FI129526B - Lämmöneristyskotelon seinämärakenne - Google Patents

Abstract

Nesteytettyä maakaasua sisältävien metallisäiliöiden eristämiseen ja ympäröimiseen tarkoitetun lämmöneristyskotelon seinämärakenne. Kotelon seinämä käsittää kaksi vastakkaista puuviilulevyä, jotka on yhdistetty toisiinsa kolmiulotteisen rakenteen muodostamiseksi. Keksinnön mukaan ainakin osa puukuitulevyistä on monikerroslevyjä, jotka käsittävät päällekkäin ladottuja ja yhteen liimattuja puuviilukerroksia sekä ainakin yhden lujikekerroksen, joka on liimattu kiinni ainakin yhteen puuviilukerrokseen one-step–liimauksella levyn lujuuden kasvattamiseksi. Lujikekerros voi koostua yhdestä tai useammasta hartsilla impregoidusta kuitukerroksesta tai erillisestä metalli- tai polymeerikerroksesta tai näiden kombinaatiosta. Esitetystä rakenteesta tulee kevyt ja sen veto-, puristus-, leikkaus-, isku- ja taivutuslujuudet ovat tyypillisesti paremmat kuin nämä ominaisuudet vastaavalla levyllä, joka ei sisällä tällaista lujikekerrosta.

Description

Lämmöneristyskotelon seinämärakenne Esillä oleva keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista lämmöneristys- kotelon seinämärakennetta.

Tällainen lämmöneristyskotelo on tarkoitettu nesteytettyä kaasua sisältävien metallisäiliöiden eristämiseen. Säiliöt on tyypillisesti tarkoitettu nesteytetyn kaasun kuljetukseen ja varastointiin niin merellä kuin maalla.

Lammoneristyskotelon seinämässä on puuviilulevyjä, jotka on yhdistetty toisiinsa kolmiulotteisen rakenteen muodostamiseksi, johon rakenteeseen sisältyy eristysainetta. Keksintö koskee myös patenttivaatimuksen 27 mukaista käyttöä.

— Nesteytettyä kaasua, kuten nesteytettyä maakaasua (LNG:tä), kuljetetaan aluksissa ja varastoidaan tankeissa, joissa kaasu pidetään erittäin matalissa lämpötiloissa, jotta kaasun tilavuutta saadaan vähennettyä merkittävästi, vaikka toimitaankin normaali- ilmanpaineessa. LNG-laivoissa kaasu pidetään alle +160 *C:n lämpötilassa.

— Laivojen kaasusäiliöt ovat lähtökohtaisesti kahta perustyyppiä, nimittäin ne ovat joko suhteellisen paksuseinämäisiä itsekantavia säiliöitä tai vastaavasti membraanisäiliöitä. Itsekantavat rakenteet ovat esimerkiksi jäykkiä pallomaisia, lieriönmuotoisia tai prismaattisia metallisäiliöitä. Myös membraanisäiliöt on valmistettu metalliseoksesta, — mutta niiden seinämän paksuus ei ole riittävä tekemään rakenteesta itsensä kantavan, vaan O 25 — rakenteena kantavana osana toimii aluksen runko. Membraanisäiliötekniikan avulla ro voidaan helpommin ja taloudellisemmin kasvattaa säiliöiden kokoa, ja suurimmat LNG- 2 alukset ovatkin varustettu membraanisäiliöillä.

x a o Membraanisäiliö eristetään laivan rungosta. Tavallisesti eristämiseen käytetään jo 30 — vanerilevykennostoa, joka on varustettu eristeellä, kuten perliitilla. Kennostot voivat = käsittää kymmeniä tuhansia vanerikennoja eli -koteloita, jotka on täytetty eristeellä, ja - jotka muodostavat ainakin kahteen kerrokseen järjestetyt kennostot, jotka suojaavat aluksen runkoa jäätymiseltä ja vastaavasti nestekaasua lämpenemiseltä.

Perinteisiä laatikkomaisia vanerilevypohjaisia eristyskoteloja on kuvattu DE-patentti- julkaisussa 24 41 392. Uusimmissa membraanisäiliöissä käytetään suljettujen vanerilaatikoiden tilalla avoimia kennoja tai koteloita.

Avoimesta kennosta puuttuvat pintalevyjen välille järjestetyt seinämät.

Kennossa on sen sijaan poikkituet, jotka yhdistävät pintalevyt toisiinsa ennalta valitulla etäisyydellä toisistaan.

Uutta tekniikan tasoa kuvataan julkaisuissa WO 2014/167206, WO 2014/195614 ja WO 2015/052446. Vaikka rakenteen lämmöneristys paranee käytettäessä mahdollisimman paljon lämmöneristysmateriaalia suhteessa pintalevyihin ja muuhun puuainekseen, poikittaisseinämien puuttuminen asettaa entistä suuremmat vaatimukset pintalevyjen —lujuusominaisuuksille.

Vallitsevissa erittäin kylmissä olosuhteissa niiden on murtumatta kestettävä membraanisäiliön paino ja siirrettävä tasaisesti voimat aluksen runkoa vasten.

Eristekennojen pintakerrokset ovat myös alttiita säiliössä säilytettävän nesteen aiheuttamille puristusvoimille, jotka johtuvat mm. nesteytetyn kaasun liikkeen — aiheuttamista, staattisista ja dynaamisista voimista säiliön sisällä.

Kyseessä on ns. sloshing- ilmiö, eli nesteen säiliönsisäinen läiskyminen tai loiskuminen.

Sloshing-ilmiötä on tarkasteltu mm. julkaisussa Norske Veritas, Design Sloshing Loads for LNG Membrane Tanks.

O 25 — Puristuksen vaikutuksesta vanerilevyt taipuvat kuitukerrosten, etenkin pinnan ro kuitukerrosten syiden suuntaisesti.

Puristusvoimat aiheuttavat myös kuitukerroksiin 2 kohdistuvia vetovoimia, jotka voivat johtaa delaminoitumiseen. x > Onkin todettu, että perinteiset lehtipuu- tai havupuuvanerilevyt eivät vastaa asetettuja io 30 — vaatimuksia, etenkin mitä tulee pistekuormien vastaanottamiseen. : US 2014299038 A1 kuvaa kuljetussäiliön erittäin alhaisen lämpötilan aineelle.

Säiliön eristetty seinä käsittää vanerilevyn.

KR 20160016866 A kuvaa lämpöä eristävän säiliön, jonka pohjapaneeli ja/tai kansipaneeli voi käsittää vanerirungon. Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa ainakin osa tekniikan tasoon liittyvistä — ongelmista ja saada aikaan aivan uudenlainen ratkaisu seinämärakenteen toteuttamiseksi. Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että ainakin osa kennostorakenteisen lämmöneristysseinämän lämmöneristekoteloista käsittää avoimia koteloita, joiden pinta- ja pohjalevyt ovat puuviilulevyjä, jotka on yhdistetty toisiinsa poikkituilla. Puukuitulevyt — ovat tällöin monikerroslevyjä, joista ainakin osa käsittää päällekkäin ladottujen ja yhteen liimattujen puuviilukerrosten lisäksi ainakin yhden lujikekerroksen, joka on liimattu kiinni ainakin yhteen puuviilukerrokseen levyn lujuuden kasvattamiseksi. Liimaaminen voidaan toteuttaa erillisenä liimauksen viereisiin pintoihin tai one-step-liimauksella, nk. kertapuristuksen yhteydessä.

Yllättäen on todettu, että esitetty rakenne toimii hyvin lämmöneristyskotelon pinnassa, eikä delaminoitumista pääse tapahtumaan käytännön olosuhteissa, vaikka käytettävällä lujikekerroksella olisikin lämpölaajenemisominaisuuksia, jotka eroavat kuitulevyn vastaavista ominaisuuksista.

Keksinnön avulla voidaan uudenkin tekniikan mukaisissa eristekerroissa pintalevyinä käyttää koivukuitulevyjä, koska näiden lujuusominaisuuksia voidaan merkittävästi parantaa lujikekerroksen avulla. O 25 Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle seinämärakenteelle on pääasiallisesti ro tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. & z Keksinnön mukaiselle käytölle on tunnusomaista se, mikä on esitetty > patenttivaatimuksessa 27. O 30 S Keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja. Niinpä rakenteesta tulee kevyt mutta luja. s Lujikekerroksellisen monikerroslevyn lujuusominaisuuksista yksi tai useampi veto-, puristus-, leikkaus-, isku- ja taivutuslujuuksista on tyypillisesti parempi kuin nämä ominaisuudet ovat vastaavalla levyllä, joka ei sisällä tällaista lujikekerrosta.

Levyt voidaan valmistaa viilukerroksista, jotka on tuotettu puusta, jonka lujuus- tai kovuusominaisuudet eivät sinänsä ole riittäviä varmistaa uudenlaisessa tekniikassa edellytettäviä ominaisuuksia.

Seuraavassa tarkastellaan edullisia sovelluksia. Kuviossa 1 on esitetty avoimen kennoston periaatteellinen rakenne aksonometrisenä piirroksena, kuvioissa 2a—2c on esitetty yhdellä lujikekerroksella varustettujen levyjen periaatteellinen — rakenne sivuleikkauksena ja kuviossa 3 on esitetty poikkileikkaus esim. nesteytetyn maakaasun kuljetukseen tarkoitetun aluksen rungon pohjaosa, joka on varustettu nestekaasusäiliöiden eristämiseen tarkoitetulla seinämärakenteella, jonka avulla säiliöt ovat termisesti eristetty aluksen rungosta.

— Esillä olevassa yhteydessä tarkoitetaan ”lujikekerroksella” sellaista materiaalikerrosta, jonka mekaaniset ja/tai termiset ominaisuudet ovat paremmat kuin monikerrosrakenteen, käsittelemättömän viilukerroksen vastaavat ominaisuudet. Tyypillisesti lujikekerroksella on viilukerrosta paremmat ominaisuudet ainakin yhden seuraavan lujuuden, sopivimmin kahden tai useamman osalta: vetolujuus, puristuslujuus, leikkauslujuus, iskulujuus tai — taivutuslujuus. Lujikekerroksen paksuus vaihtelee aina materiaalin mukaan mutta on tyypillisesti noin 0,01 mm-5 mm, etenkin noin 0,1-3 mm.

Kuten yllä on todettu, esillä olevassa teknologiassa saadaan aikaan lämmöneristyskotelo, - joka käsittää esimerkiksi kaksi välimatkan päähän toisistaan järjestettyä levyjä, joiden O 25 — välille on järjestetty pystytuet. Avoin rakenne täytetään eristysaineella. 8 2 Yhdessä sovelluksessa puuviilulevyt on yhdistetty toisiinsa poikkituilla kolmiulotteisen z rakenteen muodostamiseksi, etenkin ne on yhdistetty toisiinsa 2-20 poikkituella (“pillar”), > jolloin poikkitukien poikkileikkaus on sopivimmin säännöllisen monikulmion muotoinen, io 30 — etenkin neliön, suorakaiteen, suunnikkaan tai 6-kulmion muotoinen. : Yhdessä sovelluksessa saadaan aikaan seinämärakenne, jonka kaikissa koteloissa on monikerroslevyjä, jotka käsittävät lujikekerroksen, joka on liimattu kiinni ainakin yhteen puuviilukerrokseen levyn lujuuden kasvattamiseksi. Lujikekerroksia voi olla yksi tai useampia. On myös mahdollista valmistaa lämmöneristyskoteloja, joiden yksi pintalevy käsittää esillä 5 olevan teknologian mukaisen, lujikekerroksellisen monikerroslevyn, kun taas toinen, vastakkainen pintalevy on muusta materiaalista valmistettu. Yhdessä sovelluksessa lujikekerros on liimattu kiinni levyn pintakerroksen muodostavan puuviilukerrokseen, esimerkiksi sen yläpintaan tai välittömästi tämän alle.

Yhdessä sovelluksessa ainakin yksi lujikekerros on liimattu kiinni levyn kahden vastakkaisen pinnan muodostavien pintakerrosten välissä olevaan puuviilukerrokseen. Pintaviilukerroksen ja lujikekerroksen välissä on tällöin tyypillisesti 1-10 kerrosta, etenkin 1-10 viilukerrosta.

Lämmöneristyskotelon rakenteessa käytettävä monikerroslevy käsittää yhdessä sovelluksessa puuviilulevyn, joka on muodostettu — latomalla useampia puuviilukerroksia sekä ainakin yksi lujikekerros päällekkäin, — järjestämällä kerrosten väliin liimakerrokset kerrosten liittämiseksi yhteen ja — puristamalla kerrokset yhteen kertapuristuksen avulla. Lujikekerros voi olla yhtenäinen kalvo, sopivimmin metallikalvo, kuten alumiinikalvo, tai hiilikuitu- tai lasikuitukerros. Lujikekerroksena käytettävän metallikalvon paksuus on — esimerkiksi noin 0,01-3 mm, etenkin noin 0,05—1 mm. O 25 3 Lujikekerros voi myös olla kuitukerros, joka on impregnoitu sopivalla komponentilla sen e lujuusominaisuuksien muokkaamiseksi. Etenkin impregnointiin voidaan käyttää E polymeeria tai sen esiastetta. Esimerkkinä voidaan mainita hartsit tai vastaavat o luonnonmonomeereihin, kuten ligniiniin tai tanniiniin, tai synteettisiin monomeereihin, o 30 — kuten fenoliin tai melamiiniin, tai näiden yhdistelmään perustuvat sideaineet, joka 2 valinnaisesti on ristisilloitettu tai ristisilloitettavissa. Kuten todettiin, impregnointiin voidaan myös käyttää polymeeristen sideaineiden esiasteita, kuten monomeereja tai oligomeereja tai polymeereja, jotka esim. polymeroinnin tai silloittamisen tai polymeroinnin ja silloittamisen jälkeen muodostavat sopivan sideaineen kuitulevyn lujuusominaisuuksien modifioimiseksi.

Yhdessä sovelluksessa lujikekerros koostuu kuitukerroksesta, joka on impregnoitu —liimaukseen käytettävällä hartsilla.

Etenkin lujikekerros muodostuu kuitukerroksesta, joka on kauttaaltaan impregnoitu liimaukseen käytetyllä hartsilla.

Niinpä yhdessä sovelluksessa lämmöneristyskotelossa käytettävä, ainakin toisen tasomaisen pinnan muodostava monikerroslevy käsittää puuviilulevyn, joka koostuu — päällekkäin ladotuista, yhteen kuumapuristetuista puuviiluista, jolloin esi- impregnoimattomien puuviilujen pinnoille on levitetty hartsia ainakin 50 %:lle, edullisesti vähintään 75 %:lle, edullisimmin 100 %:lle niiden puuviilukerrosten pintojen pinta-alasta, jotka ladottaessa tulevat vastakkain.

Lujikekerroksena käytettävän impregnoidun kuitukerroksen paksuus on esimerkiksi 0,1-3 mm, kuten 0,5-2,5 mm.

Edellisen sovelluksen mukainen monikerroslevy voidaan valmistaa — latomalla useampia puuviilukerroksia sekä ainakin yhden lujikekerroksen päällekkäin ja — liimaamalla puuviilukerrokset ja ainakin yhden lujikekerroksen kiinni toisiinsa liimahartsin avulla korotetussa paineessa kerroksellisen puuviilutuotteen muodostamiseksi, jolloin — — ainakin osaan puuviilukerroksista on imeytynyt impregnointihartsia ennen O 25 puuviilukerrosten kiinni liimaamista. 3 S Tyypillisesti puuviilukerroksiin on imeytetty impregnointihartsia, jonka moolimassa on E pienempi kuin liimahartsin moolimassa, jolloin impregnointihartsi on imeytynyt ainakin o osittain puuviilukerrosten puuviilujen kuituihin. 2 30 > Yhdessä sovelluksessa yhteen tai useampaan yksittäiseen puuviilukerrokseen 0,1-100 paino-osaa, etenkin 1-75 paino-osaa impregnointihartsia kyseisen puuviilukerroksen 100 paino-osaa kohti, lujikekerroksen muodostamiseksi puuviilukerroksesta.

Impregnointihartsi voidaan tuoda puuviilukerrosten väliin kantajan, etenkin arkki- tai levymäisen kantajan, päällä. Yhdessä sovelluksessa lujikekerroksen muodostamiseen käytettävän impregnointihartsin määrä on noin 10-500 paino-osaa, etenkin 20-350 paino- — osaa laskettuna kantajan 100 paino-osaa kohti.

Yhdessä sovelluksessa lämmöneristyskotelon pintalevyistä ainakin toinen käsittää 1-5 päällekkäistä viilukerrosta, jotka on läpi-impregnoitu liima-aineella, jolloin näiden viilukerrosten pintalujuus on suurempi kuin niiden viilukerrosten, jotka on järjestetty — sanottujen viilukerrosten välille.

Yhdessä sovelluksessa lujikekerros on yhtenäinen kalvo, sopivimmin metallikalvo, kuten alumiinikalvo, tai hiilikuitu- tai lasikuitukerros, kuten jo edellä on mainittu.

— Yhdessä sovelluksessa lujikekerros on ainakin yksi alumiinikalvo, joka on liimattu kiinni monikerroslevyn ainakin toiseen pintaviilukerrokseen. Sopivimmin lujikekerroksena käytetään useampaa, esimerkiksi 2-10 alumiinikalvoa, jolloin ainakin molempiin pintaviilukerroksiin, tyypillisesti pintaviilukerroksen ulkopintaan, liimataan kiinni tällainen kalvo.

Yhdessä sovelluksessa lujikekerros on kiinniliimattu hot melt -liimalla tai reaktiivisella liimalla, etenkin reaktiivisella PUR-liimalla tai näiden kombinaatiolla.

- Edellä esitetty rakenne voi käsittää lujikekerroksina sekä liimaukseen käytettävällä O 25 — hartsilla imeytettyjä kuitukerroksia että yhtenäisestä kalvosta koostuvia kerroksia.

8 2 Yhdessä sovelluksessa monikerroslevy sisältää useita lujikekerroksia, etenkin se sisältää 2— z 15 lujikekerrosta.

a > O 30 Monikerroslevy voi käsittää lehti- tai havupuusta peräisin olevia kuitukerroksia.

= Yhdessä sovelluksessa se käsittää lehtipuusta, etenkin lehtipuusta, kuten koivusta valmistettuja viilukerroksia, etenkin se käsittää pääasiallisesti tällaisia, lehtipuusta, kuten koivusta, koostuvia viilukerroksia. Yhdessä sovelluksessa monikerroslevyn kuitukerrokset koostuvat pelkästään koivuviilukerroksista. Yhdessä sovelluksessa monikerroslevy käsittää koivun sijasta tai sen ohella muuta — materiaalia Tällainen ”muu materiaali” voi esimerkiksi koostua toisenlaista kuitumateriaalia, kuten toista puulajia, joka lujuusominaisuuksiensa osalta jo sellaisenaan on sopivaa esitettyyn käyttöön. Näitä puulajeja ovat kovat puulajit, kuten pyökki ja tammi sekä trooppisten alueiden kovat puulajit.

— Yhdessä sovelluksessa saadaan siten aikaan sellaisen monikerroksellisen koivukuitulevyn käyttö nesteytettyä maakaasua sisältävien metallisäiliöiden eristämiseen tarkoitetun lämmöneristyskotelon seinämissä, joka käsittää ainakin yhden lujikekerroksen, joka on kiinniliimattu koivukuitulevyyn.

—Monikerroslevy voi yhdessä sovelluksessa käsittää vastakkaisilla pinnoillaan 2-5 päällekkäistä viilukerrosta, joista 1-3 on järjestetty syiden suunnaltaan poikkisuoraan vierekkäisiä viilukerroksia vasten.

Yhdessä sovelluksessa se käsittää kummallakin vastakkaisella pinnallaan 2-5 päällekkäistä — viilukerrosta sekä näiden väliin järjestetyn ainakin yhden lujikekerroksen. Monikerroslevyn puuviilukerrokset on esimerkiksi liimattu yhteen käyttämällä hartsina fenolihartsia, fenoliresorsinolihartsia, melamiinihartsia, ureamelamiinihartsia tai - ligniinipohjaista hartsia, edullisesti fenoliformaldehydihartsia tai ligniinipohjaista hartsia.

N IN 25 ro Monikerroslevy valmistetaan tyypillisesti kuumapuristamalla, etenkin kertapuristamalla, o päällekkäin ladottuja puuviilukerroksia ja niiden välissä olevaa ainakin yhtä lujikekerrosta, z jolloin puristaminen on suoritettu 100-160 *C:n lämpötilassa ja 1-10 MPa:n paineessa.

a o Yhdessä sovelluksessa puuviilulevyjen paksuus on 4-120 mm.

O 30 S Monikerroslevyjen tiheys on tyypillisesti noin 750 kg/m, sopivimmin noin 800—1350 kg/m’.

Puuviilulevyt on yhdistetty toisiinsa poikkituilla avoimen kolmiulotteisen rakenteen muodostamiseksi, joka rakenne on täytetty lämmöneristysaineella, kuten polyuretaanilla tai mineraalivillalla. Mineraalivilla voi olla esimerkiksi lasivillaa tai vuorivillaa. — Seuraavassa tarkastellaan edullisia sovelluksia oheisten piirustusten pohjalta. Kuviossa 1 on esitetty membraanisäiliön seinämän ja LNG-aluksen rungon välille sovitettavan monikerroslevyrakenteisen kennon periaatteellinen rakenne. Siinä on kaksi välimatkan päähän toisistaan järjestettyä levyä 1 ja 2, jotka on kiinnitetty toisistaan — poikkituilla 3, joka yhdistävät levyt ja samalla siirtävät toiseen levyyn kohdistuvan paineen toiseen levyyn. Rakenteen luhistumisen estämiseksi poikkituet ovat poikkileikkaukseltaan ympyräkehästä poikkeavia. Ne voivat alla esimerkiksi monikulmion muotoisia, jolloin 3-, 4-, 5- tai 6- —kulmion muotoiset poikkileikkaukset ovat erityisen sopiva nyrjähdyksen estämiseksi. Levyjen välinen etäisyys on yleisesti noin 100-500 mm, etenkin noin 150-400 mm ja sopivimmin noin 180-350 mm. Levyjen leveys on ainakin 100 mm, sopivimmin 150-900 mm, etenkin noin 300-800 mm, ja joiden pituus on suurempi kuin 150 mm, sopivimmin 200-1500 mm, esimerkiksi 400-1200 mm. Pintalevyjen 1, 2 paksuus on noin 4-120 mm, etenkin noin 9-100 mm ja ne koostuvat 3— 88, esimerkiksi 4-20 viilukerroksesta. e 25 —Poikkituet ovat lujasta, vaikeasti kokoonpuristuvasta, ja erityisen edullisesti lämpöä ro eristävästä materiaalista, kuten puusta tai puukomposiitista tai muovikomposiitista o valmistettuja, jolloin puu- ja puukomposiittimateriaalit ovat erityisen edullisia. Niiden z lukumäärä vaihtelee levyn pinta-alan mukaan, mutta yleisesti niitä on riittävästi jakamaan a o pintalevyihin kohdistuva paine tasaisesti vastapuolen levylle. Yleisesti voidaan katsoa, että jo 30 — poikkitukia on oltava ainakin 100-500 mm:n välein. Riittävän lämmöneristyksen © . S varmistamiseksi niiden poikkileikkauksen pinta-ala on yhteensä pienempi kuin noin 25 %

N pintalevyn pinta-alasta, etenkin pienempi kuin 20 %. Riittävien lujuusominaisuuksien saavuttamiseksi niiden poikkileikkauksen pinta-ala on yhteensä kuitenkin suurempi kuin noin 1 %, etenkin suurempi kuin noin 5 % pinta-levyn pinta-alasta. Yksittäisten tukien poikkileikkauksen pinta-ala on noin 100 mm?—-5000 mm”, etenkin noin 250 mm?-3000 mm”. Kuviossa 2a on esitetty monikerrosrakenne, jossa on neljä viilukerrosta 5-8, jotka koostuvat puuviilukerroksista, joiden paksuus on tyypillisesti noin 0,7-2,0 mm. Levyn pintaan on järjestetty lujikekerros 4, joka voi olla esimerkiksi metallikalvo tai -kerros, jonka paksuus on tyypillisesti noin 0,05—-1,5 mm. Lujikekerros voi myös olla polymeeri- materiaalia sekä polymeerien ja lujikekuitujen komposiitti, kuten lasikuitu- tai hiilikuiturakenne.

Kuviossa 2b on esitetty vastaava rakenne kuin kuviossa 2a sillä erotuksella, että lujikekerros 10 on sijoitettu puuviilukerrosten 9, 11-13 väliin, kuvion mukaisessa tapauksessa pintaviilukerroksen alle.

— Kuviossa 2c on puolestaan esitetty monikerroslevy, joka käsittää viisi viilukerrosta, joista yksi (viitenumerolla 15 merkitty kerros), on impregnoitu kauttaaltaan impregnointihartsilla lujikekerroksen muodostamiseksi.

Kuvioissa 2a—2c esitettyjen puuviilukerrosten voivat olla viilujen syiden osalta — samansuuntaisesti järjestetyt, mutta edullisesti ainakin yhden viilukerroksen syyt on järjestetty poikittaissuuntaisesti muiden viilukerrosten syiden suhteen. Viilukerrosten lukumäärä, kuten myös lujikekerrosten lukumäärä, voi vaihdella. Yleensä kuvioiden mukaisissa monikerrosrakenteissa on noin 3—25 viilukerrosta ja lujikekerrosten lukumäärä N on etenkin 1-5. S 25

N ro Kuvioiden mukaisissa ratkaisuissa lujikekerrokset ovat epäsymmetrisesti järjestettyjä, 2 mutta on selvää, että ne voidaan myös järjestää symmetrisesti, esim. yhden kerroksen z tapauksessa keskelle rakennetta ja kahden kerroksen tapauksessa molemmat samalla > etäisyydelle lähimmästä pintaviilukerroksesta tai molemmat kerrokset viilukerroksen 2 30 — pinnalle.

N Kuviossa 3 on puolestaan esitetty aluksen poikkileikkaus, jolloin viitenumerolla 22 on merkitty aluksen runko. Viitenumero 21 tarkoittaa puolestaan membraanirakenteista säiliötä, jonka seinämä 23 tyypillisesti on valmistettu toisiinsa hitsatuista ohuista teräslevyistä, joiden paksuus on noin 0,4-1,0 mm.

Esimerkkinä sopivasta teräslaadusta mainittakoon tuotenimellä Invar valmistettavaa terästä, jonka sisältää merkittävän määrän, jopa noin 30-35 paino-% nikkeliä.

Membraanisäiliön 21, 23 ja aluksen rungon 22 välille on sijoitettu lämmöneristyskotelot 24, jotka käsittävät jo kuviossa 1 esitetyn avoimen vanerilevy kennon 24, joka on täytetty lämpöä eristävällä materiaalilla.

Esimerkkinä tällaisesta voidaan mainita mineraalivilla, perliitti sekä vaahdotetut polymeerit, kuten polystyreeni tai polyuretaani.

Kennon on järjestetty useampaan kerrokseen, jolloin kerroksissa kennojen väliset saumakohdat osuvat — eri kohtiin kylmäsiltojen muodostumisen estämiseksi.

Esillä oleva seinämärakenne voi koostua suuresta lukumäärästä esitettyjä lämmöneristys- koteloita.

Niinpä LNG-säiliöaluksen membraanisäiliöiden ympäröimiseen ja eristämiseen voidaan käyttää 1000 — 250.000, esim. 10.000 — 100.000 edellä kuvattuja lämmöneristy s- — koteloita.

Vaikka edellä on kuvattu esillä olevan lämmöneristyskotelon soveltamista etenkin LNG- säiliöalusten membraanisäiliöiden ympäröimiseen, on selvää, että esillä olevia koteloita voidaan myös käyttää muiden kaasusäiliöiden (kuten LPG:lle tarkoitettujen säiliöiden) — ympäröimiseen ja eristämiseen.

Kotelot sopivat käytettäviksi nesteytetyn kaasun kuljetukseen ja varastointiin tarkoitettujen säiliöiden yhdessä, niin merellä kuin maalla.

Viitejulkaisuluettelo N Lo S 25 —Patenttijulkaisut & DE 24 41 392 D WO 2014/167206 I WO 2014/195614 a o WO 2015/052446. O 30 O . oe . S Fi-patenttijulkaisut Norske Veritas, Design Sloshing Loads for LNG Membrane Tanks, May 2011, Guidance Note NI 554 DT ROO E

Claims (27)

Patenttivaatimukset:

1. Nesteytettyä kaasua, etenkin nesteytettyä maakaasua, sisältävien metallisäiliöiden eristämiseen tarkoitetun lämmöneristyskotelon seinämärakenne, joka käsittää — puuviilulevyjä (1, 2), jotka on yhdistetty toisiinsa kolmiulotteisen rakenteen muodostamiseksi, puuviilulevyt (1, 2) on yhdistetty toisiinsa poikkituilla (3) avoimen kotelon muodostamiseksi ja ainakin osa puuviilulevyistä (1, 2) on monikerroslevyjä, jotka käsittävät päällekkäin ladottuja ja yhteen liimattuja puuviilukerroksia (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) sekä ainakin yhden lujikekerroksen (4, 10, 15), joka on liimattu kiinni ainakin — yhteen puuviilukerrokseen (5; 9, 11; 14, 16) levyn lujuuden kasvattamiseksi, tunnettu siitä, että lujikekerros (15) muodostuu kuitukerroksesta, joka on kauttaaltaan impregnoitu liimaukseen käytetyllä hartsilla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että se koostuu — kauttaaltaan monikerroslevyistä, jotka käsittävät päällekkäin ladottuja ja yhteen liimattuja puuviilukerroksia (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) sekä ainakin yhden lujikekerroksen (4, 10, 15), joka on liimattu kiinni ainakin yhteen puuviilukerrokseen (5; 9, 11; 14, 16) one-step — liimauksella tai erillisenä liimauksen viereisiin pintoihin levyn (1, 2) lujuuden kasvattamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen seinämärakennne, tunnettu siitä, että lujikekerroksellisen monikerroslevyn veto-, puristus-, leikkaus-, isku- ja/tai taivutuslujuus on suurempi kuin vastaavan levyn veto-, puristus-, leikkaus-, isku- ja/tai taivutuslujuus, o joka ei sisällä tällaista lujikekerrosta. O 25 N

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että e se käsittää ainakin yhden lujikekerroksen (4; 10; 15), joka on liimattu kiinni levyn z pintakerroksen muodostavan puuviilukerrokseen (5; 9; 14). a > O 30 —

5 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että = ainakin yksi lujikekerros (10; 15) on liimattu kiinni levyn kahden vastakkaisen pinnan N muodostavien pintakerrosten (9, 13; 14, 18) välissä olevaan puuviilukerrokseen (11; 16).

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että monikerroslevy käsittää puuviilulevyn, joka on muodostettu — latomalla useampia puuviilukerroksia (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) sekä ainakin yksi lujikekerros (4; 10; 15) päällekkäin, — Järjestämällä kerrosten väliin liimakerrokset kerrosten liittämiseksi yhteen ja — puristamalla kerrokset yhteen kertapuristuksen avulla.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että monikerroslevy käsittää puuviilulevyn, joka koostuu päällekkäin ladotuista, yhteen kuumapuristetuista puuviiluista (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18), jolloin esi-impregnoimattomien puuviilujen pinnoille on levitetty hartsia ainakin 50 %:lle, edullisesti vähintään 75 %:lle, edullisimmin 100 %:lle niiden puuviilukerrosten pintojen pinta-alasta, jotka ladottaessa tulevat vastakkain.

8 Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että monikerroslevy käsittää puuviilulevyn, joka on muodostettu — latomalla useampia puuviilukerroksia sekä ainakin yhden lujikekerroksen päällekkäin ja — liimaamalla puuviilukerrokset ja ainakin yhden lujikekerroksen kiinni toisiinsa liimahartsin avulla korotetussa paineessa kerroksellisen puuviilutuotteen muodostamiseksi, jolloin — ainakin osaan puuviilukerroksista on imeytynyt impregnointihartsia ennen puuviilukerrosten kiinni liimaamista. o N 25

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että S puuviilukerroksiin on imeytetty impregnointihartsia, jonka moolimassa on pienempi kuin 2 liimahartsin moolimassa, jolloin impregnointihartsi on imeytynyt ainakin osittain E puuviilukerrosten puuviilujen kuituihin. o 3 30

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että yhteen > tai useampaan yksittäiseen puuviilukerrokseen 0,1-100 paino-osaa, etenkin 1-75 paino- osaa impregnointihartsia kyseisen puuviilukerroksen 100 paino-osaa kohti, lujikekerroksen (15) muodostamiseksi puuviilukerroksesta.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 8-10 mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että impregnointihartsi on tuotu puuviilukerrosten väliin kantajan, etenkin arkki- tai levymäisen kantajan, päällä.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että impregnointihartsin määrä on noin 10-500 paino-osaa, etenkin 20-350 paino-osaa laskettuna kantajan 100 paino-osaa kohti.

13. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että monikerroslevyn puuviilukerrokset (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) on liimattu yhteen käyttämällä hartsina fenolihartsia, fenoliresorsinolihartsia, melamiinihartsia, ureamelamiinihartsia tai ligniinipohjaista hartsia, edullisesti fenoliformaldehydihartsia tai ligniinipohjaista hartsia.

14. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että se käsittää lujikekerroksina (4; 10; 15) sekä liimaukseen käytettävällä hartsilla imeytettyjä kuitukerroksia (15) että yhtenäisestä kalvosta koostuvia kerroksia (4; 10).

15. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että monikerroslevy sisältää useita lujikekerroksia (4; 10; 15), etenkin se sisältää 2-15 lujikekerrosta.

o 16. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, O 25 — että monikerroslevy käsittää lehtipuusta, etenkin koivusta valmistettuja viilukerroksia (5-8; N 9, 11-13; 14, 16-18), mahdollisesti yhdessä muista puulajeista koostuvien viilukerrosten e kanssa, joita puulajeja ovat kovat puulajit, kuten pyökki ja tammi sekä trooppisten alueiden z kovat puulajit, edullisesti monikerroslevyn viilukerrokset koostuvat koivusta.

a > O 30 17. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, = että monikerroslevy on valmistettu kuumapuristamalla, etenkin kertapuristamalla, N päällekkäin ladottuja puuviilukerroksia (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) ja niiden välissä olevaa ainakin yhtä lujikekerrosta (4; 10; 15), jolloin puristaminen on suoritettu 100-160*C:n lämpötilassa ja 1-10 MPa:n paineessa.

18. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että se käsittää vastakkaisilla pinnoillaan 2-5 päällekkäistä viilukerrosta (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18), joista 1-3 on järjestetty syiden suunnaltaan poikkisuoraan vierekkäisiä — viilukerroksia vasten.

19. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että se käsittää kummallakin vastakkaisella pinnallaan 2-5 päällekkäistä viilukerrosta (5-8; 9, 11-13; 14, 16-18) sekä näiden väliin järjestetyn ainakin yhden lujikekerroksen (4; 10; 15).

20. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että se käsittää vastakkaisilla pinnoillaan 1-5 päällekkäistä viilukerrosta, jotka on läpi- impregnointu liima-aineella, jolloin näiden viilukerrosten lujuus, kuten pintalujuus, on — suurempi kuin niiden viilukerrosten, jotka on järjestetty sanottujen viilukerrosten välille.

21. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että poikkitukien (3) poikkileikkaus on säännöllisen monikulmion muotoinen, etenkin neliön, suunnikkaan tai 6-kulmion muotoinen, ja niitä on etenkin 2 — 20 kappaletta.

22. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että kotelo on täytetty lämmöneristysaineella, kuten polyuretaanilla tai mineraalivillalla. o

23. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, O 25 — että puuviilulevyt (1, 2) käsittävät suorakaiteen muotoisia levyjä, joiden leveys on ainakin N 100 mm, sopivimmin 150-750 mm, ja joiden pituus on suurempi kuin 150 mm, e sopivimmin 200-1500 mm. = >

24. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, jo 30 — että puuviilulevyjen (1, 2) keskinäinen etäisyys on noin 100-350 mm ja niiden pinta-ala on = noin 200-1000 cm”.

N

25. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että puuviilulevyjen (1, 2) paksuus on 4-120 mm.

26. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen seinämärakenne, tunnettu siitä, että lujikekerroksellisten puuviilulevyjen tiheys on suurempi kuin noin 750 kg/m’, sopivimmin noin 800-1350 kg/m".

27. Sellaisen monikerroksellisen koivuviilulevyn käyttö nesteytettyä kaasua, etenkin nesteytettyä maakaasua sisältävien metallisäiliöiden eristämiseen tarkoitetun avoimen lämmöneristyskotelon seinämissä, joka käsittää ainakin yhden lujikekerroksen (4; 10; 15), joka on kiinniliimattu koivuviilulevyyn (1, 2) tämän taivutuslujuuden kasvattamiseksi, — jolloin lujikekerros (15) muodostuu kuitukerroksesta, joka on kauttaaltaan impregnoitu liimaukseen käytetyllä hartsilla.

O

N

O

N

N <Q ™

I a a o

LO

LO ©

O

N