具有抗压不导热部件的密封绝热罐的制作方法

专利名称：具有抗压不导热部件的密封绝热罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及密封绝热罐的制造，该罐包括固定在一种浮式结构的承重构件上的罐壁，该浮式结构适用于制造、储存、装载、海运和/或卸载冷却液例如液化气体、尤其是那些具有高甲烷含量的液化气体。本发明还涉及一种提供有这种罐的甲烷运输船。
背景技术：
处于相当低温度的液化气体的海运涉及最好尽可能小的每日航行蒸发率，这意味着有关罐的绝热性应提高。
已提出这样一种密封绝热罐，该罐包括固定在船的承重构件上的罐壁，所述罐壁在沿着从所述罐的内侧至其外侧的厚度方向上按顺序具有主密封隔层、主绝热隔层、第二密封隔层以及第二绝热隔层，至少所述绝热隔层之一实质由并列的不导热部件组成，每个不导热部件包括一种以平行于所述罐壁的层形式设置的绝热衬垫以及穿过所述绝热衬垫的厚度突起以承受压缩力的承重部件。
例如，在FR-A-2527544中，这些绝热隔层包括由胶合板制成且充满珍珠岩的封闭平行六面体防水箱(caisson)。在里面，该防水箱包括介于盖板与基板之间以承受由容纳在罐内的液体施加的液压的平行承重垫片。由泡沫塑料制成的非承重垫片设在承重垫片之间以维持它们的相对位置。这种防水箱的制造包括组装由胶合板部分制成的外壁以及安装垫片，因而需要大量组装操作、尤其是装订(stapling)。此外，粉末例如珍珠岩的采用使得防水箱的制造复杂化，因为粉末会产生粉尘。因此，需要采用高质量且因而昂贵的胶合板，以便相对于粉尘良好地密封防水箱，即需要采用无结点胶合板。此外，需要在防水箱内用一特定压力压紧粉末，且出于安全原因需要使氮气在每个防水箱内流通以排空存在的任何空气。所有这些操作都使制造复杂化并增大防水箱的成本。此外，如果绝热防水箱的厚度随着绝热隔层增加，该防水箱和承重垫片被压曲的风险会显著增大。如果希望提高防水箱及其内承重垫片的抗压曲强度，就需要增大所述垫片的截面，这又使建立在液化气体与船的承重构件之间的热桥增大相同量。此外，若增大防水箱的厚度，可观察到在该防水箱的内部出现气体对流，这对于良好绝热性是非常有害的。
FR-A-2798902描述了另一种设计用在这种罐中的绝热防水箱。它们的制造方法包括交替地堆叠若干低密度泡沫层和若干胶合板、在每个泡沫层与每个板之间设置粘合剂直至所述堆的高度同所述防水箱的长度一致、以与防水箱厚度一致的规定间隔沿高度方向把上述堆切割成部分、以及把由胶合板制成的基板和顶板粘结在由此切割而成的每个堆部分的两面上，所述板垂直于作为垫片的所述经切割板延伸。尽管其结果是抗压曲强度与绝热性的良好折衷，但不得不承认此制造过程也需要大量组装步骤。

发明内容
本发明的一个目的是提供一种可改进以下特性中的至少一个而不损害这些特性中的其它的罐，这些特性是罐的成本价格、壁的承压能力以及该壁的绝热性。本发明的另一目的是提供一种就其尺寸而言不导热部件可容易地适用于其内而不损害壁的承压能力和该壁的绝热性的罐。
为此，本发明的主题是一种密封绝热罐，其包括至少一个固定在浮式结构船壳上的罐壁，所述罐壁沿着从所述罐的内侧至其外侧的厚度方向按顺序具有主密封隔层、主绝热隔层、第二密封隔层以及第二绝热隔层，至少所述绝热隔层之一实质由并列的不导热部件组成，每个不导热部件包括一种以平行于所述罐壁的层形式设置的绝热衬垫以及穿过所述绝热衬垫的厚度突起以承受压力的承重部件，其特征在于，不导热部件的所述承重部件包括柱，该柱在平行于所述罐壁的平面内的横截面比不导热部件的尺寸小。
这种小截面柱具有它们能根据局部需求分布在不导热部件内的优点。通过调节承重柱的数量和分布，特别与现有垫片相比，能使不导热部件的抗压强度更均匀。还可防止盖板局部下陷或者变薄。有利的，在一种平行于罐壁的平面上看，所述柱规则分布在不导热部件的整个表面上。具有小截面柱的不导热部件的另一优点是其允许制造任何预期尺寸的不导热部件而不损害抗压强度，至少在这些尺寸保持大于或者等于该柱之间间距的范围内。特别的，小表面积的不导热部件可通过切割较大表面积的部件获得。
依据一种特定实施例，所述柱在不导热部件的长度方向和宽度方向上等距隔开。
这种柱可具有空心或者实心截面，对于该截面而言，许多形状都是可以的。优选的，所述柱具有封闭空心横截面。这种具有封闭横截面的空心柱、尤其是具有圆形截面的管使其可以获得相当好的抗压曲性，同时尽可能减小有效导热截面。
有利的，所述柱由塑料或者合成材料制成。
优选的，不导热部件的所述绝热衬垫包括一块人造泡沫。
依据一种实施例，所述柱被插入到在所述人造泡沫块内机械加工出的孔中。
依据另一实施例，所述人造泡沫块是通过在所述柱之间进行浇注以把所述柱的至少一部分高度例如它们高度的一半或者全部嵌入所述人造泡沫块内获得的。
有利的，所述不导热部件包括沿绝热衬垫的厚度平行于所述罐壁设置的平面定位件，该平面定位件具有被所述柱横穿过的孔以限定它们的相互位置。
优选的，所述不导热部件包括至少一个在所述不导热部件的一面上平行于所述罐壁延伸的板。换句话说，在这种情况中，不导热部件包括基板或盖板。通常，“盖”是提供给位于不导热部件的面向罐内侧的一面上的板的名称，“底”是提供给位于不导热部件的面向承重构件的一面上的板的名称。不导热部件也可既包括基板，又包括盖板。任何固定装置可用于把这种板固定在不导热部件上。
不导热部件可敞开或者封闭。有利的，盖板的存在为相邻密封隔层提供了均匀支承。然而，这种板不是强制性的，因为这种充分支承也可由柱单独获得。有利的，基板的存在使自主绝热隔层朝向第二绝热隔层或者自第二绝热隔层朝向船壳的压力良好地分布传递。然而，这种板不是强制性的，因为这种传递也可单独通过柱来充分确保。这种板可按若干方式形成。一个可能方式是一种包括作为单个部件的板与柱的承重构件。另一可能方式是把单独板固定在不导热部件的一面上。
有利的，所述板的内面具有凹槽，该凹槽被设置成经由平齐配合(flush fitting)与所述柱相互作用。这获得一种特别坚固的连接。在这种情况中，板可具有一种不同于所述柱的热膨胀系数，以当罐冷却时在所述板与所述平齐配合在后者内的柱之间产生夹持。
依据一种特定实施例，所述不导热部件具有封闭箱形状，且具有基板、盖板以及沿着后者的边缘在所述板之间延伸的外围壁。这种设计允许装配粒状材料形式的绝热衬垫。然而依据绝热衬垫的构造，也可采用不具有外围壁的不导热部件。
依据另一特定实施例，不导热部件的所述承重部件被制造成由单个部件形成的至少一个承重构件形式，在每种情况中包括把所述承重部件与所述柱的至少一部分高度刚性连接到一起的连接装置。
这种形成为单个部件的承重构件结合了就刚度以及就空心部件厚度方向的抗压曲性而言相当有利的机械性质、易成形性、绝热性以及低成本价格。实际上，对于给定几何结构的柱而言，与独立柱相比，它们的抗压曲性经由刚性一体连接件增大。此外，在柱与柱之间即它们高度的至少一部分处制造呈单个部件形式的连接件使其可以免除特定组装操作、使其可以获得一种较刚硬的承重构件而不用过度增大柱的截面和/或它们的厚度和由此的热桥、以及简化绝热衬垫在不导热部件内的安装。
依据连接装置的另一实施例，所述连接装置包括在所述柱之间延伸的臂。有利的，所述臂沿着所述绝热衬垫的至少一面平行于所述罐壁延伸。按照这种方式设置的臂提供了一种除柱表面以外的辅助面，以固定独立于承重构件形成的可能基板和/或盖板。
依据连接装置的一优选实施例，承重构件的所述连接装置包括一种在所述不导热部件的一面上平行于所述罐壁延伸的板，所述柱自所述板的内面突起。
依据不导热部件的一个实施例，其具有两个按这种方式设置的承重构件，它们各自的板具有相互转向的所述内面，自所述内面突起的柱成对装配在它们与所述板相对设置的端部区域内，以在每种情况中形成所述不导热部件的柱。换句话说，在这种情况中，两个承重构件中每个的柱端对端地设置，以在每种情况中形成这样一种柱，该柱具有分别穿过不导热部件的厚度的一部分延伸的两个部分。特别的，可采用两个完全对称的承重构件。
有利的，在每种情况中，一种导热性低于所述柱的绝热件介于两装配柱之间。这使其可以增强利用不导热部件获得的绝热性。
两个承重构件可经由任何装置组装。优选的，在每种情况中，两个承重构件的柱经由一种热膨胀系数不同于所述柱的连接件成对组装，以当罐冷却时在所述连接件与所述柱之间产生夹紧。作为一种变化实施例或者相结合的，连接件也可平齐配合、粘结、搭扣配合等。
优选的，不导热部件的一个或多个承重构件采用模制、挤压成形、拉挤成形、热成形、吹塑、注射模塑或者旋转模塑过程制成。承重构件可由任何适于上述过程的材料、尤其是塑料例如PC、PBT、PA、PVC、PE、PS、PU及其它树脂制成。有利的，承重构件由合成材料制成。采用这种材料集合了用于获得壁厚薄于胶合板的承重部件所需要的条件，同时提供更好或者相等的导热性以及更小的膨胀系数。例如，所述承重构件可由一种基于聚合物树脂的合成材料例如聚酯树脂或者其它树脂制成。在本发明意义内，基于聚合物树脂的合成材料包括聚合物或者聚合物与提供足够抗裂强度和刚性及其它性质的各种填充剂、添加剂、加固剂或者纤维例如玻璃纤维或其它纤维的混合物。添加剂可用来减小材料的密度和/或增强其热性质、尤其是减小其导热性和/或其膨胀系数。还可采用一种包括高比例锯屑以及人造粘合剂的复合材料。在特定实施例中，承重构件还可由通过热压模制的叠层木板或者胶合板制成。
依据一种特定实施例，由所述不导热部件组成的所述至少一个绝热隔层在每种情况中覆盖以由低膨胀系数的薄金属列板形成的所述密封隔层之一，该金属列板的边缘朝向所述不导热部件的外侧突起，所述不导热部件具有盖板，该盖板承载着经由列板宽度隔开的平行槽，焊接支承件可滑动地固定在该列板内，每个焊接支承件具有自盖板的外面突起的连续翼片，两相邻列板的凸缘按无漏损方式焊接在该翼片的两面上。滑动的焊接支承件形成一种允许不同隔层经由热收缩性不同的效果以及容纳在罐内的液体运动而相互移动的滑动关节。
有利的，与船的承重构件形成一体的第二固定件把形成第二绝热隔层的不导热部件固定在所述承重构件上，以及与第二密封隔层的所述焊接支承件连接的主固定件把所述主绝热隔层固定在第二密封隔层上，所述焊接支承件把所述第二密封隔层固定在第二绝热隔层的不导热部件的盖板上。由此，主绝热隔层固定在第二绝热隔层上，而不影响介于它们之间的第二密封隔层的连续性。
依据一种优选实施例，所述绝热衬垫包括加固或者未加固且刚性或者弹性的低密度泡沫，即，低于60kg/m3，例如在40至50kg/m3左右，其具有非常好的热性质。还可采用毫微标度孔隙度的气凝胶式材料。一种气凝胶式材料是具有极细且相当多孔结构的低密度实心材料，孔隙率可能高达99％。这些材料的孔尺寸通常在10至20毫微米之间的范围内。这些材料的毫微标度结构极大限制了气体分子的平均自由行程，因而还可以对流传热和传质。因此，气凝胶是非常好的绝热体，其具有例如低于20×10-3W·m-1·K-1、优选小于16×10-3W·m-1·K-1的导热性。它们通常具有比其它传统绝热体例如泡沫低2至4倍的导热性。气凝胶可以呈不同形状，例如，呈粉末状、珠状、无纺纤维状、织物状等。这些材料的相当好的绝热性质使其可以减小它们被用在其内的绝热隔层的厚度，这增大了罐的有效容积。
本发明还提供一种浮式结构、尤其是甲烷运输船，其特征在于，其包括依据上述本发明主题的密封绝热罐。这种罐可特别用在一种以从出产地点输出液化气体为目的且用于储存该液化气体的FPSO(浮动、产出、存储及卸载)设备中，或者一种以提供气体运输系统为目的且用于卸载甲烷运输船的FSRU(浮动存储及再气化单元)中。
附图的简要说明在以下参照附图仅以未限制性示范例方式给出的对本发明一种具体实施例的说明过程中，将更好地理解本发明，且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更明显，其中-

图1是依据一种用于理解本发明的一般实施例的罐壁的剥离透视图；-图2和3表示从两个垂直方向看的图1所示罐壁的主固定件；-图4是依据本发明一个实施例的罐壁的横向剖视图；-图5是图4所示罐壁的不导热部件的放大透视图；-图6是一种用于获取依据本发明第一实施例的不导热部件的模制步骤的透视图；-图7在透视图中表示一种被模制为单个部件的承重构件；-图8是图7所示承重构件的一种变化实施例的局部剖视图；-图9是两种借助于图7所示承重构件制造的不导热部件的放大透视图；-图10是表示图9所示不导热部件的组装的局部剖视图；-图11和12是类似于图7的示图，表示承重构件的其它变化实施例；-图13是依据本发明另一实施例的不导热部件的局部剖视图；-图14是图13所示不导热部件的承重构件的俯视图；-图15至18表示在横向剖视图中看的另一柱状承重构件实施例；-图19是类似于图6的示图，表示一种可供选择的模制方法；-图20是依据本发明另一实施例的不导热部件的放大透视图；-图21在透视中表示一种由单个部件加热成形的承重构件；以及
-图22和23在俯视图和沿线XXIII的剖视图中表示依据另一实施例的不导热部件。
具体实施例方式
以下给出对包括且固定在FPSO或FSRU式运输船或者甲烷运输船的构件的双层船壳上的密封绝热罐的若干实施例的说明。这种罐的总体结构本身是公知的，且具有多面体形状。因此，仅给出对罐的壁区域的说明，应理解的是，该罐的所有壁具有类似结构。
现在参照图1至3给出一种用于理解本发明的一般实施例。图1表示用1标记的船的双层船壳的一区域。罐壁沿其厚度按顺序包括由并列在双层船壳1上且利用第二固定件4固定在该双层船壳1上的防水箱3形成的第二绝热隔层2、然后由该防水箱3承载的第二密封隔层5、然后由利用主固定件48固定在第二密封隔层5上的并列防水箱7形成的主绝热隔层6、以及最后由该防水箱7承载的主密封隔层8。
防水箱3和7是具有相同或者不同结构以及相同或者不同尺寸的平行六面体不导热部件。
第二固定件4固定在销31上，该销31按规则的矩形网格排列焊接到双层船壳1上，使得每个防水箱上的这些固定件4能够固定其拐角相遇的四个防水箱3。同时，在每个防水箱3的中央区域内还提供两个第二固定件4。然而，依据防水箱的尺寸，每个防水箱3差不多六个固定点是必要的。
第二密封隔层5依据已知技术制造成一种由殷钢列板40组成且具有凸缘的隔板。如自图3中更好看到的，防水箱3的盖板11具有纵向槽，该槽具有倒T形截面且用41标识。折叠成L形的殷钢片状焊接支承件42可滑动地插入每个槽41内。在每个防水箱上，每块列板40在两个焊接支承件42之间延伸且具有两个经由焊缝44连续焊接在对应焊接支承件42上的凸缘43，如自图2和3可见。主密封隔层8按相同方式制成。
类似的，在每个防水箱上，主绝热隔层的防水箱7固定于四个拐角以及该防水箱7中央区域内的两点处。为此，在每个防水箱上采用详细表示在图2和3中的主固定件48。主固定件48具有一种与凸耳50形成一体的下套筒49，该凸耳50焊接在位于列板40的凸缘43上方的焊接支承件42的若干例如三个点51处。一种由Permali制成的杆52具有固定在下套筒49内的下端以及固定在套筒54内的上端，Permali是一种以树脂浸制山毛榉木为基础的复合材料，该套筒54与支承垫圈53形成一体，该支承垫圈53对防水箱7的盖板11施加压力且容纳在位于该防水箱7的拐角处和中央轴30处的埋头孔28内。套筒54是带螺纹的且拧到杆52的对应螺纹端部上。当垫圈53已由此定位时，固定螺钉56啮合穿过设在该垫圈53中的孔55并拧入板11内，由此防止该垫圈53的任何随后转动。在每个绝热隔层内，防水箱3和7以大约5mm的小间距并列。
有利的，包括一层本身是相当好的绝热体且作为防水箱3和/或7的绝热衬垫的气凝胶式毫微孔材料。气凝胶还具有疏水的优点，由此防止来自船的湿气被吸入绝热隔层内。绝热层可用气凝胶制成袋状、织物状或者珠状。
一般而言，气凝胶可由大量材料制成，包括硅石、矾土、碳化铪以及各种聚合物。此外，依据本制造过程，气凝胶可被制造成粉末状、珠状、单片状以及加固弹性织物状。气凝胶一般是通过萃取或者置换微型结构凝胶体的液体制得的。凝胶通常是经由化学转换以及一种或多种稀前体的反应制得的。这获得一种存在溶剂的凝胶结构。一般利用超临界流体例如CO2或者酒精来置换凝胶溶剂。通过采用各种添加剂和加固剂可改变气凝胶的性质。
采用气凝胶作为绝热衬垫显著减小了主绝热隔层和第二绝热隔层的厚度。通过在防水箱3和7内采用织物状气凝胶层，例如可获取分别具有200mm和100mm厚度的隔层2和6。于是，罐壁具有310mm的总厚度。作为一种变化实施例，通过在防水箱3和7中的每个内采用一层气凝胶颗粒、尤其气凝胶珠，可获取总厚度为400mm的罐壁。
参照图4和5，现在将给出对依据本发明的密封绝热罐的第一实施例的说明。在第一实施例中，主绝热隔层和第二绝热隔层由呈平行六面体防水箱60形式的不导热部件形成，该防水箱60的结构表示在图5中且它们按照与图1所示防水箱3和7类似的方式排列和固定，因此不需要在这点上做进一步的说明。
防水箱60包括一块低密度人造泡沫63、例如低密度聚氨脂泡沫，该泡沫63可选择用纤维加固且被夹在基板61与盖板62之间，该基板61和盖板62例如通过粘结固定在泡沫63的较大面上。
在板61与62之间，空心管状且具有圆形截面的承重柱65在沿块体63厚度方向提供的孔64内延伸。在所示例子中，柱65呈正方网格状分布，然而其它分布形式也是可能的。在一种具有1.5m边长的正方截面的不导热部件情况中，提供例如六十四根柱65。然而，柱的密度可改变，特别作为所要承受力的函数以及该柱截面积的函数。柱65的内部充满绝热材料，例如，同用于形成该柱65之间块体63相同的泡沫或者其它材料例如更高密度的材料以承受更大压缩力。
在图5所示实施例中，防水箱60可经由以下步骤制成由一层连续浇注泡沫切割出一块泡沫63，机械加工出穿过该块体63的孔64，把柱65插入孔64内，把绝热材料66的栓状物插入柱65内，以及粘结板61与62。
一种依据图6的替换制造方法省略了泡沫块。在这种情况中，柱65设在模具67的空腔68内，然后在该柱65之间注入泡沫，以获得此柱65嵌入其中的泡沫块。如果柱65的直径相当大例如大于100mm，还可在同一浇注步骤过程中填充该柱65。为确保把柱65定位且保持在模具的空腔内，采用一种平面定位件，在此例中该平面定位件为网格或者玻璃纤维板69的形式，经由此平面定位件紧紧地固定该柱65。网格或者玻璃纤维板69也可在模塑之后嵌入泡沫块的厚度中，这使得可以减小此区域内泡沫的膨胀系数，从而减小板61和62与泡沫之间的剪切应力。最后，粘结板61和62。选择性的或者与此粘结操作相结合的，可把板与柱65的端部装配到一起，在这种情况中该端部应伸出块体63。
还可在开始时把柱65固定到板61上并把此组件放置在模具67内，以在具备或者不具备网格69的情况下直接在该板61上浇注泡沫。
采用与图6相同的参考数字的图19表示在板61与62之间模制泡沫块63的过程的另一变化实施例，该板与柱65(及适当的网格或者玻璃纤维板69)一起放置在用盖59封闭的模具67内。这获得一种经由单次操作完成的防水箱60。
柱65可由大量材料制成。塑料例如PVC、PC、PA、ABS、PU、PE及其类似物尤其适于模制任何形状的柱且具有成本价格低的优点。其它可能材料是复合材料、木材、胶合板或人造泡沫。板61和62可由胶合板、塑料树脂或者复合材料制成。例如，它们的厚度是基板6.5mm以及盖板12mm。
应注意的是，防水箱60可制造成或者尤其是易于切割成无论什么形状，以在构造该罐时实现精密连接或者缩小公差。实际上，易于切割板61和62以及柱65之间的块体63，而不损害由此分离的每个防水箱部分的内聚力和抗压强度。适当的，也可垂直切割空心柱65。
借助于防水箱60制成的罐壁表示在图4的剖视图中。在此例中，用于第二绝热隔层2的防水箱比用于主绝热隔层6的防水箱厚。主固定件4和第二固定件48以及密封隔层5和8的细节未表示。在这方面参考图1至3。
当双层船壳1的几何构造不规则时，提供围绕螺纹销31的填隙片。利用计算机基于双层船壳1的内表面的地形测量来计算每个填隙片的厚度。由此，沿着一种理论规则面定位第二绝热隔层2的基板61。在基板61与双层船壳1之间，通常提供胶珠70，该胶珠70粘结在基板61上且在装配防水箱60时压向双层船壳以为该防水箱提供支承。为避免此胶粘附到双层船壳上，一片牛皮纸(未示出)设在它们之间。优选的，珠70与柱65成一直线设置，以防止板61由于主要在柱65区域内传递的压力而挠曲。此外，可免除基板且使柱65直接搁置在珠70上。
依据一种变化实施例(未示出)，提供延伸至板61与62之间的防水箱60的外围的外围壁，以形成一种可容纳粒状绝热材料的密封箱。这些壁可经由粘结、装订、平齐配合及其它固定方法固定在板上。防水箱60也可例如经由吹塑或者旋转模塑组装成单体形式。
依据另一变化实施例，板61和/或62由板部分代替，该板部分仅覆盖位于柱65端部处的块体63区域，而不是该块体63的整个表面。于是，焊接支承件42将封装在盖板部分内。
可以设置倾斜柱65，即，其轴线不垂直于基板61和盖板62的柱。这种倾斜使其不仅可承受剪切力，而且可承受施加给防水箱60的倾覆力。
参照图7至12，给出对可用于形成罐壁的绝热隔层的不导热防水箱或部件的又一实施例的说明，其总体结构已针对图1至3作了说明。密封隔层的制造过程及各个隔层的安装过程类似于前述实施例，这里将不再就它们作出说明。
图9在放大透视图中表示分别借助于模制承重构件500制得的防水箱570和防水箱670，现在将参照图7给出对该模制承重构件500的说明。
承重构件500是一种由任何适当材料制成的注塑件。其是一种具有倒角且呈边长为1.5m的正方形或者矩形的平板571，十六个按规则正方网格布置的空心圆筒形柱575、两个位于该板的中央区域内的较小截面管581以及四个位于该板的四个拐角区域处的三角筒形柱580从该平板571的一个表面起突起。板571在柱575和580的底部区域内连续，但在管581的底部区域内穿通以允许连杆通过。此外，在主隔层6的防水箱情况中，板571被切割出长条切口以允许第二密封隔层的列板的焊接支承件42和凸缘43穿过。柱580用于接收在不导热部件的每个拐角处使用的连接件的承压力。对于1.5m边长的正方形板而言，柱575的截面例如300mm。至于绝热衬垫，承重构件500可覆盖以一层在柱575之间及其内浇注的低密度泡沫。
柱的截面可适度大，重要的是总给每个防水箱提供若干柱。因此，就截面而言，柱的尺寸可以是防水箱的对应尺寸的1/3或者甚至1/2。
为形成防水箱570，与板571具有相同尺寸的单独板572固定在柱575的与该板571相对的端部上。此板可经由任何方法(粘结、装订、平齐配合等)固定。在图9中，板572的内表面上提供有环形槽573以紧密接收每个柱575的端部。
可选择构件500和板572的材料，以使柱575在板内热收缩。例如，采用由PVC制成的构件500和由显示出较小热收缩的胶合板制成的板572，使得当罐冷却时柱575的端部夹紧由槽573限定的环形芯。相反，柱575的夹持也可利用一种比构件500收缩得更大的板572获得。
板572具有与模制构件500的管581相对的孔574。
在防水箱670中，两个相同的模制构件500对称布置，且通过使它们各自的柱575相互抵压而组装到一起。此组件可经由任何方法(粘结、焊接、平齐配合等)制得。在图9中，借助于一种在每个防水箱上介于两个对准柱575之间且在该两个对准柱575上平齐配合的连接环680实现此组装。此组装可在图10中更好地看到，在图10中将观察到连接环680具有经由径向凸榫683连接的外环部682和内环部681。柱575平齐配合在两环部681与682之间且紧靠在凸榫683的两侧上。环680的材料可被选择为具有比柱575低的导热性，以实现绝热功能。它们可同时、替换或者相结合地被选择为具有不同于柱575的膨胀系数，以实现热组装功能。在一种变形实施例中，两个具有互补截面柱的模制构件通过把该柱直接嵌套到一起而固定在一起。
通过朝向罐的内部转动板571以支承相邻密封隔层，泡沫填充件500也可单独使用而无需辅助板。由此形成的不导热部件经由柱575搁置在第二密封隔层上或者固定于船壳上的树脂列板上。
图11和12表示模制承重构件600和700，该承重构件600和700可按照类似于前述构件500的方式制造不导热部件。
在图11中，与图7中相同的参考数字标识相同部件。构件600包括沿着板571的四个边缘连续延伸的平面外围壁601，从而形成一种可容纳粉末状、珠状等绝热材料的箱体。例如，容纳气凝胶珠的构件600可与容纳低密度泡沫的构件600结合以形成如图9所示的防水箱670。
在图12中，平面板771承载着三十六个截面(例如，100mm)小于上述柱575的空心管状柱775、四个位于其拐角区域内且截面更小(例如，50至60mm)的空心管状柱780、以及两个位于其中央区域内且类似于柱780的管状柱781，该管状柱781允许用于安装绝热隔层的连接件穿过。
构件500、600和700是注塑的。通过由塑料板热成形也可获得类似构件。这种可能性表示在图8中。在这种情况中，初始平面板571受热并变形以匹配阴模560的凹槽。这获得这样一种承重柱575，该承重柱575板侧端部敞开且其相对端部经由壁583封闭。在这种情况中，从板571的相对于这些柱的表面给位于柱575内部的空间582填充例如泡沫。
壁601也可通过热成形获得。
图21在透视图中表示一种承重构件1300，其包括一种作为防水箱的基板或盖板的板1371以及一种按照类似于图8所示柱575的方式获得的承重柱1375。在所示例子中，柱1375具有一种便于它们成形的截头圆锥体形。例如，在近似100mm的高度上，柱直径可从底部160mm变化至顶部120mm。
为用作主绝热隔层的防水箱的基板，板1371具有两个在该板1371的整个长度上延伸的纵向肋1384。每个肋1384是在热成形操作过程中通过沿着与柱1375相同的方向推挤材料以形成一种在板1371的平面上敞开的V形褶皱获得的，该V形褶皱的内表面1385允许第二密封隔层的焊接支承件42和凸缘43穿过。在第二绝热隔层的情况中，不需要肋1384。
先前给出了对一种包括作为盖板或基板的板的承重构件的说明。现在参照图13给出对另一不导热部件实施例870的说明，其中，模制的承重构件800包括经由臂890连接的小截面承重部件875。此承重构件的俯视图表示在图14中。承重部件875是按规则网格布置且经由臂890连接的圆筒形柱，该臂890按正方网格形式布置。例如由胶合板、塑料、合成材料或其它材料制成的盖板872和基板871粘结在与承重构件800相对的两面上。臂890位于靠近板872的承重部件875的端部处且具有一种用于粘结板872的平顶面。
图20在放大透视图中表示了一种在连接臂890的布置方面略微变化的不导热部件870。
另一臂可设在柱875的底端区域内。该臂也可设在承重柱的其它区域内(例如，向上方向的中间)。
防水箱870的内部空间即柱875的内部空间880以及该柱之间的空间填充以一种或多种绝热材料。当采用低密度泡沫时，这样制造防水箱，把俯视图中呈矩形的构件800放置在模具内、把泡沫注入该模具内以使构件800嵌入平行六面体泡沫块中、然后把板872和871固定到此块体上。基板871不总是必需的。该板之一还可与构件800一起模制成单个部件。
尽管已经给出了对防水箱60以及承重构件500、600、700和800内的圆形截面空心承重柱的说明，但该承重柱就截面而言可具有任何其它形状且可具有任何类型的规则或者不规则空间分布。例如，图15表示一种由多个同心圆筒壁976组成的承重柱975。在图16的柱1075中，圆筒壁1076具有方形截面。
图17显示一种按规则图形直列式分布且具有空心正方形截面以及倒角的柱1175。在图18中，柱1275例如实心圆柱按交错排列分布。其它截面也是可实现的，即，矩形、多边形、I形、实心或空心、双面等截面。承重柱还可具有随其高度变化的截面，例如截头圆锥形柱。
在所有情况中，该柱可被模制成自一板突起和/或经由壁和/或任何连接装置连接。当采用低密度泡沫作为绝热衬垫层时，尤其有利的是在单次步骤中把泡沫浇注到连接板的整个表面区域上、承重柱之间以及可能其内。另一可能性是在预先形成的泡沫块内形成井孔，并把承重柱插入为此目的形成的井孔中。
在粒状绝热材料的情况中，需要采用一种具有外围壁的不导热部件，该外围壁优选与承重构件一起形成单个部件，如图11所示。依靠形成小截面承重部件，该承重部件之间的箱体内部空间未分隔，因而粒状材料更易于分布在不导热部件的整个表面区域上。粒状材料也可插入空心柱内。
相当小截面例如小于40mm的承重柱可空置而不损害绝热性。小截面的空心柱还可填充以柔性PE泡沫球或者玻璃棉。
在先前所述的承重构件500、600、700和800中，一些柱还可用隔壁替代，该隔壁在承重构件内产生隔室。
参照图22和23，现在给出对一种不导热部件实施例的说明，该不导热部件包括通过旋转模塑或者通过注射吹塑制成的单体空心防水箱1470。此防水箱具有封闭空心外壳1477的形状，该空心外壳1477包括八个截头圆锥形柱1475，该截头圆锥形柱1475从外壳的底壁1471突起形成且每个都具有一可压在该外壳的顶壁1472上以承受压缩力的顶壁1483。
为固定防水箱，六个截头圆锥形轴1480设在外壳的外围处且经由顶壁1472敞开。这些轴中的每个都具有底壁，该底壁可压向底壁1471以承受压力以及可被刺穿以接收用1431示意性表示的杆，该杆1431例如是一种焊接到船壳上的销或者是一种固定在下面的密封隔层上的连接设备。
防水箱的内部空间1476和柱1475的内部空间1482可填充以任何适当的绝热材料，例如注射泡沫。
类似的，在固定防水箱之后，轴1480可填充以绝热材料，例如PE泡沫或者玻璃棉。
为模制防水箱1470，采用例如高密度PE、聚碳酸酯、PBT或其它塑料。如果采用其它用于固定防水箱的方法，例如，连接部件穿过该防水箱之间以按照图2和3所示固定件48的方式连接到且压向顶壁1472时，轴1480还可免除。基板和/或盖板还可固定在外壳的壁上以加固该外壳。
尽管已给出了对基本平行六面体的直角不导热部件的说明，但其它截面形式也是可能的，值得注意的是任何多边形状都会导致平面不连续。
当然，不导热部件的绝热衬垫可包括多层材料。
当主绝热隔层和第二绝热隔层之一借助于上述不导热部件制成时，可以但不是必需地按相同方式制造另一绝热隔层。两不同类型的不导热部件可用在两隔层中。隔层之一可由现有技术中的不导热部件构成。
第二绝热隔层和主绝热隔层的防水箱可按照不同于图中所示例子的方式固定在船壳上，例如借助于与该防水箱的基板啮合的固定件。
尽管已结合许多特定实施例对本发明进行了说明，但显而易见的是本发明无论如何也不限于这些，而是可包括落在本发明范围内的所述装置的任何技术等效物以及它们的组合。
权利要求
1.一种密封绝热罐，包括至少一个固定在浮式结构的船壳(1)上的罐壁，所述罐壁沿着从所述罐的内侧至其外侧的厚度方向按顺序具有主密封隔层(8)、主绝热隔层(6)、第二密封隔层(5)以及第二绝热隔层(2)，至少所述绝热隔层之一基本上由并列的不导热部件(3，7)组成，每个所述不导热部件包括一以平行于所述罐壁的层的形式设置的绝热衬垫(63)；以及穿过所述绝热衬垫的厚度突起以承受压缩力的承重部件，其特征在于，所述不导热部件(60，570，670，870)的所述承重部件包括柱(65，575，775，875，975，1075，1175，1275)，该柱在平行于所述罐壁的平面内的横截面比所述不导热部件的尺寸小。
2.根据权利要求1所述的密封绝热罐，其特征在于，在平行于所述罐壁的平面中看，所述柱规则地分布在所述不导热部件的整个表面上。
3.根据权利要求1或2所述的密封绝热罐，其特征在于，所述柱在所述不导热部件的长度方向和宽度方向上等距隔开。
4.根据权利要求1至3之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述柱具有封闭空心横截面。
5.根据权利要求4所述的密封绝热罐，其特征在于，所述柱是具有圆形横截面的管。
6.根据权利要求1至5之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述柱由塑料或者合成材料制成。
7.根据权利要求1至6之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述不导热部件的所述绝热衬垫包括一块人造泡沫(63)。
8.根据权利要求7所述的密封绝热罐，其特征在于，所述人造泡沫块是通过在所述柱之间进行浇注以把所述柱的至少一部分高度嵌入所述人造泡沫块内获得的。
9.根据权利要求7所述的密封绝热罐，其特征在于，所述柱(65)被插入到在所述人造泡沫块内机械加工出的孔(64)中。
10.根据权利要求1至8之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述不导热部件包括一沿所述绝热衬垫的厚度平行于所述罐壁设置的平面定位件(69)，所述平面定位件(69)具有被所述柱(65)横穿过的孔以限定它们的相互位置。
11.根据权利要求1至10之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述不导热部件包括至少一个在所述不导热部件的至少一面上平行于所述罐壁延伸的板(61，62，571，572，711，872)。
12.根据权利要求11所述的密封绝热罐，其特征在于，一个所述板(572)的内面具有凹槽(573)，所述凹槽(573)被设置成通过平齐配合与所述柱(575)相互作用。
13.根据权利要求12所述的密封绝热罐，其特征在于，所述板(572)具有一种不同于所述柱(575)的热膨胀系数，以当所述罐冷却时在所述板与所述平齐配合在其内的柱之间产生夹持。
14.根据权利要求11至13之一所述的密封绝热罐，其特征在于，所述不导热部件具有封闭箱形状，具有基板(571)、盖板(572)以及沿着后者的边缘在所述板之间延伸的外围壁(601)。
15.一种浮式结构，其特征在于，其包括一种依据权利要求1至14之一所述的密封绝热罐。
16.依据权利要求15所述的浮式结构，其特征在于，其包括甲烷运输船。
全文摘要
一种密封绝热罐，包括至少一个固定在浮式结构船壳(1)上的罐壁，所述罐壁沿着从所述罐的内侧至其外侧的厚度方向按顺序具有主密封隔层(8)、主绝热隔层(6)、第二密封隔层(5)以及第二绝热隔层(2)，至少所述绝热隔层之一实质由并列的不导热部件组成，每个不导热部件包括绝热衬垫(63)以及穿过所述绝热衬垫的厚度突起以承受压力的承重部件，其特征在于，不导热部件的承重部件包括柱(65)，该柱在平行于所述罐壁的平面内的横截面比该不导热部件的尺寸小。
文档编号F17C1/08GK1776283SQ20051012460
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月9日 优先权日2004年11月10日
发明者J·德莱姆, P·米沙尔斯基, V·法尔冈 申请人:气体运输技术公司