(57)【要約】【解決手段】  温度が−６２℃（−８０°Ｆ）以下の極低温である加圧流体を貯蔵するのに適した容器（１）であって、自己支持式のライナー（３）と、荷重支持複合包被（２）とから構成され、温度変化中に容器（１）が破損することを実質的に防止するための手段が提供されている。
2005529286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器であって、前記容器が、
（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器と、
を備えていることを特徴とする容器。
【請求項２】
前記荷重支持容器は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されてなる最外包被層を有していることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項３】
請求項１に記載された構成要素（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項４】
前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、請求項１に記載された構成要素（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項５】
前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、請求項１に記載された構成要素（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項６】
圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器であって、前記容器が、
（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器と、
を備えていることを特徴とする容器。
【請求項７】
圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器を製造する方法であって、前記方法が、
（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器を形成する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載された段階（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
段階（ａ）における前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、請求項７に記載された段階（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
段階（ａ）における前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、請求項７に記載された段階（ｂ）に代えて、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器を形成する段階、
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器を製造する方法であって、前記方法が、
（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、
（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器を形成する段階と、
を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１２】
圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するための方法であって、前記方法が、前記加圧液化天然ガスを少なくともひとつの容器に収容する段階であって、前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器と、を備えているような容器であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器と、を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧流体を収容するための改良された容器及び方法、並びにかかる容器の製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、自己支持式のライナーと荷重支持複合包被とを備えた容器であって、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するときに容器が破損することを実質的に防止する手段が提供されているような容器、及びかかる容器を使用して加圧流体を収容する方法、並びにかかる容器の製造方法に関する。いくつかの実施形態においては、本発明は、加圧液化天然ガス（ＰＬＮＧ）を貯蔵するための改良された容器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願においては、様々な用語が定義されて使用されている。便宜を図るために、明細書の末尾に用語集を提供することとした。
発明の名称を、"Improved System for Processing, Storing, and Transporting Liquefied Natural Gas"とする、米国特許第６，０８５，５２８号（“ＰＬＮＧ特許”と称する。）は、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの広範囲にわたり、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの広範囲にわたるような、加圧液化天然ガス（ＰＬＮＧ）を貯蔵して海上輸送するための容器と輸送船とを開示している。ＰＬＮＧ特許に開示されている容器は、９重量％未満のニッケルを含み、８３０ＭＰａ（１２０ｋｓｉ）を越える引張強度と、約−７３℃（−１００°Ｆ）よりも低温であるＤＢＴＴ（用語集に定義している強靭性の基準である。）とを有するような、超高強度低合金鋼から構成されている。ＰＬＮＧ特許に記載されているように、同発明における好ましい運転圧力及び温度においては、ＰＬＮＧプラントの処理配管及び設備における最も低温の運転領域に約３．５重量％のニッケル鋼を使用することができるが、これに対して、従来のＬＮＧプラント（すなわち、大気圧圧力で約−１６２℃（−２６０°Ｆ）の温度であるＬＮＧを処理するプラント）における同様な設備には、より高価な９重量％のニッケル鋼又はアルミニウムが必要になるのが通例である。従来のＬＮＧプラントに勝る経済的な利点を提供するためには、ＰＬＮＧプラントの運転条件下において適当な強度と破壊靭性とをもつような高強度低合金鋼を使用して、ＰＬＮＧプラントにおける配管や、関連する構成要素（例えばフランジ、バルブ、取付具など）、及びその他の設備を構成することが好ましい。発明の名称を、"Process Components, Containers, and Pipes Suitable For Containing and Transporting Cryogenic Temperature Fluids"とする、米国特許第６，２１２，８９１号（“プロセス要素特許”と称する。）は、極低温の流体を収容及び輸送するために適している、プロセス要素、容器、及び配管を開示している。より詳しくは、プロセス要素特許は、９重量％未満のニッケルを含み、８３０ＭＰａ（１２０ｋｓｉ）を越える引張強度と、約−７３℃（−１００°Ｆ）よりも低温であるＤＢＴＴとを有するような、超高強度低合金鋼から構成されてなるプロセス要素、容器、及び配管を開示している。発明の名称を、"Systems And Methods For Producing And Storing Pressurized Liquefied Natural Gas"とする、米国特許第６，４６０，７２１号（“非荷重支持ライナー容器の特許”と称する。）は、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの広範囲にわたり、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの広範囲にわたるような、加圧液化天然ガス（ＰＬＮＧ）を貯蔵して海上輸送するための容器と輸送船とを開示している。非荷重支持ライナー容器の特許に開示されている容器は、（ａ）複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適しているような荷重支持容器と、（ｂ）前記容器に接触している、実質的に荷重を支持しないライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過であ���障壁を提供するような前記ライナーと、から構成されている。
【０００３】
ＰＬＮＧ特許とプロセス要素特許とにあっては、ＰＬＮＧプラントと、ＰＬＮＧを貯蔵及び輸送するために使用される容器と、の間にある結合要素に超高強度低合金鋼を利用している。鋼を使用して容器を構成することが、輸送船でＰＬＮＧを貯蔵及び輸送する上で、商業的に存立可能な手段を提供しないとしたならば、プラントで作られたＰＬＮＧを商業的に輸送するための機構は存在しないことになるであろうから、プラントにおいてどこかに鋼を使用することは無意味になるだろう。逆に、ＰＬＮＧプラントに鋼を使用することは、従来のＬＮＧ運転に勝るいくつかの経済的な節約をもたらすけれども、最も大きな経済的利益は、プラントを著しく簡素化することができる（そして結果的にコストを低減できる）ことに由来する。プラントのデザインが比較的簡易であるために、ＰＬＮＧプラントは、能力が同一であれば、従来のＬＮＧプラントに比べて、実質的に安価になる。さらに、ＰＬＮＧ輸送システムに鋼を使用することは商業的に存立可能であって、従来のＬＮＧ運転に勝るいくつかの経済的な節約をもたらすけれども、鋼製の容器の重量は、ＰＬＮＧの積荷重量に比べて重いので、結果的に積荷積載能力性能係数（ＰＦ）は比較的低くなる。圧縮流体の貯蔵容器におけるＰＦは、積荷から作用する圧力（Ｐ）と、容器の容積（Ｖ）と、容器の重量（Ｗ）とに対して、方程式 ＰＦ＝ＰＶ／Ｗ によって定められる。現在の総鋼製のＰＬＮＧシステム（すなわちプラント及び輸送装置）において欠けている点は、低コストで高いＰＦの容器を基礎とした、ＰＬＮＧを取り扱うことができる輸送システムをＰＬＮＧプラントと組み合わせることである。
【０００４】
軽量な複合包被型の圧力容器を構成するために、高い強度−重量比率を提供する、ハイパフォーマンスの繊維が使用されている。そうした軽量圧力容器は、航空宇宙産業において、また、消防隊員や炭坑労働者、及び救命隊員などの専門職のための非常用呼吸装置のような生命維持装置において、広範囲に使用されている。こうした圧力容器は、医療用や航空機の乗員・乗客のための携帯酸素としても使用されている。Ｓｅａｌらによる米国特許第５，８２２，８３８号は、そうした高圧ガス収容装置のデザインに使用される、２つの主要な技術を開示している。第１のアプローチは、最も一般的なもので、薄い金属ライナー（例えばアルミニウム）を使用することであるが、かかるライナーは、毎回の圧力サイクルにおいて、繊維／複合材の歪が、ライナーの降伏歪（又は弾性能力）に比べて高くなるために、実用サイクル中に降伏する。このことは一般に、ライナーのサイクル寿命を制限し、もって圧力容器の寿命を制限する。このアプローチにおいては、ライナーは非荷重支持、つまり構造的荷重を支える点では実質的にまったく貢献しないものであって、単に圧力容器からガスが透過しないための障壁としてのみ役に立つ。そうしたライナーは、代表的には、複合材に接着される。第２のアプローチは、ライナーの素材として、圧力の加わる実用中に、繊維の歪に比べて大きな弾性範囲をもつような素材を選択することである。この場合、圧力運転サイクル中に、ライナーは弾性状態のままに維持されるので、ライナーの寿命は長くなる。ライナーはまた、構造的な荷重を共有負担することが要求され、従って荷重支持ライナーとして特徴付けられる。代表的に、ライナーは弾性範囲において機能できる十分な厚みでなければならないために、複合材は円周方向だけに設けられる。Ｓｅａｌらは、チタン製のライナーが好ましいとしている。Ｂｌａｉｒらによる米国特許第５，５７７，６３０号と、Ｍｉｔｌｉｔｓｋｙらによる米国特許第５，７９８，１５６号とはいずれも、圧縮された天然ガスを貯蔵及び輸送するための、ライナー付きの複合材の圧力容器を開示している。
【０００５】
そうした複合材包被の圧力容器を極低温の用途に使用することは、ライナー素材と複合材とのＣＴＥつまり熱膨張収縮係数が相違することに起因する、このデザインに固有の別問題をもたらす。代表的なＣＴＥの値は、炭素繊維複合材については約−５．６×１０-7m/m/K（−１×１０-6in/in/°F）であり、ガラス繊維複合材については約３．３×１０-6m/m/K（６×１０-6in/in/°F）であり、アルミニウムについては約７．２×１０-6m/m/K（１３×１０-6in/in/°F）である。代表的な複合材の圧力容器は極低温にまで冷却されるので、代表的にアルミニウムであるライナーは、複合素材よりも大きく収縮する傾向があって、このために、ライナーは複合材の巻線から剥離して、結果的に早期の破損をもたらす。ＣＴＥ問題を解決する革新的なアプローチは、いくつかの特許、例えばＷｉｎｄｅｃｋｅｒによる米国特許第４，８３５，９７５号、Ｂｏｌｔｏｎによる米国特許第３，８３０，１８０号、及びＢｒｏｏｋらによる米国特許第４，０７３，４００号などの主題になっている。例えば、Ｗｉｎｄｅｃｋｅｒによる米国特許第４，８３５，９７５号は、低炭素鋼製のライナー（ＣＴＥは約３．１×１０-6m/m/K（５．５×１０-6in/in/°F）である。）と、これに匹敵するＣＴＥをもったガラス繊維の複合材とを使用することによって、問題点を解決することを提案している。
【０００６】
Ｂｏｌｔｏｎによる米国特許第３，８３０，１８０号では、通常のＬＮＧ、つまり大気圧圧力で約−１６２℃（−２６０°Ｆ）の温度であるＬＮＧを輸送するために、二重壁にされた複合材の円筒形容器の構成を使用することを開示している。しかしながら、Ｂｏｌｔｏｎの容器における荷重支持内壁は、約０．３４〜０．４１ＭＰａ（５０〜６０ｐｓｉ）の最大圧力にデザインされているので、Ｂｏｌｔｏｎの容器はＰＬＮＧの輸送及び貯蔵には適していない。さらに、Ｂｏｌｔｏｎは、ライナーの素材については説明することなく、ＦＲＰ管（繊維強化プラスチック管）のようなプラスチック材料を使用したり、または、その他の「極低温に曝されても応力に耐えられる」適当な材料を使用したりして、容器の内壁及び外壁を構成するとしているが、当業者には周知であるように、極低温にあってはＦＲＰの樹脂は微小クラックを生じさせて製品に対して不透過ではなくなるために、ＦＲＰを使用するならば、ライナーを使用することが必須になる。
【０００７】
米国カリフォルニア州サンディエゴにて、１９８１年８月１０日〜１９８１年８月１４日に開催された、第４回国際極低温素材学会のために先行発行された、"Advances in Cryogenic Engineering Materials"の第２８巻において、Ｓ．Ｇ．Ｌａｄｋａｎｙによる、"Composite Aluminum-Fiberglass Epoxy Pressure Vessels for Transportation of LNG at Intermediate Temperature"は、温度及び圧力の条件が、限界条件である１９１Ｋ、４．６９ＭＰａ（−１１６°Ｆ、６８０ｐｓｉ）から大気圧条件である１０６Ｋ、０．１ＭＰａ（−２６８°Ｆ、１４．７ｐｓｉ）までの間である、液化天然ガス（ＬＮＧ）を輸送するための圧力容器のデザインについて議論している。Ｌａｄｋａｎｙのデザインでは、厚みが４７mm（１．８５インチ）であるアルミニウムの容器の外周を、厚みが１７mm（０．６７インチ）である高強度ガラス繊維エポキシ層、又は厚みが５１mm（２インチ）である引抜成形されたガラス・ポリエステルの包被によって補強して、２．１６ｍ（７．１フィート）間隔にて外周に設けたフレームによって、これを座屈しないように補強している。補強フレームは、輸送及び運転中に、自立した容器を構造的に支持及び固定するためにも使用される。円周方向に巻いて作られた圧力容器における金属製ライナーは、荷重を分担するもので、複合材の包被には接着されていない。従って、つぶれに抵抗するためには補強フレームが必要になって、このために、デザインは複雑化して、圧力容器のサイズに制約が生じる。Ｌａｄｋａｎｙは、中間的な温度のＬＮＧを収容するために、溶接アルミニウム製の圧力容器を選択している。
【０００８】
Ｇｒｅｉｓｔ，IIIらによる米国特許第５，４９９，７３９号は、圧力容器においてガスの透過性を調節し、下限は−４０℃（−４０°Ｆ）までと記載されている低温において使用できるように、改質されたナイロン６又はナイロン１１の材料から作られた熱可塑性のライナーを開示している。Ｂｅｅｓらによる米国特許第５，６５８，０１３号は、液状及びガス状である燃料を貯蔵して吐出するための車両用の燃料タンクを開示していて、その構築にあっては、全部複合材から又はガラス繊維補強素材から作ることができると示唆している。この特許に開示されている液体燃料は、常温で大気圧の在来の液体燃料である。Ｂｅｅｓらと、前述したＭｉｔｌｉｔｓｋｙらとのいずれも、彼らのタンク／容器の性能係数をさらに高めるために、金属コーティングされたポリマー・ベースのライナーを提案している。しかしながら、その複雑さ、並びに金属蒸着処理及びライナー製造工程が高コストであるために、ＢｅｅｓらとＭｉｔｌｉｔｓｋｅｙらによるタンク／容器は、最大のペイロード運搬能力を主要な目的として、故にタンク／容器の重量が小さいことは極めて希少的であるような用途に主に適している。Ｙａｍａｄａらによる米国特許第５，６９５，８３９号は、適切なガス障壁を有した複合容器を開示していて、容器を構成するパッケージ素材は層構造を有していて、アルミニウム・ホイルなどの素材の層を、層構造の中に配置ないし介在させている。しかしながら、これらのいずれの文献に開示されている容器も、ＰＬＮＧの温度及び圧力のような、−４０℃（−４０°Ｆ）よりも低温で、かつ高い圧力をもった流体を収容するようにはデザインされていない。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，０８５，５２８号
【特許文献２】米国特許第６，２１２，８９１号
【特許文献３】米国特許第６，４６０，７２１号
【特許文献４】米国特許第５，８２２，８３８号
【特許文献５】米国特許第５，５７７，６３０号
【特許文献６】米国特許第５，７９８，１５６号
【特許文献７】米国特許第４，８３５，９７５号
【特許文献８】米国特許第３，８３０，１８０号
【特許文献９】米国特許第４，０７３，４００号
【特許文献１０】米国特許第５，４９９，７３９号
【特許文献１１】米国特許第５，６５８，０１３号
【特許文献１２】米国特許第５，６９５，８３９号
【非特許文献１】Advances in Cryogenic Engineering Materials 第２８巻
【００１０】
従来の液化天然ガス("ＬＮＧ")は代表的に、極低温の運転が可能であるアルミニウムや鋼から作られた球体形又は球体形に近似した形状であるタンク（“モス球”と通称される。）を使用して、大気圧圧力で約−１６２℃（−２６０°Ｆ）の温度にて、海上輸送される。これらの球体形のタンクの実用圧力は、ＰＬＮＧの用途には低すぎる。ＰＬＮＧの実用圧力のための非常に大きなタンクを在来の素材を使用してデザインすることは、異常に厚い素材を要求されるために、製造上の困難な問題となる。ＰＬＮＧ特許に開示された、ＰＬＮＧを貯蔵及び輸送する容器は、超高強度低合金鋼から構成されている。しかしながら、ＰＬＮＧ特許に開示されたＰＬＮＧ容器の構成に使用される鋼は高い強度を有するものの、こうした容器を用いた容器システムの重量は積荷に比べて重くなり、喫水や安定性などのパラメータを介して船のデザインに制約を与える。さらに、これらの容器は、代表的なモス球のＬＮＧ容器に比べると、直径が小さい円筒形の形状である傾向があるので、積荷の積載と荷降ろしとを簡単にするためには、極低温等級の素材で相互結合して容器の数を少なくする必要があるだろう。さらに、円筒形である容器の構成は、船の方形係数に影響することで船の幾何学的デザインに影響し、よってエンジン出力についての要求条件を高めると共に、機関室からの見通し線の障害になる。船の方形係数は、船の排水容積をＶ、船の垂直間長さをＬ、船幅をＢ、船の喫水をＴとしたとき、Ｖ／(Ｌ)(Ｂ)(Ｔ)によって定義される。
【００１１】
非荷重支持ライナー容器の特許は、非荷重支持ライナーを備え、軽量でハイパフォーマンスであるような複合容器を基礎とした、変形例による容器システムのデザインを提案している。重量が軽減されることで、重量に関連した制約が排除されて、船のデザインは改善される。しかしながら、複雑な薄いライナーを備えた複合容器を製造するには、容器のサイズと形状とについて制約があるので、配管に関する要求が複雑化して、船の幾何学的デザインに影響を与える。
上述したような技術の進歩によって、加圧液化天然ガス（ＰＬＮＧ）を生産及び貯蔵する装置及び方法が提供されているにもかかわらず、ＰＬＮＧを貯蔵及び輸送するための改良された容器及び方法が求められる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、本発明の目的は、そうした改良された容器及び方法を提供することである。本発明の他の目的は、以下の発明についての説明から明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のひとつの実施形態においては、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器が提供されて、前記容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器と、を備えている。ひとつの実施形態では、前記容器における前記荷重支持容器は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されてなる最外包被層を有している。他の実施形態においては、前記容器における構成要素（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有しているような上記荷重支持容器、を備えている。他の実施形態においては、前記容器における前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、構成要素（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えているような上記荷重支持容器、を備えている。他の実施形態においては、前記容器における前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、構成要素（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えているような上記荷重支持容器、を備えている。
【００１４】
本発明による他の実施形態においては、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０゜Ｆ）から約−６２℃（−８０゜Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器が提供されて、前記容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０゜Ｆ）から約−６２℃（−８０゜Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であるような上記荷重支持容器と、を備えている。
【００１５】
また、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０゜Ｆ）から約−６２℃（−８０゜Ｆ）までであるような加圧流体を貯蔵するのに適した容器を製造する方法が提供されて、前記方法は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０゜Ｆ）から約−６２℃（−８０゜Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなる、ような上記荷重支持容器を形成する段階と、を備えている。他の実施形態においては、前記方法における段階（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有している、ような上記荷重支持容器を形成する段階、を備えている。前記方法の他の実施形態においては、段階（ａ）における前記自己支持式のライナーは本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、段階（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えている、ような上記荷重支持容器を形成する段階、を備えている。前記方法の他の実施形態においては、段階（ａ）における前記自己支持式のライナーは本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、段階（ｂ）に代えて、（ｂ）  前記自己支持式のライ��ーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えているような上記荷重支持容器を形成する段階、を備えている。
【００１６】
また、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するのに適した容器を製造する方法が提供されて、前記方法は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーを作製する段階と、（ｂ）  前記自己支持式のライナーを適当な複合素材で包被して、前記自己支持式のライナーに接触する荷重支持容器を形成する段階であって、前記荷重支持容器は、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であるような上記荷重支持容器を形成する段階と、を備えている。
【００１７】
本発明のさらに別の実施形態においては、圧力が約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までで、温度が約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までであるような加圧液化天然ガスを貯蔵するための方法が提供されて、前記方法は、前記加圧液化天然ガスを少なくともひとつの容器に収容する段階であって、前記少なくともひとつの容器が、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧液化天然ガスに対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、前記自己支持式のライナーとの境界面において前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一である、ような上記荷重支持容器と、を備えているような容器であることを特徴としている。前記方法の他の実施形態においては、前記少なくともひとつの容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材の熱膨張係数は、（ｉ）前記自己支持式のライナーとの境界面においては前記自己支持式のライナーの熱膨張係数と実質的に同一であり、（ｉｉ）前記荷重支持容器の厚み内において、前記境界面からの距離が大きくなるにつれて徐々に小さくなるような上記荷重支持容器と、を備えている。前記方法の他の実施形態においては、前記少なくともひとつの容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、前記自己支持式のライナーとの境界面に介在素材を備えていて、前記介在素材は、常温と約−１２３℃（−１９０°Ｆ）との間にて温度が変化するとき、前記容器が破損することを実質的に防止するのに適した剪断強度又は剪断歪を有しているような上記荷重支持容器と、を備えている。前記方法の他の実施形態においては、前記少なくともひとつの容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、本質的にアルミニウムから構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持���のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えているような上記荷重支持容器と、を備えている。前記方法の他の実施形態においては、前記少なくともひとつの容器は、（ａ）  自己支持式のライナーであって、本質的に、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度とを有する鋼から構成されてなる素材から作られていて、前記加圧流体に対して実質的に不透過である障壁を提供するような前記自己支持式のライナーと、（ｂ）  前記自己支持式のライナーに接触している荷重支持容器であって、前記荷重支持容器は、複合素材から作られていて、約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの圧力及び約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの温度に耐えるのに適していて、前記複合素材は、（ｉ）炭素、（ｉｉ）ガラス、（ｉｉｉ）ケブラー、（ｉｖ）アラミド、及び（ｖ）超高分子量ポリエチレン、からなるグループから選択された繊維を備えているような上記荷重支持容器と、を備えている。
【００１８】
従来技術における非荷重支持ライナーを用いるアプローチとは異なって、本発明による容器のデザインでは、自己支持式の金属製ライナーを用い、これをハイパフォーマンスの複合繊維と極低温樹脂とによって包被している。本願において、“自己支持式”という用語は、ライナーに関しては、それ自体の重さを支えながら、構造的な完全性を維持できることを意味している。いったん包被が取り付けられれば、複合材は容器に追加的なつぶれ抵抗力を提供する。例えば、図６のグラフを参照すると、横座標６０にはライナーの厚み（単位はmm）が、縦座標６１には崩壊圧力（単位はポンド／平方インチ）がそれぞれ示されていて、線６２は限界圧力線を、線６３は１０ｍ（３２．８フィート）の直径を有するライナーにおける崩壊圧力を、線６４は２０ｍ（６５．６フィート）の直径を有するライナーにおける崩壊圧力を、線６５は４０ｍ（１３１．２フィート）の直径を有するライナーにおける崩壊圧力を、それぞれ示している。当業者においては周知であるように、崩壊圧力以外の規準を用いて、容器のライナーが自己支持式であるか否かを判断しても良い。本願において、“ハイパフォーマンス”という用語は、複合材又は繊維に関しては、約３４０１ＭＰａ（５００ｋｓｉ）を越える引張強度と、約１３６，０５４ＭＰａ（２０ｍｓｉ:"million pounds per square inch"）を越える弾性率を有していることを意味している。ひとつの実施形態では、基礎になるＬＮＧ用の球体形のタンクに、ハイパフォーマンスの複合材を包被することによって、ＰＬＮＧ容器に求められる構造的な完全性の要求条件を提供する。本発明の利点と特徴は、以下の説明によってさらに明らかになる。
【００１９】
ライナー自体は、ライナーに繊維が巻き付けられるとき、繊維の張力によって働く力に抗するための主たる構造的支持を提供する。ライナーに巻き付けられた繊維は、支持に貢献する。ライナーは、容器に収容された加圧極低温の流体によって作用する荷重のうちのいくらかを支える。当業者には周知であるように、ライナーの厚みや、ライナーが支持する荷重の割合などの設計事項の詳細は、ライナーと複合包被とを構成する素材に基づいて、または、当業者に熟知されているその他の要因に基づいて、当業者によって定められる。
第２に、いくつかの革新的な設計上のアプローチを提供することで、金属製のライナーと複合材との間におけるＣＴＥの相違による問題点を解決する。ひとつの実施形態においては、ライナーとの境界面においてはライナーのＣＴＥと実質的に同一であるＣＴＥを有し、ライナーからの距離が大きくなるにつれてＣＴＥが徐々に小さくなるような母材繊維素材を介在させることによって、ＣＴＥの相違を階層的に配列する。ひとつの実施形態においては、最も外側にある包被層は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されて、クリープ性能を向上させる。母材繊維素材のデザインは、炭素繊維とガラス繊維とが層（又はトウ）に混合されてなる、層内ハイブリッド混合繊維から構成される。これは、複合材の圧縮密度を良好にするという有益な効果を追加的に有する。このハイブリッドのアプローチの変形例として、異なった繊維を用いた層を交互に配列した層内混合を用いても良い。第３の変形例として、層における樹脂率を変化させても良く、ライナーに隣接する層には、ライナーから離れている層に比べて、大きな樹脂率をもたせるようにして、ライナーからの距離が大きくなるにつれて、ライナーから離れた層の樹脂率を徐々に減少させることもできる。あつらえたＣＴＥ特性になるように樹脂を特別に処方して、複合材ないし積層物における各層の性能を高める。アルミニウムのライナーを使用する場合には、このアプローチはアルミニウムと炭素繊維との間における比較的大きなＣＴＥの相違を受け入れるが、このデザインにおいては、クリープ性能が良好であることとアルミニウムとガラス繊維とではＣＴＥの相違が比較的小さいことから、ガラス繊維が好ましい。本願において、“クリープ”という用語は、応力によって引き起こされる時間依存性の歪を意味している。
【００２０】
他の実施形態においては、自己支持式のライナーは、使用中の限界つぶれ荷重に耐えられるようにデザインされる。その結果、金属製のライナーと複合材の包被との境界面は、接着しないままに残される。これは、複合材の包被からライナーが剥離することを防ぐことで、ライナーの破損を緩和するために行われるものであって、使用中の境界面の剪断力に耐えられるような接着剤で非荷重支持のライナーが複合材の包被に接着されていた、従来のライナー付きの複合容器のデザインとは異なっている。
【００２１】
さらに他の実施形態においては、最も外側にある包被層は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されて、クリープ性能を向上させる。最も外側にある炭素繊維の包被とアルミニウムで作られたライナーとの間には、極低温の運転に耐えられるように、ガラス繊維を主とする介在層が配置される。装置における熱収縮の相違を相殺するような大きさの残留圧縮プレストレスを提供するために、自緊工程を使用する。ガラス繊維の介在層が無いとすれば、アルミニウムと炭素との間におけるはるかに大きな収縮差を相殺するには、残留圧縮プレストレスでは不十分であろう。以下のデータは、アルミニウム５０８３−０を使用した、球体形の圧力容器のデザインのもので、要点を示している。圧力容器が−９５℃（−１４０°Ｆ）に冷却されたとき、アルミニウムと炭素繊維複合材との胴まわりの境界面には３４ｋＰａ（５ｐｓｉ）の引張支持圧力が生じる。この結果、いずれも常温において、自緊圧力は５．７８ＭＰａ（８５０ｐｓｉｇ）、保証圧力は５．１ＭＰａ（７５０ｐｓｉｇ）になる。保証圧力からの反動に対応する支持圧力は、圧縮力で３４０ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）である。ガラスによって境界面には正の支持圧力が確保されて、接着線が分裂することは防止される。アルミニウムの降伏強度は低いので、自緊工程後においてライナーに生じる残留圧縮プレストレスには限りがある。
【００２２】
本発明の他の実施形態においては、最も外側にある包被層は、本質的に炭素繊維から、又は炭素繊維が提供するのと同等なクリープ性能を提供するような素材から構成されて、クリープ性能を向上させる。ライナーには高い降伏強度の素材を使用して、はるかに大きな残留圧縮プレストレスを生じさせることを可能にする。この大きなプレストレスは、ライナーと炭素との間における収縮差を実質的に相殺すると共に、ライナーと炭素複合材との境界面に、ガラス繊維や接着剤などの介在素材を設ける必要が実質的になくなる。降伏応力が高いことに加えて、素材は適切な低温靭性を有している必要がある。そうした高い降伏強度の素材は、少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）以上である降伏強度と、母材及び溶接後の熱影響領域について約−６２℃（−８０°Ｆ）より低温である延性−脆性変移温度("ＤＢＴＴ")とを有していることが好ましい。降伏強度とＤＢＴＴとの要求条件を満たす素材の例は、国際公開ＷＯ ９９／３２６７２号、ＷＯ ００／３９３５２号、ＷＯ ９９／３２６７０号、ＷＯ ００／４０７６４号、ＷＯ ９９／３２６７１号、ＷＯ ００／３７６８９号、及びＷＯ ９９／０５３３５号、並びに、米国特許第６，２５１，１９８号、第６，２５４，６９８号、第６，０６６，２１２号、第６，１５９，３１２号、及び第６，２６４，７６０号に開示されている。こうした鋼を結合するために役立つ溶接技術は、国際公開ＷＯ ０１／６３９７４号、ＷＯ ９９／０５３３５号、及びＷＯ ００／５６４９８号、並びに、米国特許第６，１１４，６５６号、及び第６，３３６，５８３号に開示されている。これ以外にも適当な鋼及び溶接技術が存在するかも知れないし、今後開発されることだろう。そうしたすべての鋼及び溶接技術は、本発明の範囲に含まれる。発明の詳細な説明中の末尾には、ライナーの鋼と溶接の例について非限定的に記載している。
【発明の効果】
【００２３】
提案されたデザインによれば、在来の鋼をベースにしたＰＬＮＧ貯蔵装置に勝るいくつかの利点が得られ、それらには、（ｉ）製造工程が簡易化されること、（ｉｉ）貯蔵装置の重量が軽減されて輸送船のデザインに良い影響を与えること、（ｉｉｉ）製品の配管に対する要求条件が著しく簡素化されること、（ｉｖ）荷降ろしの手順が簡素化されること、及び（ｖ）断熱に関する要求条件が緩和されること、が含まれる。
本発明の利点については、添付図面及び以下の詳細な説明によって良く理解できるだろう。
本発明について、好ましい実施形態に関連させて説明するけれども、本発明はそれらに限定されるものではない。逆に、本発明は、特許請求の範囲に定められた発明の精神及び範囲内に含まれるような、あらゆる変形例、応用例、均等物を包含することを意図している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
［複合材の包被］
本発明による容器における複合材の包被は好ましくは、運転荷重に対する主要な構造的支持を提供する。複合材の包被は、極低温の運転が可能であるような、樹脂母材にハイパフォーマンスの繊維を含有する素材であることが好ましい。本願において、“極低温”とは、約−６２℃（−８０°Ｆ）又はこれ以下の任意の温度を意味している。そうした樹脂の例としては、ＣＴＤ ５２５というエポキシ極低温樹脂がある。本発明では、２つに部類の素材組織をデザインした。
【００２５】
第１の部類の素材組織は、（ｉ）ハイパフォーマンスの繊維、好ましくは、炭素、ガラス、ケブラー、アラミド、又は超高分子量ポリエチレンのいずれかから選択される繊維と、（ｉｉ）例えばＣＴＤ−５２５のエポキシ極低温樹脂などの熱硬化樹脂と、から構成される。ひとつの実施形態では、ＴＯＲＡＹのＴ−７００やＧＲＡＦＩＬの３４−６００、又はＺＯＬＴＥＫのＰＡＮＴＥＸ ３５などのハイパフォーマンスの炭素繊維を使用して、良好なクリープ性能を得る。第１の部類の素材組織は、ＣＴＥ値が一定であることによって特徴付けられる。例えば、常温と−７３℃（−１００°Ｆ）との間における、炭素／エポキシ樹脂の層についての平均的なＣＴＥ値は、１．１×１０-7m/m/K（０．１９×１０-6in/in/°F）である。この値は代表的に、特にアルミニウムと本願記載による高い降伏強度の鋼（少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）の降伏強度を有する鋼）とを含む、いくつかの金属製ライナーに対して、不釣り合いを生じさせる。
【００２６】
第２の部類の素材組織は、ＣＴＥ値が調整可能であって、繊維の組み合わせ（ガラス及び炭素などの異なる繊維を混合する。）に、様々な樹脂の組み合わせを合わせて構成されることによって特徴付けられる。樹脂の組み合わせは、実質的に純粋な樹脂から、または、樹脂のＣＴＥに影響するようにデザインされた添加物を含む樹脂から構成される。繊維の比率や、樹脂の比率、及び添加物の内容量などのパラメータを賢明に最適化することによって、好ましいＣＴＥ値を得ることができる。代表的なＣＴＥの値を非限定的に例示すれば、アルミニウムについては約７．２×１０-6m/m/K（１３×１０-6in/in/°F）であり、正味の樹脂については約−１８．８×１０-6m/m/K（−３３．９×１０-6in/in/°F）であり、炭素については約１．１×１０-7m/m/K（０．１９×１０-6in/in/°F）である。製造する容器に求められる性能パラメータに基づいた、最適化のために必要となる工程については、当業者に周知である。さらに、包被における異なる層を異なるＣＴＥ値に調整することによって、ライナーの境界面から包被の外面にわたってＣＴＥを階層的に変化させることができる。この階層化は、許容可能な層内応力が得られるようにデザインされる。この許容可能な値は、有限要素法（ＦＥＡ分析）などの、当業者に周知である分析技術によって決定することができる。
【００２７】
第２の部類の素材を使用することによって、あらゆるＣＴＥ特性をもったライナー素材を使用することが可能になる。逆に、第１の部類の素材は、ＣＴＥ値が一定しているので、例えばＩＮＶＡＲから作られたライナーなど、近似したＣＴＥのライナーとの使用に限定される。ＩＮＶＡＲについての平均的なＣＴＥの値は、炭素のＣＴＥと同じオーダーの大きさであって、炭素の約１．１×１０-7m/m/K（０．１９×１０-6in/in/°F）に対して、約５．０×１０-7m/m/K（０．９×１０-6in/in/°F）である。本発明の他の観点では、ライナーと第１の部類の素材組織との間の境界面に、高い歪能力、つまり約３４ジュール／平米（３．０×１０-3Btu/平方フィート）以上の歪エネルギー吸収能力を備えているような介在素材を使用する。
【００２８】
［金属製ライナー］
本発明による容器における金属製ライナーは好ましくは３つの主要な機能を有していて、それらは（ｉ）収容された流体に対して不透過である障壁を提供すること、（ｉｉ）ライナーに繊維が巻き付けられるとき、繊維の張力を支えるための主たる構造的支持を提供すること、及び（ｉｉｉ）運転荷重に対する少なくとも部分的な構造的支持を提供することである。さらに、ライナーは、ＰＬＮＧの内圧に起因する運転荷重に対して少なくとも部分的な構造的支持を提供すると共に、船の動きなどに起因する外的荷重に対しても構造的支持を提供する。
【００２９】
図５を参照すると、本発明のひとつの実施形態による容器５は、複合材の容器１２とライナー１０とを備え、このライナーは、アルミニウム又は本願記載による高い降伏強度の鋼（少なくとも約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）の降伏強度を有する鋼）などの実質的に不透過な素材から作られていて、容器５に収容されたＰＬＮＧに障壁を提供する。この実施形態では、複合材の容器１２は、容器５の内圧荷重を含む、構造的な荷重を支える。ライナー１０は、複合材の容器１２によって完全に取り囲まれていて、もって完全に包被された圧力容器を構成している。変形例としての円周方向に巻いたデザインでは、ライナー１０のサイズは、半球部分の全荷重を受けるように定められる。好ましくは、水分や酸、紫外線、その他、必要な環境的危害から複合材の容器１２を保護できるような素材から作られた、外側コーティング１４によって容器５を保護する。例えば、本発明を限定することなく例示すれば、外側コーティング１４はポリウレタンから作ることができる。また容器５には、支持装置が提供されて含まれる。例えば、容器５の下端に補強ボス（図５には図示していない）を提供して、これを支持スカート（図５には図示していない）に連結する。支持スカートのデザインは、当業者に周知であるような任意の代表的なデザインで良い。あらゆる追加的な補強ボスは、複合材の容器１２に一体的に巻き付けることが好ましい。これにより、著しい経済的利益が得られると共に、支持装置と容器５との間の境界における構造的な強度と完全性とが向上する。好ましくは容器５の上端には、ＰＬＮＧの積載と荷降ろしとのために、容器５の中に貫通できるように、ノズル２０が提供される。ひとつの実施形態では、複合材を巻き付けて複合材の容器１２を作る前に、金属製のボス（図５には図示していない）からノズル２０を引き出している。金属製のボスに複合材を包被することで、容器５の中にアクセスするための、漏れを生じさせない高い強度の境界部を提供する。
【００３０】
変形例の実施形態においては、図７Ａ〜図７Ｃに示すように、本発明による容器を海上輸送船９０上に水平に配置して、積荷の容積を最大限にして、洗練された輸送船９０の船体を得ることができる。図７Ｂを参照すると、水平に配置された容器９２の長さは好ましくは、各容器９２が例えば符号９３と９４との２箇所において支持されるように定められている。ＰＬＮＧ輸送船９０が複雑に動くことを考慮すると、当業者には周知であるように、水平に配置された容器９２に対しては、単純な２箇所支持の装置が好ましい。当業者には周知であるように、２箇所支持の装置は、容器９２の長さについて制約をもたらす。２箇所支持の装置が許容する長さの容器によって得られるよりも、より大きな貯蔵容量が求められる場合には、支持装置を適度に複雑化させれば、より長い容器を使用することができる。
【００３１】
図１に示すように、本発明による容器１は、自己支持式のライナー３と複合材の包被２とを備え、球体形の形状を有している。容器１は、容器１の中に貫通できるように、ノズル４を含んでいる。図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、この実施形態は、本発明による４つの球体形の容器２４を船２２に搭載していて、約２００，０００立方メートルのＰＬＮＧ製品を運搬するものであるが、下記の幾何学的なパラメータによるライナー（例えば図１に示した自己支持式のライナー３）が、船及び積荷についての要求条件とライナーについての前述した機能的な要求条件とを満足することが見い出された。
【００３２】
直径 − 約４６ｍ（１５０．９フィート）
ライナーの素材 − アルミニウム合金５０８３−０番
降伏強度 − 約１９０ＭＰａ（２８０００ｐｓｉ）
平均厚 − 約４５mm（１．７７インチ）
２７℃〜−９５℃（８０°Ｆ〜−１４０°Ｆ）における単位熱収縮(“ＵＴＣ”:Unit Thermal Contraction) − 約０．２５６％、すなわち２．５６mm/m（２．５６×１０-3in/in）
【００３３】
この実施形態ではアルミニウムを選択したために、炭素の包被の熱膨張係数（ＵＴＣ＜０．０２％）に対しては、実質的に不釣り合いが生じる。従って、包被における異なる層を異なるＣＴＥ値に調整して、ライナーの境界面から包被の外面にわたってＣＴＥを階層的に変化させているような組み合わせの中から、望ましい複合材の素材組織を選択する。
再び図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、本発明による変形例による実施形態は、４つの球体形の容器２４を船２２に搭載していて、約２００，０００立方メートル（７，０６２，８９１立方フィート）の製品を運搬するものであるが、下記の幾何学的なパラメータによるライナーが、船及び積荷についての要求条件とライナーについての前述した機能的な要求条件とを満足することが見い出された。
【００３４】
直径 − 約４６ｍ（１５０．９フィート）
ライナーの素材 − ＩＮＶＡＲ−３６（３６％ニッケル含有の鉄合金）
降伏強度 − 約２３６．７ＭＰａ（３４．８ｋｓｉ）
限界強度 − 約４３２．７ＭＰａ（６３．６ｋｓｉ）
平均厚 − 約３５mm（１．３８インチ）
２７℃〜−１６２℃（８０°Ｆ〜−２６０°Ｆ）における単位熱収縮(“ＵＴＣ”:Unit Thermal Contraction) − 約０．０３％、すなわち０．３mm/m（３．０×１０-4in/in）
この変形例による実施形態は、上述した炭素−繊維−エポキシ組織などの基礎になる素材組織に対するＣＴＥの不釣り合いを最小にすべくデザインされている。
さらに別の変形例による実施形態では、下記の幾何学的なパラメータによるライナーが、船及び積荷についての要求条件とライナーについての前述した機能的な要求条件とを満足することが見い出された。
【００３５】
直径 − 約４６ｍ（１５０．９フィート）
ライナーの素材 − 本願記載による高降伏強度の鋼
降伏強度 − 約１２０，０００ｐｓｉ（８１６ＭＰａ）
平均厚 − 約２５．４mm（１インチ）
２７℃〜−９５℃（８０°Ｆ〜−１４０°Ｆ）における単位熱収縮(“ＵＴＣ”:Unit Thermal Contraction) − 約０．１２８％、すなわち１．２８mm/m（１．２８×１０-3in/in）
【００３６】
この変形例による実施形態では、ライナー内により大きな残留圧縮プレストレスをもたせて、ライナーと炭素の包被との間における熱収縮の相違を相殺することができる。
球体形の形状に代えて、変形例による本実施形態は、測地線等張形の半球を円筒部分に取り付けた形状になっている。測地線等張形の輪郭とは、測地線の経路上にフィラメントが配置され、圧力荷重の下において、フィラメントがその長さにわたって均一な張力を呈するような、ドーム状の輪郭である。測地線の経路とは、表面上の２点間を結ぶ最短距離である。この結果、かかる形状によれば、球体形の形状に比べて、繊維についての要求条件が緩和（約３０％）される。さらに、測地線等張形の半球を備えた円筒形は、空間利用的に見ると、球体形に比べて、効果的な形状である。図４を参照すると、容器４０は、測地線等張形の半球４１を比較的短い円筒部分４５に取り付けられて有していて、自己支持式のライナー４３と複合材の包被４２とを備えている。容器４０はノズル４４を有している。次に、図３を参照すると、容器３０は、偏平回転楕円の形状を有していて、自己支持式のライナー３３と複合材の包被３２とを備えている。容器３０はノズル３４を有している。
【００３７】
本発明によるＰＬＮＧのための複合材の貯蔵装置は以下の利益を有している。ＰＬＮＧ容器の形状及び大きな寸法に対して、船のデザインを最適化することができる。本発明による複合材の貯蔵装置は、フィラメント巻き付け式の製造工程に自己支持式の構造物を提供することによって、ＰＬＮＧの輸送に要求される独特の大きな寸法に製造することができる。また、ライナーと複合材の包被素材との間におけるＣＴＥの相違を適切に一致させるので、装置は極低温条件において使用することができる。
【００３８】
［ライナーの鋼及び溶接の例］
米国特許第６，０６６，２１２号（国際公開ＷＯ／９９３２６７１号に対応。）に開示しているように、微小構造を有する超高強度をもった二重相鋼板の調製方法であって、実質的に１００体積％（実質的に純粋であるか“実質的な”）のうち、約１０体積％〜約４０体積％であるフェライトの第一相と、約６０体積％〜約９０体積％の主として微粒子ラスマルテンサイト、微粒子下位ベイナイト、又はこれらの混合物からなる第二相とを含み、かかる方法が（ａ）鋼スラブを充分に高い再加熱温度に加熱して、（ｉ）鋼スラブを実質的に均質にし、（ｉｉ）鋼スラブ中に含まれるニオブ及びバナジウムの炭化物及び浸炭窒化物の実質的に全てを溶解し、及び（ｉｉｉ）鋼スラブ中に微細な初期オーステナイト粒子を確立する段階と、（ｂ）オーステナイトが再結晶する第１の温度範囲において、１又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼スラブを還元させて鋼板を形成する段階と、（ｃ）約Ｔnr温度未満で約Ａｒ3変態温度を越える第２の温度範囲において、さらに１又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼板を還元させる段階と、（ｄ）約Ａｒ3変態温度未満で約Ａｒ1変態温度を越える第３の温度範囲（即ち、臨界間温度範囲）において、さらに１又は複数の熱間圧延に通過させて、鋼板を還元させる段階と、（ｅ）前記鋼板を、約１０℃／秒〜約４０℃／秒（１８°Ｆ／秒〜７２°Ｆ／秒）の冷却速度にて、好ましくは約Ｍｓ変態温度＋２００℃（３６０°Ｆ）以下の温度である急冷停止温度（ＱＳＴ）にまで急冷する段階と、（ｆ）前記急冷を停止する工程を含むような前記超高強度の二重相鋼板の調製方法が提供される。かかる鋼の別の実施態様においては、好ましくはＱＳＴは約Ｍｓ変態温度＋１００℃（１８０°Ｆ）未満であり、さらに好ましくは約３５０℃（６６２°Ｆ）未満である。かかる鋼のひとつの実施形態においては、鋼板が段階（ｆ）の後に常温にまで空冷される。この工程は、鋼板の微小構造が変態して、約１０体積％〜約４０体積％のフェライトの第一相と、約６０体積％〜約９０体積％の主として微粒子ラスマルテンサイト、微粒子下位ベイナイト、又はこれらの混合物となる過程を促進する（Ｔnr温度、並びにＡｒ3変態温度及びＡｒ1変態温度の定義について用語解説を参照されたい。）。
【００３９】
常温温度靭性及び低温靭性を確保するために、かかる鋼における第二相の微小構造は、主として微粒子下位ベイナイト、微粒子ラスマルテンサイト、又はこれらの混合物を含む。第二相中の脆化成分、例えば、上位ベイナイト、双晶マルテンサイト、及びＭＡの形成を実質的に最小にすることが好ましい。この鋼の実施例において、“主として”という用語は、少なくとも約５０体積％を意味する。第二相の微小構造における残部は、追加的な微粒子下位ベイナイト、追加的な微粒子ラスマルテンサイト、又はフェライトを含むことができる。さらに好ましくは、第二相の微小構造は、少なくとも約６０体積％〜約８０体積％の下位ベイナイト、微粒子ラスマルテンサイト、又はこれらの混合物を含むと良い。さらに好ましくは、第二相の微小構造は、少なくとも約９０体積％の微粒子下位ベイナイト、微粒子ラスマルテンサイト、又はこれらの混合物を含むと良い。
【００４０】
この実施例による鋼を製造するには、鋼スラブは通例の様式で製造され、鉄の他に、好ましくは以下の重量％の範囲の合金元素を含んでいる。炭素（Ｃ）は０．０４〜０．１２、更に好ましくは０．０４〜０．０７、マンガン（Ｍｎ）は０．５〜２．５、更に好ましくは１．０〜１．８、ニッケル（Ｎｉ）は１．０〜３．０、更に好ましくは１．５〜２．５、ニオブ（Ｎｂ）は０．０２〜０．１、更に好ましくは０．０２〜０．０５、チタン（Ｔｉ）は０．００８〜０．０３、更に好ましくは０．０１〜０．０２、アルミニウム（Ａｌ）は０．００１〜０．０５、更に好ましくは０．００５〜０．０３、窒素（Ｎ）は０．００２〜０．００５、更に好ましくは０．００２〜０．００３、である。クロム（Ｃｒ）は、好ましくは約１．０重量％まで、さらに好ましくは約０．２重量％〜約０．６重量％までで、時折、鋼に添加される。モリブデン（Ｍｏ）は、好ましくは約０．８重量％まで、さらに好ましくは約０．１重量％〜約０．３重量％までで、時折、鋼に添加される。ケイ素（Ｓｉ）は、好ましくは約０．５重量％まで、さらに好ましくは約０．０１重量％〜約０．５重量％、さらに好ましくは約０．０５重量％〜約０．１重量％までで、時折、鋼に添加される。銅（Ｃｕ）は、好ましくは約０．１重量％〜約１．０重量％の範囲で、さらに好ましくは約０．２重量％〜約０．４重量％の範囲にて、時折、鋼に添加される。ホウ素（Ｂ）は、好ましくは約０．００２０重量％まで、さらに好ましくは約０．０００６重量％〜約０．００１０重量％までで、時折、鋼に添加される。鋼は、少なくとも約１重量％のニッケルを含むことが好ましい。鋼におけるニッケル含有量は、必要に応じて、溶接後の性能を増進するために約３重量％以上に増大しても良い。ニッケルの添加量を１重量％増加させる毎に、鋼のＤＢＴＴは約１０℃（１８°Ｆ）だけ低下すると予想される。ニッケル含有量は９重量％未満であることが好ましく、約６重量％未満であることがさらに好ましい。ニッケル含有量は、鋼のコストを最小にするために最小にすることが好ましい。ニッケル含有量が約３重量％を越えて増やされる場合には、マンガン含有量は約０．５重量％以下から０．０重量％までに減少させることができる。従って、広義においては、約２．５重量％までのマンガンが好ましい。
【００４１】
さらに、鋼中にある残留物は実質的に最小にされることが好ましい。リン（Ｐ）含有量は、約０．０１重量％未満であることが好ましい。硫黄（Ｓ）含有量は、約０．００４重量％未満であることが好ましい。酸素（Ｏ）含有量は、約０．００２重量％未満であることが好ましい。
さらに若干詳しく説明すると、この実施例による鋼は、所望の組成のスラブを形成し、スラブを約９５５℃〜約１０６５℃（１７５０°Ｆ−１９５０°Ｆ）の温度に加熱し、スラブを熱間圧延に１又は複数回通過させて、オーステナイトが再結晶する第１の温度範囲、つまり約Ｔnr温度を越える温度にて約３０％〜約７０％の還元し、さらに、鋼板を約Ｔnr温度未満で約Ａｒ３変態温度を越える第２の温度範囲において、１又は複数の熱間圧延に通過させて、約４０％〜約８０％の還元をし、鋼板を約Ａｒ3変態温度未満で約Ａｒ１変態温度を越える臨界間温度範囲において、１又は複数の仕上圧延に通過させて、約１５％〜約５０％の還元をすることによって調製される。次に、熱間圧延鋼板は、約１０℃／秒〜約４０℃／秒（１８°Ｆ／秒〜７２°Ｆ／秒）の冷却速度において、好ましくは約Ｍｓ変態温度＋２００℃（３６０°Ｆ）以下である好適なＱＳＴにまで急冷され、その時点で急冷を停止する。この例の他の実施態様においては、ＱＳＴは約Ｍｓ変態温度＋１００℃（１８０°Ｆ）未満の温度であることが好ましく、さらに好ましくは約３５０℃（６６２°Ｆ）未満の温度である。この鋼の例のひとつの実施形態においては、急冷が停止された後に、鋼板は常温に空冷される。
【００４２】
当業者は理解するだろうが、本願において、“厚さの減少率％”は、厚みを減少させる前の鋼スラブ又は板の厚みに対する厚みの減少率（％）を意味している。本発明を限定することなく、説明のみの目的のために記載すれば、約２５．４ｃｍ（１０インチ）の厚さの鋼スラブは、第１の温度範囲にて、約１２．７ｃｍ（５インチ）の厚さにまで約５０％減少させ（５０％減少）、次に、第２の温度範囲にて、約２．５ｃｍ（１インチ）の厚さにまで約８０％減少（３０％減少）させることができる。さらに、本発明を限定することなく、説明のみの目的のために記載すれば、約２５．４ｃｍ（１０インチ）の厚さの鋼スラブは、第１の温度範囲にて、約１７．８ｃｍ（７インチ）の厚さに約３０％減少させ（３０％減少）、次に、第２の温度範囲にて、約３．６ｃｍ（１．４インチ）の厚さに約８０％減少させ（８０％減少）、次に、第３の温度範囲にて、約２．５ｃｍ（１インチ）の厚さに約３０％減少（３０％減少）させることもできる。本願において、“スラブ”とは、任意の寸法を有する鋼の片を意味する。
【００４３】
この例示的な鋼においては、当業者は理解するだろうが、鋼スラブは、実質的にスラブの全体を所望の再熱温度に上昇するのに適した手段によって加熱されて、例えば、スラブをある時間期間にわたって炉に入れることによって、好ましくはスラブ全体の温度を加熱する。本発明の範囲内におけるあらゆる鋼組成について使用されるべきである特定の再熱温度は、実験又は好適なモデルを使用した計算によって当業者が容易に決定することができる。更に、実質的に全体のスラブ、好ましくは全体のスラブの温度を所望の再熱温度に上昇するのに必要な炉温度及び再熱時間は、通常の工業刊行物を参考にして当業者により容易に決定することができる。
この例示的な鋼においては、当業者が理解するように、再結晶範囲と非再結晶範囲の境界を形成する温度、Ｔnr温度は、鋼の化学組成、特に圧延前の再熱温度、炭素濃度及びニオブ濃度、及び圧延通過で得られる減少の量に依存する。当業者は、実験又はモデル計算によって、個別の鋼について、かかる温度を決定することができる。同様に、本願における、Ａｒ1変態温度、Ａｒ3変態温度及びＭｓ変態温度は、実験又はモデル計算によって当業者が決定することができる。
【００４４】
この鋼の実施例においては、当業者が理解するように、実質的にスラブ全体に適用される再熱温度以外は、この実施例の処理方法を記載するのに参照されている、その後の温度は、鋼の表面にて測定される温度である。鋼の表面温度は、例えば、光学パイロメーターの使用、又は鋼の表面温度を測定するのに適したあらゆるその他の装置によって測定することができる。本願における冷却速度は、板の厚みの中央、又は実質的に中央における速度であり、急冷停止温度（ＱＳＴ）は、板の中間厚さから伝達される熱のために、急冷が停止された後の、板の表面で到達される最高、又は実質的に最高の温度である。例えば、この実施例による鋼組成物の実験的な熱処理中には、中央温度測定のために、鋼板厚さの中央、又は実質的に中央に、熱電対を配置する一方、表面温度は光学パイロメーターを使用することによって測定する。表面温度を直接測定することで中央温度を決定できるように、中央温度と表面温度の相関関係を調べ、この関係を、同一又は実質的に同一の組成である鋼についてのその後の処理に際して使用する。また、所望の加速された冷却速度を得るのに必要とされる、急冷液体の温度及び流量は、通常の工業刊行物を参考にして当業者が決定することができる。
【００４５】
当業者は、本願によって提供した情報を活用して、本発明によるライナーを構成するために用いられる、適切な高い強度及び靭性を有してなる超高強度低合金鋼板を製造する上で必要になる知識と技術とを有している。
当業者は、本願によって提供した情報を活用して、上記実施例によって製造される鋼板の厚みとは違った厚みをもった、本発明によるライナーを構成するために用いられる、適切な高強度と低温靭性とを有してなる超高強度低合金鋼板を製造する上で必要になる知識と技術とを有している。これ以外にも適当な鋼及び溶接技術が存在するかも知れないし、今後開発されることだろう。そうしたすべての鋼は本発明の範囲に含まれる。
【００４６】
本発明による複合材の包被を備えた容器のライナーを構成するために、二相鋼を使用する場合には、加速された冷却ないし急冷段階の前に、二相構造を創り出すために鋼を臨界間温度範囲に維持する時間期間によって二相鋼を処理することが好ましい。好ましくは、Ａｒ3変態温度からＡｒ1変態温度までの間の温度にて鋼を冷却している間に、二相構造が形成されるように処理を行う。さらに、本発明におけるライナーの構成に使用する鋼にあっては、加速された冷却ないし急冷段階の完了時に、つまり焼き戻しなどの鋼の再加熱を必要とする追加的な処理なしに、６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）を越える降伏強度と、約７３℃（−１００°Ｆ）より低温であるＤＢＴＴとを有することが好ましい。急冷ないし冷却段階が完了した時における鋼の降伏強度は、約６９０ＭＰａ（１００ｋｓｉ）を越えることが好ましい。
【００４７】
本発明におけるライナーを構成する鋼を結合するために、鋼板を結合する適切な方法が必要になる。本発明のために適当な強度と靭性とをもった結合部を提供する限り、あらゆる結合方法は適切であると考えられる。好ましくは、流体を貯蔵及び輸送するための適当な強度と破壊靭性とを提供するような、適切な溶接方法を使用して、本発明におけるライナーを構成する。そうした溶接方法には、適当な消耗ワイヤ式や、適当な消耗ガス式、適当な溶接処理、及び適当な溶接手順が含まれる。例えば、ガス金属アーク溶接法（ＧＭＡＷ）と、タングステン不活性ガス溶接法（ＴＩＧ）とはいずれも、鋼製造産業において周知であるが、適切な消耗ワイヤ−ガスの組み合わせを用いる限り、鋼板を結合するために使用することができる。
【００４８】
第１の実施例による溶接方法では、ガス金属アーク溶接（ＧＭＡＷ）法を用いて、鉄と、約０．０７重量％の炭素と、約２．０５重量％のマンガンと、約０．３２重量％の珪素と、約２．２０重量％のニッケルと、約０．４５重量％のクロムと、約０．５６重量％のモリブデンと、約１１０ｐｐｍ未満の燐と、約５０ｐｐｍ未満の硫黄とを含むような化学的組成の溶接金属を作る。溶接部は、約１重量％未満の酸素を用いたアルゴンを主成分とする遮蔽ガスを用いて、鋼、例えば上述のいずれかの鋼の上に作られる。溶接入熱は、約０．３kJ/mm〜約１．５kJ/mm（７．６kJ/インチ〜３８kJ/インチ）の範囲にある。この方法の溶接によれば、約９００ＭＰａ（１３０ｋｓｉ）を越える、好ましくは約９３０ＭＰａ（１３５ｋｓｉ）を越える、より好ましくは約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）を越える、さらに好ましくは少なくとも約１０００ＭＰａ（１４５ｋｓｉ）であるような引張強度を有する溶接部を提供することができる。さらに、この方法の溶接によれば、約−７３℃（−１００°Ｆ）未満、好ましくは約−９６℃（−１４０°Ｆ）未満、より好ましくは約−１０６℃（−１６０°Ｆ）未満、さらに好ましくは約−１１５℃（−１７５°Ｆ）未満のＤＢＴＴを有するような溶接金属を提供することができる。
【００４９】
別の実施例による実施例では、ＧＭＡＷ法を用いて、鉄と、約０．１０重量％の炭素（好ましくは、約０．１０重量％以下の炭素、より好ましくは約０．０７〜約０．０８重量％の炭素）と、約１．６０重量％のマンガンと、約０．２５重量％の珪素と、約１．８７重量％のニッケルと、約０．８７重量％のクロムと、約０．５１重量％のモリブデンと、約７５ｐｐｍ未満の燐と、約１００ｐｐｍ未満の硫黄とを含むような化学的組成の溶接金属が作られる。溶接入熱は、約０．３kJ/mm〜約１．５kJ/mm（７．６kJ/インチ〜３８kJ/インチ）の範囲にあり、約１００℃（２１２°Ｆ）の予熱を用いる。溶接部は、約１重量％未満の酸素を用いたアルゴンを主成分とする遮蔽ガスを用いて、鋼、例えば上述のいずれかの鋼の上に作られる。この方法の溶接によれば、約９００ＭＰａ（１３０ｋｓｉ）を越える、好ましくは約９３０ＭＰａ（１３５ｋｓｉ）を越える、より好ましくは約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）を越える、さらに好ましくは少なくとも約１０００ＭＰａ（１４５ｋｓｉ）であるような引張強度を有する溶接部を提供することができる。さらに、この方法の溶接によれば、約−７３℃（−１００°Ｆ）未満、好ましくは約−９６℃（−１４０°Ｆ）未満、より好ましくは約−１０６℃（−１６０°Ｆ）未満、さらに好ましくは約−１１５℃（−１７５°Ｆ）未満であるようなＤＢＴＴを有する溶接金属を提供することができる。
【００５０】
別の実施例による溶接方法では、タングステン不活性ガス溶接法（ＴＩＧ）を用いて、鉄と、約０．０７重量％の炭素（好ましくは、約０．０７重量％以下の炭素）と、約１．８０重量％のマンガンと、約０．２０重量％の珪素と、約４．００重量％のニッケルと、約０．５重量％のクロムと、約０．４０重量％のモリブデンと、約０．０２重量％の銅と、約０．０２重量％のアルミニウムと、約０．０１０重量％のチタンと、約０．０１５重量％のジルコニウム（Ｚｒ）と、約５０ｐｐｍ未満の燐と、約３０ｐｐｍ未満の硫黄とを含むような化学的組成の溶接金属が作られる。溶接入熱は、約０．３kJ/mm〜約１．５kJ/mm（７．６kJ/インチ〜３８kJ/インチ）の範囲にあり、約１００℃（２１２°Ｆ）の予熱を用いる。溶接部は、約１重量％未満の酸素を用いたアルゴンを主成分とする遮蔽ガスを用いて、鋼、例えば上述のいずれかの鋼の上に作られる。この方法の溶接によれば、約９００ＭＰａ（１３０ｋｓｉ）を越える、好ましくは約９３０ＭＰａ（１３５ｋｓｉ）を越える、より好ましくは約９６５ＭＰａ（１４０ｋｓｉ）を越える、さらに好ましくは少なくとも約１０００ＭＰａ（１４５ｋｓｉ）であるような引張強度を有する溶接部を提供することができる。さらに、この方法の溶接によれば、約−７３℃（−１００°Ｆ）未満、好ましくは約−９６℃（−１４０°Ｆ）未満、より好ましくは約−１０６℃（−１６０°Ｆ）未満、さらに好ましくは約−１１５℃（−１７５°Ｆ）未満であるようなＤＢＴＴを有する溶接金属を提供することができる。
【００５１】
ＧＭＡＷ溶接法又はＴＩＧ溶接法のいずれかを用いれば、実施例に記載された化学的組成と類似した溶接金属の化学的組成を得ることができる。しかしながら、ＴＩＧによって得られた溶接部は、ＧＭＡＷによって得られた溶接部よりも不純物含有量が少なく且つミクロ組織が非常に微細であるものと予想され、従って低温靭性が向上しているものと予想される。
当業者は、本願によって提供した情報を活用して、本発明によるライナーを構成するために用いられる、適切な高い強度及び破壊靭性を有してなる結合部を、超高強度低合金鋼板を溶接して製造する上で必要になる知識と技術とを有している。これ以外にも適当な結合ないし溶接方法が存在するかも知れないし、今後開発されることだろう。そうしたすべての結合ないし溶接方法は本発明の範囲に含まれる。
【００５２】
当業者には周知のように、ＰＬＮＧなどの加圧極低温流体を貯蔵及び輸送するための溶接鋼で作られた複合材包被の容器のデザインにおいて、考慮される運転条件としては、とりわけ、運転圧力及び運転温度、並びに鋼及び溶接部（用語集参照）に加わるおそれのある追加的な応力が挙げられる。鋼及び溶接部の破壊靭性を決定するために、標準破壊力学規準、例えば（ｉ）平面歪破壊靱性の規準である限界Ｋ値（Ｋic）、及び（ｉｉ）弾塑性破壊靭性を測定するのに利用できる亀裂先端開口変位（ＣＴＯＤ）を用いるのがよく、これら両方の尺度は当業者には周知である。例えばＢＳＩ刊行物“Guidance on methods for assessing the acceptability oｆ flaws in fusion welded structures”（ＰＤ６４９３：１９９１）と通称される。）に示されているような、鋼構造の設計について一般的に受け入れられている工業コードを用いることで、鋼及び溶接部（ＨＡＺを含む）の破壊靭性とライナーに加えられる応力とに基づいて、ライナーの最大許容傷サイズを決定することができる。当業者にあっては、（ｉ）加えられた応力を最小限にするための適当なライナーのデザイン、（ｉｉ）欠陥を最小限に抑えるための適当な製造上の品質管理、（ｉｉｉ）ライナーに加えられる耐用サイクル荷重及び圧力の適当な制御、及び（ｉｖ）ライナーにおける傷及び欠陥を高信頼度で検出するための適当な検査プログラム、を用いることにより破壊の開始を遅らせる破壊制御プログラムを開発することができる。本発明のシステムのための好ましいデザイン方針は、当業者に周知であるように、“破壊前に漏れること(leak before failure)」”である。これらの考察事項は一般に、“破壊力学の既知原理（known principles of  fracture mechanics”と呼ばれている。
【００５３】
以下の非限定的な例示においては、本発明によるライナーの破壊開始を防止するための破壊制御計画において用いられる、与えられた傷長さについて限界傷深さを計算するための手順に、破壊力学のかかる既知の原理を応用している。
図８Ｂは、傷長さが３１５で傷深さが３１０であるような傷を示している。本発明による圧力容器ないしライナーに関して、以下のデザイン条件とした場合に基づいて、ＰＤ６４９３を使用して計算された限界傷サイズのプロット３００の値を、図８Ａ（横座標３０２はＣＴＯＤ破壊靭性を単位mmにて示しており、縦座標３０１は限界傷深さを単位mmにて示している。）に示している。
【００５４】
容器の直径：４．５７ｍ（１５フィート）
容器の肉厚：２５．４mm（１．００インチ）
設計圧力：３４４５ｋＰａ（５００ｐｓｉ）
許容フープ応力：３３３ＭＰａ（４８．３ｋｓｉ）
この例示の目的として、１００mm（４インチ）の表面傷長さ、例えばシーム溶接部中に存在する軸方向傷を評価する。図８Ａを参照すると、プロット３００は、降伏応力の１５％（線３０３）、５０％（線３０４）、及び１００％（線３０５）の残留応力レベルについて、ＣＴＯＤ破壊靭性及び残留応力の関数としての限界傷深さの値を示している。残留応力は、製造及び溶接に起因して生じる場合があって、ＰＤ６４９３は、もしも溶接が例えば溶接後熱処理（ＰＷＨＴ）のような技術又は機械的応力除去法を用いて応力を除去していないとするならば、溶接部（溶接ＨＡＺを含む）中の降伏応力の１００％の残留応力値を用いることを推奨している。
【００５５】
最低運転温度における鋼のＣＴＯＤ破壊靭性に基づいて、ライナーの製造を調整すれば、残留応力を減少させることができ、限界傷サイズとの比較のためには、傷を検出して測定する検査プログラム（初期検査と運転期間中検査の両方）を実行するのがよい。この例では、もしも鋼が最低使用温度状態で０．０２５mmのＣＴＯＤ靭性（実験室試料を用いて測定した場合）を有し、残留応力を鋼の降伏強さの１５％に減少させるならば、限界傷深さの値は約４mm（図８Ａの点３２０参照）になっている。当業者には周知のように、類似の計算手順に従えば、種々の傷長さ及び種々の傷の幾何学的形状について、限界傷深さを決定することができる。この情報を用いれば、限界傷深さに達する前又は設計荷重を加える前に、傷を検出して除くようにするための品質管理プログラム及び検査プログラム（手法、検出可能な傷寸法、頻度）を開発することができる。ＣＶＮとＫlCとＣＴＯＤ破壊靭性とについて公表されている経験的な相関関係に基づくならば、０．０２５mmのＣＴＯＤ靭性は一般に、約３７ＪのＣＶＮ値に相関することになる。この例は、本発明をいかなる意味においても限定するものではない。
【００５６】
鋼の結合を必要とするライナー、例えば円筒形の形状であるようなライナーにおいては、鋼の良好な極低温靭性に悪影響を与えることを避けるために、常温にて所望の形状に屈曲形成することが好ましい。屈曲形成後に所望の形状を得るために鋼を加熱することが必要であるならば、上述したような鋼の微細組織の有利な影響を保存するために、鋼は約６００℃（１１１２°Ｆ）を越えない温度に加熱することが好ましい。
本発明は、ＰＬＮＧの貯蔵及び輸送のために好適であるけれども、それに限定されるものではなく、本発明は、極低温流体、加圧流体、及び極低温の加圧流体を含むような、あらゆる流体の貯蔵及び輸送に適している。さらに、本発明について１又は複数の好ましい実施形態を参照して説明したけれども、特許請求の範囲に定められた発明の精神及び範囲から逸脱せずに、その他の変形例を実施することも可能である。
【００５７】
［用語集］
Ａｒ1変態温度：冷却中にオーステナイトからフェライトへ又はフェライトとセメンタイトとの混合状態への変態が完了する温度。
Ａｒ3変態温度：冷却中にオーステナイトからフェライトへの変態が開始する温度。
ＣＮＧ：圧縮された天然ガス。
熱膨張収縮係数：単位体積の固体の一定圧力下での１゜の温度上昇に対する体積増加。
クリープ：応力によって引き起こされる時間依存性の歪。
極低温：約−６２℃（−８０゜Ｆ）又はこれ以下の任意の温度。
ＣＴＥ：熱膨張収縮係数。
ＤＢＴＴ("Ductile to Brittle Transition Temperature")：構造鋼についての２つの破断様式を描写するもので、ＤＢＴＴ未満の温度にあっては低エネルギーの劈開（脆性）破断によって破損する傾向があるのに対して、ＤＢＴＴを越える温度にあっては高エネルギーの延性破断によって破損する傾向がある。
ハイパフォーマンス：複合材又は繊維に関しては、約３４１０ＭＰａ（５００ｋｓｉ）を越える引張強度と、約１３６，０５４ＭＰａ（２０ｍｓｉ）を越える弾性率を有していることを意味する。
ＩＮＶＡＲ：実質的に鉄とニッケルとから構成されている材料。
ｋｓｉ：１平方インチあたり１，０００ポンド。
ＬＮＧ：大気圧の圧力で約−１６２℃（−２６０゜Ｆ）の温度の液化天然ガス。
Ｍｓ変態温度：冷却中にオーステナイトからマルテンサイトへの変態が開始する温度。
ｍｓｉ：１平方インチあたり１，０００，０００ポンド。
非荷重支持ライナー容器の特許：米国特許第６，４６０，７２１号。
ＰＬＮＧ：加圧された液化天然ガスであって、圧力は約１０３５ｋＰａ（１５０ｐｓｉａ）から約７５９０ｋＰａ（１１００ｐｓｉａ）までの広範囲にわたり、温度は約−１２３℃（−１９０°Ｆ）から約−６２℃（−８０°Ｆ）までの広範囲にわたる。
ＰＬＮＧ特許：米国特許第６，０８５，５２８号。
プロセス要素特許：米国特許第６，２１２，８９１号。
ｐｓｉ：１平方インチあたり１ポンド。
自己支持式：ライナーに関しては、それ自体の重さを支えながら、構造的な完全性を維持できることを意味する。
船の方形係数：船の排水容積をＶ、船の垂直間長さをＬ、船幅をＢ、船の喫水をＴとしたときの、Ｖ／(Ｌ)(Ｂ)(Ｔ)。
Ｔnr温度：その温度未満ではオーステナイトが再結晶化しない温度。
溶接部：（ｉ）溶接金属と、（ｉｉ）熱影響領域（ＨＡＺ）と、（ｉｉｉ）ＨＡＺの“近傍”にある母材金属とを含む、溶接結合部である。ＨＡＺの“近傍”にあるとみなされ、従って溶接部の一部分であるとみなされる母材金属の部分は、当業者に知られている要因に応じて変化するもので、かかる要因を非限定的に例示すれば、溶接部の幅、溶接された部材のサイズ、部材の製造に必要な溶接の数、溶接間の距離などがある。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明による球体形状をもった容器を示した断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、球体形状をもち、ＰＬＮＧ輸送船に配置されている、本発明による容器を示した前面断面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明による球体形状をもった容器の複数をＰＬＮＧ輸送船に配置した様子を示した側面断面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明による球体形状をもった容器の複数をＰＬＮＧ輸送船に配置した様子を示した平面断面図である。
【図３】図３は、本発明による偏平回転楕円の形状をもった容器を示した断面図である。
【図４】図４は、測地線等張形の半球を比較的短い円筒部分に取り付けられた、本発明による容器を示した断面図である。
【図５】図５は、円筒形の形状と測地線等張形の半球とを有してなる、本発明のひとつの実施形態による容器を示した一部破断図である。
【図６】図６は、容器のライナーの崩壊圧と、容器のライナーの厚みと、容器のライナーの直径との関係を示したグラフである。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明による円筒形形状をもった容器をＰＬＮＧ輸送船に水平に配置した様子を示した前面断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明による円筒形形状をもった容器をＰＬＮＧ輸送船に水平に配置した様子を示した側面断面図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、本発明による円筒形形状をもった容器をＰＬＮＧ輸送船に水平に配置した様子を示した平面断面図である。
【図８Ａ】図８Ａは、ＣＴＯＤ破断強度と残留応力との関数としての、与えられた欠陥長さに対する欠陥深さを示したプロットグラフである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、欠陥の形状（長さと深さ）とを示している。
【図１】
2005529286.tif 000003
【図２Ａ】
2005529286.tif 000004
【図２Ｂ】
2005529286.tif 000005
【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
2005529286.tif 000008
【図５】
2005529286.tif 000009
【図６】
2005529286.tif 000010
【図７Ａ】
2005529286.tif 000011
【図７Ｂ】
2005529286.tif 000012
【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
2005529286.tif 000014
【図８Ｂ】
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【国際調査報告】
2005529286.tif 000016