KR20230051417A - 절연 블록을 고정하기 위한 앵커 장치 - Google Patents

절연 블록을 고정하기 위한 앵커 장치 Download PDF

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파트릭 마틴
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

지지벽에 대해 절연 블록을 유지하기 위한 앵커 장치는 하부 플레이트(31), 상기 하부 플레이트(32)와 평행한 상부 플레이트(32), 및 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이의 최소 간격을 형성하는 접합부(abutment)를 포함하는 클램핑 어셈블리(30)를 포함한다. 간격 부재는 이격된 위치에서 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트(32)를 유지하려는 탄성-압축성 부재(69)를 더 포함하고, 연결 부재는 이격된 위치에서 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이의 최대 간격을 형성하며, 상기 최대 간격은 상기 최소 간격보다 크고, 상기 탄성-압축성 부재(69)는 상기 상부 플레이트를 상기 하부 플레이트 방향으로 이동시키려는 힘에 반응하여 상기 접합부에 대해 상기 하부 및 상부 플레이트(31, 32)의 접합 위치로 탄성적으로 압축되도록 구성된다.

Description

절연 블록을 유지하기 위한 앵커 장치{ANCHOR DEVICE INTENDED TO RETAIN INSULATING BLOCKS}
본 발명은 저온 유체를 수용하기 위해 지지 구조에 통합된 밀폐 절연 탱크 분야에 관한 것으로, 특히 액화 가스를 수용하기 위한 멤브레인 탱크, 그리고 특히 이러한 탱크에서 사용될 수 있는 기계적 앵커 장치에 관한 것이다.
밀폐 절연 탱크는 다양한 산업 분야에서 저온 제품을 저장하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 에너지 분야에서 액화 천연 가스(LNG)는 지상 저장 탱크 또는 부유식 구조물 위의 탱크 내에 대략 -163℃의 대기압에서 저장될 수 있는 높은 메탄 함량을 갖는 액체이다. 액화 석유 가스(LPG)는 -50℃ 내지 0℃의 온도에서 저장될 수 있다.
부유식 구조물에서 탱크는 액화 가스를 수송하거나 부유식 구조물의 추진을 위한 연료의 역할을 하는 액화 가스를 수용하도록 의도될 수 있다.
예를 들어 문서 WO-A-2014096600 및 WO-A-2019110894로부터, 벽이 다층 구조, 즉 탱크의 외부에서 내부를 향해 지지 구조물에 고정된 2차 절연 장벽, 2차 절연 장벽에 의해 지지되는 2차 밀폐 멤브레인, 2차 밀폐 멤브레인에 의해 지지되는 1차 절연 장벽 및 1차 절연 장벽에 의해 지지되고 탱크에 저장된 액화 천연 가스와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 멤브레인을 갖는 지지 구조물 내에 배치된 액화 천연 가스를 저장하기 위한 밀폐 절연 탱크가 공지되어 있다.
각각의 1차 또는 2차 절연 장벽은 병치되어 각각의 밀폐 멤브레인에 대한 지지 표면을 형성하는 평행육면체의 일반적인 형태의 모듈식 1차 및 2차 절연 블록의 어셈블리를 포함한다. 절연 블록은 지지 구조물에 고정되고 1차 및 2차 절연 블록의 모서리 높이에 위치된 앵커 장치에 의해서 지지 구조물에 고정된다. 따라서 각 앵커 장치는 지지 구조물에 대해 유지하도록 4개의 인접한 2차 절연 블록의 모서리 및 4개의 인접한 1차 절연 블록의 모서리와 협력한다.
본 발명의 일부 양태는 탱크에 담긴 액체의 출렁거림 현상으로 인해 탱크 벽이 높고 국부적인 압축 응력을 받을 수 있다는 관찰에서 비롯된다. 이제 제한된 전체 크기를 가지면서 절연 장벽을 안정적으로 고정할 수 있도록 절연 블록보다 일반적으로 더 강성인 구성요소를 사용하여 제조된다. 이러한 강성(stiffness) 차이는 특히 절연 장벽이 본질적으로 중합체 발포체로 제조되는 경우 압축 응력에 응답하여 절연 장벽에 편평도 결함을 생성할 위험으로 이어진다. 이러한 편평도 결함은 앵커 장치와 일렬로 집중적인 응력을 발생시킬 수 있으며 이는 절연 장벽에 의해 지지되는 밀폐 멤브레인의 무결성을 해칠 수 있다.
본 발명의 이면에 있는 하나의 아이디어는, 압축 응력에 대한 절연 장벽의 응답을 균질화하기 위한 측면에서, 탱크의 내부로부터 오는 압축력의 방향으로 앵커 장치의 유연성을 도입하는 것으로 구성된다. 본 발명의 이면의 다른 아이디어는 밀폐 절연 멤브레인 탱크를 사용하는 동안 앵커 장치의 상부 표면이 절연 블록의 상부 표면의 이동을 대략적으로 따를 수 있게 하는 것이다.
이를 위해 본 발명은 지지벽에 대해 절연 블록을 유지하기 위한 앵커 장치를 제안하고, 이 앵커 장치는:
하부 플레이트, 하부 플레이트와 평행한 상부 플레이트, 하부 플레이트를 상부 플레이트에 연결하는 연결 부재 및 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 배치된 이격 부재를 포함하는 클램핑 어셈블리를 포함하고, 이격 부재는 접합부에 대한 하부 및 상부 플레이트의 접합 위치에서 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이의 최소 간격을 형성하는 접합부를 포함하고, 접합부는 강성부를 포함하며,
앵커 로드는 클램핑 어셈블리로부터 하부 플레이트에 수직으로 돌출하고, 앵커 로드는 지지벽에 부착되도록 의도된 하단부 및 하단부의 방향에서 하부 플레이트 상에 견인력을 가할 수 있도록 하부 플레이트에 결합되고 하단부 반대측에 있는 상단부를 가지며,
이격 부재는 이격된 위치에서 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 유지하기 위한 탄성적으로 압축가능한 부재를 더 포함하고, 연결 부재는 이격된 위치에서 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이의 최대 간격을 형성하고, 상기 최대 간격은 상기 최소 간격보다 크고, 탄성적으로 압축가능한 부재는 상부 플레이트를 하부 플레이트에 더 가깝게 이동시키려는 힘에 응답하여 접합부에 대해 하부 및 상부 플레이트의 상기 접합 위치까지 탄성적으로 압축되도록 구성되고,
연결 부재는 하부 플레이트 및 상부 플레이트에 수직하고 접합부에 형성된 보어를 통해 연장하는 적어도 하나의 연결 로드를 포함하고, 하부 플레이트는 접합 위치까지 슬라이딩할 수 있도록 상기 연결 로드에 대해 슬라이딩하도록 장착되고,
하부 플레이트는 앵커 로드의 하단부를 향해 마주하는 오목부를 가진 중공 단면을 가지고,
연결 부재는 접합 요소를 더 포함하고, 접합 요소는 하부 플레이트의 중공 단면에 수용되고 이격된 위치의 연결 로드에 대해 길이방향으로 하부 플레이트가 이동하지 않게 하도록 연결 로드의 제1 단부에 결합되며,
앵커 장치는 접합 요소와 마주하게 배치되고 하부 플레이트의 중공 단면을 폐쇄하도록 하부 플레이트에 부착되는 폐쇄 플레이트를 더 포함한다.
이러한 특징으로 인해 앵커 장치는 압축력에 응답하여 전술된 종래 기술에서보다 낮은 강성을 가질 수 있고 따라서 이격된 위치와 접합 위치 사이의 크러쉬(crushing)에 의해 탄성 변형에 대한 용량을 가질 수 있다.
또한, 앵커 장치의 제조가 간단하고 비교적 저렴할 수 있다.
추가의 유리한 실시예에 따르면, 위의 유형의 앵커 장치는 아래의 특징 중 하나 이상을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 하부 플레이트의 중공 단면은 연결 로드가 회전 이동하지 않게 하도록 접합 요소의 2개의 별개의 면과 협력하는 2개의 마주하는 면을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 연결 로드의 제1 단부는 수나사형 부분을 포함하고 접합 요소는 수나사형 부분 상에 나사로 고정된 정사각형 또는 육각형 너트를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 접합 부재는 폐쇄 플레이트를 향해 마주하고 연결 로드의 제1 단부를 수용하는 돌출 관형 부분을 포함하며, 폐쇄 플레이트는 돌출 관형 부분을 수용하도록 구성된 자신을 통과하는 구멍을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 하부 플레이트의 상기 중공 단면은 필렛(fillet)을 포함하고 접합 요소는 필렛을 향해 마주하는 보스(boss)를 포함한다. 이러한 보스로 인해 압축력의 존재하에 하부 플레이트의 중공 단면에 대해 움직이지 않고 남아있는 접합 요소의 위험이 존재하지 않는다.
일 실시예에 따르면, 연결 로드의 제1 단부에 대향하는 연결 로드의 제2 단부는 상부 플레이트에 고정된다.
일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재는 연결 로드 상에 결합된다.
일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재는 하부 플레이트 상의 어깨에 기대어진다.
일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재는 하부 플레이트에 기대어진다.
탄성적으로 압축가능한 부재는 다양한 방식으로 생산될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재는 압축, 특히 코일 스프링을 포함한다.
상부 플레이트 및 하부 플레이트의 이격 위치와 접합 위치 사이의 탄성 이동은 바람직하게는 빈 탱크와 주변 온도에 해당하는 정지 상태와 탱크의 동작 조건에 해당하는 서비스 상태 사이에서 절연 블록의 커버 플레이트의 이동에 비교적 정확하게 대응한다. 이러한 이동은 화물에 의해 가해지는 압력에 의해 하중을 받는 절연 블록의 수축 및 열 수축에 의해 발생한다. 바람직하게는 절연 블록의 상부 표면과 고정 블록의 상부 표면 사이의 차동 이동이 고려되어야 하며, 동일한 조건 하에서 앵커 장치의 다른 부분의 수축을 뺀다. 일 실시예에 따르면, 탄성 이동은 포괄적으로 1㎜ 내지 8㎜이고, 바람직하게는 포괄적으로 4㎜ 내지 7㎜이며, 바람직하게는 5㎜와 같다. 다른 실시예에 따르면, 탄성 이동은 포괄적으로 1㎜ 내지 6㎜이며, 바람직하게는 3㎜이다.
일 실시예에 따르면, 하부 플레이트는 앵커 로드의 상단부를 통과하는 중앙 보어를 포함하고, 앵커 장치는 앵커 로드의 상단부의 수나사 부분과 협력하는 너트 및 너트와 하부 플레이트 사이에서 앵커 로드의 하단부의 방향으로 하부 플레이트 상에 탄성력을 인가할 수 있는 방식으로 앵커 로드의 상단부 상에 나사 고정되는 하나 이상의 스프링 워셔를 포함한다.
이러한 경우, 클램핑 어셈블리는 바람직하게는 상기 중앙 보어에 대칭으로 배치된 적어도 2개의 연결 로드를 포함한다. 이러한 특징으로 인해 클램핑 어셈블리 내의 힘이 균형잡힌 방식으로 분산될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 접합부는 예를 들어 나사 결합 및/또는 리벳팅 및/또는 접착에 의해 하부 플레이트 또는 상부 플레이트 중 하나에 고정된다. 접합부는 바람직하게는 하부 플레이트에 고정된다.
일 실시예에 따르면, 접합부는 강성부로 구성된다.
일 실시예에 따르면, 접합부는 하부 플레이트 또는 상부 플레이트 중 다른 쪽을 향하는 강성부의 표면 상에 배치된 중합체 발포층을 더 포함하고, 중합체 발포층은 접합부에 대한 하부 및 상부 플레이트의 상기 접합 위치에서 압축된다. 중합체 발포층은 강성부에 접착될 수 있다.
중합체 발포층은 접합 위치에서 1㎜ 내지 6㎜의 두께를 보존하기 위해 2㎜ 내지 8㎜ 포괄적인 두께를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 하부 플레이트 또는 상부 플레이트 중 다른 하나는 강성부를 향하는 상기 플레이트의 표면 상에 배치된 중합체 발포층을 포함하고, 중합체 발포층은 접합 위치에 대한 하부 및 상부 플레이트의 상기 접합 위치에서 압축된다. 중합체 발포층은 상기 플레이트에 접착될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 앵커 장치는 하부 플레이트 아래에 배치되고 앵커 로드가 통과하는 중앙 하우징을 포함하는 이격부를 더 포함하고, 이격부는 폐쇄 플레이트에 대해 기대어지도록 구성된 상부 표면 및 절연 블록이 지탱하도록 의도되는 하부 표면을 갖는다. 이격부는 예를 들어 열교(thermal bridging)를 제한하기 위해 합판으로 제조된다. 이격부는 바람직하게는 도시된 실시예의 직사각형 형태의 하부 플레이트와 동일한 단면을 갖는다. 이것은 예를 들어 스테이플링, 나사 고정 및/또는 접착에 의해 함께 단단하게 조립된 단순한 형태를 갖는 소수의 긴 부분으로 형성될 수 있다. 중앙 하우징은 바람직하게는 앵커 로드 둘레의 절연재, 예를 들어 유리솜, 충전재, 발포 폴리스티렌 또는 폴리우레탄으로 채워진다.
일 실시예에 따르면, 클램핑 어셈블리는 2차 절연 장벽과 협력하도록 의도된 2차 클램핑 부재를 형성하고, 상부 플레이트는 앵커 로드 반대편의 클램핑 어셈블리로부터 돌출하는 스터드가 나사로 조여지는 중앙 보어를 포함하며, 상기 스터드는 1차 절연 장벽과 협력하도록 의도된 1차 클램핑 부재를 지지한다.
일 실시예에 따르면, 앵커 장치는 앵커 로드의 하단부에 결합되고 지지벽에 고정되도록 의도되는 부시를 더 포함하고, 부시는 볼 조인트를 형성하는 방식으로 앵커 로드의 하단부를 수용하는 하우징을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 클램핑 어셈블리는 전체가 평행육면체 형태를 가지며, 하부 플레이트 및 상부 플레이트는 직사각형 윤곽을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 앵커 로드, 하부 플레이트 및 상부 플레이트는 금속으로 제조되고, 접합부는 합판 또는 금속보다 우수한 절연을 제공하는 다른 강성 재료, 예를 들어 200kg/m3를 초과하는 밀도를 갖는 폴리우레탄 발포체로 제조된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 유체를 저장하기 위한 밀폐 절연 탱크를 제안하고, 이것은 지지벽, 지지벽에 고정되는 앵커 장치 및 상기 앵커 장치에 의해 지지벽에 고정되는 탱크 벽을 포함하고, 탱크 벽은 탱크의 외부에서 내부를 향한 두께 방향에서 연속적으로 절연 장벽 및 절연 장벽에 기대어진 밀폐 멤브레인을 포함하고,
절연 장벽은 지지벽에 병치된 평행육면체 형태의 절연 블록을 포함하고, 상기 절연 블록 각각이 밀폐 멤브레인에 대한 지지 표면을 형성하는 커버 플레이트를 포함하며,
상기 앵커 장치 중 적어도 하나는 전술된 임의의 실시예에 따른 장치이고, 앵커 로드의 하단부는 복수의 절연 블록 사이에서 지지벽에 고정되며, 앵커 장치의 폐쇄 플레이트는 지지벽의 방향으로 복수의 절연 블록을 클램핑하기 위해 복수의 절연 블록과 협력한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 이러한 유형의 탱크는 하나 이상의 아래의 특징을 가질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재는 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 탱크의 빈 상태에서 이격된 위치에 유지시키도록 구성되고, 이격된 위치에 있는 앵커 장치의 상부 플레이트는 밀폐 멤브레인을 지지하기 위해 복수의 절연 블록의 커버 플레이트와 정렬된다.
절연 블록은 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 절연 블록은 각각이 커버 플레이트와 평행하고 그로부터 이격된 바닥 플레이트 및 커버 플레이트와 바닥 플레이트 사이에 배치된 섬유 강화 중합체 발포 블록을 포함하며, 앵커 장치의 폐쇄 플레이트는 중합체 발포 블록에 클램핑 힘을 가하지 않고 상기 바닥 플레이트와 직접 또는 간접적으로 협력한다. 예를 들어, 상기 앵커 장치의 폐쇄 플레이트는 예를 들어 합판으로 제조된 이격부, 기둥 및/또는 널빤지와 같은 강성 베어링 부재를 통해 바닥 플레이트와 간접적으로 협력할 수 있다. 강성 베어링 부재는 바닥 벽의 모서리 부분에 안착한다.
탄성적으로 압축가능한 부재의 스티프니스(stiffness)는 앵커 장치에 인접한 절연 장벽의 두께 방향의 스티프니스보다 낮다. 일 실시예에 따르면, 상기 절연 블록 각각은 연속적으로 바닥 플레이트, 중간 플레이트 및 서로 이격되고 바닥 플레이트에 평행한 커버 플레이트와 커버 플레이트와 중간 플레이트 사이 그리고 중간 플레이트와 바닥 플레이트 사이에 각각 배치된 2개의 섬유 강화 중합체 발포 블록을 포함하며, 앵커 장치의 폐쇄 플레이트는 모서리 구역의 높이에서 상기 중간 플레이트와 직접 협력한다.
일 실시예에 따르면, 탄성적으로 압축가능한 부재의 스티프니스와 상부 플레이트와 동일한 단면적을 갖는 섬유 강화 중합체 발포체로 구성된 스프링과 등가인 탱크 벽의 두께 방향의 스티프니스 사이의 비율은 포괄적으로 0.3 내지 1이다.
일 실시예에 따르면, 절연 장벽은 2차 절연 장벽이고, 절연 블록은 2차 절연 블록이고, 밀폐 멤브레인은 2차 밀폐 멤브레인이고, 탱크 벽은 2차 밀폐 멤브레인에 기대어진 1차 절연 장벽 및 1차 절연 장벽에 기대어지고 탱크에 담긴 유체와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 멤브레인을 더 포함하고, 1차 절연 장벽은 각각이 2차 절연 블록 중 하나에 적층된 1차 절연 블록을 포함하며,
클램핑 어셈블리는 2차 절연 장벽과 협력하도록 의도된 2차 클램핑 부재를 형성하고, 상부 플레이트는 앵커 로드의 반대측 상에서 클램핑 어셈블리로부터 돌출하는 스터드가 나사 고정되는 중앙 보어를 포함하고, 상기 스터드는 1차 절연 장벽과 협력하도록 의도된 1차 클램핑 부재를 지지하고, 상기 스터드는 2차 밀폐 멤브레인을 밀폐 방식으로 통과하며 1차 클램핑 부재는 지지벽을 향하는 방향으로 복수의 1차 절연 블록을 유지하기 위한 방식으로 상기 복수의 2차 절연 블록 상에 적층된 복수의 1차 절연 블록을 지지벽의 방향으로 지탱하도록 유지된다.
일 실시예에 따르면, 유체는 액화 천연 가스, 액화 석유 가스 또는 액화 에틸렌과 같은 액화 가스이다.
이러한 유형의 탱크는 특히 메탄 탱커선, FSRU(Floating Storage and Regassification Unit), FPSO(Floating Production Storage and Offloading) 등의, 지상 저장 설비 또는 예를 들어 LNG를 저장하도록 해저에 배치되거나 또는 연안 또는 심해 부유식 구조물에 설치될 수 있는 저장 설비의 일부를 형성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 유체 운송을 위한 선박은 이중 선체 및 이중 선체에 배치된 전술된 탱크를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 이중 선체는 탱크의 지지벽을 형성하는 내부 선체를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 유체를 위한 수송 시스템을 제공하고, 이 시스템은 전술된 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유식 또는 지상 저장 설비에 연결하기 위한 방식으로 구성된 절연 파이프 및 절연 파이프를 통해 부유식 또는 지상 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 유체를 이동시키기 위한 펌프를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 절연 파이프를 통해 부유식 또는 지상 저장 설비로부터 선박의 탱크로 또는 그 반대로 유체가 라우팅되는 이러한 유형의 선박을 적재 또는 하역하는 방법을 제공한다.
첨부된 도면만을 참조하는 비제한적인 예시의 방식으로 본 발명의 특정 실시예에 대한 아래의 설명 과정에서 본 발명은 더욱 잘 이해될 것이며, 그의 다른 목적, 세부사항, 특징 및 이점이 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 탱크 벽의 내부를 보여주는 사시도이다.
도 2는 정지 상태에 있는 탱크 벽의 앵커 장치를 도시하는 도 1의 화살표 Ⅱ 방향에서의 탱크 벽의 측면도이다.
도 3은 이격 부재가 없는 도 2에 도시된 앵커 장치의 사시도이다.
도 4는 도 3의 화살표 Ⅳ 방향에서의 앵커 장치의 측면도이다.
도 5a는 Ⅴ-Ⅴ 선을 따라 취해진 앵커 장치의 단면도이다.
도 5b는 앵커 장치의 접합 요소의 사시도이다.
도 5c는 도 5b에 도시된 접합 요소의 다른 사시도이다.
도 5d는 앵커 장치의 변형예를 도시하는 도 4와 유사한 부분 측면도이다.
도 6은 도 3의 화살표 Ⅵ 방향의 앵커 장치의 부분 사시도이다.
도 7은 앵커 장치의 위치를 도시하는 도 2의 탱크 벽 위에서 본 개략도이다.
도 8은 도 1의 탱크 벽에서 사용될 수 있는 다른 절연 블록의 사시도이다.
도 9는 메탄 탱커선 탱크와 해당 탱크를 선적/하역하기 위한 터미널의 내부를 보여주는 개략도이다.
관례상, "하부" 및 "상부"라는 용어는 도 1에 도시된 수평 벽에서와 같이 탱크의 외부 또는 내부 방향에서 각각 다른 요소에 대한 한 요소의 상대 위치를 형성하는데 사용된다. 그러나 아래의 설명은 중력장에서의 방향과 무관하게 임의의 벽에 적용 가능하다.
도 1에는 액화 천연 가스(LNG)와 같은 액화 유체를 저장하기 위한 밀폐 절연 탱크(1)의 벽의 다층 구조가 도시되었다. 탱크 벽(1)은 두께 방향에서 탱크의 외부에서 내부를 향해 연속적으로 지지벽(2) 상에 유지되는 2차 절연 장벽(3), 2차 절연 장벽(3)에 기대어진 2차 밀폐 멤브레인(4), 2차 밀폐 멤브레인(4)에 기대어진 1차 절연 장벽(5) 및 탱크에 담긴 액화 천연 가스와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 멤브레인(6)을 포함한다.
지지벽(2)은 특히 선박의 선체 또는 이중 선체에 의해 형성될 수 있다. 지지벽(2)은 전형적으로 탱크의 일반적인 형태, 일반적으로 다면체 형태를 형성하는 복수의 벽을 포함하는 지지 구조물의 부분을 형성한다.
2차 절연 장벽(3)은 이하에서 상세히 기술될 앵커 장치(20)에 의해 지지벽(2)에 고정되는 복수의 2차 절연 블록(7)을 포함한다. 2차 절연 블록(7)은 평행육면체의 일반적인 형태를 가지며 평행한 행으로 배치된다.
2차 밀폐 멤브레인(4)은 상승된 에지를 갖는 금속 스트레이크(8)의 연속 층을 포함한다. 금속 스트레이크(8)의 상승된 에지는 2차 절연 블록(7)의 커버 플레이트에 형성된 홈(9)에 고정된 평행한 용접 지지부에 용접된다. 금속 스트레이크(8)는 예를 들어 Invar®로 제조되며: 즉 일반적으로 1.2×10-6 내지 2×10-6 K-1의 팽창 계수를 갖는 철과 니켈의 합금이다.
1차 절연 장벽(5)은 평행육면체의 일반적인 형태와 2차 절연 블록(7)과 동일한 길이 및 폭의 치수를 갖는 복수의 1차 절연 블록(11)을 포함한다. 각 1차 절연 블록(11)은 탱크 벽(1)의 두께 방향으로 정렬된 2차 절연 블록(7) 중 하나와 일렬로 위치된다.
1차 밀폐 멤브레인(6)은 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 이것은 상승된 에지를 갖는 금속 스트레이크(8)의 연속 층을 포함한다. 2차 밀폐 멤브레인(4)에서와 같이, 금속 스트레이크(8)의 상승된 에지는 1차 절연 블록(11)의 커버 플레이트에 형성된 홈에 고정된 평행한 용접 지지부에 용접된다.
도 1에서 2차 절연 블록(7)은 지지벽(2)의 편평도 결함을 보상하기 위한 매스틱(mastic)의 심(shim)(12)과 비드(bead)(13)를 도시하도록 생략되었다. 도시되지 않은 심의 위치결정은 또한 공개문서 WO-A-2018069585에 기술된 바와 같이 제공될 수도 있다.
앵커 장치(20)는 바람직하게는 2차 절연 블록(7) 및 1차 절연 블록(11)의 4개의 모서리 높이에 위치되는 것이 바람직하다. 2차 절연 블록(7) 및 1차 절연 블록(11)을 포함하는 각 스택이 앵커 장치(20)에 의해 지지벽(2)에 고정된다. 또한, 각각의 앵커 장치(20)는 4개의 인접한 2차 절연 블록(7)의 모서리 및 4개의 인접한 1차 절연 블록(11)의 모서리와 협력한다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 2차 절연 블록(7)의 구조물이 보다 정확하게 보여진다. 여기서 2차 절연 블록(7)은 바닥 플레이트(14)와 커버 플레이트(15) 사이에 끼워진 절연 중합체 발포층(16)을 포함한다. 바닥 플레이트(14)와 커버 플레이트(15)는 예를 들어 합판으로 제조된다. 절연 중합체 발포층(16)은 바닥 플레이트(14) 및 커버 플레이트(15)에 접착된다. 절연 중합체 발포체는 특히 선택적으로 섬유에 의해 강화된 폴리우레탄 기반의 발포체일 수 있다.
도 7은 위에서 볼 때, 일 실시예에 따른 4개의 인접한 2차 절연 블록(7)의 모서리 사이의 앵커 장치(20)의 위치를 보다 정확하게 도시한다. 앵커 장치(20)는 클램핑 어셈블리(30)의 윤곽에 의해 표현된다. 각 2차 절연 블록(7)의 바닥 플레이트(14)는 앵커 장치(20)를 수용하는 직사각형 굴뚝의 형태로 간극(55)을 해소하기 위해 모서리 구역의 높이에 컷아웃(52)을 포함하는 것으로 보여진다.
커버 플레이트(15) 및 2차 절연 블록(7)의 절연 중합체 발포층(16)은 바닥 플레이트(14)의 모서리 부분(54)을 덮지 않는 직사각형 굴뚝 형태의 개구부(53)를 포함한다. 모서리 부분(54)은 예를 들어 이격 부분(50) 또는 모서리 기둥과 같은 바닥 플레이트(14)에 고정된 강성 요소를 통해 직접적 또는 간접적으로 자신에 관련되는 앵커 장치(20)를 구비하도록 의도된다. 이러한 종류의 모서리 기둥은 예를 들어 절연 중합체 발포체에 접착되어 고정되거나 고정되지 않을 수 있다.
도 2 내지 6을 참조하여, 일 실시예에 따른 앵커 장치(20)의 구조물이 다음에 기술된다.
앵커 장치(20)는 기본적으로 클램핑 어셈블리(30) 및 앵커 로드(22)를 포함한다. 앵커 로드(22)의 하단은 부시(bush)(23)에 수용되고 그의 기저부는 4개의 인접한 2차 절연 블록(7)의 모서리 영역 사이의 간극(55)의 중심 위치에서 지지벽(2)의 중앙 위치에 용접된다. 부시(23)는 앵커 로드(22)를 위한 볼 조인트를 형성한다. 예를 들어, 앵커 로드(22)의 하단부가 나사로 조여지는 너트(18)를 수용한다. 앵커 로드(22)는 탱크 벽(1)의 두께 방향으로 연장하고 인접한 1차 절연 블록(7) 사이를 통과한다.
클램핑 어셈블리(30)는 두께 방향에서 연속적으로 2개의 폐쇄 플레이트(91), 하부 플레이트(31), 이격 블록(33) 및 상부 플레이트(32)를 포함한다. 도 3에서 이격 블록(33)은 이격 블록(33)을 통과하는 앵커 장치(20)의 요소들을 나타내도록 도시되지 않았다.
상부 플레이트(32)는 지지벽(2)과 평행한 2개의 대향하는 더욱 긴 면(32A, 32B)을 포함하는 평행육면체의 일반적인 형태를 갖는다. 이격 블록(33)의 윤곽 또한 직사각형이고 동일한 치수를 갖는다.
하부 플레이트(31)는 직사각형이고 넓은 면(31BB)이 이격 블록(33)을 향하는 바닥부(31B)를 포함한다. 또한, 하부 플레이트(31)는 서로 평행하고 돌출된 2개의 돌출부(31L)를 포함한다. 하부 플레이트(31)는 서로 평행하고 하부 플레이트(31)가 오목한 부분이 앵커 로드(22)의 하부 단부를 향하는 "U" 형태의 중공 단면을 갖도록 지지벽(2)의 방향에서 바닥부(31B)에 수직인 2개의 돌출부(31L)를 포함한다. 이러한 경우 하부 플레이트(31)는 바닥부(31B)와 돌출부(31L) 사이의 접합에서 필렛(fillet)(31C)을 가질 수 있다. 그러나 대안으로서, 하부 플레이트(31)는 중공 단면의 오목한 부분이 앵커 로드(22)의 하단부를 향하도록 상이한 중공 단면을 가질 수 있다.
도 5a 및 6에서 더욱 잘 볼 수 있는 바와 같이, 하부 플레이트(31)의 중공 단면을 폐쇄하도록 2개의 폐쇄 플레이트(91) 각각이 2개의 돌출부(31L)에 부착, 예를 들어 용접된다.
대안으로서, 클램핑 어셈블리(30)의 윤곽의 형태는 예를 들어 육각형 또는 원형과 같이 상이할 수 있다.
하부 플레이트(31) 및 이에 부착된 폐쇄 플레이트(91)는 4개의 인접한 2차 절연 블록(7) 각각의 모서리 부분(54)에 대해 지지벽(2)의 방향으로 베어링하는 앵커 로드(22)에 의해서 유지된다. 도시된 실시예에서 이격 바(50)는 2차 블록(7) 각각의 폐쇄 플레이트(91)와 모서리 부분(54) 사이에 배치되고 따라서 바닥 플레이트(14)에 클램핑 힘을 전달한다.
이격부(50)는 앵커 로드(22)가 통과할 수 있도록 중앙 하우징(51)을 포함한다. 이 중앙 하우징(51)은 앵커 로드(22) 주위의 절연재, 예를 들어 유리솜, 충전재, 발포 폴리스티렌 또는 폴리우레탄 폼으로 채워질 수 있다. 이격부(50)는 예를 들어 열교(thermal bridging)를 제한하기 위해 합판으로 제조된다.
위에서 언급된 바와 같이, 모서리 부분(54)은 대안적으로 앵커 장치(20)가 모서리 부분(54)에 고정되고 선택적으로 절연 중합체 발포체에 고정된 모서리 기둥을 통해 관련되는 앵커 장치(20)를 포함할 수 있다. 이러한 경우 절연 플러그는 4개의 인접한 2차 절연 블록(7) 사이에 배치된다.
앵커 로드(22)의 상단부(44)는 이격 블록(33)에 형성된 하우징(도시되지 않음) 내에서 그리고 하부 플레이트(31)의 중앙 보어(도시되지 않음)를 통해 결합된다. 너트(42)는 지지벽(2) 방향으로 하부 플레이트(31)를 유지하기 위해 앵커 로드(22)의 상단부(44)의 높이에 형성된 수나사와 결합한다.
도시된 실시예에서 앵커 장치(20)는 하나 이상의 벨빌(Belleville) 워셔 유형의 스프링 워셔(43)를 더 포함한다. 스프링 워셔(43)는 너트(42)와 하부 플레이트(31) 사이의 앵커 로드(22) 상에 나사결합되어, 지지벽(2) 상에 2차 절연 블록(7)의 탄성 고정을 확실하게 한다. 또한, 너트(42)가 풀리는 것을 방지하는 방식으로 유리하게는 잠금 부재가 앵커 로드(22)의 상단부에 국부적으로 용접된다. 대안적으로, 앵커 로드(22)와 너트(42) 사이의 접합부에 스팟 용접이 형성된다.
이격 블록(33)은 탱크 벽의 두께 방향으로 관통하는 2개의 보어(33H)를 더 포함한다. 고정 나사(34)는 2개의 보어(33H) 각각에 수용된다. 각 고정 나사(34)의 하단부(35)는 수나사형이며 접합 부재(93)는 하단부(35) 상에 나사결합되어 하부 플레이트(31)의 중공 단면에 수용된다. 하부 플레이트(31)의 바닥부(31B)는 2개의 고정 나사(34)가 통과할 수 있도록 2개의 보어(33H)를 향하도록 관통하는 2개의 구멍(31H)을 포함한다.
상단부, 즉 하단부(35)의 반대쪽 단부에서 각 고정 나사(34)는 상부 플레이트(32)의 대응하는 보어(46) 내에 수용된 헤드(36), 예를 들어 원추형 헤드를 포함한다. 도면에 도시되지 않았지만, 고정 나사(34)는 바람직하게는 헤드(36) 부근에 수나사를 가지며, 해당 나사는 상부 플레이트(32) 상의 대응하는 암나사와 협력한다. 따라서 고정 나사(34)는 상부 플레이트(32)에 대한 위치에 잠금된다. 반대로, 각 고정 나사(34)의 접합 요소(93)는 하부 플레이트(31)의 중공 단면에서 자유롭게 미끄러진다.
이격 블록(33)은 플레이트(32, 31)와 평행한 하면 및 상면(48)을 갖는다. 하면과 상면(48) 사이의 이격 블록(33)의 두께는 하부 플레이트(31)와 상부 플레이트(32) 사이의 최소 간격을 형성한다. 그러한 최소 간격은 하부 플레이트(31) 및 상부 플레이트(32)가 이격 블록(33)의 하부면 및 상부면(48)에 대해 접촉되는 접합 위치(도시되지 않음)에 도달된다.
최소 간격과 최대 간격 사이의 치수 차이는 화살표(40)로 표시되며 하부 플레이트(31)의 중공 단면에서 접합 요소(93)의 슬라이딩 플레이에 해당한다. 그 크기는 특히 열 수축 및 동작시의 탱크 벽(1) 상의 정적 및 동적 압력의 영향으로 인해 탱크 동작 중에 상부 플레이트(32)가 2차 절연 블록(7)의 커버 플레이트(15)의 함몰을 전반적으로 따를 수 있도록 탱크 벽의 구조와 탱크 동작 상태의 함수로 결정된다. 이러한 압력은 특히 절연 중합체 발포층(16)의 크리프(creep)로 이어질 수 있다. 이러한 치수는 전형적으로 수 밀리미터이다.
정지 상태에서 탄성 요소(69)는 이격 블록(33)과 상부 플레이트(32) 사이의 2개의 고정 나사(34) 상에 결합되고 도 2, 4 및 5a에 도시된 이격된 위치에 플레이트(32, 31)를 유지한다. 더 정확하게 말하면, 탄성 요소(69)는 이격 블록(33)과 상부 플레이트(32) 사이의 치수 차이(40)와 동일한 간극을 생성한다. 상부 플레이트(32) 상에 가해지는 압력에 응답하여, 탄성 요소(69)는 압축되어 이격 블록(33)의 상부면(48)에 대한 상부 플레이트(32)의 하부면(49)의 접합 위치까지 이러한 간극을 점진적으로 제거한다.
도시된 실시예에서 탄성 부재(69)는 압축 스프링, 예를 들어 코일 스프링이고, 하부 플레이트(31B)의 면(31BB)에 관련된다. 접합 위치에서, 압축 스프링(69)은 보어(33H)에 완전히 포함된다. 2개의 스프링 시트(69A)(그 중 하나만 도 5a에서 볼 수 있음)는 2개의 스프링이 관련되도록 선택적으로 제공될 수 있다. 대안으로서, 각 코일 스프링은 대응하는 보어(33H)의 바닥에서 숄더를 지탱할 수 있다.
대안적으로, 탄성 요소(69)는 스택의 두 단부가 벨빌 워셔의 가장 큰 지름으로 구성되도록, 바람직하게는 홀수인, 예를 들어 5개인 상호 반전된 위치에서 연속적으로 배치된 벨빌 워셔의 스택일 수 있다.
고정 나사(34)는 바람직하게는 상부 플레이트(32)가 눌리지 않고 적당한 하중을 받을 수 있도록 정지 위치에서 탄성 요소(69) 상에 압축 예압(preload)을 발생시키도록 구성된다. 예로서, 탱크의 건설 중에 앵커 장치(20)와 수직 정렬로 걸을 수 있는 성인 남성의 하중이 지지될 수 있도록 대략 1000N의 예압이 인가된다.
탄성 요소(69)의 스티프니스는 특히 열 수축 및 동작시의 탱크 벽(1) 상의 정적 및 동적 압력의 영향으로 인해 탱크 동작 중에 상부 플레이트(32)가 2차 절연 블록(7)의 커버 플레이트(15)의 함몰을 전반적으로 따를 수 있도록 탱크 벽의 구조와 탱크 동작 상태의 함수로 결정된다. 이러한 압력은 특히 절연 중합체 발포층(16)의 크리프로 이어질 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이 접합 부재(93)는 고정 나사(34)의 수나사형 하단부(35) 상에 나사 결합되고 하부 플레이트(31)의 중공 단면에 수용된다. 도 4 내지 6에서 하단부(35)를 향하는 돌출부(31L)의 마주하는 면(31L1)은 접합 요소(93)의 2개의 별개의 면(93F, 93G)과 협력하는 것이 보여진다. 이러한 협력은 하부 플레이트(31)에 대한 회전에 대해 고정 나사(34)를 고정시킨다.
접합 부재(93)는 도 5b 및 5c에서 그 자체로 원근법으로 도시되었다. 도시된 바와 같이 접합 요소(93)는 바디(93B)를 포함한다. 바디(93B)는 정사각형(도 3, 5a 및 6) 또는 육각형(도 4, 5b 및 5c)일 수 있다. 그러나 변형예에서 바디(93B)는 돌출부(31L)의 마주하는 면(31L1)과 협력할 수 있는 2개의 별개의 면을 갖도록 제공된 일부 다른 형태일 수도 있다.
또한, 하부 플레이트(31)의 바닥부(31B)를 향하도록 의도된 바디(93B) 측 상에, 접합 부재(93)는 보스(boss)(93V)를 포함한다. 보스(93V)는 바디(93B)의 전체 폭보다 작은 전체 폭을 가지며, 이는 필렛(31C)이 접합 부재(93)를 고정할 수 있어야 할 필요 없이 접합 부재(93)가 하부 플레이트(31)의 바닥부(31B)와 접촉할 수 있게 한다.
폐쇄 플레이트(91)를 향하도록 의도된 바디(93B)의 다른 측면 상에서, 접합 요소(93)는 돌출 관형 부분(93H)을 포함한다. 돌출 관형 부분(93H)은 하단부(35)가 돌출 관형 부분(93H)에 수용되도록 고정 나사(34)의 수나사 하단부(35)보다 큰 단면을 갖는다. 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 돌출 관형 부분(93H)은 바람직하게는 하단부(35)의 나사산과 협력할 수 있도록 암나사형이다.
대안으로서, 접합 요소(93)는 단순한 정사각형 또는 육각형 너트일 수 있다.
고정 나사(34)는 나사 헤드(36)를 상부 플레이트(32)에 고정함으로써, 예를 들어 용접함으로써, 특히 스팟 용접에 의해 상부 플레이트(32)에 대해 회전하는 것이 추가로 차단될 수 있다.
위에서 기술된 모든 변형예에서 이격 블록(33)은 특히 고정 나사(34)가 연장하는 방향에서의 이격 블록(33)과 하부 플레이트(31) 사이의 임의의 상대적인 이동을 방지하기 위해 하부 플레이트(31)에 고정될 수 있다. 하부 플레이트(31)에 대한 이격 블록(33)의 이러한 고정은 나사에 의해 및/또는 리벳팅에 의해 및/또는 접착제에 의해 수행될 수 있다. 대안으로서, 이격 블록(33)은 예를 들어 나사 및/또는 리벳팅 및/또는 접착제에 의해 상부 플레이트(32)에 고정될 수 있다.
위에서 기술된 모든 영역에서 중합체 발포층은 상부 플레이트(32)에 대면하는 이격 블록(33) 상에 또는 이격 블록(33)에 대면하는 상부 플레이트(32) 상에 배치될 수 있음을 주목해야 한다.
단지 예로서, 도 5d는 이러한 종류의 중합체 발포층을 갖는 앵커 장치를 측면에서 부분적으로 나타낸다. 이러한 도 5d에서 중합체 발포층(68)은 앵커 로드(22)의 상단부(44)의 각각의 대향하는 측면 상의 이격 블록(33)의 상부면(48)에 고정된다.
중합체 비압축 발포층(68)의 두께는 필요한 치수 차이(40)와 동일하게 제조된다. 중합체 발포층(68)이 압축되지 않을 때, 이것은 따라서 이격 블록(33)의 면(48)과 플레이트(32)의 하부면(49) 사이에서 연장하며, 그에 따라 최대 이격 위치에서 플레이트(32, 31) 사이의 치수 차이(40)를 형성한다. 따라서 중합체 발포층(68)은 클램핑 어셈블리(30)의 조립을 용이하게 하는 필요한 치수 차이(40)를 구체화한다.
상부 플레이트(32) 상에 압력이 가해지면, 압축된 압축 스프링(69)이 전술된 접합 위치까지 차이(40)를 점진적으로 제거할 뿐만 아니라, 플레이트(32)의 하부면(49) 또한 중합체 발포층(68)을 압축한다.
비압축 중합체 발포층(68)의 스티프니스는 중합체 발포층(68)의 압축이 압축 스프링(69)의 압축을 크게 방해하지 않도록 압축 스프링(69)의 스티프니스에 비해 매우 낮은 것이 바람직하다.
예를 들어, 비압축된 중합체 발포층(68)의 두께는 포괄적으로 2㎜ 내지 8㎜이므로, 중합체 발포층(68)은 접합 위치에서 포괄적으로 1㎜ 내지 6㎜의 두께를 갖는다.
중합체 발포층(68)은 폴리우레탄, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 발포체 또는 멜라민 발포체, 특히 Basotect®라는 명칭으로 BASF SE 사에서 시판되는 발포체 계열로부터의 멜라민 발포체로부터 제조될 수 있다. 중합체 발포층(68)은 접착에 의해서 이격 블록(33)의 상부면(48)에 접착함으로써 고정될 수 있거나 또는 예를 들어 접착 스트립을 포함할 수 있다.
도 5d에 도시된 중합체 발포층(68)의 기하학적 구조는 단지 하나의 예일 뿐이다. 도시되지 않은 다른 예에서 중합체 발포층(68)은 또한 압축 스프링(69)을 수용하는 이격 블록(33)의 보어(33H) 주위에서 이격 블록(33)의 측방향 에지까지 연장하므로, 압축 스프링(69)의 회전과 접하게 될 위험이 없다. 중합체 발포층(68)은 상기 보어(33H) 주위에만 동일하게 배치될 수 있다.
이격 블록(33)은 열교를 제한하기 위해 예를 들어 합판으로 제조된다. 하부 플레이트(31) 및 상부 플레이트(32)는 강철 또는 임의의 다른 적절한 금속 합금으로 제조될 수 있다.
상부 플레이트(32)는 보어(46, 47)를 생성하기 위해 금속 합금 플레이트를 드릴링함으로써 간단하게 획득될 수 있다. 하부 플레이트(31)는 관통 구멍(31H)을 생성하기 위해 금속 합금 프로파일을 드릴링하기 전에 또는 후에 금속 합금 프로파일을 절단하여 생산될 수 있다. 접합 부재(93)는 하부 플레이트(31)의 중공 단면의 치수와 일치시키고 적용 가능한 경우 보스(93V) 및 돌출 관형 부분(93H)을 생산하기 위해 표준 치수로 너트를 기계가공함으로써 생산될 수 있다. 폐쇄 플레이트(91)는 클램핑 어셈블리(30)의 외부 윤곽을 위해 선택된 치수로 생산된 단순한 금속 플레이트일 수 있다. 마지막으로, 이격 블록(33)이 합판으로 만들어지는 경우 그 비용이 비교적 저렴하다. 상기로부터 클램핑 어셈블리(30) 및 앵커 장치(20)의 생산이 단순하고 비용이 비교적 저렴할 수 있음이 명백하다.
도 5a 및 6에 도시된 바와 같이, 폐쇄 플레이트(91)는 선택적으로 돌출 관형 부분(93H) 및 따라서 고정 나사(34)의 하단부(35)를 통과할 수 있게 하도록 보어(33H) 및 관통 구멍(31H)과 일렬로 위치된 관통 구멍(91H)을 포함할 수 있다. 관통 구멍(91H) 및 돌출 관형 부분(93H)의 치수는 바람직하게는 돌출 관형 부분(93H)의 외부 표면이 관통 구멍(31H)의 벽과 협력하도록 선택된다. 이것은 접합 요소(93) 및 이에 따른 고정 나사(34)의 병진이동에서의 가이드를 가능하게 한다.
관통 구멍(31H)은 각 폐쇄 플레이트(91)의 추가 드릴링을 필요로 하지 않으므로 클램핑 어셈블리(30)의 생산 비용을 크게 증가시키지 않는다. 대안적으로, 홀(31H)은 블라인드 홀일 수 있다.
탱크 벽(1)은 단일 멤브레인 탱크를 생산하기 위해 2차 절연 장벽(3) 및 2차 밀폐 멤브레인(4)으로 제한될 수 있다. 1차 절연 장벽(5) 및 1차 밀폐 멤브레인(6)이 존재할 때, 앵커 장치(20)는 또한 1차 단계도 포함한다. 이를 위해 상부 플레이트(32)는 자신의 중앙에 1차 절연 블록(11)을 고정하기 위한 스터드(27)의 수나사 기저부가 장착된 암나사 보어(47)를 가진다. 스터드(27)는 2차 밀폐 멤브레인(4)의 금속 스트레이크(8)를 통해 형성된 보어를 통과한다. 스터드(27)는 2차 밀폐 멤브레인(4)을 밀폐하기 위해 보어 주변에서 용접되는 플랜지를 포함한다.
앵커 장치(20)의 1차 단계는 또한 2차 밀폐 멤브레인(4)에 대해 유지하도록 하는 방식으로 4개의 인접한 1차 절연 블록(11) 각각에 형성된 베어링 구역에 지지벽(2)의 방향으로 지탱하는 1차 베어링 플레이트(28)를 포함한다. 도시된 실시예에서 각 베어링 구역(29)은 1차 절연 블록(11)의 바닥 플레이트의 돌출부에 의해서 형성된다.
너트(29)는 1차 베어링 플레이트(28)를 스터드(27) 상에 고정하는 방식으로 스터드(27)의 상단부 상에 형성된 수나사와 협력한다. 도시된 실시예에서, 앵커 장치(20)는 너트(28)와 1차 베어링 플레이트(28) 사이의 스터드(27) 상에 나사 고정된 벨빌 유형의 스프링 워셔를 더 포함하고, 이는 2차 밀폐 멤브레인(4) 상에 1차 절연 블록(11)의 탄성 고정을 가능하게 한다.
치수의 예
탄성 요소(69)의 스티프니스 때문에, 클램핑 어셈블리(30)는 탱크가 비어 있고 주변 온도에 있을 때, 즉 초기 기능에 해당하는 조건 하에서, 최대 간격에 상응하는 이격된 위치에 있다. 그러한 상태에서 상부 플레이트(32)의 위치는 2차 밀폐 멤브레인(4)을 위한 균일한 지지 표면을 제공하는 방식으로 커버 플레이트(15)와 정렬되도록 조정된다.
탱크를 사용하는 동안, 탱크를 액화 가스로 채운 후에, 2차 절연 장벽(3) 내에 열 수축 현상 및 정수압 하중 하의 수축 및 크리프가 발생할 것이다.
열 수축은 모든 재료에서 동일하지 않고, 절연 중합체 발포층(16)은 이격부(50) 및 이격 블록(33)을 구성하는 합판보다 더 수축하는 경향이 있다. 또한 바닥, 천장 또는 측면의 탱크 벽의 위치에 따라 압력이 상이하다. 모든 벽은 예를 들어 2kPa 또는 5kPa(20mbar 또는 50mbar)인 적어도 증기상의 사용 압력을 받는다.
탄성 요소(69)의 스티프니스는 냉각 후에 증기상의 사용 압력에서 탄성 요소(69)의 탄성 압축이 앵커 장치(20)의 열 수축에 대한 2차 절연 블록(7)의 추가 수축 및 크리프와 동일하거나 그보다 더 큰 상부 플레이트(32)의 추가 하강을 가능하게 하도록 선택될 수 있다. 2차 절연 블록(7)의 이러한 추가적인 수축 및 크리프는 예를 들어 증기상의 사용 압력에서 대략 1㎜이다. 따라서 상부 플레이트(32)는 커버 플레이트(15)의 높이를 추적하고 2차 밀폐 멤브레인(6)을 전단하기 쉬운 돌출 구역을 위험하게 생성하지 않는다.
탄성 요소(69)의 스티프니스 및 차이(40)의 크기는 또한 클램핑 어셈블리(30)는:
- 밑에 있는 1차 절연 블록이 최대 화물 압력을 받을 때의 정수력하중; 또는
- 사전결정된 공칭 임계값을 초과하는 화물의 출렁거림으로 인해 밑에 있는 1차 절연 블록이 충격 압력을 받는 경우의 동적 하중의 조건 하에서 최소 간격에 대응하는 접합 위치에 도달하는 방식으로 선택될 수 있다.
모든 경우에 탄성 요소(69)는 앵커 장치(20)의 유연성을 증가시키고 따라서 2차 밀폐 멤브레인(6)의 노화를 가속화할 수 있는 돌출 구역 또는 단단한 스팟의 국부적인 형성의 위험을 제한한다.
2개의 플레이트 사이에 작용하는 탄성 멤브레인, 즉 여기에서 탄성 요소(69)의 총 스티프니스는 바람직하게는 앵커 장치의 바로 부근의 사용 온도에서 절연 장벽의 등가 스티프니스보다 작다. 도시된 실시예에서, 절연 중합체 발포층(16)이 절연 장벽의 스티프니스를 제어한다. 일 실시예에서 탄성 요소(69)의 총 스티프니스는 대략 1880 N/㎜인 반면 상부 플레이트와 동일한 단면을 갖는 절연 중합체 발포층(16)으로 제조된 스프링에 등가인 탱크 벽의 두께 방향에서의 스티프니스는 대략 1920 N/㎜이며, 즉 0.98과 동일한 스티프니스 비율이 존재한다. 보다 일반적으로, 이 비율은 0.3 내지 1에서 선택될 수 있다.
상기에서 2차 절연 블록(7)의 구조가 예로서 기술되었다. 또한, 다른 실시예에서, 2차 절연 블록(7)은 예를 들어 문서 WO-A-2012127141에 기술된 일부 다른 일반적인 구조를 갖기 쉽다. 2차 절연 블록(7)은 바닥 플레이트, 커버 플레이트 및 바닥 플레이트와 커버 플레이트 사이의 탱크 벽(1) 두께 방향으로 연장하고 펄라이트, 유리솜 또는 암면과 같은 절연 패킹으로 채워진 복수의 구획을 한정하는 부하 지탱 웹을 포함하는 박스 형태로 제조된다.
2차 절연 블록(107)의 다른 실시예가 도 8에 도시되었다. 도 8에서 선행 도면들과 유사하거나 동일한 요소들은 100만큼 증가된 동일한 참조번호를 가지며 여기서 다시 기술되지 않는다. 여기에서 절연 중합체 발포층은 예를 들어 합판으로 제조되고 이에 접착된 중간 플레이트(10)에 의해 분리되는 상부층과 하부층(16b, 16a)으로 분할된다. 상부층(16a)의 길이는 하부층(16b)의 길이보다 짧고 중간 플레이트(10)의 2개의 길이방향 단부에서 림(rim)(10a)을 드러낸다.
하부층(16b)의 4개의 모서리에 형성된 개구에는 중간 플레이트(10)와 바닥 플레이트(114) 사이에 강성 기둥(17)이 하부층(16b)의 두께 방향으로 연장한다. 강성 기둥(17)은 앵커 장치(20)의 클램핑 힘을 흡수하기 위해 림(10a)과 부분적으로 수직 정렬되며, 앵커 장치(20)의 하부 플레이트(31)는 여기에서 림(10a)에 직접 적용될 수 있다. 2차 절연 블록(107)의 다른 세부사항은 공개문서 WO-A-2014096600에서 찾을 수 있다.
1차 절연 블록(11)은 다양한 방식으로 생산될 수 있으며, 예를 들어 2차 절연 블록(7)과 같이 바닥 플레이트와 커버 플레이트 사이에 끼워진 절연 중합체 발포층의 형태로 생산될 수 있다.
바닥 플레이트는 2차 밀폐 멤브레인(4)의 스트레이크(8)의 상승된 에지를 수용하도록 의도된 홈을 포함한다. 커버 플레이트는 또한 용접 지지부를 수용하기 위한 홈을 포함한다.
상기에서 1차 절연 패널(11)의 구조가 예로서 기술되었다. 또한, 다른 실시예에서, 1차 절연 패널(22)은 예를 들어 문서 WO-A-2012127141에 일부 다른 일반적인 구조를 갖기 쉽다.
하나 또는 두 개의 밀폐 멤브레인만을 포함하는 탱크 벽을 생산하기 위해 상기에서 설명된 기술은 다른 유형의 저장 시설, 예를 들어 지상 설비 또는 메탄 탱커 또는 기타 선박과 같은 부유 구조물 내의 액화 천연 가스(LNG)를 위한 이중 멤브레인 탱크를 구성하는 데에도 사용될 수 있다.
도 9를 참조하면, 메탄 탱커선(70)의 내부가 보이는 도면은 선박의 이중 선체(72)에 장착된 일반적인 각주 형태의 밀폐 절연 탱크(71)를 도시한다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 담긴 LNG와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 장벽, 1차 밀폐 장벽과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀폐 장벽 및 1차 밀폐 장벽과 2차 밀폐 장벽 사이에 그리고 2차 밀폐 장벽과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 2개의 절연 장벽을 포함한다.
자체 공지된 방식으로 선박의 상부 데크에 배치된 적재/하역 파이프(73)는 탱크(71)로부터 또는 탱크(71)로 LNG 화물을 이송하기 위해 해상 또는 항구 터미널로의 적절한 커넥터에 의해서 연결될 수 있다.
도 9는 적재 및 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 지상 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 예를 도시한다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 이동식 암(74) 및 이동식 암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정된 연안 설비이다. 이동식 암(74)은 적재/하역 파이프(73)에 연결될 수 있는 절연 가요성 튜브(79)의 묶음을 지지한다. 배향 가능한 이동식 암(74)은 모든 메탄 탱커 적재 게이지에 적응된다. 도시되지 않은 연결 파이프는 타워(78) 내부로 연장한다. 적재 및 하역 스테이션(75)은 지상 설비(77)로부터 또는 지상 설비(77)로의 메탄 탱커(70)의 적재 및 하역을 가능하게 한다. 지상 설비(77)는 액화 가스 저장 탱크(80) 및 수중 파이프(76)를 통해 적재 및 하역 스테이션(75)으로 연결된 연결 파이프(81)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 로딩 또는 하역 스테이션(75)으로 연결된다. 수중 파이프(76)는 적재 또는 하역 스테이션(75)과 지상 설비(77) 사이에서 액화 가스를 먼 거리, 예를 들어 5km에 걸쳐 수송할 수 있게 하여, 적재 및 하역 작업 중에 메탄 탱커 선박(70)이 해안으로부터 먼 거리를 유지할 수 있게 한다.
선박(70)에 탑재된 펌프 및/또는 지상 설비(77)를 구비하는 펌프 및/또는 적재 및 하역 스테이션(75)을 구비하는 펌프는 액화 가스를 수송하는 데 필요한 압력을 발생시키는 데 사용된다.
본 발명이 복수의 특정 실시예와 관련하여 기술되었지만, 그러한 특정 실시예에 국한되지는 않으며, 본 발명의 범위 내에 속하는 경우 기술된 수단의 모든 기술적 등가물 및 조합을 포함한다는 것이 명백하다.
"포함하다"는 표현 및 그 활용 형태의 사용은 청구범위에 언급된 것 이외의 요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.
청구범위에서, 괄호 사이의 참조부호가 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (20)

  1. 지지벽에 대해 절연 블록을 유지하기 위한 앵커 장치로서,
    하부 플레이트(31), 하부 플레이트와 평행한 상부 플레이트(32), 하부 플레이트를 상부 플레이트에 연결하는 연결 부재(34) 및 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 배치되는 간격 부재를 포함하는 클램핑 어셈블리(30) - 상기 간격 부재는 접합부에 대해 하부 및 상부 플레이트의 접합 위치에서 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이의 최소 간격을 형성하는 접합부를 포함하고, 상기 접합부는 강성부(33)를 포함함 - 및,
    클램핑 어셈블리로부터 하부 플레이트(31)에 수직으로 돌출하는 앵커 로드(22) - 상기 앵커 로드는 지지벽(2)에 부착되도록 의도된 하단부 및 하단부 반대측의 상단부를 가지며, 하단부 방향으로 하부 플레이트에 견인력을 가할 수 있도록 하부 플레이트(31)에 결합됨 -를 포함하고,
    상기 이격 부재는 이격된 위치에서 하부 플레이트 및 상부 플레이트(32)를 유지하게 하는 탄성적으로 압축가능한 부재(69)를 포함하며, 상기 연결 부재는 이격된 위치에서 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이의 최대 간격을 형성하고, 상기 최대 간격은 상기 최소 간격보다 크고, 상기 탄성적으로 압축가능한 부재(69)는 상부 플레이트를 하부 플레이트에 더 가깝게 이동시키려는 힘에 반응하여 접합부에 대해 하부 및 상부 플레이트(31, 32)의 상기 접합 위치까지 탄성적으로 압축되도록 구성되며,
    상기 연결 부재는 하부 플레이트(31) 및 상부 플레이트(32)에 수직하고 접합부에 형성된 보어를 통해 연장되는 적어도 하나의 연결 로드(34)를 포함하고, 상기 하부 플레이트는 접합 위치까지 슬라이딩할 수 있도록 상기 연결 로드에 대해 슬라이딩하도록 장착되며,
    상기 하부 플레이트(31)는 앵커 로드(22)의 하단부를 향해 마주하는 오목부를 가진 중공 단면을 가지고,
    상기 연결 부재는 접합 요소(93)를 더 포함하고, 상기 접합 요소(93)는 하부 플레이트(31)의 중공 단면에 수용되며 이격된 위치의 연결 로드(34)에 대해 길이방향으로 하부 플레이트가 이동하지 않게 하도록 연결 로드의 제1 단부에 결합되고,
    상기 앵커 장치(20)는 접합 요소와 마주하게 배치되며 하부 플레이트(31)의 중공 단면을 폐쇄하도록 하부 플레이트(31)에 부착되는 폐쇄 플레이트(91)를 더 포함하는, 앵커 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    하부 플레이트(31)의 중공 단면은 연결 로드(34)가 회전 이동하지 않게 하도록 접합 요소(93)의 2개의 별개의 면(93F, 93G)과 협력하는 2개의 마주하는 면(31L1)을 구비하는, 앵커 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    연결 로드(34)의 제1 단부는 수나사형 부분(35)을 포함하고 접합 요소(93)는 수나사형 부분(35)으로 나사로 고정되는 정사각형 또는 육각형 너트(93B)를 포함하는, 앵커 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    접합 부재(93)는 폐쇄 플레이트(91)를 향해 마주하고 연결 로드(34)의 제1 단부(35)를 수용하는 돌출 관형 부분(93H)을 포함하며, 폐쇄 플레이트(91)는 상기 돌출 관형 부분(93H)을 수용하도록 구성된 자신을 통과하는 구멍(91H)을 갖는, 앵커 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 플레이트(31)의 상기 중공 단면은 필렛(fillet)(31C)을 포함하고 접합 요소(93)는 필렛(31C)을 향해 마주하는 보스(boss)(93V)를 포함하는, 앵커 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    연결 로드의 제1 단부에 대향하는 연결 로드(34)의 제2 단부는 상부 플레이트(32)에 고정되는, 앵커 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄성적으로 압축가능한 부재(69)는 연결 로드(34)에 결합되는, 앵커 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄성적으로 압축가능한 부재(69)는 하부 플레이트(31)에 기대어진, 앵커 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    탄성적으로 압축가능한 부재(69)는 압축 스프링, 특히 코일 스프링을 포함하는, 앵커 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상부 플레이트 및 하부 플레이트(31, 32)의 이격 위치와 접합 위치 사이의 탄성 이동은 포괄적으로 1㎜ 내지 8㎜, 바람직하게 포괄적으로 4㎜ 내지 7㎜인, 앵커 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하부 플레이트(31)는 앵커 로드(22)의 상단부를 통과하는 중앙 보어를 포함하고, 상기 앵커 장치는 앵커 로드의 상단부의 수나사 부분과 협력하는 너트(42) 및 너트와 하부 플레이트 사이에서 앵커 로드의 하단부의 방향으로 하부 플레이트에 탄성력을 인가할 수 있는 방식으로 앵커 로드의 상단부로 나사 고정되는 하나 이상의 스프링 워셔(43)를 포함하는, 앵커 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 클램핑 어셈블리(30)는 상기 중앙 보어(41)에 대칭으로 구비되는 적어도 2개의 연결 로드(34)를 포함하는, 앵커 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    앵커 로드의 하단부에 결합되고 지지벽(2)에 고정되도록 의도되는 부시(23)를 더 포함하고, 상기 부시는 볼 조인트를 형성하는 방식으로 앵커 로드(22)의 하단부를 수용하는 하우징을 포함하는, 앵커 장치.
  14. 유체를 저장하기 위한 밀폐 절연 탱크로서,
    지지벽, 지지벽(2)에 고정되는 앵커 장치(20) 및 상기 앵커 장치에 의해 지지벽에 고정되는 탱크 벽(1)을 포함하고, 상기 탱크 벽(1)은 탱크의 외부에서 내부를 향한 두께 방향에서 연속적으로 절연 장벽(3) 및 절연 장벽(3)에 기대어진 밀폐 멤브레인(4)을 포함하고,
    상기 절연 장벽(3)은 지지벽(2)에 병치된 평행육면체 형태의 절연 블록(7)을 포함하고, 상기 절연 블록 각각이 밀폐 멤브레인(4)에 대한 지지 표면을 형성하는 커버 플레이트(15)를 포함하며,
    상기 앵커 장치 중 적어도 하나는 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 장치이고, 앵커 로드(22)의 하단부는 복수의 절연 블록(7) 사이에서 지지벽에 고정되며, 앵커 장치의 폐쇄 플레이트(91)는 지지벽(2)의 방향으로 복수의 절연 블록을 클램핑하기 위해 복수의 절연 블록(7)과 협력하는, 탱크.
  15. 제14항에 있어서,
    탄성적으로 압축가능한 부재(69)는 하부 플레이트 및 상부 플레이트를 탱크의 빈 상태에서 이격된 위치에 유지시키도록 구성되고, 이격된 위치에 있는 앵커 장치의 상부 플레이트(32)는 밀폐 멤브레인(4)을 지지하기 위해 복수의 절연 블록의 커버 플레이트(15)와 정렬되는, 탱크.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서,
    상기 절연 블록(7)은 각각이 커버 플레이트(15)와 평행하고 그로부터 이격된 바닥 플레이트(14), 상기 커버 플레이트와 바닥 플레이트 사이에 배치된 섬유 강화 중합체 발포 블록(16)을 포함하며, 앵커 장치의 폐쇄 플레이트(91)는 중합체 발포 블록(16)에 클램핑 힘을 가하지 않고 상기 바닥 플레이트(14)와 직접 또는 간접적으로 협력하는, 탱크.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 앵커 장치의 폐쇄 플레이트(91)는 예를 들어 합판으로 제조된 강성 베어링 요소(50)를 통해 바닥 플레이트(14)와 간접적으로 협력하고, 상기 강성 베어링 요소(50)는 바닥 플레이트(14)의 모서리 부분에 안착하는, 탱크.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    탄성적으로 압축가능한 부재의 스티프니스와 상부 플레이트와 동일한 단면적을 갖는 섬유 강화 중합체 발포체로 구성된 스프링과 등가인 탱크 벽의 두께 방향의 스티프니스 사이의 비율은 포괄적으로 0.3 내지 1인, 탱크.
  19. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    절연 장벽은 2차 절연 장벽(3)이고, 절연 블록은 2차 절연 블록(7)이고, 밀폐 멤브레인은 2차 밀폐 멤브레인(4)이고, 탱크 벽은 2차 밀폐 멤브레인(4)에 기대어진 1차 절연 장벽(5) 및 1차 절연 장벽(5)에 기대어지고 탱크에 담긴 유체와 접촉하도록 의도된 1차 밀폐 멤브레인(6)을 더 포함하고, 1차 절연 장벽(5)은 각각이 2차 절연 블록(7) 중 하나에 적층된 1차 절연 블록(11)을 포함하며,
    클램핑 어셈블리(30)는 2차 절연 장벽과 협력하도록 의도된 2차 클램핑 부재를 형성하고, 상부 플레이트(32)는 앵커 로드의 반대측 상에서 클램핑 어셈블리로부터 돌출하는 스터드(27)가 나사 고정되는 중앙 보어(47)를 포함하고, 상기 스터드(27)는 1차 절연 장벽(5)과 협력하도록 의도된 1차 클램핑 부재(28)를 지지하고, 상기 스터드(27)는 2차 밀폐 멤브레인(4)을 밀폐 방식으로 통과하며 1차 클램핑 부재는 지지벽(2)을 향하는 방향으로 복수의 1차 절연 블록을 유지하기 위한 방식으로 상기 복수의 2차 절연 블록 상에 적층된 복수의 1차 절연 블록(11)을 지지벽(2)의 방향으로 지탱하도록 유지되는, 탱크.
  20. 유체 운송을 위한 선박(70)으로서, 이중 선체(72) 및 상기 이중 선체(72)에 배치된 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 탱크(71)를 포함하는, 선박.
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