(57)【要約】特定の方法でコイル状にして積み重ねた小径鋼管で形成される海上ガス貯蔵および輸送システムである。このシステムは、２次格納システム内に収容したときに、はしけの上または船の船倉内での使用に適している。コイル管を積み重ねてコイル状にする様々な方法を開示する。また、パイプを作成するための特定の材料も開示する。
2004531676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の層と前記第１の層の上に位置する第２の層に形成されるコイル管の複数のループであって、前記第１の層のコイル管が前記第２の層のコイル管とは異なるコイル状になっている、コイル管の複数のループと、
前記第１および第２の層間の接続部を形成するパイプとを含む、格納構造。
【請求項２】
少なくとも第１の層と前記第１の層の上に位置する第２の層に形成されるコイル管の複数のループであって、少なくとも１つの層のコイル管が種々の曲率半径を有する複数セクションで形成されている、コイル管の複数のループと、
前記第１および第２の層間の接続部を形成するパイプとを含む、格納構造。
【請求項３】
少なくとも第１の層と前記第１の層の上に位置する第２の層に形成されるコイル管の複数のループであって、少なくとも１つの層のコイル管が入れ子状の完全な円を形成する複数セクションで形成されている、コイル管の複数のループと、
前記第１および第２の層間の接続部を形成するパイプとを含む、格納構造。
【請求項４】
少なくとも第１の層と前記第１の層の上に位置する第２の層に形成されるコイル管の複数のループであって、少なくとも１つの層のコイル管が種々の曲率中心を有する複数セクションで形成されている、コイル管の複数のループと、
前記第１および第２の層間の接続部を形成するパイプとを含む、格納構造。
【請求項５】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
非隣接層間の接続部を形成するパイプとを含む、格納構造。
【請求項６】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプと、
前記パイプの層を取り囲む種々の流体の混合物で形成されたサポートマトリックスとを含む、格納構造。
【請求項７】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプと、
比重が１より大きい流体を含むサポートマトリックスとを含む、格納構造。
【請求項８】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプと、
前記パイプに適合したプラスチック材料を含むサポートマトリックスとを含む、格納構造。
【請求項９】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプとを含む格納構造であって、
前記構造がピラミッド形に形成される、格納構造。
【請求項１０】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプとを含む格納構造であって、
前記パイプがカーボンファイバパイプである、格納構造。
【請求項１１】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプとを含む格納構造であって、
前記パイプが約１〜５重量パーセントの範囲のニッケルを含む鋼で作られている、格納構造。
【請求項１２】
互いの上に位置する複数の層に形成されるコイル管の複数のループと、
層間の接続部を形成するパイプとを含む格納構造であって、
前記パイプが、複合パイプの使用を経済的にするためにその内部に含まれる圧縮流体の臨界点に十分近づくように冷却された複合パイプである、格納構造。
【請求項１３】
１つの層のコイル管が、次の層のコイル管とは異なるコイル状になっている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１４】
少なくとも１つの層のコイル管が種々の曲率半径を有する複数セクションで形成されている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１５】
少なくとも１つの層のコイル管が入れ子状の完全な円を形成する複数セクションで形成されている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１６】
少なくとも１つの層のコイル管が種々の曲率中心を有する複数セクションで形成されている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１７】
パイプ接続部が非隣接層間の接続部を形成する、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１８】
前記パイプの層を取り囲む種々の流体の混合物で形成されたサポートマトリックスをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項１９】
比重が１より大きい流体を含むサポートマトリックスをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２０】
前記パイプに適合したプラスチック材料を含むサポートマトリックスをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２１】
前記パイプがカーボンファイバパイプである、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２２】
前記パイプが、複合パイプの使用を経済的にするためにその内部に含まれる圧縮流体の臨界点に十分近づくように冷却された複合パイプである、前記請求項のいずれかに記載の格納構造。
【請求項２３】
前記層が六角パッキングによって積み重ねられる、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２４】
前記層が立方パッキングによって積み重ねられる、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２５】
次の層が前の層と同一であるが、１８０度回転されている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２６】
前記ループが種々の曲率中心を有する複数セクションで形成されている、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２７】
前の層のコイル管が上昇して次の層の一部を形成し、前記前の層のコイル管を横切る第１の遷移帯は別として、前記次の層のコイル管が前記前の層のコイル管のすぐ上に位置する、前記請求項のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項２８】
前記第１の遷移帯が１つの層の面積の６％未満を占める、請求項２７に記載の格納構造。
【請求項２９】
前記第１の遷移帯が５０管径未満を占める、請求項２８に記載の格納構造。
【請求項３０】
前記第１の層のコイル管が一連の定半径セグメント内をらせん状に進む、請求項２９に記載の格納構造。
【請求項３１】
前記第１の層のコイル管が交互に並んだ第１および第２の半円でコイル状になっており、それぞれの第２の半円が半管径分だけ第１の半円より半径が大きい、請求項２６に記載の格納構造。
【請求項３２】
奇数番号および偶数番号の層のコイル管が交互に並んでおり、偶数番号の層のコイル管が第２の遷移帯に上昇して、奇数番号の層を形成する、請求項２８に記載の格納構造。
【請求項３３】
前記第１の遷移帯において、偶数番号の層のコイル管が２管径分だけ前記曲率中心からのその半径を変更する、請求項３２に記載の格納構造。
【請求項３４】
前記コイル管が、奇数番号の層である最下層を有する、請求項３３に記載の格納構造。
【請求項３５】
前記コイル管が、偶数番号の層である最下層を有する、請求項３３に記載の格納構造。
【請求項３６】
前記コイル管が、内壁と外壁とを有するコンテナ内に形成される、請求項２７に記載の格納構造。
【請求項３７】
前記内壁が段付きである、請求項３６に記載の格納構造。
【請求項３８】
前記コイル管が、流体を格納するためのバルブを備えている、請求項３７に記載の格納構造。
【請求項３９】
前記コイル管が圧縮ガスの貯蔵に使用される、請求項３８に記載の格納構造。
【請求項４０】
少なくとも第１の層に連続コイル管を形成するステップと、
前記第１の層の上に位置する第２の層を形成するステップとを含む、格納構造を形成する方法。
【請求項４１】
前記第１の層のコイル管が上昇して前記第２の層の一部を形成し、前記第１の層のコイル管を横切る第１の遷移帯は別として、前記第２の層のコイル管が前記第１の層のコイル管のすぐ上に位置し、前記第１の層のコイル管と位置合せされている、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
コイル管が前記遷移帯により２管径分だけ放射状にずれている、請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記第２の層のコイル管が上昇して第３の層を開始する第２の遷移帯を作成することにより第３の層を形成するステップをさらに含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項４４】
交互に並んだ定半径円セグメントの単一層に形成された連続定直径コイル管を含み、各円セグメントが３６０／ｎ度をカバーし、それぞれの次の円セグメントが１／ｎ管径分だけ前の円セグメントより半径が大きく、ｎが１より大きい、格納構造。
【請求項４５】
ｎが２である、請求項４４に記載の格納構造。
【請求項４６】
前記格納構造の外部境界を形成するセグメントを除くｋ番目ごとのセグメントについて、任意のｋ番目のセグメントのコイル管がｋ＋ｎ番目のセグメントのコイル管に隣接し、その結果、ギャップレス構造を形成する、請求項４４に記載の格納構造。
【請求項４７】
次の円セグメントの曲率中心がずれている、請求項４４に記載の格納構造。
【請求項４８】
１つの層のパイプの曲率が連続的に変化する、請求項１ないし２５のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項４９】
１つの層のパイプが段付き円形らせんで形成される、請求項１ないし２５のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項５０】
パイプの層が直線セクションを含む、請求項１ないし２５のいずれか一項に記載の格納構造。
【請求項５１】
立方パッキング又は段付き円形の形式の複数対の水平らせんを含み、１つの連続パイプを形成するように積重ねの内側と外側の両方で各層が単純なＳ字によって各隣接層に接合される、圧縮流体用の格納システム。
【請求項５２】
六角パッキング又は円形らせんの形式および六角パッキング又は矩形らせんの形式の複数対の水平らせんを含み、１つの対に含まれる層がＳ字によって中心で互いに接合される、圧縮流体用の格納システム。
【請求項５３】
１つの連続パイプを形成するように、前記対の外側端部がらせんの平面内で１８０度のループによって隣接対に接合される、請求項５２に記載の格納システム。
【請求項５４】
前記積重ねに含まれるすべてのパイプが１つの連続パイプに接続されるように、１つの対の各外側端部が１８０度の垂直ループによって他のものに接合される、請求項５２に記載の格納システム。
【請求項５５】
前記積重ねに含まれるすべてのパイプが２つまたはそれ以上の連続パイプに接続されるように、前記外側端部が接合される、請求項５４に記載の格納システム。
【請求項５６】
前記積重ねにおいて各上昇層ごとに完全な巻きの数が１ずつ減少し、その結果が円錐形またはピラミッド状の構造の積重ねになる、請求項５１，５３，５４または５５に記載の格納システム。
【請求項５７】
ウォータクリスタルが形成する適切な範囲と適切な密度を有するように選択したグリコールまたはメタノールなどの添加物と水とを含む液体マトリックスによって、前記パイプが部分的にサポートされる、請求項５１，５３，５４、５５または５６に記載の格納システム。
【請求項５８】
ポリオレフィンまたはスクラッププラスチックあるいはおそらく酸化される石炭ピッチまたは石油ピッチ、あるいは周囲温度においてそれが本質的に固体になるような高い粘度を有するように選択したその他の同様の製品を含む固体マトリックスによって、前記パイプが部分的にサポートされるが、前記パイプにとって十分低い軟化温度の処理は、前記パイプに対する前記マトリックスの流体成形を可能にするためにその温度まで加熱可能である、請求項５１，５３，５４，５５または５６に記載の格納システム。
【請求項５９】
パイプ建設の材料が普通または高強度のラインパイプ鋼である、請求項５１または５３〜５８のいずれか一項に記載の格納システム。
【請求項６０】
急冷焼もどしの結果として高強度が達成される、請求項５９に記載の格納システム。
【請求項６１】
パイプ建設の材料が普通または高強度の低ニッケル低温鋼である、請求項６０に記載の格納システム。
【請求項６２】
パイプ建設の材料が、ガラスおよび／またはカーボンファイバによって強化された複合パイプである、請求項６０に記載の格納システム。
【請求項６３】
大幅に低減した圧力で満足のいく流体密度を達成できるほど十分に低い温度で動作し、それに応じてパイプ圧力定格が低減される、請求項６１または６２に記載の格納システム。
【請求項６４】
前記圧縮ガスが、その臨界温度の上または下であり、その臨界圧の上または下であり、水素と二酸化炭素を含む天然ガスまたはその他の一般的なガスである、請求項５１または５３〜６３のいずれか一項に記載の格納システム。
【請求項６５】
前記パイプが約１〜５重量パーセントの範囲のニッケルを含む鋼で作られている、前記請求項のいずれかに記載の格納構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、格納構造およびその製造方法に関し、特に、圧縮天然ガスの海上輸送および貯蔵のためのものに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、特に圧縮ガスの海上ガス輸送に関する。既存の海上ガス輸送システムの複雑さのため、多くのプロジェクトを不経済なものにするような甚大な費用が発生する。したがって、大量の圧縮ガスを格納可能な圧縮ガス用の貯蔵システムを定義し、複雑なマニホルドとバルブからなるシステムを単純化し、建設コストも低減する必要性が継続している。本システムは上記３点をすべて実行することを目指している。本明細書に記載する構造は、１９９８年１１月２４日に発行された米国特許第５８３９３８３号に開示された構造の改良策である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
コイル管の複数のループが少なくとも第１の層と第２の層を含む複数の層として形成される格納構造のいくつかの設計を開示する。パイプは層間の接続部を形成する。一実施形態の第１の層のコイル管は、第２の層のコイル管とは異なるコイル状になっている。他の実施形態の少なくとも１つの層のコイル管は、種々の曲率半径を有する複数セクションで形成されている。他の実施形態の少なくとも１つの層のコイル管は、入れ子状の完全な円を形成する複数セクションで形成されている。他の実施形態の少なくとも１つの層のコイル管は、種々の曲率中心を有する複数セクションで形成されている。他の実施形態の連結管は、非隣接層間の接続部を形成する。他の実施形態のパイプには、パイプの層を取り囲む種々の流体の混合物で形成されたサポートマトリックスが設けられている。他の実施形態のサポートマトリックスは、比重が１より大きい流体を含む。他の実施形態のサポートマトリックスは、パイプに適合したプラスチック材料で形成されている。他の実施形態のパイプは、ピラミッド形を形成する。他の実施形態のパイプは、カーボンファイバパイプである。上記の特徴の実用的な組み合わせであれば、どのような組み合わせでも様々な実施形態が形成される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の他の態様では、少なくとも第１の層と第１の層の上に位置する第２の層とに形成された連続コイル管を含み、第１の層のコイル管が上昇して第２の層の一部を形成し、第１の層のコイル管を横切る第１の遷移帯は別として、第２の層のコイル管が第１の層のコイル管のすぐ上に位置し、好ましくは第１の層のコイル管と位置合せされている格納構造が提供される。
【０００５】
本発明のさらに他の態様では、少なくとも第１の層と第１の層の上に位置する第２の層とに形成された連続コイル管を形成するステップを含み、第１の層のコイル管が上昇して第２の層の一部を形成し、第１の層のコイル管を横切る第１の遷移帯は別として、第２の層のコイル管が第１の層のコイル管のすぐ上に位置し、第１の層のコイル管と位置合せされている、格納構造を形成する方法が提供される。
【０００６】
本発明のさらに他の態様では、交互に並んだ定半径円セグメントの単一層に形成された連続定直径コイル管を含み、各円セグメントが３６０／ｎ度をカバーし、それぞれの次のセグメントが１／ｎ管径分だけ前のセグメントより半径が大きく、ｎが１より大きい、格納構造が提供される。
【０００７】
本発明の格納構造は、ガス貯蔵システムとしての使用に特に適しており、船（その船倉内の２次コンテナ内）に積み込んだかまたは単純なはしけ（そのデッキの上または下の２次コンテナ内）に積み込んだ大量の圧縮ガスの輸送用として特に適合されている。コイル管は好ましくは、長く主に円形に湾曲した小径鋼管のセクションで形成される。このパイプは、一般に２０．３２ｃｍ（８インチ）より小さく、単純な円形コンテナ内で特定のコイル状にすることができる。
【０００８】
一実施形態では、コンテナの直径は約１５．２４ｍ（５０フィート）であり、その高さは約３．０４８ｍ（１０フィート）である。そのコンテナ内には、約１６．０９３４ｋｍ（１０マイル）以上のパイプをコイル状にし、積み重ねることができる。コイリングは連続的なものであり、コイルの先頭から末端までバルブまたは中断がまったく存在しない。
【０００９】
本発明の一態様のパイプは、最下層の内側から始まるものと見なすことができる。これは、好ましくは半円の定曲率定半径セグメントにより外方へらせん状に進み、その曲率および曲率中心はそれぞれその総曲率および半径のわずかな部分だけ急激に変化する。このようにして、比較的長時間の間、曲げローラに関するプログラミングおよび品質管理が一定かつ単純なものに保持される。パイプは、コンテナの外側に達すると、コンテナの幾何形状によって強制的に第２の層を登り、内方らせんを開始する。２つの半円弧の後、パイプは、パイプ約１２本分の距離のうち、すぐ下の２本のパイプの直径分を要する緩和曲線に従う。この距離は比較的短いものであり、したがって、交差点における垂直積重ね応力が最小限になる。下の２本のパイプを移行し、次に第１の層と後続の奇数番目の層のすぐ上のパイプ１本分だけ外にらせん状に戻ることにより、１本のパイプの正味内方らせん利得が達成される。したがって、奇数番目の層は外方へらせん状に進み、偶数番目の層は内方へらせん状に進む。パイプは、偶数番目の層で円形コンテナの内側に達すると、その上の奇数番目の層に上昇し、その投影図幾何形状は第１の層の幾何形状と同じものになる。したがって、奇数番目の層は完全に半円から構成され、偶数番目の層は非常に短い遷移帯を備えた半円から構成される。
【００１０】
本発明は、遷移帯を除き、互いにすぐ上に位置する層状コイル管によって製作される格納構造と、その構造を得るためにパイプをコイル状にする方法の両方を含む。
本発明のガス貯蔵システムは多くの利点を有し、その一部は本発明者のうちの２名によって出願された以前の特許（米国特許第５８３９３８３号および第５８０３００５号）で注目されている。第１に、パイプが小さく、故障の重大度が大幅に低減される。おそらく、故障の確率も低減される。第２に、長くまっすぐでその後湾曲されるパイプの生産技術は周知かつ安価なものである。第３に、このシステムは内部ピッグにより連続的に検査可能である。第４に、コイル長の約９７％については複雑な湾曲特徴が存在しない。第５に、コイル状のレイアウトと垂直積重ね配置によって、約２０〜３０ｓの高さに積み重ねたときでも、重力応力と船の運動応力がパイプ容量のごく一部分まで低減される。上記の特徴のすべてによって、多大なコスト低減がもたらされる。
【００１１】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を調べ、詳細な説明を読んだときに、明らかになる。
次に、例証のみを目的とし、本発明の範囲を制限する意図を持たずに、添付図面に関連して本発明の好ましい実施形態について説明するが、添付図面では同様の番号は同様の要素を表している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、対応する同様の部分が種々の図面全体を通して同じ番号で参照される添付図面を参照し、好ましい実施形態について説明する。また、パイプおよびその接続部を作成するために使用する材料は提案した動作温度では脆性ではなく延性なものになることも言うまでもない。パイプおよびその接続部は通常はＸ７０である標準等級鋼から製作することができる。「含む」という用語は包括的なものであり、現存する他の特徴を排除するものではない。不定冠詞「ａ」は、現存するある要素の複数形を排除するものではない。コイル管の半径は一般にコイルの半径を指している。パイプの断面径について言及する場合、それはパイプの直径と呼ぶ。連続コイル管はそれを連続的なものにするために同時に溶接された複数のパイプから作られることは言うまでもないことだろう。
【００１３】
図１〜４は、本発明の所与の態様を取り入れた特定の実施形態を示している。図１および図１Ｂは、概して円形で連続長の小さいパイプの最下部２層の一部分の平面図を詳細に示している。その他のパイプ層は引き続きこれらの最下層の上に位置し、その平面の投影線は、その層に奇数番号が付けられている場合は実線で示した第１の層に対応し、その層に偶数番号が付けられている場合は点線の遷移線と実線に対応する。次の層のコイル管は、記述すべき遷移帯は除き、前の層のコイル管と位置合せされて、そのすぐ上に位置する。したがって、後続層のパイプ間には線形接触帯が存在し、それがパイプの重量を最適に分散させる。
【００１４】
第１の層１０は、内半径Ｒｍｉｎ１２を備えた小さいパイプから始まり、半円を描く。その場合、その曲率の中心はパイプ半分だけ急激にシフトし、その半径もパイプ半分だけ増加する。この結果、パイプの内側はパイプらせん１０の先頭の外側に対して１６に示すように正確に接線状態になる。したがって、パイプの経路は、２つの特定の半円を使用することにより、３６０度の範囲内で管径１つ分だけ外に移動している。これにより、規定の曲げ曲率を付与する曲げローラに対する入力の複雑さが２つの定数に低減される。最下層はこのようにして外方に進み、半円が増加し続ける。パイプは、コンテナ１８の外側に達すると、強制的に層１（符号２０）の外側の上に上昇し、そのすぐ上に乗り上げ、遷移帯２２の先頭に達するまで層２として取り巻き続ける。次に、図２、図３、および図５に概略を示すように、規定の数式が指示する経路により、パイプは水平接線状にすぐ下のパイプを離れ、下側のパイプのすぐ上で接線状に接合するが、一部は管径２つ分だけ内方に接合する。
【００１５】
Ａ、Ｂ、Ｃとして示すこの遷移は、約１２管径分の距離内で実施され、点Ｂで点交差サポートを受ける。
このように遷移長が短いことは、コイリングのわずか３％についてのみ、曲率が連続的に変化することを意味する。矢印２６は、２管径分だけ内方に移動し、１管径分だけ外方に戻ることにより、偶数番目の層が約９４％の時間の間、外方らせんと位置合せされて、そのすぐ上に位置していても、どのように正味内方らせん並進を有するかを示している。図１に関する要約は以下の通りである。
・奇数番目の層は外方へらせん状に進み、偶数番目の層は内方へらせん状に進む。
・奇数番目の層には遷移帯がまったくない。
・偶数番目の層は約１２管径に等しい遷移帯を有する。
・コイリングの約９７％は純粋に円形の曲率を使用する。
・全コイリングの約９４％を表す遷移帯の外側では、各層（約４０以上の層）のすべてのパイプは互いにすぐ上に位置する。
・コイリング・システム全体を通して、遷移帯の内側と外側のどちらでも、曲率半径は約１１直径より大きい。これは、層が１つずつ変化する場合にも当てはまる。このため、最大曲げひずみは、約５％という所与の規定制限を超えない。
・下位層が上位層の上に上昇する場合、外側と内側で遷移式（図５）も使用する。しかし、これは、上昇ならびに横並進に対処するために、垂直平面で接線により接合された２つの短い逆円弧と結合される。
・外側では上昇層が奇数から偶数に移行し、内側では上昇層が偶数から奇数に移行する。
・１８０度ごとに、奇数番目の層の曲率半径は半管径に等しい量だけ急激に変化する。そのうえ、曲率中心は等しい量だけ変化するので、３６０度の後、１管径分の全放射方向の並進が可能になる。
偶数番目および奇数番目の層に対する言及は、最下層に遷移帯を挿入することによって交換することができるが、最下位交差点が第２の層にある場合よりも、最下位交差点で受ける応力が大きくなるので、これはわずかに不利になる。
【００１６】
図２は遷移領域の外部部分の拡大図である。基本遷移一般式２８が引用されているが、その解法３０の仕組みは図５に示されている。図２には、コイリングの幾何形状の９７％を構成する純粋半円を記述する単関数３２も示されている。位置断面Ａ、Ｂ、Ｃが示されているが、これらは後で図４で追跡して３次元画像を完成することができる。図２は、コンテナの外壁１８と、それに付随する遷移性も示している。
【００１７】
図３は遷移領域の内部部分の拡大図である。セクション位置Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇが示されているが、後で図４に示される。一般化された遷移関数２８は図２とまったく同じであるが、定数の特定の値は数値的に異なっている。この数値的違いの結果、外部緩和曲線の場合のように、緩和曲線は逆曲率を持たなくなる。
【００１８】
図４Ａ〜４Ｇは、コイルコンテナ容器の内側および外側にある最下部の４層または５層を示している。たとえば、パイプ番号６を追跡すると、最初の３つの図に示す経路Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ、Ｅ、Ｆ、Ｇが示される。セクションＡ、Ｂ、Ｃのパイプ番号４を追跡すると、第１の層がどのように第２の層に変化するかが示される。この場合、外側では奇数番目の層だけが上昇する理由が分かる。同様に、内側では偶数番目の層だけが上昇することを観察することができる。
【００１９】
次に、図４Ａ〜４Ｇのより詳細な説明を以下に示す。コイル管の先頭は、セクションＦでその中心に番号１が付いたパイプの位置に見ることができる。すぐ上のセクションＧはパイプ番号１を示し、パイプのこの部分はセクションＦのパイプのすぐ後に配置されている。配置されたパイプの次の部分はセクションＤに見られ、その中心に２という番号が付けられている。その後の次の部分はセクションＥにあり、その中心に２という番号が付けられている。したがって、このパイプが最下層または第１の層の先頭にどのように配置されるかを示す順序は、Ｆ１（セクションＦのパイプ番号１を意味する）、Ｇ１、Ｄ２、Ｅ２、Ｆ２、Ｇ２、Ｄ３、Ｅ３、Ｆ３、Ｇ３、Ｄ４、Ｅ４、Ｆ４、Ｇ４と記述することができる。この手順は、セクションＡの位置Ａ１に達するまで、一度に１管径分だけ外方へ継続される。第１の層の最後の配置順序は、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ａ４として記述することができる。したがって、これは外方へ巻かれる第１の層の配置を記述するものである。次に、パイプは上昇し、第２の層の内方へ移動し始める。その順序は、Ｂ４、Ｃ４、Ａ５、Ｂ５、Ｃ５、Ａ６、Ｂ６、Ｃ６、Ａ７、Ｂ７、Ｃ７、Ａ８、Ｂ８、Ｃ８によって示される。この手順は、セクションＤの位置Ｄ５に達するまで、一度に１管径分だけ内方へ継続される。第２の層の最後の配置順序は、Ｄ５、Ｅ５、Ｆ５、Ｇ５、Ｄ６、Ｅ６、Ｆ６、Ｇ６として記述することができる。次にパイプはＤ７で上昇し始め、Ｅ７で第３の層に達し、その結果、外方移動順序はＦ７、Ｇ７、Ｄ８、Ｅ８、Ｆ８、Ｇ８、Ｄ９、Ｅ９、Ｆ９、Ｇ９になる。コイリングの残りは、Ａ９、Ｂ９、Ｃ９、Ａ１０、Ｂ１０、Ｃ１０、Ａ１１、Ｂ１１、Ｃ１１、Ａ１２、Ｂ１２、Ｃ１２、Ａ１３、Ｂ１３、Ｃ１３、Ａ１４、Ｂ１４、Ｃ１４、Ａ１５、Ｂ１５、Ｃ１５、Ａ１６、Ｂ１６、Ｃ１６、・・・・・・Ｄ１０、Ｅ１０、Ｆ１０、Ｇ１０、Ｄ１１、Ｅ１１、Ｆ１１、Ｇ１１、Ｄ１２、Ｅ１２、Ｆ１２、Ｇ１２という順序に従って同様に外方および内方に継続する。図４Ａ〜４Ｇには最初の５つの層だけが表されている。このパターンは、必要な数の層、通常は２０または３０層について繰り返し現れる。
【００２０】
図５は、基本言語で作成され、最初の３つの図に示された幾何形状を記述する簡潔なプログラムを示している。プリント機能はグラフィックであるが、出力は数値座標系で容易に表すことができる。行１９０〜４００のプログラム３０の主な特徴は、遷移式の定数がどのように解かれるかを示す数学的記述である。この解法は本質的に標準的なガウスの還元法の変形である。実際の一般式２８は、このコイリングプロセスに固有のものである。また、この式で使用する指数（行２４０のＤ）は、遷移帯でパイプのほぼ完璧な入れ子を提供するために調整パラメータとして使用できるという点で、やはり固有のものである。
【００２１】
したがって、本発明のこの実施形態は、約１６．０９ｋｍ（１０マイル）という長い連続長の小径管（直径は約１２．７〜２０．３２ｃｍ（５〜８インチ）を有する小径管をコイル状にする特定の方法またはシステムを提供することが分かるだろう。パイプの約９７％は、約１８０度の円弧の間隔で定曲率に曲げられる（このような定曲率の単純さによって建設コストが大幅に低減される）。また、（コイル長の約３％について）パイプの約９４％が他のパイプのすぐ下または上に位置することができる固有の遷移方法を提供する。このような積重ねパターンにより、局部的な曲げおよび交差応力が大幅に低減され、その結果、パイプの全体的な壁厚が低減されるかまたは各コンテナ内で許される積重ね高さが増加する。さらに、その全長の約９７％について段付き定曲率を使用することにより、連続的に外方および内方へらせん状に進むパイプをコイル状にする方法、特定のコイリング幾何形状を記述するための数学的方法を提供する。
【００２２】
コイルは定半径の半円として示されているが、これらは３６０／ｎ度のセグメントにすることができ、各セグメントの直径は１／ｎ管径分だけ増加し、ｎは１より大きいが、２を超えてｎが増加するたびにパイプ曲げ設定値の数が増加し、好ましいものではない。この方法によって生産される格納構造では、格納構造の外部境界を形成するセグメントを除くｋ番目ごとのセグメントについて、任意のｋ番目のセグメントのコイル管がｋ＋ｎ番目のセグメントのコイル管に隣接し、その結果、ギャップレス構造を形成する。遷移帯が１２管径を占める一実施形態が示されているが、依然として、遷移帯が５０未満の管径を占めるときに利点が得られると考えられている。
【００２３】
コイル管は、通常はパイプの一方の端部にバルブ３７が設けられる格納構造を形成する。コイル管はガスの格納に適している。コイル管は、好ましくは２次格納構造を提供するために密封されたコンテナ１８内に封入され、漏れ検知機器を備えている。
【００２４】
次に、複数の水平らせんから構成される様々なコイルの積重ねから始めて、本発明の他の実施形態について説明する。
図５Ａおよび図５Ｂは、曲率が連続的に変化するらせんを示している。用語法のため、図５Ａは左回りのらせんを示し、図５Ｂは右回りのらせんを示す。どちら回りかは、親指を上向きに保持し、どちらの手の指が送出方向のパイプに従うかを確認することによって決定される。図５Ｂは、図５Ａを方向転換することにより、すなわち、コイルの平面内の軸を中心にして１８０度回転することにより、図５Ａから得られる。
【００２５】
図６Ａおよび図６Ｂは多円形らせんを示している。図６Ａは、Ｄ／２の距離だけ分離された垂直軸上の２つの中心Ｃ１およびＣ２によって生成された２中心多円形らせんを示しており、Ｄはパイプの直径である。円弧Ａ１．１は中心Ｃ１から半径Ｒにより１８０度の間描かれ、円弧Ａ２．１は中心Ｃ２から半径Ｒ＋Ｄ／２により１８０度の間描かれ、円弧Ａ１．２は中心Ｃ１から半径Ｒ＋Ｄにより１８０度の間描かれ、以下同様である。図６Ｂは、Ｄ／４の距離だけ間隔を開けた４つの中心によって生成された４中心を示しており、定半径の円弧は長さが９０度であり、半径は隣接円弧間でＤ／４だけ増加する。その他の多くの他円形らせんが可能である。この変形に対する関心は、連続的に変化する曲率をコイル巻き機が正確に作り出すことが難しすぎる可能性である。
【００２６】
図７Ａは段付き円形らせんを示している。このらせんでは、その半径が最小曲げ半径である負および正の円弧で構成されるＳ字を含む小さい遷移帯を除き、パイプは半径がＤずつ増加する入れ子状の完全な円である。これらの円弧は、円弧間または円弧と円の間を移動する点で曲率の変化がまったく起こらないように位置決めされる。遷移帯は、この一連の円を（時計回りの方向で）外方らせんに変化させる。ここで、基本のらせんは２つの中心を有する外方多円らせんである。遷移帯は、図７Ｂに示すように、内方段付きならびに外方段付きにすることができる。遷移帯は２重内方段を作成し、効果的な内方らせんを作成する。図７Ｃは同じ２中心外方多円形らせんを採り、一回り当たり２つの単一内方段を採ることにより、外方らせんを内方らせんに転化させる。この場合、２つの遷移帯が存在するが、その利点は、それぞれの２重遷移帯より短いことである。
【００２７】
図８Ａは、矩形コイルの一例を示し、この場合は正方形コイルの一例を示している。隅はすべて同一の９０度のパイプセグメントであり、その曲率半径は小さく、たとえば、最小曲げ半径である。パイプの外部ループが内部ループの周りをらせん状に進むように、これらの隅は長さが増加する直線パイプセグメントによって接合されている。このようならせんは、直線セグメントを隅に溶接することにより、形成することができる。この場合、隅はマンドレルを使用する回転金敷ベンダで曲げられるような短いパイプ片になると思われ、そのベンダはパイプを楕円形にせずに急激な曲げを可能にするものである。パイプセグメントはいずれも同じ長さではなく、前のセグメントより管径の１／２ずつ増加する。これは４中心正方形らせんの一例であり、これについては図８Ｃにも概略が示されている。図８Ｂは、直線パイプセグメントの半分が前のセグメントと同じ長さであり、それにより製造上の利点になりうるような数の種々のパイプ長を備えるという利点を有する２中心正方形らせんを示している。正方形の２つの平行な辺のすべてのパイプセグメントの長さが一定の追加分だけ増加した場合、結果として得られる図形は矩形らせんになるだろう。矩形の長辺がかなり長い場合、コイルの全容積に対する溶接した隅の数は減少し、したがって、経済性が改善される。同時に、隅の半径はたとえば２Ｄまで低減可能であり、その段階でコイルの内部で失われる空間は最小限になるだろう。総合効果は、矩形空間を充填するという機能を十分果たすと思われる低コストコイルを生産することになるだろう。
【００２８】
次に、前のセクションで説明した水平らせんを対にして重ね合わせて接続することについて説明する。実際に応用するために、コイルの積重ねは、たとえば２０層など、多数の層の高さにすることが必要になるだろう。しかし、１つの層はその下の層またはその上の層としか相互作用しないので、以下の説明は、２つの隣接層に限定し、それらをどのように接合して対にできるかに限定するものとする。
【００２９】
図９Ａは、第１のらせんのすぐ上に第２の同一らせんが配置されることを示している。その結果は完全立方パッキングになるが、パイプの端部が隣接し、同じ方向を指している限り、接続部は具合の悪いものになる。接合取付具は単純なループになるだろう。この構成が利点のあるものであることが立証されるとは考えられない。
【００３０】
図９Ｂは、重ね合わせる前に第２の同一らせんをそれ自体の平面で１８０度回転する実施形態を示している。２つの層は完全六角のパッキングに適合する。内部端部はＳ字継手を溶接することによって接合することができるが、その継手は、短いので、必要であればマンドレルを使用して急激に曲げることができるものである。この構成は円形らせんと矩形らせんのどちらにも重要であると思われ、パンケーキ状にらせんを巻くことは、連続パイプの場合には一方向のコイルの積重ねの連続巻きに比べ、あまり効率の良いものではない。
【００３１】
図９Ｃは図９Ｂと同様の設計を示しているが、２つの外側端部がコイルの同じ側に来るように第２の層は半巻き分だけ長くなっている。これは、たとえば矩形積重ねの場合のように、コイルの積重ねの同じ側にすべての層間接続取付具（「耳」）が位置することにより恩恵がもたらされる場合に有用になる。
【００３２】
図９Ｄでは、重ね合わせる前に第２の同一らせんがその平面内の軸を中心にして裏返しし、すなわち、１８０度回転している。この場合、一方向に継続的にパイプを巻くことにより生産可能な「入／出」構成になる。両端は互いに対抗し、レベルの差を考慮した後で、容易に接合することができる。接合部はＳ字継手によるか、または継続巻き線の場合は、垂直方向のＳ字型にパイプを曲げることにより得られるだろう。しかし、２つの層の積重ねが立方でも六角でもないので、パイプサポートの重大な問題が発生する。第２の層のパイプは、１８０度離れた位置で第１の層のパイプと交差するだけであり、本質的に中間ではサポートなしである。これは容認できない状況であるが、後述するように段付きらせんを使用することによって解決することができる。
【００３３】
図９Ｅでは、第２のらせんが方向転換した２つの同一円形段付きらせんを示している。これらは図７Ａのらせんである。これらのらせんの巻き線の大多数は完全な円であるので、第２のらせんを裏返しにすると、そのパイプは第１のらせんのすぐ上に位置することになり、その結果、立方パッキングが得られる。遷移帯だけは立方パッキングを達成しないが、これらは短いものであり、サポートなしパイプの重大な問題は発生しない。第２のらせんは裏返ししているので、入／出構成が得られ、このような対は連続パイプの場合に一方向に機械で巻くことによって生産できる可能性があるが、ただし、最も外側と最も内側で３次元のＳ字によって１つのらせんから隣接らせんへのレベル変更を実施できなければならない。
【００３４】
第１のらせんは図５Ａ、６Ａ、または６Ｂに示すらせんの１つであり、重ね合わせたらせんは図７Ｂに示すタイプの２重内方段付きらせんであり、後者のベースらせんが第１のらせんと同一であるという条件付きである。この状況は上記の図９Ｅに非常に似ているが、第２のらせんは裏返ししていない。これは下のらせんと同じらせんであるので、遷移領域を除き、結果的に立方パッキングが得られる。図９Ｅのように、両端が３次元の小さいＳ字によって２つの隣接らせんに容易に接合されるように、２重交差は外方らせんを内方らせんに転化させる。したがって、適切な機械により、このような組み合わせの層を連続パイプから巻くことができる。
【００３５】
図１０ａでは、第１のらせんは２つまたは４つの中心を備えた矩形であり、重ね合わせたらせんは同一であるが、それ自体の平面で１８０度回転している。この状況は図９Ｂにまったく類似しているが、円形らせんが矩形らせんで置き換えられており、したがって、この場合も六角パッキングが得られる。どちらのらせんも外向きなので、同じく３次元の１管径分上昇する大きいＳ字取付具によって内部で接合しなければならない。２重層の外側端部は両側に現れる。
【００３６】
図１０Ｂでは、図１０Ａと同じ状況が示されているが、層の１つがセグメント２つ分だけ、すなわち１８０度分だけ長くなっており、したがって、両方の外側端部が矩形の同じ側に現れている。これは、隣接矩形または正方形のパッキングを改善するために、またはたとえばはしけに都合がよいようにすべての外部パイプ接続部が矩形の一方の側に現れるように配置するために、有用である。
【００３７】
次に、らせん対の積重ねとその接続部について説明する。前のセクションでは、図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、８Ａ、８Ｂ、８Ｃに示すらせんをどのように組み合わせて対にして、たとえば、結果として得られる対は主に立方パッキングまたは六角パッキングを備えていなければならないという積重ね基準を満足するかを検討した。一方の側からもう一方の側への水平らせんは対称であるので、らせんＢが六角パッキングによってらせんＡの上に取り付けられる場合、らせんＡも六角パッキングによってらせんＢの上に取り付けられるだろう。このようにして継続すると、六角パッキングを備えた多くの同一対の積重ねは全体を通して六角パッキングを備えることになる。
【００３８】
同一対を積み重ねると、当然のことながら、垂直方向に円柱状のアレイを生産することになる。しかし、上位層は下位層と同じ数の巻きを備える必要はない。各層がその下の層より１巻き少ない場合、この積重ねは、六角積重ねの場合は垂直から３０度、立方積重ねの場合は垂直から４５度内方に傾くことになる。その結果はピラミッド形の積重ねになる。ピラミッド状の積重ねは明らかに円柱状の積重ねよりその格納構造に対する要求が少なくなり、これは状況によっては有益なものになりうる。
【００３９】
前のセクションで述べたらせん対のうち、図９Ｅおよび９Ｆの設計（段付き円形）は（遷移帯を除き）立方パッキングの特性を備えている。また、これらは、隣接層が反対回りのらせんであるという特性も備えている。これは、１つのらせんの末端にあるパイプが次のらせんの先頭にあるパイプとは反対の方向で面していることを意味し、それは、一方の層からもう一方の層へ上昇するＳ字によってそれらを容易に接合できることを意味する。また、これは、連続溶接プロセスが３次元のＳ字を作成する能力を備えている場合、その連続溶接プロセスでそれらを生産できることを意味する。そうではない場合、Ｓ字は中に溶接される取付具でなければならない。このようなＳ字はらせんの内側と外側の両方に必要になるだろう。この状況については図１１Ａおよび１１Ｂに示す。
【００４０】
前のセクションで述べたらせん対のうち、図９Ｂおよび９Ｃ（円形）および図１０ａおよび１０Ｂ（矩形）は六角パッキングの特性を備えている。これらがこのような特性を備えているのは両方のらせんが同じ向きに回っているからであり、それは、１つのらせんの末端にあるパイプが隣接らせんの末端にあるパイプと同じ方向で面していることを意味する。一方をもう一方に接合するには、１８０度分回るパイプのループが必要である。隣接パイプを接合する単純なループを使用してもよい。最小曲げ半径の基準を遵守する場合、これらのループは具合の悪いものになる可能性があり、積重ねの垂直側面に対しうまく収まらない可能性がある。しかし、積重ねから間隔が開いている場合、円形の積み重ねが立体的にパッキングされている可能性があるが、このような１８０度のループは本質的にらせんと同一平面上にあり、側面に突き出す可能性がある。これについては図９Ｂに示すが、同図ではループは積重ねの一方の側の２層おきに積重ね（図示せず）のもう一方の側の同様のループに接合し、図９Ｃの設計ではループは隣接層を接合する。パイプ内に液相があり、構造内に曇りきずがある場合に液体が溜まることに関する懸念がある状況では、このような隣接層または次の隣接層の水平接続ループは望ましいものであるが、それは、このスタイルのループでは液体を溜めるプールの場所が備わっていないからである。
【００４１】
他の多くの状況では、特に矩形らせんの場合、積重ねを緊密にパッキングすることが重要であり、ループが積重ねから突き出すようなことは望ましいことではない。隣接層のループを垂直に撚り合わせ、積重ねに押しつけてパッキングを改善することができるが、隣接層を接合しないことにより、より良い解決策が得られる。この状況は図１２Ａに概略が表されており、この場合、約３Ｄであると想定される最小曲げ半径のループを使用して、少なくとも６管径分だけ垂直に離れているパイプ端部同士を接合する。これらのループ（「耳」）は積重ねの垂直壁に平行な垂直平面内にあり、その垂直平面は１管径分だけ積重ねの外側に位置するので、すべてのループはそれらを１管径分だけ外方に移動するらせんの平面内のＳ字から始まらなければならない。この例では、図９Ｂおよび１０Ａの設計スタイルで１２対が積み重ねられ、１２のパイプ端部がそれぞれの側にある。概略図では、２４のらせんすべてを通る１本の連続パイプ経路を提供するように、両側の耳によってこれらをどのように接合するかを示している。その場合、それぞれの側で、わずか１管径分の厚さ×１０管径分の幅の容積が失われている。各対が図９Ｃおよび１０Ｂのスタイルになっている場合、半分の耳が積重ねのもう一方の側に現れるのではなく、２組の耳がどちらも互いに隣接して積重ねの同じ側に現れる。これは、緊密なパッキングが重要であるときに魅力的なものになる。たとえば、２組の耳がどちらも矩形積重ねの一方の側に現れる場合、積重ねの長さに１管径分だけ余分に追加され、このような接続を可能にしている。
【００４２】
充填すべき空間が本質的に矩形であると想定すると、矩形積重ねと、図１０Ｂのスタイルの対、六角パッキング、前述のぴったり合った耳との組み合わせにより、ここに記載したどの設計でも最高のパイプ密度が得られる。
【００４３】
上記で参照した米国特許第５８３９３８３号には、図１１Ａおよび１１Ｂの積重ねをサポートするように設計された鋼構造が詳細に記載されている。適切な変更により、同様の鋼構造を使用して、ここに記載した他のスタイルの積重ねをサポートすることもできるだろう。
【００４４】
また、この特許は、パイプにサポートを提供し、そのため、疲労を助長する楕円形になりがちな傾向を低減する手段として、パイプ間の空間を充填するマトリックスの使用も提案している。提案したマトリックスの１つの形式は、パイプの比重に近づけるために他の添加物によってその比重を調整した水であった。荷積みおよび荷下ろし中にパイプの壁の温度変動を低減するため、ならびにそれ以外の場合に格納全体としての熱質量を増加するために、そのマトリックスは高い熱容量を備えていなければならないという考え方については、これまで言及していない。熱的性質の重要な改善は、密度が高く（比重１．１）温度が高い（摂氏−４０度（華氏−４０度）程度の凝固点）場合は水と一般的なグリコールの一種との混合物、密度が低く（０．９）温度が低い（摂氏−４０〜−６２．２２２２２２度（華氏−４０〜−８０度））場合は水とメタノールとの混合物を使用することによって得られるだろう。水は高い比熱と高い融解熱の両方を備えているので魅力的なものである。
【００４５】
本質的に固体のマトリックスについては、望ましい特性は、低コスト低密度であることと、最大サポートをもたらすようにパイプに緊密に適合する能力である。これは、適切な量のプラスチックを層間に使用してコイルの積重ねを完成した後で、プラスチックマトリックスを柔らかくして、パイプに適合できるようにするために、たとえばパイプ内に蒸気を通すことにより温度を上昇させることができる場合に、ポリエチレンまたは混合プラスチックスクラップなどの低コストプラスチックの使用を示唆するものである。同じく検討される可能性のある同様の特性の製品は、石炭または石油から誘導されるピッチであり、これは酸化される場合もあれば酸化されない場合もある。このようなマトリックスのいずれについても、その有効粘度は周囲温度のときに非常に高くなければならず、実用のためには固体でなければならない。必要であれば、この粘度は繊維材料を追加することによって増大させることができる。このような製品で鋼管をサポートすることは奇妙なことと思われるかもしれないが、それらは単に圧縮時に使用され、圧力はあまり高くなく、たとえば、せいぜい７０３０．７〜１４０６１．４ｋｇｆ／ｍ２（１０〜２０ｐｓｉ）であることに注目されたい。
【００４６】
マトリックスサポートの必要性は、次のセクションで説明するようにパイプ建設のためにより強度の高い材料への動きとともに、より重要なものになっており、これがより薄い壁のパイプへの動きを奨励している。というのは、パイプによる楕円化への抵抗は壁厚の３乗として変化するからである。
【００４７】
圧縮形の天然ガスの輸送の商品価値における最も重要な要因はその密度である。ガスの密度を高くするためには２通りの基本的方法があり、すなわち、圧力を上げることと温度を下げることである。ＣＮＧ輸送の場合、圧力格納システムのコストはきわめて重要なことである。低コストである従来のラインパイプから、特許出願ＰＣＴ／ＵＳ９８／１２７２６に記載されているような低ニッケル低温鋼への移行は、鋼１トン当たりのコストが高くなることにより阻止されている。これは、複合パイプ、特にパイプライン用パイプと同じ圧力定格のカーボンファイバ複合連続パイプにも当てはまることである。経験則として、カーボンファイバパイプは、同じ圧力定格の通常の鋼管の１  １／２倍のコストがかかる。この場合、低ニッケルとは、約１〜５重量パーセントのニッケルを意味する。
【００４８】
摂氏−１．１１〜１０度（華氏３０〜５０度）などの周囲温度では、７０３，０００〜１０５４,０００ｋｇｆ／ｍ２（１０００〜１５００ｐｓｉ）などの低圧と２１０９,０００〜２８１２、０００ｋｇｆ／ｍ２（３０００〜４０００ｐｓｉ）などの高圧との間のガスの密度には非常に大きな差が存在する。しかし、温度がガスの臨界点から摂氏−６．６７度（華氏２０度）の範囲内に近づくと、その差は著しく小さくなる。その結果、周囲温度では、たとえば２１０９、０００ｋｇｆ／ｍ２（３０００ｐｓｉ）の場合に比べ７０３、０００ｋｇｆ／ｍ２（１０００ｐｓｉ）において同じかまたはさらに高いガス密度が得られる可能性がある。この圧力範囲では、カーボンファイバパイプは１フィート当たり、普通のラインパイプの約半分のコストになる。コストが半分のパイプでは、ラインパイプの２倍を使用する余裕ができ、このため、２倍のトン数のガスを運ぶ余裕ができる。船のコストとパイプのコストがほぼ同じであり、積荷の２倍である場合、この節約は、圧縮コストの削減によって相殺される冷蔵のための追加コストを相殺してあまりある。
【００４９】
したがって、より高価な格納物質に移行することにより、船積みの経済性を改善できるという驚くべき結果が得られる。
温度が臨界点の領域内に低下すると、ガスは「稠密相」ガスと呼ばれることが多い。その特性が急激に変化する点はまったくないが、臨界温度未満では液体と呼ばれることが多い。ある温度範囲の臨界圧未満の相閉鎖体内では、圧縮ガスはこのような液体を伴う。ガスのこのようないくつかの形式はいずれも上記の格納システムで扱うことができ、本特許明細書では、すべての形式を「圧縮流体」と呼ぶ。
【００５０】
パイプの建設材料は以下のものにすることができる。
１．普通のＡＰＩラインパイプ鋼
２．急冷焼もどし鋼
３．ニッケル含有率が３パーセント未満である高強度低温鋼であり、これも急冷焼もどし可能である
４．カーボンファイバなどの高張力強化用繊維または高張力鋼線により本質的にフープ方向のみに巻いた鋼管。これは、コストおよび重量の増加を最小限にしてパイプの圧力容量を２倍にするための１つの方法である。
５．理論的にはメタンへの浸透性が低い比較的低強度のコアパイプの周りのマトリックス内に埋め込まれた高強度ファイバのヘリカル巻線からなる複合パイプ
６．上記のものは最も関心のあるものであるが、押出しアルミニウム、押出し配向ポリオレフィン、セラミックファイバ強化金属など、他の多くの材料も可能である。
【００５１】
コイルの積重ねを建設するための考慮事項は以下の通りである。
１．製造しやすさと速度、たとえば、連続巻線、効率的なテスト
２．修理しやすさ：積み重ねたコーセルの場合、これは、水平パンケーキのコイルに有利であり、漏洩パンケーキを回避することができる。
３．検査性：腐食しやすい鋼管の場合、これは、コイル全体にインテリジェントピッグを通すことが可能でなければならないことを意味し、本質的に一定の内径プラス隅であり、ピッグが進むことができ、たとえば、半径が２Ｄより大きいものを意味する。
４．運用上の考慮事項：多大な量の生成液体を形成する場合、液体溜まりが生じる可能性のある低点が発生してはならず、流体押しを使用する場合は、流体の過剰乗上げまたは過小乗上げが最小限になるように管径が十分小さいものでなければならない。
５．空間充填：一般に、充填に使用できる空間を考慮して最大密度のパイプに有利でなければならず、通常、矩形コイルが有利になり、コイル内のフランジは回避される。
６．安全性：疲労亀裂を回避するにはパイプの楕円化を最小限に保持しなければならず、次にこれは、ロールベントパイプを所与の最小半径のものにしなければならなことを意味し、何らかの原因による亀裂の結果を最小限にするためには、大きい亀裂を通るガスの流量が適度な管径によって自動絞りされるように管径を適度なサイズにしなければならない。
【００５２】
好ましい実施形態に関連して本発明を説明してきたが、部品の置換えおよびその他の変更は当業者には明らかになるだろう。例証したものに対する些細な変更は本発明の範囲に含まれるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】１つの層のパイプの平面図である。
【図１Ａ】図１の線１Ａ−１Ａに沿った断面図である。
【図１Ｂ】図１の詳細図である。
【図２】図１の外部遷移部分の拡大平面図である。
【図３】図１の内部遷移部分の拡大平面図である。
【図４Ａ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｂ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｃ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｄ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｅ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｆ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図４Ｇ】図２および図３でマークしたセクションの一連の断面図の１つである。
【図５】図１Ｂの幾何形状、線、および座標を正確に定義するために使用するコンピュータプログラムの複写であり、より具体的には緩和曲線を定義するために使用する数学的低減メカニズムを示す図である。
【図５ＡＢ】曲率が連続的に変化する右回りのらせんを示す図である。
【図６Ａ】曲率半径が漸進的に増加する複数セクションが多円形らせんを形成するパイプ・セクションを示す図である。
【図６Ｂ】曲率半径が漸進的に増加する複数セクションが多円形らせんを形成するパイプ・セクションを示す図である。
【図７Ａ】段付き円形らせんを備えたパイプを示す図である。
【図７Ｂ】２中心外方多円形らせん上の２重内方段を示す図である。
【図７Ｃ】２中心外方多円形らせん上の一回り当たり２つの単一内方段を備えたパイプを示す図である。
【図８Ａ】４中心正方形らせんとして形成された１つの層のパイプを示す図である。
【図８Ｂ】２中心正方形らせんとして形成された１つの層のパイプを示す図である。
【図８Ｃ】４中心正方形らせんとして形成された１つの層のパイプを示す図である。
【図９Ａ】２つのらせんの直接重合せを示す図である。
【図９Ｂ】一方のらせんがもう一方に対して１８０度回転した２つの円形らせんの重合せを示す図である。
【図９Ｃ】接続しやくするためにコイルの同じ側に両端が来るように一方のらせんの長さが半巻き分余分である２つの同一らせんを示し、隣接層を接合するパイプ接続部を示す図である。
【図９Ｄ】らせんの平面内の軸を中心にして方向転換した第２のらせんを示す図である。
【図９Ｅ】図７Ａに従う純粋円形らせんを示す図である。
【図１０Ａ】内部らせん間のパイプ接続部を備えた矩形パイプ層を示す図である。
【図１０Ｂ】１８０度の回転で重ね合わせた２つの矩形らせんを備えた矩形パイプ層の平面図である。
【図１１Ａ】隣接層を接合するＳ字セクションを示す図である。
【図１１Ｂ】積重ねの外側にある隣接層間のＳ字セクションを示す図である。
【図１２】１本のパイプを作成するために接続可能な図９Ｂ、図９Ｃ、図１０Ａ、図１Ｂに示すらせん対の積重ねを示す図である。
【図１２Ａ】次の層の幅が低減されたピラミッド状のパイプ構造を示す図である。
【図１３】メタンに関するＴ−Ｐグラフである。
【図１】
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【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５ＡＢ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１２Ａ】
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【図１３】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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