(12) PATENT (19) NO (11) 331387 (13) B1 NORGE (1) Int Cl. B6D 90/08 (2006.01) B6D 88/10 (2006.01) F17C 1/02 (2006.01) Patentstyret (21) Søknadsnr 20100968 (86) Int.inng.dag og søknadsnr (22) Inng.dag 2010.07.02 (8) Videreføringsdag (24) Løpedag 2010.07.02 (30) Prioritet 2009.10.29, NO, 20093243 (41) Alm.tilgj 2011.0.02 (4) Meddelt 2011.12.12 (73) Innehaver Aker Engineering & Technology AS, Postboks 222, 1326 LYSAKER, Norge (72) Oppfinner Arne Barrett Sele, Haresvingen 10, 1362 HOSLE, Norge Trygve Johannes Lund, Thorleifs allè 13A, 0489 OSLO, Norge (74) Fullmektig Oslo Patentkontor AS, Postboks 7007 Majorstua, 0306 OSLO, Norge (4) Benevnelse EN SAMMENSTILLING AV ORTOGONALE SPENNINGSBJELKER I EN TANK, OG AVSTANDSELEMENTER FOR ANVENDELSE I NEVNTE SAMMENSTILLING (6) Anførte publikasjoner JP 3120312 U (7) Sammendrag Den foreliggende oppfinnelsen angår en sammenstilling av ortogonale spenningsbjelker i vekslende horisontale lag for anvendelse i en tank, hvori i det minste noen av krysningspunktene mellom de ortogonale spenningsbjelkene er knyttet sammen med hverandre ved hjelp av avstandselementer med bøye-stivhet og vridningsfleksibilitet.
1 EN SAMMENSTILLING AV ORTOGONALE SPENNINGSBJELKER I EN TANK, OG AVSTANDSELEMENTER FOR ANVENDELSE I NEVNTE SAMMENSTILLING Oppfinnelsens tekniske område Den foreliggende oppfinnelsen angår tanker for lagring og transportering av fluider slik som hydrokarboner, inkludert lavtemperatur flytende naturgass. Dette inkluderer tanker for skip og flytende offshore-strukturer utsatt for bølgelaster så vel som tyngdekraftbaserte offshore-strukturer og tanker på land utsatt for jordskjelv. Bakgrunn for oppfinnelsen 10 1 Tanker kan bli utformet i mange forskjellige konfigurasjoner, sånn som kuler, sylindre, kjegler og generelt skjellformede, så vel som prisme-former. Den viktigste fordelen med prisme-former er at de ligger nærmere hverandre, noe som minimerer volumet som slike tanker opptar. Enkle prismatiske tanker er strukturelt mye mindre effektive siden de baserer seg på bøyevirkning for mobilisering av styrke. Skjell utvikler styrke gjennom direkte spenning i planet til skjellet. Dette utvikler høyere styrke med den samme mengden av materiale. 20 En mer effektiv måte å designe prisme-former er å inkorporere interne stag (spenningsbjelker). Ved å utvikle stag som det viktigste middelet for å begrense den interne lasten eller trykket, er slike prismatisk oppstagede tanker sammenlignbare med skjellformede i strukturell effektivitet. WO 2006/001711 A2 beskriver slike tanker og er herved inkorporert ved referanse. 2 Bortsett fra å utvikle strukturell styrke demper staget sloshing, indusert av bølgebevegelser. De horisontale lastene på spenningsstaget grunnet sloshing blir absorbert av bjelkene og for å begrense bøying må bjelkene være knyttet sammen ved hvert krysningspunkt. Bjelkene er organisert i vekslende ortogonale lag. JP 3120312 U viser en alternativ løsning for sammenkobling av ortogonale bjelker i et krysningspunkt. 30 Sloshing-krefter forårsaker vinkelforskyving av stagene i forskjellige lag. Vridningsmomentene indusert i de korte og søyleformede elementene ville vært ekstremt store i forhold til en praktisk geometri for tverrsnittet av de korte og
2 søyleformede elementene hvis disse tilveiebringer en rigid sammenholding. For å tilveiebringe vridningsfleksibilitet i kombinasjon med tilstrekkelig skjærstyrke og motstandsdyktighet for bøying sideveis, blir det anvendt et korsformet tverrsnitt for det korte og søyleformede elementet. Det korsformede tverrsnittet kan være av variabel tykkelse og kan også inkorporere spor eller fordypninger for å optimalisere spenningsfordelingen i forhold til styrke og utmatting. Tverrsnittet kan også bli modifisert for å inkorporere alt fra tre eller flere plater sentrert i en felles akse. 10 De korte og søyleformede elementene kan være forankret ved å sveise en eller flere baseplater med plass til bolter, sveiser eller andre midler for tilknytning til staget. Formålet for oppfinnelsen 1 Formålet for den foreliggende oppfinnelsen er å tilveiebringe en kobling mellom ortogonale kryssende bjelker i vekslende lag. Denne koblingen må være i stand til å absorbere relative vinkelforskyvinger av bjelker i vekslende lag og på same tid forankre bjelkene til de transversale bjelkene over og under. Sammendrag av oppfinnelsen 20 Formålet for den foreliggende oppfinnelsen blir oppnådd ved å koble sammen transverse stag med flere korte og søyleformede elementer som er fleksible i vridning og rigide i bøying og skjær. Oppfinnelsen ifølge den foreliggende patentsøknaden omfatter: 2 En sammenstilling av ortogonale spenningsbjelker i vekslende horisontale lag for anvendelse i en tank, hvori i det minste noen av krysningspunktene mellom de ortogonale spenningsbjelkene er knyttet sammen med hverandre ved hjelp av avstandselementer med bøyestivhet og vridningsfleksibilitet, nevnte avstandselementer er orientert vinkelrette på et plan gjennom et horisontalt lag av spenningsbjelker. Overnevnte sammenstilling er fortrinnsvis festet ved bolter til stegene på spenningsbjelkene. 30 Et avstandselement for anvendelse i en sammenstilling som beskrevet over, hvori nevnte element har to grunnplater knyttet sammen ved hjelp av flere plater
3 kryssende gjennom en felles akse og hvor denne aksen krysser begge av de to grunnplatene. Et foretrukket avstandselement er et hvor platene som krysser har et korsformet tverrsnitt og har fortrinnsvis en felles akse vinkelrett i forhold til grunnplatene. Kort beskrivelse av tegningene Ytterligere detaljer ved oppfinnelsen vil bli beskrevet under med referanse til de eksemplifiserende utførelsesformene vist skjematisk i de vedlagte tegningene, hvori: Figur 1 viser et perspektiv av et korsformet avstandselement; 10 Figur 2 viser et horisontalt tverrsnitt inkludert en plantegning av grunnplaten; Figur 3 viser noen alternative tverrsnitt av et avstandselement; Figur 4 viser et korsformet avstandselement fra siden; Figur viser en sammenstilling av korsformede avstandselementer og bjelker forankret ved hjelp av avstandselementene. 1 Figur 6 viser et perspektiv av innsiden til en tank som har en sammenstilling av spenningsbjelker. Detaljert beskrivelse av tegningene 20 Figur 1 viser et perspektiv av avstandselementet bestående av plater 1 som danner et korsformet kort og søyleformet element og to grunnplater 2 med hull 3 for å ta imot bolter for å forankre avstandselementet til de kryssende stag/bjelker. Avstandselementet kan bli fremstilt ved smiing/støping eller fremstilt fra sveisede plater, ekstruderte eller rullede profiler. 2 Figur 2 viser avstandselementet bestående av det korsformede korte og søyleformede elementet vist i tverrsnitt, en av grunnplatene 2 vist i planet og bolthullene 3 vist med innsatte bolter.
4 Figur 3 viser alternative utførelsesformer av avstandselementet. Figur 4 viser et avstandselement fra siden med plater 1 som danner et korsformet kort og søyleformet element, to grunnplater 2 med hull 3 for å ta imot bolter. Figur viser typiske detaljer av en sammenstilling av stag/bjelker 4 vist som I- bjelker og korsformede avstandselementer. Figur 6 viser et perspektiv av innsiden til en tank, som har en sammenstilling av spenningsbjelker 4 knyttet sammen ved hjelp av korsformede avstandselementer ved deres krysningspunkter.
P a t e n t k r a v 1. En sammenstilling av ortogonale spenningsbjelker (4) i vekslende horisontale lag for anvendelse i en tank, karakterisert ved ati det minste noen av krysningspunktene mellom de ortogonale spenningsbjelkene er knyttet sammen med hverandre ved hjelp av avstandselementer () med bøye-stivhet og vridningsfleksibilitet, nevnte avstandselementer er orientert vinkelrette på et plan gjennom et horisontalt lag av spenningsbjelker. 2. En sammenstilling ifølge krav 1, hvori avstandselementene er festet ved bolter til stegene på spenningsbjelkene. 10 3. Et avstandselement () for anvendelse i en sammenstilling ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved atnevnte element har to grunnplater (2) knyttet sammen ved hjelp av flere plater (1) kryssende gjennom en felles akse og hvor denne aksen krysser begge av de to grunnplatene. 1 4. Et avstandselement ifølge krav 3, hvori platene som krysser har et korsformet tverrsnitt og har fortrinnsvis en felles akse vinkelrett på grunnplatene.