[發(fā)明專(zhuān)利]具有正交各向同性性態(tài)的可膨脹金屬膜

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980114718.0
• 申請(qǐng)日: 2009-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102015433A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙基憲;全相彥;方昌先;李大吉;金炳澈;金富基;金振圭;尹淳鎬;樸相昱;李寬鎬;金成洙;金秉重;金浦哲;庾海南
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三星重工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): B63B25/16
• 分類(lèi)號(hào): B63B25/16
• 代理公司: 上海金盛協(xié)力知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31242
• 代理人: 段迎春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種具有正交各向同性性態(tài)的金屬膜，其具有可膨脹的波紋從而適于儲(chǔ)存諸如液化天然氣等低溫流體。

背景技術(shù)

LNG(液化天然氣)一般是在大氣壓下具有大約-162℃沸點(diǎn)并且為了隔熱儲(chǔ)存在多重結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)存艙內(nèi)的低溫液體。

這種LNG儲(chǔ)存艙具有金屬膜內(nèi)艙和包圍所述內(nèi)艙的隔熱層，以通過(guò)防止蒸發(fā)損耗來(lái)安全地儲(chǔ)存超低溫LNG。

因?yàn)榻饘倌づc超低溫LNG直接接觸，其必須由在低溫下具有優(yōu)異的抗脆性斷裂的金屬材料制成以響應(yīng)應(yīng)力改變，并具有便于膨脹和收縮的結(jié)構(gòu)以響應(yīng)熱和負(fù)載。從而，每個(gè)金屬膜與另一個(gè)相鄰金屬膜以將共用邊緣焊接在一起來(lái)保持內(nèi)裝物的氣密性。

現(xiàn)有的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜描述如下。

圖1和圖2是示出根據(jù)現(xiàn)有實(shí)施例的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜的立體圖。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,118,523公開(kāi)了“膨脹接頭的連接件”，其中金屬片的波紋1、2用在兩個(gè)波紋的相交處形成的方形頂部或帽部3連接。

圖3是示出根據(jù)另一個(gè)現(xiàn)有實(shí)施例的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜的立體圖。美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,302,359公開(kāi)了“波紋片狀可縮壁件以及由其制成的容器或艙體”，其中在金屬片201的波紋202a、202b的相交處形成有相交區(qū)域203。

圖4是示出根據(jù)再一個(gè)現(xiàn)有實(shí)施例的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜的立體圖。如圖4所示，LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜10具有縱向和橫向可膨脹波紋11、12，不會(huì)引起由于約200℃的極熱偏差導(dǎo)致的熱應(yīng)力。

除了上述的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出主要用于LNG運(yùn)輸船的熱隔離艙的可膨脹金屬膜。日本專(zhuān)利號(hào)昭50-21008公開(kāi)了一種具有Y形交叉處的膜片，其中以120°形成重復(fù)的六邊形波紋。日本專(zhuān)利號(hào)昭60-14959公開(kāi)了一種具有三角形波紋以及與三角形波紋交叉的梯形波紋的膜片。日本專(zhuān)利號(hào)昭60-32079公開(kāi)了一種膜片膨脹結(jié)構(gòu)，其中表面突起的波紋分散地設(shè)置在至少一個(gè)集中區(qū)的周?chē)?/p>

此外，韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?994-11802公開(kāi)了“LNG儲(chǔ)存艙的膜片結(jié)構(gòu)及制造方法”，其中膜片結(jié)構(gòu)包括形成交叉形狀的4個(gè)波紋和環(huán)形結(jié)。韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?994-11804公開(kāi)了“用于LNG儲(chǔ)存艙的膜片結(jié)構(gòu)”，包括4個(gè)腿部，每個(gè)腿部包括橫截面的(cross-sectioned)隔離波紋部、具有鋸齒狀接頭的本體部、從本體部的端部向板部件縮進(jìn)的膨脹部以及凹部。

另外，在“LNG運(yùn)輸船的隔離貨艙的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2003-83849、“LNG運(yùn)輸船的隔離貨艙的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2003-83850、“液化天然氣儲(chǔ)存艙的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2003-92250、“用于LNG運(yùn)輸船的隔離貨艙的具有平坦焊接接頭部的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2004-6648、“具有平坦焊接接頭、儲(chǔ)存低溫液體的隔離貨艙的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?004-9306、“LNG儲(chǔ)存艙的膜金屬板”的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?004-21526以及“冷液容器以及其使用的元件”的美國(guó)專(zhuān)利號(hào)3,324,621中公開(kāi)了各種金屬膜片。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問(wèn)題

如上所述，根據(jù)圖4的現(xiàn)有實(shí)施例的LNG儲(chǔ)存艙的金屬膜的波紋互相交叉處的各交叉部的高度不同。由于交叉處的不對(duì)稱(chēng)形狀，縱向方向的平面剛性因此是橫向方向的交叉部的二倍或以上，在低溫下其還根據(jù)方向引起不同的熱應(yīng)力差。由于交叉處橫向方向的波紋高度比縱向方向的相對(duì)高，因?yàn)榛蝿?dòng)等壓力波紋容易塌陷。

金屬膜的平面剛性除了波紋自身形狀的影響還受到雙向彎折的交叉處的影響。即使因?yàn)闄M向方向波紋的高度和寬度更高，在根據(jù)方向的現(xiàn)有的金屬膜剛性中，縱向方向的平面剛性應(yīng)該比橫向方向的平面剛性低，但實(shí)際上是橫向方向的平面剛性更低。這是由現(xiàn)有的金屬膜的交叉處的形狀導(dǎo)致的，因?yàn)樵跈M向方向的截面上形成了更多波紋。因此，產(chǎn)生了在低溫收縮過(guò)程中金屬膜在橫向方面的熱應(yīng)力明顯大于縱向方向的問(wèn)題。

包括圖1、圖2和圖3所描述的現(xiàn)有發(fā)明都試圖在橫向方向獲得對(duì)稱(chēng)的形狀或簡(jiǎn)化焊接線以解決上述問(wèn)題。但是，還沒(méi)解決在極低溫度下影響熱應(yīng)力程度的平面剛性問(wèn)題。還沒(méi)有引入過(guò)可有效雙向膨脹以降低平面剛性的交叉結(jié)構(gòu)。因此，如果形成沿著波紋表面連接單元板的兩個(gè)角部的直線或者形成直的焊接點(diǎn)，即使形成有波紋，也不會(huì)降低表面剛性，而會(huì)引起明顯的熱應(yīng)力。

因?yàn)闆](méi)有使用自動(dòng)焊接機(jī)器人的夾持單元來(lái)夾持的膜結(jié)構(gòu)夾持部，夾持單元是在制造使用圖1、圖2和圖3所示的金屬膜的儲(chǔ)存艙中的主要考慮因素，在實(shí)際領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)問(wèn)題依舊存在。