KR20180029033A - 응력 완화 슬롯이 제공된 절연 코너 블록을 포함하는 선박 - Google Patents

응력 완화 슬롯이 제공된 절연 코너 블록을 포함하는 선박 Download PDF

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KR20180029033A
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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부(12)를 포함하는 실링 및 단열 유체 저장 탱크에 관한 것으로,
- 지지 구조물의 제1 및 제2 벽(1, 2)에 각각 마련되며 단열 배리어(5)의 코너를 형성하는 제1 및 제2 단열 블록(30, 31) 및
- 제1 및 제2 단열 블록(30, 31)의 복수의 금속 플레이트(38)에 용접된 실링 멤브레인(6)의 코너를 형성하는 금속 앵글 구조체(49, 50, 51)를 포함하되,
각각의 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 브리징 요소(44)를 통해 이웃한 절연 패널(9)과 연관되고,
각각의 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 제1 및 제2 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 평행하게 직각으로 각각 연장된 적어도 하나의 제1 및 제2 응력 완화 슬롯(45, 48)을 갖는 탱크에 관한 것이다.

Description

응력 완화 슬롯이 제공된 절연 코너 블록을 포함하는 선박
본 발명은 극저온 유체와 같은 유체를 저장 및/또는 수송하기 위한 멤브레인을 갖는 실링 및 단열 탱크 분야에 관한 것이다.
멤브레인을 갖는 실링 및 단열 탱크는 특히 대기압하에서 약 -162°C로 저장되는 액화 천연 가스(LNG)를 저장하기 위해 이용된다. 이러한 탱크는 육상 또는 해상 구조물에 설치될 수 있다. 해상 구조물의 경우 탱크는 해상 구조물을 구동하기 위한 연료로 사용되는 액화 천연 가스를 수송하거나 공급받도록 의도될 수 있다.
문헌 WO2014167214는 벽이 탱크의 외측에서부터 내측으로 그 두께 방향으로 연속적으로, 지지 구조물에 고정된 절연 패널을 포함하는 2차 단열 배리어, 2차 단열 배리어의 절연 패널에 의해 지지된 2차 실링 멤브레인, 2차 단열 배리어에 고정된 절연 패널을 포함하는 1차 단열 배리어 및 탱크에 수용된 액화 천연 가스와 접촉되도록 의도되며 1차 단열 배리어의 절연 패널에 의해 지지된 1차 실링 멤브레인을 포함하는 다층 구조를 갖는 실링 및 단열 탱크를 설명한다.
탱크의 두 벽 사이의 교차 지점에서 2차 단열 배리어는 상기 2차 단열 배리어의 코너를 형성하는 제1 및 제2 절연 블록을 포함한다. 이러한 영역에서 2차 실링 멤브레인은 제1 및 제2 절연 블록에 의해 지지된 금속 플레이트에 각각 용접된 두 금속 스트립 및 두 금속 스트립에 겹쳐져 용접된 금속 앵글 아이언을 포함하는 금속 앵글 구조체를 포함하여 그 앵글 영역에서 실링의 연속성을 보장한다. 2차 실링 멤브레인의 앵글 구조체의 열 수축 시 금속 플레이트가 결합된 영역에 배치된 절연 블록은 상당한 응력을 받는다. 이러한 응력 수준은 탱크가 냉각되어 있을 때, 즉 탱크가 액화 천연 가스로 차 있을 때 상기 절연 블록의 균열을 야기할 수 있다.
또한 앵글 영역의 절연 블록과 단열 배리어의 절연 패널은 서로 이격되도록 수축되려 한다. 이러한 이격은 실링 멤브레인에 심각한 응력을 야기한다. 나아가 그 이격은 2차 단열 배리어와 1차 단열 배리어의 절연 패널 사이에 끼어 있을 때 2차 실링 멤브레인에 더욱더 응력을 가하며, 이에 절연 패널의 이격은 1차 및 2차 단열 배리어의 절연 패널에 대한 2차 실링 멤브레인의 마찰을 발생시킨다.
상기 문헌 WO2014167214에 개시된 탱크는 충분히 만족스럽지 못하다.
본 발명이 기반한 일 사상은 특히 지지 구조물의 두 벽 사이의 교차 지점에서 저온에 특히 신뢰성 있고 내구성 있는 실링 및 단열 탱크를 제공하는 것이다.
본 발명이 기반한 다른 사상은 앵글 절연 블록에 유연성을 부여하여, 특히 주름 없이 연속적일 때 금속 앵글 구조체의 수축을 보상하는 것이다.
일 실시예에 따르면 본 발명은 지지 구조물에 마련된 적어도 하나의 단열 배리어 및 상기 단열 배리어에 의해 지지된 실링 멤브레인을 포함하는 실링 및 단열 유체 저장 탱크로서,
단열 배리어는 지지 구조물에 마련되며 지지 구조물의 적어도 하나의 제1 및 제2 이웃한 벽에 병치된 복수의 절연 패널을 포함하고,
탱크는 제1 및 제2 벽 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부를 더 포함하고,
- 지지 구조물의 제1 및 제2 벽에 각각 마련되며 단열 배리어의 코너를 형성하고, 지지 구조물을 마주보며 배치된 외면과 제1 및 제2 벽사이의 교차 지점을 따라 서로 이격된 금속 플레이트를 포함하는 내면을 각각 포함하며, 폴리머 폼 레이어를 포함하는 제1 및 제2 절연 블록 및
- 실링 멤브레인의 코너를 형성하며 제1 및 제2 절연 블록의 복수의 금속 플레이트에 각각 용접된 제1 및 제2 윙을 포함하는 금속 앵글 구조체를 포함하되, 각각의 제1 및 제2 절연 블록은 브리징 요소를 통해 복수의 절연 패널의 이웃한 패널과 연관되고, 상기 브리징 요소는 상기 제1 또는 제2 절연 블록의 내면 및 이웃한 패널의 내면의 교차 지점에 평행한 모서리를 가로질러 결합되어, 상기 제1 또는 제2 절연 블록 및 상기 이웃한 패널의 상호 이격에 대항하며,
각각의 제1 및 제2 절연 블록은 폴리머 폼 레이어의 두께에서 상기 제1 또는 제2 절연 블록의 내면에 형성된 적어도 하나의 제1 및 제2 응력 완화 슬롯을 가지며, 제1 응력 완화 슬롯은 교차 지점에 평행하게 연장되고, 상기 제1 응력 완화 슬롯은 브리징 요소를 수용하는 절연 블록의 내면의 모서리와 상기 절연 블록의 복수의 금속 플레이트 사이를 지나가도록 배치되며, 제2 응력 완화 슬롯은 교차 지점에 직각으로 연장되고, 상기 제2 응력 완화 슬롯은 상기 절연 블록의 금속 플레이트 중 둘 사이를 지나가도록 배치되는 탱크를 제공한다.
따라서 브리징 요소는 절연 블록 및 이웃한 절연 패널 사이의 기계적 연결을 보장하며, 이는 특히 탱크가 냉각되어 있을 때 종래의 탱크보다 실링 멤브레인이 응력을 덜 받도록, 상호 이격을 방지한다.
나아가 교차 지점에 직각인 적어도 하나의 응력 완화 슬롯의 존재에 의해, 교차 지점에 평행한 방향으로 금속 앵글 구조체의 수축으로 인해 앵글 구조체의 절연 블록에 가해지는 응력이 더 잘 분포된다.
결국 교차 지점에 평행한 응력 완화 슬롯에 의해, 각각의 절연 블록 및 이웃한 패널을 가로질러 결합된 브리징 요소의 존재 및 교차 지점에 직각인 방향으로 앵글 아이언의 수축으로 인해 절연 블록에 가해지는 응력이 감소된다.
실시예에 따르면 유체를 저장하기 위한 실링 및 단열 탱크는 아래 특징을 하나 이상 포함할 수 있다.
- 브리징 요소는 실링 멤브레인과 지지 구조물 사이에 배치된다.
- 제1 및 제2 절연 블록은 상기 제1 및 제2 패널의 내면과 외면을 각각 정의하는 내부 합판 시트와 외부 합판 시트 및 상기 내부 합판 시트와 외부 합판 시트 사이에 끼인 절연 폴리머 폼 레이어를 각각 포함한다.
- 각각의 제1 및 제2 절연 블록은 제1 및 제2 벽 사이의 교차 지점에 직각으로 연장된 응력 완화 슬롯 시리즈를 포함하며, 각각의 응력 완화 슬롯은 상기 절연 블록의 금속 플레이트 중 둘 사이의 각 간극에 배치된다.
- 교차 지점에 직각인 응력 완화 슬롯은 교차 지점을 따라 균일하게 분포된다.
- 교차 지점에 직각으로 연장된 응력 완화 슬롯 시리즈는 적어도 하나의 중간 응력 완화 슬롯 및 중간 응력 완화 슬롯의 각 측에 연장된 두 끝 응력 완화 슬롯을 포함하며, 중간 응력 완화 슬롯은 각각의 끝 응력 완화 슬롯보다 깊은 깊이를 갖는다.
- 모서리에 직각인 응력 완화 슬롯은 서로 다른 깊이를 갖는다. 응력 완화 슬롯의 깊이는 중간 응력 완화 슬롯으로부터 끝 응력 완화 슬롯으로 갈수록, 즉 절연 패널의 중간으로부터 멀어져 절연 블록의 측 모서리에 가까워질수록 감소한다. 이러한 배열은 모서리에서 패널의 유연성을 줄이되 중간 영역에서 이를 높일 수 있도록 함으로써 각각의 절연 블록 내에서 응력의 우수한 분포를 얻게 한다.
- 일 실시예에 따르면 교차 지점에 직각으로 연장된 각각의 응력 완화 슬롯은 교차 지점에 이웃한 절연 블록의 모서리로부터 제1 응력 완화 슬롯으로 연장된다. 다시 말해 교차 지점에 직각인 응력 완화 슬롯이 제1 응력 완화 슬롯에 나타난다.
- 다른 실시예에 따르면 교차 지점에 직각인 각각의 응력 완화 슬롯은 제1 응력 완화 슬롯에 연결되기 전에 중단된다.
- 제1 및 제2 절연 블록은 지지 구조물에 결합된 복수의 스터드에 의해 지지 구조물의 제1 및 제2 벽에 각각 마련되며, 각각의 상기 제1 및 제2 절연 블록에는 나사산 스터드 중 어느 하나가 각각 고정된 원통형 웰이 제공되고, 상기 원통형 웰은 절연 패널에 이웃한 상기 절연 블록의 모서리를 따라 형성된다.
- 금속 앵글 구조체는 앵글 아이언 및 앵글 아이언에 겹쳐져 용접된 금속 스트립 쌍을 포함하며, 금속 아이언 중 어느 하나와 금속 스트립 쌍은 제1 및 제2 절연 블록의 복수의 금속 플레이트에 용접된다.
- 금속 앵글 구조체의 윙은 평평하다. 다시 말해 앵글 구조체는 주름을 갖지 않는다.
- 절연 패널은 금속 플레이트가 구비된 내면을 갖고, 실링 멤브레인은 절연 패널의 금속 플레이트에 용접된 복수의 주름진 금속 시트를 포함하며, 금속 앵글 구조체는 주름진 금속 시트에 긴밀한 용접에 의해 연결된다.
- 주름진 금속 시트의 주름은 탱크의 내부를 향해, 또는 외부를 향해 돌출된다.
- 브리징 요소는 제1 및 제2 절연 블록의 내면 및 이웃한 패널의 내면이 안착된 외면 및 실링 멤브레인을 지지하는 내면을 각각 갖는 브리징 플레이트이다.
- 절연 블록의 내면 및 각각의 이웃한 패널의 내면은 브리징 플레이트 중 어느 하나가 결합된 셋백을 포함한다.
- 브리징 플레이트는 절연 블록 및 이웃한 절연 패널의 내면에 접착제, 스크루 및/또는 스테이플에 의해 결합된다.
- 단열 배리어는 2차 단열 배리어이고, 실링 멤브레인은 2차 실링 멤브레인이며,
탱크는 리테이닝 부재에 의해 2차 단열 배리어에 고정된 1차 단열 배리어 및 1차 단열 배리어에 의해 지지되어 탱크에 수용된 유체와 접촉되도록 의도된 1차 실링 멤브레인을 더 포함한다.
- 앵글 배열부는 제1 및 제2 절연 블록의 금속 플레이트에 의해 지지된 스터드에 의해 제1 및 제2 절연 블록에 각각 마련된 1차 단열 배리어의 코너를 형성하는 1차 절연 블록을 포함한다.
- 금속 앵글 구조체는 제1 및 제2 절연 블록의 금속 플레이트에 의해 지지된 스터드가 관통하여 지나가는 오리피스를 포함하며, 금속 앵글 구조체는 상기 오리피스의 둘레에서 상기 금속 플레이트에 용접된다.
- 1차 단열 배리어는 2차 단열 배리어의 절연 패널에 마련된 복수의 절연 패널을 포함한다.
- 일 실시예에 따르면 2차 실링 멤브레인의 주름진 금속 시트의 주름은 탱크의 내부를 향해 돌출되며, 1차 단열 배리어는 2차 실링 멤브레인의 주름진 금속 시트의 주름을 수용하는 직각의 그루브를 갖는 외면을 각각 갖는 절연 패널을 포함한다.
이러한 탱크는 예컨대 LNG를 저장하기 위한 육상 저장 설비의 일부를 형성하거나, 부유식, 해안 및/또는 심해 구조물, 특히 에탄 또는 메탄 수송선, 부유식 저장 및 재기화 유닛(FSRU), 부유식 생산, 저장 및 하역 유닛(FPSO) 등에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우 탱크는 부유식 구조물을 구동하기 위한 연료로 사용되는 액화 천연 가스를 공급받도록 의도될 수 있다.
일 실시예에 따르면 유체를 수송하기 위한 배는 이중 선각과 같은 선각 및 선각에 배치된 전술한 탱크를 포함한다.
또한 일 실시예에 따르면 본 발명은 이러한 배를 로딩 또는 오프로딩하기 위한 방법으로서, 유체가 절연 파이프라인을 관통하여 해상 또는 육상 저장 설비로부터 배의 탱크로, 또는 배의 탱크로부터 해상 또는 육상 저장 설비로 이송되는 방법을 제공한다.
또한 일 실시예에 따르면 본 발명은 유체를 위한 수송 시스템으로서, 전술한 배, 해상 또는 육상 저장 설비에 대해 배의 선각에 설치된 탱크를 연결하기 위해 배열된 절연 파이프라인 및 절연 파이프라인을 관통하여 해상 또는 육상 저장 설비로부터 배의 탱크로, 또는 배의 탱크로부터 해상 또는 육상 저장 설비로 유체의 유동을 구동하기 위한 펌프를 포함하는 시스템을 제공한다.
첨부된 도면을 참조하여, 단지 설명적으로 제한적이지 않게 주어진 본 발명의 특정 실시예의 설명을 통해 본 발명이 더 잘 이해될 것이고 그밖에 목적, 세부 사항, 특징 및 이점들도 더욱 명확해질 것이다.
도 1은 실링 및 단열 탱크의 두 벽 사이의 교차 지점의 절개 사시도이다.
도 2는 두 벽 사이의 교차 지점에서 도 1의 탱크의 2차 단열 배리어와 2차 실링 멤브레인의 절개 사시도이다.
도 3은 탱크의 두 벽 사이의 교차 지점에 배치되며 2차 단열 배리어의 코너를 형성하는 앵글 배열부의 절연 블록의 사시도이다.
도 4는 도 3의 앵글 배열부의 부분 사시도로서, 2차 단열 배리어의 코너 및 1차 단열 배리어의 코너를 형성하는 절연 블록을 도시한 것이다.
도 5는 2차 단열 배리어의 코너를 형성하는 도 3의 앵글 배열부의 절연 블록의 평면도이다.
도 6은 도 5에 나타난 절연 블록 중 어느 하나의 사시도이다.
도 7은 응력 완화 슬롯이 보이도록, 절연 블록이 투명하게 나타난 도 6의 절연 블록의 사시도이다.
도 8은 투명하게 나타난 도 6과 7의 절연 블록의 정면도이다.
도 9는 투명하게 나타난 도 6 내지 8의 절연 블록의 측면도이다.
도 10은 두 벽 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부에서 1차 단열 배리어 및 1차 실링 멤브레인의 단면 사시도이다.
도 11은 메탄 수송선 탱크 및 그 탱크를 로딩/오프로딩하기 위한 터미널의 절개 개요도이다.
도 12는 도 3과 유사한 것으로, 다른 실시예에 따른 2차 단열 배리어의 코너를 형성하는 절연 블록을 도시한 것이다.
도 13은 도 3과 12와 유사한 것으로, 또 다른 실시예를 도시한 것이다.
관례적으로 "외부"와 "내부"라는 용어는 탱크의 내부와 외부와 같이 한 요소에 대한 다른 요소의 상대적인 위치를 정의하기 위해 사용된다.
도 1과 관련하여 액화 천연 가스와 같은 극저온 유체를 저장하기 위한 실링 및 단열 탱크의 다층 구조가 지지 구조물(3)의 두 이웃한 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에서 관측된다. 지지 구조물의 두 이웃한 벽은 직선의 모서리(4)에서 만난다.
도 1의 경우 모서리(4)는 배의 전단이나 엔진에 대한 홀드 클로즈(hold close)와 같이 배의 국한된 공간의 포인트를 향해 수렴하는 바닥 벽(1)과 길이 방향 벽(2)의 교차 지점에 배치된다.
탱크의 각 벽은 탱크의 외측에서부터 내측으로, 2차 리테이닝 부재에 의해 지지 구조물(3)에 고정된 2차 단열 배리어(5), 2차 단열 배리어(5)에 의해 지지된 2차 실링 멤브레인(6), 1차 리테이닝 부재에 의해 2차 단열 배리어(6)에 고정된 1차 단열 배리어(7) 및 1차 단열 배리어(7)에 의해 지지되며 탱크에 수용된 액화 천연 가스와 접촉되도록 의도된 1차 실링 멤브레인(8)을 포함한다.
지지 구조물(3)은 특히 자립형(self-supporting) 금속 시트에 의해 형성되며, 보다 일반적으로는 적절한 기계적 특성을 갖는 임의의 강성 칸막이 타입일 수 있다. 지지 구조물(3)은 특히 배의 선각이나 이중 선각에 의해 형성될 수 있다. 지지 구조물(3)은 탱크의 일반적인 형태, 대개 다면체의 형태를 정의하는 복수의 벽(1, 2)을 포함한다.
2차 단열 배리어(5)는 수지 비드(resin bead)(미도시) 및/또는 지지 구조물(3)에 용접된 스터드에 의해 지지 구조물(3)에 고정된 복수의 절연 패널(9, 57, 58)을 포함한다.
탱크 벽의 스탠다드 영역에서 절연 패널(57, 58)은 실질적으로 직육면체의 형태를 가지며 평행한 열로 병치되어 기능적인 장착 공간을 보장하는 간격에 의해 서로 이격된다. 예를 들어 절연 패널(57, 58)은 3m의 길이와 1m의 폭을 갖는다. 간격에는 예컨대 글라스 울(glass wool), 록 울(rock wool) 또는 오픈셀 연성 합성 폼(open-cell flexible synthtic foam)과 같은 단열 라이닝(11)이 충전된다. 단열 라이닝은 다공성 소재로 유리하게 제작되어 절연 패널(57, 58) 사이의 간격에 가스 유동 공간을 형성한다.
더욱이 덮일 벽의 형태에 따라, 두 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부(12)를 따라 이어진 단열 패널(9)은 도 1과 2에서 두 벽 사이의 교차 지점을 따라 나타난 바와 같이 직육면체의 형태 또는 다른 형태, 예컨대 사다리꼴이나 직각 삼각형을 가질 수 있다.
절연 패널(9, 57, 58)은 내부 강성 시트(14)와 외부 강성 시트(15) 사이에 끼인 절연 폴리머 폼 레이어를 각각 포함한다. 내부 및 외부 강성 시트(14, 15)는 예컨대 상기 절연 폴리머 폼(13) 레이어에 접착된 합판 시트이다. 절연 폴리머 폼(13)은 특히 폴리우레탄계 폼일 수 있다. 절연 폴리머 폼(13)은 열 수축 계수를 줄이는 역할을 하는 글라스 파이버(glass fiber)에 의해 유리하게 보강된다.
내부 시트(14)에는 절연 패널(9, 57, 58)에 2차 실링 멤브레인(6)의 주름진 금속 시트(18)의 모서리를 고정하기 위한 금속 플레이트(16, 17)가 구비된다. 도 2에 나타난 바와 같이 금속 플레이트(16, 17)는 상기 금속 플레이트(16, 17)가 결합된 절연 패널(9, 57, 58)의 적어도 일측에 각각 평행한 두 직각인 방향으로 연장된다. 금속 플레이트(16, 17)는 예컨대 스크루, 리벳 또는 스테이플에 의해 절연 패널(9, 57, 58)의 내부 시트(14)에 결합된다. 금속 플레이트(16, 17)는 금속 플레이트(16, 17)의 내면이 내부 시트(14)의 내면과 동일 평면상에 있도록, 내부 시트(14)에 형성된 공동에 장착된다.
또한 내부 시트(14)에는 탱크의 내부를 향해 돌출되며 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(9, 57, 58)에 대한 1차 단열 배리어(7)의 결합을 보장하도록 의도된 나사산 스터드(19)가 구비된다.
지지 구조물(3)에 결합된 스터드에 대한 절연 패널(9, 57, 58)의 결합을 보장하기 위해 절연 패널(9, 57, 58)에는 도 1과 2에 나타난 바와 같이 절연 패널(9, 57, 58)을 직각으로 관통하여 지나가는 원통형 웰(well)(20)이 제공된다. 원통형 웰(20)은 상기 절연 패널(9, 57, 58)의 길이 방향 모서리를 따라 그 코너에 형성된다. 원통형 웰(20)은 스터드의 나사산 끝단과 협력하는 너트를 위한 지지 면을 정의하는 영역의 변화(미도시)를 갖는다.
도 1과 2에 나타난 바와 같이 절연 패널(9, 57, 58)의 내부 시트(14)는 서로 직각으로 두 응력 완화 슬롯(21, 22) 시리즈를 가져 응력 완화 슬롯 네트워크를 형성한다. 응력 완화 슬롯(21, 22)은 전체 길이 또는 전체 폭에 걸쳐 패널의 일단으로부터 타단으로 연장된다. 응력 완화 슬롯(21, 22)은 내부 시트(14)의 두께를 직각으로 관통하여 지나가며 절연 폴리머 폼(13) 레이어의 두께 중 일부에 형성된다. 각각의 응력 완화 슬롯(21, 22)은 2차 실링 멤브레인(6)의 주름 중 어느 하나를 마주보며 연장된다. 상기 응력 완화 슬롯(21, 22)에 의해 2차 실링 멤브레인(6)의 주름은 절연 패널(9, 57, 58)에 중대한 기계적 응력을 가함 없이 변형될 수 있다.
더욱이 내부 시트(14)는 도 1에 나타난 바와 같이 모서리를 따라 두 연속적인 응력 완화 슬롯(21, 22) 사이의 각 간극에서 브리징 플레이트(23)를 수용하는 셋벡(setback)을 갖는다. 브리징 플레이트(23)는 두 이웃한 절연 패널을 가로질러 절연 패널(9, 57, 58) 사이의 간격에 걸쳐 각각 배치된다. 각각의 브리징 플레이트(23)는 각각의 두 이웃한 절연 패널(9, 57, 58)에 결합되어 상호 이격에 대항한다. 브리징 플레이트(23)는 직육면체의 형태를 가지며 예컨대 합판 시트에 의해 형성된다. 브리징 플레이트(23)의 외면은 셋벡의 바닥에 결합된다. 셋벡의 깊이는 브리징 플레이트(23)의 내면이 내부 시트(14)의 평평한 영역과 실질적으로 동일 높이상에 있게 되도록, 브리징 플레이트(23)의 두께와 실질적으로 동일하다. 따라서 브리징 플레이트(23)는 2차 실링 멤브레인(6)의 브리징(bridging)에 있어 연속성을 보장할 수 있다.
이웃한 패널(9, 57, 58) 사이의 연결 부하의 우수한 분배를 보장하기 위해 복수의 브리징 플레이트(23)가 절연 패널(9, 57, 58)의 내부 시트(14)의 각 모서리를 따라 연장되며, 브리징 플레이트(23)는 평행한 응력 완화 슬롯 시리즈의 두 인접한 응력 완화 슬롯(21, 22) 사이의 각 간극에 배치된다. 브리징 플레이트(23)는 임의의 적절한 수단에 의해 절연 패널(9, 57, 58)의 내부 시트(14)에 결합될 수 있다. 다만 브리징 플레이트(23)의 외면과 절연 패널(9, 57, 58)의 내면 사이의 접착의 활용 및 스테이플과 같이 절연 패널에 대해 브리징 플레이트에 압박을 가할 수 있도록 하는 기계적 결합 부재의 사용의 조합이 특히 유리한 것으로 알려진다.
2차 실링 멤브레인(6)은 벽의 스탠다드 영역에서 실질적으로 직사각형을 각각 갖는 복수의 주름진 금속 시트(18)를 포함한다. 주름진 금속 시트(18)는 각각의 상기 주름진 금속 시트(18)가 네 이웃한 절연 패널(9, 57, 58)에 함께 걸쳐 연장되도록, 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(9, 57, 58)에 대해 오프셋되어 배치된다. 각각의 주름진 금속 시트(18)는 제1 방향으로 연장된 제1 평행한 주름(24) 시리즈 및 제2 방향으로 연장된 제2 평행한 주름(25) 시리즈를 갖는다. 두 주름 시리즈의 방향은 직각이다. 각각의 주름(24, 25) 시리즈는 각각의 주름진 금속 시트(18)의 두 반대되는 모서리에 평행하다. 주름(24, 25)은 탱크의 내부를 향해, 즉 지지 구조물(3)로부터 먼 방향으로 돌출된다. 다만 다른 대안적인 실시예(미도시)에서 주름(24, 25)은 탱크의 외부를 향해 돌출된다.
각각의 주름진 금속 시트(18)는 주름 사이에서 복수의 평면을 포함한다. 두 주름(24, 25) 사이의 각 교차지점에서 각각의 금속 시트(18)는 탱크의 내부를 향해 돌출된 정점을 갖는 노드 영역(26)을 포함한다. 이웃한 주름진 금속 시트(18)는 함께 겹쳐져 용접된다. 금속 플레이트(16, 17)에 대한 주름진 금속 시트(18)의 고정은 스폿 용접에 의해 형성된다.
도 2에 나타난 바와 같이 주름진 금속 시트(18)는 길이 방향 모서리를 따라 네 코너에서 2차 단열 배리어(5)에 대한 1차 단열 배리어(6)의 결합을 보장하도록 의도된 스터드(19)의 통과를 허용하는 컷아웃(27)을 포함한다.
주름진 금속 시트(18)는 예컨대 Invar®, 즉 팽창 계수가 전형적으로 1.2×10-6 내지 2×10-6K-1인 철과 니켈의 합금 또는 팽창 계수가 전형적으로 약 7×10-6K-1인 고함량의 망간을 갖는 철 합금으로 제작된다. 대안적으로 주름진 금속 시트(18)는 스테인레스강이나 알루미늄으로 제작될 수도 있다.
덮일 벽의 형태에 따라, 두 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부(12)를 따라 이어진 주름진 금속 시트(28)는 실질적으로 직사각형 또는 도 2에 나타난 바와 같이 전체적으로 직각 삼각형을 가질 수 있다. 이러한 경우 직각 삼각형의 빗변(29)은 두 벽(2, 3) 사이의 교차 지점에 평행하게 배향되며 톱니의 형태를 갖는다.
도 3 내지 7과 관련하여 지지 구조물(3)의 두 이웃한 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 배치된 앵글 배열부(12)에서 2차 단열 배리어(5)를 설명한다.
앵글 배열부(12)는 지지 구조물(3)의 두 이웃한 벽(1, 2)에 각각 배치되어 2차 단열 배리어(5)의 코너를 형성하는 복수의 절연 블록(30, 31) 쌍을 포함한다. 두 절연 블록(30, 31)은 비스듬한 모서리(32)를 각각 가지며, 이에 의해 상기 두 절연 블록(30, 31)이 예컨대 접착제에 의해 서로 결합된다. 두 절연 블록(30, 31) 사이에 형성된 앵글은 지지 구조물(3)의 두 벽(1, 2) 사이의 앵글에 대응되어야 하는 것으로 간주된다. 이러한 앵글은 설계될 탱크의 영역에 따라 달라질 수 있으며, 통상적으로 90° 내지 135°이다. 특히 도 1의 경우 앵글은 약 70°로 훨씬 더 작다.
특히 도 12와 13에 나타난 다른 실시예에 따르면 절연 블록(30, 31) 쌍의 배열은 약간 다를 수 있다.
도 12에 나타난 실시예에서 두 절연 블록(30, 31)은 임의의 비스듬한 모서리를 갖지 않는다. 또한 이러한 실시예에서 예컨대 글라스 울, 록 울 또는 오픈 셀 연성 합성 폼과 같은 L자형 단열 라이닝(82)이 두 절연 블록 사이의 앵글에 배치되어 그 앵글 영역에서 2차 단열 배리어의 연속성을 보장한다.
도 13에 나타난 실시예에서 절연 블록(31) 중 어느 하나의 모서리를 향해 있는 모서리는 선택적으로 연성 단열 라이닝(83)의 삽입을 갖는 다른 절연 블록(30)의 내면에 안착되어 2차 단열 배리어의 코너를 형성한다. 이러한 경우 절연 블록(30)의 모서리를 향해 있는 모서리는 상기 절연 블록(30)의 외면과 함께, 두 벽(1, 2) 사이에 형성된 앵글과 실질적으로 동일한 앵글(α)을 형성하기 위해 절단되어야 한다. 마찬가지로 다른 절연 블록(30)의 모서리를 향해 있는 모서리는 상기 절연 블록(30)의 내면과 함께, 두 벽(1, 2) 사이에 형성된 앵글과 실질적으로 동일한 앵글(β)을 형성해야 한다.
도 3으로 돌아가 절연 블록(30, 31)이 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(9, 57, 58)과 유사한 구조, 즉 두 외부 및 내부 강성 시트(35, 36), 예컨대 합판 사이에 끼인 절연 폴리머 폼(34) 레이어로 이루어진 샌드위치 구조를 갖는 것을 볼 수 있다.
앵글 배열부의 절연 블록(30, 31)은 지지 구조물(3)에 용접된 나사산 스터드를 이용하여 지지 구조물(3)에 결합된다. 이를 위해 각각의 절연 블록(30, 31)에는 나사산 스터드 중 어느 하나를 수용하도록 각각 의도된 원통형 웰(33)이 제공된다. 원통형 웰(33)은 앵글의 모서리(4)에 평행하게 반대되는 절연 블록(30, 31)의 모서리를 따라 분포된다. 각각의 원통형 웰(30)은 스터드의 나사산 끝단을 수용하는 너트를 위한 지지 면을 정의하는 영역의 변화를 갖는다. 바람직한 실시예에 따르면 각각의 원통형 웰(30)은 너트가 외부 시트(36)에 지지하게 되도록, 외부 시트(36)와 절연 폴리머 폼(35) 레이어 사이의 접점에서 영역을 변화시킨다.
도 5와 7과 관련하여 각각의 절연 블록(30, 31)이 외면에서 앵글의 모서리(4)에 직각으로 연장된 복수의 길쭉한 리세스(37)를 갖는 것을 볼 수 있다. 길쭉한 리세스(37)는 원통형 웰(30) 중 어느 하나에 각각 나타나며 상기 원통형 웰(30)에 대한 앵글의 모서리(4)를 향해 배치된다. 길쭉한 리세스(37)는 모서리(4)에 직각인 방향을 향해 더 긴 길이를 갖는다. 길쭉한 리세스(37)는 외부 시트(35)를 관통하고 절연 폴리머 폼(34) 레이어의 하부를 관통하여 형성되며 스터드의 끝단의 통과를 허용하는 깊이를 갖는다. 따라서 길쭉한 리세스(37)는 각각의 원통형 웰(30)에서 나사산 스터드가 수용된 위치에 절연 블록의 배치를 허용할 수 있는 장착 공간을 형성할 수 있도록 한다. 이러한 길쭉한 리세스(37)는 앵글 배열부(12)가 작업장에서 예비 조립될 때 특히 유리하며 각 쌍의 절연 블록(30, 31)은 지지 구조물(3)에 장착될 때 서로 결합된다.
각각의 절연 블록(30, 31)에는 도 3과 4에 나타난 바와 같이 2차 실링 멤브레인(6)의 금속 앵글 구조체를 고정하도록 의도된 복수의 금속 플레이트(38)가 구비된다. 금속 플레이트(38)는 앵글의 모서리(4)를 따라 서로 이격된다. 금속 플레이트(38)는 금속 플레이트(38)의 내면이 내부 시트(36)의 내면과 동일 평면상에 있도록, 도 5 내지 7에 나타난 바와 같이 공동(39)에 수용된다. 금속 플레이트(38)는 예컨대 스크루, 스테이플 또는 리벳에 의해 내부 시트(36)나 상기 절연 블록(30, 31)의 절연 폼(34) 레이어에 결합된다.
또한 각각의 금속 플레이트(38)에는 탱크의 내부를 향해 돌출되며 1차 단열 배리어(7)의 절연 블록(41, 42)의 결합을 보장하도록 의도된 나사산 스터드(40) 쌍이 구비된다.
더욱이 절연 블록(30, 31)의 내부 시트(36)는 모서리(4)에 직각으로 측 방향 모서리(46)를 따라 일 측에, 그리고 상기 모서리(4)에 평행하게 반대되는 모서리(47)를 따라 타 측에 브리징 플레이트(43, 44)를 수용하는 셋백을 갖는다. 따라서 일 측에서 브리징 플레이트(43)는 앵글의 모서리(4)를 따라 두 이웃한 절연 블록(30, 31)을 가로질러 배치되어 모서리(4)에 평행한 방향으로 이웃한 절연 블록(30, 31) 사이의 이격에 대항한다. 타 측에서 브리징 플레이트(44)는 절연 블록(30, 31) 및 이웃한 절연 패널(들)(9) 사이의 간격에 걸쳐, 각각의 절연 블록(30, 31) 및 하나 이상의 이웃한 절연 패널(9)을 가로질러 배치된다. 따라서 이러한 브리징 플레이트(44)는 절연 블록(30, 31)과 앵글 배열부(12)를 따라 이어진 절연 패널(9) 사이에서 모서리에 직각인 방향으로 이격에 대항할 수 있도록 한다.
앵글 배열부(12)의 각 절연 블록(30, 31)은 금속 플레이트(38)와 브리징 플레이트(44)의 모서리(47) 사이에서 모서리(4)에 평행한 방향으로 연장된 응력 완화 슬롯(45)을 갖는다. 응력 완화 슬롯(45)은 전체 길이에 걸쳐 절연 블록(30, 31)의 일단으로부터 타단으로 연장된다. 응력 완화 슬롯(45)은 내부 시트(36)를 관통하고 절연 폴리머 폼(34) 레이어의 상부를 관통하여 형성된다. 응력 완화 슬롯(45)의 깊이는 1 내지 10cm, 예컨대 약 5cm이다. 응력 완화 슬롯(45)은 일 측에서 절연 블록(30, 31)을 가로질러 결합된 브리징 요소(44)의 존재에 의해 절연 블록(30, 31)에 가해진 응력을 줄이고, 탱크가 냉각되어 타 측에서 절연 블록(30, 31)에 고정된 2차 실링 멤브레인(6)의 금속 앵글 구조체가 수축될 때 상호 이격을 방지할 수 있도록 한다.
더욱이 앵글 배열부(12)의 각 절연 블록(30, 31)은 내부 시트(35)와 절연 폴리머 폼(35) 레이어의 내부를 관통하여 상기 절연 블록(30, 31)의 내면에 형성된 모서리(4)에 직각으로 응력 완화 슬롯(48) 시리즈를 포함한다. 응력 완화 슬롯(48)은 모서리(4)를 따라 균일하게 분포된다. 각각의 응력 완화 슬롯(48)은 2차 실링 멤브레인(6)의 금속 앵글 구조체의 고정을 위해 의도된 금속 플레이트(38) 중 둘 사이에 배치된다.
응력 완화 슬롯(48)은 절연 블록(30, 31)의 비스듬한 모서리(32)로부터 모서리(4)에 직각으로 연장되어 모서리(4)에 평행한 응력 완화 슬롯(48)에 연결된다.
나타난 실시예에서 두 금속 플레이트(38)는 두 이웃한 응력 완화 슬롯(48) 사이의 각 간극에 배치되며 단일의 금속 플레이트(38)는 각각의 끝 응력 완화 슬롯(48a) 및 절연 블록(30, 31)의 이웃한 측 모서리(46) 사이에 배치된다.
도 8과 9와 관련하여 모서리에 직각인 응력 완화 슬롯(38)이 서로 다른 깊이를 갖는 것을 볼 수 있다. 응력 완화 슬롯(48)의 깊이는 중간 응력 완화 슬롯(48a)으로부터 끝 응력 완화 슬롯(48a)으로 갈수록, 즉 절연 블록(30, 31)의 중간으로부터 멀어져 측 모서리(46)에 가까워질수록 감소하는데, 이는 모서리에서 패널의 유연성을 줄이되 중간 영역을 향해 이를 높일 수 있도록 한다. 따라서 절연 블록(30, 31)에서 응력의 우수한 분포를 얻을 수 있다.
예로서 모서리(4)에 직각인 응력 완화 슬롯(48)의 깊이는 중간 응력 완화 슬롯(48b)에 대해, 즉 가장 깊은 것의 경우 약 5 내지 12cm의 치수로, 그리고 끝 응력 완화 슬롯(48a)에 대해, 즉 가장 얕은 것의 경우 약 2 내지 6cm의 치수로 달라질 수 있다.
도 2에서 두 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에서 2차 실링 멤브레인(6)의 실링을 보장하는 금속 앵글 구조체가 부분적으로 나타나 있다.
나타난 실시예에서 금속 앵글 구조체는 두 절연 블록(30, 31) 사이의 교차 지점에 배치된 하나 이상의 L자형 앵글 아이언(49) 및 각각의 앵글 아이언(49)에 대해 상기 앵글 아이언(49)의 끝단에 각각 용접된 두 금속 스트립(50, 51)을 포함한다(금속 스트립(50)의 일부는 도 2에 나타나 있지 않음). 금속 스트립(50, 51)은 절연 블록(30, 31)의 금속 플레이트(38)에 용접되어 앵글 배열부(12)의 절연 블록(30, 31)에 대한 앵글 구조체의 고정을 보장한다.
금속 앵글 구조체가 금속 스트립(50, 51)에 의해 형성되며 제1 벽(1)에 배치된 절연 블록(30)과 제2 벽(2)에 배치된 절연 블록(31)에 각각 안착되는 것을 볼 수 있다. 금속 앵글 구조체는 주름을 갖지 않는다. 다시 말해 금속 구조체는 두 이웃한 벽(1, 2)에 각각 평행한 두 실질적으로 평평한 윙을 포함한다.
금속 스트립(50, 51)에는 스터트(40)의 통과를 위한 오리피스가 구비된다. 2차 실링 멤브레인(6)의 실링을 보장하기 위해 금속 스트립(50, 51)은 상기 오리피스의 둘레에서 금속 플레이트(38)에 용접된다.
앵글 아이언(49)과 금속 스트립(50, 51)은 서로 겹쳐져 용접된다. 더욱이 주름진 금속 시트(28)의 모서리는 금속 스트립(50, 51)에 용접되어 2차 실링 멤브레인(6)의 실링의 연속성을 보장한다. 각각의 주름(24, 25)의 폐쇄는 금속 스트립(50, 51) 중 어느 하나와 주름진 금속 시트(28) 중 어느 하나를 가로질러 용접된 캡(52)에 의해 보장된다.
다른 대안적인 실시예(미도시)에서 금속 앵글 아이언(49)은 금속 플레이트(38)에 용접되며 스터드(40)의 통과를 위한 오리피스를 갖는 한편 두 금속 스트립(50, 51)은 상기 앵글 아이언(49)의 끝단에 각각 용접되어 절연 블록(30, 31)에 대한 금속 스트립(50, 51)의 고정을 보장한다.
금속 앵글 구조체는 Invar®, 즉 팽창 계수가 전형적으로 1.2×10-6 내지 2×10-6K-1인 철과 니켈의 합금 또는 팽창 계수가 전형적으로 약 7×10-6 -1인 고함량의 망간을 갖는 철 합금으로 유리하게 제작된다.
도 1로 돌아가 1차 단열 배리어(7)와 1차 실링 멤브레인(8)의 구조를 설명한다.
1차 단열 배리어(7)는 실질적으로 직육면체의 형태인 복수의 절연 패널을 포함한다. 절연 패널(53)은 두께를 제외하고는 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(57, 58)의 치수와 실질적으로 동일한 치수를 각각 갖는데, 그 두께는 다를 수 있으며 바람직하게는 절연 패널(57, 58)보다 작다. 절연 패널(53)은 각각의 절연 패널(53)이 2차 단열 배리어(5)의 네 절연 패널(57, 58)에 걸쳐 연장되도록, 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(57, 58)에 대해 오프셋된다.
절연 패널(53)은 2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(57, 58)과 유사한 구조, 즉 두 강성 시트, 예컨대 합판 사이에 끼인 절연 폴리머 폼 레이어로 이루어진 샌드위치 구조를 포함한다.
다른 실시예(미도시)에서 절연 패널(53)은 세 강성 패널, 예컨대 합판과 강성 패널 중 둘 사이의 각 간극에 각각 삽입된 두 폴리머 폼 레이어를 갖는 샌드위치 구조를 포함한다.
절연 패널(53)의 외부 시트는 탱크의 내부를 향해 돌출된 2차 실링 멤브레인(6)의 주름(24, 25)을 수용하도록 의도된 두 그루브 시리즈(미도시)를 갖는다.
1차 단열 배리어(7)의 절연 패널(53)의 내부 시트에는 1차 실링 멤브레인(8)의 주름진 금속 시트(55)를 고정하기 위한 금속 플레이트(54)가 구비된다. 금속 플레이트(54)는 절연 패널(53)의 두 반대되는 모서리에 각각 평행한 두 직각 방향으로 연장된다. 금속 플레이트(54)는 절연 패널(53)의 내부 시트에 형성된 공동에 결합되며 스크루, 리벳 또는 스테이플에 의해 결합된다.
더욱이 절연 패널(53)의 내부 시트에는 1차 실링 멤브레인(8)이 절연 패널(53)에 과도한 기계적 응력을 가함 없이 변형되도록 허용하는 복수의 응력 완화 슬롯(56)이 제공된다. 이러한 응력 완화 슬롯(56)은 문헌 FR 3001945에 특히 개시되어 있다.
2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(9, 57, 58)에 대한 1차 단열 배리어(7)의 절연 패널(53)의 결합은 나사산 스터드(59)에 의해 보장된다. 이를 위해 각각의 절연 패널(53)은 모서리를 따라 코너에서 복수의 컷아웃을 포함하는데, 여기로 나사산 스터드(59)가 연장된다. 절연 패널(53)의 외부 시트는 컷아웃에 겹쳐져 각각의 나사산 스터드(59)에 나사산 결합된 나사산 보어를 포함하는 리테이닝 부재를 위한 지지 면을 형성한다. 리테이닝 부재는 러그를 포함하는데, 이는 컷아웃의 내부에 수용되며 컷아웃 너머로 외부 시트의 일부분에 지지하게 되어 리테이닝 부재의 러그와 2차 단열 배리어(6)의 절연 패널(9, 57, 58) 사이의 외부 시트를 감싸, 걸쳐진 절연 패널(9, 57, 58)에 대한 각 절연 패널(53)의 결합을 보장한다.
1차 실링 멤브레인(8)은 복수의 주름진 금속 시트(55)를 조립함으로써 얻을 수 있다. 각각의 주름진 금속 시트(55)는 제1 평행한 주름 시리즈 및 제1 시리즈에 직각인 제2 방향으로 연장된 제2 평행한 주름 시리즈를 포함한다. 주름은 탱크의 내부를 향해 돌출된다. 주름진 금속 시트(55)는 예컨대 스테인레스강이나 알루미늄으로 제작된다.
2차 단열 배리어(5)의 절연 패널(9)과 2차 실링 멤브레인의 주름진 금속 시트(28)와 관련하여 언급한 바와 같이 1차 단열 배리어(7)의 절연 패널(60)과 모서리가 앵글 배열부(12)인 1차 실링 멤브레인(8)의 주름진 금속 시트(61)는 덮일 벽(1, 2)의 형태에 따라 실질적으로 직사각형 또는 전체적으로 직각 삼각형이나 직각 사다리꼴을 포함할 수 있다.
도 4와 관련하여 1차 단열 배리어(7)의 구조가 앵글 배열부(8)에서 관측될 수 있다. 1차 단열 배리어(7)는 어느 하나가 벽(1, 2) 중 어느 하나에 결합된 절연 블록(30)으로부터 돌출된 스터드(40)에 고정되고 다른 하나가 벽(1, 2) 중 다른 하나에 결합된 절연 블록(31)의 스터드(40)에 고정된 복수의 예비 조립된 절연 블록(41, 42) 쌍을 포함한다. 절연 블록(41, 42)은 브래킷(62)이 안착된 내면 및 2차 실링 멤브레인(6)의 코너를 형성하는 금속 앵글 구조체(도 4에 미도시)가 안착된 외면을 갖는다. 또한 절연 블록(41, 42)은 샌드위치 구조를 가지며 그 폴리머 폼 레이어에 접착된 두 합판 시트 사이에 끼인 절연 폴리머 폼 레이어를 포함한다.
브래킷(62)은 예컨대 스테인레스강으로 제작된 금속 브래킷이다. 브래킷(62)은 절연 블록(41, 42) 쌍의 절연 블록의 내면에 각각 안착된 두 윙을 각각 갖는다. 브래킷(62)의 각 윙은 상기 윙의 외면에 용접되며 탱크의 외부를 향해 돌출되어 절연 블록(41, 42)에 대해 브래킷을 결합할 수 있도록 하는 스터드(미도시)를 갖는다. 이를 위해 상기 절연 블록(41, 42)은 스터드의 통과를 허용하며 내면에 형성된 오리피스(미도시)를 포함한다. 오리피스는 절연 블록(41, 42)의 외면에 나타난 원통형 웰과 연통된다. 스터드에 스크루 결합된 너트는 원통형 웰의 바닥에 지지되어 상기 절연 블록(41, 42)에 대한 브래킷(62)의 결합을 보장한다. 따라서 브래킷(62)은 쌍쌍이 절연 블록(41, 42)을 연결하여 작업장에서 미리 조립된 모듈을 형성할 수 있도록 한다.
2차 단열 배리어(5)의 절연 블록(30, 31)에 대한 절연 블록(41, 42)의 결합을 보장하기 위해 원통형 웰(63)은 브래킷(62)과 절연 블록(41, 42)을 관통하여 형성된다. 원통형 웰(63)은 절연 블록(41, 42) 중 어느 하나의 외면에 형성된 나사산 스터드(40)의 통과를 위한 오리피스와 각각 연통된다. 각각의 원통형 웰(63)은 원통형 웰(63)의 바닥이 나사산 스터드(40)에 스크루 결합된 너트와 협력하도록 의도된 지지 면을 정의하도록, 그와 협력하는 나사산 스터드(40)가 관통하여 지나가는 오리피스보다 큰 직경을 갖는다.
더욱이 폴리머 폼과 같은 절연 소재로 이루어진 앵글 커플링(64)이 두 절연 블록(41, 42)의 탱크 앵글에서 이웃한 모서리 사이에 배치되어 탱크의 앵글에서 단열의 연속성을 보장할 수 있도록 한다. 유리한 실시예에 따르면 예비 조립된 모듈은 절연 블록(41, 42) 쌍과 브래킷(62)에 더하여 앵글 커플링(64)을 포함한다.
나아가 연결된 절연 요소(65)는 두 이웃한 절연 블록(41, 42) 쌍 사이에 삽입되어 단열의 연속성을 보장한다.
도 10과 관련하여 두 절연 블록(41, 42) 사이의 교차 지점에서 1차 금속 멤브레인(8)의 실링을 보장하는 금속 앵글 구조체를 설명한다. 금속 앵글 구조체는 두 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 배치된 하나 이상의 L자형 앵글 아이언(66) 및 각각의 금속 앵글 아이언(66)에 대해 두 금속 스트립(미도시)을 포함한다. 금속 앵글 아이언(62)은 서로 겹쳐져 용접된다. 나아가 각각의 금속 앵글 아이언(66)은 복수의 브래킷(62)에 용접된다. 금속 스트립은 금속 앵글 아이언(66)에 각각 겹쳐져 용접된다. 더욱이 주름진 금속 시트(61)의 모서리는 금속 스트립에 용접되어 1차 실링 멤브레인(8)의 실링의 연속성을 보장한다. 각각의 주름의 폐쇄는 금속 스트립 중 어느 하나와 주름진 금속 시트(61) 중 어느 하나를 가로질러 용접된 캡(67)에 의해 보장된다.
유체를 저장하기 위한 실링 및 단열 탱크를 제작하기 위한 상기 기술은 다른 저장조 타입에 사용되어, 예컨대 육상 설비의 LNG 저장조나 메탄 수송선 등과 같은 해상 구조물을 형성할 수 있다.
도 11을 참조하면 메탄 수송선(70)의 절개도는 배의 이중 선각(72)에 장착된 전체적으로 각기둥의 형태인 실링 및 단열 탱크(71)를 나타낸다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 수용된 LNG와 접촉되도록 의도된 1차 실링 배리어, 1차 실링 배리어와 배의 이중 선각(72) 사이에 배열된 2차 실링 배리어 및 1차 실링 배리어와 2차 실링 배리어, 그리고 2차 실링 배리어와 이중 선각(72) 사이에 각각 배열된 두 절연 배리어를 포함한다.
공지된 바와 같이 배의 상갑판에 배치된 로딩/오프로딩 파이프라인(73)은 적절한 커넥터에 의해 해상 또는 항만 터미널에 연결되어 탱크(71)로부터, 또는 탱크(71)로 LNG을 운반할 수 있다.
도 11은 로딩 및 오프로딩 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 예시를 나타낸다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 모바일 암(72) 및 모바일 암(74)을 지지하는 라이저(78)를 포함하는 연안 설비에 결합된다. 모바일 암(74)은 로딩/오프로딩 파이프라인(73)에 연결될 수 있는 절연 연성 파이프(79) 다발을 지지한다. 지향성 모바일 암(74)은 모든 메탄 수송선 형판에 맞게 형성된다. 연결 파이프(미도시)는 라이저(78)의 내부에 연장된다. 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)은 메탄 수송선(70)으로부터 육상 설비(77)로 또는 육상 설비(77)로부터 메탄 수송선(70)으로 로딩 및 오프로딩을 허용한다. 후자는 액화 가스 저장 탱크(80) 및 수중 파이프(76)에 의해 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)에 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 먼 거리, 예컨대 5km에 걸쳐 로딩 또는 오프로딩 스테이션(75)과 육상 설비(77) 간 액화 가스의 운반을 허용하는데, 이는 로딩 및 오프로딩 작업 동안 메탄 수송선(70)이 해안으로부터 먼 거리에 유지될 수 있도록 한다.
액화 가스의 운반을 위해 필요한 압력을 생성하기 위해 배(70)에 내장된 펌프 및/또는 육상 설비(77)에 구비된 펌프 및/또는 로딩 및 오프로딩 스테이션(75)에 구비된 펌프가 이용된다.
본 발명을 몇몇 특정 실시예에 대해 설명하였으나 이에 제한되지 않음이 분명하며, 상기 수단의 기술적 등가물뿐만 아니라 그 조합도 본 발명의 범위에 속한다면 포함한다.
"포함한다" 또는 "이루어진다"는 동사 및 그 변형의 활용은 청구항에 설명된 것 외 다른 요소나 단계의 존재를 배재하지 않는다. 요소나 단계에 대한 "한" 또는 "하나"라는 부정관사의 사용은 달리 명시하지 않는 한, 복수의 이러한 요소나 단계의 존재를 배재하지 않는다.
청구항에서 괄호 사이의 참조 부호가 청구항의 제한으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 지지 구조물(3)에 마련된 적어도 하나의 단열 배리어(5) 및 상기 단열 배리어(5)에 의해 지지된 실링 멤브레인(6)을 포함하는 실링 및 단열 유체 저장 탱크로서,
    단열 배리어(5)는 지지 구조물(3)에 마련되며 지지 구조물(3)의 적어도 하나의 제1 및 제2 이웃한 벽(1, 2)에 병치된 복수의 절연 패널(9, 57, 58)을 포함하고, 탱크는 제1 및 제2 벽(1, 2) 사이의 교차 지점(4)에 배치된 앵글 배열부(12)를 더 포함하고,
    - 지지 구조물의 제1 및 제2 벽(1, 2)에 각각 마련되며 단열 배리어(5)의 코너를 형성하고, 지지 구조물(3)을 마주보며 배치된 외면과 제1 및 제2 벽(1, 2) 사이의 교차 지점을 따라 서로 이격된 금속 플레이트(38)를 포함하는 내면을 각각 포함하며, 폴리머 폼(34) 레이어를 포함하는 제1 및 제2 절연 블록(30, 31) 및
    - 실링 멤브레인(6)의 코너를 형성하며 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)의 복수의 금속 플레이트(38)에 각각 용접된 제1 및 제2 윙을 포함하는 금속 앵글 구조체(49, 50, 51)를 포함하되,
    각각의 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 브리징 요소(44)를 통해 복수의 절연 패널(9, 57, 58)의 이웃한 패널(9)과 연관되고, 상기 브리징 요소(44)는 상기 제1 또는 제2 절연 블록(30, 31)의 내면 및 이웃한 패널(9)의 내면의 교차 지점(4)에 평행한 모서리(47)를 가로질러 결합되어, 상기 제1 또는 제2 절연 블록(30, 31) 및 상기 이웃한 패널(9)의 상호 이격에 대항하며, 상기 브리징 요소는 실링 멤브레인(6)과 지지 구조물(3) 사이에 배치되고,
    각각의 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 폴리머 폼(34) 레이어의 두께에서 상기 제1 또는 제2 절연 블록(30, 31)의 내면에 형성된 적어도 하나의 제1 및 제2 응력 완화 슬롯(45, 48)을 가지며, 제1 응력 완화 슬롯(45)은 교차 지점(4)에 평행하게 연장되고, 상기 제1 응력 완화 슬롯(45)은 브리징 요소(44)를 수용하는 절연 블록(30, 31)의 내면의 모서리(47)와 상기 절연 블록(30, 31)의 복수의 금속 플레이트(38) 사이를 지나가도록 배치되며, 제2 응력 완화 슬롯(48)은 교차 지점(4)에 직각으로 연장되고, 상기 제2 응력 완화 슬롯(48)은 상기 절연 블록(30, 31)의 금속 플레이트(38) 중 둘 사이를 지나가도록 배치되는 탱크.
  2. 제1항에 있어서,
    브리징 요소는 제1 또는 제2 절연 블록(30, 31)의 내면 및 이웃한 패널(9)의 내면에 안착된 외면 및
    실링 멤브레인(6)를 지지하는 내면을 각각 갖는 브리징 플레이트(44)인 탱크.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 제1 및 제2 벽(1, 2) 사이의 교차 지점에 직각으로 연장된 응력 완화 슬롯(48) 시리즈를 포함하되,
    각각의 상기 응력 완화 슬롯(48)은 상기 절연 블록(30, 31)의 금속 플레이트(38) 중 둘 사이의 각 간극에 배치되는 탱크.
  4. 제3항에 있어서,
    교차 지점에 직각으로 연장된 응력 완화 슬롯(48) 시리즈는 적어도 하나의 중간 응력 완화 슬롯(48b) 및 중간 응력 완화 슬롯(48b)의 각 측에 연장된 두 끝 응력 완화 슬롯(48a)을 포함하되,
    중간 응력 완화 슬롯(48b)은 각각의 끝 응력 완화 슬롯(48b)보다 깊은 깊이를 갖는 탱크.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 있어서,
    교차 지점에 직각으로 연장된 각각의 응력 완화 슬롯(48)은 교차 지점에 이웃한 절연 블록의 모서리(32)로부터 제1 응력 완화 슬롯(45)으로 연장되는 탱크.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나에 있어서,
    제1 및 제2 절연 블록(30, 31)은 지지 구조물(3)에 결합된 복수의 스터드에 의해 지지 구조물(3)의 제1 및 제2 벽(1, 2)에 각각 마련되되,
    각각의 상기 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)에는 나사산 스터드 중 어느 하나가 각각 고정된 원통형 웰(33)이 제공되고,
    상기 원통형 웰(33)은 절연 패널(9)에 이웃한 상기 절연 블록(30, 31)의 모서리(47)를 따라 형성되는 탱크.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나에 있어서,
    금속 앵글 구조체는 앵글 아이언(49) 및 앵글 아이언(49)에 겹쳐져 용접된 금속 스트립(50, 51) 쌍을 포함하되,
    금속 아이언(49) 중 어느 하나와 금속 스트립(50, 51) 쌍은 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)의 복수의 금속 플레이트(38)에 용접되는 탱크.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 있어서,
    금속 앵글 구조체(49, 50, 51)의 윙은 평평한 탱크.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나에 있어서,
    절연 패널(9, 57, 58)은 금속 플레이트(16, 17)가 구비된 내면을 갖고,
    실링 멤브레인(6)은 절연 패널(9, 57, 58)의 금속 플레이트(16, 17)에 용접된 복수의 주름진 금속 시트(18, 28)를 포함하며,
    금속 앵글 구조체(49, 50, 51)는 주름진 금속 시트(16, 17)에 긴밀한 용접에 의해 연결되는 탱크.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나에 있어서,
    단열 배리어는 2차 단열 배리어(5)이고, 실링 멤브레인은 2차 실링 멤브레인(6)이며,
    탱크는 리테이닝 부재(19)에 의해 2차 단열 배리어(5)에 고정된 1차 단열 배리어(7) 및 1차 단열 배리어(7)에 의해 지지되어 탱크에 수용된 유체와 접촉되도록 의도된 1차 실링 멤브레인(8)을 더 포함하는 탱크.
  11. 제10항에 있어서,
    앵글 배열부(12)는 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)의 금속 플레이트(38)에 의해 지지된 스터드(40)에 의해 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)에 각각 마련된 1차 단열 배리어(7)의 코너를 형성하는 1차 절연 블록(41, 42)을 포함하는 탱크.
  12. 제11항에 있어서,
    금속 앵글 구조체(49, 50, 51)는 제1 및 제2 절연 블록(30, 31)의 금속 플레이트(38)에 의해 지지된 스터드(40)가 관통하여 지나가는 오리피스를 포함하되,
    금속 앵글 구조체(49, 50, 10)는 상기 오리피스의 둘레에서 상기 금속 플레이트(38)에 용접되는 탱크.
  13. 유체를 수송하기 위한 배(70)로서,
    선각(72) 및
    선각에 배치된 제1항 내지 제12항 중 어느 하나에 따른 탱크(71)를 포함하는 배.
  14. 제13항에 따른 배(70)를 로딩 또는 오프로딩하기 위한 방법으로서,
    유체가 절연 파이프라인(73, 79, 76, 81)을 관통하여 해상 또는 육상 저장 설비(77)로부터 배(71)의 탱크로, 또는 배(71)의 탱크로부터 해상 또는 육상 저장 설비(77)로 이송되는 방법.
  15. 유체를 위한 수송 시스템으로서,
    제13항에 따른 배(70),
    해상 또는 육상 저장 설비(77)에 대해 배의 선각에 설치된 탱크(71)를 연결하기 위해 배열된 절연 파이프라인(73, 79, 76, 81) 및
    절연 파이프라인을 관통하여 해상 또는 육상 저장 설비로부터 배의 탱크로, 또는 배의 탱크로부터 해상 또는 육상 저장 설비로 유체의 유동을 구동하기 위한 펌프를 포함하는 시스템.
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