 작은 단면의 비-전도 부재는 특히 보다 큰 표면의 부재를 잘라서 획득될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에서, 상기 필라는 상기 비-전도 부재의 길이 방향 및 너비 방향으로 동일한 간격으로 이격된다.
이러한 종류의 필라는 중공형 또는 채워진 횡단면을 가질 수 있으며, 이를 위해 소정의 형태가 가능하다. 바람직하게는, 상기 필라는 폐쇄된 중공형 횡단면을 갖는다. 폐쇄된 중공형 횡단면을 구비한 이러한 중공형 필라는 매우 바람직한 비-좌굴 저항의 획득을 가능하게 함과 동시에 유효한 열 전달 단면을 최소화한다.
바람직하게, 상기 필라는 플라스틱 또는 합성재로 제조된다.
바람직하게, 상기 비-전도 부재의 상기 단열 라이너는 합성 포옴(synthetic foam) 블록을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 상기 필라는 상기 합성 포옴 블록 내에 기계 가공된 홀 내에 삽입된다.
다른 실시예에 따르면, 상기 합성 포옴 블록은, 상기 합성 포옴 블록 내에서 상기 필라들 중 적어도 하나의 높은 부분, 예를 들어 그 높이의 반 또는 전부가 매립되도록 상기 필라 사이에 주입함으로써 획득된다.
바람직하게, 상기 비-전도 부재는 편평한 포지셔닝 부재를 포함하고, 상기 포지셔닝 부재는 상기 단열 라이너 두께 내에서 상기 탱크 벽에 평행하게 배열되고 상호 위치를 규정하도록 상기 필라에 의해 가로질러지는 개구를 구비한다.
바람직하게, 상기 비-전도 부재는, 상기 비-전도 부재 면에서 상기 탱크 벽에 평행하게 연장된 하나 이상의 패널을 포함한다. 다른 말로, 이 경우 비-전도 부재는 베이스 패널 또는 커버 패널을 포함한다. 전통적으로, "커버"는 탱크의 내부를 향하는 비-전도 부재 면에 있는 패널의 이름이며, "베이스"는 하중-지지 구조물을 향하는 비-전도 부재 면에 있는 패널의 이름이다. 하중-지지 부재는 베이스 패널 및 커버 패널 모두 포함할 수 있다. 어떠한 고정 수단도 이러한 종류의 패널을 비-전도 부재에 고정하기 위해 사용될 수 있다.
비-전도 부재는 개방되거나 폐쇄될 수 있다. 바람직하게, 커버 패널의 존재는 인접한 밀봉 배리어를 위한 균일한 지지를 제공한다. 그러나 필라만으로 이러한 종류의 충분한 지지가 획득될 수 있기 때문에 이러한 종류의 패널이 필수적인 것은 아니다. 바람직하게는, 베이스 패널의 존재는 제 1 단열 배리어로부터 제 2 단열 배리어를 향하는 또는 제 2 단열 배리어로부터 선체를 향하는 압축력의 전달의 바람직한 분배를 제공한다. 그러나 이러한 전달이 필라만으로 충분히 보장될 수 있기 때문에 이러한 종류의 패널이 필수적인 것은 아니다. 이러한 종류의 패널들은 소정의 방법으로 형성될 수 있다. 그 중 하나는 단일 부품으로 필라를 구비한 패널을 채택하는 하중-지지 구조물을 형성하는 것이다. 다른 방법은 비-전도 부재 면에 분리된 패널을 고정하는 것이다.
바람직하게는, 상기 하나 이상의 패널의 내부면은 상기 필라와 플러쉬-피팅(flush-fitting)에 의해 상호 작용하는 방식으로 배열되는 리세스를 갖는다. 이는 특히 견고한 연결을 제공한다. 이 경우 패널은, 필라 내에서 탱크가 냉각될 때 플러쉬-피팅된 필라와 패널 사이에서 그리핑(gripping)이 발생하도록 상기 필라와 다른 열팽창 계수를 갖는다.
특정 실시예에서, 상기 비-전도 부재는 베이스 패널을 구비한 폐쇄된 박스 형태를 가지며, 커버 패널과 주변 벽은 상기 패널 사이에서 상기 주변 벽의 가장자리를 따라 연장된다. 이러한 종류의 디자인은 입자상 물질 형태로 단열 라이너의 고정을 허용한다. 그러나 단열 라이너의 구성에 따라 주변 벽을 갖지 않는 비-전도 부재를 사용하는 것도 가능하다.
다른 특정 실시예에서, 비-전도 부재의 상기 하중-지지 부재는 단일 부품으로 형성된 하나 이상의 하중-지지 구조물 형태로 제공되며, 각각의 경우 상기 하중-지지 부재들과 상기 필라의 하나 이상의 높은 부분을 단단히 연결하는 연결 수단을 포함한다.
단일 부품으로 형성된 하중-지지 구조물은 강성 면과 중공형 부재의 두께 방향으로 비-좌굴 저항 면에서 그리고 형성, 단열, 및 가격 면에서 모두 매우 바람직한 기계적 특징을 조합한다. 사실, 필라의 주어진 형태에서 비-좌굴 저항은 분리된 필라와 비교하여 단단한 일체화된 연결에 의해 증가한다. 게다가, 필라 및 필라 사이의 연결의 제조는, 즉 그들의 높이 중 일정 부분 이상은 단일 부품의 형태로서 특정 조립 절차가 없는 것을 가능하게 하고, 필라 단면 및/또는 그 두께 따라서 열 전달 면에서의 높은 증가 없이 상대적으로 단단한 하중-지지 구조물을 획득하는 것을 가능하게 하며, 비-전도 부재에서 단열 라이너의 고정을 단순화한다.
연결 수단의 다른 실시예에 따르면, 상기 연결 수단은 상기 필라들 사이에 연장된 암들을 포함한다. 바람직하게는 상기 암들은 상기 탱크와 평행하게 하나 이상의 상기 단열 라이너의 측면을 따라 연장된다. 이러한 방식으로 배치함으로써, 암들이 필라에 추가하여 보정 평면을 제공하는데, 이는 하중-지지 구조물과 독립적으로 형성된 커버 패널 및/또는 베이스 패널에 가능한 고정을 위함이다.
연결 수단의 바람직한 실시예에 따르면, 하중-지지 구조물의 상기 연결 수단은 상기 비-전도 부재의 면에서 상기 탱크 벽에 평행하게 연장된 패널을 포함하며, 상기 필라는 상기 패널의 내부 면으로부터 돌출된다.
비-전도 부재의 특정 실시예에 따르면, 상기 비-전도 부재는 두 개의 하중-지지 구조물을 구비하고, 상기 하중-지지 구조물들은 서로를 향해 회전된 상기 내부면들을 구비하는 방식으로 배열되고, 상기 필라들은 상기 내부 면들로부터 돌출되고, 상기 내부면들은 각각의 경우 상기 비-전도 부재의 필라를 형성하도록 상기 패널 반대에 위치하는 단부 영역에서 짝으로 조립된다. 다른 말로, 이러한 경우, 두 개의 하중-지지 구조물의 각각의 필라는, 각각의 경우 비-전도 부재의 두께의 일부를 통해 각각 연장되는 두 개의 부분들을 구비한 필라를 형성하도록 단부에서 단부로 배치된다. 특히, 완전히 동일한 두 개의 하중-지지 구조물을 사용하는 것이 가능하다.
바람직하게는, 상기 필라보다 작은 열 전도성을 갖는 단열 부품이 두 개의 조립된 필라들 사이에 각각 놓인다. 이는 비-전도 부재에 의해 획득되는 단열을 증진시킬 수 있다.
두 개의 하중-지지 구조물이 어떠한 방식으로도 조립될 수 있다. 바람직하게는, 상기 두 개의 하중-지지 구조물의 상기 필라들이 연결 부품에 의해 각각 짝으로 조립되고, 상기 연결 부품은 상기 탱크가 냉각될 때 상기 연결 부품과 상기 필라들 사이에서 붙잡힘이 발생하도록 상기 필라들보다 작은 열팽창 계수를 갖는다. 다른 실시예에서 또는 조립되어, 연결 부품은 플러쉬 피팅, 접착 결합, 스냅-피팅 등에 의할 수 있다.
바람직하게는, 상기 비-전도 부재의 하나 이상의 하중-지지 구조물 또는 비-전도 부재의 구조물(들)은, 주조, 압출 성형, 풀트루전, 열성형, 중공 성형, 사출 성형 및 회전 성형 처리를 사용하여 제조될 수 있다. 하중-지지 구조물은 전술한 처리들에 적합한 어떠한 물질로부터 제조될 수 있으며, 특히 PC, PBT, PA, PVC, PE, PS, PU 및 기타 수지들로부터 제조될 수 있다. 바람직하게는, 하중-지지 구조물은 복합 물질에 의해 제조된다. 이러한 종류의 물질의 사용은 합판보다 얇은 벽 두께를 구비한 하중-지지 부재에 필요한 조건들을 만족함과 동시에 더 바람직하거나 동등한 역 전도성 및 작은 열팽창을 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 하중-지지 구조물은 예를 들어 폴리에스테르 수지 또는 기타 수지인 수지-기초-고분자 복합 물질로부터 제조될 수 있다. 본 발명의 개념에서, 수지-기초-고분자 복합 물질은 모든 종류의 충진재, 접착제, 강화제, 또는 예를 들어, 유리솜 또는 기타 섬유질인 섬유들을 구비한 고분자 물질 또는 고분자 물질 혼합물을 포함하며, 이는 충분한 파열 강도, 강성 및 기타 특성을 제공한다. 접착제는 물질의 밀도를 감소시키도록 및/또는 열적 특성을 증진시키도록 채용될 수 있으며, 특히 그 열 전도 및/또는 팽창 계수를 감소시킨다. 합성 바인더를 구비한 톱밥을 많이 포함하는 합성재가 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 하중-지지 구조물은, 열 압축으로 주조된 라미네이트된 목재 또는 합판으로부터 제조될 수 있다.
특정 실시예에 따르면, 상기 비-전도 부재로 이루어진 상기 하나 이상의 단열 배리어는 각각의 경우 상기 밀봉된 배리어들 중 어느 하나에 의해 커버되고, 상기 밀봉된 배리어는 낮은 팽창 계수를 구비한 얇은 금속 플레이트 스트레이크(strake)로부터 형성되고, 가장자리는 상기 비-전도 부재들의 외측을 향해 상승하고, 상기 비-전도 부재들은 플레이트 스트레이크 너비만큼 이격된 평행한 그루브들을 수용하는 커버 패널을 구비하고, 상기 플레이트 스트레이크 내에 용접 지지부들이 미끄럼 가능하게 유지되고, 각각의 상기 용접 지지부는 상기 커버 패널의 외측면으로부터 돌출된 연속적인 날개를 구비하고 상기 용접 지지부 두 면 상에서 두 개의 인접한 플레이트 스트레이크의 상승한 가장자리가 누설 없도록 하는 방식으로 용접된다. 슬라이딩 용접 지지부는 글라이딩 조인트(gliding joint)를 형성하여 다른 배리어가 역 전도에서 다른 효과를 통해 상호 상대적으로 이동하도록 하고 액체의 이동은 탱크 내에서 유지된다.
바람직하게는, 선박의 상기 하중-지지 구조물과 일체화된 제 2 유지 부재들이 상기 하중-지지 구조물에 대해 상기 제 2 단열 배리어를 형성하는 상기 비-전도 부재에 고정되고, 상기 제 2 밀봉 배리어의 상기 용접 지지부들에 연결된 제 1 유지 부재가 상기 제 2 밀봉 배리어에 대해 상기 제 1 단열 배리어를 유지하고, 상기 용접 지지부는 상기 제 2 단열 배리어의 상기 비-전도 부재들의 상기 커버 패널들에 대해 상기 제 2 밀봉 배리어를 유지한다. 따라서 제 1 단열 배리어는 제 2 단열 배리어 상에 부착되고 그 사이에 놓은 제 2 밀봉 배리어의 연속성에는 아무런 영향이 없다.
바람직한 실시예에 따르면, 단열 라이너는 강화된 또는 강화되지 않은 단단하거나 유연한 즉 60kg/m3 예를 들어 40 내지 50kg/m3 주변의 저밀도 포옴을 포함하며, 이는 바람직한 열적 특성이 있다. 에어로겔(aerogel) 종류의 나노 스케일의 다공성의 물질을 사용하는 것이 가능하다. 에어로겔 종류의 물질은 극도로 미세하고 매우 높은 다공성 구조를 구비한 저-밀도의 단단한 물질이며, 다공성이 99%에 이르는 것도 가능하다. 이러한 물질의 극공의 크기는 전형적으로 10 내지 20나노미터 사이이다. 이러한 종류의 나노 스케일 구조는 가스 분자의 평균적으로 자유로운 통과를 제한하며, 따라서 대류성 열 및 질량 전달을 제한한다. 따라서 에어로겔은, 예를 들어 20×10-3w?m-1?K-1 이하, 바람직하게는 16×10-3w?m-1?K-1 이하로서 매우 좋은 단열재이며 열 전도성을 구비한다. 전형적으로 이들은 포옴과 같은 다른 종래의 단열재보다 2 내지 4배 낮은 열 전도성을 갖는다. 에어로겔은, 예를 들어 파우더, 비드(bead), 부직 섬유, 섬유질 등의 형태인 다른 형태일 수 있다. 이와 같은 물질의 이러한 매우 바람직한 단열 특성은 사용되는 단열 배리어의 두께를 감소시키는 것을 가능하게 하여 탱크의 가용 부피의 증가를 가능하게 한다.
본 발명은 또한 전술한 발명의 요지에 따른, 밀봉 단열형 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는 부유식 구조물 특히 메탄 캐리어를 제공하는 것이다. 이러한 종류의 탱크는, 특히 제조 사이트로부터 액화 가스를 전달하는 면에서 액화가스를 저장하는데 사용되는 부유식 원유 생산 저장 하역 장비(FPSO; floatong, production, storage and offloading) 설비에 채용될 수 있으며, 또는 가스 전달 시스템을 공급하는 면에서 메탄 캐리어를 하역하는데 사용되는 부유식 액화가스 저장선(FSRU; floating storage and regasification unit)에 채용될 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 제한되지 않는 예시적인 실시예에 의해 주어지는 본 발명의 특정 실시예의 이하의 개시를 통해 본 발명이 보다 잘 이해될 것이며 목적, 실시예, 특징 및 장점이 명백해질 것이다.
이하에서는, FPSO 또는 FSRU 형식의 구조물 또는 메탄-형식 캐리어의 이중 선체에 채택되고 사용되는 밀봉 단열형 탱크의 소정의 실시예들을 개시한다. 이러한 탱크의 일반적인 구조물은 본질적으로 널리 공지되어 있으며 다면체 형태를 갖는다. 따라서, 이하에서는 오직 탱크의 하나의 벽 구역만 개시하며 탱크의 모든 벽이 유사한 구조를 갖는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 이해에 유용한 일반적인 실시예를 도 1 내지 도 3을 참조하여 개시한다. 도 1은, 선박의 이중 선체 구역을 도시하며, (1)로 지시된다. 탱크 벽은, 그 두께 면에서 차례로, 이중 선체(1)에 병치된 케이슨(3)으로 형성되고 제 2 유지 부재(4)에 의해 부착된 제 2 단열 배리어(2), 다음 케이슨(3)에 의해 수용된 제 2 밀봉 배리어(5), 다음 제 1 유지 부재(48)에 의해 제 2 밀봉 배리어(5)에 부착된 병치된 케이슨(7)으로 형성된 제 1 단열 배리어(6), 마지막으로 케이슨(7)에 의해 수용된 제 1 밀봉 배리어(8)로 이루어진다.
케이슨(3)(7)은, 상호 독립적이거나 또는 다른 구조물로 이루어지고 상호 독립적이거나 또는 다른 치수를 구비한 평행육면형 형태의 비-전도 부재이다.
제 2 유지 부재(4)는, 일정 사각형 그리드 배열체로 이중 선체(1)에 용접된 핀(31) 상에 고정되어, 이러한 유지 부재(4)는 각각의 경우 네 개의 케이슨(3)을 붙잡아서 케이슨이 모서리에서 만나도록 한다. 또한, 두 개의 제 2 유지 부재(4)가 각각의 케이슨(3)의 중앙 구역에서 제공된다. 그러나 케이슨의 크기에 따라 케이슨(3) 당 6개보다 더 많거나 작은 부착 지점이 필요할 수 있다.
제 2 밀봉 배리어(5)는, 상승한 모서리를 구비한 인바르 플레이트 스트레이크(Invar plate strake)(40)로 이루어진 막 형태로 공지된 기술에 따라서 제공된다. 도 3에서 잘 도시되는 바와 같이, 케이슨(3)의 커버 패널(11)은 종방향 그루브를 구비하며, 이는 역-T-형 단면을 갖고 (41)로 지시된다. L자 형태로 접힌 인바르 스트립 형태의 용접 지지부(42)는 각각의 그루브(41) 내에 미끄럼 가능하게 삽입된다. 각각의 플레이트 스트레이크(40)는 두 개의 용접 지지부(42) 사이에서 연장되고, 도 2 및 도 3에서 도시되는 바와 같이 상응하는 용접 지지부(42)에 용접 비드(44)에 의해 연속적으로 용접된 각각의 상승한 가장자리(43)를 구비한다.
유사하게, 제 1 단열 배리어의 케이슨(7)이 각각 네 개의 모서리에서 그리고 케이슨(7)의 중앙 구역의 두 개의 지점에서 부착된다. 이를 위해, 도 2 및 도 3에서 상세히 도시된 제 1 유지 부재(48)가 각각 사용된다. 제 1 유지 부재(48)는, 상승한 가장자리(43) 위쪽에서 용접 지지부(42)의 예를 들면 3개인 임의의 지점(51)에서 용접된 러그(50)와 일체화된 하부 슬리브(49)를 구비한다. 수지-함침된 비치 목재에 기초한 복합 물질인 퍼말리(Permali)로 이루어진 하중부(52)는, 하부 슬리브(49) 내에 고정된 하부 단부 및 케이슨(7)의 커버 패널(11)을 누르는 지지 워셔(53)와 일체화된 슬리브(54) 내에 상부 단부를 구비하며, 케이슨(7)의 모서리 및 중앙 샤프트(30)에서 카운터싱크(28) 내에 수용된다. 슬리브(54)는 나사산이 내어져서 상응하는 나사산이 내어진 하중부(52)의 단부에 나사 결합한다. 워셔(53)가 배치되면, 고정된 나사(56)가 워셔(53) 내에 제공된 홀(55)을 통하도록 체결되고 패널(11) 내에 나사 결합하여 이후 워셔(53)의 회전을 방지한다. 각각의 단열 배리어에서, 케이슨(3)(7)은 5mm 차수의 작은 중간 공간을 두고 병치된다.
바람직하게는, 에어로겔 형태의 미세 다공성 물질 층이 케이슨(3) 및/또는 (7) 내의 단열 라이너로서 포함되며, 이는 단열에 매우 바람직하다. 에어로겔은 소수성이라는 장점도 가져서, 보트로부터 단열 배리어 내로 수분을 흡수하는 것을 방지한다. 단열층은 직물 형태 또는 비드의 형태의 에어로겔로 제조될 수 있으며, 저장되는 것도 가능하다.
일반적으로, 에어로겔은, 규소, 알루미나, 하프늄, 카바이드, 및 다른 중합체를 포함하는 다수의 물질로 제조될 수 있다. 게다가 제조 과정에 따라서, 에어로 겔은 파우더, 비드, 단일 시트 및 강화된 유연성 직물 형태로 제조될 수 있다. 에어로겔은 일반적으로 마이크로닉 구조의 겔 액체를 추출 및 치환시켜 제조된다. 겔은 전형적으로 하나 또는 그 이상의 희석된 전구체의 화학적 전환 및 반응에 의해 제조된다. 이는 용매가 존재하는 겔 구조를 야기한다. CO2 또는 알코올과 같은 하이퍼크리트컬 용액(hypercritical fluid)이 겔 용매를 치환하도록 사용되는 것이 일반적이다. 에어로겔의 특성은 도핑(doping) 또는 강화제를 다양하게 사용하여 제어할 수 있다.
에어로겔을 단열 라이너로 사용하는 것은 제 1 및 제 2 단열 배리어의 두께를 매우 감소시킨다. 예를 들어, 케이슨(3)(7) 내에 직물 형태로 에어로겔 베드를 사용함으로써 배리어(2)(6)가 200mm 및 100mm의 두께를 각각 갖는 것이 가능하다. 그 다음, 탱크 벽은 310mm의 총 두께를 갖는다. 변화된 실시예에서, 각각의 경우 에어로겔 파티클 층을 특히 에어로겔 비드를 케이슨(3)(7) 내에 사용함으로써 탱크 벽이 400mm의 총 두께를 갖는 것이 가능하다.
도 4 및 도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 밀봉 단열형 탱크의 제 1 실시예가 개시될 것이며, 제 1 단열 배리어 및 제 2 단열 배리어가 비-전도 부재로부터 평행육면형 케이슨(60) 형태로 형성되고, 상기 케이슨의 구조는 도 5에서 도시되며 이는 도 1의 케이슨(3, 7)과 유사한 방법으로 부착되고, 따라서 이에 대한 추가적인 개시는 필요하지 않다.
케이슨(60)은 예를 들어 저-밀도 폴리우레탄 포옴과 같은 저-밀도 합성 포옴(63)을 포함하며, 선택적으로 섬유질에 의해 강화되고, 베이스 패널(61)과 커버 패널(62) 사이에서 샌드위치되고 예를 들어 접착 결합에 의해 그 넓은 면에 고정된다.
패널(61)과 (62) 사이에서, 원형 단면을 구비한 중공형 튜브의 형태인 하중-지지 필라(65)가 블록(63)의 두께에서 제공된 홀(64) 내에 연장된다. 도시된 예에서, 필라(65)는 정방형-그물 그리드 형태로 분배되었지만, 다른 형태도 가능하다. 한 면의 길이가 1.5m인 정사각형 단면인 비-전도 부재가 예를 들어 64개의 필라(65)를 위해 준비되었다. 그러나 필라의 밀도는 특히 취해질 힘에 의해 그리고 필라의 단면에 의해 수정될 수 있다. 필라(65)의 내부는 예를 들어 필라(65) 사이의 블록(63)을 형성하는 포옴과 같은 또는 예를 들어 보다 높은 압력을 받도록 보다 높은 밀도의 물질과 같은 다른 물질인 단열재이다.
도 5의 실시예에서, 케이슨(60)은 이하의 단계로 제조된다. 연속적으로-쏟아진 포옴으로부터 포옴(63) 블록을 자르는 단계, 블록(63)을 통해 홀(64)을 기계 가공하는 단계, 홀(64) 내에 필라(65)를 삽입하는 단계, 필라(65) 내에 단열재(66)의 플러그를 삽입하는 단계; 그리고 패널(61)(62)을 접착 결합하는 단계이다.
대안적인 실시예는 도 6에 상응하며, 포옴 블록이 생략되어 있다. 이 경우, 필라(65)는 주물(67)의 캐비티(68) 내에 배치되고, 그 다음 홈이 필라(65) 사이에 주입되어져서 필라(65)를 매립한 포옴 블록을 획득한다. 필라(65)는 그 지름이 예를 들어 100mm보다 큰 정도로 아주 큰 경우 동일한 주입 단계 동안 채워질 수 있다. 필라(65)가 주물의 캐비티 내에서 잡히고 위치하는 것을 보장하도록 이를 통해 필라(65)가 단단히 조여지는 그리드 형태 또는 유리 매트(69) 형태로서 편평한 포지셔닝 부재가 사용된다. 그리도 또는 유리 매트(69)는 주조 이후 포옴 블록의 두께로 매립되며 이는 이러한 구역에서 포옴의 팽창 계수를 감소시키고 따라서 패널(61)(62)과 포옴 사이의 전단 응력을 감소시킨다. 최종적으로 패널(61)(62)은 접착 결합된다. 접착 결합의 대안적으로 또는 조합되어 필라(65)의 단부와 패널이 함께 고정되는 것이 가능하며, 이 경우 단부는 블록(63) 아래로 연장되어야 한다.
그리드(69)를 구비하여 또는 그리드 없이 패널(61)에 직접적으로 포옴을 붓기 위해, 패널(61) 상의 필라(65)를 고정함으로써 그리고 주물(67) 내에 이러한 조립체를 배치시킴으로써 시작하는 것이 가능하다.
도 19는, 도 6과 동일한 도면 부호를 사용하며, 포옴 블록(63)이 패널(61)(62) 사이에서 주조되는 절차의 다른 변형된 실시예를 도시하며, 패널들은 필라(65)를 구비하여 (그리고 적정 그리드 또는 유리 매트(69)와) 주물(67) 내에 배치되고, 상기 주물는 커버(59)에 인접한다. 이는 케이슨(60)이 단일 과정으로 종료되도록 한다.
필라(65)는 임의의 물질로 제조될 수 있다. PVC, PC, PA, ABS, PU, PE 등과 같은 플라스틱이 특히 필라를 어떠한 형태로 주조하는데 적합하며 가격 면에서 장점을 갖는다. 다른 가능한 물질은, 복합재, 목재, 합판 또는 함성 포옴이다. 패널(61)(62)은 합판, 플라스틱 수지 또는 합성 재료로서 제조될 수 있다. 예를 들어 그 두께는 베이스가 6.5mm, 커버가 12mm이다.
케이슨(60)이 탱크가 구성될 때 또는 공차를 취할 때 정확한 연결을 위해 어떤 형태로도 제조될 수 있으며 어떤 형태로도 용이하게 잘릴 수 있음을 주의해야 한다. 각각의 케이슨 부품이 분리되도록 하는 결합 또는 압축 강도의 손해 없이 패널(61)(62) 및 필라(65) 사이의 블록(63)을 자르는 것은 용이하다. 적정히 중공형 필라(65)를 수직으로 자르는 것도 가능하다.
탱크 벽은 도 4의 단면에서 도시된 케이슨(60)을 위해 제조된다. 이러한 예에서 제 1 단열 배리어(6)보다 두꺼운 케이슨이 제 2 단열 배리어(2)를 위해 사용된다. 제 1 접착 부재(4) 및 제 2 접착 부재(48) 그리고 밀봉 배리어(5)(8)는 상세히 도시되지는 않는다. 이러한 면에서 도 1 내지 도 3을 참조할 수 있다.
이중 선체(1)의 형태가 불규칙적이라면, 나사산이 난 핀(31) 둘레로 쐐기(shim)가 준비된다. 각각의 쐐기의 두께는 이중 선체(1)의 내부 표면의 지형학적 조사에 기초하여 컴퓨터 계산된다. 따라서 제 2 배리어(2)의 베이스 패널(61)은 규칙적인 표면을 따라 놓일 수 있다. 베이스 패널(61)과 이중 선체(1) 사이에 매스틱(mastic)(70) 비드가 종래에는 준비되었으며, 상기 매스틱은 케이슨(60)이 고정되면 이를 지지하도록 베이스 패널(61)에 접착 결합되고 이중 선체에 대해 누른다. 이러한 매스틱이 이중 선체에 붙는 것을 방지하도록 (도시되지 않은) 크래프트지(Kraft paper)가 그 사이에 제공된다. 바람직하게는 비드(70)는 압축력으로 인한 패널(61)의 구부림을 방지하도록 필라(65)와 선상으로 배치되며, 상기 압축력은 필라(65)의 영역 내에서 주로 전달된다. 게다가, 베이스 패널 없이 가능하며 비드(70)에 직접적으로 필라(65)를 누르는 것이 가능하다.
본 발명의 (도시되지 않은) 다른 실시예에 따라, 입자상 단열재를 수용할 수 있는 폐쇄된 박스를 형성하도록 패널(61)(62) 사이의 케이슨(60)의 주변에 연장된 주변 벽이 제공된다. 이러한 벽은 접착 결합, 스태이플링, 플러쉬-피팅 및 기타 고정 수단에 의해 패널에 고정될 수 있다. 케이슨(60)은 예를 들어, 블로우-몰딩 또는 회전 몰딩과 같은 단일 블록 방식으로 조립될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 패널(61) 및/또는 (62)은 필라(65)의 단부에서 블록(63)의 구역만을 커버하고 블록(63)의 전체 표면을 커버하니 않는 패널 부분에 의해 대체된다. 그 다음 용접 지지부(42)는 커버-패널 부분 내에서 하우징될 것이다.
기울어진 필라(65) 즉 그 축이 베이스 패널(61) 및 커버 패널(62)에 수직이지 않은 필라가 준비될 수 있다. 이러한 종류의 기울기는 전단력 뿐만 아니라 케이슨(60)에 적용된 전도(overturn)력도 취하도록 한다.
도 7 내지 도 12를 참고하여, 비-전도 케이슨 또는 탱크 벽의 단열 배리어를 형성하도록 사용되는 부제들의 다른 실시예를 기술하며, 그 일반적 구조는 도 1 내지 도 3에서 개시되었다. 밀봉 배리어의 제조 및 다른 배리어의 부착은 전술한 실시예와 유사하며, 이를 다시 기재하지는 않는다.
도 9는 전개도로서 케이슨(570) 및 케이슨(670)을 도시하며, 이들은 각각 주조된 하중-지지 구조물(500)을 위해 제조된 것으로 도 7을 참조하여 지금부터 이에 대해 개시한다.
하중-지지 구조물(500)은 적정 재료로 사출-성형된 부품이다. 이는 모서리가 깎인 편평한 플레이트(571)를 구비하며, 상기 플레이트는 예를 들어 길이 1.5m의 정사각형 또는 직사각형 형태로서 16개의 중공 원통형 필라(575)가 돌출되어 정사각형 그리드에 규칙적인 형태로 배열되어 있으며, 추가로 작은 단면을 갖는 두 개의 튜브(581)가 플레이트의 중앙 구역에 있으며, 4개의 삼각통형 필라(580) 플레이트의 네 모서리에 있다. 플레이트(571)는 필라(575)(580)의 베이스 영역에서 연속적이지만 튜브(581)의 베이스 영역에서 관통된다. 게다가 제 1 배리어(6)의 케이슨의 경우, 플레이트(571)는 제 2 밀봉 배리어의 플레이트 스트레이크의 상승한 가장자리(43) 및 용접 지지부(42)를 통하는 것을 허용하도록 슬릿된다. 필라(580)는 비-전도 부재의 각각의 모서리에서 사용되는 커플링 부재의 지지력을 수용하도록 돕는다. 필라(575)의 단면은 예를 들어 1.5m 정사각형 플레이트에서 300mm이다. 단열 라이너에서 하중-지지 구조물(500)은 저밀도 포옴 층으로 커버될 수 있으며, 이는 필라(575) 사이에서 그리고 필라 내로 공급된다.
필라의 단면은 합리적으로 클 수 있으며, 중요한 것은 케이슨 당 소정의 필라가 항상 준비되어야 한다는 점이다. 따라서, 필라의 치수는 단면 면에서 케이슨의 상응하는 치수의 1/3 또는 1/2일 수 있다.
케이슨(570)을 형성하도록, 독립적인 패널(572)이 플레이트(571)와 동일한 치수로서 플레이트 반대쪽 필라(575)의 단부에 고정된다. 이러한 패널은 (접착 결합, 스태이플링, 플러쉬 피팅 등) 임의의 방법으로 고정될 수 있다. 도 9에서, 각각의 필라(575) 단부를 단단히 수용하도록 패널(572)의 내부면 상의 원형 그루브(573)가 준비되었다.
패널(572) 및 구조물(500)의 재료는, 패널 내의 필라(575)의 열-수축을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 부품(500)은 PVC로 제조되고 패널(572)은 열 수축이 적은 합판으로 제조되고, 탱크가 냉각될 때 그루브(573)에 의해 한계가 정 해지는 원형 코어를 잡도록 필라(575)의 단부가 제조된다. 반대로, 부품(500)보다 많이 수축하는 패널(572)을 구비하여 필라(575)가 잡을 수 있다.
패널(572)은 주조된 구조물(500)의 튜브(581)의 반대에서 홀(574)을 갖는다.
케이슨(670)의 경우, 두 개의 동일한 주조된 구조물(500)은, 각각의 필라(575)가 상호 누르도록 하여 대칭으로 배열되고 함께 조립된다. 이러한 조립체는 (접착 결합, 스태이플링, 플러쉬 피팅 등) 임의의 방법으로 제조될 수 있다. 도 9에서, 이는 각각의 경우 두 개의 정렬된 필라(575) 사이에 놓이고 플러쉬 피팅된 연결 고리(680)를 위함이다. 이러한 조립체는 도 10에서 더 잘 도시되어 있으며, 여기에서 연결 고리(680)가 방사형 텅(tongue)(683)에 의해 연결된 외부 고리테(682) 및 내부 고리테(681)를 구비한 것을 볼 수 있다. 필라(575)는 두 개의 고리테(681)(682) 사이에서 플러쉬 피팅되며 텅(683)의 각 면을 누른다. 고리(680)의 재료는 단열 기능을 만족하도록 필라(575)보다 낮은 전도성을 갖도록 선택된다. 대안적으로 또는 이와 조합되어, 열적 조립 기능을 만족하도록 필라(575)와 다른 팽창 계수를 갖도록 선택될 수 있다. 다른 실시예에서, 보정 단면을 구비한 필라를 갖는 두 개의 주조된 구조물은 직접 필라와 중첩(nesting)되어 함께 고정될 수 있다.
포옴이 채워진 부품(500)은. 인접한 밀봉 배리어를 지지하도록 플레이트(571)를 탱크 내측을 향해 회전시킴으로써 보수적인 패널 없이 단독으로 사용될 수 있다. 따라서 형성된 비-전도 부재는 필라(575)를 통해 제 2 밀봉 배리어 상에 또는 선체에 고정된 수지 스트립 상에 놓일 수 있다.
도 11 및 도 12는 주조된 하중-지지 구조물(600)(700)을 도시하며, 상기 구조물은 전술한 구조물(500)과 유사한 방법으로 비-전도 부재를 제조하는 것을 가능하게 한다.
도 11에는, 도 7과 동일한 도면 부호가 기재된다. 구조물(600)은 편평한 주변 벽(601)을 포함하며, 상기 주변 벽은 플레이트(571)의 네 개의 가장자리를 따라 연속적으로 연장되고, 파우더, 비드 등의 형태로 단열재를 포함할 수 있는 박스를 형성한다. 예를 들어, 에어로겔 비드를 포함하는 구조물(600)이 저-밀도 포옴을 포함하는 구조물(600)과 조합되어 도 9에서 도시된 케이슨(670)을 형성할 수 있다.
도 12에서, 편평한 플레이트(771)는, 전술한 필라(575)보다 단면이 작은 (예를 들어 100mm) 36개의 중공 튜브형 필라(775), 모서리 영역에서 보다 작은 단면(예를 들어 50 내지 60mm)의 4개의 중공 튜브형 필라(780), 단열 배리어가 통과하게끔 커플링 부재가 부착되도록 플레이트(771)의 중앙 영역에 있으며 필라(780)와 유사한 두 개의 튜브형 필라(781)를 수용한다.
구조물(500)(600)(700)은 사출성형될 수 있다. 또한, 플라스틱 플레이트로부터 유사한 구조물이 획득될 수 있다. 이는 도 8에 도시된다. 이 경우, 최초의 편평한 플레이트(571)가 가열되고 변형되어 암 주물(560)에서 본떠지도록(impression) 맞추어진다. 이는, 플레이트-측면 단부가 개방되고 그 반대쪽 단부가 벽(583)에 의해 폐쇄된 하중-지지 필라(575)를 야기한다. 이 경우, 필라(575) 내부에 위치한 공간(582)은 예를 들어 이러한 필라의 반대쪽의 플레이트(571) 면으로부터 포옴으로 채워지도록 한다.
벽(601)은 열성형으로 획득될 수도 있다.
도 21은, 케이슨용 베이스 패널 또는 커버 패널로서 작용할 수 있는 플레이트(1371)를 포함하는 열성형된 하중-지지 구조물(1300)을 사시도로서 도시하며, 하중 지지 필라(1375)는 도 8의 필라(575)와 유사한 방법으로 획득될 수 있다. 도시된 예에서, 필라(1375)는 원뿔 사다리형 형태를 구비하여 그 형성에 용이하다. 예를 들어, 필라 지름이 바닥 160mm, 상부 120mm이고 높이가 약 100mm가 되도록 준비될 수 있다.
제 1 단열 배리어의 케이슨의 베이스 패널로서 작용하도록, 플레이트(1371)는 플레이트(1371) 전체 길이에 걸쳐서 연장되는 두 개의 종방향 리브(1384)를 제공받을 수 있다. 각각의 리브(1384)는 필라(1375)와 동일한 방향으로 재료를 집어 넣는 열성형 작업으로 형성될 수 있어서, 플레이트(1371)의 편평한 면에 개방되는 V자 형태의 접힘을 형성하고, 그 내부 공간(1385)은 용접 지지부(42) 및 제 2 밀봉 배리어의 상승한 가장자리(43)가 통과하도록 한다. 제 2 단열 배리어의 경우, 리브(1384)는 불필요하다.
이미 커버 패널 또는 베이스 패널로서 작용하는 플레이트를 포함하는 하중-지지 구조물에 대한 개시가 있었다. 이하, 비-전도 부재(870)의 다른 실시예를 도 13을 참조하여 개시하며, 여기에서 주조된 하중-지지 구조물(800)은 암(890)에 의해 연결된 작은 단면의 하중-지지 부재(875)를 포함한다. 이러한 하중-지지 구조물의 평면도가 도 14이다. 하중-지지 부재(875)는, 일정 그리드로 배열되고 정사각 그물모양의 그리드 형태로 배열된 팔(890)에 연결되는 중공 원통형 필라이다. 커버 패널(872) 및 베이스 패널(871)은 예를 들어 합판, 플라스틱, 복합 물질 또는 다른 물질로 이루어질 수 있으며, 하중-지지 구조물(800)의 반대에서 두 면이 접착 결합한다. 암(890)은 패널(872)에 인접하여 하중-지지 부재(875)의 단부에 위치하며 편평한 상부면을 구비하고, 상기 상부면은 패널(872)의 접착 결합을 도울 수 있다.
도 20은 비-전도 부재(870)를 전개도로서 도시하며, 이는 연결 암(890)의 배열 면에서 약간 변경된 것이다.
다른 암이 필라(875)의 하부 단부 영역에 제공될 수 있다. 암은 하중-지지 필라의 다른 지역(예를 들어, 절반 올라간 지점)에 위치할 수 있다.
케이슨(870)의 내부 공간, 즉 필라(875)의 내부 공간(880) 및 필라 사이의 공간(876)은 하나 또는 그 이상의 종류의 단열재가 채워진다. 저-밀도 포옴이 사용될 때, 평면상 직사각형 형태인 주물 내에 구조물(800)을 위치시키고, 구조물(800)이 평행육면형 블록의 포옴 내에 깊이 위치하도록 주물 내에 포옴을 주입하고, 그 다음 이러한 블록 내에 패널(872)(871)을 고정함으로써, 케이슨에 지지될 수 있다. 베이스 패널(871)이 항상 필요한 것은 아니다. 패널 중 하나는 구조물(800)을 구비하여 단일 부품으로 주조될 수 있다.
하중-지지 구조물(500)(600)(700)(800)의 원형 단면을 구비한 중공형 베어링 필라가 개시되지만, 하중-지지 필라는 단면 및 규칙적 또는 불규칙적인 부분 분배 면에서 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 15는 다수의 동심원 벽(976)들로 이루어진 하중-지지 필라(975)를 도시한다. 도 16의 필라(1075)에서는, 원통형 벽(1076)이 정사각형의 단면을 구비한다.
도 17은, 규칙적 형상으로 줄 맞추어 분배되고 중공형의 사각형 단면을 구비하며 모서리가 깎인 필라(1175)를 도시한다. 도 18에서는, 예를 들어 속이 찬 원통형 필라(1275)가 엇갈린 배치로 분배되어 있다. 다른 단면, 즉 직사각형, 다각형, I자 형, 속이 차거나 또는 중공형, 이면각형 등의 단면도 가능하다. 또한, 하중-지지 필라는 높이마다 다른 단면을 구비할 수 있어서, 예를 들어 원뿔 사다리형 필라일 수 있다.
모든 경우에서, 이러한 필라는 암에 의해 및/또는 이들을 구비한 단일 부품으로서 형성된 연결 수단에 의해 연결되도록 및/또는 플레이트로부터 돌출되도록 주조될 수 있다. 저-밀도 홈을 단열 라이너 층으로 사용하면, 이러한 포옴을 하중-지지 필라 사이의 그리고 바람직하게는 그 안으로 연결 플레이트의 전체 표면에 한 번의 단계로 주입하는 것이 바람직하다. 다른 가능성으로서, 형성된 포옴 블록 내에 구멍을 기계가공하고 하중-지지 필라를 이러한 목적으로 형성된 구멍 내에 삽입하는 것도 가능하다.
입자상 단열재의 경우, 도 11와 같이 바람직하게는 하중-지지 구조물을 구비한 단일 부품으로 형성된 주변 벽을 구비한 비-전도 부재를 사용하는 것이 필요하다. 작은 단면의 하중-지지 부재 형태로 인해, 그 사이의 박스의 내부 공간은 구획되지 않고 따라서 입자상 물질이 비-전도 부재의 전체 표면적에 걸쳐 분배되는 것이 용이하다. 또한, 입자상 물질은 중공형 필라 내부에 삽입될 수 있다.
예를 들어 40mm보다 작은 매우 작은 단면의 하중-지지 필라들은 단열재의에 의한 손상 없이 비어있도록 남을 수 있다. 또한, 작은 단면의 중공형 필라는 유연한-PE 포옴 콘(cone) 또는 유리솜으로 채워질 수 있다.
전술한 하중-지지 베어링 구조물(500)(600)(700)(800)에서, 필라는 하중-지지 구조물 내부에 구획을 형성하는 파티션에 의해 대체되도록 할 수 있다.
도 22 및 도 23을 참조하여, 회전 주조 또는 압출 블로우-주조에 의해 제조된 단일 블록 중공형 케이슨(1470)을 포함하는 비-전도 부재의 실시예가 개시된다. 이러한 케이슨은 폐쇄된 중공형 엔벌로프(1477)의 형태를 구비하고, 이는 엔벌로프의 베이스 벽(1471)으로부터 돌출되도록 형성된 8개의 원뿔 사다리형 필라(1475)를 포함하며 각각 압축력을 흡수도록 엔벌로프의 상부 벽(1472)을 누를 수 있는 상부 벽(1483)을 구비한다.
케이슨을 고정하도록, 6개의 원뿔 사다리형 샤프트(1480)가 제공되고, 엔벌로프의 주변에 배열되고, 상부 벽(1472)을 통해 개방된다. 이러한 샤프트는 각각 베이스 벽(1471)을 누를 수 있는 베이스 벽을 구비하여 압축력을 흡수하도록 하며, (1431)로 개략적으로 도시되는 바와 같이 예를 들어 선체에 용접되거나 아래의 일봉 배리어에 고정된 커플링 장치 또는 선체에 용접된 핀과 같은 고정 하중을 수용하도록 관통될 수 있다.
케이슨의 내부 공간(1476) 및 필라(1475)의 내부 공간(1482)은 예를 들면 포옴의 분사에 의해 적절한 단열재로 채워질 수 있다.
유사하게, 샤프트(1480)는 케이슨이 고정된 후 예를 들어 PE 포옴 또는 유리솜으로 채워질 수 있다.
케이슨(1470)을 주조하도록 예를 들어 PE, 폴리탄산에스테르, PBT 등이 사용될 수 있다. 샤프트(1480)는, 예를 들어 부착될 케이슨 사이를 통과하고 도 2 및 도 3의 유지 부재(48)와 같은 방법으로 상부 벽(1472)을 누르는 커플링 부재와 같은 케이슨을 부착하는 다른 방법이 있다면, 이러한 것 없이 사용될 수 있다. 베이스 및/또는 커버 패널은 또한 이를 강화하기 위해 엔벨로프(envelope)의 벽에 고정될 수 있다.
직각의 비-전도 부재인 대체로 평행육면형으로 주어진 기술에도, 다른 형태의 단면이 가능하며, 개별적인 편평한 평면을 생성할 수 있는 어떠한 다각형 형태도 가능하다.
물론, 비-전도 부재의 단열 라이너는 다수의 물질 층을 포함할 수 있다.
제 1 단열 배리어 및 제 2 단열 배리어 중 어느 하나가 전술한 비-전도 부재를 위해 제조되면, 필수적이지 않지만 다른 단열 배리어가 동일한 방식으로 제조되는 것이 가능하다. 두 개의 다른 형식의 비-전도 부재가 두 개의 배리어에 사용될 수 있다. 배리어 중 어느 하나가 종래-기술 상의 비-전도 부재일 수 있다.
제 2 단열 배리어 및 제 1 단열 배리어의 케이슨이 도면으로서 설명된 실시예와 다른 방식으로, 예를 들어 케이슨의 베이스 패널 상에 체결된 유지 부재와 같이 선체에 부착될 수 있다.
본 발명이 다수의 특징적인 실시예와 연관되도록 기재되어 있음에도, 이러한 방식에만 한정되는 것이 아리며 기재한 방식과 기술적으로 동일한 방식을 포함하며, 본 발명의 범위 내에 있는 사상들의 조합도 본 발명의 범위에 포함된다는 것은 명백하다.
아래의 특징들 중 하나 이상을 다른 결점 없이 개발시키는 탱크를 제안하는 것이다: 탱크 가격, 벽의 단열 및 압축을 저항하는 벽의 능력. 본 발명의 다른 특징은 비-전도 부재가 제조가 용이하며, 벽의 단열 및 압축을 저항하는 능력을 손상시키지 않으며, 가능하다면 동시에 이러한 능력을 키우는 것이다. 본 발명의 다른 특징은, 비-전도 부재가 벽의 단열 및 압축 저항 능력을 제한하지 않으며 치수 면에서 용이하게 적응될 수 있는 탱크이다.

Claims (16)

  1. 부유식 구조물의 선체(1)에 고정된 하나 이상의 탱크 벽을 포함하는 밀봉 단열형 탱크로서,
    상기 탱크 벽은, 상기 탱크의 내부로부터 외측으로 두께 방향으로 차례로, 제 1 밀봉 배리어(8), 제 1 단열 배리어(6), 제 2 밀봉 배리어(5) 및 제 2 단열 배리어(2)를 구비하고, 상기 단열 배리어들 중 하나 이상은 병치된 평행육면형 비-전도 부재(3, 7)들을 필수구성으로 포함하고, 상기 각각의 평행육면형 비-전도 부재는 상기 탱크 벽에 평행한 층의 형태로 배열되는 단열 라이너(63), 상기 비-전도 부재의 하나 이상의 면 위에서 상기 탱크 벽에 평행하게 연장되는 하나 이상의 직사각형 패널(61, 62, 571, 572, 711, 872) 및 압축력을 흡수하도록(take up) 상기 단열 라이너의 두께를 통해 상승되는 하중-지지 부재들을 포함하는, 밀봉 단열형 탱크에 있어서,
    비-전도 부재(60, 570, 670, 870)의 상기 하중-지지 부재들은, 상기 직사각형 패널의 길이 및 너비와 비교하여 작은 횡단면의 필라(65, 575, 775, 875, 975, 1075, 1175, 1275)들을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필라들은 상기 탱크 벽에 평행한 평면 상에서 볼 때 상기 비-전도 부재의 표면 전체에 걸쳐 규칙적으로 분포된 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필라들은 상기 직사각형 패널의 길이 방향 및 너비 방향으로 동일하게 이격되는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 필라들은 폐쇄된 중공형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 필라들은 원형 횡단면의 튜브인 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필라들은 플라스틱 또는 합성재로 제조되는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-전도 부재의 상기 단열 라이너는 합성 포옴(synthetic foam) 블록(63)을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 합성 포옴 블록은, 상기 필라들의 반 이상 높이 또는 상기 필라들의 전체 높이를 따라 상기 합성 포옴 블록 내에서 상기 필라들이 매립되도록 상기 필라들 사이에 주입함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 필라(65)들은 상기 합성 포옴 블록 내에 기계 가공된 홀(64)들 내에 삽입되는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-전도 부재는 편평한 포지셔닝 부재(69)를 포함하고, 상기 포지셔닝 부재는 상기 단열 라이너의 두께 내에서 상기 탱크 벽에 평행하게 배열되고 상호 위치를 규정하도록 상기 필라(65)들에 의해 가로질러지는 개구들을 구비하는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  11. 제 1 항에 있어서,
    하나의 직사각형 패널(572)의 내부면은 상기 필라(575)들과 플러쉬-피팅(flush-fitting)에 의해 상호 작용하는 방식으로 배열되는 리세스(573)들을 갖는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 패널(572)은, 상기 탱크가 냉각될 때 플러쉬 피팅되는 상기 필라들과 상기 패널 사이에서 그리핑(gripping)이 발생하도록, 상기 필라(575)들의 열팽창 계수와 다른 열팽창 계수를 가지는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 비-전도 부재는 베이스 패널(571), 커버 패널(572) 및 주변 벽(601)들로 이루어져 폐쇄된 박스 형태를 가지며, 상기 주변 벽(601)들은 상기 주변 벽들의 가장자리들을 따라 상기 베이스 패널 및 상기 커버 패널 사이로 연장하는 것을 특징으로 하는,
    밀봉 단열형 탱크.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉 단열형 탱크를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    부유식 구조물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부유식 구조물이 메탄 캐리어로 이루어진 것을 특징으로 하는,
    부유식 구조물.
  16. 삭제
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