ITTO950741A1 - Cisterna stagna e termicamente isolante perfezionata integrata in una struttura portante. - Google Patents

Abstract

Cisterna stagna e isolante integrata in una struttura portante (1), in particolare di nave, la suddetta cisterna comprendendo due barriere di tenuta successive una primaria in contatto con il prodotto contenuto nella cisterna e l'altra secondaria disposta fra la barriera primaria e la struttura portante, queste due barriere di tenuta essendo disposte in modo alternato con due barriere termicamente isolanti, la barriera di tenuta primaria essendo costituita da corpi di fasciame metallici (27) saldati con bordi sollevati; le barriere secondarie e la barriera isolante primaria sono essenzialmente costituite da un gruppo di pannelli (5) prefabbricati fissati alla struttura portante (1), le zone di giunzione di due pannelli (5) adiacenti essendo otturate in modo da realizzare almeno la continuità della barriera di isolamento secondaria.(fig. 1)

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Cisterna stagna e termicamente isolante perfezionata integrata in una struttura portante"

La presente invenzione si riferisce alla realizzazione di cisterne stagne e termicamente isolanti integrate in una struttura portante, in particolare lo scafo di una nave destinata al trasporto per mare dei gas liquefatti e in particolare al trasporto dei gas naturali liquefatti con forte tenore di metano.

Nei brevetti francesi 1438 330, 2105 710, 2 146 612 e 2 683 786 è stata già descritta la realizzazione di una cisterna stagna e termicamente isolante di questo tipo, la suddetta cisterna essendo costituita da due barriere di tenuta successive, una primaria in contatto con il gas liquefatto trasportato e una secondaria disposta tra la barriera primaria e la struttura portante, queste due barriere di tenuta essendo disposte in modo alternato con due strati di isolamento termico chiamati "barriere isolanti". In queste realizzazioni la barriera isolante primaria e quella secondaria sono costituite da casse parailelepipede riempite con un coibente termico e la barriera di tenuta primaria e quella secondaria sono costituite da corpi di fasciame metallici, ad esempio di invar, saldati con bordi sollevati da una parte e dall'altra di un'aletta di saldatura.

E' stato anche proposto, ad esempio nei brevetti francesi 2 462 336 e 2 504 882, di realizzare almeno una delle barriere isolanti per mezzo di uno strato di materiale alveolare. Tuttavia si è constatato che era desiderabile che la barriera isolante primaria comprendesse, verso l'interno della cisterna, una piastra rigida che permette una migliore resistenza rispetto agli urti prodotti sulla parete della cisterna dai movimenti del liquido che viene trasportato, movimenti che sono dovuti al rollio e al beccheggio della nave, e questa tecnica è stata in particolare adottata nel brevetto francese 2504 882.

Ma in tutti i casi si poneva un problema che riguarda l'agganciamento delle barriere primarie che devono essere mantenute elasticamente in appoggio sulle barriere secondarie. Nel brevetto francese 2 462 336 la barriera primaria era agganciata alla barriera secondaria senza alcun collegamento con la struttura portante della nave, ciò che era molto vantaggioso per le caratteristiche di isolamento ma presentava degli inconvenienti per quanto riguarda il prezzo di costo e le possibilità di spurgo della barriera isolante primaria. Nel brevetto francese 2504 882 è stato proposto di agganciare direttamente la barriera isolante primaria alla struttura portante della nave mediante degli organi di ancoraggio che attraversavano la barriera di tenuta secondaria; ma questa tecnica provocava nella barriera di tenuta secondaria delle zone di concentrazione di sollecitazioni e creava un ponte termico diretto tra la barriera primaria e la struttura portante, ciò che era sfavorevole sul piano delle prestazioni di isolamento.

E' noto d'altra parte che è interessante, a parità di spessore della cisterna, aumentare lo spessore della barriera isolante secondaria a detrimento della barriera isolante primaria poiché,se si verifica una fuoriuscita al livello della barriera di tenuta primaria, la zona fredda accidentale è tanto più lontana dal doppio scafo quanto più è spessa la barriera isolante secondaria. Sfortunatamente la riduzione dello spessore della barriera isolante primaria è resa difficile a causa della struttura degli angoli di raccordo delle pareti della cisterna nelle zone in cui le paratie trasversali della nave raggiungono il doppio scafo; infatti, secondo le tecniche descritte, l'angolo di raccordo era realizzato sotto la forma di un anello, la cui struttura resta costante lungo tutto lo spigolo di intersezione della suddetta paratia trasversale con il doppio scafo della nave, come è descritto ad esempio nel brevetto francese 2683 786. E’ noto che, quando la nave si sposta per il moto ondoso, la deformazione della trave che la costituisce provoca, al livello della barriera di tenuta primaria e di quella secondaria, delle sollecitazioni di trazione notevolissime che di fatto si aggiungono alle sollecitazioni di trazione provocate in queste barriere di tenuta durante il raffreddamento della cisterna. L'anello di raccordo deve permettere ovviamente la ripresa di questi sforzi da parte della struttura portante e, nella domanda di brevetto francese 93-10720, è stata proposta una struttura che permette la ripresa di questi sforzi pur adottando una barriera di isolamento primaria di piccolo spessore.

Nello stato della tecnica che è stato descritto si constata che i diversi problemi sopra menzionati sono sempre stati risolti uno ad uno descrivendo delle strutture nelle quali la barriera di tenuta primaria e quella secondaria sono costituite ciascuna da un assemblaggio di corpi di fasciame metallici saldati gli uni agli altri con bordi sollevati. Ciascuna di queste due barriere di tenuta deve essere mantenuta in appoggio elastico sulla sua barriera isolante associata, da una parte evitando i ponti termici e dall'altra parte non portando a costi di realizzazione proibitivi. In tutte le realizzazioni descritte nello stato della tecnica per queste cisterne a doppia barriera di tenuta, la barriera di isolamento primaria e quella secondaria sono indipendenti e vengono posizionate separatamente .

La società depositante propone, secondo la presente invenzione, una struttura di cisterna che comprende due barriere di tenuta successive e che permette :

-da una parte di utilizzare una barriera di isolamento primaria di piccolo spessore che comprende una piastra rigida che realizza una buona resistenza rispetto agli urti prodotti sulle pareti della cisterna dai movimenti del liquido che viene trasportato, il piccolo spessore di questa barriera di isolamento avendo, in caso di fuoriuscita al livello della barriera di tenuta primaria, il vantaggio menzionato in precedenza;

-e d'altra parte di ridurre in modo considerevole il prezzo di costo di tale cisterna utilizzando dei pannelli prefabbricati che permettono in una sola operazione il posizionamento delle due barriere secondarie e della barriera di isolamento primaria della cisterna: adottando la struttura secondo l'invenzione, si può ottenere una diminuzione di circa il 25% del prezzo di costo. L'invenzione consiste dunque nel fatto di avere superato il pregiudizio che, per le cisterne con doppia barriera di tenuta, imponeva di sistemare sempre una barriera isolante secondaria e una barriera isolante primaria indipendenti, posizionate rispettivamente prima e dopo la barriera di tenuta secondaria, a sua volta indipendente .

Secondo l’invenzione i pannelli prefabbricati sopra menzionati comprendono due strati di isolante termico fra i quali è inserita una falda flessibile che costituisce la barriera di tenuta secondaria, l'insieme costituendo un sandwich" la cui coesione viene mantenuta mediante qualsiasi mezzo appropriato, ad esempio mediante incollatura; come sarà spiegato qui di seguitò, questo ' sandwich” comprende sulle sue due facce esterne delle piastre rigide una delle quali permette di realizzare il suo bloccaggio sulla struttura portante e l’altra permette di realizzare il bloccaggio della barriera di tenuta primaria. D'altra parte, con la struttura secondo l'invenzione, la barriera di tenuta secondaria trasmette solo un piccolo sforzo sull'anello di raccordo che si trova nell'angolo delle pareti della cisterna, di modo che la struttura di questo anello può essere semplificata.

Di conseguenza la presente invenzione ha per oggetto una cisterna stagna e isolante integrata in una struttura portante, in particolare di nave, la suddetta cisterna comprendendo due barriere di tenuta successive, una primaria in contatto con il prodotto contenuto nella cisterna e l'altra secondaria disposta fra la barriera primaria e la struttura portante, queste due barriere di tenuta essendo disposte in modo alternato con due barriere termicamente isolanti, la barriera di tenuta primaria essendo costituita da corpi di fasciame metallici con bordi sollevati verso l'interno della cisterna, i suddetti corpi di fasciame essendo realizzati in lamiera sottile con basso coefficiente di dilatazione ed essendo saldati bordo contro bordo, mediante i loro bordi sollevati, sulle due facce di un supporto di saldatura che è trattenuto meccanicamente sulla barriera isolante primaria e che costituisce un giunto scorrevole, caratterizzata dal fatto che le barriere secondarie e la barriera isolante primaria sono costituite essenzialmente da un gruppo di pannelli prefabbricati fissati alla struttura portante, ciascun pannello essendo formato in primo luogo da una prima piastra rigida che porta uno strato di isolante termico e che costituisce con esso un elemento di barriera isolante secondaria, in secondo luogo da una falda flessibile che aderisce sostanzialmente su tutta la superficie dello strato di isolante termico dell'elemento di barriera isolante secondaria sopra citato, la suddetta falda comprendendo almeno un sottile foglio metallico continuo che forma un elemento di barriera di tenuta secondaria, in terzo luogo da un secondo strato di isolante termico, che ricopre almeno parzialmente la falda sopra citata e che aderisce ad essa, e in quarto luogo da una seconda piastra rigida che ricopre il secondo strato di isolante termico e che costituisce con esso la barriera di isolamento primaria, le zone di giunzione di due pannelli adiacenti essendo otturate in modo da realizzare almeno la continuità della barriera di tenuta secondaria.

In una forma preferita di attuazione ciascun pannello presenta la forma generale di un parallelepipedo rettangolo, la prima piastra rigida e il primo strato di isolante termico avendo, visti in pianta, la forma di un primo rettangolo,il secondo strato di isolante termico e la seconda piastra rigida avendo, visti in pianta, la forma di un secondo rettangolo, i due rettangoli avendo i loro lati sostanzialmente paralleli, la lunghezza e la larghezza del secondo rettangolo essendo inferiori rispettivamente alla lunghezza e alla larghezza del primo rettangolo, un bordo periferico essendo così ricavato su ciascun pannello intorno all'elemento di barriera di isolamento primaria del suddetto pannello; è ovvio che la forma rettangolare per la prima e la seconda piastra rigida e per gli strati di isolamento termico, che corrispondono ad esse, comprende la forma quadrata; si può prevedere che i due rettangoli definiscano, visti in pianta, gli elementi di barriera ìsolante primaria e di barriera isolante secondaria di uno stesso pannello che hanno sostanzialmente lo stesso centro, il bordo periferico del suddetto pannello avendo allora una larghezza sostanzialmente costante.

Si preferisce che il fissaggio di un pannello prefabbricato sulla struttura portante venga effettuato grazie a dei mezzi di fissaggio regolarmente ripartiti in corrispondenza del bordo periferico del pannello; si può prevedere che i mezzi di fissaggio di un pannello sulla struttura portante siano delle viti prigioniere fissate sostanzialmente perpendicolarmente sulla suddetta struttura portante, le suddette viti prigioniere avendo la loro estremità libera filettata, la disposizione relativa dei pannelli e delle viti prigioniere essendo realizzata in modo che le viti prigioniere si trovano in corrispondenza del bordo periferico di un pannello, un pozzo essendo ricavato nel suddetto bordo periferico in corrispondenza di ciascuna vite prigioniera attraverso la falda flessibile del pannello e attraverso il primo strato di isolamento termico, il fondo del pozzo essendo costituito dalla prima piastra rigida del pannello e comprendendo un orifizio che permette il passaggio di una vite prigioniera, una rondella posizionata sulla vite prigioniera poggiando sul fondo del pozzo ed essendo trattenuta da un dado avvitato sulla vite periferici adiacenti e realizzando mediante il suo foglio metallico la continuità della tenuta. Per realizzare la continuità della barriera di isolamento primaria, si prevede vantaggiosamente che la zona periferica, che esiste fra gli elementi di barriera di isolamento primaria di due pannelli adiacenti, sia otturata per mezzo di tavolette isolanti ciascuna delle quali è costituita da uno strato di isolante termico ricoperto da una piastra rìgida, ciascuna tavoletta avendo lo spessore della barriera di isolamento primaria di modo che dopo l'aasemblaggio le piastre delle tavolette isolanti e le seconde piastre rigide dei pannelli costituiscono una parete sostanzialmente continua suscettibile di sostenere la barriera di tenuta primaria.

In modo noto il supporto di saldatura, associato ai corpi di fasciame metallici della barriera di tenuta primaria, è vantaggiosamente un profilato che ha una sezione retta a squadra, una delle alette della squadra essendo saldata ai bordi sollevati di due corpi di fasciame metallici adiacenti della barriera di tenuta primaria, mentre l'altra aletta è impegnata in una scanalatura praticata nello spessore della seconda piastra rigida di un pannello; secondo una disposizione prigioniera per costituire uh mezzo di fissaggio del pannello sulla struttura portante.

E' chiaro che al livello di ciascun pozzo e di ciascun giunto fra pannelli, quando i pannelli sono assemblati sulla struttura portante, non esiste più alcuna òontinuità delle barriere secondarie costituite dai pannelli; secondo l'invenzione le zone di giunzione di due pannelli adiacenti sono otturate in modo da realizzare la continuità delle tre barriere costituite dai pannelli; si prevede dunquè, per realizzare la continuità della barriera di isolamento secondaria, che ciascun pozzo venga otturato, dopo il fissaggio di un pannello sulla struttura portante, per mezzo di un tappo di materiale isolante termico, i giunti che esistono tra gli elementi di barriera di isolamento secondaria di due pannelli adiacenti essendo ugualmente otturati per mezzo di un materiale isolante termico. Inoltre, per realizzare la continuità della tenuta della barriera isolante secondaria, si prevede che, in corrispondenza dei pozzi e dei giunti fra pannelli, i bordi periferici adiacenti di due pannelli adiacenti siano ricoperti da una striscia di falda flessibile che comprende almeno un sottile foglio metallico continuo, la suddetta striscia essendo aderente ai due bordi vantaggiosa ciascuna seconda piastra rigida di un pannello comprende due scanalature parallele che ricevono ciascuna un supporto di saldatura, le zone centrali delle seconde piastre rigide di due pannelli adiacenti essendo ricoperte ciascuna da un corpo di fasciame della barriera di tenuta primaria mentre un altro corpo di fasciame con la stessa larghezza realizza la giunzione fra i due corpi di fasciame sopra citati.

Secondo una forma preferita di attuazione la falda flessibile, che realizza la funzione di barriera di tenuta secondaria in ciascun pannello, è costituita da tre strati, i due strati estremi essendo dei tessuti di fibre di vetro mentre lo strato intermedio è un foglio metallico; ovviamente lo stesso materiale è preferibilmente utilizzato per costituire le strisce di falda flessibile posizionate in corrispondenza dei bordi periferici dei pannelli; il foglio metallico può vantaggiosamente essere un foglio di alluminio che ha uno spessore di circa 0,1 mm.

Gli strati di isolante termico dei pannelli sono vantaggiosamente costituiti da un materiale plastico alveolare, quale una schiuma poliuretanica in particolare rinforzata mediante delle fibre di vetro per mezzo di imbottiture, tele, tessuti, fili o altro; questi pannelli possono comprendere, parallelamente alle loro facce maggiori, una pluralità di fibre di vetro che formano dei foglietti sostanzialmente paralleli; in questi strati i foglietti (tossono essere equidistanti, ma si può anche prevedere che i foglietti siano disposti con -una distanza tanto più ridotta quanto più bassa è la temperatura in servizio, nella zona considerata dello strato, per realizzare un rinforzo ottimale nella zona in cui sono massime le sollecitazioni meccaniche dovute al raffreddamento della cisterna. Si può prevedere in modo noto che ciascun pannello poggi sulla struttura portane tramite degli elementi di resina polimqrizzabile che permettono di rimediare alle imperfezioni delle pareti della struttura portante di modo che, indipendentemente dalle deformazioni locali della suddetta struttura portante, si possa ottenere, grazie alle seconde piastre dei pannelli e alle piastre delle tavolette isolanti posizionate in corrispondenza dei bordi periferici dei pannelli, una superficie continua regolare che costituisce un appoggio soddisfacente per i corpi di fasciame metallici della barriera di tenuta primaria.

In modo noto il raccordo di angolo della barriera primaria e di quella secondaria, nelle zone in cui le pareti della struttura portante si riuniscono angolarmente, viene realizzato sotto la forma di un anello di raccordo la cui struttura resta sostanzialmente costante lungo tutto lo spigolo di intersezione delle pareti della struttura portante. Secondo l'invenzione l'anello di raccordo ha una sezione sostanzialmente quadrata, le sue facce trovandosi nel prolungamento di ciascuna delle barriere di tenuta che arriva all*angola della cisterna, il suddetto anello comprendendo, in ciascuno dei suoi spigoli, due alette nel prolungamento delle sue facce salvo per lo spigolo che è più vicino allo spigolo di intersezione delle pareti che formano l’angolo della struttura portante, le due alette dirette verso la struttura portante essendo saldate su degli elementi piatti perpendicolari alle suddette pareti e portati da esse, le altre alette essendo rese solidali ciascuna con un elemento che fa parte di una delle barriere isolanti primaria o secondaria; si preferisce che le zone delimitate tra l'anello di raccordo e le pareti d'angolo della struttura portante, come pure lo spazio interno delimitato dall'anello con sezione quadrata, siano ried ite da un materiale ìsolante termico.

Per far comprendere meglio l'oggetto dell'invenzione, sarà ora descritta, a titolo puramente illustrativo e non limitativo, una forma di attuazione rappresentata nel disegno allegato. In questo disegno:

-la figura 1 rappresenta in sezione, perpendicolarmente alla parete di una struttura portante costituita dal doppio scafo o dalla doppia parete trasversale di una nave e in una posizione esplosa che rappresenta schematicamente il montaggio, i diversi elementi di una cisterna secondo l'invenzione in una zona della cisterna non vicina ad un angolo della cisterna;

-la figura 2 rappresenta in prospettiva un pannello della cisterna secondo l'invenzione, associato ad una striscia di falda flessibile e a delle tavolette isolanti rappresentate in posizione di montaggio prima dell'assemblaggio;

-la figura 2Ά rappresenta in modo particolareggiato la zona indicata con 2A nella figura 2;

-la figura 3 rappresenta, secondo una sezione perpendicolare allo spìgolo di un angolo della struttura portante, i diversi elementi costitutivi della cisterna secondo l'invenzione e in particolare l'anello di xaccordo e gli elementi speciali di barriere secondarie e primarie che sono associati ad esso;

-la figura 4 rappresenta una vista particolareggiata dell’anello di raccordo della figura 3 prima del posizionamento degli elementi di barriere isolanti primarie e secondarie, che sono associati ad esso e che permettono il collegamento ad un pannello corrente della cisterna;

-la figura 4A rappresenta in modo particolareggiato la parte 4A della figura 4;

-la figura 5 rappresenta schematicamente, in sezione, una prima realizzazione degli strati di isolante termico che costituiscono i pannelli della cisterna;

-la figura 6 rappresenta una variante di attuazione del pannello della figura 5.

Con riferimento al disegno, e più particolarmente alla figura 1, si vede che è stata indicata con 1 la parete del doppio scafo della nave in cui è installata la cisterna secondo l’invenzione che sarà descritta. E' noto che uno scafo di nave comprende anche delle paratie trasversali che suddividono lo scafo in compartimenti, queste paratie essendo ugualmente doppie; è stata indicata con 2, nelle figure 3 e 4, la parete di doppia paratia trasversale che delimita tale cisterna. Le pareti 1 e 2 costituiscono la struttura portante della cisterna descritta. Esse portano ciascuna delle viti prigioniere 3 che sono saldate su di esse perpendicolarmente e la cui estremità libera è filettata. Le viti prigioniere 3 sono disposte secondo delle linee parallele allo spigolo 4 costituito dall'intersezione delle paratie 1 e 2.

Si realizzano le due barriere secondarie e la barriera di isolamento primaria per mezzo di pannelli indicati con 5 nel loro insieme. Un pannello 5 presenta sostanzialmente la forma di un parallelepipedo rettangolo; esso è costituito da una prima piastra 6 di compensato sormontata da un primo strato di isolante termico 7, a sua volta sormontato da una falda flessibile 8; sulla falda 8 è disposto un secondo strato di isolante termico 9 che porta a sua volta una seconda piastra di compensato 10. Il sottogruppo 9,10 costituisce un elemento di barriera di isolamento primaria ed ha, vista in pianta, una forma rettangolare i cui lati sono paralleli a quelli del sottogruppo 6,7,8; i due sottogruppi hanno, visti in pianta, la forma di due rettangoli che hanno lo stesso centro, un bordo periferico 11 con lunghezza costante esistendo intorno a tutto il sottogruppo 9,10 ed essendo costituito dal bordo del sottogruppo 7,8,9. Il sottogruppo 6,7 costituisce un elemento di barriera di isolamento secondaria. La falda 8, che ricopre questo sottogruppo 6,7, costituisce un elemento di barriera di tenuta secondaria.

Il pannello 5 che è stato descritto può essere prefabbricato per costituire un gruppo i cui diversi costituenti sono incollati gli uni sugli altri nella disposizione sopra indicata; questo gruppo forma dunque le barriere secondarie e la barriera di isolamento primaria. Gli strati di isolante termico 7 e 9 possono essere costituiti da un materiale plastico alveolare quale una schiuma poliuretanica, a Cui vengono conferite delle buone proprietà meccaniche inserendovi dei tessuti di fibre di vetro. Si preferisce, per realizzare questi strati di isolante termico, disporre i tessuti di fibre di vetro nello spessore dello strato, di modo che essi costituiscono dei foglietti 12a, 12b paralleli alle facce maggiori degli strati 7 e 9, cioè alle facce maggiori del pannello 5. Nella figura 5 è stata rappresentata una disposizione nella quale i foglietti 12a hanno una distanza tanto più piccola quanto più ci si trova vicino all’interno della cisterna in cui esiste una temperatura di circa -160°C. Come variante è stata rappresentata nella figura 6 una realizzazione di strato isolante termico nella quale i foglietti 12fa hanno una distanza costante su tutto lo spessore dello strato. E' ovviamente possibile scegliere una tecnica per il primo strato di un pannello e l’altra tecnica per il secondo strato.

La falda flessibile 8, che è inserita a "sandwich" fra gli elementi di barriere di isolamento primaria e secondaria, è costituita da un materiale composito che comprende tre strati: i due strati esterni sono fatti di tessuti di fibre di vetro e lo strato intermedio è un foglio metallico sottile, ad esempio un foglio di alluminio con spessore di circa 0,1 mm. Questo foglio metallico costituisce la barriera di tenuta secondaria ed è incollato sullo strato di isolante termico 7; la sua flessibilità, grazie al suo piccolo spessore, gli permette di seguire le deformazioni del pannello 5 dovute alle deformazioni dello scafo provocate dal moto ondoso o dal raffreddamento della cisterna. Per realizzare il fissaggio dei pannelli 5 alla struttura portante si prevedono, regolarmente ripartiti su tutto il contorno del pannello, del pozzi 13 che sono delle sfinestrature cilindriche praticate nel bordo periferico 11 attraverso la falda flessibile 8 e lo strato di isolante 7 fino alla piastra di compensato 6; il fondo di un pozzo 13 è dunque costituito dalla prima piastra rigida 6 del pannello 5; il fondo del pozzo 13 è perforato per formare un orifizio 14 il cui diametro è sufficiente per lasciar passare una vite prigioniera 3; le viti prigioniere 3 e gli orifizi 14 sonno disposti in modo tale che, se si porta un pannello 5 di fronte alla parete 1 o 2 della struttura portante, si pud posizionare il suddetto pannello rispetto alla parete in modo che una vite prigioniera 3 si trovi di fronte a ciascun orifizio 14.

E’ noto che le pareti 1 o 2 di una nave presentano delle differenze rispetto alla superficie teorica prevista per la struttura portante semplicemente a causa delle imprecisioni di fabbricazione. In modo noto si ricuperano queste differenze mettendo in appoggio i pannelli 5 contro la struttura portante tramite dei parabordi di resina polimerizzabile 15 che permettono, a partire da una superficie di struttura portante imperfetta, di ottenere un rivestimento costituito da pannelli 5 adiacenti che presentano delle seconde piastre 10 che nel loro insieme definiscono una superficie praticamente senza differenza rispetto alla superficie teorica desiderata.

Quando si presentano così i pannelli 5 contro la struttura portante con 1' interposizione dei parabordi di resina 15, le viti prigioniere 3 penetrano negli orifizi 14 e si posizionano, sulla estremità filettata delle viti prigioniere 3, una rondella di appoggio 16 e un dado di serraggio 17.La rondella 16 viene applicata mediante il dado 17 contro la prima piastra rigida 6 del pannello 5 al fondo del pozzo 13. Si ottiene pertanto un fissaggio di ciascun pannello 5 contro la struttura portante mediante una pluralità di punti ripartiti su tutta la periferia del pannello, ciò che è favorevole da un punto di vista meccanico.

Quando tale fissaggio è stato realizzato, si otturano i pozzi 13 inserendovi dei tappi 18 di materiale isolante termico, questi tappi affiorando al livello del primo strato di isolante termico 7 del pannello. Inoltre si posiziona nelle zone di giunto, che separano i sottogruppi (6,7,8) di due pannelli 5 adiacenti, un materiale di isolamento termico costituito ad esempio da un foglio di schiuma plastica 20 ripiegato su se stesso a forma di U e inserito a forza nella zona di giunto. Tuttavia, se la continuità della barriera di isolamento secondaria è stata cosi ricostituita, la stessa cosa non si verifica per la continuità della barriera di tenuta secondaria formata dalla falda flessibile 8, poiché questa è stata perforata in corrispondenza di ciascun pozzo 13. Per ricostituire la continuità della barriera di tenuta secondaria, si posiziona, sul bordo periferico il che esiste fra due sottogruppi 9,10 di due pannelli 5 adiacenti, una striscia 19 formata da una falda flessibile identica alla falda flessibile 8 e si incolla la striscia 19 sui bordi periferici 11, in modo da otturare le perforazioni situate in corrispondenza di ciascun pozzo 13 e i giunti tra i pannelli, ciò che ricostituisce la continuità della barriera di tenuta secondaria.

Fra i sottogruppi (9,10) di due pannelli 5 adiacenti rimane allora una zona in depressione situata in corrispondenza dei bordi periferici 11, questa depressione avendo sostanzialmente come profondità lo spessore della barriera di isolamento primaria (9,10). Si otturano queste zone di depressione posizionandovi delle tavolette isolanti 21 costituite ciascuna da uno strato di isolante termico 22 e da una piastra rigida di compensato 23. Le tavolette isolanti 21 hanno una dimensione tale da riempire totalmente la zona situata al di sopra dei bordi periferici di due pannelli 5 adiacenti, queste tavolette isolanti essendo incollate sulle strisce 19 dal lato del loro strato 22, di modo che, dopo il loro posizionamento, la loro piastra 23 realizza una continuità fra le piastre 10 di due pannelli 5 adiacenti. Queste tavolette isolanti 21, la cui larghezza è imposta dalla distanza tra due sottogruppi 9,10 di due pannelli adiacenti, possono avere una larghezza più o meno grande, ma si preferisce che la lunghezza sia ridotta affinché all'occorrenza si possa posizionarle facilmente, anche nell'ipotesi di un leggero disallineamento di due pannelli 5 adiacenti.

Sono state cosi costituite in una sola operazione, mediante il posizionamento dei pannelli 5 contro la struttura portante, la barriera di tenuta secondaria e la barriera di isolamento primaria. E' chiaro che la quantità di manodopera richiesta viene pertanto considerevolmente ridotta per il posizionamento di queste tre barriere rispetto alle realizzazioni dello stato della tecnica. Ovviamente i pannelli 5 possono essere prefabbricati in serie in officina, ciò che migliora ancora il carattere economico di questa realizzazione.

E’ stata cosi realizzata una faccia sostanzialmente continua costituita dalle piastre rigide 10 e 23 dei pannelli 5 e delle tavolette isolanti 21. Rimane da posizionare la barriera di tenuta primaria che sarà sostenuta da queste piastre rigide. A questo scopo si è previsto di ricavare nelle piastre 10, al momento della fabbricazione dei pannelli 5, delle scanalature 24 che hanno una sezione retta a forma di T, l'anima della T essendo perpendicolare alla faccia della piastra 10, che si trova di fronte all'interno della cisterna,e le due alette della T essendo parallele alla suddetta faccia. In queste scanalature 24 si posiziona un supporto di saldatura costituito da un profilato 25 che ha una sezione retta a squadra, una delle alette 25a della Squadra essendo saldata ai bordi sollevati 26 di due corpi di fasciame metallici 27 adiacenti alla barriera di tenuta primaria, mentre l'altra aletta 25fc è impegnata nella parte della scanalatura 24 che è parallela al piano medio della piastra 10. In modo noto i corpi di fasciame 27 sono costituiti da lamiere di invar con spessore di 0,7 mm. Il supporto di saldatura 25 può scorrere all’interno della scanalatura 24 di modo che è stato cosi realizzato un giunto scorrevole che consente uno spostamento relativo dei corpi di fasciame 27 della barriera di tenuta primaria rispetto alle piastre rigide 10 e 23 che la sostengono. Ciascuna piastra 10 di un pannello 5 comprende due scanalature parallele 24 distanziate della larghezza di un corpo di fasciame e disposte simmetricamente rispetto all'asse longitudinale del pannello 5. Il dimensionamento dei pannelli 5 viene realizzato in modo che la distanza fra due alette di saldatura 25 adiacenti, posizionate in due pannelli 5 adiacenti, è uguale alla larghezza di un corpo di fasciame 27; si pud così posizionare un corpo di fasciame 27 in corrispondenza della zona centrale di ciascuna piastra 10 e un corpo di fasciame 27 fra i due corpi di fasciame 27 che ricoprono le zone centrali di due pannelli 5 adiacenti.

Conviene osservare che, secondo l'invenzione, la barriera di tenuta primaria è sostenuta da una piastra rigida, ciò che consente una buona resistenza agli urti dovuti ai movimenti del lìquido nella cisterna.

Per realizzare il raccordo della barriera primaria e di quella secondaria negli angoli della cisterna in vicinanza di uno spigolo 4, si utilizza un anello di raccordo rappresentato in modo particolareggiato nella figura 4. La struttura di questo anello di raccordo è sostanzialmente costante lungo tutto lo spigolo di intersezione 4 delle pareti 1 e 2 della struttura portante.

L'anello di raccordo è costituito da un assemblaggio saldato di più lamiere. Una prima lamiera 30 ha in sezione retta la forma di una doppia squadra; essa è assemblata mediante saldatura ad una lamiera piana 31, che comprende un ritorno a squadra 3la, e ad una lamiera piana 32 che è saldata su un’aletta di una delle piegature a squadra della lamiera 30 e sul ritorno a squadra 31a della lamiera 31. Il collegamento(30-32) viene realizzato in modo che la lamiera 32 si trova tra la lamiera 30 e un ritorno a squadra 33a,previsto sul bordo di una lamiera 33; nello stesso modo il collegamento (30-31) è previsto in modo che la lamiera 31 si trova tra la lamiera 30 e il ritorno a squadra 34a di Una lamiera 34. La lamiera 30 e le lamiere 31 e 32 definiscono tra di loro un volume interno la cui sezione retta è quadrata, il lato di questo quadrato corrispondendo allo spessore della barriera di isolamento primaria dei pannelli 5. Per saldare mediante resistenza in modo continuo tra due rulli tali anelli di raccordo, si comincia a saldare il collegamento (30-32-33a), poi si salda il collegamento {31a-32-35a.) e infine si salda il collegamento (30-31-34a.): pertanto non vi è alcuna difficoltà di realizzazione, anche se lo spessore della barriera di isolamento primaria è piccolo.

A titolo di esempio numerico si possono adottare dei pannelli 5 che hanno una lunghezza di 3,30 metri e una larghezza di 990 mm, lo spessore della barriera di isolamento secondaria essendo di 180 mm e quello della barriera di isolamento primaria essendo di 70 mm. La larghezza dei corpi di fasciame 27 tra due bordi sollevati è di 500 mm. Il quadrato della sezione retta dell'anello di raccordo ha dunque un lato di circa 70 mm, le lamiere che costituiscono questo anello essendo delle lamiere di invar con spessore di 1,5 mm.

L'anello di raccordo cosi costituito viene reso solidale con la struttura portante mediante saldatura su degli elementi piatti 36 che sono perpendicolari alle pareti 1 e 2. La lamiera 32 è saldata su uno degli elementi piatti 36 mentre la lamiera 31 è saldata sull'altro elemento piatto 36; l'agganciamento di questo anello di raccordo alla struttura portante viene dunque effettuato al livello della barriera di tenuta primaria poiché la lamiera 35 si trova nel prolungamento della lamiera 31.

Si introducono allora, nei vuoti esistenti fra l'anello di raccordo e lo spigolo 4, dei blocchi di materiale isolante 37,38; nello stesso modo, nella parte con sezione quadrata dell'anello di raccordo, si introducono dei blocchi di materiale isolante 39. Gli spazi residui, rispettivamente tra i blocchi 37 e 38 e le lamiere 32 e 31, sono riempiti con lana di vetro 40.

Nella figura 3 è stato rappresentato il collegamento fra tale anello di raccordo e il rivestimento costituito sulle pareti 1 e 2 dai pannelli 5 adiacenti. Un pannello 5 è rappresentato sulla parte destra della figura 3. Prima del suo posizionamento, si posiziona un pannello 41 che viene inserito, con l'interposizione di parabordi 15, tra la parete 1 e la lamiera 34 (o rispettivamente 33), il suddetto pannello 41 essendo ricoperto di compensato su tutte le sue facce salvo quella che si trova di fronte al pannello 5 adiacente. Questo pannello 41 viene in appoggio contro la lamiera 31 (o rispettivamente 32); esso viene fissato contro la parete 1 ricavando dei pozzi 13j3⁄4, analoghi ai pozzi 13, il cui fondo comprende un orifizio 14a in cui può penetrare una vite prigioniera 3; il pannello 41 viene fissato allo scafo mediante i dadi associati alle viti prigioniere 3 disposte al fondo dei pozzi 13&, i pozzi 13& essendo poi otturati mediante dei tappi 18ϋ. Dopo il posizionamento del pannello 41, si dispongono delle viti con testa fresata 42 per rendere solidale questo pannello 41 con la lamiera 34 (o rispettivamente 33). Si posiziona poi il pannello 5 adiacente, si introduce nello spazio di giunto un foglio di isolamento 20 e si ricoprono la lamiera 34 (o rispettivamente 33), il blocco 41 e il bordo periferico del pannello adiacente 5 per mezzo di una striscia 19a di falda flessibile identica alla striscia 19. La striscia 19a realizza la continuità della tenuta della barriera di tenuta secondaria.

Si posiziona poi, fra le lamiere 32 e 34 (o rispettivamente 35 e 33), un pannello isolante 43 che è costituito da una schiuma poliuretanica e che è fiancheggiato su due delle sue facce da piastre di compensato, una delle piastre di compensato venendo in appoggio contro la lamiera 31 (o rispettivamente 32) e l'altra portandosi in corrispondenza con la lamiera 32 (o rispettivamente 35), che viene fissata su questo pannello 43 per mezzo di viti con testa fresata 44. Questo pannello 43 si porta leggermente al di là della lamiera 32 (o rispettivamente 35) e lo spazio residuo, fra il pannello 43 e il sottogruppo (9,10) del pannello 5 adiacente, viene riempito per mezzo di una tavoletta isolante 45, la cui faccia che si trova di fronte all'interno della cisterna è costituita da una piastra di compensato. Si realizza cosi la presenza di una piastra rigida continua fra la piastra 10 del pannello 5 adiacente e il bordo libero della lamiera 32 (o rispettivamente 35). Il gruppo dei pannelli 5 è ricoperto dai corpi di fasciame 27 e si realizza il collegamento fra la estremità dei corpi di fasciame 27 e la lamiera 32 (o rispettivamente 35) per mezzo di corpi di fasciame di raccordo 46, le cui due estremità sono saldate rispettivamente sui corpi di fasciame 27 e sulla lamiera 32 (o rispettivamente 35) e i cui bordi sollevati 47 vengono saldati sulle estremità dei bordi sollevati 26, questi corpi di fasciame speciali46 essendo anche saldati bordo contro bordo fra di loro. Si realizza così la continuità della barriera di tenuta primaria negli angoli della cisterna.

Si constata che la realizzazione che è stata descritta permette di ottenere delle caratteristiche di isolamento buone come nelle realizzazioni dello stato della tecnica, con un prezzo di costo ridotto di circa il 25% grazie all'utilizzazione di elementi prefabbricati le cui sollecitazioni meccaniche si esercitano essenzialmente sulla barriera di tenuta primaria e vengono riprese, tramite l'anello di raccordo e gli elementi piatti 36, sulla struttura portante.

Claims (19)

1. RIVENDICAZIONI 1. Cisterna stagna e isolante integrata in una struttura portante, in particolare di nave, la suddetta cisterna comprendendo due barriere di tenuta successive, una primaria in contatto con il prodotto contenuto nella cisterna e l'altra secondaria disposta tra la barriera primaria e la struttura portante (1,2 ) , queste due barriere di tenuta essendo disposte in modo alternato con due barriere termicamente isolanti, la barriera di tenuta primaria essendo costituita da corpi di fasciame (27) metallici con bordi (26) sollevati verso l'interno della cisterna, i suddetti corpi di fasciame (27) essendo realizzati in lamiera sottile con basso coefficiente di dilatazione ed essendo saldati bordo contro bordo, mediante i loro bordi (26) sollevati, sulle due facce di un supporto di saldatura (25) che è trattenuto meccanicamente sulla barriera isolante primaria e che costituisce un giunto scorrevole, caratterizzata dal fatto che le barriere secondarie e la barriera isolante primaria sono essenzialmente costituite da un gruppo di pannelli (5) prefabbricati fissati alla suddetta struttura portante (1,2), ciascun pannello (5) essendo formato in primo luogo da una prima piastra rigida (6), che porta uno strato (7) di isolante termico e che costituisce con esso un elemento di barriera isolante secondaria, in secondo luogo da una falda flessibile (8) che è aderente sostanzialmente su tutta la superficie dello strato (7) di isolante termico dell'elemento di barriera isolante secondaria sopra citata, la suddetta falda (8) comprendendo almeno un sottile foglio metallico continuo che forma un elemento di barriera di tenuta secondaria, in terzo luogo da un secondo strato (9) di isolante termico, che ricopre almeno parzialmente la falda (8) sopra citata e che è aderente ad essa, e in quarto luogo da una seconda piastra rigida (10) che ricopre il secondo strato (9) di isolante termico e qhe costituisce con esso la barriera di isolamento primario, le zone di giunzione di due pannelli (5) adiacenti essendo otturate in modo da realizzare meglio la continuità della barrierà di tenuta secondaria.
2. 2. Cisterna secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che ciascun pannello ha la forma generale di un parallelepipedo rettangolo, la prima piastra rigida (6) e il primo strato (7) di isolante termico avendo, visti in pianta, la forma di un primo rettangolo, il secondo strato (9) di isolante termico e la seconda piastra rigida (10) avendo, visti in pianta, la forma di un secondo rettangolo, i due rettangoli avendo i loro lati sostanzialmente paralleli, la lunghezza e la larghezza del secondo rettangolo essendo inferiori rispettivamente alla lunghezza e alla larghezza del primo rettangolo, un bordo periferico (11) essendo così ricavato su ciascun pannello (5) intorno all'elemento di barriera di isolamento primaria del suddetto pannello.
3. 3. Cisterna secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che i due rettangoli, che definiscono, visti in pianta, gli elementi di barriera isolante primaria e secondaria di uno stesso pannello, hanno sostanzialmente lo stesso centro, il bordo periferico (11) del suddetto pannello avendo una larghezza sostanzialmente costante .
4. 4. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 2 o 3, caratterizzata dal fatto che il fissaggio di un pannello (5) prefabbricato sulla struttura portante (1,2) viene effettuato grazie a dei mezzi di fissaggio regolarmente ripartiti in corrispondenza del bordo periferico (11) del pannello (5).
5. 5. Cisterna secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che i mezzi di fissaggio di un pannello (5) sulla suddetta struttura portante (1,2) sono delle viti prigioniere (3) fissate sostanzialmente perpendicolarmente sulla struttura portante (1,2), le suddette viti prigioniere (3) avendo ciascuna la loro estremità libera filettata, la disposizione relativa dei pannelli (5) e delle viti prigioniere (3) essendo realizzata in modo che le viti prigioniere (3) si trovano in corrispondenza del bordo periferico (11) di un pannello, un pozzo (13) essendo ricavato nel suddetto bordo periferico (11) in corrispondenza di ciascuna vite prigioniera (3) attraverso la falda isolante (8) del pannello (5) e attraverso il primo strato (7) di isolante termico, il fondo del pozzo (13) essendo costituito dalla prima piastra rigida (6) del pannello (5) e comprendendo un orifizio (14) che permette il passaggio di una vite prigioniera (3), una rondella (16), posizionata sulla vite prigioniera (3), poggiando sul fondo del pozzo (13) ed essendo trattenuta da un dado (17) avvitato sulla vite prigioniera (3), per costituire un mezzo di fissaggio del pannello (5) alla struttura portante (1,2).
6. 6. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a S, caratterizzata dal fatto che le zone di giunzione di due pannelli (5) adiacenti sono otturate in modo da realizzare la continuità delle tre barriere costituite dai pannelli (S).
7. 7. Cisterna secondo le rivendicazioni 5 e 6 prese simultaneamente, caratterizzata dal fato che ciascun pozzo (13) viene otturato, prima del fissaggio di un pannello (5) alla struttura portante (1,2), per mezzo di un tappo (18) di materiale isolante termico, i giunti esistenti fra gli elementi di barriera di isolamento secondaria di due pannelli (5) adiacenti essendo ugualmente otturati per meézo di un materiale isolante termico (20).
8. 8. Cisterna secondo le rivendicazioni 5 e 6 prese simultaneamente, caratterizzata dal fatto che, in corrispondenza dei pozzi (13) e dei giunti fra pannelli, i bordi periferici (11) adiacenti di due pannelli (5) adiacenti sono ricoperti da una striscia (19) di falda flessibile che comprende almeno un sottile foglio metallico continuo, la suddetta striscia (19) essendo aderente sui due bordi periferici (11) adiacenti e realizzando, mediante il suo foglio metallico, la continuità della tenuta della barriera di tenuta secondaria.
9. 9. Cisterna secondo la rivendicazione 8, caratterizzata dal fatto che la zona periferica esistente fra gli elementi di barriera di isolamento primaria di due pannelli adiacenti viene otturata per mezzo di tavolette isolanti (21) ciascuna delle quali è costituita da uno strato (22) di isolante termico ricoperto da una piastra rigida (23), ciascuna tavoletta (21) avendo lo spessore della barriera di isolamento primaria, di modo che dopo l'assemblaggio le piastre (23) delle tavolette isolanti (21) e le seconde piastre rigide (10) dei pannelli (5) costituiscono una parete sostanzialmente continua suscettibile di sostenere la barriera di tenuta primaria.
10. 10. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a 9, caratterizzata dal fatto che il supporto di saldatura (25), associato ai corpi di fasciame metallici (27) della barriera di tenuta primaria, è un profilato che ha una sezione retta a squadra, una delle alette (25a) della squadra essendo saldata ai bordi sollevati (26) di due corpi di fasciame metallici (27) adiacenti della barriera di tenuta primaria, mentre l'altra aletta (25jb) è impegnata in una scanalatura (24) praticata nello spessore della seconda piastra rigida (10) di un pannello (5).
11. 11. Cisterna secondo la rivendicazione 10, caratterizzata dal fatto che ciascuna seconda piastra rigida (10) di un pannello (5) comprende due scanalature (24) parallele che ricevono ciascuna un supporto di saldatura (25),le zone centrali delle seconde piastre rigide (IO) di due pannelli (5) adiacenti essendo ricoperte ciascuna da un corpo di fasciame (27) della barriera di tenuta primaria, mentre un altro corpo di fasciame (27) con la stessa larghezza realizza la giunzione fra i due corpi di fasciame (27) sopra citati.
12. 12. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a 11, caratterizzata dal fatto che la falda flessibile (8) di un pannello (5) è costituita da tre strati, i due strati estremi essendo dei tessuti di fibre di vetro mentre lo strato intermedio è un foglio metallico.
13. 13. Cisterna secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che il foglio metallico è un foglio di alluminio che ha uno spessore di circa 0,1 mm.
14. 14. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a 13, caratterizzata dal fatto che gli strati (7,9) di isolante termico dei pannelli (5) sono costituiti da un materiale plastico alveolare e comprendono, parallelamente alle loro facce maggiori, una pluralità di tessuti di fibra di vetro che formano dei foglietti sostanzialmente paralleli.
15. 15. Cisterna secondo la rivendicazione 14, caratterizzata dal fatto che i foglietti sono equidistanti ο sono disposti con una distanza tanto più ridotta quanto più è bassa la temperatura in servizio nella zona considerata dello strato.
16. 16. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a 15, caratterizzata dal fatto che ciascun pannello (5) poggia sulla struttura portante (1,2) tramite degli elementi (15) di resina polimerizzabile che permettono di rimediare alle imperfezioni delle pareti della struttura portante (1,2).
17. 17. Cisterna secondo una delle rivendicazioni 1 a 16, caratterizzata dal fatto che il raccordo d’angolo della barriera primaria e di quella secondaria, nelle zone in cui le pareti della struttura portante (1,2) si riuniscono sostanzialmente ad angolo retto, viene realizzato sotto la forma di un anello di raccordo la cui struttura rimane sostanzialmente costante lungo tutto lo spigolo di intersezione (4) delle pareti della struttura portante.
18. 18. Cisterna secondo la rivendicazione 17, caratterizzata dal fatto che 1' anello di raccordo ha una sezione retta sostanzialmente quadrata, le sue facce trovandosi nel prolungamento di ciascuna delle barriere di tenuta che arriva all'angolo della cisterna, il suddetto anello comprendendo, in ciascuno dei suoi spigoli, due alette nel prolungamento delle sue face salvo per lo spigolo che è più vicino allo spigolo di intersezione (4) delle pareti che formano l'angolo della struttura portante, le due alette dirette verso la struttura portante (1,2) essendo saldate su degli elementi piatti (36) perpendicolari alle suddette pareti e portati da esse, le altre alette essendo rese solidali ciascuna con un elemento che fa parte di una delle barriere isolanti primaria o secondaria.
19. 19. Cisterna secondo la rivendicazione 18, caratterizzata dal fatto che le zone delimitate tra l’anello di raccordo e le pareti d'angolo della struttura portante (1,2), come pure lo spazio interno delimitato dall'anello di raccordo, sono riempite da un materiale isolante termico (37,38,39) .