KR20230084547A - 밀봉 및 단열 탱크 - Google Patents

밀봉 및 단열 탱크 Download PDF

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KR20230084547A
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insulating
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tank
panel
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KR1020237015627A
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미카엘 헤리
앙투안 필립
브루노 들레트레
니콜라 로랭
라파엘 프루니에
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가즈트랑스포르 에 떼끄니가즈
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Abstract

본 발명은 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 벽(1)으로서, 벽은 적어도 하나의 단열 장벽(6) 및 상기 단열 장벽(6)에 고정되고 탱크에 포함된 액화 가스와 접촉할 수 있는 하나의 밀봉 멤브레인(8)을 포함하고, 단열 장벽(6)은 서로 평행한 행과 열로 병치되는 단열 패널(7)을 포함하고, 각 단열 패널(7)은 브릿징 요소(26)에 의해 인접한 단열 패널(7)에 연결되고 밀봉 멤브레인(8)을 지지하는 내부면을 포함하고, 각 브릿징 요소(26)는 인접한 2개의 단열 패널(7)에 걸치도록 배열되고 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 하나의 내부면의 엣지에 형성되는 오목부(25) 및 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 다른 하나의 내부면의 엣지에 형성되는 오목부(25)에 고정된다.

Description

밀봉 및 단열 탱크
본 발명은 대기압에서 약 -163°C의 액화 천연 가스(LNG)를 이송하거나 예를 들어 -50°C 내지 0°C 사이의 온도를 갖는 액화 석유 가스(LPG)를 이송하기 위한 탱크와 같이, 액화 가스를 저장 및/또는 이송하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 분야에 관한 것이다.
이 탱크는 육상 또는 부유식 구조물에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우, 탱크는 액화 가스를 이송하거나 부유식 구조물을 추진하기 위한 연료로 이용되는 액화 가스를 수용하기 위한 것일 수 있다.
지지 구조물 상에 유지되는 탱크 벽을 포함하는 밀봉 및 단열 탱크는 종래 기술로부터 알려져 있으며, 탱크 벽은 탱크의 외측으로부터 내측으로의 두께 방향으로, 지지 구조물 상에 유지되는 2차 단열 장벽, 2차 단열 장벽 상에 유지되는 2차 밀봉 멤브레인, 2차 밀봉 멤브레인 상에 유지되는 1차 단열 장벽 및 1차 단열 장벽 상에 유지되는 주름진 1차 밀봉 멤브레인을 포함한다. 이러한 밀봉 및 단열 탱크는 액화 천연 가스(LNG)와 같은 액화 가스의 이송에서 특히 선박과 같은 부유식 구조물에 탑재에 이용될 수 있다.
복수 개의 주름진 시트를 조립함으로써 1차 밀봉 멤브레인을 제조하는 것이 공지되어 있으며, 이때 주름들은 유리하게는 서로에 대해 수직이다. 주름은 1차 밀봉 멤브레인에 열 및 기계적 응력, 특히 탱크에 저장된 액화 가스에 의해 생성되고 지지 구조물의 변형과 관련된 열 및 기계적 응력의 영향 하에 변형될 수 있는 특정 유연성을 제공한다. 1차 밀봉 멤브레인은 1차 단열 장벽의 단열 패널에 고정된다.
출원인은 전술한 유형의 탱크에서 1차 밀봉 멤브레인의 주름이 균일하게 응력을 받지 않는 것을 관찰했다. 특히, 1차 단열 장벽은 불연속적이어서, 즉 서로에 병치된 단열 패널로 구성되어 있기 때문에 탱크에 저장된 액화 가스에 의해 생성된 열 및 기계적 응력의 영향 및/또는 스웰(swell)의 영향 하에서 지지 구조물이 변형될 때 균일하게 거동하지 않는다. 따라서, 출원인은 제1 단열 패널에 고정된 제1 고정 요소와 제2 단열 패널에 고정된 제2 고정 요소에 걸쳐있는 영역에 위치되는 주름들이 다른 주름들보다 더 높은 응력을 받는 것을 관찰했다. 특히 1차 밀봉 멤브레인의 수명을 최적화하기 위해 1차 밀봉 멤브레인의 주름들 사이에서 응력이 가능한 한 균일하게 분배되도록 하는 것은 중요하다.
본 발명의 이면에 있는 하나의 아이디어는 1차 밀봉 멤브레인이 받는 응력이 보다 균일하게 분배되는 밀봉 및 단열 탱크를 제안하는 것이다.
본 발명은 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 벽에 관한 것으로, 벽은 적어도 하나의 단열 장벽 및 상기 단열 장벽에 고정되고 탱크에 포함된 액화 가스와 접촉할 수 있는 하나의 밀봉 멤브레인을 포함하고, 단열 장벽은 서로 평행한 행과 열로 병치되는 단열 패널을 포함하고, 각 단열 패널은 브릿징 요소에 의해 인접한 단열 패널에 연결되고 밀봉 멤브레인을 지지하는 내부면을 포함하고, 각 브릿징 요소는 인접한 2개의 단열 패널에 걸치도록 배열되고 인접한 2개의 단열 패널 중 하나의 내부면 및 인접한 2개의 단열 패널 중 다른 하나의 내부면에 고정되며, 단열 패널은 벽의 두께 방향으로 각각 형성되는 완화 슬롯을 포함하고, 각 브릿징 요소는 단열 패널의 엣지 및 엣지에 평행하고 인접한 완화 슬롯 사이에서 단열 패널 중 하나에 고정된다.
따라서, 브릿징 요소는 단열 패널의 표면에 평행한 평면에서 상기 패널의 상호 분리를 방지하거나 제한하는 단열 패널 사이의 기계적 연결을 제공한다.
유리하게는, 단열 패널이 서로로부터 분리되는 것을 방지하기 위해, 단열 패널은 변형될 수 있어야 하고, 따라서 단열 패널의 강성은 변형을 발생시키는 요소, 즉 브릿징 요소의 강성보다 낮을 필요가 있다. 이제 완화 슬롯으로 인해 단열 패널의 강성은 브릿징 요소의 강성보다 낮다. 따라서, 브릿징 요소는 단열 패널이 변형되도록 한다. 전술한 특징은 따라서 1차 단열 장벽에 걸쳐 지지 구조물의 변형의 보다 균일한 분배에 기여한다. 이에 따라 밀봉 멤브레인의 주름은 보다 균일하게 응력을 받는다.
실시예들에 따르면, 이러한 탱크 벽은 다음 특징 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 브릿징 요소는 금속 플레이트이다. 이는 패널이 변형될 수 있도록 단열 패널 사이에 견고한 기계적 연결을 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 각 브릿징 요소는 인접한 2개의 단열 패널 중 하나의 내부면에 형성되는 오목부 및 인접한 2개의 단열 패널 중 다른 하나의 내부면에 형성되는 오목부에 고정된다.
일 실시예에 따르면, 브릿징 요소 중 적어도 하나는 중앙부 및 중앙부의 2개의 단부에 각각 위치되는 2개의 구부러진 엣지를 포함하고, 각각의 구부러진 엣지는 오목부 중 하나에 수용되는 각각의 그루브 내에 놓이고, 그루브는 구부러진 엣지의 폭보다 큰 길이를 가지며, 2개의 그루브 중 적어도 하나는 벽의 두께 방향에 수직인 평면에서 상기 오목부가 형성되는 단열 패널의 인접한 엣지에 대해 각도(α1)만큼 기울어진다. 이러한 배열은 1차 패널 사이의 이격(e1)이 공칭값(norminal value)에 대응되지 않더라도 결정된 공차(tolerance) 범위 내에 있는 한, 구부러진 엣지가 금속 장착 플레이트 또는 단열 패널의 내부면에 존재하는 그루브 내에 놓이도록 할 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서 이러한 배열은 단열 패널 사이의 이격(e1)이 공칭값과 다른 경우에도 브릿징 요소의 간단하고 신속하며 정확한 배치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 2개의 그루브 중 다른 하나는 벽의 두께 방향에 수직인 평면에서, 상기 그루브를 수용하는 오목부가 형성되는 단열 패널의 인접한 엣지에 대해 각도(α2)만큼 기울어지고, 각도 α1 및 α2는 서로 반대 방향으로 배향되는 각도이다.
일 실시예에 따르면, 각도 α1 및 α2는 5 내지 10° 사이의 값을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 각도 α1 및 α2는 동일한 값을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 각도(α1 및 α2) 및 그루브의 길이는 단열 패널 사이의 간격(e1) 상에서 1 내지 10 mm 사이, 예를 들어 3 mm 정도의 공차 범위를 커버하도록 구성된다.
일 실시예에 따르면, 각각의 그루브는 오목부 중 하나에 고정되는 금속 장착 플레이트에 형성된다.
다른 실시예에 따르면, 각각의 그루브는 오목부 중 하나의 바닥을 정의하는 단열 패널의 영역에 형성된다. 이러한 방식으로 금속 장착 플레이트를 사용하지 않는 것이 가능하다.
일 실시예에 따르면, 브릿징 요소의 중앙부는 체결구, 예를 들어 나사에 의해 2개의 단열 패널에 고정된다. 대안적인 실시예 또는 추가적인 실시예에 따르면, 브릿징 요소는 그루브가 형성된 금속 장착 플레이트에 용접된다. 일 실시예에 따르면, 브릿징 요소와 금속 장착 플레이트 사이의 용접은 브릿징 요소의 중앙부의 엣지를 따라 이루어진다.
일 실시예에 따르면, 1차 패널의 하나의 동일한 엣지를 따라 연장되는 그루브는 1차 패널의 상기 엣지에 대해, 일 방향으로 또는 다른 방향으로 교번하여 기울어진다.
일 실시예에 따르면, 각각의 구부러진 엣지는 인접한 단열 패널의 엣지에 대해, 상기 구부러진 엣지가 놓이는 그루브의 기울기에 대응하는 기울기를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 각 오목부는 단열 패널 중 하나의 엣지와 상기 엣지에 평행하고 인접한 완화 슬롯 중 하나 사이에 배열된다.
일 실시예에 따르면, 각 금속 플레이트는 인접한 2개의 단열 패널 각각의 오목부 중 하나에 각각 고정된 2개의 금속 장착 플레이트에 용접된다. 따라서 작업장에서 금속 장착 플레이트는 단열 요소에 고정될 수 있기 때문에 브릿징 요소의 고정은 간단하고, 이에 따라 브릿징 요소는, 특히 밀봉 멤브레인의 시트를 서로 용접하기 위해 탱크 내부에 이미 존재되어야 하고 탱크의 제조를 맡은 작업자가 작동하기에 완전히 능숙한 용접 장비에 의해 탱크를 조립하는 동안 고정될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 각 금속 플레이트는 인접한 2개의 단열 패널 각각의 오목부 중 하나에 리벳으로 고정된다. 이 또한 브릿징 요소의 간단한 고정을 제공한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인은 금속 플레이트의 적어도 일부에 용접된다. 따라서, 브릿징 요소는 두 가지 기능, 즉 한편으로는 단열 패널 사이의 기계적 연결을 제공하는 기능과 다른 한편으로는 밀봉 멤브레인을 단열 장벽에 고정하는 기능을 수행한다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인은 금속 시트를 포함하고, 각 금속 시트는 금속 플레이트의 적어도 일부와 정렬되어 배치되는 엣지를 구비하고, 엣지 각각은 인접하는 금속 시트의 중첩하는 엣지 또는 중첩되는 엣지에 각각 용접되는 중첩되는 엣지 또는 중첩하는 엣지를 형성하고, 각각의 중첩되는 엣지는 상기 중첩되는 엣지가 나란히 위치되는 금속 플레이트 중 적어도 하나에 추가로 용접된다.
일 실시예에 따르면, 단열 패널은 평행육면체 형상을 가지며, 제1방향에 평행한 2개의 제1 엣지 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 2개의 제2 엣지를 구비하고, 금속 시트는 제1 방향에 평행하고 단열 패널의 제1 엣지의 치수와 동일하거나 정수배인 치수를 갖는 2개의 제1 엣지 및 제2 방향에 평행하고 단열 패널의 제2 엣지의 치수와 동일하거나 정수배인 치수를 갖는 2개의 제2 엣지를 구비하고, 금속 시트의 제1 엣지는 단열 패널의 2개의 제1 엣지 중 적어도 일부를 따라 연장되어 금속 플레이트의 일부와 나란하게 위치되고, 금속 시트의 제2 엣지는 단열 패널(7)의 제2 엣지의 적어도 일부를 따라 연장되어 금속 플레이트의 일부와 나란하게 위치된다.
일 실시예에 따르면, 금속 시트의 2개의 제1 엣지는 금속 시트가 금속 플레이트의 일부를 완전히 덮도록 단열 패널의 제1 엣지의 정수배인 치수를 가지고, 금속 시트는 플러그 용접 또는 투과형 용접에 의해 상기 완전히 덮혀진 금속 플레이트에 용접된다.
일 실시예에 따르면, 브릿징 요소는 밀봉 멤브레인의 지지의 연속성을 보장하도록 단열 패널의 내부 표면과 동일한 높이에 놓인다.
다른 실시예에 따르면, 브릿징 요소는 단열 패널의 내부 표면을 넘어 밀봉 멤브레인을 향해 돌출되고, 유리하게는 3 mm 보다 작은, 예를 들어 1.2 내지 3 mm 사이의 양만큼 돌출된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인은 서로 수직인 2개의 주름 열을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 단열 패널의 완화 슬롯은 밀봉 멤브레인의 2개의 주름 열의 주름 각각을 향하여 형성된다. 이러한 완화 슬롯은 단열 패널의 강성을 감소시킬 수 있어 브릿징 요소가 단열 패널을 변형시키도록 하고 단열 장벽이 보다 균일하게 변형되도록 한다.
일 실시예에 따르면, 단열 패널은 완화 슬롯을 가지며, 완화 슬롯의 수 및 깊이는 단열 패널이 단열 패널의 행 및 열에 각각 평행하고 벽의 두께 방향에 수직인 제1 방향 및 제2 방향으로의 인장 강성을 갖도록 정해지고, 인장 강성은 제1 방향 및 제2 방향으로의 브릿징 요소의 강성보다 각각 낮으며, 유리하게는 3배보다 더 낮다.
유리한 일 실시예에 따르면, 슬롯의 깊이는 지지 구조물의 변형의 영향 하에서 다양한 슬롯의 가능한 가장 균일한 개방을 얻음으로써 주름의 가능한 가장 균일한 변형을 얻도록 정의된다.
일 실시예에 따르면, 완화 슬롯은 60 mm보다 큰 벽의 두께 방향으로의 깊이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 단열 패널 각각은 단열 패널의 대향하는 2개의 제1 엣지에 평행하고 단열 패널의 내부면에 형성되는 완화 슬롯의 제1 열, 예를 들어 3개의 슬롯 및, 단열 패널의 대향하는 2개의 제2 엣지에 평행하고 단열 패널의 내부면에 형성되는 완화 슬롯의 제2 열, 예를 들어 3개의 슬롯을 구비한다.
일 실시예에 따르면, 상기 완화 슬롯은 벽의 두께 방향으로 80 내지 150 mm 사이, 바람직하게는 115 내지 150 mm 사이의 깊이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 완화 슬롯의 두 열 중 적어도 하나는 적어도 하나의 중앙 완화 슬롯 및 중앙 완화 슬롯의 각 측에서 연장되는 2개의 엣지 완화 슬롯을 구비하고, 중앙 완화 슬롯은 2개의 엣지 완화 슬롯 각각의 깊이보다 큰 깊이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 완화 슬롯은 단열 패널의 내부면에 형성되고, 단열 패널은 외부 완화 슬롯을 더 포함하고, 외부 완화 슬롯은 내부면에 형성되는 완화 슬롯에 평행하게 단열 패널의 외부면에 형성되고 내부면에 형성되는 완화 슬롯과 외부 완화 슬롯(39)에 수직한 방향으로 교번하도록 배치된다. 다르게 말하면, 각각의 외부 완화 슬롯은 외부 완화 슬롯에 수직한 방향에서, 내부면에 형성된 2개의 완화 슬롯 사이에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 외부 완화 슬롯은 60 mm보다 큰 깊이, 예를 들어 115 내지 150 mm의 깊이를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 각각의 단열 패널은 상기 단열 패널의 2개의 중앙 축 각각을 통과하는 2개의 완화 슬롯을 갖는다.
일 실시예에 따르면, 완화 슬롯은 일정한 간격만큼 서로 이격된다.
일 실시예에 따르면, 완화 슬롯은 상기 완화 슬롯에 평행한 주름 사이의 간격에 대응하는 간격만큼 이격된다.
일 실시예에 따르면, 단열 패널의 내부 시트는 복수 개의 오목부를 각각 포함하는 4개의 엣지를 가지며, 상기 오목부는 각 완화 슬롯의 각 측에 배치된다.
일 실시예에 따르면, 밀봉 멤브레인은 1차 밀봉 멤브레인이고 단열 장벽은 1차 단열 장벽이며, 벽은 지지 구조물에 대해 고정되는 2차 단열 장벽 및 2차 단열 장벽에 고정되고 2차 단열 장벽과 1차 단열 장벽 사이에 배열되는 2차 밀봉 멤브레인을 더 포함한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 전술한 벽을 구비하는 밀봉 및 단열 탱크에 관한 것이다.
전술한 실시예들 중 하나에 따른 탱크는 예를 들어 LNG를 저장하기 위한 육상 저장 설비의 일부를 형성하거나, 또는 연안 또는 심해 부유식 구조물, 특히 에탄 또는 메탄 유조선, 부유식 저장 및 재기화 설비(floating storage and regassification unit, FSRU), 부유식 생산 저장 및 하역 설비(floating production storage and offloading, FPSO) 등에 설치될 수 있다. 부유식 구조물의 경우, 탱크는 부유식 구조물을 추진하기 위한 연료로 이용되는 액화 천연 가스를 수용하기 위한 것일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 유체 이송을 위한 선박을 제공하고, 이러한 선박은 이중 선체와 같은 선체 및 선체에 배치되는 전술한 탱크를 구비한다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 그러한 선박의 선적 또는 하역하는 방법을 제공하고, 여기서 유체는 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 운반된다.
일 실시예에 따르면, 본 발명은 또한 유체를 이송하기 위한 이송 시스템을 제공하며, 시스템은 전술한 선박, 선박의 선체에 설치된 탱크를 부유식 또는 육상 저장 설비에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인 및 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 유체의 유동을 구동하는 펌프를 포함한다.
첨부된 도면을 참조하여 오직 예시적이고 비제한적인 방식으로 주어진, 본 발명의 여러 특정 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 본 발명은 보다 잘 이해될 것이며, 다른 목적, 세부사항, 특징 및 이점은 보다 명확해질 것이다.
도 1은 탱크 벽의 다층 구조 단면의 개략적인 도면이다.
도 2는 탱크 벽의 부분적인 절개도이다.
도 3은 1차 밀봉 멤브레인의 주름진 금속 시트의 사시도이다.
도 4는 도 2의 탱크 벽의 1차 단열 장벽의 위에서 본 부분도이다.
도 5는 다른 실시예에 따른 탱크 벽의 절개 평면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 1차 고정 장치의 부분 단면도이다.
도 7은 액화 천연 가스를 저장하기 위한 탱크를 구비하는 선박 및 이 탱크로부터의 선적/하역을 위한 터미널의 개략적인 절개도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 오목부, 브릿징 요소 및 금속 플레이트를 상세하게 도시하는 위에서 본 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 브릿징 요소의 사시도이다.
도 10은 다른 실시예에 따른 오목부, 브릿징 요소 및 금속 플레이트를 상세히 도시하는 위에서 본 도면이다.
도 11은 다른 실시예에 따른 1차 단열 요소 및 브릿징 요소의 개략도이다.
도 12는 다른 실시예에 따른 1차 단열 장벽 및 1차 밀봉 멤브레인의 단면도이다.
도 13는 다른 실시예에 따른 1차 단열 장벽 및 1차 밀봉 멤브레인의 단면도이다.
도 14은 다른 실시예에 따른 1차 단열 요소 및 브릿징 요소의 개략도이다.
일반적으로, "외부" 및 "내부"라는 용어는 탱크의 외측 및 내측을 참조하여 다른 요소에 대한 하나의 요소의 상대적인 위치를 정의하기 위해 사용된다.
도 1은 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 벽(1)의 다층 구조를 개략적으로 도시한다. 각 벽(1)은 탱크의 외측으로부터 내측을 향해, 지지 구조물(4)에 고정되는 2차 패널(3)을 포함하는 2차 단열 장벽(2), 2차 단열 장벽(2)에 대해 지지되는 2차 밀봉 멤브레인(5), 2차 밀봉 멤브레인(5)에 대해 지지되고 2차 패널(3)에 고정되는 1차 패널(7)을 포함하는 1차 단열 장벽(6) 및 1차 단열 장벽(6)에 대해 지지되고 탱크에 포함된 액화 가스와 접촉될 수 있는 1차 밀봉 멤브레인(8)을 포함한다.
지지 구조물(4)은 특히 선박의 선체 또는 이중 선체로 형성될 수 있다. 지지 구조물(4)은 탱크의 전체적인 형태, 일반적으로 다면체 형태를 획정하는 복수 개의 벽을 포함한다.
도 2와 관련하여, 2차 단열 장벽(2)은 복수 개의 2차 패널(3)을 포함한다는 것을 알 수 있다. 2차 패널(3)은 도시되지 않은 2차 고정 장치에 의해 지지 구조물(4)에 고정된다. 2차 패널(3)은 평행육면체의 전체적인 형상을 가지며 서로 평행한 2차 열로 배열된다. 예시로서, 도시된 실시예에서, 2차 패널(3)은 외부 시트(10)와 내부 시트(11) 사이에 개재된 단열 폴리머 폼 층(9)을 갖는다. 외부 시트(10)와 내부 시트(11)는 예를 들어 합판으로 이루어지며 단열 폴리머 폼 층(9)에 접착된다. 단열 폴리머 폼은 특히 폴리우레탄 기반의 폴리머 폼, 선택적으로 강화된 유리-섬유일 수 있다. 2차 패널(3)의 구조는 예시의 방식으로 위에서 설명된다. 또한, 다른 실시예에서, 2차 패널(3)은 예를 들어 문서 WO2012/127141에 설명된 것과 같은 다른 전체적인 구조를 채택할 수 있다. 또한, 2차 패널(3)은 예를 들어 내부에 파티션을 구비하고 단열 패킹으로 채워진 평행육면체 목재 박스로 구성된다. 다른 실시예에서, 2차 단열 장벽(2)은 이들이 설치되는 탱크 내의 위치에 따라 적어도 2개의 상이한 유형의 구조, 예를 들어 전술한 2개의 구조를 갖는 2차 패널(3)을 포함한다.
도 2에 부분적으로 도시된 2차 밀봉 멤브레인(5)은 2개의 평행한 턴업(turned-up) 엣지를 갖는 금속 스트레이크(12)의 연속적인 층을 포함한다. 스트레이크(12)는 턴업 엣지에 의해, 2차 패널(3)의 내부 시트(11)에 만들어진 그루브에 수용된 평행 용접 지지체에 용접된다. 스트레이크(12)는 예를 들어 인바(Invar®), 즉 팽창 계수가 일반적으로 1.2*10-6 내지 2*10-6 K-1 사이인 니켈 및 철의 합금으로 구성된다. 팽창 계수가 일반적으로 7 내지 9*10-6 K-1 정도인 철과 망간의 합금을 사용하는 것도 가능하다. 다른 실시예에서, 금속 멤브레인은 주름을 가지며 예를 들어 스트레이크와 동일한 합금으로 제조될 수 있다.
또한, 1차 단열 장벽(6)은 도 5와 관련하여 후술하는 바와 같이 1차 고정 장치에 의해 2차 단열 장벽(2)에 고정되는 복수 개의 1차 패널(7)을 포함한다. 1차 패널(7)은 직사각형의 평행육면체의 전체적인 형상을 가지며 서로 평행한 열로 배열된다.
1차 패널(7)은 2차 패널(3)의 구조와 유사한 다층 구조를 가질 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에 따르면, 1차 패널(7)은 벽(1)의 두께 방향으로 연속하여, 예를 들어 합판과 같은 외부 시트(13), 단열 폴리머 폼 층(14) 및 예를 들어 합판과 같은 내부 시트(15)를 포함한다. 단열 폴리머 폼 층(14)은 예를 들어 폴리우레탄 기반의 폼, 선택적으로 강화된 유리-섬유이다. 1차 패널(7)의 구조는 예시의 방식으로 위에서 설명된다.
도시된 실시예에서, 외부 시트(13) 및 내부 시트(15)는 정사각형 형상이다. 다르게 말하면, 1차 패널(7)은 동일한 치수의 4개의 엣지를 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이, 1차 패널(7)의 외부 시트(13)는 2차 밀봉 멤브레인(5)의 스트레이크(12)의 턴업 엣지를 수용하는 그루브를 갖는다.
또한, 1차 밀봉 멤브레인(8)은 복수 개의 주름진 금속 시트(16)를 조립함으로써 얻어지며, 그 중 하나가 도 3에 도시되어 있다. 주름진 금속 시트(16)는 예를 들어 스테인리스 스틸 또는 알루미늄으로 제조된다. 각각의 주름진 금속 시트(16)는 서로 수직인 2개의 주름(17, 18) 열을 갖는다. 주름(17, 18)은 평면부(19)에 의해 서로 분리된다. 이 실시예에서, 주름(17, 18)은 연속적이며 서로 교차한다. 도시되지 않은 변형 실시예에서, 각각의 주름(17, 18)은 평면부가 사이에 배치되는 주름부를 갖는다. 따라서 주름은 불연속적이다. 유리하게는, 주름부는 서로 교차하지 않는다.
주름진 금속 시트(16)는 직사각형이므로 서로 평행한 2개의 대향하는 제1 엣지(20, 21) 및 서로 평행하고 2개의 제1 엣지(20, 21)에 수직인 2개의 대향하는 제2 엣지(22, 23)를 갖는다. 주름진 금속 시트(16)는 바람직하게는 주름 사이 간격의 전체 값 또는 정수배 및 1차 패널(7) 치수의 정수배인 폭 및 길이 치수를 갖는다.
따라서, 도 2에 도시된 실시예에서, 2개의 제1 엣지(20, 21)는 1차 패널(7)의 측면 길이의 3배와 실질적으로 동일한 길이를 가지며, 제2 엣지(22, 23)는 1차 패널(7)의 측면 길이와 실질적으로 동일하다.
1차 패널(7)의 내부 시트는 1차 밀봉 멤브레인(8)의 각각의 주름(17, 18)을 향하여 각각 연장되는 완화 슬롯(24)을 갖는다. 완화 슬롯(24)은 각각의 1차 패널(7)의 엣지를 따라 복수 개의 엣지 영역을 획정한다. 완화 슬롯(24)은 내부 시트(15)를 관통하고 1차 패널(7)의 단열 폴리머 폼 층(14)을 통해 벽의 두께 방향으로 연장된다. 유리하게는, 완화 슬롯(24)의 깊이 및 그 수는 벽의 두께 방향에 수직하고 1차 패널(7)의 엣지에 평행한 방향으로의 1차 패널(7)의 인장 강성이 대응하는 방향으로의 브릿징 요소(26)의 인장 강성보다 작도록 결정된다. 따라서, 완화 슬롯(24)은 유리하게는 60 mm 보다 큰, 바람직하게는 115 내지 150 mm 사이의 깊이를 갖는다. 예를 들어, 1차 패널(7)은 230 mm의 두께를 가지며 완화 슬롯(24)은 115 mm의 깊이를 갖는다. 전술한 값의 범위는 바람직하게는 밀도가 110 내지 150 kg/m3, 보다 구체적으로 130 kg/m3 인 폴리우레탄 기반의 폼으로 형성된 단열 폴리머 폼 층(14)을 갖는 1차 패널(7)에 대응된다. 예를 들어 150 내지 210 kg/m3 사이의 더 큰 밀도를 갖는 폼의 경우, 완화 슬롯(24)의 깊이는 유리하게는 위에서 언급된 값의 범위에 대응하는 것보다 크고, 예를 들어 130 kg/m3 폼과 비교하여 210 kg/m3 폼의 경우 40% 더 클 것이다. 완화 슬롯(24)의 깊이와 폼의 밀도 사이의 관계는 유리하게는 선형 관계일 것이다.
도 2 및 도 4에 도시된 실시예에서, 각각의 1차 패널(7)은 제1 방향에 평행하게 연장되는 3개의 주름(17) 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행하게 연장되는 3개의 주름(18)을 향한다. 또한, 각 1차 패널(7)은 제1 방향에 평행하게 연장되고 주름(17) 중 하나를 향하도록 각각 배열된 3개의 완화 슬롯(24) 및 제2 방향에 평행하게 연장되고 주름(17, 18) 중 하나를 향하도록 각각 배열된 3개의 완화 슬롯(24)을 포함한다. 따라서 1차 패널(7)은 상기 단열 패널(7)의 2개의 중간 축 각각을 통과하는 2개의 완화 슬롯을 포함하며, 즉 단열 패널(7)의 2개의 엣지에 평행하고 이를 2개의 동일한 부분으로 분할하는 축을 통과한다.
따라서 완화 슬롯(24)은 상기 완화 슬롯(24)에 평행한 주름(17, 18) 사이의 간격에 대응하는 간격만큼 이격된다. 그러나, 1차 패널(7)의 엣지 중 하나에 인접한 각각의 완화 슬롯(24)은 상기 완화 슬롯(24)에 평행한 주름 사이의 간격의 실질적으로 절반에 대응하는 거리만큼 상기 엣지로부터 이격된다.
1차 패널(7)의 내부 시트(15)는 1차 밀봉 멤브레인(8)을 위한 지지 표면을 정의한다. 1차 패널(7)은 엣지 각각을 따라 브릿징 요소(26)를 수용할 수 있고 각각의 완화 슬롯(14)의 각 측면에 배열되는, 도 2 및 도 4에 도시된 오목부(25)를 구비한다. 다르게 말하면, 1차 패널(7)의 엣지를 따라 완화 슬롯(24)에 의해 정의된 각 엣지 영역은 오목부(25)를 구비한다.
브릿징 요소(26)는 적어도 2개의 인접한 1차 패널(7)에 걸치도록 배열되어, 인접한 2개의 1차 패널(7) 사이의 갭을 가로지른다. 각각의 브릿징 요소(26)는 인접한 2개의 1차 패널(7) 중 하나의 오목부(25)에 고정된 일 단부 및 인접한 2개의 1차 패널(7) 중 다른 하나의 오목부(25)에 고정된 다른 단부를 포함한다. 따라서 브릿징 요소(26)는 상기 패널의 상호 분리를 방지하는 1차 패널(7) 사이의 기계적 연결을 제공한다. 이는 완화 슬롯(24)의 존재와 함께 지지 구조물(4)의 변형을 1차 단열 장벽(6)에 걸쳐 보다 균일하게 분배하는 데 기여하고 이에 따라 1차 밀봉 멤브레인(8)이 보다 균일하게 응력을 받을 수 있게 한다.
브릿징 요소(26)를 고정하기 위해, 각각의 오목부(25)에는 오목부(25) 내부의 내부 시트(15)에 고정되는 금속 장착 플레이트(27)가 구비된다. 금속 장착 플레이트(27)은 예를 들어 리벳과 같은 체결구의 사용 및/또는 접착에 의해 1차 패널(7)의 내부 시트(15)에 고정된다. 또한, 브릿징 요소(26)는 금속 장착 플레이트(27)에 용접되는 금속 플레이트이다.
브릿징 요소(26)는 1차 요소(7)의 내부 시트(15)의 내부 표면과 같은 높이로 놓인다. 이를 달성하기 위해, 도시된 실시예에서, 오목부(25)의 깊이는 금속 장착 플레이트(27) 및 브릿징 요소(26)의 두께의 합과 동일하거나 실질적으로 동일하다. 따라서, 브릿징 요소(26)는 1차 밀봉 멤브레인(8)의 지지의 연속성을 보장할 수 있다.
1차 밀봉 멤브레인(8)의 주름진 금속 시트(16)는 그 엣지(20, 21, 22, 23)를 따라 랩 용접(lap-weld)된다. 또한, 주름진 금속 시트(16)는 1차 단열 장벽(6)에 고정된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 주름진 금속 시트(16)는 브릿징 요소(26)를 형성하는 금속 플레이트의 일부에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 21, 22, 23)는 각각 1차 패널(7)의 엣지의 일부를 따라 배열되고 브릿징 요소(26)와 나란히 위치된다.
일 실시예에 따르면, 인접한 제2 주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 22)에 의해 중첩될 수 있는 제1 주름진 금속 시트(16)의 엣지(21, 23)는 예를 들어 스팟 용접을 이용하여 브릿징 요소(26)에 용접되고, 제1 주름진 금속 시트(16)의 엣지(21, 23)와 중첩하는 제2 주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 22)는 유리하게는 필렛 용접으로, 제1 주름진 금속 시트(16)의 상기 엣지(20, 22)에 연속적으로 용접된다.
도시되지 않은 일 실시예에 따르면, 오목부(25)의 외부에, 1차 패널(7)의 엣지는, 엣지(20, 21, 22, 23)를 따라 주름진 금속 시트(16)를 서로 용접하는 작업 중에 손상되기 쉬운 온도로부터 1차 패널(7), 특히 단열 폴리머 폼 층(14)을 보호하기 위한 목적인, 주름진 금속 시트(16)의 용접-결합 라인을 향해 배치되는 열 보호 스트립을 구비한다.
주름진 금속 시트(16)가 엣지(20, 21)를 갖는 경우, 그 치수는 1차 패널(7)의 엣지의 치수의 실질적으로 정수배이며, 도시된 실시예에서 주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 21)는 1차 패널(7)의 엣지의 치수의 3배와 실질적으로 동일한 길이를 가지며, 주름진 금속 시트(16)는 선택적인 변형 실시예에서 완전히 덮히는 브릿징 요소(26)에 용접된다. 이를 달성하기 위해, 도 2에 도시된 실시예에서, 주름진 금속 시트(16)는 플러그 용접(22)을 사용하여 브릿징 요소(20)에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 주름진 금속 시트(16)는 도시된 실시예에서 슬롯 형태로 적어도 하나의 관통홀을 가지며, 이는 상기 브릿징 요소(26)와 나란하게 상기 주름진 금속 시트(16)의 평면부에 형성된다. 상기 홀 각각은 1차 밀봉 멤브레인(8)과 브릿징 요소(26) 사이를 연결하기 위해 용접 재료로 채워진다. 대안적으로, 주름진 금속 시트(16)를 이들이 덮는 브릿징 요소(26)에 고정하기 위해, 사용되는 방법은 투과형 용접(through-transmission welding), 즉 충전재 없이 레이저 소스를 사용하는 용접이다.
도 5에 도시된 다른 실시예에 따르면, 각각의 주름진 금속 시트(16)는 복수 개의 1차 패널(7)에 걸치도록 배치되어 그 엣지(20, 21, 22, 23)가 1차 패널(7)의 엣지에 대해 오프셋되도록 한다. 따라서, 인접한 2개의 1차 패널(7) 사이의 접합부에 위치되어 브릿징 요소(26) 중 하나와 나란한 주름진 금속 시트(16)의 엣지의 일부분만이 상기 브릿징 요소(26)에 용접된다.
주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 21, 22, 23)의 다른 부분은 도 5에 도시된 열 보호 요소(29)와 나란하게 놓인다. 열 보호 요소(29)는 예를 들어 알루미늄 시트, 또는 적어도 하나의 유리-섬유 매트와 관련된 적어도 하나의 알루미늄 호일을 포함하는 복합 필름으로 형성된다. 열 보호 요소(29)는 유리하게는 1차 패널(7)의 내부 시트(15)에 형성된 보어에 수용되고 주름진 금속 시트(16)의 엣지(20, 21, 22, 23)를 따라 2개의 완화 슬롯(24) 사이의 각 갭에 배열된다. 열 보호 요소(29)는 접착 및/또는 스테이플링에 의해 1차 패널(7)의 내부 시트(15)에 고정된다. 열 보호 요소(29)는 엣지(20, 21, 22, 23)를 따라 주름진 금속 시트를 서로 용접하는 작업 중에 패널을 손상시키기 쉬운 온도로부터 1차 패널(7) 및 특히 단열 폴리머 폼 층(14)을 보호한다.
다른 실시예에 따르면, 도 5에 도시된 열 보호 요소(29)는 1차 패널(7)의 내부 시트(15)에 형성된 보어에 수용되는 금속 장착 플레이트에 의해 대체되고, 인접한 주름진 금속 시트(16)의 엣지에 의해 중첩되는 주름진 금속 시트(16)의 엣지는 예를 들어 스팟 용접 또는 필렛 용접을 이용하여 이에 용접된다.
도 8은 일 실시예에 따른 오목부(25), 브릿징 요소(26) 및 금속 플레이트(27)를 상세히 도시한다. 이 실시예에서, 금속 플레이트(27)는 4개의 리벳에 의해 오목부(25) 중 하나에 각각 고정되며, 그 중 2개가 도 8에 도시된다. 도시된 바와 같이, 브릿징 요소(26)의 단부는 브릿징 요소(26)의 단부가 금속 플레이트(27)에 용접되도록 하는 금속 플레이트(27)의 표면을 노출하기에 충분한 공간만큼 오목부(25)의 단부로부터 이격된다.
도 9에 도시된 다른 실시예에 따르면, 각각의 브릿징 요소(26)는 플러그 용접을 사용하여 2개의 금속 플레이트(27) 각각에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 브릿징 요소(26)는 예를 들어 도 9의 슬롯 형태의 2개의 관통-오리피스(38)를 가지며, 이는 브릿징 요소(26)와 2개의 금속 플레이트(27) 각각의 사이를 연결하기 위해 용접 재료로 채워진다.
도 10은 다른 변형 실시예에 따른 오목부(25), 브릿징 요소(26) 및 금속 플레이트(27)를 상세히 도시한다. 이 변형 실시예에 따르면, 1차 패널(7)의 코너에 형성된 오목부(25) 및 상기 오목부(25)에 수용된 금속 플레이트(27)는 각각 1차 패널(7)의 내부면에 대한 대각선을 따라 배향된다. 또한, 4개의 인접한 1차 패널(7)에 각각 속하는 4개의 금속 플레이트(27)에 고정되는 브릿징 요소(26)는 팔각형의 형상을 갖는다.
도시되지 않은 실시예에서, 금속 플레이트(27)는 생략되고 브릿징 요소(26)는 오목부(25)의 내부에 리벳팅에 의해 직접 고정된다.
도 11는 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예에서, 브릿징 요소(26)는 단열 패널의 내부 표면과 동일한 높이로 놓이지 않고 동일 평면에 있지도 않다. 브릿징 요소(26)는 1차 패널(7)의 내부면에 형성된 오목부(25)에 고정되는 금속 플레이트(27)에 용접되는 2개의 단부를 포함한다. 브릿징 요소(26)의 2개의 단부는 예를 들어 1.2 내지 3 mm의 양만큼 1차 패널(7)의 내부면 위로 약간 돌출된다. 이는 1차 밀봉 멤브레인(8)의 거동에 너무 큰 영향을 미치지 않으면서 브릿징 요소(26)를 금속 플레이트(27)에 용접하는 것을 보다 용이하게 한다. 또한, 도시된 실시예에서, 브릿징 요소(26)는 상기 브릿징 요소(26)의 2개의 단부의 평면에서 연장되지 않고 인접한 2개의 1차 패널(7) 사이에 형성된 갭 내로 돌출되는 중앙 부분을 포함한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 1차 패널(7)은 외부 시트(13)가 단열 폴리머 폼 층(14) 및 내부 시트(15) 너머로 연장되도록 그 코너에 컷아웃(30)을 구비한다. 따라서, 외부 시트(13)는 1차 패널(7)의 코너에서 1차 고정 장치(33)의 고정 플레이트(32)와 직접적으로 또는 간접적으로 협력할 수 있는 지지 영역(31)을 형성한다. 또한, 도시된 실시예에서, 블록(34)이 외부 시트(13)에 추가되고, 상기 블록(34)은 지지 영역(31)의 형상과 유사한 형상을 가지며 고정 플레이트(32)와 협력하여 1차 패널(7)을 고정한다. 각각의 1차 고정 장치(33)는 4개의 인접한 1차 패널(7)의 코너에 각각 속하는 4개의 지지 영역(31)과 협력한다. 각각의 1차 고정 장치(33)는 2차 패널(3) 중 하나로부터 돌출하는 스터드(35), 2차 단열 장벽(2)에 유지되도록 4개의 인접한 1차 패널(7)의 4개의 지지 영역에 지지되고 스터드(35)의 단부에 고정되는 고정 플레이트(32)를 포함한다. 고정 플레이트(32)는 스터드(35) 위로 미끄러지는 보어를 갖는다. 너트(36)는 고정 플레이트(32)를 고정하기 위해 스터드(35)의 나사형 단부와 맞물린다. 또한, 하나의 유리한 실시예에 따르면, 탄성 벨빌 와셔(belleville washer)는 너트(36)와 고정 플레이트(32) 사이에서 스터드(35) 위로 미끄러지고, 이에 따라 2차 단열 장벽(2) 상에 1차 패널(7)을 탄력적으로 고정한다.
스터드(35)는 그 자체가 2차 패널(3)의 내부 시트(11)에 고정되는 베이스(37)에 고정된다. 이를 달성하기 위해, 베이스(37)는 예를 들어 스터드(35)의 상호보완적인 나사형 단부와 맞물리도록 나사산을 포함한다. 또한, 2차 패널(3)의 내부 시트(11)는 베이스(37)가 수용되는 컷아웃을 갖는다. 컷아웃은 제1 직경의 내부 영역 및 단차있는 숄더(stepped shoulder)를 형성하도록 제1 직경보다 큰 제2 직경의 외부 영역을 구비한다. 베이스(37)는 컷아웃의 형상을 보완하는 형상을 갖는다. 따라서, 베이스(37)의 내부면은 2차 밀봉 멤브레인(5)을 지지하는 평면적 지지 표면을 형성하도록 2차 패널(3)의 내부 시트(11)의 내부면과 같은 높이로 놓여진다. 또한, 베이스(37)는 내부 영역보다 더 큰 직경의 외부 영역을 가지며, 이에 따라 상기 베이스(37)의 외부 영역은 컷아웃의 숄더에 대해 인접된다. 베이스(37)는 또한 2차 패널(3)에 접착된다.
또한, 스터드(35)는 2차 밀봉 멤브레인(5)에 형성된 오리피스를 통해 밀봉 방식으로 통과한다.
도 12에 도시된 실시예에서, 1차 패널(7)은 1차 패널(7)의 외부면으로 개방되는 완화 슬롯(39)을 또한 포함한다는 점에서 전술한 1차 패널과 다르다. 유리하게는, 1차 패널(7)은 또한 1차 패널의 2개의 대향하는 제1 엣지 및 1차 패널(7)의 2개의 대향하는 제2 엣지에 각각 평행한 2개의 완화 슬롯(39)의 열을 구비한다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 완화 슬롯(39)은 주름(17, 18)을 향하도록 배열되지 않고 2개의 평행한 주름(17, 18) 사이의 중간에 배열된다. 따라서, 완화 슬롯(39)은 완화 슬롯(24)과 교번하도록 위치된다. 완화 슬롯의 깊이는 60mm 보다 크고, 바람직하게는 115 내지 150mm 사이, 예를 들어 대략 115mm 이다.
도 13에 도시된 실시예에서, 완화 슬롯(24)은 모두 동일한 깊이를 갖지 않는다. 구체적으로, 완화 슬롯(24)의 깊이는 1차 패널(7)의 중앙으로 갈수록 커지고 엣지로 갈수록 작아진다. 다르게 말하면, 중앙 완화 슬롯은 중앙 완화 슬롯의 양측에서 연장되는 2개의 엣지 완화 슬롯의 깊이보다 더 큰 깊이를 갖는다. 이는 각각의 1차 단열 패널(7) 내에서 더 나은 응력 분포를 얻는 효과를 가져서 1차 밀봉 멤브레인(8)의 주름(17, 18)이 훨씬 더 균일하게 응력을 받는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 중앙 완화 슬롯의 깊이는 115 mm일 수 있고 엣지 완화 슬롯의 깊이는 80 mm일 수 있다. 다른 예에 따르면, 중앙 완화 슬롯의 깊이는 150 mm이고 엣지 완화 슬롯의 깊이는 115 mm일 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 브릿징 요소(26)를 도시한다. 전술한 실시예에서와 같이, 브릿징 요소(26)를 고정하기 위해, 각각의 오목부(25)에는 금속 장착 플레이트(27)가 구비된다. 금속 장착 플레이트(27)는 예를 들어 금속 장착 플레이트(7)에 형성된 오리피스(40)를 통과하는 리벳 또는 나사와 같은 도시되지 않은 체결구(fastener)에 의해 1차 패널(7)에 고정된다.
브릿징 요소(26)는 중앙부(41) 및 2개의 금속 장착 플레이트(27) 각각에 형성된 그루브(44, 45)에 각각 놓이는 2개의 구부러진 엣지(42, 43)를 포함한다. 브릿징 요소(26)는 예를 들어 1 내지 2 mm 두께 정도의 구부러진 판금(sheet metal)으로 형성된다.
일 실시예에 따르면, 1차 패널(7)의 오목부(25) 각각은, 도시되지 않은, 대응하는 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44, 45)와 동일한 형상의 그루브를 가지며, 동일하게 향한다. 따라서, 브릿징 요소(26)의 구부러진 엣지(42, 43)는 또한 오목부(25)에 형성된 그루브에 놓인다.
2개의 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44, 45) 중 적어도 하나는 경사지게 형성되며, 즉 그것이 지지되는 1차 패널(7)의 인접한 엣지(47, 48)에 평행하게 형성되지 않고 두께 방향에 직교하는 평면에서 상기 엣지(47, 48)에 대해 각도(α1, α2)만큼 기울어져 있다. 도 14에 도시된 유리한 실시예에서, 두 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44, 45)는 경사지게 형성되며 각각의 1차 패널(7)의 인접한 엣지(47, 48)에 대해 각도(α1, α2)만큼 각각 기울어져 있다. 각도 α1 및 α2는 서로 반대 방향으로 배향되는 각도이다. 또한, 바람직하게는 각도 α1 및 α2는 동일한 값을 갖는다.
그루브(44, 45) 중 하나에 삽입될 수 있도록 하기 위해, 브릿징 요소(26)의 각 구부러진 엣지(42, 43)는 중앙부(26)의 평면에 수직인 평면에서 연장되지만 인접한 1차 패널(7)의 엣지(47, 48)에 대해 구부러진 엣지가 놓이는 기울어진 그루브(44, 45)와 동일한 각도(α1 및 α2)만큼 기울어진다.
또한, 그루브(44, 45)는 구부러진 엣지(42, 43)의 폭보다 긴 길이를 가져 구부러진 엣지(42, 43)를 그루브(44, 45) 내부에 위치시키기 위한 약간의 간극(clearance)을 생성한다.
이러한 배열은 1차 패널(7) 사이의 이격(e1)이 공칭값(norminal value)과 대응되지 않더라도 결정된 공차(tolerance) 범위 내에 있는 한, 구부러진 엣지(42, 43)가 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(42, 43) 내에 놓이도록 할 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서, 도 14에서 인접한 2개의 1차 패널(7) 사이의 이격(e1)이 공칭값보다 큰 경우 구부러진 엣지(42, 43)는 그루브(44, 45)의 우측 단부보다 좌측 단부에 더 가까울 것이다. 반대로, 도 14에 도시된 바와 같이, 이격(e1)이 공칭값보다 작은 경우 구부러진 엣지(42, 43)는 그루브(44, 45)의 좌측 단부보다 우측 단부에 더 가까울 것이다.
유리하게는, 그루브(44, 45)에서 구부러진 엣지(42, 43)의 배치를 위한 각도(α1 및 α2) 및 간극은 1 내지 10 mm, 예를 들어 3 mm 정도의 공차 범위를 커버할 수 있도록 설정될 수 있다. 바람직하게는, 공차 범위는 이격(e1)의 공칭값을 중심으로 한다.
오목부(25)는 유리하게는 금속 장착 플레이트(27) 및 브릿징 요소(26)의 중앙부(41)의 두께의 합과 실질적으로 동일한 깊이를 가지며, 이에 따라 브릿지 요소(26)의 중앙부(41)가 1차 밀봉 멤브레인(8)의 지지의 연속성을 보장하기 위해 1차 패널(7)의 내부 표면과 동일한 높이에 놓이도록 한다.
브릿징 요소(26)는 그루브(44, 45)에서 구부러진 엣지(42, 43)의 상대적인 위치를 고정하도록 1차 패널(7)에 고정되며, 구부러진 엣지(42, 43)가 그루브(44, 45)로부터 분리되는 것을 방지한다. 이를 달성하기 위해, 도시된 실시예에서, 브릿징 요소(26)의 중앙부(41)는 브릿징 요소(26)를 1차 패널(7)에 고정하기 위한 나사 또는 리벳과 같은 도시되지 않은 체결구를 수용할 수 있는 오리피스(49)를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 브릿징 요소(26)는 금속 장착 플레이트(27)에 용접된다. 그 경우에, 브릿징 요소(26)는 바람직하게는 중앙부(41)의 엣지를 따라 금속 장착 플레이트(27)에 용접된다.
유리하게는, 그루브(44, 45) 및 구부러진 엣지(42, 43)의 표면 마감은 거칠어서 브릿징 요소(26)를 1차 패널(7)에 고정하는 체결구에 가해지는 전단력을 제한한다.
도시되지 않은 일 실시예에서, 1차 패널(7)의 하나의 동일한 엣지(47)를 따라 연장되는 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44)는 1차 패널(7)의 상기 엣지(47)에 대해, 일방향 및 다른 방향으로 교번하여 기울어진다. 다르게 말하면, 엣지(47)를 따라 인접한 2개의 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44)의 기울기는 반전되어, 1차 패널(7) 사이의 이격(e1)이 공칭값보다 클 때 금속 장착 플레이트(27) 중 하나의 그루브(44) 내에 놓이는 브릿징 요소(26) 중 하나는 상기 그루브(44)의 우측 단부에 더 가깝고, 다른 금속 장착 플레이트(27)의 그루브(44) 내에 놓이는 다른 브릿징 요소(26)는 상기 그루브(44)의 좌측 단부에 더 가깝다.
도시되지 않은 다른 실시예는, 1차 패널(7)이 금속 장착 플레이트(27)를 구비하지 않고 이에 따라 브릿징 요소(26)의 장착을 보다 더 단순화할 수 있다는 점에서 도 14와 관련하여 전술한 실시예와 다르다. 따라서, 브릿징 요소(26)의 구부러진 엣지(42, 43)는 1차 패널(7)의 오목부(25)에 형성된 기울어진 그루브에 직접 놓인다. 오목부(325)에 형성된 기울어진 그루브는 전술한 그루브(44, 45), 특히 1차 패널(7)의 인접한 엣지(47, 48)에 대한 기울기와 관련하여 유사한 특성을 갖는다. 또한, 오목부(25)의 깊이는 브릿징 요소(26)의 중앙부(41)의 두께와 실질적으로 동일하여, 브릿징 요소(26)의 중앙부(41)가 1차 패널(7)의 내부 표면과 동일한 높이로 놓이게 한다.
도 7을 참조하면, 메탄 유조선(70)의 절개도는 선박의 이중 선체(72)에 장착되는 일반적으로 각기둥 형상의 밀봉 및 단열 탱크(71)를 나타낸다. 탱크(71)의 벽은 탱크에 포함되는 LNG와 접촉할 수 있는 1차 밀봉 멤브레인(8), 1차 밀봉 멤브레인(8)과 선박의 이중 선체(72) 사이에 배치된 2차 밀봉 멤브레인(5), 및 1차 밀봉 멤브레인(8)과 2차 밀봉 멤브레인 사이 및 2차 밀봉 멤브레인과 이중 선체(72) 사이에 각각 배치된 두 개의 단열 장벽을 포함한다.
그 자체로 알려진 바와 같이, 선박의 상부 갑판에 배치된 선적/하역 파이프라인(73)은 적절한 커넥터에 의해 탱크(71)로부터 또는 탱크로 LNG 화물을 이송하기 위한 해상 또는 항구 터미널에 연결될 수 있다.
도 7은 또한 선적 및 하역 스테이션(75), 수중 파이프(76) 및 육상 설비(77)를 포함하는 해상 터미널의 예를 보여준다. 선적 및 하역 스테이션(75)은 이동식 암(74) 및 이동식 암(74)을 지지하는 타워(78)를 포함하는 고정 해양 설비이다. 이동식 암(74)은 선적/하역 파이프라인(73)에 연결될 수 있는 유연한 단열 호스(79)의 다발을 지지한다. 조향가능한 이동식 암(74)은 모든 크기의 메탄 유조선에 적합할 수 있다. 도시되지 않은 연결 파이프는 타워(78) 내부로 연장된다. 선적 및 하역 스테이션(75)은 육상 설비(77)로부터 또는 육상 설비(77)로 메탄 유조선(70)의 선적 및 하역을 가능하게 한다. 이 설비는 수중 파이프(76)를 통해 선적 또는 하역 스테이션(75)에 연결되는 연결 파이프(81) 및 액화 가스 저장 탱크(80)를 포함한다. 수중 파이프(76)는 장거리, 예를 들어 5km에 걸쳐 선적/하역 스테이션(75)과 육상 설비(77) 사이에서 액화 가스의 이송을 가능하게 하고, 이는 선적 및 하역 작업 동안 메탄 유조선(70)을 해안으로부터 먼 거리에 있을 수 있도록 한다.
액화 가스의 이송을 위해 요구되는 압력을 생성하기 위해, 선박(70)에 탑재된 펌프 및/또는 육상 설비(77)에 설비되는 펌프 및/또는 선적/하역 스테이션(75)에 설비되는 펌프가 이용된다.
본 발명은 몇가지 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만 이에 제한되지 않으며 본 발명의 범위 내에 있는, 설명된 수단과 기술적으로 동등한 모든 것 및 그 조합을 포함하는 것이 명백하다.
청구항에서, 괄호 안의 어떠한 참조 부호도 청구항에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다.
본 발명은 몇가지 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만 이에 제한되지 않으며 본 발명의 범위 내에 있는, 설명된 수단과 기술적으로 동등한 모든 것 및 그 조합을 포함하는 것이 명백하다.
특히, 전술한 설명은 2개의 단열 장벽 및 2개의 밀봉 멤브레인을 포함하는 탱크를 설명하지만, 본 발명은 이러한 다층 구조에 제한되지 않고 예를 들어 단지 하나의 단열 장벽 및 하나의 밀봉 멤브레인을 포함할 수 있다.
동사 "포함하다"의 사용 및 그와 결합된 형태는 청구항에 개시된 것 이외의 다른 요소 또는 다른 단계의 존재를 배제하는 것은 아니다.
청구항에서, 괄호 안의 어떠한 참조 부호도 청구항에 대한 제한으로 해석되어서는 안된다.
1: 벽
6: 단열 장벽
7: 단열 패널
8: 밀봉 멤브레인
24: 완화 슬롯
25: 오목부
26: 브릿징 요소

Claims (27)

  1. 액화 가스를 저장하기 위한 밀봉 및 단열 탱크의 벽(1)으로서, 벽은 적어도 하나의 단열 장벽(6) 및 상기 단열 장벽(6)에 고정되고 탱크에 포함된 액화 가스와 접촉할 수 있는 하나의 밀봉 멤브레인(8)을 포함하고,
    단열 장벽(6)은 서로 평행한 행과 열로 병치되는 단열 패널(7)을 포함하고, 각 단열 패널(7)은 브릿징 요소(26)에 의해 인접한 단열 패널(7)에 연결되고 밀봉 멤브레인(8)을 지지하는 내부면을 포함하고,
    각 브릿징 요소(26)는 인접한 2개의 단열 패널(7)에 걸치도록 배열되고 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 하나의 내부면 및 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 다른 하나의 내부면에 고정되며,
    단열 패널(7)은 벽의 두께 방향으로 각각 형성되는 완화 슬롯(24)을 포함하고, 각 브릿징 요소(26)는 단열 패널(7)의 엣지 및 엣지에 평행하고 인접한 완화 슬롯(24) 중 하나 사이에서 단열 패널(7) 중 하나에 고정되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  2. 제1항에 있어서,
    브릿징 요소(26)는 금속 플레이트인, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    각각의 브릿징 요소(26)는 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 하나의 내부면에 형성되는 오목부(25) 및 인접한 2개의 단열 패널(7) 중 다른 하나의 내부면에 형성되는 오목부(25)에 고정되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  4. 제3항에 있어서,
    적어도 하나의 브릿징 요소(26)는 중앙부(41) 및 중앙부(41)의 2개의 단부에 각각 배치되는 2개의 구부러진 엣지(42, 43)를 포함하고,
    각각의 구부러진 엣지(42, 43)는 오목부(25) 중 하나에 수용되는 각 그루브(44, 45) 내에 놓이고,
    그루브는 구부러진 엣지(42, 43)의 폭보다 큰 길이를 가지며, 2개의 그루브 중 적어도 하나(44)는 벽의 두께 방향에 수직인 평면에서, 오목부(25)가 형성되는 단열 패널(7)의 인접한 엣지에 대해 각도 α1 만큼 기울어지는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  5. 제4항에 있어서,
    2개의 그루브(45) 중 다른 하나는 벽의 두께 방향에 수직인 평면에서, 그루브(45)를 수용하는 오목부(25)가 형성되는 단열 패널(7)의 인접한 엣지에 대해 각도 α2 만큼 기울어지고, 각도 α1 및 α2는 서로로부터 대향하는 방향을 갖도록 배향된 각도인, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  6. 제5항에 있어서,
    각도 α1 및 α2는 5 내지 10° 사이의 값을 갖는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 금속 플레이트는 인접한 2개의 단열 패널(7) 각각의 오목부(25) 중 하나에 각각 고정되는 2개의 금속 장착 플레이트(27)에 용접되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  8. 제3항에 있어서,
    각각의 금속 플레이트는 인접한 2개의 단열패널(7) 각각의 오목부(25) 중 하나에 리벳으로 고정되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(8)은 금속 플레이트의 적어도 일부에 용접되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  10. 제9항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(8)은 금속 시트(16)를 포함하고, 각 금속 시트(16)는 금속 플레이트의 적어도 일부와 정렬되어 배치되는 엣지(20, 21, 22, 23)를 구비하고,
    엣지 각각은 인접하는 금속 시트(16)의 중첩하는 엣지 또는 중첩되는 엣지에 각각 용접되는 중첩되는 엣지 또는 중첩하는 엣지를 형성하고, 각각의 중첩되는 엣지는 상기 중첩되는 엣지가 나란히 위치되는 금속 플레이트 중 적어도 하나에 추가로 용접되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  11. 제10항에 있어서,
    단열 패널(7)은 평행육면체 형상을 가지며, 제1방향에 평행한 2개의 제1 엣지 및 제1 방향에 수직인 제2 방향에 평행한 2개의 제2 엣지를 구비하고,
    금속 시트(16)는 제1 방향에 평행하고 단열 패널(7)의 제1 엣지의 치수와 동일하거나 정수배인 치수를 갖는 2개의 제1 엣지(20, 21) 및 제2 방향에 평행하고 단열 패널(7)의 제2 엣지의 치수와 동일하거나 정수배인 치수를 갖는 2개의 제2 엣지(22, 23)를 구비하고,
    금속 시트(16)의 제1 엣지(20, 21)는 단열 패널(7)의 2개의 제1 엣지 중 적어도 일부를 따라 연장되어 금속 플레이트의 일부와 나란하게 위치되고 금속 시트(16)의 제2 엣지(22, 23)는 단열 패널(7)의 제2 엣지의 적어도 일부를 따라 연장되어 금속 플레이트의 일부와 나란하게 위치되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  12. 제11항에 있어서,
    금속 시트(16)의 2개의 제1 엣지(20, 21)는 금속 시트(16)가 금속 플레이트의 일부를 완전히 덮도록 단열 패널(7)의 제1 엣지의 정수배인 치수를 가지고, 금속 시트(16)는 플러그 용접(28) 또는 투과형 용접에 의해 완전히 덮혀진 금속 플레이트에 용접되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    브릿징 요소(26)는 밀봉 멤브레인(8)의 지지의 연속성을 보장하도록 단열 패널(7)의 내부 표면과 동일한 높이에 놓이는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    브릿징 요소(25)는 단열 패널(7)의 내부 표면을 넘어 밀봉 멤브레인(8)을 향해 돌출되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(8)은 2개의 서로 수직한 주름 열을 포함하는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  16. 제15항에 있어서,
    단열 패널(7)의 완화 슬롯(24)은 밀봉 멤브레인(8)의 2개의 주름 열의 주름(17, 18) 각각을 향하여 형성되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    단열 패널(7)의 내부 시트는 복수 개의 오목부(25)를 각각 포함하는 4개의 엣지를 가지며, 오목부(25)는 각 완화 슬롯(24)의 각 측에 배치되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    단열 패널(7)은 완화 슬롯을 가지며, 완화 슬롯의 수 및 깊이는 단열 패널이 단열 패널(7)의 행 및 열에 각각 평행하고 벽의 두께 방향에 수직인 제1 방향 및 제2 방향으로의 인장 강성을 갖도록 정해지며, 인장 강성은 제1 방향 및 제2 방향으로의 브릿징 요소의 강성보다 각각 낮은, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  19. 제18항에 있어서,
    완화 슬롯(24)은 60 mm보다 큰 벽의 두께 방향으로의 깊이를 갖는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    단열 패널(7) 각각은 단열 패널(7)의 내부면에 형성되고 단열 패널(7)의 대향하는 2개의 제1 엣지(20, 21)에 평행한 완화 슬롯의 제1 열, 및 단열 패널(7)의 내부면에 형성되고 단열 패널(7)의 대향하는 2개의 제2 엣지(20, 21)에 평행한 완화 슬롯의 제2 열을 구비하고,
    상기 완화 슬롯(24)은 벽의 두께 방향으로 80 내지 150 mm 사이, 바람직하게는 115 내지 150 mm 사이의 깊이를 갖는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  21. 제20항에 있어서,
    완화 슬롯의 두 열 중 적어도 하나는 적어도 하나의 중앙 완화 슬롯 및 중앙 완화 슬롯의 각 측에서 연장되는 2개의 엣지 완화 슬롯을 구비하고,
    중앙 완화 슬롯은 2개의 엣지 완화 슬롯 각각의 깊이보다 큰 깊이를 갖는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    완화 슬롯(24)은 단열 패널(7)의 내부면에 형성되고, 단열 패널(7)은 외부 완화 슬롯(39)을 더 포함하며,
    외부 완화 슬롯은 내부면에 형성되는 완화 슬롯(24)에 평행하게 단열 패널(7)의 외부면에 형성되고 내부면에 형성되는 완화 슬롯과 외부 완화 슬롯(39)에 수직한 방향으로 교번하도록 배치되는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 멤브레인(8)은 1차 밀봉 멤브레인이고 단열 장벽(6)은 1차 단열 장벽이며,
    벽(1)은 지지 구조물(4)에 유지되는 2차 단열 장벽(2) 및 2차 단열 장벽(2)에 고정되고 2차 단열 장벽(2)과 1차 단열 장벽 사이에 배치되는 2차 밀봉 멤브레인(5)을 더 포함하는, 밀봉 및 단열 탱크의 벽.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 따른 벽(1)을 포함하는 밀봉 및 단열 탱크.
  25. 유체를 이송하는 선박(70)으로서,
    선박은 선체(72) 및 선체에 배열되는 제24항에 따른 탱크(71)를 포함하는, 유체를 이송하는 선박.
  26. 유체를 이송하기 위한 이송 시스템으로서,
    시스템은 제25항에 따른 선박(70), 선박의 선체에 설치된 탱크(71)를 부유식 또는 육상 저장 설비(77)에 연결하도록 배치된 단열 파이프라인(73, 79, 76, 81) 및 단열 파이프라인을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비로부터 선박의 탱크로, 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 유체를 구동하는 펌프를 포함하는, 유체를 이송하기 위한 이송 시스템.
  27. 제25항에 따른 선박(70)의 선적 또는 하역하는 방법으로서,
    유체는 단열 파이프라인(73, 79, 76, 81)을 통해 부유식 또는 육상 저장 설비(77)로부터 선박의 탱크(71)로 또는 선박의 탱크로부터 부유식 또는 육상 저장 설비로 운반되는, 선박의 선적 또는 하역하는 방법.









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