(57)【要約】  容器をガスで充満させるのを補助するために、加圧ガスを貯蔵及び／又は分配する容器の中に少なくとも１つの内筒が設けられる。その容器は、内部空間を形成する外筒と、容器に流出入する流体の流れを制御する流体流れ制御ユニットとを有する。内筒は、容器の内部空間部分を形成し、外筒に対し離間した関係で低温流体を保持することを目的としている。内筒は内部空間の残りの部分と流体連通状態にあるため、低温流体がガス化した際には容器がそのガスで充満される。内筒は、流体流れ制御ユニットに対して自由に出入りできる低温流体を、その流体流れ制御ユニットから受け取るための口を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスを貯蔵及び／又は分配するためのガス貯蔵容器において、
該ガス貯蔵容器は、
加圧ガスを保持するための内部空間を形成する外筒であって、流体流れ制御ユニットを受けるための開口部を有する外筒と、
前記開口部内に据え付けられ、前記外筒に対して流出入する流体の流れを制御する流体流れ制御ユニットと、
前記内部空間内に設けられた少なくとも１つ内筒であって、該内筒は、前記外筒に対して離間した関係で低温流体を保持するための内部空間部分を形成すると共に、前記内部空間の残りの部分と流体連通状態にあり、更に前記内筒は、前記流体流れ制御ユニットから前記低温流体を受け入れる口を有する、内筒と、を有し、
前記内筒の前記口は、前記内部空間の残りの部分に対して開口していることを特徴とするガス貯蔵容器。
【請求項２】
前記内筒の口は、流体流れ制御ユニットに対して離間した関係にあることを特徴とする請求項１に記載の容器。
【請求項３】
前記内部空間は上半分と下半分を有し、前記内筒はその全体が前記内部空間の下半分の中に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の容器。
【請求項４】
前記内部空間内に設けられ、低温流体を前記流体流れ制御ユニットから前記内筒に供給する導管構造を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器。
【請求項５】
前記内筒の前記口は前記開口部のそれよりも大きい直径を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器。
【請求項６】
前記少なくとも１つの内筒は、開口端部を有するバケツの形をしており、さらに、前記外筒に対し前記離間した関係で前記バケツを支持する少なくとも１つの支持体を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の容器。
【請求項７】
前記バケツの前記開口端部は逆円錐形の形態であることを特徴とする請求項６に記載の容器。
【請求項８】
請求項１に記載のガス貯蔵容器の製造方法において、
前記ガス貯蔵容器はガスボンベであり、
前記ガス貯蔵容器の製造方法は、
閉じた基端部、円形の包囲壁及び開口端を有する開口端ボンベを鍛造する段階と、
前記開口端を介して前記開口端ボンベの中に前記内筒を挿入する段階と、
前記開口端において前記円形の包囲壁から肩部とネック部を鍛造することにより前記開口端ボンベを閉じて、加圧されたガスを保持するための内部空間を形成する外筒を形成する段階と、
前記ネック部を介して、流体流れ制御ユニットを受けるのに適当な、前記内部空間への開口部を形成する段階と、
流体流れ制御ユニットを前記開口部内に据え付ける段階とを有することを特徴とするガス貯蔵容器の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載のガス貯蔵容器を加圧ガスで充満させる方法において、
前記方法は、
前記流体流れ制御ユニットを介して、前記内筒に、液化ガスを有する低温流体を充填する段階と、
前記容器に流出入するガスの通路に対して前記容器を閉じ、かつ前記流体を前記容器内でガス化させる段階とを有することを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記内筒は逆円錐形の開口端を有するバケツの形をしており、さらに、前記外筒に対して離間した関係で前記バケツを支持する少なくとも１つの支持具を有し、前記方法は前記容器を傾斜させて前記内筒内での前記低温流体の表面積を増やす段階を有することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス貯蔵容器を製造する方法であって、
該方法は、
加圧ガスを保持するための内部空間を形成する外筒であって、流体流れ制御ユニットを受けるための開口部を有する前記外筒を用意する段階と、
前記外筒に対して離間した関係で低温流体を保持するための内部空間部分を形成する内筒であって、前記内部空間の残りの部分と流体連通状態にありかつ前記流体流れ制御ユニットから前記低温流体を受け入れる口を有する前記内筒を、前記開口部を介して前記外筒の前記内部空間内に挿入する段階と、
前記開口部内に流体流れ制御ユニットを据え付ける段階とを有し、
前記内筒の前記口は前記内部空間の残りの部分に対し開口していることを特徴とするガス貯蔵容器の製造方法。
【請求項１２】
前記内筒は変形可能であり、
前記方法は、前記内筒を変形させた状態で前記外筒の前記内部空間内に挿入する段階に先立ち、前記内筒を変形させる段階を有することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記内筒は弾力性があり、容器内部で自然と元の形状に復帰することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のガス貯蔵容器を製造する方法であって、
該方法は、
外筒の基部セクションの中に少なくとも１つの内筒を挿入する段階と、
前記基部セクションと少なくとも１つの追加セクションとから前記外筒を組み立て、加圧ガスを保持するための内部空間を形成する前記外筒であって流体流れ制御ユニットを受ける開口部を有する外筒を形成する段階と、
流体流れ制御ユニットを前記開口部に据え付ける段階とを有することを特徴とするガス貯蔵容器の製造方法。
【請求項１５】
前記各部分は、摩擦溶接によって互いに接合されていることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常、高圧の加圧ガスを貯蔵及び／又は供給する、例えばガスボンベなどのガス貯蔵容器に関する。特に、本発明は、高圧ガスの容器充填を容易にする改良型ガス貯蔵容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば１０ＭＰａ（１００バール）以上の高圧下で永久ガスを含むようなガスボンベは、通常、ガスコンプレッサを用いてボンベ内にガスを単純に注入することによって用意される。そのような充填プロセスは、より少ない数のボンベが充填されるサイトで使用される傾向にある。しかしながら、各ボンベは、ガスの断熱圧縮によるボンベの加熱をコントロール及び／又は最小限にするために（１、２時間にわたって）ゆっくりと充填されなければならない。それ故、ボンベの充填は、ガスボンベを用意する際に律速段階の一つである。加えて、ガスをかなりの圧力まで圧縮してボンベを充填するのには、かなりの量のエネルギーを必要とする。
【０００３】
ボンベ及び／又はそのボンベに供給されるガスを冷却し、それによってボンベへの充填速度を高めることができる。これに関連して、ウォータスプレーやグリコールスプレー、或いは熱交換器が使用されてきた。このようにボンベ及び／又はガスを冷却すると、多少なりとも充填を早めることができるが、充填プロセス全体としては高コストであり、その効果が比較的限られている。加えて、エネルギー消費量を下げることはない。
【０００４】
ほとんどの永久ガスは極低温で液体の形で貯蔵されるため、ボンベ充填時のエネルギー消費量は、高圧低温ポンプを用いてガスではない液体を高圧に高めることで低減することができる。高圧液体は、その後気化してボンベ充填に使用することができる。そのような充填プロセスは、大量のボンベが充填される現場にて実行される傾向にある。しかしながら、高圧低温ポンプは複雑かつ高価であり、故障の対象となる。また、低温ポンプからの液体はボンベ充填に使用される前の時点で気化ガスであるために、いかに迅速にボンベを充填することは不可能である。
【０００５】
当該分野においては、低圧でボンベ内に低温液体を直接注入することが企図されている。ボンベを室温まで温め、低温液体を気化させると、必要な高圧が達成されることになる。そのような充填プロセスには少なくとも２つの利点がある。まず第１に、そのプロセスのエネルギー消費量は格段に少ないことがあり（例えば、１００倍以下のオーダー）、そして第２に、そのプロセスはかなり迅速化されるということである（例えば、１、２分のオーダー）。しかしながら、不幸にも、このような直接噴射プロセスは、鋼製であって極低温で危険なほどに脆くなるような標準的高圧ボンベの充填には適していない。
【０００６】
特許文献１（米国特許第１，４１４，３５９号（１９２２年５月公開））は、液化ガスを受け入れる薄肉補助内筒を含む鋼製ガスボンベを開示している。補助筒の上端部であってバルブヘッドの直下には、内筒内部とボンベ内部の残りの部分との間にガスの流れを可能にする１列の孔が存在する。補助筒はボンベ上部で円錐形ストッパに取り付けるか、或いはボンベ底部に配置された円錐形ストッパに取り付けることができる。補助筒は、ボンベのネック部を介して挿入されかつ空気や油圧によって必要な程度に膨張される、膨張可能な軟質金属の管から形成することが可能である。補助筒のサイズは、複数の鋼製ボンベを圧縮ガスで満たすのに十分な液化ガスを収容できるように選択することができる。ここでは、鋼製ボンベは、ボンベ壁の冷却範囲を制限するために、液化ガスの充填時及びその後の気化時において水槽に入れられることが好ましく、さらには鋼の延性下限値を下回らないようにすべての状況下でボンベの過剰冷却は回避されなければならないと開示されている。
【０００７】
特許文献２（米国特許第３，６４５，２９１号（１９７２年２月公開））には、液化ガスをボンベの壁から隔離して液化ガスの緩慢かつ一層均等な気化を確実にするために、ボンベに充填された液化ガスを受ける内筒をそのキャビティ内に設けたガスボンベが開示されている。内筒には、蒸発したガスを、ボンベのキャビティの残りの部分に通過させるガス出口手段が設けられる。ボンベはネック部を備え、ネック部の下方延長部によって構成される内筒と、さもなければその中に延長部が開口するような閉じられた液化ガス受け筒が設けられる。延長部には、半径方向に延びた少なくとも１つの孔が設けられ、その孔を介してガスがボンベのキャビティの残りの部分に対して流出・入できるようになっている。ここには、内筒が例えばマイラー（登録商標）箔などの極低温許容材料で構成されること、及び、ガスの壁は液化ガスと接触してはならないので、壁材料の極低温要件は内筒の要件よりも幾分以下であること、が開示されている。例示した実施形態では、内筒は、閉じたマイラー（登録商標）バッグを支持するアルミニウム管を有する。またここには、一般的には１２．４ＭＰａ（１，８００ｌｂ／ｉｎ2（１２４バール）の圧力でガスを生成するのに十分な量を以て液体窒素や液体酸素や液化アルゴンがボンベに充填可能なことが開示されている。
【０００８】
特許文献２（米国特許第３，６４５，２９１号）に開示されたシステムは、マイラー（登録商標）バッグの寿命が短いことや頑健性、バッグ不具合の検出などの諸問題のせいで発展段階には至らず現在は既に放棄されたものと考えられている。加えて、バッグ充填そのものにも固有の困難がある。例えば、バッグが低温液体で満たされると液体は沸騰し始め、注入状態にある液体の幾分かボンベ外へと逆流を余儀なくされてしまう。
【０００９】
特許文献３（英国特許第２，２７７，３７０号（１９９４年１０月公開））は、その内面に高密度発泡スチロールなどの断熱材からなるコーティングを施したガスボンベを例示している。ガスボンベは、ひと揃いの充填用空ボンベと流体連通状態になっている。使用時、ライニングが施されたボンベには低温液体が充填され、蒸発が許される。次いで、そのようにして生成されたガスは、ひと揃いの空ボンベを加圧ガスの状態で満たす。このようにして、容積５０リットル（水）のボンベは断熱処理がなされた状態で約３８リットルの液体窒素を保持することになり、流体静力学的に充分な状態なら、２０ＭＰａ（２００バール）の圧力で３本のボンベ、或いは１０ＭＰａ（１００バール）の圧力で６本のボンベに相当する。
【００１０】
特許文献３（英国特許第２，２７７，３７０号）に開示されたシステムはいくつかの欠点がある。例えば、ボンベの内側のライニングには固有の問題を抱えている。加えて、以前の充填物から、ガスや揮発性又は粒子状物質、或いは他の汚染物質を含んだ相当な量の泡がボンベ内に残り、最終的には、ともすると非常に高純度のガスを汚染してしまう可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第１，４１４，３５９号
【特許文献２】米国特許第３，６４５，２９１号
【特許文献３】英国特許第２，２７７，３７０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の好ましい実施形態の目的は、好ましくは先行技術の諸欠点の１つ、又はそれ以上を解消しつつ簡単かつ／又は迅速に充填する、加圧ガス貯蔵及び／又は分配のための容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の態様によれば、加圧ガスを貯蔵及び／又は分配するためのガス貯蔵容器であって、該容器は、
加圧ガスを保持するための内部空間を形成する外筒であって、流体流れ制御ユニットを受けるための開口部を有する前記外筒、
前記開口部内に据え付けられ、前記外筒に対して流出入する流体の流れを制御する流体流れ制御ユニット、及び
前記内部空間内に設けられた少なくとも１つ内筒であって、該内筒は、前記外筒に対して離間した関係で低温流体を保持するための内部空間部分を形成すると共に、前記内部空間の残りの部分と流体連通状態にあり、更に前記内筒は、前記流体流れ制御ユニットから前記低温流体を受け入れる口を有する前記内筒、を有し、
前記内筒の前記口は、前記内部空間の残りの部分に対して開口していることを特徴とする容器が提供される。
【００１４】
本発明に係るガス貯蔵容器は、通常、低温液体を充填する内筒を有する公知ボンベよりも無駄を少なくして、より容易かつより確実に充填される。これに関連して、本発明者らは、本発明に係るガス貯蔵容器の内筒に充填された低温流体は、従来の容器に比べてより均一かつ制御された速度で気体になることに注目している。さらに、低温流体の注入時、流体流れ制御ユニットの外へ押し戻される低温流体はほんの少量か、あるいは皆無であり、これにより安全性が向上すると共に無駄を減らしている。
【００１５】
本発明は、このようなガスタンク又は他のガス貯蔵容器のような、加圧ガスを貯蔵及び／又は分配する如何なる種類の容器に適用することができる。しかしながら、本発明は、例えば、鋼やアルミニウムから作られた高圧ガスボンベといったようなガスボンベに対して特定の用途を有する。いくつかの好ましい実施形態において、容器は単一のガスボンベである。他の好ましい実施形態では、容器は、複数ボンベパックにおいて、複数の “二次的”ボンベと平行なガス連通状態にある中央 の“主要”ボンベである。このような実施形態では、中央ボンベの外筒は通常、アルミニウムから作られ、各二次的ボンベの外筒は通常、鋼から作られる。
【００１６】
ガス貯蔵容器は、断熱材でライニングされた内面を有するボンベであっても良い。このようなボンベの好適な例は、英国特許第２，２７７，３７０号に記載され、その開示は参照により本願明細書に組み込まれる。しかしながら、ガス貯蔵容器はライニングされないことが好ましい。
【００１７】
本発明によるガス貯蔵容器は、純ガスやガス混合物を貯蔵及び／又は分配するのに適している。その容器は、液化することが可能な純ガス、或いは少なくとも主要成分が液化可能であって内筒に液化ガスからなる低温流体の形で充填することができるようなガス混合物、を貯蔵及び／又は分配するにあたって特定の用途を有する。
【００１８】
適切なガスには永久ガスが含まれる。適合するガス例としては、酸素（О2）、水素（Ｈ2）、窒素（Ｎ2）、ヘリウム（Ｈｅ）、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、メタン（ＣＨ4）がある。適合するガス混合物の例としては、溶接ガス（例えば、二酸化炭素（ＣＯ2）と、オプションとしてのＯ2と一緒にＮ2又はＡｒを含むガス混合物）、呼吸ガス（例えば、空気）、“ニトロックス”（Ｏ2＋Ｎ2）、“トリミックス”（Ｏ2＋Ｎ2＋Ｈｅ）、“ヘリオックス”（Ｈｅ＋Ｏ2）、“ヘリエアー”（Ｏ2＋Ｎ2＋Ｈｅ）、“ハイドレリオックス”（Ｈｅ＋Ｏ2＋Ｈ2）、“ハイドロックス”（Ｈ2＋Ｏ2）、“ネオノックス”（Ｏ2＋Ｎｅ）、例えば、Ｏ2 と亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）からなるガス混合物であるような麻酔ガス、そして例えば、ＣＯ2とＮ2からなるガス混合物としての“ビール”ガスが挙げられる。
【００１９】
“低温流体”は液化ガスを有し、それは液化された純ガス、液化ガスの混合物、又は液化した第１ガスと固化した第２ガスを有し、通常は極低温スラリーやスラッシュの形の液体固体混合物であっても良い。
【００２０】
いくつかの好ましい実施形態において、低温流体は、例えば液体酸素（ＬОＸ）、液体水素、液体窒素（ＬＥＳＴ）、液体ヘリウム、液体アルゴン（ＬＡＲ）、液体ネオン、液体クリプトン、液体キセノン、液体メタンなどの低温液体、或いは特定のガス混合物を生成するのに必要な、これら液体同士の適当な混合物である。
【００２１】
他の好ましい実施形態では、低温流体は液化した第１ガスと固化した第２ガスを有する液体固体混合物である。液化した第１ガスは、上に掲げた低温液体の内の１つ又はそれ以上であっても良いし、固化した第２ガスは、特定ガス混合物を成すため必要に応じ、通常、個体のＣО2やＮ2Оである。
【００２２】
適切な液体固体混合物は、通常、例えば約０．１ＭＰａ（１バール）〜約０．２ＭＰａ（２バール）の周囲圧力で少なくとも１０分間、好ましくは少なくとも３０分間、より好ましくは１時間まで安定状態にある。これに関連して“安定”という用語は、その混合物が周囲圧力において、その成分の１つ又はそれ以上の重大な損失なしに扱うことができるということを意味する。
【００２３】
液体固体混合物は、通常、注ぐことができ、導管に沿って圧送／配管でき、そして弁でその流れを調整できる流体である。液化ガスと固化ガスの相対的な割合により、混合物の粘稠度及び外観は、ドロっとしたクリーミーな物質（ホイップクリームや白色ワセリンと大して違わないもの）からサラサラな乳状物質までのものであっても良い。混合物の粘度範囲は、通常、約１ｃＰｓ（サラサラ乳状混合物）から約１０，０００ｃＰｓ（ドロっとしたクリーミー混合物）までである。粘度は約１，０００〜約１０，０００ｃＰｓでも良い。混合物は、液相中に浮遊した状態の微粉化した固体粒子から構成されることが好ましい。液体固体混合物は極低温スラリー又はスラッシュとして記載されるかもしれない。
【００２４】
本発明者らは、液体アルゴン／固体二酸化炭素からなる混合物を大気温度に温めた場合には、液体アルゴンが最初、相当量の固体二酸化炭素を残した状態で気化し、その後に徐々に昇華が始まることを観察した。均一に混合されたアルゴン／二酸化炭素からなる混合物は、容器内でのガスの拡散によって生成される。本発明者らは、固体二酸化炭素を含有する他の液体固体混合物は同じように振舞うであろうと予期している。
【００２５】
混合物中の液体・固体成分の相対的割合は、所望のガス混合物によって決定され、また混合物に対し流体特性を持たせようとする要望によって決定される。好ましい実施形態にでは、約４０重量％〜約９９重量％の液体成分と、約１重量％〜約６０重量％の固体成分とが存在する。
【００２６】
第１、第２ガスが何であるかは、容器を充填するガス混合物によって決定されることになる。本発明での使用に適したガス混合物の例としては、溶接ガス、“ビール”ガス、麻酔ガス、火災消火ガス、などがある。
【００２７】
適切な溶接ガスとしては、窒素／二酸化炭素の混合物（例えば、約８０重量％〜約９５重量％の窒素と約５重量％〜約２０重量％の二酸化炭素）、及びアルゴン／二酸化炭素の混合物（例えば、約８０重量％〜約９５重量％のアルゴンと約５重量％〜約２０重量％の二酸化炭素）がある。そのような溶接ガス混合物において、酸素を、幾分かの窒素やアルゴンガスと置き換えることも可能である。すなわち、溶接ガスは０重量％〜約５重量％の酸素を含有する場合もある。
【００２８】
特に好適な溶接ガスは約８０重量％〜約９０重量％のアルゴン、０重量％〜約５重量％の酸素、及び約５重量％〜約２０重量％の二酸化炭素を含有する。適切な溶接ガスの例としては、アルゴン（約７７.５重量％〜９０.５重量％）で調和した状態の約２.５重量％の酸素と約７重量％〜約２０重量％の二酸化炭素を含有する。
【００２９】
適切な“ビール”ガスとしては、窒素／二酸化炭素の混合物（例えば、約４０重量％〜約７０重量％の窒素及び約３０重量％〜約６０重量％の二酸化炭素）がある。
【００３０】
適切な麻酔ガスとしては、酸素／窒素酸化物の混合物（例えば、約６５重量％〜約７５重量％の酸素及び約２５重量％〜約３５重量％の亜酸化窒素）がある。
【００３１】
適切な消火ガスとしては、窒素／二酸化炭素の混合物（１:１の重量比）がある。
【００３２】
従って、第１ガスは窒素、アルゴン、酸素からなるグループから選択しても良い。他に適切なガスとしては、ヘリウム、ネオン、キセノン、クリプトン及びメタンがある。
【００３３】
第２ガスは、通常、周囲圧力では固体の形で安定状態にある。これに関連して“安定”という用語は、固体状態にある第２ガスが、その固体の形がこれらの条件下で容易に取り扱うことができるように、周囲圧力で過度に急速に気体状（昇華又は溶融・蒸発のどちらかによって）にならないことを意味する。第２ガスは、通常、二酸化炭素及び亜酸化窒素からなるグループから選択される。
【００３４】
液体固体混合物は、液化ガスと固化ガスからなる二元混合物であっても良い。とはいえ、液体固体混合物が、複数種の液化ガスと１つの固化ガスからなる混合物、或いは１つの液化ガス又は複数種の固化ガスからなる混合物であるかもしれない。いくつかの好ましい実施形態では、液体固体混合物が第３の液化ガスを有する。第３の液化ガスは、第１液化ガスと非混和性であっても良いが、好ましい実施形態としては、液化した第１ガスと第３ガスは互いに対し混和性を有する。
【００３５】
ガス貯蔵容器が溶接ガスで充満される好ましい実施形態では、液化した第１ガスは液体アルゴンであり、固化した第２ガスは固体二酸化炭素である。このような実施形態では、液体固体混合物はまた、液体アルゴンと混和する液体酸素を有しても良い。したがって、液体固体混合物は、約８０〜約９０重量％の液体アルゴン、０〜約５重量％の液体酸素及び約５〜約２０重量％の固体二酸化炭素を有するかもしれない。
【００３６】
適当な極低温の液体固体混合物は、２０１０年１２月１６日出願の係属中の欧州特許出願第１０ １９５ ４９１.５号に開示されており、その開示内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【００３７】
“圧力下”という用語は、そのガスが大気圧を著しく上回る圧力にあること、例えば少なくとも４ＭＰａ（４０バール）の圧力にあることを意味するものである。ガス貯蔵容器は、通常、約５００バールの圧力までガスを貯蔵及び／又は分配するのに適している。通常は、容器は、少なくとも１０ＭＰａ（１００バール）、２０ＭＰａ（２００バール）、或いは少なくとも３０ＭＰａ（３００バール）の圧力でガスを貯蔵及び／分配するのに適している。
【００３８】
前記内筒は、“ルーズフィッティング”の状態にあることが好ましく、すなわち外筒に対して固定されないことが好ましい。
【００３９】
前記内筒は静水圧だけに曝されるため、“薄肉化”されることが好ましい。前記内筒は通常、低温液体を含む際に内筒自体を支持できるように十分な厚さの基部と包囲壁を有する。基部と包囲壁の厚さは内筒を形成する材料に依存するが、一般的には、内筒の基部と壁は約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍの厚さであり、好ましくは約０．２５ｍｍ〜約５ｍｍである。例えば、鋼、アルミニウム、ニッケルなどの金属から内筒を作るような場合、基部と壁の厚さは通常、約２ｍｍ以上にはならず、例えば約１ｍｍ〜約２ｍｍの範囲である。また、シリコンやポリエステルフィルムなどのポリマー材料から内筒を作る場合には、基部や壁の厚さは、例えば約５ｍｍ未満というように、これより若干増えたものとなり、例えば約１.５ｍｍ〜約４ｍｍの範囲となる。
【００４０】
前記内筒は“開口上部型”又は“開口端部型”のバケツであって、例えば基部と、基部に対して実質上垂直な、通常は円形（必ずしもそうとは限らないが）の包囲壁とを有する容器であることが好ましい。そのような内筒の口は開放端部となる。実施形態によっては前記バケツの開放端部が逆円錐形となる場合がある。
【００４１】
ガス貯蔵容器は、好ましくは外筒に対して離間した関係で内筒を支持するための少なくとも１個の支持具を有する。例えば、内筒用スペーサーアーム及び／又は脚部、或いは内筒が着座する支持基部など、どんな適当な支持具も使用して良い。支持具は（必ずしもそうとは限らないが）内筒に固定された状態でも良い。前記支持具は通常、極低温に強い材料から作られ、一般的には低い熱伝達係数を有する。適当な材料としてはプラスチックやポリマーが挙げられるが、梱包材が使用される場合もある。
【００４２】
容器は、複数の内筒を有しても良い。例えば、各内筒は、閉じられた底端部と口を形成する開口上端部を有する長い薄肉パイプであっても良い。またパイプの直径は、外筒の開口部の直径より大きくても（その場合、パイプは筐体化に先立って外筒の中に導入される）、外筒の開口部の直径よりも小さくても良い（この場合、各パイプはその開口部を介して外筒内部に挿入される）。
【００４３】
しかしながら、好ましい実施形態では、容器は単一の内筒を有する。このような実施形態では、内筒の口は前記開口の直径よりも大きい直径を持つことが好ましい。内筒の口の直径は、開口部の直径よりも少なくとも１００％大きくても良く、少なくとも２００％は大きいことが好ましく、例えば少なくとも４００％大きくても良い。
【００４４】
前記内筒は、低温流体が充填された際にも通常、自己支持型である。内筒は剛性を有し、すなわち、自己支持型であって可能なら変形に対し強くても良い。またこれとは別に、内筒、又は少なくとも１つの内筒は変形できるものでも良い。このような実施形態では、前記内筒は、例えば圧延したり折り畳んだり圧壊することで変形され、次いで外筒の開口部を通って容器の中に挿入されるかもしれない。次いで前記内筒は、ガス圧や水圧を使って容器内で広げられるかもしれない。また、前記内筒が弾力性を有するような実施形態では、内筒は容器内部で人の手を借りることなく元の形状に復帰する。これに関しては、内筒が弾性材料から作られるか、或いは内筒が本質的に弾力性又は“バネ仕掛け”のフレームを有し、容器の基部と壁を形成する変形可能なシート材を支持するかのどちらかである。
【００４５】
低温流体の充填対象であるため、前記内筒は通常、それが露出されることになるような極低温での脆化に対して強い材料から作られる。適合材料としては、例えばアルミ、ニッケルなどの特殊な金属、例えばステンレス鋼などの鋼、例えば触媒硬化型シリコンとポリジメチルシロキサンのようなシリコン類としてのポリマー材料、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴやマイラー（登録商標））などのポリエステル、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのポリエチレン、及び過フッ化エラストマー（ＰＦＥ）などがある。
【００４６】
内筒は、前記口に加えて、内筒によって形成される内部空間部分と外筒によって形成される内部空間の残りの部分との間に、追加のガス連通状態を提供するための少なくとも１つの開口部を有するかもしれない。そのような場合、開口部は一般的に、容器に充填される低温流体の最大高さ以上の内筒壁に設けられることになる。しかしながら好ましい実施形態としては、上記口は前記内筒における唯一の開口部であることが好ましい。
【００４７】
“離間した関係”という用語は、そこから離れて配置される状態か、或いはそれらの間に間隙があるという意味で使用している。すなわち本発明では、外筒は、内筒に充填された低温流体がそれらの間にある間隙によって外筒から隔離されるように内筒から離れて配置されている。その間隙は通常、１ｍｍ以上、好ましくは５ｍｍ以上である。
【００４８】
“開口”という用語は、少なくとも完全に閉じられていないという意味で使用している。すなわち本発明では、口は、内部空間の残りの部分に対して、少なくとも完全には閉じられていない状態であって、好ましくは完全に開口した状態にある。好ましい実施形態では、口は、容器の任意部分、特に流体流れ制御ユニットに対して直接取り付けられていない。
【００４９】
前記内筒の口は流体流れ制御ユニットに対して離間した関係にあることが好ましい。
【００５０】
内部空間は、通常、上半分と下半分を有する。内筒が内部空間の下半分又は上半分の中に延びる範囲は、内筒に充填されるべき低温流体の量に依存する。前記内筒は内部空間の下半分から上半分へと延びるかもしれない。例えば、容器が複数ボンベパックの中央の主要ボンベである実施形態では、内筒は、基本的に内部空間の底部付近から上部まで、或いは内部空間長さの９０％まで延びるかもしれない。しかしながら、容器が単一ガスボンベである実施形態では、内筒全体は、内部空間の下半分又は、下３分の１内に設けられることが好ましい。
【００５１】
発明者らは、内筒全体を内部空間の下半分、もしくは下３分の１内に設けると、低温流体をより一定の速度でガス化でき、それにより充填プロセスを向上できることを発見した。いかなる特定の理論によって縛られる願望なしに、本発明者らは、対流が低温液体の気化を加速する原因であることを理解している。内筒を、上部近傍よりも内部空間の下半分（または３分の１）にのみ設けることにより、対流が最小化されて気化プロセスの加速を抑制し、より均一でかつ制御された充填速度を提供することができる。
【００５２】
ガス貯蔵容器内内の内筒には、流体流れ制御ユニットを通って通路に挿入されたノズルを用いて低温流体を充填しても良い。一般的にノズルは、低温流体が供給される第１の導管構造と、容器への流体充填の際、容器から追放空気及び／又はガス状の低温流体を排出する第２の導管構造とを有する。第１の導管構造は、第２の導管構造内にあっても良く、好ましくは第２の導管構造と同軸状である。内筒が流体流れ制御ユニットから離間された実施形態では、ノズルは通常、流体流れ制御ユニットを通って内筒の口の高さ以下まで延びる。このようにして、ノズルの端部から噴霧は内筒の壁面に捕捉される。
【００５３】
好ましい実施形態において、通路は、容器内部の通路端にバネによって閉じ位置に付勢されたバルブを備えているが、通路は圧力キャップなどを使うことで手動で開閉できるようにしても良い。
【００５４】
その方法は、圧力キャップを取り外すことで通路を開放し、次いで開放された通路内にノズルを挿入し、容器内に低温流体を供給すること、を有するかもしれない。あるいは、その方法は、ノズルを挿入し、そのノズル端部を以てバネに対抗して弁を押し開けることによって通路を開けること、を含むかもしれない。
【００５５】
適合するノズル機構は、２０１０年１２月１６日に出願された係属中の欧州特許出願第１０ １９５ ４６１.８号に開示されており、その開示内容は参照することにより本願明細書に組み込まれる。
【００５６】
一旦、必要な量の低温流体が容器に供給されたならば、ノズルは通路から取り外され、次いでバルブにかかるバネ作用によって、或いは圧力キャップと交換することでノズルは閉じられるかもしれない。
【００５７】
これに代わるものとして、容器は、内部空間内に設けられて流体流れ制御ユニットから前記内筒へと低温流体を供給する導管構造を有するかもしれない。その導管構造は、流体流れ制御ユニットから内筒の口の高さ以下へと延びる浸漬管であっても良い。このようにして、浸漬管端部からの噴霧が内筒の壁面によって捕捉されるのである。
【００５８】
上述したように、前記内筒は、外筒が形成された後、容器の外筒内に導入されるようにしても良い。すなわち本発明の第２の態様によれば、ガス貯蔵容器を製造する方法であって、該方法は、
加圧ガスを保持するための内部空間を形成する外筒であって、流体流れ制御ユニットを受けるための開口部を有する前記外筒を用意し、
前記外筒に対して離間した関係で低温流体を保持するための内部空間部分を形成する内筒であって、前記内部空間の残りの部分と流体連通状態にありかつ前記流体流れ制御ユニットから前記低温流体を受け入れる口を有する前記内筒を、前記開口部を介して前記外筒の前記内部空間内に挿入し、さらに、
前記開口部内に流体流れ制御ユニットを据え付けること、を有し、
前記内筒の前記口は前記内部空間の残りの部分に対し開口していることを特徴とするガス貯蔵容器の製造方法が提供される。
【００５９】
前記内筒が変形可能な実施形態では、前記方法は、前記内筒を前記外筒の前記内部空間に変形した状態で挿入するに先立ち前記内筒を変形させることを有することが好ましい。前記内筒が弾力のあるものである実施形態では、容器は、容器内において人の手を借りることなく元の形状に復帰する。前記内筒が弾力を持たない他の実施形態では、前記開口筒内への挿入後であってかつ前記容器を閉じる前に、前記内筒を展開するためにガス圧や油圧が使用されるかもしれない。
【００６０】
他の実施形態では、前記内筒は、外筒自体を形成している間に、容器の外筒内に導入されるかもしれない。ガス貯蔵容器によっては、外筒は異なるセクションから形成され、例えば基部セクションと少なくとも１つの追加セクション、例えば上部セクションと多分１つ又はそれ以上の中間セクションから形成される。このため、本発明の第３の態様によれば、第１の態様に係る容器の製造方法であって、該方法は、
外筒の第１のセクション、好ましくは基部セクションの中に少なくとも１つの内筒を挿入し、
前記第１のセクションと少なくとも１つの追加セクションとから前記外筒を組み立て、加圧ガスを保持するための内部空間を形成する外筒であって、流体流れ制御ユニットを受ける開口部を有する前記外筒を形成し、さらに、
流体流れ制御ユニットを前記開口部に据え付けること、を有することを特徴とするガス貯蔵容器の製造方法が提供される。
【００６１】
外筒の前記第１及び追加のセクションは、溶接、特に摩擦溶接を含む任意の適切な方法によって互いに結合されるかもしれない。この方法は、容器をパラ・アラミド合成繊維、例えばケブラー（登録商標）繊維や炭素繊維に包まれた状態で製造する際には特に有効である。
【００６２】
１０ＭＰａ（１００バール）以上で使用するためのガスボンベの殆どは、シームレス鍛造鋼又はアルミニウム製の容器である。鋼製ボンベは、スチールビレットを少なくとも１０００℃に加熱することにより鍛造され、その後、加熱されたビレットを、金型とプレスを使った連続的な段階で“深絞り”することで、最終的なボンベと同じ高さの深い円筒状“カップ”型へと形成される。その鋼はこの段階で若干冷却され、上端部はその後、それが再び偽造するのに十分な程熱くなるまで再加熱され、次いでネック部がほぼ閉じられるまで、上部周りを回転するホイールによって“ネッキング加工”される。冷却後、ボンベはクラック検査され、ネック部にはネジが機械加工され、次いで流体流制御ユニットがねじ込まれる。内筒はそのネッキング工程前に加えるようにしても良い。アルミニウム製ボンベは同様の工程で製造される。
【００６３】
従って、本発明の第４の態様によれば、第１の態様に係るガスボンベの製造方法において、その方法は、
閉じた基端部、円形の包囲壁及び開口端を有する開口端ボンベを鍛造し、
前記開口端を介して前記開口端ボンベの中に前記内筒を挿入し、
前記開口端において前記円形包囲壁から肩部とネック部を鍛造することにより前記開口端ボンベを閉じて、加圧されたガスを保持するための内部空間を形成する外筒を形成し、
前記ネック部を介して、流体流れ制御ユニットを受けるのに適当な、前記内部空間への開口部を形成し、さらに、
流体流れ制御ユニットを前記開口部内に据え付けること、を有することを特徴とするガスボンベ製造方法が提供される。
【００６４】
ボンベを鍛造するのに必要な熱は、内筒が鋼やニッケルなど、溶融に耐え得る材料で作られなければならないことを意味する。低コストの鋼製バケツは、たとえ薄肉でかつ何らかの方法で腐食保護されなくても、通常は、ガスが非常に乾燥している場合にはガスボンベの内部で腐食しないだろう。添加ガスはドライガスであり、ボンベは通常、残圧バルブを使用して保護され、ガス圧が例えば０．４ＭＰａ（４バール）の最小閾値以下まで下がるのを防止している。ただし、処理によっては、ボンベは、アルミニウムよりも十分冷却される場合もあり、或いはポリマー内筒が使用されるかもしれない。万一ボンベが水によって裏面汚染されるような場合、後者は、腐食に伴う潜在的な困難を回避することになるだろう。
【００６５】
ガス貯蔵容器は、一般的には、流体流れ制御ユニットを介して内筒にある量の低温流体を充填することによって満たされる。その後、容器は容器に流出入するガスの通路に対して密封又は閉止され、低温流体はその後、ガス状になるのを余儀なくされ、容器、並びにその容器に関連する第２の容器を圧力ガスで満たすことになる。
【００６６】
本発明の第５の態様によれば、第１の態様によるガス貯蔵容器を加圧ガスで充満させる方法であって、前記方法は、
前記流体流れ制御ユニットを介して、前記内筒に、液化ガスを有する低温流体を充填し、さらに、
前記容器に流出入するガスの通路に対して前記容器を閉じ、かつ前記流体を前記容器内でガス化させること、を有することを特徴とする方法が提供される。
【００６７】
単一の容器の内筒への低温流体の充填は、通常、１分以上はかからず１０〜２０秒ですむことになるかもしれない。容器は通常、１時間未満で純ガスによる完全加圧状態となる。
【００６８】
当業者にとっては容易に理解されるだろうが、ガス貯蔵容器を加圧された純ガスで満たすような所では、内筒に供給又は充填されるべき低温液体の量は、理想気体の状態方程式、すなわち、
ＰＶ＝ｎＲＴ
を使って計算することができる（但し、Ｐ：容器内のガスの所望の圧力、Ｖ：容器の体積、ｎ：気体のモル数、Ｒ：気体定数であり、Ｔ：絶対温度）。
ひとたび特定の容器が選択されたならば、Ｒや大気温度と同じようにＶや最大Ｐは既知のものなる。その際、ｎの値は、以下の式で計算することができる。
Ｎ＝ＰＶ／ ＲＴ
その後、このモル数ｎは、これに分子量Ａを掛けることで、グラム（ｇ）表示のガス質量Ｍに変換される。
Ｍ＝ｎＡ
例えば５ＭＰａ（５０バール）以上の実在気体に対しては、この基本的な計算式に追加すべき補正があり、それは分子間の吸引・反発力や分子の有限かつ異なるサイズに依存する。これらの補正は、以下の式、
ＰＶ＝ｎＲＴＺ
にあるように、因子Ｚ、すなわちガスの“圧縮性”を含めることで考慮することができる。
【００６９】
多くのガスに対しては広い圧力範囲・温度範囲にわたって一覧表があり、いくつかのガスに対しては複雑な近似式が存在する。
【００７０】
その計算式は、ガス貯蔵容器を加圧ガス混合物で充填するにあたって必要とされる、２種以上の低温液体からなる混合物の量、或いは第１液化ガスと第２固化ガスからなる液体固体混合物の量を決定するために、必要に応じて用いられるかもしれない。
【００７１】
内筒が逆円錐形の開口端を有したバケツの形態を成し、かつ前記外筒に対して離間した関係でバケツを支持する少なくとも１個の支持具を有する実施形態においては、前記方法は、前記内筒内における前記低温流体を表面積を増大させるため、前記容器を傾斜させることを有することが好ましい。
【００７２】
本発明によるボンベはプロパン充填と同様の工程において、生産（ローラ）ライン上での高速単一ボンベ充填を使って充填されるかもしれない。充填ラインは、中央にタンクを配し、３、４個の充填アウトプットを備えた回転ラックを有するかもしれない。液体冷媒は、低温ポンプを用いてボンベの内筒に圧送しても良いし、或いは貯留タンクに対して炉頂ガス圧を使っても良い。炉頂ガスに関しては、例えばヘリウム等の異なる非凝縮性ガスでも良いし、例えば液化アルゴン（ＬＡｒ）をＡｒ最高圧で満たすといったような同じガスをも良い。
【００７３】
容器に充填した低温流体の量は、例えば、計量器作動充填を使用したり、場合によっては液体質量流量計充填を用いた重量測定法によって計量しても良い。
【００７４】
低温流体は、充填に先立ち、例えばＬＡｒを予備冷却するためにＬＩＮを使うなどして予備冷却しても良い。
【００７５】
容器は、駆動圧力を増加することにより、通気のための置換空気及び／又はガス状低温流体を必要とすることなく低温流体を充填するようにしても良い。しかしながら、好ましい実施形態では、容器は、充填プロセス中においては、例えばカストマー弁を介して換気されたり、さらに／或いはノズル（容器へ充填される低温流体が通る）を通る逆流によって換気される。
【００７６】
容器は、ガス流れと液体流れをより明確に分離するために非垂直状態で充填されるかもしれない。
【００７７】
流体流れ制御ユニットは通常、低温流体噴射中のガス換気を可能にする。これは、２つの流体通路を有する制御ユニットを用いるか、さらに／或いは、液体寒剤が金属管の内側にある薄肉パイプの下に注入又は圧送されるような同軸の充填システムを使用することで達成する可能である。充填時、ガスは環状空間を上方に換気し、圧力の早計な拡張を回避する。
【００７８】
本発明による容器は、液体として、小さく低い圧力構成要素によって予備充填し、その後において主構成要素の液体を充填することで、ガス混合物により充満されるようにしても良い。しかし、第１構成要素は蒸発し始めることにもなり、このため第２構成要素は、既にボンベ内にあるガス圧に抗して圧送される。
【００７９】
容器は、ガス状微量成分によってその上部が充満状態にあるかもしれず、そして主要な構成要素はその上に液体の形で追加されるかもしれない。しかしながら、再度言うが、この主要構成要素は、既にボンベ内にあるガス圧に対抗して圧送されるのである。もう一つの方法として、それらの各段階を逆転させ、主要構成要素が最初、液体の形で加えられ、その後において微量成分がガスの形で加えられるかもしれない。この場合、液体上に添加されたガスは、液体をより迅速に沸騰させるといったような“触媒作用”を及ぼすことになるだろう。何故なら、ガス圧の上昇に伴って熱伝達率が上昇することになるからである。
【００８０】
しかしながら、全ての構成要素を含んだ混合物を極低温状態で充填すること、例えば上述したように低温液体と固体の混合物の形態で充填することはより好適なことである。
【００８１】
以下の説明は、ほんの一例として添付図面を参照した、本発明の現時点で好ましいとされる実施形態に関するものである。まず図面に関して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係るガス容器の一実施形態の概略的断面図である。
【図２】図１に示した本発明の実施形態を複数ボンベパックに適用した概略的断面図  ある。
【図３】本発明によるガス容器の別の実施形態の概略的断面図である。
【図４】図３に示したガス容器を垂直の状態から傾斜させた概略図である。
【図５】図１に示したガスボンベを充填するための１つの装置構造の概略的断面図である。
【図６】（ｉ）ＬＩＮが充填された内バッグを持ったガスボンベと、（ｂ）ＬＩＮが充填された内バケツを持ったガスボンベの、経時的な圧力曲線及び温度曲線を比較したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
図１に関し、ガスボンベ２は、加圧ガスを入れる内部空間６を形成する外筒４を有している。外筒４は鋼から作られ、ボンベ２内外への流体の流れを制御する流体流れ制御ユニット１０を受ける開口部８を有している。流体流れ制御ユニット１０は、圧力キャップ１４を持った液体充填入口１２と、制御弁１８を有するカストマー出口１６とを有する。流体流れ制御ユニット１０は又、圧力逃がし弁２０を有する。
【００８４】
鋼製の内筒２２は全体が内部空間６の下半分に設けられている。別の実施形態では、内筒２２は触媒硬化型シリコンから形成される。内筒２２は、外筒に対して離間した関係で低温流体２６を保持するための内部空間部分２４を形成する。支持具２８によって内筒２２と外筒４の間に離間した関係が作られる。内筒２２は、アルミニウム製の導管３２、又は浸漬管を介して流体流れ制御ユニット１０からの低温流体を受ける口３０を有する。導管３２の端部３４は内筒２２の口３０の下まで延びることで、導管３２からの噴霧が内筒２２によって捕捉されるのを確実にする。導管３２の端部３４は、通常は、内筒２２へ流体が充填された後で導管端部が低温流体２６の表面より下に位置してしまうほど口３０より下方に延びることはない。
【００８５】
口３０は内部空間６の残りの部分に対して開口することで、内筒２２と内部空間６の残りの部分との間に流体連通状態ができる。
【００８６】
ボンベ２は、圧力キャップ１４を取り外し、導管３２を介して内筒２２内に低温流体を供給することにより充填される。低温流体は、内筒２２と接触するとすぐに蒸発し始める。カストマー出口１６の制御弁１８は、通常、ボンベ２からのガス飛散を可能にするべく開いている。
【００８７】
ボンベ２に供給される低温流体の量、例えば、体積や質量は、ボンベ内の目標ガス圧（しかるに、ボンベの容積、低温液体とガスの各密度）に基づいて予め決定され、ボンベへの送りが制御されて、確実に正確な量の低温流体が加えられる。必要な量の低温液体がボンベ２に加えられたならば、入口１２は圧力キャップ１４によって閉じられ、カストマー出口１６の制御弁１８が閉じられる。低温流体は、その後、蒸発や場合によっては昇華によってガス化し、これによりボンベ２を所望の圧力のガスで満たすこととなる。
【００８８】
図２は、マルチボンベパックに適用された本発明の一実施形態を示す図である。パックの中央ボンベは、設計上、図１に示したボンベと同様であり、双方の図に共通の特徴には同じ参照符号を付してある。以下の記述は、図１に示した実施形態とは異なる図２の実施形態の特徴に関するものである。
【００８９】
ガスボンベ２は、中央ボンベ２周りに複数の第２ボンベ３６、３８を備えたマルチボンベパックにおける中央又は主たるボンベである。中央ボンベ２が全ての第２ボンベ３６、３８の充填に関与し、かなり多くの低温流体を保持する必要があるため、図２の中央ボンベ２の内筒２２は、図１のガスボンベ２の内筒２２よりも大きい。従って、内筒２２は、内筒２２によって形成された内部空間６の部分２４が外筒４によって形成された全内部空間６の大部分、例えば６０〜８０％となるように、内部空間６の上半分へと延びている。
【００９０】
第２の容器３６、３８は、圧力逃がしバルブ２０とカストマー出口１６と制御弁１８を備える導管構造４０を介して中央ボンベ２と流体連通状態にある。
【００９１】
中央ボンベ２の内筒２２には、図１に示したボンベと実質的に同じ方法で、計量された量の低温流体が充填される。
【００９２】
図３および図４に示されているガスボンベは、図１に示されたものと実質的に同様であり、２つの図面の間で共通の特徴には同じ参照符号が付されている。
【００９３】
図３のボンベ２の内筒２２の開口端は逆円錐４２の形をしている。内筒２２がこの形態となることで、内筒２２に低温流体２６を充填した後にボンベ２を垂直から傾斜させることができるようになる。このようにボンベ２を傾斜すると、低温流体２６の表面積を増加させることにもなり、それによりボンベ２をガスで満たす速度を上げることにもなる。
【００９４】
図４は垂直から傾斜させたボンベ２を示している。 支持具４４により、内筒２２と外筒４との離間関係は維持される。ボンベは支持フレーム４６に置かれた状態にある。
【００９５】
図５は、図１のボンベ２に低温流体を充填するためのシステムを示している。ボンベ２の入口１２は、低温流体のリザーバ５２内に延びる導管５０を介し、断熱性液体輸送容器４８に接続されている。液体輸送容器４８内にあるリザーバ５２からの液体は、ライン５４を介して供給された炉頂ガスの圧力によってボンベ２の内筒２２に供給される。内筒２２に供給される液体の量は、例えば導管５０中の流量計のような任意の適宜手段（図示せず）によって計量されるか、或いは液体輸送容器４８からの重量減分又はボンベ２の重量増分を測定することによって計量されるか、或いは液体輸送容器へと流れ込む炉頂ガス量を測定することによって計量される。低温液体のリザーバ５２は、ライン５６を介してバルク液体源によって置き換えられる。液体輸送容器はまた、試しコック５８と圧力逃がしバルブ６０を備える。
【００９６】
例
大きなネック部（４０ｍｍ）を持った２３．５リットルの鋼製ガスボンベには、液体充填口とチューブを持った流体流れ制御ユニット、カストマー弁及び安全逃し弁が装備された。マイラー（登録商標）バッグが液体充填チューブに接続されてボンベ内部に設けられた。その結果できたボンベと内部は米国特許第３，６４５，２９１号に記載されているものと同様であった。
【００９７】
そのシステムは、充填前にＬＩＮによって予備冷却された。予冷後、同軸ノズルの中央にあるチューブを経て、４リットルのＬＩＮが充填チューブとバッグに注入された。ＬＩＮ注入時はカストマー弁は開放され、その後、ＬＩＮが注入された後にカストマー弁と液体充填口の双方が閉じられた。その際、ボンベの圧力と温度は経時的に記録された。
【００９８】
実験は、その後、図１に示すタイプの２３．５リットル鋼鉄製ガスボンベを用いて繰り返された。内筒２２は触媒硬化型シリコンから作られた。内筒２２は丸められ首部を介してボンベ内に挿入された。挿入後、内筒２２は人の手を借りることなく元の形状に戻った。内筒２２は、ボンベ壁と基部との接触を回避する上で、いくらかの梱包材上に着座した。
【００９９】
合計で２．５リットルしか必要としない内バケツを持つボンベで達成されたような均等終圧を達成するために、内袋を持ったボンベにはより多くのＬＩＮ（合計４リットル）が充填されなければならなかったことに留意されたい。発明者らは、内バケツを持つボンベを使用することよりはむしろ、内袋を持ったボンベを使用することの逆流作用によりＬＩＮ損失が著しく大きかったことを観察した。
【０１００】
図６のグラフは、ＬＩＮの蒸発に伴って両方のボンベの圧力および温度が時間と共にどのように変化するかを示したものである。
【０１０１】
内袋を持ったボンベのグラフは、熱伝達が小さいためにＬＩＮはかなりゆっくりと沸騰し始めていることを示している。しかしながら、沸騰が進むにつれ圧力が上昇し、これにより熱伝達が増加し、通常の場合、ガス圧力が増加する。圧力の増加は、沸騰速度の増加を引き起こし、このようにしてフィードバック効果が働くことで圧力の加速上昇を引き起こす。実質的に約２８分後にはすべてのＬＩＮが沸騰した。
【０１０２】
これに対し、内バケツを持ったボンベのグラフは、内袋の場合と同じように、ＬＩＮはかなりゆっくりと沸騰し始めるが、しかし、その後沸騰の加速中は、加速割合が内袋の時よりも大幅に少なくなることを表している。実質的に全てのＬＩＮが沸騰したのは約３７分後であった。
【０１０３】
これらの結果は、温度カーブにも反映されている。ただし、内バケツを持ったボンベが到達した最低温度（約−９℃）は、内袋を持ったボンベによる最低温度（約−２４℃）よりもかなり高かったという、追加の利点がある。このような結果は、本発明が安全性を向上させ、鉄鋼やアルミニウムより耐低温性に乏しい材料から作られたガス貯蔵容器に適用可能であることを示している。
【０１０４】
本発明による好ましいガス容器の利点としては、
・容器は、コンプレッサから容器にガスを供給したり、低温液体を加圧したり、圧縮された液体を蒸発させたり、圧縮ガスを容器に圧送することにより充填される渋滞の容器よりも一層迅速に充填可能であること、
・容器はまた、従来の容器よりもよりエネルギー効率の良い方法で充填可能であること、
・容器は、液体寒剤を充填するように設計された従来容器よりも少ない低温流体消費量を以て、より高い信頼性で充填可能であること、
・容器の外筒は極低温に到達することがなく、従って耐極低温性が低い鋼のような材料でも外筒形成に使用することができること、
・容器のための資本・運用コスト、及び容器の製造方法が、液体寒剤が充填されるように設計された従来容器よりも少ないこと、
・容器の製造方法が従来容器のそれよりも簡単であること、
・ガス貯蔵容器は、標準的な液体寒剤供給車両と低圧ポンプを使用してカストマーの現場で充填可能であること、及び
・内袋と比較して、内バケツは構造的にも安定していること、
などがある。
【０１０５】
本発明は好ましい実施形態を引用して上述した詳細な説明に限定されるものではなく、特許請求の範囲で定義した本発明の精神や範囲を逸脱することなく、様々な修正や変形が可能であることを理解されたい。
【図１】
2013545953.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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2013545953.tif 000010
2013545953.tif 000011