專利名稱：具有并列布置的絕熱元件的密封、絕熱艙體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種密封的絕熱艙體產(chǎn)品，它由固定在浮動(dòng)結(jié)構(gòu)中的承重結(jié)構(gòu)上的艙體壁組成，適用于生產(chǎn)、貯藏、承載、海運(yùn)和/或卸載諸如液化氣，特別是那些具有較高沼氣含量的冷卻液。本發(fā)明還涉及一種帶有這種類型艙體的甲烷運(yùn)輸船。
在非常低的溫度下進(jìn)行的液化氣的海洋運(yùn)輸會(huì)涉及到每日航行的蒸發(fā)率，使蒸發(fā)率最小化是非常有利的，這就意味著應(yīng)當(dāng)改善相應(yīng)艙體的熱絕緣性能。
目前已經(jīng)提出了一種由固定在船體承重結(jié)構(gòu)上的艙壁組成的密封、絕熱艙體，所述艙壁在其厚度方向上從內(nèi)向外依此包括主要密封擋板、主要絕熱擋板、次要密封擋板和次要絕熱擋板，其中所述至少一個(gè)絕熱擋板由基本并排布置的絕熱元件組成，每個(gè)絕熱元件都包括平行于所述艙壁的以層的形式布置的絕熱襯墊和從絕熱襯墊的厚度方向凸起的、用于承受壓縮力的承重元件。
例如，在FR-A-2中，這些絕熱擋板由密閉的平行六面體型沉箱組成，其中這些沉箱由膠合板制成，并且其內(nèi)充滿了珍珠巖。在其內(nèi)部，沉箱包括放置在蓋板和底板之間的彼此平行的承重墊片，從而可用來承受艙體內(nèi)液體施加的靜水壓力。由塑料泡沫制成的非承重墊片被設(shè)置到承重墊片之間用以保持它們的相對(duì)位置。制造這種類型的沉箱包括裝配膠合板制成的外壁以及設(shè)置墊片，這就需要多道裝配作業(yè)，特別是需要密封箍(stapling)。此外，由于粉末產(chǎn)生的灰塵，使用粉末如珍珠巖會(huì)使沉箱的制造變得復(fù)雜。因此需要采用高質(zhì)量的、價(jià)格昂貴的膠合板即不打結(jié)的膠合板，以便使沉箱具有良好的密封抵抗灰塵的效果。此外，為安全起見，需要以特定的壓力將沉箱內(nèi)的粉末搗實(shí)，并且還需要在沉箱內(nèi)通入氮?dú)庖耘趴账械目諝?。所有這些操作都使操作復(fù)雜化并且增加了沉箱的成本。此外，如果絕熱沉箱的厚度隨著絕熱擋板增加的話，沉箱壁和承重墊片彎曲的危險(xiǎn)就會(huì)顯著提高。如果需要提高沉箱和它們內(nèi)部的承重墊片的抗彎強(qiáng)度，就不得不增加所述墊片的橫截面，在數(shù)量相同的情況下，這就導(dǎo)致在液化氣和船體的承重結(jié)構(gòu)之間形成熱橋的可能性增加。此外，如果沉箱的厚度增加，可以觀察到在沉箱內(nèi)出現(xiàn)氣體對(duì)流，這會(huì)對(duì)良好的絕熱性能造成極大的損害。
FR-A-2798902公開了另一種用在這種艙體中的絕熱沉箱。其制造方法在于將多個(gè)低密度的泡沫材料層和多個(gè)膠合板交替堆疊，在每個(gè)泡沫材料層和每個(gè)膠合板之間放置粘合劑直到堆疊的高度與所述沉箱的長(zhǎng)度一致，沿高度方向以對(duì)應(yīng)于沉箱厚度的規(guī)則間隔將上述堆疊切割成幾個(gè)部分，然后將由膠合板制成的底板和頂板粘結(jié)到每個(gè)切割好的堆疊部分的任一側(cè)，其中所述板在垂直于切割的、可用作墊片的膠合板的方向上延伸。盡管這一結(jié)果在抗彎強(qiáng)度和絕熱材料之間起到了良好的折衷作用，但必須承認(rèn)的是這種制造方法也需要大量的裝配步驟。
文獻(xiàn)US-4416715-A公開了一種由折疊板和外殼組成的剛性絕熱板。在外殼中充滿了粒狀絕熱材料。所述折疊板形成了能夠加固外殼的框架。這種表現(xiàn)為單一部件形式的、可用作外殼框架的折疊板是通過折疊紙板或紙板箱制造而成的?？紤]到隔熱，折疊板在其所形成的折疊區(qū)域內(nèi)不具有剛性，這就在板之間構(gòu)成了撓性連接。為此，當(dāng)在兩個(gè)裝配站之間傳送紙板時(shí)，利用凸起和手指就可以保持所述折疊板的形狀。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)這種類型的艙體，同時(shí)在不損害其他特征的情況下至少能改進(jìn)下述特征之一艙體的成本價(jià)格、艙壁承受壓力的能力以及艙壁的絕熱性能。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)這種類型的艙體，其中在不損害艙壁承受壓力以及其絕熱性能的情況下，使絕熱元件易于制造，如果可能的話，也可以同時(shí)改進(jìn)這些特征。
為此，本發(fā)明的主題是一密封的、絕熱艙體，它包括至少一個(gè)固定在浮式結(jié)構(gòu)的船殼上的艙壁，所述艙壁在其厚度方向上從內(nèi)向外依此包括主要密封擋板、主要絕熱擋板、次要密封擋板和次要絕熱擋板，其中所述至少一個(gè)絕熱擋板由基本并排布置的絕熱元件組成，每個(gè)絕熱元件都包括平行于所述艙壁的以層的形式布置的絕熱襯墊和從絕熱襯墊的厚度方向凸起的、用于承受壓縮力的承重元件，其特征在于所述絕熱元件的承重元件由至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)制造而成，由單一部件形成的承重結(jié)構(gòu)包括與所述承重元件剛性連接在一起的連接裝置和至少一個(gè)所述承重元件的高度部分。
這種由單一部件形成的承重結(jié)構(gòu)同時(shí)具有非常有利的機(jī)械特性、易于成型、在絕熱性能和成本價(jià)格方面也非常具有優(yōu)勢(shì)，其中這里所述的機(jī)械特性是指在中空元件厚度方向上的剛性和抗彎阻力。確實(shí)，對(duì)于這些具有指定幾何形狀的承重元件來說，與可分離的承重元件相比，它們的抗彎阻力隨著剛性的整體連接件而增大。此外，位于承重元件之間的連接件即這些承重件之間的至少一部分高度是以單一部件的形式制造的，這就可以省去一定的裝配操作，從而在無需過度增大承重元件的橫截面和/或增加厚度的情況下就可以得到相對(duì)剛硬的承重結(jié)構(gòu)，并且由此可以除去熱橋，簡(jiǎn)化絕熱襯墊在絕熱元件中的裝配。
按照連接裝置的優(yōu)選實(shí)施方案，所述承重結(jié)構(gòu)的連接裝置包括在承重元件的一側(cè)沿平行于艙壁方向延伸出去的平板，所述承重元件從平板的內(nèi)表面突出。換言之，在這種情況下，承重元件包括絕熱元件的底板或蓋板。按照慣例，“蓋板”就是位于絕熱元件面向著艙壁內(nèi)部那一側(cè)上的平板，“底板”則是位于絕熱元件面向著承重結(jié)構(gòu)那一側(cè)上的平板。由此形成的承重結(jié)構(gòu)還可以包括底板和蓋板。
按照承重結(jié)構(gòu)的一有利的實(shí)施方案，承重元件的所述至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)具有中空縱剖面的形狀，該中空的縱剖面為縱向上不變的橫截面。
例如，這種類型的承重結(jié)構(gòu)可通過擠壓或拉擠成型(pultrusion)適當(dāng)?shù)牟牧隙@得。特別的，這種具有不變橫截面的總剖面可通過使用連續(xù)擠出模而獲得，在所述連續(xù)擠出模的出口處將中空的元件切割成所需要的長(zhǎng)度，因此能夠容易地改變相應(yīng)絕熱元件的尺寸。并且能夠制造出多種形狀的總剖面的橫截面。
承重元件還可以具有其他形狀。按照承重元件的一有利實(shí)施方案，承重結(jié)構(gòu)的所述承重元件包括至少兩個(gè)彼此間隔一定距離布置的縱向隔板，以限定出至少一個(gè)具有不變橫截面的柵格，從而能夠接納絕熱襯墊。這種類型的隔板既可用作承重墊片，以支承施加在絕熱元件上的壓力，還可用作柵格之間的分隔。對(duì)于每個(gè)絕熱元件來說，這些柵格的數(shù)量可以是一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)，并且容許將絕熱襯墊容易地插到絕熱元件中，特別是通過總剖面的端部插進(jìn)去。
有利的是，所述縱向隔板包括至少一個(gè)基本垂直于艙壁的隔板。這種類型的結(jié)構(gòu)改進(jìn)了應(yīng)力在縱向隔板上的分布。因此這些縱向柵格具有基本為矩形或方形的橫截面。
優(yōu)選地，所述縱向隔板包括至少一個(gè)相對(duì)于艙壁傾斜的隔板，更有利的是，包括至少兩個(gè)在相對(duì)的方向上彼此傾斜的隔板。這種類型的傾斜隔板不但能夠承受切應(yīng)力還能夠承受彎曲應(yīng)力和傾斜應(yīng)力。因此還可以設(shè)置具有其他截面形狀的柵格，例如梯形或三角形的截面。
有利的是，所述承重結(jié)構(gòu)的連接裝置包括至少一個(gè)在縱向隔板的整個(gè)長(zhǎng)度上連接隔板的連接壁，所述縱向隔板在其與至少一個(gè)連接壁相連的區(qū)域處變厚。這種類型的連接壁可相對(duì)于艙壁平行或傾斜。特別是，這些連接壁可作為底板和/或蓋板。隔板的變厚改善了相應(yīng)連接區(qū)域的堅(jiān)固性和剛性。
按照縱向隔板的一特定實(shí)施方案，絕熱元件包括底板和蓋板，并且在絕熱元件的橫向上，至少一個(gè)位于最外側(cè)的縱向隔板距離側(cè)棱具有一定的間隔，從而限定出一側(cè)面帶有開口的端部柵格，其中所述側(cè)棱至少對(duì)應(yīng)于底板和蓋板的其中之一。這種類型的端部柵格可被設(shè)置在絕熱元件的一側(cè)或兩側(cè)，它在兩個(gè)相鄰絕熱元件的最外側(cè)縱向隔板之間形成了一段間隔。這一間隔能夠容許插入絕熱襯墊，以保證絕熱擋板在并置的絕熱元件之間交界面區(qū)域內(nèi)的連續(xù)性。
按照承重元件的另一實(shí)施方案，所述至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)的承重元件在平行于艙壁的平面上包括其橫截面比絕熱元件尺寸小的支柱。
這種小橫截面的支柱，其優(yōu)勢(shì)在于它們能夠按照局部的需要分布在絕熱元件上。通過調(diào)節(jié)承重支柱的數(shù)量和分布，能夠使絕熱元件上的抗壓強(qiáng)度相比于現(xiàn)有技術(shù)中墊片上的抗壓強(qiáng)度，變得更加一致。還可以防止蓋板的局部壓低和收聚。這種類型的支柱可以具有中空或?qū)嵭牡慕孛妫€可以是多種形狀。特別地，具有閉合橫截面的中空支柱可獲得非常良好的抗彎阻力，同時(shí)使截面上有效的熱傳導(dǎo)最小化。
按照連接裝置的另一實(shí)施方案，所述連接裝置包括在承重元件間延伸的臂。有利的是，所述臂沿著絕熱襯墊的至少一側(cè)以平行于艙壁的方向延伸。按照這種方式的定位，臂不但為承重元件提供了附加的表面，還用于固定可能存在的底板和/或蓋板，其中所述底板和/或蓋板是獨(dú)立于承重結(jié)構(gòu)形成的。
按照承重結(jié)構(gòu)的特定實(shí)施方案，所述至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)具有帶外壁的盒體形狀，其中所述外壁從平板的內(nèi)表面周圍突出而成。這種設(shè)計(jì)可容許安置以粒狀材料形式制成的絕熱襯墊。當(dāng)然，根據(jù)絕熱襯墊的結(jié)構(gòu)，也可以使用不帶有外壁的絕熱元件。
絕熱元件可以被打開或關(guān)閉。有利的是，蓋板的存在為相鄰的密封擋板提供了均勻的支撐。當(dāng)然，也并非強(qiáng)制具有這種平板，因?yàn)閱为?dú)的承重元件也可以提供足夠的支撐。有利的是，底板的存在很好地分配了從主要絕熱擋板向次要絕熱擋板，或者從次要絕熱擋板向船殼傳送壓力。當(dāng)然，也并非強(qiáng)制具有這種平板，這是因?yàn)橥ㄟ^單獨(dú)的承重元件也能夠充分保證這種傳送?？刹捎枚喾N方式形成這種類型的平板。如上所述，形成承重結(jié)構(gòu)的一種可能性就是使平板與承重元件接合為一體成為單一部件。
在這種情況下，按照絕熱元件的一特定實(shí)施方案，該絕熱元件包括一獨(dú)立于所述承重結(jié)構(gòu)而形成的第二平板，該第二平板固定在承重元件的端部，與由連接裝置形成的第一平板相對(duì)。
為此目的可以采用任何固定裝置。有利的是，第二平板的內(nèi)表面上設(shè)置有如此布置的凹槽，用以通過平齊配合的方式與承重元件相互作用。
優(yōu)選的，在這種情況下，第二平板具有不同于所述承重元件的熱膨脹系數(shù)，以便冷卻艙體時(shí)在所述第二平板和與后者形成平齊配合的承重元件間產(chǎn)生夾緊。
按照絕熱元件的另一實(shí)施方案，該絕熱元件包括兩個(gè)以下述方式布置的承重結(jié)構(gòu)，即這兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)各自的平板都具有向著彼此扭轉(zhuǎn)的內(nèi)表面，承重元件從所述內(nèi)表面突出，并且在它們與所述平板相對(duì)的端部區(qū)域中成對(duì)地裝配，從而在各種場(chǎng)合下都可形成所述絕熱元件的承重元件。換言之，在這種情況下，這兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)中每一個(gè)承重結(jié)構(gòu)的承重元件都可首尾相連地設(shè)置，以便形成一具有兩個(gè)部件的承重元件，其中所述部件分別延伸穿過了絕熱元件的部分厚度。特別地，可采用兩個(gè)完全對(duì)稱的承重結(jié)構(gòu)。
有利的是，其導(dǎo)熱率低于所述承重元件的絕熱部件被設(shè)置在兩個(gè)裝配好的承重元件之間。這樣可以改善絕熱元件的絕熱效果。
可通過任何方式將這兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)裝配在一起。優(yōu)選地，通過其熱膨脹系數(shù)不同于所述承重元件的連接件將兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)的承重元件成對(duì)地裝配在一起，從而冷卻艙壁時(shí)，在所述連接件和承重元件之間產(chǎn)生了夾緊。作為一不同的實(shí)施方案，或者與上述實(shí)施方案相結(jié)合，所述連接件也可以被平齊裝配、粘結(jié)、搭扣配合等。
優(yōu)選地，采用模制、擠壓、拉擠成型、熱成型、吹塑成型、注塑成型和旋轉(zhuǎn)成型的方法制造絕熱元件的承重結(jié)構(gòu)。使用適合于如上所述方法的任意材料來制造承重結(jié)構(gòu)，特別是采用塑料，如PC，PBT，PA，PVC，PE，PS，PU和其他樹脂。有利的是，利用復(fù)合材料來制造承重結(jié)構(gòu)。這些材料的使用聚集了用于得到承重元件所需要的條件，其中所述承重元件的壁厚要薄于由膠合板制成的承重元件的壁厚，同時(shí)還提供了優(yōu)于或相等的導(dǎo)熱率，以及較低的膨脹系數(shù)。例如，所述承重結(jié)構(gòu)可由聚合樹脂基的復(fù)合材料制造而成，這種復(fù)合材料可以是聚酯樹脂或其他樹脂。
在本發(fā)明的含義里，聚合樹脂基的復(fù)合材料包括聚合體或帶有各種填充物、添加劑、強(qiáng)化劑或纖維的聚合體的混合物，例如其中的纖維可以是玻璃纖維或其他纖維，從而可提供足夠的斷裂強(qiáng)度和剛性以及其他特性。使用添加劑可以減少材料的密度和/或改善熱性質(zhì)，特別是降低熱傳導(dǎo)率和/或膨脹系數(shù)。所采用的合成物里還可以包括帶有合成粘合劑的較高比例的鋸屑。在一定的實(shí)施方案中，也可以通過熱壓的方法由層壓板或膠合板來制造承重結(jié)構(gòu)。
按照一特定實(shí)施方案，所述至少一個(gè)絕熱擋板由其被其中一個(gè)密封擋板覆蓋的絕熱元件構(gòu)成，該密封擋板是由低膨脹系數(shù)的金屬板形箍條形成，所述絕熱元件的邊緣向著絕熱元件的外部凸起，該絕熱元件還包括含有平行凹槽的蓋板，所述凹槽與板形箍條的寬度方向形成一定間隔，并且焊接支架可滑動(dòng)地保持在凹槽內(nèi)，每個(gè)焊接支架都具有從蓋板外表面突出的連續(xù)型翼，并且在支架的兩個(gè)面上，兩個(gè)相鄰板形箍條的凸起的邊緣以真空密封的方式被焊接在一起?？苫瑒?dòng)的焊接支架形成了滑動(dòng)連接，從而通過熱收縮差異和艙體內(nèi)液體運(yùn)動(dòng)的影響，使不同的擋板相對(duì)于彼此產(chǎn)生移動(dòng)。
有利的是，所述平行的凹槽可被設(shè)置在從蓋板突出的縱向肋中。這種實(shí)施方案可以減小肋之間蓋板的厚度。有利的是，可將一層絕熱泡沫材料放置到所述蓋板上的縱向肋之間用以支撐覆蓋著中空元件的密封擋板。
有利的是，與船體的承重結(jié)構(gòu)成為一整體的次要保持件把用于形成次要絕熱擋板的絕熱元件固定在所述承重結(jié)構(gòu)上，并且與次要密封擋板的所述焊接支架相連的主要保持件將主要絕熱擋板保持在次要密封擋板上，而所述焊接支架則將次要密封擋板保持在次要絕熱擋板的絕熱元件的蓋板上。借此，主要絕熱擋板被錨定在次要絕熱擋板上，并且不會(huì)影響設(shè)置在它們之間的次要密封擋板的連續(xù)性。
按照一優(yōu)選實(shí)施方案，所述絕熱襯墊包括加固了的或未加固的、剛性的或撓性的低密度泡沫材料，即密度在60kg/m3以下，例如40至50kg/m3左右，這種材料具有良好的熱學(xué)性質(zhì)。還可以采用氣凝膠型的微型多孔材料。這種氣凝膠型材料是一種低密度的固體材料，它具有相當(dāng)精細(xì)的、高度的多孔結(jié)構(gòu)，其孔隙度可達(dá)到99％。這些材料的孔隙大小通常在10至20納米之間。這些材料的微型結(jié)構(gòu)極大地限制了氣體分子的平均自由程，并由此產(chǎn)生了對(duì)流熱和質(zhì)量轉(zhuǎn)移。因此氣凝膠是非常好的熱絕緣體，其導(dǎo)熱率在20×10-3W.m-1.K-1以下，優(yōu)選小于16×10-3W.m-1.K-1。它們的導(dǎo)熱率通常比其他傳統(tǒng)材料，如泡沫材料的導(dǎo)熱率低2至4倍。氣凝膠可以是不同的形式，例如粉末狀、珠子狀、無紡纖維等。這些材料的良好的絕熱特性能夠減小有這些材料制成的絕熱擋板的厚度，增加艙體的有效容積。
本發(fā)明還提供了一種浮式結(jié)構(gòu)，特別是一種甲烷運(yùn)輸船，其特征在于它包括一按照上述發(fā)明主題制造而成的密封、絕熱艙體。這種類型的艙體可以被方便的應(yīng)用到FPSO(浮置、生產(chǎn)、儲(chǔ)存和卸載)中，以用于存儲(chǔ)從制造場(chǎng)所輸出的液化氣，或者應(yīng)用到FSRU(浮動(dòng)存儲(chǔ)裝置和再氣化裝置)中，以用于對(duì)從氣體輸送系統(tǒng)供給的甲烷運(yùn)輸船進(jìn)行卸載。
在對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施方案進(jìn)行下述說明的過程中，本發(fā)明將變得更易于理解，并且本發(fā)明的其他目的、細(xì)節(jié)、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，參考附圖對(duì)所給定的非限定性實(shí)施例進(jìn)行說明，其中

圖1是按照有助于理解本發(fā)明的通用實(shí)施方案中被拆去背部的艙體壁透視圖；圖2和3示出了在兩個(gè)垂直方向所看到的圖1中艙體壁的基本保持元件；圖4是按照本發(fā)明一實(shí)施方案中艙體壁的橫向截面圖；圖5是圖4中所示艙體壁的絕熱沉箱的局部透視圖；圖6是圖4中XV區(qū)域的放大圖；圖7是按照本發(fā)明另一實(shí)施方案中被拆去背部的艙體壁某一區(qū)域的透視圖；圖8至10示出了絕熱元件的另一實(shí)施方案的橫向截面圖，其中該絕熱元件帶有表現(xiàn)為中空縱剖面形式的承重結(jié)構(gòu)。
圖11示出了由單獨(dú)部件模制而成的承重結(jié)構(gòu)的透視圖；圖11A是一局部截面圖，示出了圖11中承重結(jié)構(gòu)的一變形實(shí)施方案；圖12是兩種類型的絕熱元件的展開透視圖，其中所述絕熱元件是借助于圖11中承重結(jié)構(gòu)制造而成的。
圖13是一局部截面圖，示出了圖12中絕熱元件的裝配組件；圖14和15是類似于圖11的視圖，示出了承重結(jié)構(gòu)的另一變形實(shí)施方案；圖16是按照本發(fā)明另一實(shí)施方案中絕熱元件的局部截面圖；圖17是圖16中絕熱元件的承重結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖18至21示出了從橫截面觀察到的另一實(shí)施方案中表現(xiàn)為柱形的承重元件。
圖22和23是按照又一實(shí)施方案的沿絕熱元件中承重結(jié)構(gòu)的XXIII-XXIII線的俯視圖和截面圖；圖24示出了由單一部件熱成型而成的承重結(jié)構(gòu)透視圖；以及圖25是按照又一實(shí)施方案的絕熱元件的展開透視圖，其中省略了絕熱襯墊。
具體實(shí)施例方式
下面給定的幾個(gè)實(shí)施方案中描述了一密封的、絕熱艙體，該艙體與EPSO或FSRU型或甲烷運(yùn)輸船的雙層船殼結(jié)構(gòu)接合或錨定在一起。這種艙體的一般結(jié)構(gòu)本身是已知的，并且所述結(jié)構(gòu)具有多面體的形狀。因此，只對(duì)指定的艙壁區(qū)域進(jìn)行說明，應(yīng)當(dāng)理解的是艙體的所有艙壁都具有相似的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在參考圖1至3對(duì)所給定的有助于理解本發(fā)明的通用實(shí)施方案進(jìn)行說明。圖1示出了船體雙層船殼的一個(gè)區(qū)域，它用附圖標(biāo)記1來表示。艙體壁在其厚度方向上依次由下述部件組成即由并列布置在雙層船殼1上的沉箱3構(gòu)成的、并且通過次要(secondary)保持件4與沉箱3錨定在一起的次要絕熱擋板2，由沉箱3支撐的次要密封擋板5，由并列放置的沉箱7構(gòu)成的主要絕熱擋板6，以及由沉箱7支撐的主要密封擋板8共同組成，其中所述沉箱7通過主要保持件48與次要密封擋板5錨定在一起。
沉箱3和7均為平行六面體形的絕熱元件，它們具有彼此相同或不同的結(jié)構(gòu)，并且具有彼此相同或不同的尺寸。
次要保持件4以規(guī)則矩形的柵格布置方式固定在焊接于雙層船殼1的銷31上，以便這些保持件4能夠在任何時(shí)刻都支承著其拐角彼此接觸在一起的四個(gè)沉箱3。此外在每個(gè)沉箱3的中心區(qū)域還設(shè)置了兩個(gè)次要保持件4。
可按照現(xiàn)有技術(shù)將次要密封擋板5制造成隔板的形式，這種隔板可由帶卷邊的殷鋼板形箍條40構(gòu)成。從圖3中可以更好地看到，沉箱3的蓋板11帶有截面為倒T形的縱向凹槽，所述凹槽用附圖標(biāo)記41表示。一焊接支架42可表現(xiàn)為折疊成L形的殷鋼帶，它能夠被滑動(dòng)地插到每個(gè)凹槽41中。如圖2和3所示，在任何場(chǎng)合下，每個(gè)板形箍條40都在兩個(gè)焊接支架42間延伸，并且該板形箍條還具有兩個(gè)通過焊縫44連續(xù)焊接在相應(yīng)焊接支架42上的卷邊43。
類似的，在任何場(chǎng)合下，主要絕熱擋板的沉箱7也在其四個(gè)拐角和中心區(qū)域的兩個(gè)點(diǎn)處形成錨定。為此，可在任何場(chǎng)合下使用圖2和3中詳細(xì)示出的主要保持件48。主要保持件48具有一與凸緣50接合為一體的下部套筒49，所述凸緣50焊接在焊接支架42的幾個(gè)點(diǎn)51上，例如焊接在3個(gè)點(diǎn)上，而所述焊接支架42則位于板形箍條40的卷邊43上。棒材52由Permali這種基于樹脂浸漬的山毛櫸的復(fù)合材料制成，該棒材52具有固定在下部套筒49內(nèi)的下端和固定在與支撐墊圈53構(gòu)成一整體的套筒54內(nèi)的上端，其中所述支撐墊圈53支撐在沉箱7的蓋板11之上，同時(shí)被容納在位于沉箱7拐角和中心軸30處的埋頭孔28內(nèi)。套筒54帶有螺紋，它被擰緊在棒材52相應(yīng)帶有螺紋的一端。當(dāng)墊圈53被如此定位時(shí)，螺桿56通過所設(shè)置的孔55接合在墊圈53內(nèi)，并且還被擰緊在蓋板11中，由此可防止墊圈53隨后產(chǎn)生任何旋轉(zhuǎn)。在每個(gè)絕熱擋板中，沉箱3和7彼此并排布置，中間只間隔5mm左右。
有利的是，作為一種良好的絕熱體，一層氣凝膠微型多孔材料(nanoporous materials)可被用作絕熱襯墊包含在沉箱3和/或7中。氣凝膠還具有疏水性，所以能夠防止把濕氣從船體吸收到絕熱擋板中。絕熱層可以由以紡織品或珠子的形式囊裝起來的氣凝膠制造而成。
一般而言，氣凝膠可由包括硅、氧化鋁、碳化鉿的多種材料制成，也可以由各種聚合物制成。此外，按照生產(chǎn)工藝，可以以粉末、珠子、單片薄板和加強(qiáng)了的柔性織物的形式制造氣凝膠。一般通過對(duì)微粉結(jié)構(gòu)(micronic structure)的液態(tài)凝膠進(jìn)行萃取和置換來制造氣凝膠。通常通過對(duì)一種或多種稀釋的產(chǎn)物母體(precursors)進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化和反應(yīng)來制備凝膠。這樣就會(huì)產(chǎn)生其中含有溶劑的凝膠結(jié)構(gòu)。通常使用過于苛嚴(yán)的(hypercritical)的流體如CO2或乙醇來置換凝膠溶劑?？梢岳酶鞣N攙雜劑和加強(qiáng)劑改變氣凝膠的特性。
將氣凝膠用作絕熱襯墊可顯著減小主要絕熱擋板和次要絕熱擋板的厚度。例如，可以通過在沉箱3和7內(nèi)使用織物形式的氣凝膠墊將擋板2和6的厚度分別設(shè)定為200mm和100mm。這樣艙體壁的總厚度為310mm。在一不同的實(shí)施方案中，在任何場(chǎng)合下，可以通過在沉箱3和7內(nèi)使用一層氣凝膠顆粒、特別是氣凝膠珠將艙體壁的總厚度設(shè)定為400mm。
參考圖4和5，對(duì)所給定的按照本發(fā)明中密封的、絕熱艙體的第一實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說明。在第一實(shí)施方案中，主要絕熱擋板和次要絕熱擋板由可代替上述沉箱3和7的、具有單塊輪廓的沉箱70構(gòu)成，在所述沉箱內(nèi)70充滿了一絕熱襯墊。這種類型的沉箱70如圖5的透視圖所示。在基于聚合樹脂和纖維的基礎(chǔ)上可通過對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行萃取來獲得沉箱，例如所述聚合樹脂和纖維可以是聚酯或加固有玻璃或碳纖維的環(huán)氧樹脂。為了實(shí)現(xiàn)如上所述，可按下列步驟加工材料首先將纖維浸漬在具有樹脂的靜態(tài)或密封的槽內(nèi)。然后使它們通過一個(gè)模具，所述模具起的作用是令材料具有幾何形狀彼此相應(yīng)的縱剖面。同時(shí)產(chǎn)生聚合作用。所得到的產(chǎn)品是連續(xù)的，并且被切掉成具有適當(dāng)?shù)某叽?。因此這可稱作是大量制作的過程，它從一端到另一端包括纖維和樹脂，模具和被剪切掉一些尺寸的成品。
沉箱70的縱剖面為一恒定的截面，底板71和蓋板72彼此平行且均為矩形，在這兩個(gè)板之間有多個(gè)縱向隔板75，這些隔板75限定出多個(gè)基本為矩形截面的縱向柵格73，并且還在沉箱70的兩個(gè)側(cè)面限定出兩個(gè)端部柵格74?？v向隔板75在連接底板71和蓋板72的端部區(qū)域68處變得較厚。柵格73和74用于容納絕熱襯墊76，舉例來說，所述絕熱襯墊76可以是酚醛泡沫塑料、泡沫聚氨酯、盡可能強(qiáng)化的纖維以及/或者是一層或多層以氣凝膠為基底的絕熱材料。
在圖5所示的實(shí)施方案中，底板71的厚度是6mm，蓋板72的厚度是9mm，并且在各種場(chǎng)合下縱向隔板75的厚度都是6mm?？v向隔板75的數(shù)量由圖示的實(shí)施例給出，當(dāng)然也可以按照需要進(jìn)行改變。
在兩個(gè)柵格73附近的區(qū)域內(nèi)，底板71具有橫穿過其整個(gè)厚度和長(zhǎng)度的縱向槽口77。這些槽口77可用作沉箱70保持件的通道。蓋板72在兩個(gè)槽口77垂直向上的地方具有兩個(gè)截面為倒T形的縱向凹槽78。所述凹槽78具有與第一實(shí)施方案中的凹槽41相同的功能。一焊接支架42可表現(xiàn)為折疊成L形的殷鋼帶，它能夠被滑動(dòng)地插到每個(gè)凹槽78中。
在各種場(chǎng)合下，次要絕熱擋板2和主要絕熱擋板6的沉箱70應(yīng)當(dāng)在其四個(gè)點(diǎn)處被錨定。為了實(shí)現(xiàn)如上所述，蓋板72帶有圍繞在埋頭孔81周圍的孔80，而且這些孔80被布置在底板71兩個(gè)槽口的垂直向上的地方。
現(xiàn)在參考圖4和6對(duì)按照第一實(shí)施方案的制造艙體壁進(jìn)行詳細(xì)說明。通過焊接在雙層船殼1上、并與孔80相對(duì)布置的四個(gè)銷82將可形成次要絕熱擋板2的沉箱70錨定在雙層船殼1上，并且該雙層船殼1上還設(shè)置有支撐在底板71之上的墊圈83和螺母84。當(dāng)雙層船殼1的幾何形狀不規(guī)則時(shí)，宜在螺紋銷82周圍設(shè)置墊片。每個(gè)墊片的厚度可由電腦基于雙層船殼1內(nèi)表面的地形測(cè)量來計(jì)算得到。因此，底板71是沿著理論上的正則曲面被定位的。在底板71和雙層船殼1之間，通常宜設(shè)置聚合樹脂的珠子(未示出)以用作支架，當(dāng)放置沉箱70時(shí)，這些聚合樹脂的珠子被粘結(jié)在底板71上并且還被碾壓在雙層船殼上。為了避免樹脂粘附在雙層船殼上，可在它們之間設(shè)置一張牛皮紙(未示出)。
圓柱形軸85設(shè)置在絕熱襯墊76中以便能夠從沉箱70的頂部執(zhí)行操作，隨后將絕熱材料填充進(jìn)這根軸。
在一不同的實(shí)施方案中，還可以設(shè)置墊圈83以代替底板71支撐在蓋板72之上。為了實(shí)現(xiàn)如上所述，可將墊圈接合到一細(xì)長(zhǎng)接合件(例如是類似于元件48的部件)的頂部，例如利用螺紋套管令所述線圈經(jīng)由軸85插入并使其底部固定到銷82上。
在通用實(shí)施方案中，密封擋板5和8由殷鋼板形箍條40制造而成，其中所述殷鋼板形箍條40焊接在封裝于沉箱70凹槽78中的焊接支架42上。次要密封擋板的焊接支架42通過可構(gòu)成主要絕熱擋板的沉箱70的縱向槽口77形成接合。與上述通用實(shí)施方案中所述的相同，可構(gòu)成主要絕熱擋板的沉箱70借助主要保持件48被錨定。在各種場(chǎng)合下，軸承墊圈53都被封裝在埋頭孔81的底部。
在兩個(gè)絕熱擋板中，這些沉箱70以最小的間隙邊靠邊地并排布置著以容許補(bǔ)償安裝誤差。
在槽口77垂直向上的地方設(shè)置孔80能夠確保在保持件48與下面的焊接支架42連接時(shí)，可沿軸向正確操作保持件48。這使得可以使用完全相同的沉箱來制造兩個(gè)絕熱擋板，從而簡(jiǎn)化它們的制造。當(dāng)然，在用于形成次要絕熱擋板的沉箱中，可以用圓柱形孔代替槽口77。
在每一絕熱擋板中，孔80可相對(duì)于凹槽78形成偏置。
現(xiàn)在參考圖7對(duì)所給定的艙體壁進(jìn)行說明，其中按照又一實(shí)施方案，主要絕熱擋板6和次要絕熱擋板2分別由沉箱170a和170b形成。在沉箱170a和170b中，與那些沉箱70相同或相似的元件用原有的附圖標(biāo)記加一百來表示，這里對(duì)這些元件不再進(jìn)行說明除非它們是不相同的。位于工作位置的四個(gè)沉箱如圖7所示。
沉箱170a和170b的一個(gè)重要特征是它們具有傾斜的縱向隔板192和193，即這些隔板不垂直于底板171和蓋板172。在圖示的實(shí)施方案中，每個(gè)隔板都包括在一個(gè)方向傾斜大約30至50°的隔板192和在與上述方向相反的方向傾斜30至50°的隔板193。在各種情況下，這些隔板都被設(shè)置在與端部柵格174相鄰的縱向柵格173中，從而可將柵格173分成兩個(gè)三角形部分。當(dāng)然，也可以根據(jù)傾斜隔板的數(shù)量、位置和傾角采用其他構(gòu)造的隔板。而且這種隔板不但能夠承受施加在沉箱上的剪切力，還能夠承受壓曲力和titling force。
在沉箱170a和170b上，凹槽178被設(shè)計(jì)成可以容納在寬度方向延伸、即在垂直于縱向隔板175的方向延伸的焊接支架142。因此沉箱170a和170b的底板171不帶有縱向槽口。
在沉箱170a中，用作焊接支架42通道的槽口177橫跨了沉箱的整個(gè)寬度，并且與縱向隔板175相交。此外，這些槽口相對(duì)于凹槽178產(chǎn)生偏置。因此在由孔180包圍著的埋頭孔181附近，保持著擋板6的接合件48支撐在蓋板172之上，其中所述孔相對(duì)于凹槽178產(chǎn)生偏置。適宜以圖7所示的規(guī)則間隔在每個(gè)沉箱170a上設(shè)置9個(gè)接合件48。當(dāng)然，根據(jù)沉箱的尺寸，也可以在每個(gè)沉箱170a和170b上設(shè)置多于或少于9個(gè)的錨定點(diǎn)，例如可以是4個(gè)或6個(gè)。
在各種場(chǎng)合下，通過焊接在雙層船殼1上的四個(gè)銷82將用于形成次要絕熱擋板2的沉箱170b錨定在雙層船殼1上，同時(shí)也被接合在底板171相應(yīng)的孔內(nèi)。在與這些孔(未示出)所構(gòu)成的直線相垂直的方向上，具有一圓柱形通道，它包括穿過傾斜隔板192或193的孔191和穿過蓋板172的孔190。這些孔允許套筒扳手插入其內(nèi)以便使螺母緊固84。或者，設(shè)置一橫穿過這些孔的接合件，從而將銷85連接到蓋板172上而不是錨定在底板171附近的沉箱170b中。
沉箱70和170a-b為自承重式沉箱，能夠在艙體內(nèi)承受液壓，從而由這些沉箱支撐著的密封擋板5和8自身無需再承受這種壓力，并且所述密封擋板可以由非常薄的，例如厚度為0.7mm的殷鋼膜片制造而成。
圖8示出了一絕熱沉箱271的橫截面，該沉箱也具有一側(cè)面(profiled)的承重結(jié)構(gòu)。這種承重結(jié)構(gòu)包括一帶蓋板272的向上翻轉(zhuǎn)的U形橫截面以及兩個(gè)基本與蓋板垂直的承重隔板275。這可以使用如前所述的方法和通過塑料模制來制造。根據(jù)另一種可能性，這種U形截面還可以由層壓板或膠合板板條形成?？梢詫⒔^熱材料，例如低密度的塑料泡沫填充到隔板275間的空間內(nèi)，并且所述絕熱材料還附著在帶有一定型面的承重結(jié)構(gòu)上。
圖10示出了其橫截面為梳狀的絕熱沉箱470，它包括蓋板472和垂直的承重隔板475，在每個(gè)隔板475與蓋板472相連的區(qū)域處都具有一增厚部468。絕熱材料476填充在隔板475之間的縱向柵格內(nèi)。這種梳狀結(jié)構(gòu)可以作為單一部件被擠壓或模制而成。還可以通過粘結(jié)或使用密封箍(stapling)將多個(gè)其形狀與沉箱270相同的沉箱并排固定在一起。
可使用沉箱270或470來代替圖7中所示的沉箱170a或170b。在這種情況下，主要沉箱通過隔板275或475的端部抵靠在次要密封擋板5上。次要沉箱則以同樣的方式抵靠在上述樹脂帶上。為了防止擋板5或樹脂帶的收縮，適宜設(shè)置一平坦的、在每個(gè)隔板275或475的端部變寬的單獨(dú)的底板。還可以通過粘結(jié)、密封箍和/或使隔板275或475端部與底板厚度平齊配合的方式將底板(未示出)固定在沉箱270或470的底面。如果需要附加這種單獨(dú)的或可分離的底板，顯然可以將沉箱270/470倒轉(zhuǎn)位置來使用，即板272/472作為底板，而單獨(dú)或可分離的板作為蓋板，并且這種沉箱還帶有保持著焊接支架的凹槽，而所述焊接支架則與密封擋板毗連。
圖9示出了一側(cè)面承重結(jié)構(gòu)是鋸齒形截面的絕熱沉箱370，其蓋板372和底板371可以互換，在各種場(chǎng)合下，每個(gè)板都遍布了沉箱的整個(gè)寬度部分，并且通過承重隔板375連接在一起。在分別位于板371之上和板372之下的兩個(gè)隔板375之間，通過塑料泡沫厚板376a和376b的縱向粘結(jié)形成了一層絕熱材料?？梢圆捎萌鐖D所示的沉箱370，或者也可以將一附加的蓋板和/或底板固定在沉箱上。還可以制造其他截面形狀的側(cè)面承重結(jié)構(gòu)，例如可以是H或I形。
參考圖11至15，對(duì)所給定的絕熱沉箱或元件的又一實(shí)施方案進(jìn)行說明，其中采用所述絕熱沉箱或元件以形成艙壁的絕熱擋板，它們的通用結(jié)構(gòu)已經(jīng)如圖1至3所示被描述過了。密封擋板的制造以及其與不同擋板的連接與前述實(shí)施方案中的類似，這里不再對(duì)此進(jìn)行說明。
圖12的展開透視圖中示出了沉箱570和沉箱670，它們分別通過模制承重結(jié)構(gòu)500制造而成，現(xiàn)在將參考圖11對(duì)此進(jìn)行說明。
承重結(jié)構(gòu)500是一由任何適當(dāng)?shù)牟牧现圃於傻淖⒛＜?。它具有一拐角處帶有倒角的平板，例如可以是其中一邊長(zhǎng)為1.5m的正方形或矩形，在平板的一面上突出有16個(gè)中空的圓柱形支柱，這些支柱被布置成規(guī)則的方格網(wǎng)形式，在所述平板的中心區(qū)域附近具有兩個(gè)截面很小的管道581，并且在平板拐角附近還具有4個(gè)三棱柱形的支柱580。平板571在支柱575和580的底部區(qū)域呈連續(xù)狀態(tài)，但在管道581的區(qū)域中則被沖孔以形成連接桿件的通道。此外，在沉箱用作主要擋板6的情況下，需要將平板571切開以容許焊接支架42和次要密封擋板的箍條卷邊43通過。支柱580用于接受用在絕熱元件每個(gè)拐角處的接合元件的支承力。例如對(duì)于1.5m的方板來說，支柱575的橫截面為300mm。至于絕熱襯墊，可用一層低密府泡沫覆蓋承重結(jié)構(gòu)500，也就是將泡沫傾注到每個(gè)支柱575之間和支柱內(nèi)。
支柱的截面可以相當(dāng)?shù)拇螅欣氖强梢栽诿總€(gè)沉箱上設(shè)置多個(gè)支柱。支柱的尺寸用其橫截面來表示的話應(yīng)對(duì)應(yīng)于沉箱尺寸的1/3乃至1/2。
為了形成沉箱570，將一與板571尺寸相同的獨(dú)立的面板572固定在與其相對(duì)的支柱575的一端。還可以通過其他方式(粘結(jié)、密封箍、平齊配合等)將面板固定。如圖12所示，在面板572的內(nèi)表面上設(shè)置圓形凹槽573，以用于緊密地接納每個(gè)支柱575的端部。
可以選擇結(jié)構(gòu)500和面板572所采用的材料，以便使面板中的支柱575產(chǎn)生熱收縮。例如，部件500由PVC材料制成，面板572有熱收縮性很小的膠合板制成，當(dāng)冷卻船艙時(shí)，支柱575的端部可以夾緊由凹槽573限定的圓心。相反，利用與多個(gè)部件500接觸的面板也可以實(shí)現(xiàn)支柱的夾緊。
面板572還具有與模制結(jié)構(gòu)500的管道581相對(duì)的孔574。
在沉箱670中，兩個(gè)相同的模制結(jié)構(gòu)500對(duì)稱布置并通過它們給自的支柱575裝配在一起，從而彼此相互地靠在一起?？赏ㄟ^任何方式(粘結(jié)、焊接、平齊配合等)形成這種裝配。如圖12所示，通過在兩個(gè)排列成直線的支柱575之間放入連接環(huán)680，并且使連接環(huán)平齊地套在支柱上來實(shí)現(xiàn)上述裝配。這種裝配最好如圖13所示，從圖中可以觀察到連接環(huán)680具有一外環(huán)帶682和一內(nèi)環(huán)帶681，它們通過徑向舌簧683連接到一起。支柱575平齊地裝配在兩個(gè)環(huán)帶681和682之間，并且緊靠在舌簧683的任一側(cè)上。選擇連接環(huán)680的材料以使其具有比支柱575低的導(dǎo)熱率，從而實(shí)現(xiàn)絕熱功能?；蛘哌€可以選擇其膨脹系數(shù)不同于支柱575的材料以實(shí)現(xiàn)熱裝配的功能。在一不同的實(shí)施方案中，其上的支柱呈互補(bǔ)截面的兩個(gè)模制結(jié)構(gòu)通過支柱直接嵌套在一起而被固定。
通過向著船艙內(nèi)側(cè)旋轉(zhuǎn)面板571可以只采用泡沫填充而成的部件500而無需使用附加的面板，以便能夠支撐相鄰的密封擋板。因此所形成的絕熱元件通過支柱575倚靠在從屬密封擋板上或倚靠在固定于船殼的樹脂帶上。
圖14示出了模制的承重結(jié)構(gòu)600和700，它們以相似于如前所述的結(jié)構(gòu)500的方式制造絕熱元件。
在圖14中，那些與圖11中相同的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。結(jié)構(gòu)600包括平坦的、沿平板571的四個(gè)邊沿持續(xù)延伸的外壁601，這樣就形成了能夠容納粉末、珠子或類似形式的絕熱材料的盒體。例如，容納著氣凝膠珠的結(jié)構(gòu)600和容納著低密度泡沫的結(jié)構(gòu)600可以結(jié)合在一起形成如圖12所示的沉箱670。
在圖15中，平板771上支撐著36個(gè)其橫截面比上述支柱575的橫截面小(例如100mm)的中空管狀支柱775，在其拐角的區(qū)域內(nèi)支撐著4個(gè)橫截面更小(例如50-60mm)的管狀支柱780，以及在其中央?yún)^(qū)域還在支撐著2個(gè)類似于支柱780的管狀支柱781，從而能夠容許連接絕熱擋板的接合件通過。
結(jié)構(gòu)500、600和700都可以注射成型。通過塑料板的熱成型可獲得相似的結(jié)構(gòu)。這種情況如圖11A所示。在這種情況下，最初對(duì)平板571加熱，使其變形以與陰模560的型腔相匹配。這導(dǎo)致可利用壁583使承重支柱575的板側(cè)端打開而相對(duì)的另一端閉合。在這種情況下，從與這些支柱相對(duì)的平面571面前用泡沫填滿位于支柱575內(nèi)側(cè)的空間582。
還可以通過熱成型得到壁601。
圖24示出了熱成型的承重結(jié)構(gòu)1300的透視圖，該承重結(jié)構(gòu)1300包括可用作沉箱底板或蓋板的平板1371以及按照與圖11A所示相似的方式得到的承重支柱1375。在所示的實(shí)施例中，支柱1375為截頭圓錐形，這樣便于它們的成型。例如，可將支柱的直徑設(shè)置成從底部的160mm逐漸變成頂部的120mm，其高度則為100mm左右。
為了使其能夠用作主要絕熱擋板的沉箱底板，設(shè)置了兩根遍布平板1371整個(gè)長(zhǎng)度方向的縱向肋1384。在熱成型的操作過程中，可通過沿著與支柱1375相同的方向推擠材料來形成每一根肋1384，從而形成在面向著平板1371的一側(cè)開口的V形折疊，其內(nèi)部空間1385可容許焊接支架42和次要密封擋板的卷邊43通過。在其用作次要絕熱擋板的情況下，并不需要肋1384。
上述承重結(jié)構(gòu)包括可用作蓋板或底板的平板，之前對(duì)所給定的這種承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明?，F(xiàn)在參考圖16對(duì)絕熱元件870的另一實(shí)施方案進(jìn)行說明，其中模制的承重結(jié)構(gòu)800包括橫截面較小、并與臂890相連的承重元件875。這種承重結(jié)構(gòu)如圖17的俯視圖所示。承重元件875為以規(guī)則網(wǎng)格形式布置的、中空的圓柱形支柱，它們通過被布置成正方網(wǎng)格形式的臂890彼此相連?？捎赡z合板、塑料、復(fù)合材料或其他材料制成的蓋板872和底板871粘結(jié)在相對(duì)著承重結(jié)構(gòu)800的兩個(gè)面上。臂890位于承重元件875的與板872相鄰的一端，并且具有平坦的頂面，所述平坦的頂面可用于粘結(jié)板872。
圖25示出了絕熱元件870的展開透視圖，在這一方案中按照連桿臂890的布置稍微作了改進(jìn)。
可以在支柱下端的區(qū)域中設(shè)置其他臂。這些臂也可被設(shè)置在承重支柱的其他區(qū)域中(例如位于向上的一半?yún)^(qū)域)。
可在沉箱870的內(nèi)部空間，即支柱875的內(nèi)部空間880以及支柱875之間的空間876中填充滿一種或多種類型的絕熱材料。當(dāng)采用低密度的泡沫時(shí)，可按如下所述制造沉箱，即把俯視為矩形的結(jié)構(gòu)800放置到模子中，向模子內(nèi)傾注泡沫從而使結(jié)構(gòu)800嵌入到平行六面體的泡沫塊中，然后將板872和871固定在這塊泡沫上。當(dāng)然并不是總需要底板871。其中的一個(gè)板也可以與結(jié)構(gòu)800模制成單一的部件。
盡管這里對(duì)承重結(jié)構(gòu)500、600、700和800中圓形截面的中空承重支柱進(jìn)行了描述，但這些承重支柱也可根據(jù)截面形狀表現(xiàn)為其他的形狀或具有任意類型的規(guī)則或不規(guī)則的空間分布。例如，圖18所示的承重支柱975由多個(gè)同心的圓柱形臂976組成。在圖19所示的支柱1075中，柱形臂1076為方形截面。支柱還可以具有隨著高度變化的截面，如截頭圓錐形。
圖20所示的支柱1175以規(guī)則的圖形成直線分布，并且具有中空的、方形截面，而且其拐角帶有倒角。在圖21中，支柱1275為實(shí)心圓柱體，并且以交錯(cuò)布置的方式分布。也可以制成其他形式的截面，即矩形、多邊形、I形、實(shí)心或中空的、V形的截面等。
在所有情況下，這種支柱可以模制而成，以便能夠從板件突出，并且/或者通過臂和/或任何與支柱形成為一體的連接裝置相連。當(dāng)采用低密度泡沫作為絕熱襯墊層時(shí)，特別有利的是將這種泡沫材料一下子傾倒在連接板的整個(gè)表面區(qū)域，即傾倒在承重支柱之間以及每個(gè)承重支柱內(nèi)。還可以以預(yù)先成型的泡沫塊的形式制造出井(well)，然后將承重元件插入到為此目的所形成的井內(nèi)。
在使用粒狀絕熱材料的情況下，需要采用帶有外壁的絕熱元件，其中所述外壁優(yōu)選與承重結(jié)構(gòu)成為一體。根據(jù)承重元件的小截面的形狀，不必對(duì)盒體內(nèi)這些支柱之間的內(nèi)部元件進(jìn)行劃分，因此很容易將粒狀材料散布在絕熱元件的整個(gè)表面上。還可以將所述粒狀材料放入到中空的支柱內(nèi)。
其截面非常小的，例如小于40mm的承重支柱在不損害絕熱的情況下可以是空的。當(dāng)然也可以在中空的、小截面的支柱內(nèi)填充滿撓性PE泡沫材料的錐形體(foam cone)或玻璃棉。
現(xiàn)在參考圖22和23對(duì)一絕熱元件的實(shí)施方案進(jìn)行說明，其中所述絕熱元件包括一由旋轉(zhuǎn)模制或注射吹塑制成的整體中空沉箱1470。這種沉箱由一密閉的中空外殼1477構(gòu)成，它包括8個(gè)截頭圓錐形支柱1475，這些支柱從外殼的底座壁1471上突出，并且每個(gè)支柱都具有一能夠支撐倚靠著外殼頂壁1474的頂壁1483，從而可承受壓縮力。
為了固定沉箱，在外殼的周邊設(shè)置了6個(gè)截頭圓錐形軸1480，這些軸的開口通向頂壁1472。每個(gè)軸都具有一能夠支撐倚靠著外殼底座壁1471的底座壁，以用來承受壓縮力，并且所述底座壁還能夠被穿透，從而用來接收?qǐng)D中所示的定位桿1431，例如可接收焊接在船殼或接合裝置上的銷釘，其中所述接合裝置則固定在主要密封擋板上。沉箱的內(nèi)部空間1476和支柱1476的內(nèi)部空間1482可由任何合適的絕熱材料充滿，例如注入泡沫材料。
同樣的，在固定了沉箱之后，軸1480中也可由絕熱材料充滿，例如填充入PE泡沫材料或玻璃棉。
為了模制沉箱1470，可采用高密度的PE、聚碳酸酯、PBT或其他塑料。如果采用其他方法連接沉箱就可以省去軸1480，例如按照?qǐng)D2和3所示保持件48的方式在需要連接的沉箱之間使接合件通過并將其支撐在頂壁1472上。還可將底板和/或蓋板規(guī)定能夠在外殼的壁上用以加強(qiáng)。
在如上所述的承重結(jié)構(gòu)500，600，700，800，1300和1470中，還可以由能夠在承重結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生隔室的隔板替代支柱。
盡管這里只對(duì)基本為平行六面體形的、成直角的絕熱元件進(jìn)行了描述，但也可以是其他形狀的截面，尤其是能夠形成不連續(xù)平面的多邊形截面。
當(dāng)然，絕熱元件的絕熱襯墊可以包括多層材料。
當(dāng)主要絕熱擋板和次要絕熱擋板其中之一是由如上所述的絕熱元件制造而成時(shí)，可以但并不必須做的是也以同樣的方式來制造另一絕熱擋板?？蓪煞N不同類型的絕熱元件用作兩個(gè)擋板。其中的一個(gè)擋板可以由現(xiàn)有技術(shù)中的絕熱元件構(gòu)成。
可以用不同于圖中實(shí)施例的方式將次要絕熱擋板和主要絕熱擋板的沉箱錨定在船殼上，例如可借助于接合在沉箱底板上的支持件。
在已知的方式中，主要擋板和次要擋板之間的角連接是在承重結(jié)構(gòu)的壁滿足一定角度的區(qū)域中以連接環(huán)的形式實(shí)現(xiàn)的，所述連接環(huán)的結(jié)構(gòu)在沿著承重結(jié)構(gòu)的壁的整個(gè)交叉脊的方向上基本保持不變。這種連接環(huán)的結(jié)構(gòu)是已知的，這里不再對(duì)此進(jìn)行描述。在將艙體并入到船上時(shí)，在雙層船殼的縱向壁和橫過船體的隔板之間形成了一定的角度，通常沿著所述角度設(shè)置這種類型的環(huán)。
在本發(fā)明的含義中，“艙體壁”包括角部連接區(qū)域，特別是包括不必考慮其形狀的連接環(huán)，在這個(gè)區(qū)域，可以采用如上所述的絕熱元件。
盡管結(jié)合了多個(gè)特定實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了說明，但顯然并不限于這些實(shí)施方案，本發(fā)明還包括所有屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的、與所述裝置在技術(shù)上等效并與之結(jié)合的裝置。
權(quán)利要求
1.一種密封的、絕熱艙體，它包括至少一個(gè)固定在浮式結(jié)構(gòu)的船殼(1)上的艙壁，所述艙壁在其厚度方向上從內(nèi)向外依此包括主要密封擋板(8)、主要絕熱擋板(6)、次要密封擋板(5)和次要絕熱擋板(2)，其中所述至少一個(gè)絕熱擋板包括基本并排布置的絕熱元件(3，7)，每個(gè)絕熱元件都包括平行于所述艙壁的以層的形式布置的絕熱襯墊(76，276，376a-b，475)和從絕熱襯墊的厚度方向凸起的、用于承受壓縮力的承重元件(75，175，192，193，275，375，475，575，775，875，975，1075，1175，1275，1375，1475)，其特征在于所述絕熱元件的承重元件由至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)(70，170a，170b，270，370，470，500，600，700，800，1300，1477)制造而成，由單一部件形成的承重結(jié)構(gòu)包括在各個(gè)場(chǎng)合與所述承重元件剛性連接在一起的連接裝置(71，72，171，172，272，371，372，472，571，771，890，1371，1471)和至少一個(gè)所述承重元件的高度部分，所述絕熱元件(70，170a-b，270，370，470)的至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)具有中空形式的縱剖面，該縱剖面在縱向具有不變的橫截面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述承重結(jié)構(gòu)的連接裝置包括在絕熱元件的一側(cè)沿平行于艙壁方向延伸出去的平板(71，72，171，172，272，371，372，472，571，771，1371，1471)，所述承重元件從平板的內(nèi)表面突出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的密封、絕熱艙體，其特征在于承重結(jié)構(gòu)的所述承重元件包括至少兩個(gè)彼此間隔一定距離布置的縱向隔板(75，175，192，193，275，375，475)，以限定出至少一個(gè)具有相互不變橫截面的柵格(73，173)，從而能夠接納絕熱襯墊(76，276，376a-b，476)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述縱向隔板包括至少一個(gè)基本垂直于艙壁的隔板(75，175)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述縱向隔板包括至少一個(gè)相對(duì)于艙壁傾斜的隔板(192，193)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述縱向隔板包括至少兩個(gè)在相對(duì)的方向上彼此傾斜的隔板(192，193)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述承重結(jié)構(gòu)的連接裝置包括至少一個(gè)在縱向隔板(75，175，475)的整個(gè)長(zhǎng)度上連接隔板的連接壁(71，72，171，172，472)，所述縱向隔板在其與至少一個(gè)連接壁相連的區(qū)域處變厚(68，168，468)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的密封、絕熱艙體，其特征在于絕熱元件(70，170a-b)包括底板和蓋板，因此在絕熱元件的橫向上，至少一個(gè)位于最外側(cè)的縱向隔板距離側(cè)棱具有一定的間隔，從而限定出一側(cè)面帶有開口的端部柵格(74，174)，其中所述側(cè)棱至少對(duì)應(yīng)于底板和蓋板的其中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的艙體，其特征在于所述絕熱元件(570)包括一獨(dú)立于所述承重結(jié)構(gòu)(500)而形成的第二平板(572)，該第二平板固定在承重元件(575)的端部，與形成連接裝置的第一平板(571)相對(duì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述第二平板的內(nèi)表面上設(shè)置有如此布置的凹槽(573)，用以通過平齊配合的方式與所述承重元件(575)相互作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述第二平板(572)具有不同于所述承重元件(575)的熱膨脹系數(shù)，以便冷卻艙體時(shí)在所述第二平板和與后者形成平齊配合的承重元件間產(chǎn)生夾緊。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述絕熱元件(670)包括兩個(gè)以下述方式布置的承重結(jié)構(gòu)(500)，即這兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)各自的平板都具有向著彼此扭轉(zhuǎn)的內(nèi)表面，承重元件(575)從所述內(nèi)表面突出，并且在它們與所述平板相對(duì)的端部區(qū)域中成對(duì)地裝配，從而在各種場(chǎng)合下都可形成所述絕熱元件的承重元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的密封、絕熱艙體，其特征在于其導(dǎo)熱率低于所述承重元件的絕熱部件(680)在各個(gè)場(chǎng)合被設(shè)置在兩個(gè)裝配好的承重元件之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的密封、絕熱艙體，其特征在于通過其熱膨脹系數(shù)不同于所述承重元件的連接部件(680)將兩個(gè)承重結(jié)構(gòu)的承重元件成對(duì)地裝配在一起，從而冷卻艙體時(shí)，在所述連接部件和承重元件(575)之間產(chǎn)生了夾緊。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項(xiàng)所述的密封、絕熱艙體，其特征在于絕熱元件中的所述至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)(70，170a-b，270，370，470，500，600，700，800，1300，1477)是通過從下述成型方法中選擇任一成型方法制造而成的，這些方法包括模制、擠壓、拉擠成型、熱成型、吹塑成型、注塑成型和旋轉(zhuǎn)模制。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的密封、絕熱艙體，其特征在于所述至少一個(gè)絕熱擋板(2，6)包括在各個(gè)場(chǎng)合被其中一個(gè)密封擋板(5，8)覆蓋的絕熱元件(70，170a-b，870)，該密封擋板是由低膨脹系數(shù)的細(xì)金屬板形箍條(40)形成，所述絕熱元件的邊緣向著絕熱元件的外部凸起，該絕熱元件還包括含有平行凹槽(78，178)的蓋板(72，172，872)，所述凹槽由板形箍條的寬度形成一定間隔，并且焊接支架(42)可滑動(dòng)地保持在凹槽內(nèi)，每個(gè)焊接支架都具有從蓋板外表面突出的連續(xù)型翼，并且在支架的兩個(gè)面上，兩個(gè)相鄰板形箍條的凸起的邊緣(43)以真空密封的方式被焊接在一起。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的密封、絕熱艙體，其特征在于與船體的承重結(jié)構(gòu)成為一整體的次要保持件(82-84)把用于形成次要絕熱擋板(2)的絕熱元件固定在所述承重結(jié)構(gòu)(1)上，因此與次要密封擋板(5)的所述焊接支架(42)相連的主要保持件(48)將主要絕熱擋板保持在次要密封擋板上，而所述焊接支架則將次要密封擋板保持在次要絕熱擋板的絕熱元件的蓋板上。
18.一種浮式結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括按照權(quán)利要求1至17中任一項(xiàng)所述的密封、絕熱艙體。
19.按照權(quán)利要求18所述的浮式結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括甲烷運(yùn)輸船。
全文摘要
一種密封的、絕熱艙體，它包括至少一個(gè)固定在浮式結(jié)構(gòu)的船殼(1)上的艙壁，所述艙壁在其厚度方向上從內(nèi)向外依此包括主要密封擋板(8)、主要絕熱擋板(6)、次要密封擋板(5)和次要絕熱擋板(2)，其中所述至少一個(gè)絕熱擋板由基本并排布置的絕熱元件(3，7)組成，每個(gè)絕熱元件都包括平行于所述艙壁的以層的形式布置的絕熱襯墊(76)和從絕熱襯墊的厚度方向凸起的、用于承受壓縮力的承重元件(75)，其特征在于所述絕熱元件的承重元件由至少一個(gè)承重結(jié)構(gòu)(70)制造而成，由單一部件形成的承重結(jié)構(gòu)包括各自的與所述承重元件剛性連接在一起的沉箱連接裝置。
文檔編號(hào)F17C1/12GK1773159SQ20051012460
公開日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者J·德萊姆, P·米沙爾斯基, J-C·勒格拉蒂耶 申請(qǐng)人:氣體運(yùn)輸技術(shù)公司