专利名称：设在船支承结构中的防渗绝热舱及制造用于该舱的绝热防水箱的方法
技术领域：
本发明涉及一种防渗绝热舱，尤其是用于在大约-160℃的温度下储存液化气如甲烷的防渗绝热舱，所述舱设在船舶的支承结构中。本发明还涉及用于该舱的绝热防水箱(caisson)的制造方法。
属于本申请人的法国专利No．2527544公开了一种建于船舶的支承结构中的防渗绝热舱，所述舱包括两个连续的防渗隔层(barrier)，其中一个是与装于舱内的物品接触的第一隔层，另一个是位于第一隔层和支承结构之间的第二隔层，这两个防渗隔层与两个称为第一绝热隔层和第二绝热隔层的绝热隔层交错，各绝热隔层包括多个整体形状近似为平行六面体的防水箱，各防水箱包括一底板和一由胶合板制成的顶板、侧壁及内间壁，各防水箱填满绝热微粒材料，例如珍珠岩。不过，采用如珍珠岩的粉末使得防水箱的制造很复杂，因为粉末会产生粉尘，因此需要使用质量高的且因此比较贵的胶合板，以便能很好地密封防水箱以使其与粉尘隔绝，也就是说要用没有结点的胶合板，同时需要在防水箱内以给定压力压紧粉末，并且为了安全，还需要使氮气流过各防水箱，以除去里面的所有空气。所有的这些操作使得制造过程更复杂，并增加了该防水箱的成本。
由法国专利No．2724623还可知下列现有技术，即，采用绝缘防水箱，该防水箱包括两个胶合板，两胶合板之间粘有多孔塑料绝热层，例如聚氨酯泡沫塑料，也可以用嵌入所述泡沫塑料中的玻璃纤维织物进行增强，以便使该泡沫塑料有好的机械特性。使用泡沫塑料避免了与珍珠岩的微粒性质有关的问题，因此可以采用较低等级的胶合板。但是，它需要使用高密度的泡沫塑料，例如密度为120kg／m3数量级的泡沫塑料，以保证受到货物压力和运动的防渗隔层的机械支承。使用高密度泡沫塑料增加了它的成本，降低了它的绝缘性能。因此，需要增加绝缘隔层的厚度，这使得舱的内部容积减小。
因此，本发明的目的是提供一种舱，该舱的绝缘防水箱不存在前述缺点，相反，它有好的绝热性，同时结构简单，成本低。
因此，本发明的主题是一种建于船舶的支承结构中的防渗绝热舱，所述舱包括两个连续的防渗隔层，其中一个是第一防渗隔层，其与装于舱内的物品接触，另一个是第二防渗隔层，其位于第一隔层和支承结构之间，在支承结构与第二防渗隔层之间和／或在两个防渗隔层之间至少有一绝热隔层，各绝热隔层包括多个整体形状近似成平行六面体的防水箱，各防水箱有一底板和一由胶合板制成的顶板，其特征在于各防水箱的板由多个隔片间隔开，该隔片由例如大约4mm厚的薄胶合板构成，并垂直于所述板而延伸，各防水箱至少部分填充有泡沫塑料块，优选是密度大约为33kg／m3至40kg／m3的低密度泡沫塑料，并粘在各隔片的很大一部分高度上，以防止隔片在负载作用下弯曲。通过采用低密度泡沫塑料，绝热性能更好，因此能减小绝热隔层的厚度，从而增大舱的内部容积。而且，通过采用大约4mm厚的隔片来代替现有技术中防水箱的9mm内间壁，可以减小该防水箱的制造成本。
例如，参数λ表示绝缘防水箱的绝热系数，采用珍珠岩时，λ大约为0．043千卡／每米防水箱厚度、每℃和每m2防水箱表面积，而当防水箱由夹在两胶合板之间的一层高密度泡沫塑料制成时，参数λ大约为0．030，而对于本发明的防水箱，参数λ大约在0．011至0．015之间。因此，可以看出，对于同样厚度，本发明的防水箱是更好的绝缘体，因为热传导更少。
优选是，防水箱的两隔片之间的各中间空隙包含至少一个泡沫塑料块，该泡沫塑料块粘在所述隔片的彼此相对的壁上，并从一个壁延伸到另一壁。
优选是，该泡沫塑料块完全填满该防水箱。
根据另一特征，隔片构成彼此平行的并以固定间距固定在所述板上的防水箱内间壁。这时，所述间壁可以在防水箱的整个长度上延伸，而该防水箱的两个最靠外的横向间壁与防水箱的自由边隔开半个间距并以泡沫塑料填充。
根据又一特征，防渗隔层包括金属列板，该金属列板的边缘向舱内卷起，所述列板由低膨胀系数的薄板制成，并通过它们的卷曲边缘而对接焊在焊接凸缘的两个面上，例如，该焊接凸缘为角撑架形状，该焊接凸缘通过伸缩接头而机械地固定在绝热隔层的防水箱上，所述焊接凸缘局部与形成于防水箱顶板上的平行狭缝配合，例如，该狭缝为“T”形狭缝，两狭缝之间的距离与列板的宽度相当，而防水箱的自由边与相邻狭缝之间的距离相当于列板宽度的一半，因此，有同样宽度的另一列板将两相邻防水箱连接在一起。
这时，第一绝热隔层的防水箱可以有穿过其底壁的切口，以便滑动安装第二防渗隔层的焊接凸缘，所述切口垂直于第一绝热防水箱的隔片。
在一特定实施例中，各防水箱在其四个拐角有凹口，该凹口穿过顶板和泡沫塑料块，该凹口的一个壁与最靠外的横向隔片的一个壁相对应，而该凹口的底部由防水箱的底板构成，这样，该凹口的底部支承板条，该板条将与把该防水箱固定在支承结构上的部件配合，各凹口底部有一穿过底板的凹槽，以便使所述固定件通过。这时，绝热隔层的防水箱彼此相邻地并排布置，其间没有空隙，板条置于防水箱各拐角的凹口内，且不超过防水箱的侧壁。
优选是，将第二绝热隔层固定到支承结构上的部件包括杆，该杆的底部拧入一个焊于船舶支承结构上的插座内，所述杆穿过在四个相邻第二防水箱的拐角处所形成的凹槽，各杆在其上部装有安装板，该安装板优选是由金属制成，该安装板紧靠在四个相邻第二防水箱的四个相邻板条上并环绕所述杆放置，将该安装板夹持在板条上是通过螺母实现的，该螺母可拧到所述杆的带有螺纹的上端上，优选是，至少一个膜片式弹簧垫圈嵌入该螺母和所述安装板之间。
这时，可以将一胶合板件嵌入所述安装板和另一安装板之间，这样，所述另一安装板正好与第二绝热隔层的防水箱的顶板高度平齐，这两个安装板和该胶合板件通过螺钉连接在一起，上部的安装板在其中心有一螺纹孔，以便安装用于固定第一绝热隔层的部件。
优选是，靠着第二绝热隔层的防水箱的第二防渗隔层的列板钻有孔，该孔与所述螺纹孔对齐，这样，其周边凸缘靠在所述列板上的连接器的螺纹底座能够拧入其中，该凸缘连续焊接在该列板上，以便恢复该第二防渗隔层的防渗性能，另一螺纹杆由该凸缘伸出，该螺纹杆的上端与螺母配合，以便将安装板夹持在第一绝热隔层的四个相邻防水箱的四个相邻板条上，优选是通过至少一个膜片式弹簧垫圈。
本发明的另一目的是提供一种制造用于上述舱中的绝热防水箱的方法，其特征在于，该方法包括交替将多层泡沫塑料(优选是低密度泡沫塑料)与多个胶合板片堆叠，并将粘结剂插入每层泡沫塑料和每片胶合板之间，直到所述堆叠的高度与所述防水箱的长度相当，将前述堆叠物以固定间距在高度方向上切片，该间距相当于防水箱的厚度，并将这样切成的堆叠物的各切片的一个侧面粘在底板上，另一个侧面粘在由胶合板制成的顶板上，所述板垂直于作为隔片的所述切片而延伸。
为了更好的理解本发明的主题，下面将对附图所示的一个实施例进行说明，该实施例纯粹是说明性的，不是对实施方式的限定。
附图中-
图1是现有技术的防渗绝热舱的有剖面的局部透视图；-图2是图1所示舱的局部剖视图，该剖面垂直于船舶的支承结构，并位于第一和第二绝热隔层防水箱的固定件处；-图3是本发明的舱的第二绝热隔层的防水箱的透视图；以及-图4是本发明的舱的第一绝热隔层的防水箱的透视图。
由图1可见船舶的支承结构，本例中，该支承结构包括船的双层船壳的内壁1。并且，舱以一种已知的方式包括固定在船舶的支承结构上的第二绝热隔层。该第二绝热隔层包括多个并排放置且形状为平行六面体的第二绝热防水箱2，以便基本覆盖该支承结构的内表面。各第二绝热防水箱2包括一个平行六面体形状的胶合板箱，在该胶合板箱内有承载间壁3和非支承间壁4，该非支承间壁4仅仅是为了保证承载间壁3的相对位置，所述间壁嵌在胶合板底板5和胶合板顶板6之间。防水箱2的底壁5从防水箱的两个短侧边横向凸出，这样，把有着与所述凸出部分同样厚度的板条7固定在防水箱各拐角的该凸出部分上。该板条7与将防水箱2固定到支承结构上的部件配合，这将在后面介绍。各防水箱2填满绝热微粒材料，例如珍珠岩。各防水箱2的底板5放置在聚合树脂填块8上，该聚合树脂填块8自身再通过牛皮纸9放置在支承结构1上，以防止树脂填块粘结剂粘在该支承结构上，这样，支承结构可以有动态变形，而该防水箱2则不会由于所述变形而受到载荷。该聚合树脂填块8是为了减轻适于支承结构的理论表面与由于制造公差而形成的非理想表面之间的差别。
第二绝热防水箱2的顶板6还包括一对平行狭缝10，该狭缝10的形状近似为倒“T”字形，以安装支架形的焊接凸缘。焊接凸缘向板6顶部凸出的部分用于锚固第二防渗隔层。该第二防渗隔层包括多个有弯边12的殷钢列板11，其厚度大约为0．7mm。各列板11的弯边12焊接到上述焊接凸缘上。
第一绝热隔层装在该第二防渗隔层上，该第一绝热隔层也包括多个结构与第二绝热防水箱2类似的第一绝热防水箱22。各第一绝热防水箱22包括一个由胶合板制成的直角平行六面体箱，且其高度与防水箱2不同，并填满微粒材料，例如珍珠岩。该第一绝热防水箱22也包括承载内间壁23、底板25和顶板26。该底板25有两个纵向狭缝25a，以便安装焊接凸缘和第二防渗隔层的弯边12。而顶板26包括两个狭缝26a，狭缝的整个形状成倒“T”字形，以便安装焊接凸缘(未示出)，其中，第一防渗隔层的列板31的弯边32焊接在该焊接凸缘上。可以看出，在同一防水箱2或22上的两个狭缝10、25a或26a之间的间距与列板11或31的宽度一致，所述防水箱的狭缝和相邻侧边之间的间距相当于列板宽度的一半，这样，一个列板搭接两个相邻防水箱。
而且，第一绝热防水箱22的底板25在其较小侧边处凸出，这样，板条27靠在底板的凸出部分上，以便与固定件配合，这将在后面介绍。
参看图2，下面介绍用于将第一和第二绝热隔层固定在支承结构上的部件。该固定件包括插座40，该插座40的底部焊接在支承结构1上恰好与各第二绝热防水箱2的拐角相对应的位置。各插座40包含一螺母41，该螺母41能与插座40整体地旋转，这样，第一杆42的螺纹下端能拧入螺母41中，并将其螺纹上端拧入另一螺母43中。优选是，螺母41／插座40的支承表面是截头圆锥形／球形支承表面形式，以减小双层船壳内壁1的温度与固定件的温度之间的热桥。
杆42在相邻防水箱2之间穿过，这样，防水箱之间的中间间距需要填充玻璃棉填料，以保证第二绝热隔层的连续性。上部的螺母43穿过金属安装板44上的孔44a，并有一径向凸出的上缘，以便将所述安装板44夹在上述板条7上。在螺母43的凸缘与安装板44之间插有多个膜片式弹簧垫圈45。由图2可知，杆42的螺纹上端42a从螺母43中凸出。为了使螺母43在螺纹杆42上安装就位，将一锁紧垫圈46局部焊接在螺纹上端42a处。将一胶合板件47装在安装板44上，作为所述安装板44和另一上部平板48之间的间隔件。该胶合板件47有一壳体，用于容纳杆42和它的螺母43，该胶合板件47上还有两孔47a，以作为固定螺钉49的通道。各固定螺钉49的头部置于上部平板48的孔口平面48a上。该胶合板件47和中间填垫件50的高度是这样确定的，即，使得上部平板48与第二绝热防水箱2的顶板6平齐。
上部平板48还有一中心螺纹孔48b，以便容纳连接器51的螺纹底座51a。该螺纹底座51a还穿过第二防渗隔层的列板11上的通孔，所述连接器包括凸缘51b，该凸缘51b的周边环绕所述孔而焊接在该列板11上，以便恢复第二防渗隔层的防渗性能。该连接器51通过上部杆52而延伸，该上部杆52拧入上部螺母53中，以便将金属片54夹持在第一绝热防水箱22的板条27上。还可以将一个或多个膜片式弹簧垫圈45嵌入上部螺母53和金属片54之间。再有，还需要在装有板条27的第一绝热防水箱22的表面之间的中间空隙中填充玻璃棉填料，以保证第一绝热隔层的连续性。
本发明包括分别用图3和4所示的防水箱102和122简单替换前述防水箱2和22。
在图3中可以看出，第二绝热防水箱102也有底壁105和顶壁106，顶壁106有三个横截面成倒“T”字形的狭缝110，以便安装支架形焊接凸缘。例如，该防水箱102可以是1．5m长、1．2m宽、0．3m高。底板105的厚度可以是大约6．5mm，而顶板106的厚度可以是大约12mm，这样，狭缝110可以在其中形成。在两板105和106之间，防水箱102有多个隔片103，它们全部相互平行，并且例如可以都为6．5mm厚，并且平行于三个狭缝110而在防水箱102的宽度方向上延伸。该间壁103延伸过防水箱102的整个宽度，并且在长度方向间距一致，该间距大约为125mm，两个最靠外的横向隔片与防水箱的相邻短侧边隔开半个间距。隔片103之间的中间空隙和最靠外的横向隔片与防水箱102的短侧边之间的空隙都填充有密度为40kg／m3或更小的聚氨脂泡沫塑料104。
防水箱102在各拐角还包括矩形截面的凹口108，该凹口的一侧面由隔片103的一部分构成，另一侧面由泡沫塑料104的一部分构成，其它的两个侧面是敞开的。各凹口108穿过顶板106和泡沫塑料104的厚度，一直延伸到底板105。矩形截面的板条107靠在由底板105限定的凹口108底部。不过，底板105上没有用于支承该板条107的部分被切除，从而形成凹槽111，以使前述插座40和前述固定件的杆42通过。防水箱102的锚固方法与防水箱2的锚固方法相同，不同之处在于，在相邻防水箱102之间没有中间间距，该防水箱可以相互接触，因此可以不需要玻璃棉填料。
参看图4，可以看出，第一绝热防水箱122也有内隔片123、底板125和顶板126，该顶板126有三个横截面成倒“T”字形的狭缝126a。底板125和泡沫塑料104与间壁123的底部有穿过它们的横向切口125a，用于安装焊接凸缘和第二防渗隔层的弯边。其中，隔片123沿防水箱122的纵向延伸。防水箱122的尺寸可与防水箱102的尺寸一致。防水箱122在其各拐角也有凹口128，支架形截面的板条127装在该凹口内并靠在由底板125限定的凹口128底部。板条127明显短于板条107。具体而言，板条107在泡沫塑料104的大部分高度上延伸。
实际上，只有凹口108和128需要填充绝热材料填料，例如密度为120kg／m3的聚氨脂泡沫塑料填料。图2所示的固定件穿过第二防水箱102的底板105上的凹槽111，并穿过第一防水箱122的底板125上的凹槽121。
通过将泡沫塑料104粘在间壁上，内间壁103和123只会受压而不会弯曲。
尽管本发明是结合多个特定形式的实施例进行介绍的，但很显然本发明并不局限于此，它包括所有与所述装置和组合等效的技术方案，这些技术方案都落入本发明的范围。
权利要求
1．一种设在船舶的支承结构(1)中的防渗绝热舱，所述舱包括两个连续的防渗隔层，其中一个是第一防渗隔层(31)，其与装于舱内的物品接触，另一个是第二防渗隔层(11)，其位于第一隔层和支承结构之间，在支承结构与第二防渗隔层之间和／或在两个防渗隔层之间至少有一绝热隔层，各绝热隔层包括多个整体形状近似为平行六面体的防水箱(102，122)，各防水箱有一底板(105，125)和一由胶合板制成的顶板(106，126)，其特征在于各防水箱的板由多个隔片(103，123)间隔开，该隔片由例如大约4mm厚的薄胶合板构成，并垂直于所述板延伸，各防水箱至少部分填充有泡沫塑料块(104)，优选是密度大约为33kg／m3至40kg／m3的低密度泡沫塑料，并粘在各隔片的很大一部分高度上，以防止隔片在负载作用下弯曲。
2．根据权利要求1所述的舱，其特征在于防水箱(102，122)的两隔片(103，123)之间的各中间空隙包含至少一个泡沫塑料块(104)，该泡沫塑料块粘在所述隔片的彼此相对的壁上，并从一个壁延伸到另一壁。
3．根据权利要求2所述的舱，其特征在于该泡沫塑料块(104)完全填满该防水箱(102，122)。
4．根据权利要求1至3中任意一项所述的舱，其特征在于隔片(103，123)构成了彼此平行并以固定间距固定在所述板上的防水箱(102，122)的内间壁。
5．根据权利要求4所述的舱，其特征在于所述间壁(103，123)在防水箱(102，122)的整个长度上延伸，而该防水箱的两个最靠外的横向间壁距离防水箱的自由边半个间距并以泡沫塑料填充。
6．根据权利要求1至5中任意一项所述的舱，其特征在于防渗隔层包括金属列板(11，31)，该金属列板的边缘(12，32)向舱内弯曲，所述列板由低膨胀系数的薄板制成，并通过它们的弯边而对接焊在焊接凸缘的两个面上，例如，该焊接凸缘为角撑架形状，该焊接凸缘通过伸缩接头而机械固定在绝热隔层的防水箱(102，122)上，所述焊接凸缘局部与形成于防水箱顶板(106，126)上的平行狭缝(110，126a)配合，例如，该狭缝为“T”形狭缝，两狭缝之间的距离与列板的宽度相一致，而防水箱的自由边与相邻狭缝之间的距离相当于列板宽度的一半，因此，有同样宽度的另一列板将两相邻防水箱连接在一起。
7．根据权利要求6所述的舱，其特征在于第一绝热隔层的防水箱(122)有穿过其底壁(125)的切口(125a)，以便滑动安装第二防渗隔层(11)的焊接凸缘，所述切口垂直于第一绝热防水箱(122)的隔片(123)。
8．根据权利要求1至7中任意一项所述的舱，其特征在于各防水箱(102，122)在其四个拐角有凹口(108，128)，该凹口穿过顶板(106，126)和泡沫塑料块(104)，该凹口的一个侧面与最靠外的横向隔片(103，123)的一个壁相对应，而该凹口的底部由防水箱的底板(105，125)构成，这样，该凹口的底部支承板条(107，127)，该板条将与把该防水箱固定在支承结构(1)上的部件(40-54)配合，各凹口底部有一穿过底板的凹槽(111，121)，以便使所述固定件通过。
9．根据权利要求8所述的舱，其特征在于绝热隔层的防水箱(102，122)彼此相邻地并排布置，其间没有空隙，板条(107，127)置于防水箱各拐角的凹口(108，128)内，且不超过防水箱的侧壁。
10．根据权利要求8或9所述的舱，其特征在于将第二绝热隔层(102)固定到支承结构(1)上的部件包括杆(42)，该杆的底部拧入焊于船舶支承结构上的插座(40)内，所述杆穿过在四个相邻第二防水箱(102)的拐角处所形成的凹槽(111)，各杆在其上部装有优选是由金属制成的安装板(44)，该安装板(44)靠在四个相邻第二防水箱的四个相邻板条(107)上，并环绕所述杆而放置，将该安装板夹持在板条上是通过螺母(43)实现的，该螺母可拧在所述杆的螺纹上端(42a)上，优选是，将至少一个膜片式弹簧垫圈(45)嵌入该螺母和所述安装板之间。
11．根据权利要求10所述的舱，其特征在于将一胶合板件(47)嵌入所述安装板(44)和另一安装板(46)之间，从而使所述另一安装板正好与第二绝热隔层的防水箱的顶板(106)的高度平齐，这两个安装板和该胶合板件通过螺钉(49)连接在一起，上部的安装板在其中心有一螺纹孔(48b)，以便安装用于固定第一绝热隔层的部件(51-54)。
12．根据权利要求11所述的舱，其特征在于靠着第二绝热隔层的防水箱(102)的第二防渗隔层的列板(11)钻有孔，该孔与所述螺纹孔(48b)对齐，这样，具有靠在所述列板(11)上的圆周凸缘(51b)的连接器(51)的螺纹底座(51a)能够拧入该孔和所述螺纹孔中，该凸缘连续焊接在该列板上，以便恢复该第二防渗隔层的防渗功能，另一螺纹杆(52)由该凸缘延伸，该螺纹杆的上端与螺母(53)配合，以便将安装板(54)夹持在第一绝热隔层的四个相邻防水箱(122)的四个相邻板条(127)上，优选是通过至少一个膜片式弹簧垫圈(45)。
13．制造用于权利要求1至12中任意一项所述的舱中的绝热防水箱(102，122)的方法，其特征在于，该方法包括交替将多层泡沫塑料(104)优选是低密度泡沫塑料与多个胶合板片(103，123)堆叠起来，并将粘结剂插入各层泡沫塑料和各片胶合板之间，直到所述堆叠物的高度与所述防水箱(102，122)的长度相当，将前述堆叠物以固定间距在高度方向上切片，该间距相当于防水箱的厚度，并将这样切成的堆叠物各切片的侧面中的一个侧面粘在底板(105，125)上，另一个侧面粘在由胶合板制成的顶板(106，126)上，所述板垂直于作为隔片的所述切片而延伸。
全文摘要
设在船支承结构中的防渗绝热舱,包括两个连续防渗隔层,一个是接触舱内物品的第一隔层,另一个是第一隔层和支承结构之间的第二隔层,在支承结构与第二隔层之间和/或在两防渗隔层之间至少有一绝热隔层,各绝热隔层包括多个形状近似成平行六面体的防水箱(102),各防水箱有底板(105)和由胶合板制成的顶板(106),其中,各防水箱板由多个隔片(103)隔开,隔片由薄胶合板构成,并垂直于板延伸,各防水箱至少部分填充泡沫塑料块(104),并粘在各隔片的很大一部分高度上,以防止隔片在负载时弯曲。
文档编号B63B3/68GK1289703SQ00129029
公开日2001年4月4日 申请日期2000年9月27日 优先权日1999年9月29日
发明者雅克·德莱姆 申请人:气体运输技术公司