JP2016529168A - 密封及び断熱されたタンク内の断熱障壁の作成に適する断熱要素 - Google Patents

Abstract

密封及び断熱されたタンク内の断熱障壁の作成に適する断熱要素であって、断熱要素は、平坦カバーパネルと、カバーパネルと平行に配置された断熱裏張り（１０）と、圧縮荷重に反応するようにカバーパネルから断熱裏張りの厚みを通して延びる耐荷要素とを含み、耐荷要素は、複数の支柱（４）を含み、その断面は、カバーパネルの寸法と比較すると小さく、それらは、断熱裏張りの凹部（１１）に嵌合され、かつカバーパネルに固定され、常温では、各支柱の断面寸法は、支柱が嵌合した凹部の対応する寸法よりも小さい。ＬＮＧを貯蔵又は搬送するための膜を有するタンク壁の製造への適用。【選択図】図２

Description

本発明は、特に液化天然ガスのための膜タンク内のモジュール式断熱壁、特に低温液体を貯蔵又は輸送するためのタンク壁を生成することを可能にする断熱要素の構成の分野に関する。

液化天然ガスのための膜タンクにおいて、圧縮抵抗の機能を意味する貨物の流体力学的負荷を密封膜から二重船殻に伝達し、かつ貨物の蒸発をもたらす熱の流れを制限するために貨物を船の船殻から断熱するが、同時に船殻を極低温度から保護するために断熱要素が使用される。

浮遊構造物の船殻に固定されたタンク壁を含む密封及び断熱タンクは、ＦＲ−Ａ−２８７７６３８から公知である。タンク壁は、タンクの内部から外部に向う厚み方向に順に１次密封障壁、１次断熱障壁、２次密封障壁、及び２次断熱障壁を含む。断熱障壁は、並置された断熱要素から本質的に構成される。各断熱要素は、底部パネル、カバーパネル、及びタンク壁に平行な層の形態に配置された断熱裏張りを含む。圧縮力を吸収するために、断熱裏張りの厚みを通して耐荷要素が直立している。断熱要素の耐荷要素は、支柱を含み、その断面は、タンク壁に平行な平面において断熱要素の寸法と比較して小さい。

ＦＲ−Ａ−２８７７６３８

本発明が基づく１つの着想は、比較的製造しやすく、良好な熱的性能を有し、かつ断熱裏張りが冷却時にその周囲環境よりも多く収縮することができる材料、例えば、低密度非構造的ポリウレタン発泡体から作ることができる断熱要素を提供することである。

本発明の一部の態様は、そのような材料の単一ブロックを使用して断熱裏張りを生成する着想から始まる。本発明の一部の態様は、壁の冷却時に断熱裏張りにおいて熱的起源の応力の確立を制限する着想から始まる。本発明の一部の態様は、要素がそこから構成される材料の関数として異なる振幅の熱収縮を可能にするために、耐荷要素及び１つ又はそれよりも多くの平坦パネルに対して摺動する可能性を伴って保持される断熱裏張りを提供する着想から始まる。

一実施形態により、本発明は、密封及び断熱されたタンク内の断熱障壁の作成に適する断熱要素を提供し、断熱要素は、平坦カバーパネルと、カバーパネルと平行に配置された断熱裏張りと、圧縮力を吸収するために断熱裏張りの厚みを通してカバーパネルから延びる耐荷要素とを含み、耐荷要素は、複数の剛性支柱を含み、その断面は、断熱裏張りの空隙に係合するカバーパネルの寸法と比較すると小さく、かつカバーパネルに固定され、常温では、支柱の少なくとも１つに関して、支柱の断面寸法は、支柱が支柱と空隙の壁の間に間隙をもたらすように係合する空隙の対応する寸法よりも小さい。

実施形態により、そのような断熱要素は、以下のうちの１つ又はそれよりも多くの特徴を含むことができる。

一実施形態により、断熱要素は、支柱と空隙の壁の間の間隙内に配置された可撓性材料充填要素を更に含む。充填要素は、剛性構造体と断熱裏張りの間の差動熱収縮によって誘起される変形の殆どをそれ自体で吸収するように、断熱裏張りよりも遥かに剛性の小さい材料から作られる。

実施形態により、充填要素は、超低密度ポリマー発泡体、ガラスウール製品、緩いガラスウール、メラミン発泡体、エーロゲル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエステル詰め綿のブロック、又は、緩いポリエステル詰め綿から選択された材料から作られる。

一実施形態により、支柱は、断熱裏張りの中心区域に位置する第１の空隙に係合した第１の支柱と、断熱裏張りの中心区域から距離を置いて断熱裏張りの第２の空隙に係合した第２の支柱とを含み、第２の空隙の断面寸法は、断熱裏張りとカバーパネルの間の差動熱収縮を可能にするために第１の空隙の対応する寸法よりも大きく、可撓性材料充填要素は、第２の空隙に配置され、可撓性材料充填要素は、第１空隙には配置されない。

一実施形態により、支柱は、断熱裏張りの第１の空隙に係合した第１の支柱と、断熱裏張りの第２の空隙に係合した第１の支柱と同一の第２の支柱とを含み、第２の空隙は、断熱裏張りの中心から第１空隙より大きい距離に位置し、第２の空隙の断面寸法は、断熱裏張りとカバーパネルの間の差動熱収縮を可能にするために第１の空隙の対応する寸法よりも大きい。

空隙のこれらの寸法特徴は、一部の支柱のレベルに又は全ての支柱のレベルに適用することができる。一実施形態により、同一の支柱が係合する全ての空隙は、空隙と断熱裏張りの中心との間の距離と共に、例えば比例して、増加する断面寸法を有する。

一実施形態により、常温では、１つの支柱又は各支柱は、断熱裏張りの中心から離れる方向に面する空隙の壁よりも断熱裏張りの中心の方向に面する空隙の壁に近いように空隙に配置される。

一実施形態により、断熱要素は、平坦カバーパネルに平行な平坦底部パネルを更に含み、断熱裏張りは、底部パネルとカバーパネルの間に配置され、耐荷要素は、底部パネルまで遠くに断熱裏張りの厚みを通して延び、支柱の断面は、底部パネルの寸法と比較すると更に小さく、支柱は、更に底部パネルに固定される。

支柱は、様々な形状及び向きを有して生成することができる。一実施形態により、支柱は、カバーパネルにかつ適切な場合は底部パネルに対して垂直である。傾斜支柱も使用することができる。

一実施形態において、支柱又は各支柱は、一様な断面を有することができ、これは、支柱の生成及び設置を容易にする。

一実施形態により、支柱又は各支柱は、断熱裏張りの厚み方向に沿って変化する断面寸法を有することができ、その断面寸法は、カバーパネルの方向に減少する。カバーパネルは、使用時に温度が最も低いタンクの内部の方向に面する側に対応するので、この配置は、その振幅が最も大きい傾向がある断熱裏張りの収縮に対してより多くの余裕を残すものである。

空隙は、様々な形状及び向きを有して生成することができる。一実施形態において、空隙又は各空隙は、一様な断面を有し、これは、空隙の生成を容易にする。

一実施形態により、空隙又は各空隙は、断熱裏張りの厚み方向に沿って変化する断面寸法を有し、この断面寸法は、カバーパネルの方向に増加する。この配置はまた、その振幅が最も大きい傾向がある断熱裏張りの収縮に対してより多くの余裕を残すことを可能にする。

一実施形態により、断熱裏張りは、ポリマー発泡体ブロック、特にポリウレタン発泡体ブロックを含む。

一実施形態により、断熱裏張りは、ポリマー発泡体ブロックの厚み内で延びる緩和スロットを含む。

カバーパネル及び底部パネルは、様々な材料、例えば、合板、複合材料、又は満足できる熱特性を保持しながら力を伝達することができる他の材料から作ることができる。

一実施形態により、断熱裏張りは、耐荷要素及びカバーパネルに対して摺動可能に耐荷要素によって保持される。

一実施形態により、本発明はまた、支持構造体に配置された密封及び断熱されたタンクを提供し、タンクは、支持構造体に固定されたタンク壁を含み、タンク壁は、タンクの内部から外部に向う厚み方向に順に１次密封障壁、１次断熱障壁、２次密封障壁、及び２次断熱障壁を含み、１次断熱障壁及び／又は２次断熱障壁は、先に参照したような複数の並置された断熱要素を含む。

そのようなタンクは、例えばＬＮＧを貯蔵するための陸上貯蔵施設の一部を形成し、又は沿岸又は深海浮遊構造物、特に、メタンタンカー、浮遊貯蔵及び再ガス化ユニット（ＦＳＲＵ）、浮遊生産貯蔵及び除荷（ＦＰＳＯ）ユニットなどに設置することができる。

一実施形態により、低温液体製品の輸送のための船は、二重船殻と二重船殻に配置された先に参照したようなタンクとを含む。

一実施形態により、本発明はまた、そのような船に載荷又は除荷する方法を提供し、低温液体製品は、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設から、又は、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設まで、船のタンクまで又はタンクから断熱パイプを通して経路指定される。

一実施形態により、本発明はまた、低温液体製品のための移送システムを提供し、システムは、上述の船と、船の船殻内に設置されたタンクを浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設に接続するように配置された断熱パイプと、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設から、又は、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設まで、船のタンクまで又はタンクから断熱パイプを通して低温液体製品の流れを駆動するポンプとを含む。

本発明は、単に非限定的な例証として与える本発明の特定の実施形態の添付図面を参照すると以下の説明を通してより良く理解され、かつ本発明の他の目的、詳細、特徴、及び利点がより明確に明らかになるであろう。

矩形平行六面体形状の断熱箱の生成に適する剛性構造体の斜視図である。 常温での断熱箱のカバーパネルに平行な平面における断面図である。 低温での断熱箱を示す図２と類似の図である。 図２の区域ＩＶの拡大図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 空隙の異なる幾何学的形状を示す図２の断熱裏張りに使用することができる空隙の斜視図である。 別の実施形態による断熱裏張りを示す図２と類似の図である。 常温及び低温での別の実施形態による断熱裏張りの一部を示す図２と類似の図である。 断熱障壁を含むメタンタンカーのタンク及びそのタンクの載荷／除荷のためのターミナルの概略切り欠き図である。 矩形平行六面体形状の断熱箱の斜視図である。

図１を参照すると、平行六面体の断熱箱１が表されており、断熱箱の断熱裏張りは、剛性構造体のみが見えるように省略されている。そのような断熱箱は、１次断熱層及び／又は２次断熱層を生成するために規則的なパターンに従って並置することができ、その結果、断熱箱は、密封膜を支持することができる実質的に平坦な面を形成する。

箱１の剛性構造体は、平坦矩形のカバーパネル２、カバーパネルに平行な平坦矩形の底部パネル３、及びカバーパネル２と底部パネル３の間に配置され、かつカバーパネル及び底部パネルに垂直な支柱４を含む。支柱は、複数の横列に配置され、支柱４の各横列は、底部パネル３と横列の支柱の下端の間に配置されたラス５を通して底部パネル３上に配置されている。支柱４、ラス５、及びパネル２及び３のアセンブリは、固定要素、例えば、ステープル、釘、又はネジの助けを借りて達成される。

支柱４は、特にカバーパネル２に掛けられた応力の伝達を可能にし、従って、圧縮抵抗の機能を有する。断熱裏張りは、図１において表されていないが、底部パネル３とカバーパネル２の間に配置されて支柱４間の空間を埋める。

支柱は、様々な方法で配置することができる。図１において、支柱の連続した横列は、互いに対してオフセットされる。より正確には、１つの横列の支柱４は、規則的な間隔で離間し、２つの連続した横列は、間隔の半分で長さの方向にオフセットされる。そのような配置は、良好な妥協を箱１内の支柱４の数と負荷の適切な分散の間に達成することを可能にする。図２において、支柱の横列は、その代わりに整列する。支柱４の他の配置も可能である。

図１のカバーパネル２は、一連の平行な中実梁８によって離間している上側パネル６及び下側パネル７を含む補強されたカバーパネルである。特に、梁８は、箱１の縦方向側部に平行に延びる。各梁８は、支柱４の横列に沿ってかつ横列の上方に位置決めされる。梁８は、矩形断面を有する。梁８及びパネル６及び７は、共に剛性に接合され、例えば、互いに接着又はステープル留めされる。そのような補強されたカバーパネル構造により、局所応力の場合に有効な剛性及び負荷の効率的な分散を得ることを可能である。

各梁８は、梁８間及びパネル６及び７間の空間９の限界を定めるように他の梁８から離間している。これらの空間９は、例えば、流体を断熱箱の２つの側の間で循環させるために使用することができる箱１の縦方向側部に平行なチャネルを形成する。従って、断熱箱の並置により、回路をタンクの壁に形成することができ、壁へ中性ガスを注入してタンクの壁を中和し、従って、酸素が存在する場合に漏出が発生した場合に爆発の全ての危険性を防止することができる。

上述の剛性構造体は、木製又は複合材料製、例えば、強化のための繊維の有無に関わらずポリマー樹脂製とすることができる。他の実施形態により、カバーパネル２は、例えば、中実パネルの形態で異なる方法で生成することができる。他の実施形態により、底部パネル３及び／又はラス５を省略することができる。

図２は、中心の高さで支柱４を横切る平面上での断熱箱の断面図を表している。箱の断熱裏張りは、矩形平行六面体形状を有する断熱材料、例えば、ポリウレタン発泡体のブロック１０から構成され、形状の寸法は、箱の底部パネルとカバーパネルの間の空間に実質的に対応する。箱は、図１の剛性構造体と類似の剛性構造体を含み、支柱４の位置が修正される。

図２は、断熱材料ブロック１０に複数の断面矩形シリンダー状の空隙１１が貫通することを示し、空隙の軸は、支柱４に平行であり、空隙の各々は、支柱４の１つを受け入れる。空隙１１の断面寸法は、各々の場合で、支柱４の対応する寸法をよりも大きく、それによって支柱の挿入を容易にし、かつ最も重要なことに、断熱材料ブロック１０と支柱４が固定されたカバーパネル２の間の差動熱収縮を可能にするクリアランス１２ができる。この点を図２及び図３を比較することによって説明する。

例えば、図２は、製造条件、すなわち、例えば１０℃〜３０℃包含的の周囲温度を表す常温時の箱を表している。図３は、極低温使用温度、例えば、箱がＬＮＧタンクの２次障壁に使用される場合の０℃〜約−１００℃、及び箱がＬＮＧタンクの１次障壁に使用される場合の約−１００℃〜−１６０℃時の箱を表している。

図３において、輪郭１００は、常温時の断熱材料ブロックの寸法を概略的に表し、輪郭１０は、極低温使用温度時の断熱材料ブロックを表している。この低温状態において、空隙１１は支柱４よりも大きく収縮しており、クリアランス１２は、実質的に縮小されたことを見ることができる（間隙は図３ではもはや見えない）。この目的のために、図２の空隙１１の寸法及び位置は、以下のように定義される。
− ブロック１０の局所的な熱収縮を考慮に入れるために、各空隙１１は、支柱４の対応する寸法よりも大きい断面寸法を有し、
− ブロック１０の全体的な熱収縮を考慮に入れるために、空隙１１の断面寸法は、対角線の交点１３によってここで表される断熱材料ブロック１０の中心からの空隙の距離に比例して増加し、実際に、断熱材の全体的な熱収縮は、断熱ブロック１０の中心１３の方向に発生する。

更に、クリアランス１２が図３の収縮後の状態で実質的に排除されるように、空隙１１の中心の位置は、最初に支柱の中心に対してオフセットされて、支柱４は、各々の場合に、断熱材料ブロック１０の中心１３の方を向く空隙１１の壁により近いようになっていることが分かる。

換言すると、断熱ブロックを貫通する孔が周囲温度時に支柱自体よりも広い幾何学的形状を有するものと定義することにより、支柱の面と断熱材料の対向面の間の間隙は、低温時に断熱ブロックの収縮によって補償される。熱負荷を受けると、断熱ブロック内の孔の内面は、支柱と接触するか、又はこのブロックに応力を発生させることなく支柱に近接することになり、又は満足できるレベルの最悪の応力においても、断熱材料は、長い使用寿命にわたって無傷に留まることを可能にする。

この原理を実施するために、より正確な寸法決め規則を図２及び図４を参照して以下に一例として提案する。

箱の長手軸をｘと表し、この軸に垂直な支柱の横列を指数ｍによって付番し、その結果、ｍは、図２の箱において１から５まで変化する。同様に、箱の横軸をｙと表し、その軸に垂直な支柱の横列を指数ｎによって付番し、その結果、ｎは、図２の箱において１から４まで変化する。

列ｍ及び列ｎの交差点にある支柱はＰ_mnと指定され、この支柱は、それぞれ、軸ｘ及びｙに沿って寸法Ｌ_mn及びｌ_mnを有する矩形断面を有する。支柱Ｐ_mnの中心はｃ_mnと指定され、箱の中心１３に対して考慮されるｃ_mnの座標は、Ｘ_mn及びＹ_mnと指定される。これらの量は、更に、支柱の断面が高さ方向に沿って変化する状況において高さ方向の座標ｈに依存する。

方向ｘ及びｙにおける断熱材料１０の熱膨張率は、それぞれ、α_X及びα_Yと指定される。

方向ｘ及びｙにおける箱の剛性構造体に使用された材料及び支柱４の熱膨張率は、それぞれ、αｐ_X及びαｐ_Yと指定される。

製造温度と断熱箱の高さｈに位置する断熱材内の点の使用温度の間の温度変化は、ΔＴ_hと指定される。この温度変化は、平面ｘ、ｙにおいて実質的に不変である。

温度変化が最小である断熱箱の下部における支柱内の点の温度変化は、ΔＴ_hotと指定される。

温度変化が最大である断熱箱の上部における支柱内の点の温度変化は、ΔＴ_coldと指名される。

支柱４の全体的な製造公差は、支柱の位置決めの公差及び支柱の断面上の寸法公差を含むＶ_pと指定される。

空隙１１の位置決めの公差及び空隙１１の断面の寸法公差を含む断熱材料ブロック１０の全体的な製造公差は、Ｖ_iと指定される。

方向ｘ及びｙにおける支柱Ｐ_mnの空隙１１の寸法は、それぞれ、Ｄｘ_mn及びＤｙ_mnと指定される。支柱Ｐ_mnの空隙１１の断面の中心は、Ｃ_mnと指定され、方向ｘ及びｙにおける箱の中心１３に対して考慮されるＣ_mnの座標は、それぞれ、ＸＣ_mn、ＹＣ_mnと指定される。これらの量は、更に、空隙の断面が高さ方向に沿って変化する状況において高さ方向の座標ｈに依存する。

・α_X≫αｐ_X及びα_Y≫αｐ_Yの矩形断面の貫通孔
可変断面の空隙１１に関して、以下の規則を貫通孔の位置及び寸法に使用することができる。
Ｄｘ_mn,h＝（Ｘ_mn＋Ｌ_mn／２）＊α_X＊ΔＴ_h＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋Ｌ_mn
Ｄｙ_mn,h＝（Ｙ_mn＋ｌ_mn／２）＊α_Y＊ΔＴ_h＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋ｌ_mn
ＸＣ_mn,h＝Ｘ_mn＋Ｄｘ_mn,h／２
ＹＣ_mn,h＝Ｙ_mn＋Ｄｙ_mn,h／２

一定断面の空隙１１に関して、以下の規則を貫通孔の位置及び寸法に使用することができる。
Ｄｘ_mn＝ｍａｘ_h（Ｄｘ_mn,h）
Ｄｙ_mn＝ｍａｘ_h（Ｄｙ_mn,h）
ＸＣ_mn＝Ｘ_mn＋Ｄｘ_mn／２
ＹＣ_mn＝Ｙ_mn＋Ｄｙ_mn／２

・断熱材及び箱の剛性構造体に使用される材料の熱膨張率がかなり似通っている状況：
可変断面支柱４及び空隙１１に関して、以下の規則を貫通孔の位置及び寸法に使用することができる。
Ｄｘ_mn,h＝（Ｘ_mn,h＋Ｌ_mn,h／２）＊α_X＊ΔＴ_h＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋Ｌ_mn,h−［（Ｘ_mn,h＋Ｌ_mn,h／２）＊αｐ_X＊ΔＴ_hot）＋（Ｘ_mn,h＋Ｌ_mn,h／２）＊αｐ_X＊（ΔＴ_cold−ΔＴ_hot）＊ｈ／Ｈ］
Ｄｙ_mn,h＝（Ｙ_mn,h＋ｌ_mn,h／２）＊α_Y＊ΔＴ_h＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋ｌ_mn,h−［（Ｙ_mn,h＋ｌ_mn,h／２）＊αｐ_Y＊ΔＴ_hot）＋（Ｙ_mn,h＋１_mn,h／２）＊αｐ_Y＊（ΔＴ_cold−ΔＴ_hot）＊ｈ／Ｈ］
ＸＣ_mn,h＝Ｘ_mn,h＋Ｄｘ_mn,h／２
ＹＣ_mn,h＝Ｙ_mn,h＋Ｄｙ_mn,h／２

一定断面の空隙１１に関して、以下の規則を貫通孔の位置及び寸法に使用することができる。
Ｄｘ_mn＝ｍａｘ_h（（Ｘ_mn,h＋Ｌ_mn,h／２）＊α_X＊ΔＴ_h＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋Ｌ_mn,h−［（Ｘ_mn,h＋Ｌ_mn,h／２）＊αｐ_X＊ΔＴ_hot］）
Ｄｙ_mn＝ｍａｘ_h（（Ｙ_mn,h＋ｌ_mn,h／２）＊α_Y＊ΔＴ_h）＋Ｖ_p＋Ｖ_i＋ｌ_mn,h−［（Ｙ_mn,h＋ｌ_mn,h／２）＊αｐ_Y＊ΔＴ_hot］
ＸＣ_mn＝Ｘ_mn＋Ｄｘ_mn／２
ＹＣ_mn＝Ｙ_mn＋Ｄｙ_mn／２

一実施形態において、断熱材料ブロック１０は、繊維なしで及び５０ｋｇ／ｍ³の密度を有するポリウレタン発泡体で作られる。この発泡体の熱膨張率は、典型的には４０×１０^-6Ｋ^-1〜６０×１０^-6Ｋ^-1包含的である。１．２ｍ×１ｍの寸法を有するブロックに関して、３．３ｍｍ〜５ｍｍ台の最大収縮が得られる。剛性合板構造体に関して、同じ条件下の収縮は、最大０．７ｍｍ台である。

空隙１１の断面形状は、箱の寸法、特に長さ及び幅、及び支柱４の寸法、形状、及び数に従って異なる方法で設計することができる。図５〜図１０において、空隙の複数の可能な形状を示すために、各々の場合に、空隙１１及び支柱４を有する断熱材料ブロック１０の一部が表されている。

図５において、空隙１１は、矩形形状の全ての高さにわたって一定断面を有する。図６において、空隙１１は、その全ての高さにわたって矩形形状の連続的に増加する断面を有し、その結果、矩形基部のピラミッドの全体形状になる。図７において、空隙１１は、高さの方向に断面が増加し、矩形形状の複数の連続したステージを含む。図８において、空隙１１は、その全て高さにわたって円形形状の一定断面を有する。図９において、空隙１１は、その全て高さにわたって円形形状の連続的に変化する断面を有し、その結果、切頭円錐形の全体形状になる。図１０において、空隙１１は、高さの方向に断面が増加するかつ円形形状の複数の連続したステージを含む。

空隙１１の断面が高さに沿って変化する場合に、最も広い断面は、ＬＮＧタンク壁用途において、最低温側、すなわち、カバーパネルの側に設置される。

変形実施形態において、上述の原理は、断熱材料において一定断面の空隙１１を有し、かつ支柱４の断面を変えることによって逆転される。この解決法は、生成し難い複雑な幾何学的形状を回避することによって断熱材料の切断を容易にするという利点を有する。この解決法は、複合材料の支柱の場合に特に適切とすることができる。

支柱４の断面が高さに沿って変化する場合に、最も狭い断面は、ＬＮＧタンク壁用途において最も低温側、すなわち、カバーパネルの側に設置される。

図１１の実施形態において、断熱材料ブロック２０は、複数の垂直の緩和スロット２１を含み、それによって互いに独立して収縮し、従って、空隙１１のサイズを制限することができる複数の部分にブロックを分割することができる。

図１２の実施形態において、可撓性材料の裏張り３０が、支柱１１と断熱材料ブロック１０の間のクリアランス１２を充填してこの間隙におけるガスの対流移動を排除又は制限するために挿入される。対流防止及び断熱性であることに加えて、可撓性材料の裏張り３０は、支柱４と空隙１１の壁との距離の低減を吸収するために、又は温度変動中にこの距離の増加を補償するのに十分に可撓性でなければならない。この点を図１２に示すが、図１２は、破線外形線で低温時の使用状態及び実線外形線で常温時の支柱４、空隙１１、及び断熱ブロック１０を重ね合わせて表している。

特に裏張り３０を生成するのに使用することができる材料には、超低密度ポリマー発泡体、ガラスウール製品、緩いガラスウール、メラミン発泡体、エーロゲル、ポリスチレン、ポリエステル、ポリエステル詰め綿のブロック、又は、緩いポリエステル詰め綿が挙げられる。

そのような断熱箱の製造に関して、断熱ブロック１０は、適切なツール及び機械で、例えば、パンチ、回転機械、又はウォータージェット切断により、切断又は穿孔することができる。打ち抜き工程は、鋭い鋼管又は刃具で発泡体を打ち抜くことにある。発泡体は、切断を容易にするために一部の場合にツールを補完する雌圧痕を組み込む切断テーブルで保持することができる。複数の通過が、一部の場合に異なるツールで空隙１１の所要の幾何学的形状に到着するのに必要とされる場合がある。更に、ウォータージェット切断により、切削ノズルの軌跡を自由にプログラムすることによってあらゆるタイプの幾何学的形状を生成することができる。

剛性構造体及び断熱材料ブロック１０を含む断熱箱を組み立てる段階は、様々な順番で実行することができる。２つの解決法は、以下である。
組み立て手順Ａ：
−支柱を貫通された断熱材料ブロックに導入する段階
−ステープル留め、螺着、接着、熱溶着のような技術によって底部パネルを支柱に固定する段階
組み立て手順Ｂ：
−ステープル留め、螺着、接着、熱溶着のような技術によって底部パネルを支柱に固定する段階
−貫通された断熱材料ブロックを支柱上に螺合する段階

断熱材と支柱の間の空間が埋められる図１２の実施形態に関して、２つの解決法は、以下である。
−可撓性材料の裏張り３０が巻き付けられたか、裏張りで被覆したか、裏張りに螺合したか、又は裏張りで成形された支柱を工場製作する段階、
−その後に、クリアランス１２への材料の螺合、突出、又は注入によって可撓性材料の裏張り３０を取り付ける段階。

これらの解決法は、上述の２つの組み立て手順Ａ及びＢに統合することができる。

図１４は、断熱裏張りが図１のように剛性構造体を示すために省略された平行六面体の断熱箱１０１の斜視図である。先行する図の要素と類似の又は同一の要素は、１００だけ大きい同じ参照番号が付く。

断熱箱１０１は、平坦矩形の底部パネル１０３上に構成された剛性構造体を含む。支柱１０４は、箱１０１の長さ方向に沿って規則正しく離間した１３個の横断方向の横列に配置される。横断方向横列当たりの支柱１０４の数は、連続的に、６本、５本、６本、７本、６本、７本、６本、７本、６本、７本、６本、５本、及び６本である。支柱１０４の各横断方向横列は、底部パネル１０３に配置する。

カバーパネル１０２は、底部パネル１０３に平行であり、かつパネル１０２及び１０３に垂直に配置された支柱１０４の上端上に配置されている。カバーパネル１０２は、一連の中実梁１０８によって離間している上側パネル１０６及び下側パネル１０７を含む補強カバーパネルである。梁１０８は、箱１０１の幅方向に延び、かつ剛性支柱１０４の各横断方向横列と一線に位置する。また、１３個の横列が箱１０１にある。各梁１０８は、従って、支柱１０４の横断方向横列に沿ってかつ横列の上方に位置決めされる。例えば、梁１０８は、正方形断面を有する。梁１０８及びパネル１０６及び１０７は、互いに剛的に接合され、例えば、互いに接着又はステープル留めされる。

上側パネル１０６は、公知の技術により、隆起した縁部を有する平面ストレークから構成された密封された膜を保持するようになった２つの溶接支持体を受け入れるために２本の並行した溝（図示せず）を含むことができる。

図示の支柱１０４は、正方形又は矩形断面を有し、各支柱１０４は、例えば、円形の外部形状を有する可撓性材料の断熱シース１３０によって完全に取り囲まれる。支柱１０４の断面は、他の形状を有することができる。図１４には示されていない断熱ポリマー発泡体ブロックは、パネル１０３及び１０２間の空間の実質的に全てを埋めるように、図１に見ることができる構造体を補完する形状を有する。換言すると、断熱ポリマー発泡体ブロックは、各々の場合に、シース１３０によって取り囲まれた支柱１０４を受け入れるために発泡体ブロックを貫通する一連の同一の円孔が貫通する矩形平行六面体である。断熱発泡体ブロック内の円形孔の直径は、支柱１０４の断面の対角線よりも大きく、例えば、静止状態のシース１３０の外径に実質的に等しいか又は僅かに下回り、孔に挿入されたシース１３０の各々は、壁に当接して僅かに圧縮されるようになっている。シース１３０により、断熱発泡体ブロックの孔における対流移動を防止し、同時にポリマー発泡体のより大きい熱収縮を前提として発泡体ブロックと支柱の間の相対運動を吸収することができる。

箱１０１の周縁に配置された支柱１０４は、図示していない断熱ポリマー発泡体ブロックの周囲横面上に横方向に開く孔に受け入れられる。これらの位置では、支柱１０４を完全に取り囲まず、断熱ポリマー発泡体ブロックの周囲横面と一線に、すなわち、箱１０１の周囲横面と一線に中断される修正シース２３０が設置される。

変形実施形態において、シース１３０は、箱の中心区域１１３において、すなわち、発泡体ブロックの全体的な熱収縮が支柱１０４に対してより小さい移動を引き起こす区域に配置された支柱１０４のために排除される。例えば、この区域１１３は、箱１０１の面のほぼ１０〜２０％をカバーすることができる。シース１３０の存在しない中心区域１１３において、発泡体ブロックの孔は、中心区域１１３の外側にある他の孔よりも小さい直径で生成することができる。

例えば、長さ１．２ｍ及び幅１ｍの断熱箱は、長さに沿って分散された７列の支柱及び幅に沿って分散された１３列の支柱を含む。支柱は、２１ｍｍの正方形断面を有する。正方形空隙は、箱の中心に対する位置に従って周囲温度で２１ｍｍ〜２３ｍｍ包含的の断面を有する。箱の厚みは、１次に対しては２３０ｍｍ、２次に対しては３００ｍｍである。カバーパネルは、１次で６０ｍｍ、２次で４８ｍｍの厚み形成する。底部パネルは、厚み９ｍｍの合板で作られる。

上述の全体形状が矩形平行六面体の断熱箱はまた、他の輪郭形状、例えば、あらゆる規則的又は不規則な多角形形状で生成することができる。更に、図示していない変形により、特に同じ形状及び／又はサイズの異なる特性を有する複数の一連の支柱を同じ箱に使用することができる。

断熱要素を生成する上述の技術を異なるタイプのタンクに使用して、例えば、陸上の施設において、又はメタンタンカー又は他の船のような浮遊構造物においてＬＮＧタンクの１次又は２次断熱障壁を形成することができる。

図１３を参照すると、メタンタンカー７０の切り欠き図は、船の二重船殻７２内に取り付けられた柱状の全体形状の密封及び断熱されたタンク７１を示している。タンク７１の壁は、タンク内に含まれたＬＮＧと接触するように意図される１次密封障壁、１次密封障壁と船の二重船殻７２の間に配置された２次密封障壁、及びそれぞれ１次密封障壁と２次密封障壁の間にかつ２次密封障壁と二重船殻７２の間に配置される２つの断熱障壁を含む。

公知の技術に従って、１次密封障壁及び２次密封障壁は、並行したインバールストレークから構成され、これは、同じくインバールから作られる細長い溶接支持体と交替する隆起した縁部を有する。より正確にいうと、溶接支持体は、壁に垂直であり、かつ各々例えば箱のカバーパネルに生成された逆Ｔ字形の溝に留められることによって下層断熱層に固定される。ストレークの隆起した縁部は、溶接支持体に沿って溶接される。

それ自体公知である方法で、船の上甲板上に配置された載荷／除荷パイプ７３は、ＬＮＧ貨物をタンク７１からまで移送するために海上又は港ターミナルに適切なコネクタによって接続することができる。

図１３は、載荷及び除荷ステーション７５、海底パイプライン７６、及び陸上施設を含む海運ターミナルの例を示している。載荷及び除荷ステーション７５は、移動アーム７４を含む固定式沖合施設及び移動アーム７４を支持するタワー７８である。移動アーム７４は、載荷／除荷パイプ７３に接続することができる多くの断熱可撓性パイプ７９を担持する。配向可能な移動アーム７４は、全てのメタンタンカー貨物寸法限界ゲージに適合する。図示していない接続パイプラインは、タワー７８の内側に延びる。載荷及び除荷ステーション７５により、陸上施設７７から又は陸上施設７７からまでメタンタンカー７０の載荷及び除荷を行うことができる。陸上施設は、液化ガス貯蔵タンク８０及び載荷又は除荷ステーション７５に海底パイプライン７６によって接続された接続パイプライン８１を含む。海底パイプライン７６は、大きい距離、例えば、５ｋｍにわたって載荷又は除荷ステーション７５と陸上施設７７の間の液化ガスの輸送を可能にし、それによってメタンタンカー７０が載荷及び除荷作業中に海岸からより大きい距離に留まることができる。

船７０搭載のポンプ及び／又は陸上施設７７に装備されたポンプ及び／又は載荷及び除荷ステーション７５に装備されたポンプは、液化ガスを移送するのに必要な圧力を発生させるのに使用される。

本発明をいくつかの特定の実施形態に関連して説明したが、本発明は、いずれの点においてもこの実施形態に限定されず、本発明は、本発明の範囲である場合に説明する手段及び組合せの全ての技術的な均等物を包含することは明らかである。

動詞「ｉｎｃｌｕｄｅ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」、及びそれらの同根形態の使用は、特許請求の範囲に説明するもの以外の要素又は段階の存在を除外しない。要素又は段階に関する不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」の使用は、特に指示がない限り複数のそのような要素又は段階の存在を除外しない。

特許請求の範囲において、括弧間のいずれの参照符号も、特許請求の範囲の制限として解釈してはならない。

４ 支柱
１０ 断熱材料ブロック
１１ 空隙
１２ クリアランス
１３ 中心

Claims (18)

1. 密封及び断熱されたタンク内の断熱障壁の作成に適する断熱要素（１、１０１）であって、
   平坦なカバーパネル（２、１０２）と、
   前記カバーパネルと平行に配置された断熱裏張り（１０、２０）と、
   圧縮力を吸収するために前記断熱裏張りの厚みを通して前記カバーパネルから延びる耐荷要素と、
   を含み、
   前記耐荷要素は、複数の剛性支柱（４、１０４）を含み、その断面は、前記断熱裏張りの空隙（１１）に係合する前記カバーパネルの寸法と比較すると小さく、かつ該カバーパネル（２、１０２）に固定され、
   常温では、前記支柱のうちの少なくとも１つに関して、該支柱の断面寸法が、該支柱（４、１０４）と前記空隙の壁との間の間隙（１２）を与えるように該支柱が係合する該空隙の対応する寸法よりも小さく、
   断熱要素が、該支柱（４、１０４）と該空隙の該壁との間の該間隙（１２）に配置された充填要素（３０、１３０）を更に含み、
   該充填要素（３０、１３０）は、前記断熱裏張りよりも可撓性の大きい材料から作られている、ことを特徴とする断熱要素（１、１０１）。
2. 前記充填要素（３０、１３０）は、超低密度ポリマー発泡体、ガラスウール製品、緩いガラスウール、メラミン発泡体、エーロゲル、ポリスチレン、ポリエステル詰め綿のブロック、又は緩いポリエステル詰め綿から選択された材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の断熱要素。
3. 前記支柱は、前記断熱裏張りの中心区域（１１３）に位置する第１の空隙（１１）に係合した第１の支柱（１０４）と、該断熱裏張りの該中心区域（１１３）から距離を置いて位置する該断熱裏張りの第２の空隙（１１）に係合した第２の支柱（１０４）とを含み、
   前記第２の空隙の断面寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）が、前記断熱裏張り（１０、２０）と前記カバーパネル（１０２）との間の差動熱収縮を可能にするように前記第１の空隙の対応する寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）をよりも大きく、
   可撓性材料充填要素（３０、１３０）が、前記第２の空隙に配置され、可撓性材料充填要素（３０、１３０）は、前記第１空隙には配置されない、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱要素。
4. 前記支柱は、前記断熱裏張りの第１の空隙（１１）に係合した第１の支柱（４）と、該断熱裏張りの第２の空隙（１１）に係合して該第１の支柱と同一の第２の支柱（４）と、を含み、該第２の空隙は、該第１の空隙よりも該断熱裏張りの中心（１３）から遠い距離に位置し、
   前記第２の空隙の断面寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）が、前記断熱裏張り（１０、２０）と前記カバーパネル（２）の間の差動熱収縮を可能にするように前記第１の空隙の対応する寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の断熱要素。
5. 同一の支柱が係合する全ての空隙（１１）が、該空隙と前記断熱裏張りの前記中心との間の前記距離と共に増大する断面寸法（Ｄｘ、Ｄｙ）を有することを特徴とする請求項４に記載の断熱要素。
6. 前記常温では、１つの支柱（４）又は各支柱（４）が、前記断熱裏張りの前記中心（１３）から離れる方向に面する前記空隙の壁よりも該断熱裏張りの該中心（１３）の方向に面する該空隙の壁に近いように該空隙（１１）に配置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の断熱要素。
7. 前記平坦なカバーパネルに平行で平坦な底部パネル（３、１０３）を更に含み、
   前記断熱裏張り（１０、２０）は、前記底部パネルと前記カバーパネルの間に配置され、
   前記耐荷要素は、該底部パネルまで該断熱裏張りの前記厚みを通して延び、前記支柱（４、１０４）の前記断面は、該底部パネル（３、１０３）の寸法と比較すると更に小さく、該支柱は、更に、該底部パネルに固定されている、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の断熱要素。
8. 前記支柱は、前記カバーパネル（２、１０２）に対して垂直であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の断熱要素。
9. 支柱又は各支柱が、前記断熱裏張りの厚み方向に沿って変化する断面寸法を有し、該断面寸法は、前記カバーパネルの方向に向けて減少することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の断熱要素。
10. 空隙（１１）又は各空隙（１１）が、前記断熱裏張りの厚み方向に沿って変化する断面寸法を有し、該断面寸法は、前記カバーパネルの方向に向けて増加することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の断熱要素。
11. 前記断熱裏張りは、ポリマー発泡体のブロック（１０、２０）を含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の断熱要素。
12. 前記断熱裏張り（２０）は、前記ポリマー発泡体ブロックの厚み内で延びる緩和スロット（２１）を含むことを特徴とする請求項１１に記載の断熱要素。
13. 前記カバーパネル（２、１０２）は、合板で作られていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の断熱要素。
14. 前記断熱裏張り（１０、２０）は、前記耐荷要素（４、１０４）により、該耐荷要素に対してかつ前記カバーパネル（２、１０２）に対して摺動可能に保持されることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の断熱要素。
15. 支持構造体に配置された密封及び断熱されたタンク（７１）であって、
    前記支持構造体に固定されたタンク壁を含み、
    前記タンク壁は、タンクの内部から外部に向う厚み方向に順に１次密封障壁、１次断熱障壁、２次密封障壁、及び、２次断熱障壁を含み、
    該１次断熱障壁及び／又は該２次断熱障壁は、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の、複数の並置された断熱要素（１、１０１）を含む、
    ことを特徴とする密封及び断熱されたタンク（７１）。
16. 低温液体製品の輸送のための船（７０）であって、
    二重船殻（７２）と、
    前記二重船殻に配置された請求項１５に記載のタンク（７１）と、
    を含むことを特徴とする船（７０）。
17. 請求項１６に記載の船（７０）の使用法であって、
    低温液体製品を、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設（７７）から、又は、浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設（７７）まで、前記船のタンク（７１）まで又はタンク（７１）から断熱パイプ（７３、７９、７６、８１）を通じて経路指定し、該船の該タンクを載荷するか又は除荷する、ことを特徴とする使用法。
18. 低温液体製品のための移送システムであって、
    請求項１６に記載の船（７０）と、
    前記船の船殻に設置されたタンク（７１）を浮遊貯蔵施設又は陸上貯蔵施設（７７）に接続するように配置された断熱パイプ（７３、７９、７６、８１）と、
    前記浮遊貯蔵施設又は前記陸上貯蔵施設から、又は、前記浮遊貯蔵施設又は前記陸上貯蔵施設まで、前記船の前記タンクまで又は前記タンクから前記断熱パイプを通して低温液体製品の流れを駆動するためのポンプと、
    を含むことを特徴とするシステム。

Images