压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种压力容器用加强板以及利用其制造的液化气及运输用罐体，其可以减轻液化气储存及运输用罐体的重量，而且还可以降低制造费用。根据本实用新型的压力容器用加强板，其外壳为波纹板形状，换句话说，其断面的形状形成为从凹瓦(Concave?tile)、弧（Arc）、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形中所选择的任一形状，从而由压力容器用加强板的内部压力而形成于外壳的弯矩（当外壳褶皱形成为凹瓦、半圆、半椭圆形状时）将转换为环向应力，并且（当外壳褶皱地形成为梯形、多边形形状时）可大幅减少弯曲应力，而且主要材料的高度与一般的压力容器用加强板相比，将按上述外壳的弧的高度增加，并且由于外壳形成为平板形状，所以相较发生剪力滞后现象的一般压力容器用加强板的外壳的应力分布，外壳的应力分布表现为更加均匀。所以，根据本实用新型的液化气储存及运输用罐体具有如下效果：由于外壳和主要材料的硬度增加，因此主要材料的设置间隔和强力梁的设置间隔与一般的压力容器用加强板相比可以加宽，从而减少主要材料和强力梁的设置数量，并且外壳上不发生板的弯曲现象，而且其硬度增加，从而可降低液化气储存及运输用罐体的制造费用，同时可提高作为构造部件的效率性。
【专利说明】压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体，更详细地，涉及一种在制造液化气储存及运输用罐体时大幅减少所投入的材料，从而不仅可使重量减轻，而且还可大幅降低制造费用的压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体。
【背景技术】
[0002]以下参照附图对【背景技术】及存在的问题进行说明，则为如下。
[0003]图1是用于说明一般的液化气储存及运输用罐体的立体图；
[0004]图2是对图1的A的扩大图；
[0005]图3是表示构成液化气储存及运输用罐体的压力容器用加强板的详细结构的立体图。
[0006]参照图1至图3，一般的液化气储存及运输用罐体I构成为如下基本结构:外壳
10,其由多个平板附着为罐体形状而形成；多个主要材料(aggregate) 11，其以一定间隔附着于上述外壳10的内部面；强力梁(strong beam) 12，其为多个以一定间隔的设置于外壳10的内部面，以便与上述多个主要材料11垂直，并且在上述外壳10的外部设置保温材料15，并且设置有垂直隔壁16，以便使上述外壳10的上板内部面和下板内部面接通。
[0007]另外，上述主要材料11具备垂直部件110和水平部件111，以便使其具有‘T’字或者‘L’字等多种类的型钢材形状，并且垂直部件110的下端部具有附着于上述外壳10的结构。
[0008]此外，上述强力梁12两侧面附着多个水平加强件120和垂直加强件121，并且沿着外壳10的长度方向设置为多个，以便与上述主要材料11垂直。在此，上述垂直加强件121的下端部附着于主要材料11的水平部件111的上部面。
[0009]图4是表示根据一般的液化气储存及运输用罐体的内部压力而形成的外壳弯矩的(bending moment)图，图5是表示根据一般的液化气储存及运输用罐体的内部压力的主要材料的断面及根据剪力滞后的外壳的有效宽距减少的图
[0010]如图4所示，一般的液化气储存及运输用罐体，其外壳形成为单纯的平板形状，从而会产生弯曲应力SI，因此主要材料11的设置间隔通常只能配置在Im以下。所以，相对来说主要材料11的设置间隔属偏窄，而且强力梁12的设置间隔同样也属偏窄，从而在制造液化气储存及运输用罐体时，致使设置的主要材料11和强力梁12的个数增加，进而成为液化气储存及运输用罐体的制造费用上涨的因素。
[0011]此外，如图5所示，一般的液化气储存及运输用罐体I存在如下问题:外壳10形成为平板形状，从而不仅应力分布S2不均，而且由于主要材料11的高度H低，从而导致上述外壳10中产生剪力滞后现象，进而消减了液化气储存及运输用罐体的硬度及强度。
【发明内容】
[0012]由此，本发明的目的在于提供一种压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体，以便通过对根据内部压力而产生于外壳中的弯曲应力转化为环向应力(hoopstress)或者将弯曲应力大幅减少的同时，在不改变液化气储存及运输用罐体高度情况下增加主要材料的高度，从而使主要材料的设置间隔和强力梁的设置间隔与现有的液化气储存及运输用罐体相比大幅增加，进而使硬度及强度上升，并且大幅消减发生于外壳中的剪力滞后现象。
[0013]为实现上述目的，本发明提供一种压力容器用加强板，其包括:外壳，其形成为波纹板形状；主要材料，其设置在上述外壳的内侧至上述外壳的波峰中；以及强力梁，其设置为与上述主要材料直交。
[0014]在此，优选地，上述外壳的断面形状应褶皱地为如下任一形状:凹瓦(concavetile)、弧(arc)、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形。
[0015]另外，优选地，在与上述外壳波峰邻接的上述强力梁的侧面部下端设置有内部加强件。
[0016]另外，优选地，在上述外壳的外侧应设置对上述外壳进行支撑的外部加强件。
[0017]此时，优选地，上述外部加强件包括附着于上述外壳波谷中的垂直部件。
[0018]另外，本发明提供液化气储存以及运输用罐体，其包括具有上述构成的压力容器用加强板。
[0019]此时，优选地，为了阻断上述外壳的内部与外部之间的热传导，还应包括形成于上述外壳中的保温材料。
[0020]如前所述，根据本发明的压力容器用加强板以及包括其的液化气储存及运输用罐体，其外壳形成为波纹状，从而可将根据液化气储存及运输用罐体内部压力所发生于外壳的弯矩转化(夕卜壳为凹瓦、半圆形、半椭圆形时)为环向应力(hoop stress),或者弯曲应力被大幅减少(外壳为梯形、多边形时)，同时主要材料的高度与一般的液化气储存及运输用罐体相比，将增加相当于上述外壳的褶皱高度，并且外壳的应力分布与外壳形成为平板形状，从而表现出剪力滞后的一般的液化气储存及运输用罐体的外壳的应力分布相比，表现为更加均匀。
[0021]所以，本发明是非常实用的发明，其具有如下效果:由于增加了外壳和主要材料的硬度，因此相比一般的液化气储存及运输用罐体，可加宽主要材料的设置间隔和强力梁的设置间隔，从而减少了主要材料和强力梁的设置数量，并且由于外壳上不产生板的弯曲现象，而且由于其弯曲强度增加，从而可降低液化气储存及运输用罐体的制造费用，并且可减轻材料费昂贵的液化气储存及运输用罐体的重量。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是用于说明一般的液化气储存及运输用罐体的立体图。
[0023]图2是对图1的A的扩大图。
[0024]图3是表示构成液化气储存及运输用罐体的压力容器用加强板的详细结构的立体图。
[0025]图4是表示根据一般的液化气储存及运输用罐体的内部压力的外壳弯矩的图。
[0026]图5是表示根据一般的液化气储存及运输用罐体的内部压力的主要材料的断面及根据剪力滞后的外壳的有效宽度减少的图。
[0027]图6是表示根据本发明的一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图。
[0028]图7是表示根据本发明的另一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图。
[0029]图8是表示根据本发明的一个实施例的内部加强型压力容器用加强板的正面图。
[0030]图9是表示根据本发明的另一个实施例的内部加强型压力容器用加强板的正面图。
[0031]图10是表示强力梁结构的侧面图。
[0032]图11是表示根据本发明一个实施例的外部加强型压力容器用加强板的正面图。
[0033]图12是表示根据本发明另一个实施例的外部加强型压力容器用加强板的正面图。
[0034]图13是表示外部加强件结构的侧面图。
[0035]图14是表示根据本发明另一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图。
[0036]图15是表示利用根据本发明的压力容器用加强板制造的液化气储存及运输用罐体的立体图。
[0037]图16是对图15的B的扩大图。
[0038]图17是表示根据本发明的一个实施例的使用压力容器用加强板制造的根据液化气储存及运输用罐体的内部压力的外壳的环形应力分布图。
[0039]图18是表示根据本发明的另一个实施例的使用压力容器用加强板制造的根据液化气储存及运输用罐体的内部压力的外壳的弯曲应力分布图。
[0040]图19是表示根据本发明的使用压力容器用加强板制造的液化气储存及运输用罐体的内部压力所发生的主要材料的弯矩的图。
[0041]图20是表示根据本发明的一个实施例的压力容器用加强板的主要材料的断面及外壳的主要材料方向应力分布图。
[0042]图21表示根据本发明的另一个实施例的压力容器用加强板的主要材料的断面及外壳的主要材料方向应力分布图。
【具体实施方式】
[0043]以下，参照附图对本发明进行详细说明，则为如下:为便于进行说明，对与现有的液化气储存及运输用罐体同样类似的部分赋予一样的附图标号。
[0044]图6是表示根据本发明的一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图，图7是表示根据本发明的另一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图，图8是表示根据本发明的一个实施例的内部加强型压力容器用加强板的正面图，图9是表示根据本发明的另一个实施例的内部加强型压力容器用加强板的正面图，图10是表示强力梁结构的侧面图，图11是表示根据本发明一个实施例的外部加强型压力容器用加强板的正面图，图12是表示根据本发明另一个实施例的外部加强型压力容器用加强板的正面图，图13是表示外部加强件结构的侧面图，图14是表示根据本发明另一个实施例的压力容器用加强板的部分立体图。
[0045]参照图2至图14，根据本发明的压力容器用加强板由外壳10和多个主要材料11及强力梁12构成。[0046]具有如上构成的根据本发明的压力容器用加强板的外壳10形成为波纹板形状。
[0047]如进一步对上述外壳10进行详细说明，则上述外壳10的断面形状应优选地使用波形，以便形成为从凹瓦(concave tile)、弧(Arc)、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形中所选择的任一的形状。
[0048]换句话说，上述外壳10可褶皱地形成为如图6、图8、图11所示的顶面形状为凹瓦(Concave tile)、向下凸出的弧(Arc)、上部开放的半圆形或者半椭圆形中选择的任一形状；另外，上述外壳10也可褶皱地形成为如图7、图9、图12所示的上部开放的上宽下窄形状的梯形形状，或者为如图14所示的上部开放的多边形形状。
[0049]上述主要材料11由多个构成，并且多个主要材料11形成为‘T’字或者‘L’字等多个种类的型钢材形状，从而使垂直部件110的下端部附着在上述外壳10的峰部102，进而设置为位于外壳10内侧。
[0050]上述强力梁12由多个构成，多个强力梁12沿外壳10长度方向按相互有一定间隔地进行布局，并且设置为与主要材料11垂直。上述强力梁12的两侧附着有多个水平加强件120和垂直加强件121，并且上述垂直加强件121的下端部附着在上述主要材料11的水平部件111的上部面。
[0051]此外，如图8至图10所示，根据本发明的压力容器用加强板还可在强力梁12的侧面部下端附着内部加强件13，并且上述内部加强件13设置在强力梁12的侧面部，以便在外壳10内部，位于与外壳10的波峰102邻接的地方。
[0052]此外，如图11至图13所示，根据本发明的压力容器用加强板，优选地可设置为如下:替代上述内部加强件13还可设置多个外部加强件14，以便位于外壳10的外部，并且如上所述的多个外部加强件14可形成为T’字或者‘L’字形状，并且将垂直部件140的端部附着在上述外壳10的波谷103中，从而位于上述外壳10的外部。
[0053]另外，相邻的上述外部加强件14的水平部件141可相互连接而形成为一体。
[0054]上述的外部加强件14由容器的支承点15所支承。
[0055]如上述根据本发明的压力容器用加强板之所以在强力梁12的侧面下端再附着内部加强件13，或者代替上述内部加强件13还设置多个外部加强件14，以便位于外壳10的外部，其理由在于对弱化的强力梁12的强度进行弥补。
[0056]图15是表示利用根据本发明的压力容器用加强板制造的液化气储存及运输用罐体的立体图，图16是对图15的B的扩大图。
[0057]参照图6至图14进行说明的利用本发明的压力容器用加强板所制作的液化气储存及运输用罐体1，其可制造为如下:将外壳10附着为罐体形状，从而形成为罐体的外板100,上述外壳10断面的形状是从凹瓦(Concave tile)、弧(Arc)、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形中所选择而形成的其中任一形状。
[0058]另外，为阻断液化气储存及运输用罐体I的内部与外部之间的热传导，在外壳10中还可设置保温材料15，并且上述的保温材料15设置在外壳10的外层，从而具有包裹液化气储存及运输用罐体I外板100的结构。
[0059]另外，本发明的液化气储存及运输用罐体I还可构成为还包括垂直隔壁16，上述垂直隔壁16的上端部和下端部附着在外板100的上板内部面和下板内部面。
[0060]对具有如上述构成的压力容器加强板和利用上述压力容器加强板进行制造的液化气储存及运输用罐体的作用效果进行说明，则为如下:
[0061]图17是表示根据本发明的一个实施例的使用压力容器用加强板制造的根据液化气储存及运输用罐体的内部压力的外壳的环形应力分布图，图18是表示根据本发明的另一个实施例的使用压力容器用加强板制造的根据液化气储存及运输用罐体的内部压力的外壳的弯曲应力分布图，图19是表示根据本发明的使用压力容器用加强板制造的液化气储存及运输用罐体的内部压力所发生的主要材料的弯矩的图，图20是表示根据本发明的一个实施例的压力容器用加强板的主要材料的断面及外壳的主要材料方向应力分布图，图21是表示根据本发明的另一个实施例的压力容器用加强板的主要材料的断面及外壳的主要材料方向应力分布图。
[0062]本发明的液化气储存及运输用罐体I中，利用具有外壳10的多个压力容器用加强板形成，上述外壳10断面的形状是从凹瓦(Concave tile)、弧(Arc)、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形中所选择而形成其中任一形状，从而具有如下效果:如图19所示，(当外壳褶皱地形成为凹瓦、半圆、半椭圆形状时)由液化气储存及运输用罐体I的内部压力而形成于外壳10的弯矩106,转换为如图17所示的环向应力(Hoop Stress: 104),或者如图18所示，(当外壳褶皱地形成为梯形、多边形形状时)不仅弯曲应力104’大幅减少，而且如图20及图21所示，与一般的液化气储存及运输用罐体I相比，主要材料11的高度(H)增加至与上述外壳10的波形高度h—致的高度，从而增加了主要材料的强度，并且由于外壳形成为平板形状，所以相较发生剪力滞后现象的一般液化气储存及运输用罐体的外壳的应力分布，夕卜壳10的应力分布105表现得更为均匀。
[0063]所以，根据本发明的液化气储存及运输用罐体I具有如下效果:由于外壳10和主要材料11的强度增加，因此主要材料11的设置间隔和强力梁12的设置间隔与一般的液化气储存及运输用罐体相比可以加宽，从而减少主要材料11和强力梁12的设置数量，并且外壳10上不发生板的弯曲现象，而且弯曲强度增加，从而可降低液化气储存及运输用罐体I的制造费用，并且还可以使材料费昂贵的液化气储存及运输用罐体I的重量轻量化。
[0064]此外，根据本发明的液化气储存及运输用罐体1，虽然存在减弱强力梁12强度的不足，但是为增强上述弱化的强力梁，可在强力梁12的侧面下端再附着内部加强件13，或者替代上述内部加强件13可在外壳10的外部再设置多个外部加强件14，从而可弥补强力梁12的刚性。
[0065]本发明并不只限定于上述特定的优选实施例，本发明所属的【技术领域】的具有一般知识的技术人员在请求范围中所请求的本发明的主要思想范围内可进行各种变更实施，并且其变更属于请求范围记载的范围中。
【权利要求】
1.一种压力容器用加强板，其特征在于，包括: 外壳，其形成为波纹板形状； 主要材料，其在上述外壳的内侧，设置在上述外壳的波峰中；以及 强力梁，其设置为与上述主要材料直交。
2.根据权利要求1所述的压力容器用加强板，其特征在于: 上述外壳的断面形状褶皱为凹瓦、弧、半圆形、半椭圆形、梯形、多边形中的任一形状。
3.根据权利要求1所述的压力容器用加强板，其特征在于: 在与上述外壳波峰邻接的上述强力梁的侧面部下端设置有内部加强件。
4.根据权利要求1所述的压力容器用加强板，其特征在于: 在上述外壳的外侧设置对上述外壳进行支撑的外部加强件。
5.根据权利要求4所述压力容器用加强板，其特征在于: 上述外部加强件包括附着于上述外壳波谷中的垂直部件。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的液化气储存及运输用罐体，其特征在于，其包括压力容器用加强板。
7.根据权利要求6所述的液化气储存及运输用罐体，其特征在于: 为了阻断上述外壳的内部与外部之间的热传导，还包括形成于上述外壳中的保温材料。
【文档编号】F17C1/02GK203757362SQ201190001086
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2011年11月17日 优先权日:2011年11月17日
【发明者】李东大, 金和洙, 李秉录, 金度贤, 权五锡, 李明燮 申请人:现代重工业株式会社