KR910007938B1

KR910007938B1 - 내압 탱크

Info

Publication number: KR910007938B1
Application number: KR1019880007969A
Authority: KR
Inventors: 게트하르트 헬무트
Original assignee: 베스터밸더 아이젠베르크 게르하르트 게엠베하; 헬무르 게르하르트
Priority date: 1987-08-10
Filing date: 1988-06-30
Publication date: 1991-10-04
Also published as: EP0303796A1; ES2026602T3; CS271492B2; SG15792G; SU1669396A3; CA1309669C; AU1827388A; HK96892A; JPH0419107B2; KR890003604A; IE61312B1; DE3866188D1; US4840282A; JPS6445286A; AU594883B2; DE8710906U1; DD271307A5; EP0303796B1; IE881983L; CS457188A2

Abstract

내용 없음.

Description

내압 탱크

제1도는 2개의 용기 단부 프레임 구조체 사이에 고정된 내압(耐壓) 탱크의 측면도.

제2도는 제1도에 도시된 탱크의 단부도.

제3도는 제1도의 III-III선을 취한 확대 부분 단면도.

제4도는 변경된 실시예에 따른 하나의 종방향 바아(bar)를 통한 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 원통형 쉘 부재 11 : 탱크 단부 헤드

13 : 상부 지지부재 15 : 관형 종방향 바아

17 : 보강 링 18, 19 : 타이 로드

20 : 파이프 부재 22 : 슬리이브

DE-C-2,253,235호에 공지된 내압 탱크의 탱크의 재킷(jacket)은 4개의 부분적 원형인 원통형 쉘(shell) 요소 및 1조의 탱크 헤드들로 형성되어 있고 탱크 용기의 단부 프레임 구조체 사이에 삽입되어 있다. U-자형 또는 L-형 단면 비임들이 상기 단부 프레임 구조체 사이에 탱크 재킷의 외측으로 연장되어 있는데, 각각의 비임의 하나의 플랜지는 인접한 쉘 부재들 사이에 형성된 비이드(bead)내로 돌출되어 있다. 타이 로드(tie rod)들은 탱크이 내부를 횡단하고, 비이드들의 구역 내의 탱크 재킷을 관통하며 상호 대향된 비임들의 상기 플랜지들에 용접된 자체의 단부들을 갖는다. 탱크 재킷의 내측에서, 자체의 강성을 증가시키기 위해 타이 로드들을 관형으로 형성한다.

상기 공지된 탱크는 커다란 단면의 비임들을 고정시키기 위해 무거운 단부 프레임 구조체를 필요로 하며 따라서 무거운 자중(tare weight)을 갖는다. 더욱이, 비교적 많은 수의 타이 로드들이 마련되어 있으므로 탱크의 자중을 더욱 증가시킬 뿐만 아니라 제조하기가 더욱 난이하며 탱크의 내부를 세척하는데 있어서 큰 장애가 된다.

DE-C-2,007,142호에는 용기의 종방향으로 연장되어 있고 전체의 용기를 2개의 격실로 분할하는 인장 벽면에 의해 상호 연결되어 있는 상부 및 하부 관형 바아들에 의해 결합된 굴곡된 상부 및 하부 재킷 쉘을 갖는 다른 하나의 탱크 용기가 설명되어 있다. 상기 용기는 제조비가 고가이며 용기의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 인장 벽면으로 인해 무거운 자중을 갖는다. 또한 상기의 경우에는, 분할 벽면의 존재로 인해 탱크의 내부를 세척하기가 난이하다.

따라서 본 발명의 목적은 가능한한 최소의 자중으로 압력을 지탱하며, 세척하기가 용이하고 제조비가 저렴한 탱크를 제공하기 위함이다.

상기 목적을 위해서, 본 발명의 내압 탱크는 관형 횡단 단면들로 형성되어 있고 탱크의 종방향 축에 평행하게 연장된 다수의 종방향 바아들, 각기의 상기 종방향 바아들 사이에 고정되고 그 축들은 상기 탱크축들에 대해 평행하게 연장되어 있는 부분적으로 원통형인 다수의 쉘 부재들, 상기 부분적으로 원통형인 쉘 부재들의 단부들에 연결되어 있는 한쌍의 탱크 헤드, 상기 탱크의 내부를 횡단하며 상기 하나의 종방향 바아의 반대측 바아에 상호 연결시키는 다수의 개별적인 타이 로드 및 상기 타이 로드들이 상기 종방향 바아들에 연결되는 구역내에서 상기 관형 종방향 바아 내로 삽입되는 보강 파이프 부재들을 포함하는 재킷을 가지고 있다.

본 발명에 따라서, 각각의 인접 재킷 쉘 부재들 사이에 삽입된 관형 종방향 바아들은 타이 로드들이 연결되어 있는 구역에 마련된 다른 파이프의 삽입된 부분들에 의해 보강되기 때문에 과다하게 무거울 필요가 없다. 관형 종방향 바아들이 상기와 같은 형식으로 보강되므로, 소수의 타이 로드들로도 충분하다. 주어진 압력 저항에서, 소수의 타이 로드들에 인가되는 힘들은 허용 불가능한 최대 응력 또는 굽힘을 유발시킴이 없이 종방향 바아들 내로 쉽게 유도된다. 제조, 자중 및 탱크 내부의 세척의 관점에서, 소수의 타이 로드들을 사용하는 것이 바람직하다.

DE-A-3,517,289호에는 연결 부재들을 편평한 철판들에 의해 차례로 보강된 U-형 단면 보강 부재들의 폐쇄된 구멍들 내로 삽입시키는 화물 용기에 대해 설명되어 있으나, 상기 명세서로 공지된 용기는 본 발명과 관계된 형태의 내압 용기가 아니다. 더욱이 내부 파이프 부재가 타이 로드가 종방향 바아에 결합되게 되는 위치에서 관형 종방향 바아 내로 삽입되어 있는 본 발명의 특유한 특징은 상기 선행 기술로는 실현되지 않는다.

상기와 동일한 적용이 CH-A-431,385호에 설명된 장방형 탱크에 적용되어 있는데, 타이 로드는 탱크 벽면들에 용접된 통상의 보강 디스크들에 의해 평면형 탱크 벽면들의 외측 측면 상에 고정되어 있어 역시 무겁다.

본 발명의 양호한 실시예에서는, 보강 파이프 부분들은 이들의 최대 길이가 탱크축과 근접되도록 경사져 있다. 상기 경사면들로 인해, 파이프 부분들은 종방향 바아들의 보강된 부분과 비보강 부분들 사이를 완만하게 변경시키는 탄성 설부로 종단된다.

또다른 양호한 실시예에서, 인장 로드들은 관형이고, 종방향 바아들을 완전히 관통하며 양 관통 위치에서 상기 바아들에 용접되어 있다. 타이 로드들 자체가 고강도로 되며 종방향 바아들에 강하게 연결되게 된다. 관형 종방향 바아와 상기 바아 내에 삽입된 파이프 부분 사이의 상대 운동은 파이프 부재들이 삽입되어 있는 위치들에서 종방향 바아내에 마련된 절췌부들의 에지를 따라 형성된 용접부에 의해 방지된다.

각각의 종방향 바아를 양단부들에서 탱크축과 인접하도록 자체의 최대 길이를 갖도록 경사시키는 것 및 탱크 헤드들과 함께 일체로 형성된 판금 요소들을 사용하여 상기 경사진 단부들을 체결하는 것이 양호하며, 상기 특징들은 탱크 내부의 세척 및 제조에 있어서 유리하다. 다른 실시예에서, 관형 종방향 바아들의 단부들은 각각의 탱크 헤드 부분의 상부로 연장되어 응력 완화 및 보강 요소들을 형성할 수 있는 별도의 판금 요소들에 의해 폐쇄될 수 있다.

탱크 재킷이 특수강 또는 다른 고급 재질로 제조되어 있는 경우에는, 관형 종방향 바아들을 탱크 재료와 같은 고가의 재료로 제조하지 않는 것이 좋으나 부분적으로 원통형인 슬리이브들과 함께 탱크의 내부에 접촉하고 있는 자체의 지역들을 덮기위해서는 탱크 재료로 제조하는 것이 유리하다. 어떠한 경우에 있어서도, 종방향 바아들의 내측에 배열된 보강 파이프 부분들은 염가이나 높은 강도를 가질 수 있는 재료로 제조할 수도 있다.

탱크 재킷은 자체의 축들이 장방형의 모서리들을 형성하게되는 4개의 쉘 부재들로 구성되어 있고, 각각의 쉘 요소는 압연 방향에 대해 횡단하여 굴곡되어 있고 하나의 단일 소재같이 탱크의 전체 길이에 걸쳐 연장되는 압연된 판금으로 제조되는 것이 양호하다.

오늘날 사용될 수 있는 압연 폭 및 보통의 탱크 형태의 관점에서, 각각의 4개의 쉘 부재들은 하나의 단일 요소로 제조할 수 있으며 종래의 원통형 용기들에 있어서는 그러했던 바와 같이, 횡단 방향으로 연장되는 다수의 별도의 링들로 제조해야할 필요는 없다. 이는 전체의 용접 길이를 감소시키며 조립체를 단순화시킨다. 본 발명의 다른 적합한 실시예에서는, 관형 종방향 바아들 및 관형 타이로들은 냉각 또는 가열 유체의 순환을 위해 폐쇄된 관의 부재들로 형성되어 있다. 따라서 부가적인 중량 증가없이도 탱크 내용물의 온도를 제어할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.

제1도 및 제2도에 따라서, 탱크는 부분적으로 원형인 4개의 평행한 원통형 쉘 부재(10) 및 2개의 탱크 단부 헤드(11)들로 구성되어 있다. 제2도의 단부도에서 볼 수 있듯이, 탱크는 4개의 쉘 부재(10)들이 장방형의 모서리들을 형성하는 클러버 잎형의 단면을 갖는다. 하부 새들 요소(12)들 및 상부 지지부재(13)들은 탱크를 2개의 용기 단부 프레임 구조체(14)들에 연결시킨다.

관형 종방향 바아(15)는 비이드 구역 내에서 각각의 쌍의 인접 쉘 부재(10)들 사이로 탱크축에 대해 평행하게 연장된다. 제1도의 상부 부분에서 특히 잘 도시되어 있듯이, 각각의 관형 종방향 바아(15)의 양단부들은 바아(15)의 최소 길이가 탱크축의 길이와 거의 같게되고 자체의 최대 길이는 각각의 탱크 헤드가 부착되어 있는 위치에 도달하도록 45°또는 그 이하의 각도로 경사져있다. 4개의 스팬드럴(spandrel)형 판금 요소(16)들은 각가의 탱크 헤드(11)에 일체로 성형되어 있고 상기 45°또는 그 이하의 각도로 굴곡되어 있다. 각각의 금속 요소는 2개의 재킷 쉘 부재(10)들 사이의 각각의 비이드 구역 내에서 결합되며 재킷 쉘 부재(10)들의 외측인 각각의 관형 종방향 바아 (15)의 경사진 단부면의 상기 구역을 동시에 폐쇄한다.

탱크재킷은, 제2도에 도시된 바와 같이, 탱크의 대체로 클로버잎 형상을 따르는 2개의 보강 링(17)들에 의해 더욱 감싸여져 있다. 관형 타이 로드(18,19)들은 탱크축에 대해 수직 및 탱크 내부를 횡단하여 연장되어 있다. 하나의 수직 타이 로드(18) 및 하나의 수평 타이로드(19)는 교차 구역에서 서로 접촉될 수 있도록 직접 인접하게 배치되어 있고 더욱 보강시키기 위해 서로 결합시킬 수도 있다. 6.058m(20피트) 길이의 탱크에 대해 총 4개의 타이 바아(18,19)들이 구비되어 있다.

각각의 타이 로드(18,19)의 각각의 단부는 각각의 종방향 바아(15)를 완전히 관통하며, 이로부터 외측으로 짧은 길이로 돌출되어 있다. 관통 구역에서, 종방향의 바아(15)는 관형 바아(15) 내로 삽입된 파이프 부재(20)에 의해 보강되어 있다.

제1도에 도시되어 있듯이, 각각의 파이프 부분(20)의 단부들은, 파이프 부분(20)의 최대 길이가 탱크 축과 인접하도록 경사져있다. 이에 따라 종방향 바아 (15)의 보강된 구역으로부터 비보강 구역으로 점진적인 응력 전환이 이루어지게되는데, 파이프 부분(20)의 최장 내측 설부형 단부 구역들은 특정 탄성을 제공하게 된다.

제3도의 단면도에 도시되어 있듯이, 타이 로드(18)의 단부는 탱크의 내측 및 외측에 위치된 양 관통 위치에서 종방향 바아(15) 뿐만 아니라 팡프 부분(20)에 용접되어 있다. 파이프 부분(20)의 보강 작용은 단지 파이프 부분의 관형 바아(15)에 대한 상대적인 이동이 방지되는 경우에만 완전히 이루어지게 되므로, 상기 2개의 부분들은 관형 바아(15) 내에 마련된 절췌부(21)의 에지들을 따라 수행된 용접들에 의해 서로 고정되어 있다. 양 재킷 쉘 부재(10)들은 관형 바아(15)에 용접되어 있다.

쉘 부재(10)들, 타이 로드(18,19)들 및 종방향 바아(15)들은 탱크의 용도에 따라 요구되는 경우 특수강과 같은 탱크 재료로 구성되어 있으나, 화물과 접촉되지 않는 파이프 부분(20)들은 고강도 구조강 또는 미립(fine-grain)강으로 제조되어 있다.

종방향 바아(15)를 염가의 재료로 제조하고, 제4도에 도시된 바와 같이, 상기 바아를 탱크의 내측 구역에서 탱크 재료의 부분적으로 원통형인 슬리이브(22)를 사용하여 감싸므로써 더욱 고급의 탱크 재료를 더욱 절약할 수 있게 된다. 슬리이브(22)들의 종방향 연부들은 탱크의 외측 상의 각각의 바아(15)에 용접되어 있다.

상기의 경우, 재킷 쉘 부재들은 슬리이브(22)들에 용접되게 된다.

육용 탱크 용기의 전형적인 치수들은 높이가 2,600mm이고 폭이 약 2,500mm이나, 약 200mm의 직경을 갖는 관형 종방향 바아(15)들을 사용하게 되면, 제2도에 도시된 클로버 잎 형태는 2,000mm보다 약간 작은 길이의 호를 갖는 재킷 쉘 부재들을 필요로 한다.

상기 폭의 판금은 최근의 냉각 압연 방법으로 제조할 수 있다. 따라서 도시한 방법으로의 관형 바아(15)들의 사용은 재킷 쉘 부재(10)들이 압연 방향에 대해 횡단하여 만곡되는 것을 허용하며, 횡단하여 연장되는 다수의 링들로 제조된 종래의 탱크 재킷들과는 대조적으로, 탱크의 전체의 길이에 걸쳐 연장되는 4개의 일체로된 재킷 쉘 부재 (10)들을 사용할 수 있게된다.

관형 종방향 바아(15)들 및 관형 타이 로드(18,19)들은 외부 입구 파이프들 및 연결기들(도시되지 않음)에 의해 공급되는 냉각 또는 가열 유체의 순환을 위해 사용될 수 있다. 상기의 경우, 타이로드(18,19)들에는 결합 관 시스템을 형성하기 이해 상기 로드들이 종방향 바아(15)들을 관통하게 되는 상기 위치들에 개구부(23)(제3도)들이 제공되게 된다.

Claims

관형 횡단면으로 형성되어 있고 탱크의 종방향 축에 평행하게 연장된 다수의 종방향 바아(15), 각각의 상기 종방향 바아(15) 사이에 고정되어 있고, 쉘 부재의 축들은 상기 탱크축들에 대해 평행하게 연장되어 있는, 부분적으로 원통형인 다수의 쉘 부재(10), 상기 부분적으로 원통형인 쉘 부재들의 단부들에 연결되어 있는 한쌍의 탱크 헤드(11), 상기 탱크의 내부를 횡단하며 상기 종방향 바아(15)의 반대측 바아들을 상호 연결시키는 다수의 개별적인 타이 로드(18,19) 및 상기 타이 로드(18,19)가 상기 종방향 바아들에 연결되게 되는 구역 내에서 상기 관형 종방향 바아들 내로 삽입되는 보강 파이프 부재(20)을 포함하는 재킷을 구비한 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 파이프 부분들의 양 단부들에서 각각의 파이프 부분(20)의 최대 길이가 상기 탱크축에 인접하게 경사져 있는 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 타이 로드들이 관형인 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 타이 로드(18,19)가 상기 종방향 바아(15) 및 이들 내에 삽입된 파이프 부분들을 완전히 관통하고 양 관통 위치들이 상기 바아들 및 파이프 부재들에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 파이프 부분들을 보유하는 구역 내의 상기 관형 종방향 바아(15) 내에 절췌부들이 마련되어 있고, 상기 파이프 부분(20)은 상기 절췌부들의 에지들에 용접됨으로써 상기 종방향 바아들에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 종방향 바아(15)의 양 단부들이 각각의 바아의 최소 길이가 상기 탱크축에 인접되게 경사져 있고, 상기 종방향 바아들의 양단부들은 상기 탱크 헤드들 상에 일체로 형성된 판금 요소(16)에 의해 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 내압탱크.
제1항에 있어서, 상기 탱크 내에 위치하는 상기 종방향 바아(15)의 부분들이 탱크재료로 구성된 부분적으로 원통형인 슬리이브(22)에 의해 감싸져 있고, 상기 슬리이브 들의 종방향 에지들은 상기 탱크 재킷의 외측에 위치되어 있고 상기 종방향 바아들에 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제1항에 있어서, 상기 탱크 재킷이 그것의 축들이 장방형의 모서리들을 형성하는 4개의 쉘 부재(10)으로 구성되어 있고, 상기 쉘 부재(10)은, 압연 방향에 대해 횡단하여 만곡되어 있고 상기 탱크 재킷의 전체 길이에 걸쳐 단일 소재들로 연장되는 압연된 판금요소들로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 내압 탱크.
제3항에 있어서, 상기 관형 종방향 바아(15) 및 관형 타이 로드(18,19)가 냉각 또는 가열 유체의 순환을 위한 폐쇄된 관 시스템의 부품들인 것을 특징으로 하는 내압탱크.