支撑结构的制作方法

专利名称：支撑结构的制作方法
支撑结构
本发明涉及船舶或其他可动运输单元或存储单元的货舱中的棱柱形或直立圆柱 形箱体的支撑结构。可动存储单元的一个示例是浮动海上存储设备。
已知可运输或存储低于环境温度的箱体中的介质，例如液化天然气(LNG)、液 态乙烯、液化石油气(LPG)、或液氮。通常通过船舶运输这种介质，在浮动海上存 储单元中存储这种介质越来越引起重视。船舶或其他可动单元的货舱由于波浪作用移 动，因此箱体的支撑结构必须安全地设计以尽管有这样的移动仍然在货舱中支撑箱 体。又一可能是由于货舱意外进水导致箱体倾向于升高。此外，支撑结构必须能够容 纳由于温度变化，特别是在箱体清空的条件和箱体充满低于环境温度的介质的条件之 间产生的变化造成的箱体相对于货舱的热移动。
用于此的球形箱体和支撑系统是已知的。在GB 1500799、US 3908574及US 401 3030 中描述了示例。然而，这种球形箱体是不经济的，因为在球体上面和下面产生未使用 的体积。这特别是在成本如港口成本和运河成本取决于船舶的尺寸而不是货物的尺寸 时对于船舶是个问题。球形箱体支撑系统通常涉及从在箱体中心周围或略低于箱体中 心延伸的支撑环悬挂箱体。因此，支撑环必须承载箱体的重量，因此箱体和支撑环必 须相应地设计加工。已提出各种系统用于处理热移动，但具有空间效率低、设计和制 造承载箱体较大重量的支撑环的复杂性和成本的这些缺点。本发明不关注球形箱体且 不应用到其中。
在船舶中已经使用设置为纵轴横卧的圆柱形箱体以运输低于环境温度的介质。在 GB 2032087中描述了示例。在这种系统中，圆柱形箱体支撑在支架上，因此在船舶 移动中倾翻不是重要的问题时，期望避免箱体浮动的措施。与球形箱体相同，横卧的 圆柱形箱体造成箱体下面浪费的空间，因此总体上是不经济的。本发明不关注水平安 装的圆柱形箱体且不应用到其中。
如在船舶上运输或存储大量低于环境温度的介质的其他已知的箱体类型为棱柱 形箱体。这些棱柱形箱体在空间利用方面极其有效，且总体上设计为符合船舶的形状。 在这样的箱体的传统设计中，在箱体上提供防倾翻支撑表面(anti-tipping support surface),而相应的货舱空间支撑表面固定到货舱。然而，当箱体填充冷却气体时， 经受热收縮造成箱体支撑表面和货舱支撑表面之间的间隙增大。较冷的气体如液化天 然气将造成在上述支撑表面之间的间隙过大，因此当货舱空间侧倾或以某种方式移动 时造成箱体不稳定。因此，总体上，这些箱体的支撑系统仅容纳箱体的有限量的热移 动，因此这些支撑系统不用于要求较低温度的产品如通常要求温度低于-16(TC的液化 天然气。
4从EP 0619222 (图U和

图13)中所知向液化气运输船舶提供在其底部表面自承 和放置的棱柱形箱体。在箱体的上表面中央提供垂直定位的箱体支撑部件。箱体支撑 部件向上突起且与围绕其圆周的货舱支撑表面协作作为防倾翻措施。为获得防倾翻 力，在货舱和箱体两者上的支撑周围的板结构必须加强以获得在360度周围任何径向 上的力和弯矩。该力必须根据相应的结构要求整体地传递到侧面结构。
这种系统的缺点如在EP 0619222所述，该文献提出了替代的防倾翻措施。不是 在箱体的顶部在中央提供支撑设置，而是在棱柱形箱体的垂直前壁和后壁提供协作的 货舱支撑表面和箱体支撑表面。协作表面在纵向上且在垂直平面中延伸以试图防止箱 体的侧向倾翻。由于这样的设置，在箱体的顶部不需要提供任何移动限制装置，从而 避免在其顶部表面支撑箱体的麻烦的结构要求。然而，纵向和垂直延伸的协作表面不 会防止箱体的向前和向后倾翻。
根据本发明提供在船舶或其他可动运输单元或存储单元的货舱中的棱柱形或直 立圆柱形箱体的支撑结构，包括具有底部的棱柱形或直立圆柱形箱体、支撑箱体底部 以承载箱体重量的底部支撑、在箱体上提供的箱体支撑表面、及在货舱上提供且设置 为与箱体支撑表面协作的货舱支撑表面，箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移 动的方向上延伸，且箱体支撑表面和货舱支撑表面以在水平方向和垂直方向中间的角 度延伸以便限制箱体相对于货舱的侧向移动。
通过设置箱体支撑表面和货舱支撑表面以在水平方向和垂直方向中间的角度延 伸，这些表面可以协作以限制或防止箱体的侧向移动。因此，这些表面用来限制在船 舶或其他可动单元的移动中的箱体的倾翻。同时，协作的支撑表面在箱体的热移动的 方向中可以相对于彼此移动。因此可以容纳由温度变化造成的箱体相对于货舱的热移 动。 该箱体优选地为独立的箱体。这意味着箱体是自承式，且不形成船舶或其他可动 运输单元或存储单元例如船舶的船体的结构的部分。箱体可以是根据国际海事组织 (IMO)的分类的A类、B类、或C类。
在特定优选的实施例中箱体为棱柱形箱体。棱柱形箱体提供了有效的空间利用， 因此特别适合于在船舶上使用。虽然棱柱形箱体在船舶上使用是非常有利的，其有效 的空间利用在可动存储单元如浮动海上存储设备的情况中也具有优势。棱柱形箱体可 以由基本上矩形或方形的壁构成，或可以具有更复杂的形状。例如侧壁可以是弯曲的， 或具有弯曲的部分，允许侧壁最大化占有具有弯曲船体的船舶或单元的可用货舱空 间。
在其他优选的实施例中箱体是设置为中心纵轴垂直的圆柱形箱体。虽然这种直立 圆柱形箱体可以在船舶上使用，但特别地设想可用于可动存储单元如浮动海上存储设 备。这是因为空间节约不是太重要，而建造箱体的成本更为重要。直立圆柱形箱体相 对便宜，且可以得益于本发明的支撑系统。箱体支撑表面和货舱支撑表面可以设置为通过滑动接触彼此协作。然而，优选地 在表面之间具有间隙。由于热膨胀线(line of thermal expansion)不完全笔直， 特别是对于较大的箱体，这可以提供余量。当箱体和货舱在相同的温度时，间隙优选 地较小。间隙应足够小以确保在箱体设计的所有操作条件下，箱体保持定位且由于间 隙造成的箱体的任何较小的移动不会造成箱体或箱体支撑在其中的货舱损坏的风险。 因此，若货舱的移动倾向于造成例如箱体的侧向移动，则出于实际目的由于较小间隙 尺寸保持定位。
每个支撑表面可以通过相应的支撑部件提供。支撑部件可以通过焊接、铆接或其 他的固定方法固定到箱体或货舱结构。箱体支撑部件可以提供在箱体的上壁或优选地 在侧壁上。
在特定的优选实施例中，提供基本上朝下的所述箱体支撑表面和基本上朝上的所 述货舱支撑表面。这在本文称为第一类型支撑系统。这种表面可以限制箱体相对于货 舱的侧向移动，且基本上起防倾翻措施的作用。若箱体倾向于倾翻，通过箱体支撑表 面在货舱支撑表面上向下和向侧面推压提供阻力。货舱支撑表面通过基本上在相反方 向上向上和向侧面推压进行反作用。在该设置中，若支撑部件提供在箱体的侧面和货 舱的侧面之间，支撑部件主要经受压缩力。因此支撑部件需要设计为主要阻止这种压 缩。支撑部件因此可以具有相对容易设计和制造的配置。此外，因为侧向力或倾翻力 促使朝向固定支撑部件的箱体或货舱推压支撑部件，所以由于疲劳破坏的风险较低。
在特定的优选实施例中，提供基本上朝上的箱体支撑表面和基本上朝下的所述货 舱支撑表面。这在本文称为第二类型支撑系统。这样一对协作的支撑表面可以用于限 制箱体相对于货舱的侧向移动，以便限制箱体相对于货舱的向上垂直移动。因此协作 的支撑表面提供防倾翻功能以及防浮动功能。在每个支撑表面提供在相应的支撑部件 上的设置中，若箱体倾向于倾翻，则箱体支撑表面将施加向上和向侧面的力到货舱支 撑表面，使力的侧向分量倾向于从侧向将箱体支撑部件拉离其与箱体的连接。在货舱 支撑部件上的力的侧向分量然后倾向于从侧向推压货舱支撑部件，若货舱支撑部件在 箱体的侧向向外连接到货舱结构，该侧向分量倾向于将支撑部件拉离其与货舱结构的 连接。这些作用在每个支撑部件分别固定到箱体或货舱结构处产生较高的弯矩。因此， 这样的支撑部件必须适当地设计为承受这样的力以及阻止疲劳。然而，这些支撑部件 与包括基本上朝下的箱体支撑表面和基本上朝上的货舱支撑表面的第一类型支撑系 统相比具有优点，即可提供对任何向上箱体移动的阻力，因此提供更好的对倾翻的阻 力以及提供对浮动的阻力。
在特定的优选实施例中，具有第一类型支撑系统和第二类型支撑系统的混合。第 一类型支撑系统在设计相对简单化以及材料量例如要求的钢材的量方面具有经济性， 同时第二类型支撑系统提供对浮动的阻力和更好的对倾翻的阻力。
协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面在形式上可以是平坦的。这是可以保持成本
6降低的简单的设置。可以提供更为复杂的设置，其中支撑表面是键槽(keyway)的形 式，例如具有楔形榫(dovetail)设置的特性，可以阻止协作表面的分离，因此提供 限制箱体相对于货舱的移动的更牢固的工具。
箱体底部优选地整体上平坦。底部优选在单个平面上延伸。
在箱体底部上支撑箱体的设置可以釆取多种形式。例如通常通过硬木或其他坚固 绝缘材料制成的底部支撑提供在箱体底部和货舱结构之间的热绝缘。在简单的设置 中，箱体可以简单地放置在底部支撑上，而没有采取任何特别措施防止箱体在底部区 域中的侧向移动。箱体相对于货舱的侧向移动然后可以通过在本文描述的箱体支撑表 面和货舱支撑表面防止。箱体支撑表面和货舱支撑表面可以确保当箱体冷却或变暖 时，在箱体底部上的点或区域，例如箱体底部的中心不会相对于货舱移动。因此，箱 体可以简单地放置在货舱空间的底部，并优选地热绝缘。这可以提供简单和便宜的系 统。在该设置中，不需要提高的支撑垫块以便获得较多容积并降低重心。此外， 一般 不需要检查箱体底部放置的平坦底部支撑，因此维护较容易。
在一些优选的实施例中，以防止在箱体底部的特定点或区域相对于货舱移动的方 式将箱体底部支撑在底部支撑上，同时允许在箱体的热膨胀或收縮中在箱体底部上其 他地方的相对移动。该点或区域可以按照要求在箱体底部选择且较方便地选择在箱体 底部的中心。期望的支撑可以通过从没有相对移动的点或区域处例如箱体底部的中心 径向上向外延伸的导向装置提供。这可以允许箱体底部在底部支撑上在径向上的相对 热移动，同时防止箱体底部作为整体的侧向移动。
导向装置例如可以是在箱体或货舱上的突起由箱体和货舱的另一个中的凹槽接 收的形式。通过提供在多个径向上延伸的导向装置，可能防止箱体底部和货舱的相对 侧向移动，除了在任何横向上的相对热移动。
防止箱体底部的特定点或区域相对于货舱的移动的另一种方式是提供位于该点 或区域上的固定装置。这可以附加地或替代地提供到径向导向装置。便利地可以使用 中心位置，因为该位置可以是箱体底部上当箱体冷却或变暖时箱体相对于货舱没有热 移动处的点，同时箱体的其他部分必要时可以自由地热移动。固定装置例如可以提供 在提高的支撑垫块上。
在优选的实施例中，箱体支撑表面和货舱支撑表面的热移动的方向向下倾斜朝向 箱体的内部，例如向下在径向向内的方向上。热移动的方向通常朝向箱体底部上在箱 体冷却或变暖时相对于货舱不移动的点或区域。
支撑结构优选地包括多对协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面。通过在箱体上的 不同位置提供这种成对协作的支撑表面，可以更安全地的固定。可以避免在单对协作 表面上的过多的应力集中。可以基于局部的结构条件例如在货舱中和/或箱体上具有 桁架(girder)处选择成对协作表面的位置。每对协作表面可以定位在箱体的侧面区 域。此外，总体上，在每对协作表面处施加的力仅在一个方向上，使成对协作表面处的应力集中容易处理并简化设计。
优选地，第一对协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移动的第一方向 上延伸，第二对协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面在不同于所述第一方向的箱体的 热移动的第二方向上延伸。热移动的第一方向和第二方向总体上会聚到在箱体和货舱 之间没有相对热移动处的点或区域，例如箱体底部的中心。
第一对和第二对协作表面可以设置在箱体的相对侧。可以提供三对或多对协作表
面，其中这些成对协作表面可以设置在箱体的外围。在使圆柱的轴垂直设置的圆柱形 箱体的情况中，例如这些成对协作表面可以围绕圆柱的圆周等角度间隔。每对协作表 面优选地处在热移动的不同方向，且在优选的实施例中这些方向基本上会聚。
在优选的实施例中，协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面定位高于箱体的一半高 度水平。更优选地，协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面定位处于或高于箱体基本上 四分之三的高度水平。通过在相对高的位置定位支撑表面，可以更有效地防止箱体的 倾翻。当箱体的重量支撑在其底部上时，然后整体结构提供更好的支撑防止箱体在货 舱中的所有移动，同时允许相对的热移动。
协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面可以定位在箱体的侧面区域。若该表面是在 侧面并朝向箱体的顶部，这可以最大化该表面与倾翻点的距离，该倾翻点可以是在相 对侧的底部，因此要求在表面之间的相对较小的力以提供特定的力矩防止倾翻(相比 较于在箱体的顶部中心提供的防倾翻设置)。可以相应地减少协作的箱体支撑表面和 货舱支撑表面的周围结构的强度。
期望在箱体较低的位置例如在低于箱体的一半高度水平处提供协作的箱体支撑 表面和货舱支撑表面。这样的协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面可以有助于阻止碰 撞造成的在箱体上的横向力。因为较低位置的协作表面作为防倾翻措施不如较高位置 的协作表面有效，优选地在较高和较低的位置两者提供协作的箱体支撑表面和货舱支 撑表面。较高的表面可以用来阻止箱体的倾翻，较高和较低的表面的组合可以阻止发 生在碰撞中的横向平移力。
优选的实施例包括，在箱体的第一高度水平，协作的箱体支撑表面和货舱支撑表 面在箱体的热移动的方向中且以在水平方向和垂直方向中间的角度延伸，在箱体的第 二高度水平，其他协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移动的方向上且以 在水平方向和垂直方向中间的角度延伸。支撑表面的这样的组合在使底部支撑实现简 单的设计例如简单的平坦底部支撑时特别有用，该底部支撑只需要承载箱体的重量， 而不必阻止横向力。这种简单的底部支撑具有有效使用货舱空间、降低箱体的重心、 及相对免维护的上述优点。
此外，箱体壁提供初级隔板，通常在箱体壁之外提供次级隔板，这种设置在本发 明的实施例中是优选的。次级隔板可以是加强聚酯布(reinforced polyester cloth) 或类似物。在现有的系统中，箱体支撑在提升的支撑上，提升的支撑有时穿透次级隔
8板。根据本发明的特定的优选实施例，通过提供如上所述的简单的底部支撑，将不会 穿透任何次级隔板。这能够实现简单和安全的次级隔板设计。
较高的协作表面和较低的协作表面通常在箱体的底部上没有相对于货舱的热移 动处的点或区域的方向上延伸，以便较高表面的延伸方向的水平夹角优选地大于较低 表面的延伸方向的水平夹角。
优选地支撑箱体以阻止围绕其垂直轴的旋转。因此可以提供装置限制箱体围绕基 本上垂直轴的旋转运动。限制旋转运动的该装置可以包括在货舱上提供的邻接表面且 该邻接表面设置为与在箱体上提供的邻接表面协作。这种防旋转措施例如可能通过在 箱体的底部上的支撑设置提供。优选地具有处于或高于基本上箱体的一半髙度水平的 防旋转措施。在一个优选的实施例中，货舱邻接表面和箱体邻接表面两者基本上在垂 直平面中。当货舱的移动倾向于造成箱体围绕垂直轴的任何旋转时，这种邻接表面可 以用来通过邻接彼此靠着防止这种旋转。这种邻接表面可以在箱体的径向平面上即通 过箱体的垂直中心轴的垂直平面上延伸。
优选地货舱提供有多个这样成对的协作邻接表面。例如，可以设置第一对协作邻 接表面以防止在顺时针方向的旋转，设置第二对协作邻接表面以防止在逆时针方向的 旋转。可以在相应的一对所述支撑表面的一侧提供这样的一对协作邻接表面，在另一 相对侧提供另一垂直的一对协作邻接表面，所述支撑表面以在水平方向和垂直方向中 间的角度延伸。
在本文描述的支撑结构可以用于较多种的介质，且特别适合于和用于在低于环境 温度的介质的运输和存储。这些支撑结构可以用于在极低温度下的特定介质，例如液 化天然气(LNG)，为此可以使用例如-163T的温度。液态氢或液态氮是其他的可能 性。当然对于不这么冷的其他介质也可能使用相同的结构，例如液化石油气，冷却到 例如-48。C,或乙烯(例如-104°C)。
其中使用该支撑结构的货舱可以是船舶或其他可动运输单元或存储单元的货舱。 可动存储单元的一个示例是浮动海上存储设备。除了船舶之外的可动运输单元的示例 是汽车、火车或飞机。
本发明还延伸到用在本文确定的支撑结构中用于在货舱中支撑棱柱形或直立圆 柱形箱体的支撑装置，该支撑装置包括箱体支撑表面和货舱支撑表面。
从另一方面可见，本发明还提供支撑棱柱形或直立圆柱形箱体的支撑装置，该支 撑装置包括固定到箱体的箱体支撑表面和固定到货舱且设置与箱体支撑表面协作的 货舱支撑表面，设置支撑表面以便在使用中支撑表面在箱体的热移动的方向上延伸， 以便以在水平方向和垂直方向中间的角度延伸，以限制箱体相对于货舱的侧向移动。
这种支撑装置因此可以独立于箱体和货舱提供，或者作为新的安装或作为在货舱 中现有箱体的改进。
本发明的特定优选实施例通过示例描述，并参考所属附图。其中
9图1是通过直立圆柱形箱体的垂直平面中的截面；
图2示出支撑图1的箱体的底部的设置的放大视图3是示出箱体支撑表面和货舱支撑表面的类似于图1的视图4示出图3的细节"A"并示出在热移动中支撑表面之间的相互作用；
图5是具有三个箱体支撑表面的直立圆柱形箱体的立体图6是直立圆柱形箱体的另一个实施例的立体图7是直立圆柱形箱体的另一个实施例的立体图8是棱柱形箱体的立体图9是另一个棱柱形箱体的垂直面的剖视图IO示出图9的箭头"B"的视图ll是棱柱形箱体的另一个实施例的立体图12是箱体底部支撑和货舱底部支撑的俯视图13是在图12的线XIII-Xni的截面图14是在货舱中的棱柱形箱体的端视图，货舱如截面所示；
图15是在货舱中另一个棱柱形箱体的端视图，货舱如截面所示；
图16是图15的支撑中的一个的放大视图17是示出在箱体在货舱中接收之前棱柱形箱体和货舱的立体图；及 图18是示出货舱支撑中的一些的图17的部分的放大图。
图1示出通过设置为中心轴垂直的圆柱形箱体2的垂直截面。在该垂直中心轴上 在箱体的底部6提供中心底部支撑4。支撑4包括从箱体底部6中突起且在货舱中提 供的槽口 10中接收的突起8。底部支撑4防止沿着货舱空间底板的侧向移动，同时 底部6的朝下的表面放置在水平接触的货舱朝上的箱体支撑面上。这允许货舱支撑箱 体的重量，同时当箱体冷却或变暖时还允许相应的表面的相对热移动。
如在图3和图4中所示，箱体在其上部区域具有固定到箱体的箱体支撑表面12。 货舱提供有固定到货舱且与表面12协作的货舱支撑表面14。因此，支撑11由一对 协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面12、 14提供。该表面通过间隙间隔，间隙的尺 寸如图3和图4中放大以便显示。箱体支撑表面12和货舱支撑表面14设置在线16 所示的方向上延伸，线16以在水平方向和垂直方向中间的角度设置，即既不水平也 不垂直。该方向向下朝箱体的内部延伸。第二支撑13由在箱体的直径相对侧上的一
对协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面提供。
图l用实线示出冷却时的箱体2和用虛线示出在较高温度且经受热膨胀时的箱体 2。虛线16示出由协作表面组成的支撑11、 13的每个。每个虛线由当箱体由于冷却 经受收缩或由于变暖经受膨胀时在其不同位置的箱体上的点的位置确定。该线确定协 作的支撑表面延伸的方向。应理解当箱体冷却或变暖时，由于箱体被热绝缘，货舱空 间结构具有可忽略的热移动。货舱支撑表面14固定到货舱，同时箱体支撑表面12在热移动中相对于固定的表面14滑动。
协作表面12、 14延伸的方向具有在水平方向的分量和在垂直方向的分量，既不 在垂直方向也不在水平方向。水平分量使固定的货舱支撑表面14防止箱体的向上移 动，这可以由于货舱意外进水或因为货舱由于波浪突然向下移动导致的浮动产生。协 作的表面的方向的垂直分量用来防止箱体相对于货舱的水平移动，这可以由于货舱的 侧向移动发生。如图3和图4所示，由协作表面12、 14组成的支撑11防止箱体向左 的侧向移动，同时由在箱体的相对侧上的协作表面组成的支撑13防止其向右移动。
如图3所示箱体围绕在箱体的底部左下角的倾翻点向左倾翻的任何趋势通过支 撑ll阻止。该阻力施加在箱体上的点，该点与倾翻点的距离包括箱体的整个对角线， 即在箱体上与倾翻点具有最大距离的点。因此，最小化在侧倾中保持箱体在位置所需 的力(力x倾翻点和支撑之间的长度-保持箱体在位置的力矩)。实际结果是支撑及 其周围结构的尺寸可以相应地减少。
因此，若波浪作用倾向于促使箱体倾覆，这可以通过在箱体的顶部的协作支撑防 止。相同的支撑用来防止箱体的浮动。在箱体中没有由于箱体的热移动产生应力，因 为支撑表面设置为与这种热移动的方向对齐。因此箱体在箱体设计的整个温度范围能 够独立于货舱空间支撑结构自由地移动。
本发明的系统适合于各种的棱柱形和直立圆柱形箱体设计和形状。图5示出具有 由协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面组成的三个支撑11、 13、 15的直立圆柱形箱 体。在图5中，为简洁仅示出箱体支撑表面12,但是应理解相应的货舱支撑表面14 将定位在箱体支撑表面之上。每个箱体支撑表面12提供在相应的箱体支撑部件30上。
图5示出直立圆柱形箱体的示例。由于对于较大圆柱直径圆柱需要较高壁厚度的 事实，及较大直径将产生较大自由表面(free surface)和相应的晃动问题，优选地 在一些使用中例如在海上存储中提供直径较小但长度较长的并排放置的圆柱。预期直 立圆柱形箱体对于海上存储具有较大益处。本发明可以对这样的箱体提供理想的支撑 结构，因为直立的圆柱在垂直方向上具有较大的热移动。
图6示出另一个直立圆柱形箱体的正视图。在该情况中，箱体支撑ll、 13的箱 体支撑部件30具有朝下且朝侧面的箱体支撑表面12。货舱支撑部件32固定到货舱 结构34且具有朝上且朝侧面的货舱支撑表面14。因此协作的箱体支撑表面12和货 舱支撑表面14的位置相比较于图5的那些相反。这种相反的设置可以用在本文描述 的任何箱体上。图6示出称为上述第一类型支撑系统的支撑系统的示例，同时图5和 其他的附图示出第二类型支撑系统的示例。
第一类型支撑系统的优点如图6所示是在货舱支撑部件32已固定定位到货舱中 之后，箱体2可以降放就位。这可以有利于组装或装载过程。
图6的箱体围绕在如图6所示的箱体的底部左下角的倾翻点向左倾翻的任何趋势 通过支撑13阻止。若图6的箱体设置在不对侧向移动提供任何阻力的底部支撑上，则箱体向左滑动的任何趋势如图6所示将通过支撑13阻止。在倾翻或滑动情况中， 在协作的箱体支撑表面12和货舱支撑表面14之间的作用力主要是压缩力，在箱体支 撑部件30和箱体壁之间的作用力也主要是压缩的。类似地，在货舱支撑部件32和货 舱结构34之间作用的力主要是压缩的。因此可以看到箱体支撑部件30和货舱支撑部 件32具有容易设计和制造的配置，及这些部件分别到箱体和舱壁的连接也相对简单 直接。在使用中这些部件必须阻止的力倾向于将各部件推到一起，因此这些部件不必 多加设计。
然而应注意在第一类型支撑系统中，箱体支撑表面朝下而货舱支撑表面朝上，例 如图6所示，则协作的表面不执行防浮动功能。在需要该功能的情况下必须通过其他 部件例如其中箱体支撑表面朝上和货舱支撑表面朝下的第二类型支撑系统提供。这种 防浮动装置要求更稳健的设计，因为在相应的提供支撑表面的支撑部件分别固定到箱 体和货舱上时，在协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面之间的压缩力例如图3和图4 中所示可以倾向于产生较大的弯矩。
在特定的优选实施例中，多个支撑ll、 13中至少一个为箱体支撑表面基本上朝 下和货舱支撑表面基本上朝上的第一类型，及至少一个为箱体支撑表面基本上朝上和 货舱支撑表面基本上朝下的第二类型。
图7示出具有设置在箱体的周围的多个支撑11、 13、 15等的直立圆柱形箱体2。 典型的支撑11具有固定到箱体的支撑部件30且支撑部件30提供有朝上且朝侧面向 内的箱体支撑表面12。支撑11具有提供有朝下且朝侧面向外的表面14的货舱支撑 部件32。货舱支撑部件32固定到货舱结构，但这未在图5中示出。
图8示出具有适合于LNG或LPG运输或存储的设计的箱体。箱体支撑表面12如 图所示在箱体的一侧，与未示出的货舱支撑表面协作以形成支撑11。提供由一对协 作表面组成的另一个支撑，但未在箱体的另一侧示出。该第二对协作表面与支撑11 的第一对协作表面相对于两对协作表面之间一半处的垂直平面对称。该箱体提供有底 部支撑4。
图9和图10示出图8的设置的修改。在该情况中，由协作表面12、 14组成的支 撑ll如上所述提供。货舱支撑表面14固定，同时箱体支撑表面12能够随着箱体的 热移动而移动。此外，货舱具有一对邻接表面17,即垂直邻接表面20、 22。第一邻 接表面20提供在货舱上以便固定。第二邻接表面提供在箱体上。第二对邻接表面19 也具有第一邻接表面20和第二邻接表面22,表面20属于货舱，表面22属于箱体。
提供底部支撑4以固定箱体防止其在货舱底板上的恻向移动。由协作表面组成的 支撑11如上所述防止箱体的侧向和向上移动。成对的邻接表面17、 19用来防止箱体 围绕底部支撑4旋转。潜在的旋转方向如在图10中的箭头25所示。若箱体倾向于旋 转以便如图IO所示向右旋转，则成对邻接表面17中的邻接货舱表面20通过其与邻 接箱体表面22的接合防止这样的运动。若箱体如图IO所示倾向于向左移动，则成对
12邻接表面l9中的邻接货舱表面20通过其与成对邻接表面19中的邻接箱体表面22的 接合防止该运动。同时，成对邻接表面17、 19中的邻接表面与箱体的热移动方向对 齐，因此当箱体温度变化时不阻止这种移动或在箱体上施加应力。
图11示出提供有类似于图7所示的那些箱体支撑部件30的棱柱形箱体。在该情 况中货舱支撑部件未示出。沿棱柱形箱体的四个垂直壁提供多个箱体支撑部件30。
图12和图13示出底部支撑的替代设计。箱体底部6提供有从箱体底部6向下突 起的十字形突起40。十字的中心42设置为在箱体底部6的质心。突起40具有径询 上从中心"向外朝箱体底部6的外围延伸的四个臂43、 44、 45及46。突起臂45具 有设置与相应的货舱支撑垫块49的侧面48接合的一对侧面47。还沿突起臂45与第 一对支撑垫块纵向上有间隔地提供第二对货舱支撑垫块49。突起臂46类似地提供有 两对支撑垫块49。突起臂43和44每个提供有一对支撑垫块49。
在图12和图13中所示的设置用来防止箱体相对于货舱的所有侧向移动，而不是 相对的热移动。中心点42在没有相对热移动的位置。当箱体膨胀或收缩时，接合表 面47和48允许在箱体和货舱之间的相对热移动发生。
如图12中所示的设置可以修改以便接合表面47和48更精确地沿着通过中心点 42的垂直平面即更精确地在径向向外方向上延伸。然而，当在表面47和48之间提 供的较小间隙以鉴于表面不是精确的径向平面而允许公差时，这实际上可以不是必要 的。
尽管图12和图13中所示的设置是相对于棱柱形箱体示出的，该设置也可以应用 到直立圆柱形箱体。
图14示出支撑在由硬木或其他热绝缘材料制成的底部支撑5上的棱柱形箱体2。 底部支撑5放置在货舱的底板7上。箱体在高于箱体的一半高度的第一高度水平提供 有支撑lla。箱体支撑部件30固定到箱体的侧壁且具有朝上且朝侧面的箱体支撑表 面12。货舱支撑部件32固定到货舱结构34且具有朝下且朝侧面的货舱支撑表面14。 协作的箱体支撑表面12和货舱支撑表面14在朝箱体的底部的中心的方向上，沿着热 移动的方向延伸。
另一个箱体支撑lib在基本上低于箱体的一半高度的较低的第二高度水平提供 在箱体的相同的侧面上。这也具有沿着箱体的热移动的方向延伸的协作的箱体支撑表 面12和货舱支撑表面14。在该情况中热移动的方向也指向箱体的底部的中心。其水 平倾斜角小于在上部支撑lla的热移动的方向的水平倾斜角。
在图14的左侧可以看到提供的另一个上部箱体支撑lla和另一个下部箱体支撑 llb。类似的上部箱体支撑和下部箱体支撑可以提供在箱体的其他两个侧壁但未示出。 在第一高度水平和第二高度水平两者，沿侧壁的每个可以提供多个箱体支撑。
支撑lla和llb用来防止箱体的倾翻以及防止箱体的侧向平移。因此在箱体的底 部不需要采取防止侧向移动的特别措施，且底部支撑5是简单的平坦部件。所示的支撑为第二类型(箱体支撑表面低于货舱支撑表面)，因此也提供防浮动功能。
图15的棱柱形箱体2类似于图14的棱柱形箱体，主要差别是箱体支撑表面12和货舱支撑表面14的位置相反。因此箱体支撑部件30固定到箱体的侧壁且具有朝下且朝侧面的箱体支撑表面12。货舱支撑部件32固定到货舱结构34且具有朝上且朝侧面的货舱支撑表面14。协作的箱体支撑表面12和货舱支撑表面14在朝箱体的底部中心的方向16,沿着热移动的方向延伸。
在图15中的箱体的右下端所示的支撑llb如图所示在图16中放大。该支撑(这可以是在所示的较低高度水平沿着箱体的侧面的多个这种支撑中的一个)提供有在货舱支撑部件32上形成的挡块35,且具有在箱体支撑部件30上形成的端面36。设置挡块35和端面36以便当箱体在环境温度时挡块35和端面36接触。当箱体接收较低温度货物时箱体冷却，在挡块35和端面36之间形成间隙。
若货舱与垂直方向成角度例如与垂直方向多达3(T角度倾斜时，支撑lla和lib将支撑箱体防止箱体倾翻。在该情形中箱体支撑部件30倾向于放置在货舱支撑部件32上。提供挡块35主要用于限制箱体响应于碰撞造成的动态力产生的移动。即使当箱体充满低温介质且收縮，箱体响应于这种动态力产生的移动将限制为在挡块35和端面36之间开启的间隙的宽度。
挡块35如图所示仅在较低支撑lib上。总体上可预期这种挡块在较高支撑lla上不是必要的，因为箱体支撑表面12和货舱支撑表面14与水平方向具有更大的夹角，因此即使货舱倾斜偏离垂直也能够更好地阻止动态力。
挡块35如图所示仅在箱体的一端且不在箱体的相对端。这种挡块在箱体的前端可以特别有用，在箱体的后端或尾端不要求。这是因为总体上箱体必须得到支撑以防止倾向于向前抛出箱体的较高碰撞力，胜于防止倾向于向后抛出箱体的碰撞力。
图17和图18示出箱体2和货舱结构34。在该情况中箱体具有上排支撑lla，其中货舱支撑部件30具有朝上且朝侧面的箱体支撑表面12。相应的货舱支撑部件32固定到货舱结构34且具有朝下且朝侧面的货舱支撑支撑表面14。
在较低水平，具有一排支撑llb。在该情况中箱体支撑部件30具有朝下且朝侧面的箱体支撑表面12。货舱支撑部件32具有朝上且朝侧面的货舱支撑表面14。在所有情况中协作的箱体支撑表面12和货舱支撑表面14在朝箱体的底部的中心的方向，沿着热移动的方向延伸。
因此在图17和图18的实施例中上部支撑lla如同图14中实施例的那些支撑，同时下部支撑llb如同图15和图16中实施例的那些支撑。在图17和图18的实施例的总成中，下组的货舱支撑部件32预制且连接到货舱结构34,且上组和下组的箱体支撑部件30预制且连接到箱体2。箱体然后降放进入到货舱，然后上组货舱支撑部件32在箱体就位之后固定到货舱。
如图14至图18所示在两个不同高度水平上的支撑是在棱柱形箱体上，但也可应
14用到直立圆柱形箱体。
如何设计协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面延伸的方向的示例相对于图1中所示的直立圆柱形箱体提供。
假设在箱体的顶端侧的支撑11定位在高于箱体底部的高度H且与箱体的垂直中心线具有水平距离R。在热收縮中支撑将要沿着的线的坡面坐标(slope coordinates )(x, y)通过如下公式计算
x = a H AT
y = a R厶T
其中，cc=在通过支撑11和箱体的垂直中心线的截面的水平方向和垂直方向中的线性膨胀系数，及
△ T =计算x、 y的冷却温度间隔，如图1中的虛线16所示。在冷却时和在热膨胀时虛线16的方位相同。
应理解在本说明书中使用的词"水平"和"垂直"旨在涉及当船舶或其他运输或存储单元的货舱在直立非倾斜的条件的情形。当然，在船舶或其他单元的移动中，该结构会从直立位置倾斜，本文描述的各种支撑表面将随这种移动倾斜。
在本说明书中参考的基本上朝上的表面或基本上朝下的表面意思为所述表面朝向分别具有向上分量或向下分量以及侧向分量的方向。
权利要求
1.一种在船舶或其他可动运输单元或存储单元的货舱中的棱柱形或直立圆柱形箱体的支撑结构，包括具有底部的棱柱形或直立圆柱形箱体、支撑箱体底部以承载箱体的重量的底部支撑、在箱体上提供的箱体支撑表面、及提供在货舱上且设置为与箱体支撑表面协作的货舱支撑表面，箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移动的方向中延伸，且箱体支撑表面和货舱支撑表面以在水平方向和垂直方向中间的角度延伸以便限制箱体相对于货舱的侧向移动。
2. 如权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，包括基本上朝下的所述箱体支 撑表面和基本上朝上的所述货舱支撑表面。
3. 如权利要求l或2所述的支撑结构，其特征在于，包括基本上朝上的所述箱 体支撑表面和基本上朝下的所述货舱支撑表面，以便限制箱体相对于货舱的向上垂直 移动。
4. 如权利要求l、 2或3所述的支撑结构，其特征在于，包括多对协作的箱体支 撑表面和货舱支撑表面。
5. 如权利要求4所述的支撑结构，其特征在于，第一对协作的箱体支撑表面和 货舱支撑表面在箱体的热移动的第一方向中延伸，第二对协作的箱体支撑表面和货舱 支撑表面在不同于所述第一方向的箱体热移动的第二方向中延伸。
6. 如权利要求5所述的支撑结构，其特征在于，提供三对或多对协作的箱体支 撑表面和货舱支撑表面，每对协作表面具有不同的热移动的方向。
7. 如上述权利要求中任意一项所述的支撑结构，其特征在于，箱体底部以防止 在箱体底部的特定点或区域相对于货舱移动的方式支撑在底部支撑上，同时允许在箱 体的热膨胀或收縮中在箱体底部上其他地方的相对移动。
8. 如上述权利要求中任意一项所述的支撑结构，其特征在于，协作的箱体支撑 表面和货舱支撑表面定位高于箱体的一半高度水平。
9. 如上述权利要求中任意一项所述的支撑结构，其特征在于，包括在箱体的第 一高度水平，协作的箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移动的方向中且以在水平方向和垂直方向中间的角度延伸，及在箱体的第二高度水平，协作的箱体支撑表面 和货舱支撑表面在箱体的热移动的方向中且以在水平方向和垂直方向中间的角度延 伸。
10. 如上述权利要求中任意一项所述的支撑结构，其特征在于，包括限制箱体围 绕基本上垂直轴的旋转运动的装置。
11. 如权利要求io所述的支撑结构，其特征在于，限制旋转运动的所述装置包 括在货舱上提供的邻接表面且所述邻接表面设置为与在箱体上提供的邻接表面协作。
12. 如权利要求11所述的支撑结构，其特征在于，货舱邻接表面和箱体邻接表面两者基本上在垂直平面中。
13. —种用来在货舱中支撑棱柱形或直立圆柱形箱体的支撑装置，该支撑装置用 在如上述权利要求中任意一项所述的支撑结构中，该支撑装置包括箱体支撑表面和货 舱支撑表面。
全文摘要
一种在船舶或其他可动运输单元或存储单元的货舱中的棱柱形或直立圆柱形箱体的支撑结构，包括具有底部的棱柱形或直立圆柱形箱体、支撑箱体底部以承载箱体的重量的底部支撑、提供在箱体上的箱体支撑表面、及提供在货舱上且设置为与箱体支撑表面协作的货舱支撑表面，箱体支撑表面和货舱支撑表面在箱体的热移动的方向中延伸，且箱体支撑表面和货舱支撑表面以在水平方向和垂直方向中间的角度延伸以便限制箱体相对于货舱的侧向移动。
文档编号B63B25/16GK101687534SQ200880013203
公开日2010年3月31日 申请日期2008年2月26日 优先权日2007年2月26日
发明者乔恩·马格纳斯·乔纳斯 申请人:亚勒集团有限公司