KR20100054801A - Tank for accommodating a fluid - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 단단한 외부 쉘, 단열층 및 하나 이상의 내부 용기를 포함하는 유체 컨테이너에 관한 것으로, 상기 외부 쉘은 필수적으로 일체형(single-peiece) 밀폐 컨테이너로서 구성되며, 상기 단열층의 표면은 외부 쉘에 의하여 지지되며, 상기 내부 용기의 표면은 단열층에 의하여 지지된다. The present invention relates to a fluid container comprising a rigid outer shell, a heat insulating layer and at least one inner container, the outer shell consisting essentially of a single-peiece sealed container, the surface of the insulating layer being supported by an outer shell. The surface of the inner container is supported by a heat insulating layer.
컨테이너 내의 상품을 운반하는 것은, 물류의 관리가 용이하기 때문에 중요성을 띠게 되었다. 이는 소위 탱크 컨테이너로 운반되는 액체 및 기체, 즉 유체 물질의 경우에도 마찬가지이다. 통상적인 탱크 컨테이너는 유체를 수용하는 내부 용기가 컨테이너의 표준 규격을 갖는, 평행 6면체형 프레임 내에 배치되도록 조립된다. 대부분의 경우, 유체를 특정 온도로 유지해야 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여, 내부 용기는 단열층 내에 들어 있다. 이러한 단열층을 설치하는 것은 상대적으로 비싸고, 프레임의 빈 틈을 통하여 자유롭게 접근가능하기 때문에, 컨테이너가 채워져 있거나 또는 비워져 있을 때는 언제라도 단열층이 손상될 위험이 있다. 종래 탱크 컨테이너의 또 다른 단점은, 발생되는 부하를 견디기 위해서는 내부 용기가 충분한 안정성을 가져야 한다는 점에 있다. 이러한 부하는 주로 내용물의 무게 및 내압에 의해 가해지는 압력으로 구성된다. 이러한 사실로 볼 때, 종래 탱크 컨테이너는 무거우며 고가이다. Transporting goods in containers has become important because it is easy to manage logistics. The same is true for liquids and gases, ie fluidic materials, which are carried in so-called tank containers. Conventional tank containers are assembled such that the inner container containing the fluid is placed in a parallel hexagonal frame, having the standard dimensions of the container. In most cases, the fluid must be maintained at a certain temperature. To achieve this purpose, the inner container is enclosed in an insulating layer. Since the installation of such a thermal insulation layer is relatively expensive and freely accessible through the empty gap of the frame, there is a risk of damaging the thermal insulation layer at any time when the container is filled or emptied. Another disadvantage of the conventional tank container is that the inner container must have sufficient stability to withstand the loads generated. This load consists mainly of the pressure exerted by the weight and the internal pressure of the contents. In view of this fact, conventional tank containers are heavy and expensive.
유럽 특허 EP 0 025 792 B에는 단열층에 의하여 외면이 둘러싸인 얇은 벽의 내부 용기를 갖는 탱크 컨테이너가 개시되어 있다. 상기 단열층은, 열 차단재(thermal insulation)로도 작용할 뿐 아니라, 내부 용기 상에 작용하는 부하를 스스로 지탱할 수 없는 내부 용기를 지지해준다. 이러한 유형의 컨테이너는 전술한 문제점을 일부 해결하고, 적은 자재를 요하는 경량 유닛으로 설계될 수 있다. 그러나, 중요한 점은, 단열층은 내부 용기를 지탱하는 힘을 프레임-형의 외부 구조에 전달하여야 하므로, 단열층 자체가 상대적으로 큰 강도를 가져야만 한다는 것이다. 따라서, 단열재를 선택할 때, 단열성능과 기계적 강도 간의 절충점을 찾아야 한다. 더욱이, 이러한 컨테이너의 제조는 복잡하며 비싸다. European patent EP 0 025 792 B discloses a tank container having a thin-walled inner container surrounded on its outer surface by an insulating layer. The thermal insulation layer not only acts as a thermal insulation, but also supports an inner container which cannot itself bear the load acting on the inner container. Containers of this type solve some of the problems described above and can be designed as lightweight units that require less material. It is important, however, that the thermal insulation layer itself must have a relatively high strength, since the thermal insulation layer must transfer the force supporting the inner container to the frame-shaped external structure. Therefore, when selecting insulation, it is necessary to find a tradeoff between insulation performance and mechanical strength. Moreover, the manufacture of such containers is complex and expensive.
그 밖에 운반 시스템을 향상시키기 위해 알려진 해결책들은 DE 25 41 375 A, 미국특허 제3,115,982 A호, DE 712 09 59 U 및 DE 37 02 792 A에 기재되어 있다. 이러한 모든 해결책들은 비교적 비싸며, 열 차단 성능이 불충분하다. 그 밖의 공지된 해결책은 DE 26 36 310 A 및 DE 28 56 442 A에 기재되어 있다. Other known solutions for improving the delivery system are described in DE 25 41 375 A, US Pat. No. 3,115,982 A, DE 712 09 59 U and DE 37 02 792 A. All these solutions are relatively expensive and have insufficient thermal barrier performance. Other known solutions are described in DE 26 36 310 A and DE 28 56 442 A.
본 발명의 목적은 전술한 단점을 피하고, 단순한 디자인을 가지며, 경량임에도 불구하고 견고하고 우수한 단열성을 갖는 컨테이너를 제공하는 것이다. 특히, 주어진 외부 규격에 대해 내 큰 충전 용적이 달성되어야 한다. It is an object of the present invention to provide a container which avoids the above mentioned disadvantages, has a simple design, and is robust and has excellent thermal insulation despite being lightweight. In particular, a large filling volume must be achieved for a given external specification.
본 발명의 상기 목적은 임베디드된(embeded) 진공 단열 패널(VIPs: vaccum insulation panels)을 포함하는 단열층을 제공함으로써 달성된다. 본 발명의 필수적인 사항은, 표준 컨테이너가 외부 쉘로 사용될 수 있다는 것이다. 이러한 컨테이너는 많은 갯수로 사용가능하고, 상대적으로 저렴한 비용으로 일련물로 제조되며, 매우 견고하다. 본 발명의 추가적인 장점은, 단열층의 전표면이 외부 쉘에 의하여 지지되기 때문에, 기계적으로 작은 압력하중(pressure load)을 받는다는데 있다. 따라서, 기계적 특성을 별로 고려하지 않은 채, 최적의 단열성을 갖는 단열재를 선택할 수 있다. 더욱이, 단열층은 외부 쉘에 의하여 기계적 손상으로부터 보호되기 때문에, 그 결과 컨테이너의 수명이 길어진다. 주어진 요건들에 기초하여, 열 차단 및 내부 용기 용적 간의 절충점을 찾을 수 있다. This object of the invention is achieved by providing a thermal insulation layer comprising embedded vaccum insulation panels (VIPs). An essential aspect of the present invention is that a standard container can be used as an outer shell. These containers are available in large numbers, are manufactured in series at relatively low cost, and are very robust. An additional advantage of the present invention is that it is mechanically subjected to a small pressure load because the entire surface of the insulating layer is supported by the outer shell. Therefore, it is possible to select a heat insulating material having an optimal heat insulating property without much consideration of mechanical properties. Moreover, since the thermal insulation layer is protected from mechanical damage by the outer shell, the life of the container is long. Based on the requirements given, one may find a compromise between the thermal barrier and the inner vessel volume.
본 발명의 또 다른 중요한 면은, 내부 용기와 외부 쉘을 열적으로 연결시키고, 따라서 단열성을 저하시키는 열교(heat bridge)를 야기하는 지지 수단 또는 고정 수단을 필요로 하지 않는다는 것이다. Another important aspect of the present invention is that there is no need for support or fixing means that thermally connect the inner container and the outer shell and thus cause a heat bridge that degrades thermal insulation.
큰 충전 용적의 목적은 특히, 단열층을 진공 단열 패널(VIPs)로 강화시킴으로써 달성된다. 진공 단열 패널은 최대의 단열성이 요구되는 경우에 널리 사용된다. 진공 단열 패널은 냉장 장비, 이동식 냉각 박스, 냉장 창고 및 냉장 차량의 냉장벽에 적용되는 것으로 알려져 있다. 진공 단열 패널은 기체 및 수증기에 대하여 밀봉된 엔벨롭(envelop) 및 엔벨롭 내의 충전재로 이루어지며, 상기 엔벨롭은 부분적 진공으로 처리된 후, 밀봉된다. 이러한 진공 단열 패널은 예를 들면, DE 198 14 271 A, DE 298 09 807 U, 또는 DE 298 11 136.5 A에 개시되어 있다. 일반적으로 충전재로서는 규산(silicic acid)이 사용되며, 상기 규산은 플레이트에 압착된 다음, 기밀 및 수밀 시트 상에 진공으로 밀봉된다.The purpose of large filling volumes is achieved, in particular, by strengthening the insulating layer with vacuum insulating panels (VIPs). Vacuum insulation panels are widely used where maximum insulation is required. Vacuum insulated panels are known to be applied to refrigeration walls of refrigeration equipment, mobile cold boxes, cold storage warehouses and refrigerated vehicles. The vacuum insulated panel consists of an envelope sealed to gas and water vapor and a filler within the envelope, which is subjected to partial vacuum and then sealed. Such vacuum insulation panels are disclosed, for example, in DE 198 14 271 A, DE 298 09 807 U, or DE 298 11 136.5 A. In general, silicic acid is used as the filler, which is squeezed onto a plate and then sealed in a vacuum on an airtight and watertight sheet.
그 밖에 공지된 진공 단열 패널 제조용 충전재로는 유리섬유, 오픈-셀(open-cell) 플라스틱 폼, 규산 및 재활용 냉장고의 탈기된 PUR-폼이 있다. 엔벨롭에 충전재를 느슨하게 채운 뒤, 진공으로 처리함으로써 패널에 안정성을 부여하는 것도 공지되어 있다. Other known fillers for the manufacture of vacuum insulated panels are glass fibers, open-cell plastic foams, silicic acid and degassed PUR-foams of recycled refrigerators. It is also known to impart stability to the panel by loosely filling the envelope with the filler and then subjecting it to vacuum.
엔벨롭으로서 금속 호일, 플라스틱 시트 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 진공 패널 및 그의 충전재의 필수적인 성질로는 낮은 열 전도성, 내압성, 열안정성, 높은 열용량 및 형태 불변성이 있다. 얇은 벽 두께의 임계 영역, 즉 벽의 중심부에 진공 단열 패널을 사용함으로써, 비교적 얇은 벽에 의해서도 요구되는 단열 효과를 얻을 수 있으므로, 큰 지름을 갖는 내부 용기를 사용할 수 있다.As the envelope, a metal foil, a plastic sheet or a combination thereof can be used. Essential properties of vacuum panels and their fillers include low thermal conductivity, pressure resistance, thermal stability, high heat capacity and shape invariance. By using the vacuum insulation panel in the critical area of the thin wall thickness, that is, the center of the wall, the heat insulation effect required by the relatively thin wall can be obtained, so that an inner container having a large diameter can be used.
특히, 단열층이 필수적으로 현장(in situ)에서 발포된다면, 제조가 간단하고 매우 우수한 단열층이 얻어진다. 내부 용기의 전면의 말단부에서만 내부 용기에 자유롭게 접근가능하다면 보수 작업시 유리할 것이다. 이와 관련하여, 밸브, 충전 개구부, 맨홀 등의 필요 부품들에 자유롭게 접근가능하도록 이들을 상기 영역에 배치하는 것이 특히 더 유리하다. 적당한 단열 효과를 확보하기 위하여 적절한 성형체 형태의 단열재가 제공되며, 이 영역에서 단열층이 완성된다. 또 다른 방법에 의하면, 현장에서 발포된 단열체가 전면의 말단부 영역에 제공될 수 있는데, 이때 컨테이너 도어 또는 부품에 단열체가 부착되는 것을 방지하기 위하여 호일 사이에 제공된다. In particular, if the insulating layer is essentially foamed in situ, a simple and very good insulating layer is obtained. It would be advantageous for maintenance work if the inner container was freely accessible only at the distal end of the inner container. In this regard, it is particularly advantageous to place them in this area so as to be freely accessible to the necessary parts such as valves, filling openings, manholes and the like. Insulation in the form of a suitable body is provided in order to ensure a moderate insulation effect, in which the insulation layer is completed. According to another method, an insulated foam in the field can be provided in the distal region of the front surface, which is provided between the foils to prevent the insulator from adhering to the container door or part.
또 다른 해결책은 다수의 적절한 성형체에 의하여 완전한 단열층을 제조하는 것을 제시한다. 필요하다면, 이 경우 내부 용기를 제거하고 다른 목적으로 외부 쉘을 형성하는 컨테이너를 사용할 수 있다.Another solution suggests producing a complete thermal insulation layer by a number of suitable shaped bodies. If necessary, a container can be used in this case to remove the inner container and form the outer shell for other purposes.
본 발명에 따른 해결책의 특별한 장점은, 내부 용기가 압력 용기로 설계되어도, 반드시 원형 단면(circular cross-section)을 가질 필요가 없다는 점에 있다. 공간이 낭비되는 것을 방지하고, 더 큰 용적을 확보하기 위하여 직사각형 단면에 둥근 모서리를 갖는 내부 용기를 구성하는 것이 가능하며 용이하다. A particular advantage of the solution according to the invention is that even if the inner vessel is designed as a pressure vessel, it does not necessarily have a circular cross-section. It is possible and easy to construct an inner container with rounded corners in a rectangular cross section in order to avoid wasting space and to ensure a larger volume.
바람직하게는, 내부 용기 영역에, 열 저장 매체(heat storing medium)로 채워질 수 있는 빈 공간이 제공된다. 매우 우수한 단열재라 할지라도, 장시간의 운송 동안에 또는 민감한 상품에 있어서, 요구되는 특정 온도를 유지하기에 불충분할 수 있다. 특별한 냉장 또는 가열 장비를 필요로 하지 않도록, 주어진 한도 내에서 온도 유지를 돕는 열 저장 매체가 단열층 내에 제공될 수 있다. 냉장 수송의 경우에는 얼음 또는 드라이 아이스가 사용될 수 있으며, 상품의 온도가 특정 한계점 아래로 내려가서는 안되는 수송의 경우, 열 저장 매체로서 온수가 사용될 수 있으며, 또는 적절한 온도 간격을 두고 상 전이를 일으키는 화학 약품이 사용될 수 있다. 단열층 내의 빈 공간은 열 저장 매체를 수용하기 위해서 제공될 수 있다. 그러나, 다른 유연한 용기에 열 저장 매체가 수용되는 것이 특히 바람직한데, 이때 상기 다른 용기는 내부 용기와 함께 단열층 내에 배치된다. Preferably, an inner space is provided in the inner container region, which can be filled with a heat storing medium. Even very good insulation may be insufficient to maintain the specific temperatures required during long shipments or for sensitive goods. In order to avoid the need for special refrigeration or heating equipment, a heat storage medium may be provided in the thermal insulation layer to help maintain the temperature within a given limit. Ice or dry ice may be used for refrigerated transport, hot water may be used as a heat storage medium for transport where the temperature of the goods should not be below a certain threshold, or chemicals may cause phase transitions at appropriate temperature intervals. Drugs can be used. Empty spaces in the thermal insulation layer may be provided to accommodate the heat storage medium. However, it is particularly desirable for the heat storage medium to be contained in another flexible container, wherein the other container is disposed in a heat insulating layer together with the inner container.
도어(door) 영역에 폐쇄가능한 보수 개구부가 제공될 수 있다. 이를 통하여, 도어를 열지 않고서도 부품에 접근할 수 있다. 보수 개구부를 통하여 작업을 수행하는 것이 가능하기 때문에, 도어 자체를 영구적으로 폐쇄, 즉 용접하는 것이 가능하다. 필요하다면, 다른 지점, 예를 들면 컨테이너의 상면에 보수 개구부가 더 제공될 수 있다. Closable repair openings may be provided in the door area. This allows access to the part without opening the door. Since it is possible to carry out work through the maintenance openings, it is possible to permanently close, that is, weld the door itself. If necessary, a maintenance opening may be further provided at another point, for example the top of the container.
도 1은 본 발명에 따른 컨테이너의 수평면에 의한 종단면을 도시한 것이다.
도 2는 도 1의 선 II-II에 따른 단면을 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 선 III-III에 따른 단면을 도시한 것이다.1 shows a longitudinal section by a horizontal plane of a container according to the invention.
FIG. 2 shows a cross section along line II-II in FIG. 1.
3 shows a section according to line III-III of FIG. 1.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 태양을 참조하여, 이하에서 더욱 구체적으로 기술하도록 한다. The invention will be described in more detail below with reference to the aspects shown in the accompanying drawings.
표준 컨테이너로 구성된 도 1의 컨테이너는 외부 쉘(1)을 포함한다. 외부 쉘 내부에는 내부 용기(2)가 있으며, 내부 용기는 일정한 요건에 따라, 얇은-벽의 스테인리스 스틸 탱크이며, 예를 들면 0.8mm 두께의 벽을 갖는다. 내부 용기(2)의 전표면은, 외부 쉘(1)의 내면에 의하여 지지되는 단열층(3)과 맞닿아 있다. 단열층(3)은 일체형으로서 현장에서 발포되고, 30-89 kg/m3의 중량을 가진 폴리우레탄으로 제조된다. 내부에 접근가능하도록, 통상적인 컨테이너와 같이, 외부 쉘(1)의 전면의 말단부에 도어(6)가 제공된다. 이 부분에 밸브(4) 또는 맨 홀(5)과 같은 부품들이 제공된다. 도어(6)와 내부 용기(2) 사이의 영역에 단열재의 특별한 성형체(7)가 제공됨으로써 단열층(3)이 완성된다. 내부 용기(2)를 세척하기 위하여, 린싱라인(CIP-line)(8)이 제공된다. The container of FIG. 1 consisting of a standard container includes an
참조 번호 (11)은 측벽 영역에 임베디드된 진공 단열 패널(VIP)을 나타낸다. 마찬가지로, 상기 패널은 다른 측벽 또는 상단 또는 바닥에 사용될 수 있다. 임베디드 패널은 단열층(3)의 두께가 얇은 영역에만 제공되고, 내부 용기(2)가 원형 단면을 가지는 경우에는 소량이 제공된다. 그 결과, 최적의 비용 효과를 창출한다.
점검과 충전 및 배출을 위하여 사용되는 폐쇄 가능한 보수 개구부(10)가 도어(6)에 제공된다. The
도 3에 있어서, 내부 용기(2)는 원형 단면을 가지지 않지만, 필수적으로 둥근 모서리를 갖는 직사각형 단면을 갖는다. 이러한 방식으로 최대의 충전 용적을 얻을 수 있다. In FIG. 3, the
본 발명에 의하면 경제적이고, 견고하며 최적의 단열 효과를 갖는 탱크 컨테이너의 제조가 가능하다. According to the present invention, it is possible to manufacture a tank container which is economical, robust and has an optimal thermal insulation effect.
Claims (11)
표면이 외부 쉘(1)에 의하여 지지되는 단열층(3); 및
표면이 단열층(3)에 의하여 지지되는 1개 이상의 내부 용기(2)를 포함하는 유체 컨테이너로서,
상기 단열층(3)은 임베디드된(embeded) 진공 단열 패널(11)(VIP)을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.A rigid outer shell 1 consisting essentially of a single-peiece sealed container;
A heat insulating layer 3 whose surface is supported by the outer shell 1; And
A fluid container comprising at least one inner container (2) whose surface is supported by a heat insulating layer (3),
The heat insulation layer (3) is characterized in that it comprises an embedded vacuum insulation panel (11) (VIP).
상기 진공 단열 패널(VIP)이 단열층(3)의 두께가 최소인 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method of claim 1,
The vacuum container (VIP), characterized in that the fluid container is located in the region of the minimum thickness of the insulating layer (3).
상기 단열층(3)이 적어도 상기 내부 용기(2)의 하단, 싱단 및 측면 상에서 현장(in situ)에서 발포되는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method according to claim 1 or 2,
The fluid container, characterized in that the insulating layer (3) is foamed in situ on at least the bottom, the sink end and the side of the inner container (2).
상기 단열층(3)이 상기 내부 용기(2)의 적어도 전면의 말단부에서 보호 시트 안쪽에서 현장에서 발포되는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method of claim 3,
The fluid container, characterized in that the insulating layer (3) is foamed in situ inside the protective sheet at the end of at least the front side of the inner container (2).
상기 단열층(3)이 상기 내부 용기(2)의 적어도 전면의 말단부에서 하나 이상의 단단한 성형체(body of rigid shape)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method of claim 3,
The fluid container, characterized in that the thermal insulation layer (3) comprises at least one body of rigid shape at at least the front end of the inner container (2).
상기 단열층(3)이 복수의 단단한 성형체로 이루어진 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너. The method according to claim 1 or 2,
Fluid container, characterized in that the heat insulating layer (3) consists of a plurality of rigid molded body.
상기 내부 용기(2)가 전면의 말단부에 위치하는 부품(4,5)을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method according to any one of claims 1 to 6,
Fluid container, characterized in that the inner container (2) has a component (4,5) located at the distal end of the front face.
상기 내부 용기(2)가, 상기 외부 쉘(1)의 직사각형 단면에 적합한 비-원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너. The method according to any one of claims 1 to 7,
Fluid container, characterized in that the inner container (2) has a non-circular cross section suitable for the rectangular cross section of the outer shell (1).
상기 외부 쉘(1)이 표준 컨테이너로서 구성되는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method according to any one of claims 1 to 8,
Fluid container, characterized in that the outer shell (1) is configured as a standard container.
열 저장 매체(heat storing medium)를 수용하기 위하여 상기 내부 용기(2)의 영역에 하나 이상의 빈 공간이 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method according to any one of claims 1 to 9,
Fluid container, characterized in that at least one empty space is provided in the region of the inner container (2) for receiving a heat storing medium.
도어(6) 영역에 폐쇄 가능한 보수 개구부(10)가 제공되는 것을 특징으로 하는 유체 컨테이너.The method according to any one of claims 1 to 10,
Fluid container, characterized in that a closing opening is provided in the area of the door (6).
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