(57)【要約】  圧縮天然ガスを貯蔵及び輸送するシステムは、供給元設備と、供給先設備と、輸送機器とを含み、これらの各々は圧力容器を含む。圧力容器とその中に収容されたガスは、二酸化炭素冷媒を用いる冷蔵装置によって低温状態に維持される。圧力容器からガスを吐出する際に作動流体（及び／又は窒素）を圧力容器に充填することによって、圧力容器をほぼ等圧状態に維持することができ、これにより、容器の疲労を低減し、容器の寿命を延長することができる。圧力容器は炭素繊維とガラス繊維の混成容器とすることができる。浸漬管が圧力容器内に延在し、選択的に圧力容器の頂部から／圧力容器の頂部にガスを発射／射出する、又は圧力容器の底部から／圧力容器の底部に作動流体を発射／射出してもよい。衝突デフレクタが圧力容器内で浸漬管に隣接して配置され、圧力容器の壁が流体によって浸食されることを抑制する。
2020506115.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運搬機器と、
前記運搬機器によって支持される断熱空間と、
少なくとも部分的に前記断熱空間内に配置された圧縮ガス貯蔵容器と、
前記運搬機器に支持され、前記断熱空間を冷却するように構成された、二酸化炭素冷媒を用いる冷却装置と、
を備える低温圧縮ガス輸送機器。
【請求項２】
前記冷却装置が前記断熱空間内の温度を−５８．７℃から−９８．５℃の間に維持するように構成された、請求項１に記載の輸送機器。
【請求項３】
前記運搬機器が船舶又は車両である、請求項１に記載の輸送機器。
【請求項４】
前記冷却装置が固体の二酸化炭素を前記断熱空間内に堆積させるように構成された、請求項１に記載の輸送機器。
【請求項５】
前記冷却装置は、前記冷却装置がオフであっても、固体の二酸化炭素が前記断熱空間内にあるときに昇華作用によって前記断熱空間を受動冷却するように構成された、請求項４に記載の輸送機器。
【請求項６】
前記容器は、前記容器の容積部の上部と流体接続するガスポートと、前記容器の容積部の下部と流体接続する作動流体ポートとを含む、請求項１に記載の輸送機器。
【請求項７】
請求項６に記載の輸送機器と、
供給元設備と、
を備える結合体であって、
前記供給元設備は、
前記輸送機器の容器の前記ガスポートと流体接続して前記輸送機器の容器に圧縮ガスを移送するように構成された圧縮ガスの供給源と、
作動流体流路によって前記輸送機器の容器の作動流体ポートに流体接続された作動流体タンクであって、前記輸送機器の容器と当該タンクとの間での作動流体の移送を容易にするように構成された作動流体タンクと、
前記作動流体流路内に配置され、圧縮ガスが前記圧縮ガスの供給源から前記輸送機器の容器内に流入することによって、前記輸送機器の容器内の圧力が所定の圧力を超過したとき、前記輸送機器の容器から前記供給元設備の作動流体タンクに作動流体を流入させるように構成された圧力作動弁と、
を含む、結合体。
【請求項８】
低温圧縮ガスを移送する方法であって、
輸送機器の断熱空間内の貯蔵容器内に圧縮ガスを貯蔵する工程と、
二酸化炭素を用いる冷却装置によって前記断熱空間を冷却する工程と、
供給先設備に向けて前記輸送機器を移動する工程と、
を備える方法。
【請求項９】
前記圧縮ガスが圧縮天然ガスを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記断熱空間を冷却する工程が固体の二酸化炭素を前記断熱空間内に堆積させる工程を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記移動する工程が第１の地理的位置から第２の地理的位置まで前記輸送機器を移動する工程を含み、当該移動する工程の間、前記断熱空間内の温度が−９８．７℃から−５８．５℃の範囲に維持される、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
作動流体を収容する容器内に圧縮ガスを充填する方法であって、
（１）前記圧縮ガスを前記容器内に注入する工程と、（２）前記容器から作動流体を除去する工程とによって、前記容器内に圧縮ガスを充填する工程を備え、
前記充填する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される方法。
【請求項１３】
前記充填する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から１０００ｐｓｉ以内に維持される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記特定の圧力が少なくとも３０００ｐｓｉｇである、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記注入する工程の少なくとも一部が前記除去する工程の少なくとも一部の間に行われる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記作動流体がシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系流体を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記充填する工程の間、前記容器内の温度が−７８．５℃から３０℃以内に維持される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記充填する工程より前の前記容器内の作動流体の体積が、前記充填する工程より後の前記容器内の作動流体の体積よりも、少なくとも前記容器の容積の５０％分超過する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記充填する工程の後に、（１）作動流体を前記容器内に注入する工程と、（２）前記容器から圧縮ガスを除去する工程とによって、前記容器から圧縮ガスを吐出する工程をさらに備え、
前記吐出する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記吐出する工程の間、前記容器の温度が−７８．５℃から３０℃以内に維持される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記吐出する工程より後の前記容器内の作動流体の体積が、前記吐出する工程より前の前記容器内の作動流体の体積よりも、少なくとも前記容器の容積の５０％分超過する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記充填する工程及び前記吐出する工程を少なくとも１９回以上循環反復する工程をさらに備え、
前記循環反復する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から１０％以内に維持される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記容器が運搬機器によって支持され、
前記充填する工程が第１の地理的位置で実行され、
前記吐出する工程が前記第１の地理的位置と異なる第２の地理的位置で実行される、
請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
圧縮ガスの貯蔵及び輸送用の輸送機器であって、
運搬機器と、
前記運搬機器によって支持される圧縮ガス貯蔵容器と、
前記容器によって支持される作動流体タンクと、
前記作動流体タンクを前記圧縮ガス貯蔵容器に接続する流路と、
前記流路内に配置され、前記タンクから前記流路を経て前記圧縮ガス貯蔵容器まで作動流体を選択的に圧送するように構成されたポンプと、
を備える、輸送機器。
【請求項２５】
前記圧縮ガス貯蔵容器が複数の圧力容器を含み、
前記タンクが少なくとも部分的に前記複数の圧力容器の間の隙間空間内に配置された、
請求項２４に記載の輸送機器。
【請求項２６】
前記運搬機器が船舶である、請求項２４に記載の輸送機器。
【請求項２７】
前記運搬機器が炭水車である、請求項２４に記載の輸送機器。
【請求項２８】
前記運搬機器によって支持された断熱空間であって、当該断熱空間内に前記容器及び前記タンクが配置された、断熱空間と、
前記運搬機器に支持され、前記断熱空間を冷却するように構成された、二酸化炭素冷媒を用いる冷却装置と、
をさらに備える請求項２４に記載の輸送機器。
【請求項２９】
圧縮ガスを移送する方法であって、
第１の地理的位置において圧縮ガスを容器内に充填する工程と、
前記充填する工程の後に、前記第１の地理的位置と異なる第２の地理的位置まで前記容器を移動する工程と、
前記第２の地理的位置において前記容器から圧縮ガスを吐出する工程と、
前記第２の地理的位置において前記容器に圧縮窒素を充填する工程と、
前記第２の地理的位置において吐出及び充填する工程の後に、前記容器を第３の地理的位置に移動する工程と、
前記第３の地理的位置において前記容器から窒素を吐出する工程と、
を備え、
前記圧縮ガス及び窒素を前記容器に充填する工程、前記第２及び第３の地理的位置に前記容器を移動する工程、前記圧縮ガス及び窒素を前記容器から吐出する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される、方法。
【請求項３０】
前記第１の地理的位置が前記第３の地理的位置である、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の各工程を反復する工程であって、その間に前記容器内の圧力が前記特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される工程をさらに備える、請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
圧縮ガスを貯蔵するための容器であって、
前記容器の容積部を内部に画定する流体密封のライナーと、
前記容積部と流体連通する少なくとも１つのポートと、
前記ライナーの周囲に巻き付けられた炭素繊維と、
前記ライナーの周囲に巻き付けられたガラス繊維と、
を備える容器。
【請求項３３】
前記容積部は膨出した端部を有する略円筒形状である、請求項３２に記載の容器。
【請求項３４】
前記容器の外径が少なくとも３フィートである、請求項３３に記載の容器。
【請求項３５】
前記容積部の容積が少なくとも１０，０００リットルである、請求項３２に記載の容器。
【請求項３６】
前記容器の外径に対する前記容器の長さの比が少なくとも４：１である、請求項３２に記載の容器。
【請求項３７】
前記容器の外径に対する前記容器の長さの比が１０：１未満である、請求項３２に記載の容器。
【請求項３８】
前記容積部の形状に基づいて、前記ライナーの最も脆弱な部分を強化する経路に沿って前記炭素繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられた、請求項３２に記載の容器。
【請求項３９】
前記円筒形状と同心の前記容器の長軸に対して対角線方向に、前記炭素繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられた、請求項３２に記載の容器。
【請求項４０】
前記ライナーが超高分子量ポリエチレンからなる、請求項３２に記載の容器。
【請求項４１】
前記ライナーの周囲に非連続層を形成するように、前記炭素繊維が前記ライナーの周囲の選択的な位置に巻き付けられた、請求項３２に記載の容器。
【請求項４２】
前記ライナーの周囲に連続層を形成するように、前記ガラス繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられた、請求項４１に記載の容器。
【請求項４３】
前記ライナーの外側において長手方向に間隔を空けて配置された複数の強化フープをさらに備える、請求項３２に記載の容器。
【請求項４４】
前記長手方向に間隔を空けて配置された複数の強化フープのうちの２つの間で長手方向に延在する複数の張力構造体をさらに備え、前記複数の張力構造体は互いに周方向に間隔を空けて配置された、請求項４３に記載の容器。
【請求項４５】
前記少なくとも１つのポートが第１のポートを含み、
前記容器が、
前記容積部内に配置され前記第１のポートと流体連通する第１の浸漬管であって、当該第１の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第１の開口を有し、当該第１の開口は前記容積部の下部に配置された、第１の浸漬管と、
前記容積部内の前記第１の開口と前記ライナーの内表面との間に配置された第１の衝突デフレクタであって、前記第１の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第１の衝突デフレクタと、
をさらに含む、請求項３２に記載の容器。
【請求項４６】
前記少なくとも１つのポートが第２のポートを含み、
前記容器が、
前記容積部内に配置され前記第２のポートと流体連通する第２の浸漬管であって、当該第２の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第２の開口を有し、当該第２の開口は前記容積部の上部に配置された、第２の浸漬管と、
前記容積部内の前記第２の開口と前記ライナーの内表面との間に配置された第２の衝突デフレクタであって、前記第２の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第２の衝突デフレクタと、
をさらに含む、請求項４５に記載の容器。
【請求項４７】
圧縮ガスを貯蔵するための容器であって、
容積部を形成する内表面を有する流体密封の容器と、
前記容積部と流体連通する第１のポートと、
前記容積部内に配置され前記第１のポートと流体連通する第１の浸漬管であって、当該第１の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第１の開口を有し、当該第１の開口は前記容積部の上部又は下部の一方に配置された、第１の浸漬管と、
前記容積部内の前記第１の開口と前記内表面との間に配置された第１の衝突デフレクタであって、前記第１の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第１の衝突デフレクタと、
を備える容器。
【請求項４８】
前記第１の開口が前記容積部の下部に配置され、
前記容器が、
前記容積部と流体連通する第２のポートと、
前記容積部内に配置され前記第２のポートと流体連通する第２の浸漬管であって、当該第２の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第２の開口を有し、当該第２の開口は前記容積部の上部に配置された、第２の浸漬管と、
前記容積部内の前記第２の開口と前記内表面との間に配置された第２の衝突デフレクタであって、前記第２の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第２の衝突デフレクタと、
をさらに含む、請求項４７に記載の容器。
【請求項４９】
容積部を形成する圧力容器と、
前記容積部をポートに流体接続する第１の流路と、
センサ制御された常開弁であって、前記流路内に配置され、センサを有する常開弁と、
前記容積部をベントに接続する第２の流路と、
流体が前記容積部から前記ベントに流れることを防ぐために前記第２の流路内に配置され前記第２の流路を遮断する破裂対象物であって、当該破裂対象物は前記容積部内の圧力に曝され、当該圧力に対する破損耐性が前記圧力容器よりも低く、圧力が原因で前記破裂対象物が破損すると、前記第２の流路の遮断が解除されて前記容積部内の加圧流体が前記容積部から前記第２の流路を経て前記ベントに流出するように配置及び構成された、破裂対象物と、
を備え、
前記センサは前記破裂対象物と前記ベントとの間の前記第２の流路に動作可能に接続され、前記破裂対象物の破損の結果生じる流体の流れを感知することに応答して前記常開弁を閉じるように構成された、結合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許仮出願第６２／４５２，９０６号（出願日：２０１７年１月３１日）に基づく優先権を主張するものであり、この米国特許仮出願の開示は、参照により全体として明示的に本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明の種々の実施形態は、全般的に圧縮天然ガス（ＣＮＧ）の貯蔵及び輸送に関する。
【背景技術】
【０００３】
天然ガスのような気体燃料は通常パイプラインによって輸送されるが、既存のパイプラインによって供給可能な量を超える供給量を定期的に必要とするユーザが存在する。さらに、パイプラインによる天然ガスの供給が、遠隔地であったり、パイプラインの敷設コストが高かったり、又はその他の理由により、実現できない地域も存在する。このような地域のために、例えば、参照によって全内容が本明細書に組み込まれる国際出願第２０１４／０３１９９９号明細書に記載されたようなＣＮＧ容器によって天然ガスを輸送することができる。
【０００４】
従来、天然ガスは液化天然ガス（ＬＮＧ）の形態で水路（例えば、川、湖、湾、海）を通って輸送していた。しかしながら、ＬＮＧは複雑で費用のかかる液化プラントを必要とし、供給側及び配送側の両方で特別な取り扱いが必要になる。また、ＬＮＧは配送後に再ガス化が必要であり、これには相当量の熱と複雑な低温熱交換器、さらには低温配送及び貯蔵用設備を用いなければならない。
【発明の概要】
【０００５】
一又は複数の非限定的な実施形態は、運搬機器と、前記運搬機器によって支持される断熱空間と、少なくとも部分的に前記断熱空間内に配置された圧縮ガス貯蔵容器と、前記運搬機器に支持され、前記断熱空間を冷却するように構成された、二酸化炭素冷媒を用いる冷却装置と、を備える低温圧縮ガス輸送機器を提供する。
【０００６】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記冷却装置は前記断熱空間内の温度を−５８．７℃から−９８．５℃の間に維持するように構成される。
【０００７】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記運搬機器は船舶又は車両である。
【０００８】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記冷却装置は固体の二酸化炭素を前記断熱空間内に堆積させるように構成される。
【０００９】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記冷却装置は、前記冷却装置がオフであっても、固体の二酸化炭素が前記断熱空間内にあるときに昇華作用によって前記断熱空間を受動冷却するように構成される。
【００１０】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器は、前記容器の容積部の上部と流体接続するガスポートと、前記容器の容積部の下部と流体接続する作動流体ポートとを含む。
【００１１】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記輸送機器は供給元設備と結合され、当該供給元設備は、前記輸送機器の容器の前記ガスポートと流体接続して前記輸送機器の容器に圧縮ガスを移送するように構成された圧縮ガスの供給源と、作動流体流路によって前記輸送機器の容器の作動流体ポートに流体接続された作動流体タンクであって、前記輸送機器の容器と当該タンクとの間での作動流体の移送を容易にするように構成された作動流体タンクと、前記作動流体流路内に配置され、圧縮ガスが前記圧縮ガスの供給源から前記輸送機器の容器内に流入することによって、前記輸送機器の容器内の圧力が所定の圧力を超過したとき、前記輸送機器の容器から前記供給元設備の作動流体タンクに作動流体を流入させるように構成された圧力作動弁と、を含む。
【００１２】
一又は複数の実施形態は、低温圧縮ガスを移送する方法であって、輸送機器の断熱空間内の貯蔵容器内に圧縮ガスを貯蔵する工程と、二酸化炭素を用いる冷却装置によって前記断熱空間を冷却する工程と、供給先設備に向けて前記輸送機器を移動する工程と、を備える方法を提供する。
【００１３】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記圧縮ガスは圧縮天然ガスを含む。
【００１４】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記断熱空間を冷却する工程は固体の二酸化炭素を前記断熱空間内に堆積させる工程を含む。
【００１５】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記移動する工程は第１の地理的位置から第２の地理的位置まで前記輸送機器を移動する工程を含み、当該移動する工程の間、前記断熱空間内の温度が−９８．７℃から−５８．５℃の範囲に維持される。
【００１６】
一又は複数の実施形態は、作動流体を収容する容器内に圧縮ガスを充填する方法であって、（１）前記圧縮ガスを前記容器内に注入する工程と、（２）前記容器から作動流体を除去する工程とによって、前記容器内に圧縮ガスを充填する工程を備え、前記充填する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される方法を提供する。
【００１７】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記充填する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から１０００ｐｓｉ以内に維持される。
【００１８】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記特定の圧力は少なくとも３０００ｐｓｉｇである。
【００１９】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記注入する工程の少なくとも一部が前記除去する工程の少なくとも一部の間に行われる。
【００２０】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記作動流体はシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系流体を含む。
【００２１】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記充填する工程の間、前記容器内の温度が−７８．５℃から３０℃以内に維持される。
【００２２】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記充填する工程より前の前記容器内の作動流体の体積が、前記充填する工程より後の前記容器内の作動流体の体積よりも、少なくとも前記容器の容積の５０％分超過する。
【００２３】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記方法は、前記充填する工程の後に、（１）作動流体を前記容器内に注入する工程と、（２）前記容器から圧縮ガスを除去する工程とによって、前記容器から圧縮ガスを吐出する工程をさらに備え、前記吐出する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される。
【００２４】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記吐出する工程の間、前記容器の温度が−７８．５℃から３０℃以内に維持される。
【００２５】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記吐出する工程より後の前記容器内の作動流体の体積が、前記吐出する工程より前の前記容器内の作動流体の体積よりも、少なくとも前記容器の容積の５０％分超過する。
【００２６】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記方法は、前記充填する工程及び前記吐出する工程を少なくとも１９回以上循環反復する工程をさらに備え、前記循環反復する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される。
【００２７】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器が運搬機器によって支持され、前記充填する工程が第１の地理的位置で実行され、前記吐出する工程が前記第１の地理的位置と異なる第２の地理的位置で実行される。
【００２８】
一又は複数の実施形態は、圧縮ガスの貯蔵及び輸送用の輸送機器であって、運搬機器と、前記運搬機器によって支持される圧縮ガス貯蔵容器と、前記容器によって支持される作動流体タンクと、前記作動流体タンクを前記圧縮ガス貯蔵容器に接続する流路と、前記流路内に配置され、前記タンクから前記流路を経て前記圧縮ガス貯蔵容器まで作動流体を選択的に圧送するように構成されたポンプと、を備える輸送機器を提供する。
【００２９】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記圧縮ガス貯蔵容器が複数の圧力容器を含み、前記タンクが少なくとも部分的に前記複数の圧力容器の間の隙間空間内に配置される。
【００３０】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記運搬機器は船舶、機関車、又は炭水車である。
【００３１】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、結合体は、前記運搬機器によって支持された断熱空間であって、当該断熱空間内に前記容器及び前記タンクが配置された、断熱空間と、前記運搬機器に支持され、前記断熱空間を冷却するように構成された、二酸化炭素冷媒を用いる冷却装置と、をさらに備える。
【００３２】
一又は複数の実施形態は、圧縮ガスを移送する方法であって、第１の地理的位置において圧縮ガスを容器内に充填する工程と、前記充填する工程の後に、前記第１の地理的位置と異なる第２の地理的位置まで前記容器を移動する工程と、前記第２の地理的位置において前記容器から圧縮ガスを吐出する工程と、前記第２の地理的位置において前記容器に圧縮窒素を充填する工程と、前記第２の地理的位置において吐出及び充填する工程の後に、前記容器を第３の地理的位置に移動する工程と、前記第３の地理的位置において前記容器から窒素を吐出する工程と、を備え、前記圧縮ガス及び窒素を前記容器に充填する工程、前記第２及び第３の地理的位置に前記容器を移動する工程、前記圧縮ガス及び窒素を前記容器から吐出する工程の間、前記容器内の圧力が特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される、方法を提供する。
【００３３】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記第１の地理的位置は前記第３の地理的位置である。
【００３４】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記方法は、これらの充填する工程及び吐出する工程を反復する工程であって、その間に前記容器内の圧力が前記特定のｐｓｉｇ圧力から２０％以内に維持される工程をさらに備える。
【００３５】
一又は複数の実施形態は、圧縮ガスを貯蔵するための容器であって、前記容器の容積部を内部に画定する流体密封のライナーと、前記容積部と流体連通する少なくとも１つのポートと、前記ライナーの周囲に巻き付けられた炭素繊維と、前記ライナーの周囲に巻き付けられたガラス繊維と、を備える容器を提供する。
【００３６】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容積部は膨出した端部を有する略円筒形状である。
【００３７】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器の外径は少なくとも３フィートである。
【００３８】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容積部の容積は少なくとも１０，０００リットルである。
【００３９】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器の外径に対する前記容器の長さの比は少なくとも４：１である。
【００４０】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器の外径に対する前記容器の長さの比は１０：１未満である。
【００４１】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容積部の形状に基づいて、前記ライナーの最も脆弱な部分を強化する経路に沿って前記炭素繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられる。
【００４２】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記円筒形状と同心の前記容器の長軸に対して対角線方向に、前記炭素繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられる。
【００４３】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記ライナーは超高分子量ポリエチレンからなる。
【００４４】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記ライナーの周囲に不均一層／非連続層を形成しないように、前記炭素繊維が前記ライナーの周囲の選択的な位置に巻き付けられる。
【００４５】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記ライナーの周囲に連続層を形成するように、前記ガラス繊維が前記ライナーの周囲に巻き付けられる。
【００４６】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器は前記ライナーの外側において長手方向に間隔を空けて配置された複数の強化フープをさらに備える。
【００４７】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記容器は前記長手方向に間隔を空けて配置された複数の強化フープのうちの２つの間で長手方向に延在する複数の張力構造体をさらに備え、前記複数の張力構造体は互いに周方向に間隔を空けて配置される。
【００４８】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記少なくとも１つのポートが第１のポートを含み、前記容器が、前記容積部内に配置され前記第１のポートと流体連通する第１の浸漬管であって、当該第１の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第１の開口を有し、当該第１の開口は前記容積部の下部に配置された、第１の浸漬管と、前記容積部内の前記第１の開口と前記ライナーの内表面との間に配置された第１の衝突デフレクタであって、前記第１の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第１の衝突デフレクタと、をさらに含む。
【００４９】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記少なくとも１つのポートが第２のポートを含み、前記容器が、前記容積部内に配置され前記第２のポートと流体連通する第２の浸漬管であって、当該第２の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第２の開口を有し、当該第２の開口は前記容積部の上部に配置された、第２の浸漬管と、前記容積部内の前記第２の開口と前記ライナーの内表面との間に配置された第２の衝突デフレクタであって、前記第２の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第２の衝突デフレクタと、をさらに含む。
【００５０】
一又は複数の実施形態は、圧縮ガスを貯蔵するための容器であって、容積部を形成する内表面を有する流体密封の容器と、前記容積部と流体連通する第１のポートと、前記容積部内に配置され前記第１のポートと流体連通する第１の浸漬管であって、当該第１の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第１の開口を有し、当該第１の開口は前記容積部の上部又は下部の一方に配置された、第１の浸漬管と、前記容積部内の前記第１の開口と前記内表面との間に配置された第１の衝突デフレクタであって、前記第１の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記ライナーの内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第１の衝突デフレクタと、を備える容器を提供する。
【００５１】
これらの実施形態のうちの一又は複数によれば、前記第１の開口が前記容積部の下部に配置され、前記容器が、前記容積部と流体連通する第２のポートと、前記容積部内に配置され前記第２のポートと流体連通する第２の浸漬管であって、当該第２の浸漬管は、前記容積部と流体連通する第２の開口を有し、当該第２の開口は前記容積部の上部に配置された、第２の浸漬管と、前記容積部内の前記第２の開口と前記内表面との間に配置された第２の衝突デフレクタであって、前記第２の浸漬管を介して前記容積部に入る物質が前記内表面に強力に衝突することを抑制するように配置された第２の衝突デフレクタと、をさらに含む。
【００５２】
一又は複数の実施形態は、容積部を形成する圧力容器と、前記容積部をポートに流体接続する第１の流路と、センサ制御された常開弁であって、前記流路内に配置され、センサを有する常開弁と、前記容積部をベントに接続する第２の流路と、流体が前記容積部から前記ベントに流れることを防ぐために前記第２の流路内に配置され前記第２の流路を遮断する破裂対象物であって、当該破裂対象物は前記容積部内の圧力に曝され、当該圧力に対する破損耐性が前記圧力容器よりも低く、圧力が原因で前記破裂対象物が破損すると、前記第２の流路の遮断が解除されて前記容積部内の加圧流体が前記容積部から前記第２の流路を経て前記ベントに流出するように配置及び構成された、破裂対象物と、を備え、前記センサは前記破裂対象物と前記ベントとの間の前記第２の流路に動作可能に接続され、前記破裂対象物の破損の結果生じる流体の流れを感知することに応答して前記常開弁を閉じるように構成された、結合体を提供する。
【００５３】
本発明の様々な実施形態のこれらおよび／または他の態様の１つ以上、並びに関連する構造要素の動作方法および機能、そして製造における各部分の組み合わせと経済性については、添付図面を参照しつつ、以下の説明と添付の特許請求の範囲を検討することによってより明らかになるであろう。これらは何れも本明細書の一部を構成する。本明細書において、同様の参照符号は種々の図における対応部分を表す。一実施形態において、本明細書に例示される構造部品は、一律の縮尺に従って描かれている。添付図面は例示及び説明のためのものであり、本発明の発明特定事項の定義として用いることは意図されていない。更に、本明細書における任意の一実施形態に示される、または説明される構造的特徴は、他の各実施形態においても用いられ得ることが理解されるべきである。本明細書及び特許請求の範囲における用法によれば、単数形の「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」には複数のものへの言及が含まれる。ただし、文脈によって別に解すべきことが明白な場合はこの限りでない。
【００５４】
本明細書において開示されるすべての閉鎖式の値の範囲（例えば、「ＡとＢの間」）及び開放式の値の範囲（例えば、「Ｃより大きい」）は、その範囲内のすべての範囲を明示的に含む。例えば、１から１０までと開示された範囲は、２から１０まで、１から９まで、３から９まで、などの範囲をも開示しているものと理解される。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
様々な実施形態並びにそれらの他の目的および更なる特徴をより理解するために、添付図面と共に用いられるべき以下の記載が参照される。
【００５６】
【図１】ＣＮＧ貯蔵及び輸送システムの一実施形態による供給元設備及び輸送車を示す図である。
【００５７】
【図２】供給先設備に接続した図１の輸送車を示す図である。
【００５８】
【図３】図１及び図２に示すシステムのＣＮＧ冷蔵装置を示す図である。
【００５９】
【図４】本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ輸送車を示す図である。
【００６０】
【図５】本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ輸送船の側面図である。
【００６１】
【図６】本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ容器の側面図である。
【００６２】
【図７】本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ容器及び破裂防止システムの側面図である。
【００６３】
【図８】本発明の一又は複数の実施形態による製造中のＣＮＧ容器の横断側面図である。
【００６４】
【図９】本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ貯蔵容器の側面図である。
【００６５】
【図１０】本発明の一又は複数の実施形態による冷蔵装置の切欠図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図１及び図２は本発明の一又は複数の実施形態によるＣＮＧ輸送システム１０を示す。このシステムは供給元設備２０（図１参照）、輸送機器３０、及び供給先設備４０（図２参照）を含む。供給元設備２０及び供給先設備４０は異なる地理的位置にある（例えば、これらの地理的位置の間の距離は少なくとも０．１、０．５、１、５、１０、２０、３０、４０、５０、７５、１００、２５０、５００、７５０、及び／又は１０００マイルである）。
【００６７】
ＣＮＧ供給元設備
【００６８】
図１に示すように、供給元設備２０は天然ガス供給源６０から天然ガスの供給を受ける（天然ガス供給源６０は、例えば、天然ガスパイプライン、油井の坑口、フレアガス流路からの切換弁（例えば、ガスが炎上する可能性がある油井又は石油掘削装置又は他の設備の切換弁）、生物ガスの供給源（例えば、ダイジェスター又は埋立てごみ）、現場で希薄ガスを用いてより高濃度のガスの炎上を防止するガス処理システム及びガス調整システム、希薄ガスが炎上する可能性がある場合に高濃度ガスから濃縮された液化天然ガスを提供する供給源などである）。流路７０は供給源６０から乾燥機８０の入口まで延在する。乾燥機８０の出口は流路１００を介して一又は複数の並列又は直列コンプレッサ９０の入口に接続する。流路１１０はコンプレッサ９０の出口を冷蔵装置１２０のガスポート／コネクタ１２０ａに接続する。流路１１０はまた、供給元設備２０の排出ポート／コネクタ１３０に接続する。バイパス流路１４０はコンプレッサ９０をバイパスして、供給源６０を直接流路１１０に接続する。バイパス流路１４０は、供給源６０からの上流圧力が圧縮しなくても十分に高い場合に、エネルギーを節約しコンプレッサ９０の過度な使用を回避するために使用する。
【００６９】
能動冷却システム１５０は、流路１１０を通過する天然ガスを、好ましくは冷蔵温度範囲まで冷却する。能動冷却システム１５５は、冷蔵装置１２０の容器４００を所望の冷蔵温度範囲内に維持する。種々の実施形態によれば、冷却システム１５０，１５５は任意の適切な冷却技術（例えば、後述の冷却システム４３０が用いるＣＯ2冷却サイクル）を用いてよい。システム１５５は、後述の冷却システム４３０と同様のＣＯ2昇華作用による受動冷却を行ってもよい。種々の実施形態によれば、冷蔵温度範囲は−７８．５℃（すなわち、ＣＯ2の海面での昇華温度）から８０℃、７０℃、６０℃、５０℃、４０℃、３０℃、２０℃、１０℃、及び／又は５℃以内の温度である。種々の実施形態によれば、パラフィンワックスなどの代替の受動又は相変化冷媒の場合、冷蔵温度範囲は５℃にも及ぶ。
【００７０】
図１に示すように、供給元設備２０は、流路１９０を介してポンプ１８０の入口に接続する作動流体タンク１７０を含む。ポンプ１８０と並列に圧力制御弁１９５が設けられる。流路２００はポンプ１８０の出口を冷蔵装置１２０の作動流体ボート／コネクタ１２０ｂに接続する。
【００７１】
図１に示すように、流路２１０は作動流体タンク１７０を蒸気回収装置（ＶＲＵ）のコンプレッサ２２０の入口に接続する。コンプレッサ２２０の出口は流路１００に接続する。コンプレッサ２２０はタンク１７０内の作動流体との溶液から分離できる溶解ガスを回収及び再循環する（特にタンク１７０が減圧されている場合）。
【００７２】
種々の実施形態によれば、コンプレッサ９０には囲いが設けられ、これによってコンプレッサ９０から漏れたガスを周囲環境に漏れないように回収し、流路２２５を介してＶＲＵコンプレッサ２２０に戻し、システム内に再循環させるようになっている。
【００７３】
図１に示すように、流路２３０は作動流体タンク１７０をポンプ２４０の入口及び圧力制御弁２５０の出口に接続する。流路２６０はポンプ２４０の出口を圧力制御弁２５０の入口及び作動流体ボート／コネクタ２７０に接続する。
【００７４】
供給元設備２０は地理的位置が固定された陸上設備を備えてもよい（例えば、港湾、ＣＮＧ供給パイプラインに沿う地域、鉄道網の中心地等に配置される設備）。あるいは、供給元設備２０自体が輸送機器（例えば、車輪付きトレーラー、鉄道車両（例えば、機関車、炭水車、有蓋貨車、貨物車、タンク車）、バージ船又は大型船などの船舶）によって支持され、異なるガス供給源６０（例えば、一連の油井の坑口）に容易に移動できるようになっていてもよい。図示された実施形態は供給元設備２０と１台の輸送機器３０との間に単一の引き取り箇所を示すのみであるが、供給元設備２０はパイプラインに沿って複数の引き取り箇所を有して複数の輸送機器３０又は他の容器への同時ガス供給を可能としてもよい。
【００７５】
輸送機器３０
【００７６】
図１に示すように、輸送機器３０は任意の種類の移動可能な輸送機器であって、例えば、バージ船、大型船、車輪付きトレーラー、鉄道車両などであり得る。輸送機器３０は供給元設備２０のポート／コネクタ１３０と取り外し可能に接続するように構成されたガスポート／コネクタ３００を含む。流路３１０はポート／コネクタ３００を輸送機器３０の冷蔵装置３２０のガスポート３２０ａに接続する。流路３１０には圧力制御弁３３０が設けられる。冷蔵装置３２０の作動流体ポート３２０ｂは、流路３４０を介して輸送機器３０の作動流体コネクタ／ポート３５０と接続する。作動流体コネクタ／ポート３５０は供給元設備２０のポート／コネクタ２７０と取り外し可能に接続するように構成される。
【００７７】
冷蔵装置
【００７８】
図３に示すように、供給元設備２０、輸送機器３０、及び／又は供給先設備４０の冷蔵装置１２０、３２０、５２０の各々は、構造的及び／又は機能的に互いに類似又は同一であってもよい。冷蔵装置１２０、３２０、５２０は一又は複数の並列に配置された貯蔵／圧力容器４００を含む。容器４００は、図３においては単一の容器４００として示されるが、図１及び図２においては複数の並列に配置された容器４００として示される。図３に示すように、容器４００の内部貯蔵空間４００ａの上部は、冷蔵装置１２０、３２０、５２０のガスポート１２０ａ、３２０ａ、５２０ａに流体接続する。容器４００の内部貯蔵空間４００ａの下部は、冷蔵装置１２０、３２０、５２０の作動流体ポート１２０ｂ、３２０ｂ、５２０ｂに流体接続する。図３に示すように、作動流体ポート１２０ｂ、３２０ｂは、ポート１２０ａ、３２０ａを通って内部貯蔵空間４００ａの下部まで延在する浸漬管流路４１０を介して、内部貯蔵空間４００ａの下部に接続する。あるいは、図１において冷蔵装置１２０について示されるように、ポート１２０ｂ、３２０ｂ、５２０ｂは容器４００の下部（例えば、底部）に直接形成されることによって、容器４００の内部貯蔵空間４００ａの下部に接続されてもよい。
【００７９】
各冷蔵装置１２０、３２０、５２０の容器は断熱及び密封された空間４２０内に収容される。この空間４２０は任意の適切な断熱材又は複数の断熱材（例えば、発泡体、プラスチック、不活性ガス空間、真空空間など）の組み合わせによって形成されてもよい。陸上の装置（例えば、供給元設備２０の種々の実施形態による冷蔵装置１２０）の場合、空間４２０の一部はコンクリート壁によって形成されてもよい。
【００８０】
図３に示すように、断熱空間４２０及び容器４００は冷却システム４３０によって低温に保たれる。好ましくは、この冷却システム４３０は容器４００を冷蔵温度範囲（例えば、−７８．５℃（すなわち、ＣＯ2の昇華温度）から３０℃、２０℃、１０℃、及び／又は５℃以内の温度）に維持する。図示された冷却システム４３０は、固体ＣＯ2４４０を空間４２０内に形成し堆積させるＣＯ2冷却システムを備える。冷却システム４３０は以下のように作動する。気体のＣＯ2が空間４２０から流路４４０の入口４４０ａに引き込まれ、順に熱交換器４５０、コンプレッサ４６０、熱交換器４７０、一般的な能動冷却システム４８０、熱交換器４５０、圧力制御弁４９０、及び流路の出口４４０ｂを通過する。コンプレッサ４６０はＣＯ2ガスを圧縮し、熱交換器４７０はＣＯ2ガスの熱を周囲環境に排出し、能動冷却システム４８０は一般的な冷媒（例えば、フレオン、ＨＦＡなど）又は他の冷却システムを用いてＣＯ2ガスから熱を取り出し、加圧したＣＯ2を液化する。種々の非限定的な実施形態によれば、膨張冷却で十分冷却できるため、冷却システム４８０は時には電源オフされるか、又は完全に取り除かれる。加圧された液体ＣＯ2が圧力制御弁４９０及び出口４４０ｂを通過することにより、ＣＯ2は急速に減圧され、固化されて空間４２０を少なくとも部分的に満たす固体ＣＯ2４４０となり、後に昇華して再び入口４４０ａに入る。固体ＣＯ2４４０は、空間４２０及び容器４００を約−７８．５℃（すなわち、周囲圧力／海面でのＣＯ2の昇華温度）に保つ役割を果たす。
【００８１】
様々な非限定的な実施形態によれば、固体ＣＯ2冷却システム１５０、１５５、４３０を用いることによって様々な利点が得られる。例えば、空間４２０内に堆積した固体ＣＯ2４４０は、能動冷却システム４３０が一時的に故障した場合、容器４００の受動冷却を行うことができる。固体ＣＯ2による受動冷却によって、能動冷却システム４３０を修理するための時間、及び／又は、すでに積載されているＣＮＧをより高い温度で取り扱うための装備が容器４００に十分備わっていない場合に、容器４００からＣＮＧを抜き取るための時間を確保することができる。固体ＣＯ2冷却システム１５０、１５５、４３０は、特に同様の温度を実現する他の冷却システムと比較した場合、機構が単純で低コストになる傾向がある。
【００８２】
固体ＣＯ2冷却システム１５０、１５５、４３０は、空間４２０を比較的一定した温度、すなわちＣＯ2の昇華温度である−７８．５℃に維持するのに特に適している。空間４２０の温度が比較的一定することにより、容器４００の温度変化を抑制し、それが容器４００内の大きな圧力変化を抑制し、容器４００に対する疲労応力を軽減し、容器４００の耐用年数を延長する。
【００８３】
一又は複数の非限定的な実施形態によれば、ＣＯ2冷却システム１５０、１５５、４３０の自然貯蔵温度（例えば、？７８．５℃前後）は、一又は複数の利点を提供する。第１の利点として、ＣＮＧは、上記自然貯蔵温度及び容器４００によって使用される動作圧力において非常に高密度である。例えば、４５００ｐｓｉｇ及び−７８．５oＣで、ＣＮＧの密度は約３６２ｋｇ／ｍ3であり、特に（１）ＬＮＧ貯蔵に必要な蒸気ヘッド空間／空きスペース、及び／又は（２）ＬＮＧ容器を冷熱に維持して熱衝撃を防止するために使用されるＬＮＧの残量を考慮した場合、このＣＮＧの密度は１５０ｐｓｉｇでの液体天然ガス（ＬＮＧ）の有効／実用密度に近く。これにより、ＣＮＧは質量／体積ベースでＬＮＧと比べて遜色がなくなるが、特にＬＮＧに必要なより複雑な取り扱いと液化手順を考えればなおさらである。第２の利点として、−７８．５oＣは低温であるものの、様々な安価で入手しやすい材料がこの温度に対応でき、システム１０の様々な構成要素（弁、流路、容器、ポンプ、コンプレッサなど）に使用できる。例えば、ニッケル含有率が低い（例えば、３．５％）鋼鉄をこの温度で使用することができる。対照的に、ＬＮＧに関連付けられたより低い温度では、通常、より高価なニッケル含有率が高い（例えば、６％以上）鋼鉄が使用される。第３の利点として、システム１０で使用するための安価で容易に入手可能な様々な作動流体７７０（例えば、シリコーン系作動流体）は、？７８．５℃前後で液体のままであり比較的非粘性である。対照的に、通常の作動流体は、ＬＮＧシステムの通常の動作温度では液体ではなく、非粘性である。第４の利点として、様々な非限定的な実施形態によれば、システム１５０、１５５、４３０のＣＯ2温度範囲は、より低い動作温度で必要とされるより高価な機器を不要とすることができる。
【００８４】
種々の非限定的な実施形態によれば、ＣＯ2冷却システム１５５、４３０は、難燃性であるＣＯ2で容器４００の全体を包むことにより、火災抑制の利点も提供する。ＣＯ2は酸素よりも重いため、ＣＯ2層は容器４００の周囲にとどまり、酸素を空間４２０から上方および外側に移動させる。例えば、大型船３０の貨物倉内または貨物倉の壁が断熱空間４２０を形成する輸送機器３０の大型船の実施形態では、空間４２０は自然に空気より重いＣＯ2で満たされ、これにより空間４２０における火災を抑制する。
【００８５】
種々の実施形態によれば、作動流体は液体のように概ね非圧縮性の流体であることが好ましい。
【００８６】
図示された冷却システム１５０、１５５、４３０は、固体ＣＯ2冷却サイクルに基づいている。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、システム１５０、１５５、４３０に他の種類の冷却システムを代替的に使用することができる（例えば、複数の冷媒ループを用いたカスケードシステム、異なる冷媒（例えば、パラフィンワックス）を利用する冷却システムなど）。例えば、他の低膨張率の受動熱交換システムを用いることもできる。その一例として、パラフィンワックスは−２０℃で液体から固体に相が変化し、熱質量が大きい。このようなシステムで受動冷却を行ってもよい。さらに、例えば、図示の冷蔵装置ではなく、より高温の（例えば、周囲温度の）ＣＮＧ貯蔵装置を用いる実施形態の場合、本発明の範囲から逸脱することなく、冷却システム１５０、１５５、４３０を完全に取り除くことができる。
【００８７】
供給源から供給元の冷蔵装置へのＣＮＧの移送
【００８８】
以下、供給源６０から供給元の冷蔵装置１２０へのＣＮＧの移送について、図１を参照して説明する。冷蔵装置１２０の容器４００がＣＮＧを含まないとき、それらは加圧された作動流体で満たされ、所望の圧力に維持される。冷蔵装置１２０にＣＮＧを注入するために、供給源６０から採取されたＣＮＧは、流路７０、乾燥機８０、及び流路１００を通ってコンプレッサ９０に流れる。コンプレッサ９０は、ＣＮＧを圧縮する。この圧縮はＣＮＧを加熱する傾向があるため、冷却システム１５０は、圧縮されたＣＮＧを所望の温度（例えば、約？７８．５℃）に冷却する。次いで、冷却されたＣＮＧは、流路１１０の残りの部分を通ってポート１２０ａおよび容器４００に移動する。冷蔵装置１２０の容器４００にＣＮＧを注入することにより、作動流体が下方に移動し、容器４００から出て作動流体ポート１２０ｂを通過する。移動した作動流体は流路２００、１９０及び圧力制御弁１９５を経由してタンク１７０に入る。容器４００の圧力（例えば、圧力制御弁１９５によって流路２００内で検知される圧力）が所定の値（例えば、容器４００の所望の圧力かそれを若干上回る圧力）を超過したとき、圧力制御弁１９５は作動流体のみを容器４００から流出させる。
【００８９】
供給元設備から輸送機器へのＣＮＧの移送
【００９０】
以下、供給元設備２０から輸送機器３０へのＣＮＧの移送について、図１を参照して説明する。コネクタ１３０はコネクタ３００に取り付けられ、コネクタ２７０はコネクタ３５０に取り付けられる。冷蔵装置３２０の容器４００は加圧された作動流体で満たされており、容器４００は概ね所望の圧力に維持される。冷蔵装置３２０には、冷蔵装置１２０から移送される、及び／又は供給源６０から直接移送されるＣＮＧを注入することができる。供給源６０から直接ＣＮＧを移送する場合、供給源６０から出たＣＮＧは、前述の冷蔵装置１２０に注入する場合と同様に、冷蔵装置３２０まで移送される。ただし、冷蔵装置１２０に注入する場合とは異なり、ＣＮＧはさらに流路１１０を通ってコネクタ１３０、３００を通過し、流路３１０を通り、圧力制御弁３３０に至る。ＣＮＧは冷蔵装置１２０からも同時に又は選択的に輸送機器３０へ移送することができる。そのためには、ポンプ１８０が加圧された作動流体を冷蔵装置１２０の容器４００に移送し、それによってＣＮＧが容器４００から押し出され、ポート１２０ａ、流路１１０、コネクタ１３０、３００、流路３１０を通って圧力制御弁３３０に至る。流路３１０内のＣＮＧ圧力が圧力制御弁３３０の設定値（例えば、冷蔵装置３２０の容器４００の所望の圧力以上の設定値）を超過すると、圧力制御弁３３０が開き、低温のＣＮＧが輸送機器３０の冷蔵装置３２０の容器４００内に流入する。このように冷蔵装置３２０内にＣＮＧが流入することによって、冷蔵装置３２０の容器４００内の作動流体が押し出され、ポート３２０ｂ、流路３４０、コネクタ３５０、２７０、流路２６０を通って、圧力制御弁２５０に至る。流路２６０内の圧力が圧力制御弁２５０の設定値（例えば、冷蔵装置３２０の容器４００の所望の圧力かその付近、又は若干下回る設定値）を超過すると、圧力制御弁２５０が開き、作動流体が流路２３０を通ってタンク１７０に流入する。冷蔵装置３２０の容器４００がＣＮＧで満たされると、適宜圧力制御弁が遮断され、コネクタ３００、３５０はコネクタ１３０、２７０からそれぞれ切断され、輸送機器３０は供給先設備４０に移動できるようになる。種々の実施形態によれば、液体センサを様々な部分の流路及び／又は容器４００の上部／頂部及び下部／底部に配置して、容器４００が空になったとき、又はＣＮＧ若しくは作動流体で満たされたときにそれを表示するようにしてもよい。このような液体センサを契機として、対応するガス／作動流体の移送用の弁を閉じることにより、処理完了時に処理を停止するようにしてもよい。
【００９１】
冷蔵装置１２０によって形成される貯蔵バッファを用いることにより、冷蔵装置１２０がない場合に適切とされるよりも小型でより安価なコンプレッサ９０の使用及び／又はより高速の輸送機器３０の充填を容易にし得る。これにより、輸送機器３０の遊休時間を短縮し、輸送機器３０がガス輸送に能動的に使用される時間を長くすることができる（例えば、各輸送機器３０の稼働率を上げることができる）。小型のコンプレッサ９０は、輸送機器３０が充填できない場合でも、所望の圧力および温度のＣＮＧで冷蔵装置１２０を継続的に充填するために継続的に作動し得る。こうして、コンプレッサ９０は、輸送機器３０が供給元設備２０に接続されている間に、輸送機器３０に移送されるすべてのＣＮＧを圧縮する必要がない。貯蔵バッファ装置１２０を使用せずに低圧の供給源６０から輸送機器３０にリアルタイムで直接移送するには、輸送機器３０の冷蔵装置３２０を充填するためにより大型でより高価なコンプレッサ９０及び／又は相当長い時間が必要になる。
【００９２】
供給先設備
【００９３】
以下、図２を参照して供給先設備４０の非限定例の構造要素を説明する。ガス移送コネクタ５００は、ガス移送流路５１０に接続し、ガス移送流路５１０は、一又は複数の中間又は終端ＣＮＧ供給先に接続する。それらの供給先は、例えば、供給先バッファ冷蔵装置５２０のガスポート５２０ａ、ＣＮＧ発電機５３０、ＣＮＧを動力とする車両用の充填ステーション５４０、ＣＮＧトレーラー５６０用の充填ステーション５５０（ＰＣＴ公開番号ＷＯ２０１４／０３１９９９号明細書に記載された種類のものであってもよい。その内容全体は参照により本明細書に組み込まれる）、及び／又はＬＮＧトレーラー５８０用のＬＮＧ生産および配送プラント５７０、ＬＮＧプラント５７０のエキスパンダ６００の下流に配置された低圧ＣＮＧパイプラインへの移送流路５９０、及びその他の供給先を含む。
【００９４】
様々な非限定的な実施形態によれば、ＣＮＧ発電機５３０は、低温膨張天然ガスを使用して入口空気を冷却し、また湿度を抽出することにより、温湿環境で動力および効率を増強できるガスタービンを備えてもよい。乾燥剤脱水システムを使用する場合、発電機５３０のタービンからの廃熱（例えば、単純サイクルタービンからの排気又はＣＣＧＴのボトミングサイクル後の凝縮蒸気）を利用することができる（例えば、流路５１０を通って任意のガス供給先ユーザに供給されるガスを加熱することができる）。
【００９５】
様々な非限定的な実施形態によれば、ＬＮＧプラント５７０は、例えば、膨張冷却を使用して追加の寄生エネルギー負荷なしにＬＮＧを生成するために、クロスフロー熱交換器及びサポートシステムを使用してもよい。
【００９６】
図２に示すように、供給先設備は、輸送機器３０のコネクタ３５０に取り外し可能に接続する作動流体コネクタ６１０を含む。流路６２０は、コネクタ６１０を作動流体タンク６３０に接続する。２つのポンプ６４０、６５０及び圧力制御弁６６０は、流路６２０内に互いに並列に配置されている。
【００９７】
ポンプ６５０は、圧力低下からエネルギーを吸収することができる可逆ポンプ（例えば、閉ループポンプ）であってもよい（例えば、作動流体が輸送機器３０の容器４００からタンク６３０に移送されるとき、この圧力低下は、例えば窒素バラストシステムを使用する場合に発生し得るが、これについては後述する）。圧力制御弁６６０は、輸送機器３０の容器４００内の圧力が所定の値を超えたことを感知したときに作動流体をタンク６３０に逆流させることにより、輸送機器３０の容器４００内の圧力を制御する。
【００９８】
図２に示すように、冷蔵装置５２０の作動流体ポート／コネクタ５２０ｂは、流路６７０を介して作動流体タンク６３０に接続する。ポンプ６８０及び圧力制御弁６９０は、流路６７０内に互いに並列に配置されている。
【００９９】
供給先設備のバッファ冷蔵装置の使用
【０１００】
様々な実施形態によれば、バッファ冷蔵装置５２０は、ＣＮＧが輸送機器３０から直接提供されていないときに、ＣＮＧを様々な供給先ユーザ５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５９０に提供する。冷蔵装置５２０の容器４００内の圧力は、圧力センサによってモニタリングされる。冷蔵装置５２０の容器４００内の感知された圧力が、所望の圧力から所定の量（例えば、５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００、２５０、３００、３５０、又はそれ以上のｐｓｉ、あるいは、所望の圧力の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、及び／又はそれ以上の％（ｐｓｉｇ換算））を超える差異を有する場合、ポンプ６８０は、冷蔵装置５２０の容器４００内の圧力を常に所望の圧力範囲内に維持するように、作動流体をタンク６３０から冷蔵装置５２０の容器４００に圧送する。こうして、加圧された作動流体によって押し出されたＣＮＧが、冷蔵装置５２０の容器４００から送り出される。
【０１０１】
輸送機器３０から供給先設備４０へのＣＮＧの移送
【０１０２】
以下、輸送機器３０から供給先設備４０へのＣＮＧの移送について、図２を参照して説明する。輸送機器３０が供給先設備４０に到着するとき、供給先冷蔵装置５２０の容器４００は、通常、部分的に又は完全に作動流体で満たされている。輸送機器３０は、コネクタ３００をコネクタ５００に接続し、コネクタ３５０をコネクタ６１０に接続することにより、供給先設備４０と接続する。ポンプ６４０は、タンク６３０から輸送機器３０の冷蔵装置３２０の容器４００に作動流体を圧送し（詳細については図１を参照）、これによりＣＮＧが輸送機器３０の冷蔵装置３２０の容器４００から押し出され、コネクタ３００、５００を通って、流路５１０に流入し、バッファ冷蔵装置５２０及び／又は上述の供給先５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５８０、５９０の１つ以上に移送される。輸送機器３０の圧力制御弁３３０（図１を参照）は、冷蔵装置３２０の容器４００内の圧力が所定の閾値（例えば、冷蔵装置３２０の容器４００の設計動作圧力）を超えるときのみ、ＣＮＧが輸送機器３０から供給先設備４０に移送されることを可能にする。このようにして、冷蔵装置３２０の容器４００内の圧力は、所望の圧力又はその付近に一定して維持される。
【０１０３】
ＣＮＧ貯蔵及び移送システムのその他種々の特徴
【０１０４】
図１及び図２に示すように、様々な付加的な弁６９５（一部は非表示）が、供給元設備２０、輸送機器３０、及び供給先設備４０の流路全体に配置される。これらの弁６９５は、特定の動作条件（例えば、冷蔵装置１２０を供給源６０からのＣＮＧで満たすとき、冷蔵装置３２０を供給元設備２０からのＣＮＧで満たすとき、冷蔵装置３２０から供給先設備４０へＣＮＧを移送するとき）において所望の経路に沿った流体（例えば、ＣＮＧ、作動流体）の流れを促進し、及び／又は望ましくない経路に沿った流体の流れを防ぐために、必要に応じて（例えば、手動で又は（例えば、圧力制御弁のように）自動で）開閉される。
【０１０５】
様々な設備２０、３０、４０、貯蔵装置１２０、３２０、５２０、容器４００、及び供給先ユーザ５３０、５４０、５５０、５６０、５７０、５９０の間でのＣＮＧ及び／又は作動流体の移送は手動で行われてもよく、あるいは、一又は複数の制御システムによって部分的又は全体的に自動化されてもよい。この制御システムは、システム１０の全体又は様々な部分の状態を監視する様々なセンサ（例えば、圧力、温度、質量流量などのセンサ）を含んでもよい。このような制御システムは、センサの検出値に応じて、（例えば、弁、ポンプ１８０、２４０、６４０、６５０、６８０、コンプレッサ９０、冷却システム１５０、１５５、４３０、加熱器などを制御することにより）ＣＮＧ／作動流体移送プロセスを制御してもよい。このような制御システムは、アナログ又はデジタルのいずれでもよく、上記のＣＮＧ移送アルゴリズムを実行するようにプログラムされたコンピューターシステムを含んでもよい。
【０１０６】
輸送機器に設置された作動流体タンク
【０１０７】
上述のシステム１０では、作動流体タンク１７０、６３０は、供給元設備２０及び供給先設備４０に配置されている。システム１０を使用すると、作動流体が供給先設備４０のタンク６３０から供給元設備２０のタンク１７０に徐々に移動する。この移動に対処するために、作動流体を定期的に（例えば輸送機器を介して）供給元設備２０のタンク１７０から供給先設備のタンク６３０に戻すことができる。
【０１０８】
一又は複数の代替実施形態によれば、図４に示すように、システム１０は輸送機器３０を輸送機器７００と置き換えるように変更される。輸送機器７００は、輸送機器３０と全般的に類似しているため、同様の構成要素の重複する説明は省略する。輸送機器７００は、輸送機器に積載された作動流体タンク７１０が追加されている点で輸送機器３０とは異なっている。この作動流体タンク７１０は、流路７２０を介して冷蔵装置３２０の作動流体ポート３２０ｂに接続する。２つのポンプ７３０、７４０及び圧力調整弁７５０は、流路７２０内に互いに並列に配置されている。タンク７１０は、冷蔵装置３００の容器４００を完全に満たすのに十分な容量と作動流体を有する。
【０１０９】
様々な実施形態によれば、作動流体タンク７１０及び／又は輸送機器７００の他の部分（例えば、流路７２０、ポンプ７３０、７４０、及び圧力調整弁７５０）は、冷蔵装置３２０の冷却／断熱空間４２０内に配置されてもよい。タンク７１０は、輸送機器７００の容器４００間の隙間空間内に適合する輪郭を有する容器内に配置されてもよい。冷却システム４３０は、固体ＣＯ2を、容器４００、タンク７１０、及び輸送機器７００の空間４２０内に配置される他の任意の構成要素の間及び周辺の空間に堆積させることができる。
【０１１０】
供給元設備２０から輸送機器７００へのＣＮＧの移送中、タンク７１０、流路７２０、及び圧力調整弁７５０は、上述のタンク１７０、流路３４０、２６０、２３０、及び圧力制御弁２５０と同様に機能する。輸送機器７００から供給先設備４０へのＣＮＧの移送中、タンク７１０、流路７２０、及びポンプ７４０は、上述のタンク６３０、流路６２０、及びポンプ６４０と同様に機能する。輸送機器７００を使用すれば、供給先設備４０から供給元設備２０へ作動流体を繰り返し移送することを回避できる。
【０１１１】
その結果、輸送機器７００は、主にタンク７１０内の作動流体と容器４００内のＣＮＧとともに、供給元設備２０から供給先設備４０まで移動する。輸送機器７００が供給先設備４０から供給元設備２０に移動するとき、容器４００は作動流体で満たされ、タンク７１０はほとんど空となり得る。
【０１１２】
図５は代替の輸送機器７６０を示す。これは以下で説明する点を除き、輸送機器７００と全般的に類似している。輸送機器３０、７００が冷蔵装置３２０を有しているのとは異なり、輸送機器７６０の容器４００は冷却されていないため、輸送機器７６０の容器４００は周囲温度と等しくなり得る。輸送機器７６０の作動流体タンク７１０は、容器４００の間及び周辺の隙間空間に形成され、作動流体７７０がこの隙間空間を満たすようになっている。
【０１１３】
窒素バラスト
【０１１４】
代替実施形態によれば、輸送機器３０の容器４００は、供給先設備４０において圧縮窒素で満たされるため、輸送機器３０が供給先設備４０から供給元設備２０（または別の供給元設備２０）に戻る際に、作動流体ではなく窒素が圧力維持バラストとして使用される。
【０１１５】
窒素バラストは、窒素供給源（例えば、コンプレッサ及び圧縮窒素を冷蔵温度又はその付近まで冷却するための冷却システムと組み合わせた空気分離装置）によって提供される。窒素供給源は、低温の圧縮窒素を、輸送機器３０のコネクタ３００に接続可能な窒素移送コネクタ（又は輸送機器３０の容器４００に接続する別個の窒素専用コネクタ）に供給する。
【０１１６】
様々な窒素バラストの実施形態において、ＣＮＧは上述のように輸送機器３０から供給先設備４０に吐出され、その結果、容器４００が作動流体で満たされる。その時点で、コネクタ５００は輸送機器３０のコネクタ３００から切断することができ、窒素供給源の出口コネクタが輸送機器３０のコネクタ３００に接続される。その後、低温圧縮窒素が容器４００に注入される一方、供給元設備２０でＣＮＧが容器４００に移送されたのと同様又は類似の態様で作動流体が容器４００から押し出される。この間、容器４００は所望の貯蔵圧力及び貯蔵温度又はその付近に維持され、容器４００に加わる応力が最小限に抑えられる。すべての作動流体が容器４００から吐出されると、輸送機器３０のコネクタ３００、３５０は供給先設備のコネクタから分離され、輸送機器３０は供給元設備３０に戻ることができる。
【０１１７】
供給元設備２０では、タンク１７０から（例えば、ポンプ２４０を介して）作動流体が容器４００に注入され、窒素バラストを押し出す。窒素バラストは大気に放出するか、別の目的で回収することができる。その後、輸送機器３０は、上述の態様で供給元設備２０から移送されたＣＮＧで満たされる。
【０１１８】
上述の実施形態では、容器４００からＣＮＧ又は窒素の一方が押し出され、容器４００にＣＮＧ又は窒素の他方が充填されるまでの間、作動流体が容器４００に充填される。フラッシング媒体としての作動流体の中間的な使用は、ＣＮＧと窒素の相互混入を防止、低減、及び／又は最小化する。種々の実施形態によれば、窒素は不活性であるため、窒素がＣＮＧに混入することはある程度許容される。しかしながら、様々な代替実施形態によれば、ピストン又はブラダーを容器４００内に配置し、ピストン又はブラダーのＣＮＧ側とピストン又はプラダーのバラスト側との間に物理的障壁を保持してもよい。そのような代替実施形態では、作動流体の中間的なフラッシングを省略することができる。
【０１１９】
様々な実施形態によれば、そのような窒素バラストシステムの使用により、輸送機器３０が供給先設備４０から供給元設備２０に作動流体を戻す必要性を回避しながら、容器４００を所望の圧力に維持することができる。
【０１２０】
容器の疲労の低減
【０１２１】
上記の容器４００へのＣＮＧ移送プロセス及び容器４００からのＣＮＧ移送プロセスにおいて加圧作動流体及び／又は他のバラスト流体を使用することにより、冷蔵装置１２０、３２０、５２０の容器４００内の圧力を、所望の圧力又はその付近で一定して維持することが可能になる（例えば、ｐｓｉｇ設定点（例えば、特定の圧力）から３０、２０、１０、９、８、７、６、５、４、３、２、及び／又は１％以内、又はｐｓｉｇ設定点（例えば、特定の圧力）から１０００、５００、４００、３００、２５０、２００、１５０、１２５、１００、７５、５０、４０、３０、２０、及び／又は１０ｐｓｉ以内）。様々な実施形態によれば、設定点／特定の圧力は、（１）少なくとも１０００、１１００、１２００、１３００、１４００、１５００、１６００、１７００、１８００、１９００、２０００、２２５０、２５００、３０００、３５００、４０００、４２５０、４５００、及び／又は５０００ｐｓｉｇ、（２）１００００、７５００、７０００、６５００、６０００、５５００、５０００、４７５０、及び／又は４５００ｐｓｉｇ未満、（３）任意の２つの値の間（例えば、２５００〜１００００ｐｓｉｇ、２５００〜５５００ｐｓｉｇ）、及び／又は（４）約２５００、３０００、３５００、３６００、４０００、及び／又は４５００ｐｓｉｇである。したがって、様々な非限定的な実施形態によれば、動作寿命の間、容器４００はほぼ等圧に維持される。様々な非限定的な実施形態によれば、容器４００の圧力を所望の圧力またはその付近に維持することにより、充填時及び吐出時に大きく変動する圧力に繰り返しさらされる圧力容器に生じる周期的な応力疲労を低減できる。
【０１２２】
様々な実施形態によれば、容器４００へのＣＮＧの様々な移送態様により、作動流体が容器４００の容積の１０、９、８、７、６、５、４、３、２、及び／又は１％未満を占める結果となる。様々な実施形態によれば、移送の前に、作動流体は容器の容積の少なくとも７５、８０、８５、９０、９５、及び／又は９９％を占めていた。様々な実施形態によれば、移送前の容器４００内の作動流体の体積は、移送後の容器４００内の作動流体の体積よりも、少なくとも容器４００の容積の３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５、及び／又は９９％だけ大きい。
【０１２３】
容器の構造
【０１２４】
様々な非限定的な実施形態によれば、容器４００の疲労の低減により、（１）容器４００耐用年数を長くすること、（２）容器４００の疲労に対する耐性を下げること（例えば、より弱く、より軽く、より安価で、及び／又はより薄い壁の材料で構築すること）、及び／又は（３）容器４００の容量を大きくすることが容易になる。様々な実施形態によれば、図６に示されるように、様々な容器４００は、膨出した（例えば、凸状、半球状の）端部を有する略管状／円筒形である。様々な非限定的な実施形態によれば、容器４００の外径Ｄは、（１）少なくとも２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、及び／又は５０フィート、（２）１００、７５、５０、４０、３０、２５、２０、１５、１０、９、及び／又は８フィート未満、及び／又は（３）これら２つの任意の値の間（例えば、２から１００フィート、２から８フィート、４から８フィート、約７．５フィート）である。様々な非限定的な実施形態によれば、容器４００の長さＬは、（１）少なくとも５、８、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１２５、１５０、１７５、２００、２５０、５００、７５０、及び／又は１０００フィート、（２）１２５０、１０００、７５０、５００、２５０、２００、１７５、１５０、１２５、１００、７５、７０、６０、５０、４０、３０、及び／又は２０フィート未満、及び／又は（３）これら２つの任意の値の間（例えば、５〜１２５０フィート、約８．５、１８．５、２８．５、３８．５、４３．５、４６．５、及び／又は５１．５フィート）である。様々な実施形態によれば、Ｌ：Ｄの比は、（１）少なくとも３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、及び／又は８：１、（２）１５：１、１４：１、１３：１、１２：１、１１：１、１０：１、９：１、８：１、７：１、及び／又は６：１未満、及び／又は（３）これら２つの任意の上限値と下限値の間（例えば、３：１〜１５：１、４：１〜１０：１）である。種々の実施形態によれば、容器４００の直径および長さは、容器４００の特定の用途に合わせて調整され得る。例えば、船の貨物エリアのかなりの部分が冷蔵装置３２０に充てられる大型外航船などの大型輸送機器３０の冷蔵装置３２０には、より長い及び／又はより大きな直径の容器４００が適切であり得る。
【０１２５】
様々な実施形態によれば、容器４００の各々は、低サイクル強度圧力容器（例えば、年間の充填／吐出サイクルの数が４００、３００、２５０、２２５、及び／又は２００未満である用途で使用されるもの）であってもよい。
【０１２６】
様々な実施形態によれば、個々の容器４００の容積は、（１）少なくとも１，０００、５，０００、７，５００、８，０００、９，０００、１０，０００、１２，５００、１５，０００、１７，５００、２００００、２５，０００、３０，０００、４０、０００、及び／又は５０，０００リットル、（２）１００，０００、５０，０００、２５，０００、２０，０００、及び／又は１５，０００リットル未満、及び／又は（３）これら２つの任意の上限値及び下限値の間（例えば、１，０００〜１００，０００リットル、１０，０００〜１００，０００リットル）である。
【０１２７】
図６に示すように、容器４００を冷蔵装置１２０、３２０、５２０内に水平に（すなわち、容器４００の管状形状の軸がほぼ水平に配置されるように）配置する場合、作動流体浸漬管８００及びＣＮＧ浸漬管８１０を使用して、より重い作動流体７７０が浸漬管８００からのみ作動流体ポート１２０ｂ、３２０ｂ、５２０ｂに流出し、より軽いＣＮＧ８２０が浸漬管８１０からのみポート１２０ａ、３２０ａ、５２０ａに流出するようにしてもよい。図６に示すように、作動流体用の浸漬管８００は、容器４００の容積部４００ａ内で下向きに曲がり、その端部開口８００ａが容積部４００ａの重力方向の底部又はその付近に配置される。反対に、ＣＮＧ用の浸漬管８１０は、容器の容積部４００ａ内で上向きに曲がり、その端部開口８１０ａが容積部４００ａの重力方向の頂部又はその付近に配置される。様々な実施形態によれば、容器４００を水平に対してわずかに傾ける（図６における反時計回り）ことによって、端部開口部８００ａを容積部４００ａの重力方向の底部により近く配置し、端部開口部８１０ａを容積部４００ａの重力方向の頂部により近く配置してもよい。
【０１２８】
図６に示されるように、保護用衝突デフレクタ８３０（例えば、プレート）が、浸漬管８００、８１０の端部開口部８００ａ、８１０ａのすぐ先に配置される。デフレクタ８３０は、浸漬管８００、８１０又は容器４００の隣接部分（例えば、浸漬管８００、８１０の開口部に隣接する容器４００の内面）に取り付けられてもよい。浸漬管８００、８１０及びその開口部を介した容積部４００ａへの流体（例えば、ＣＮＧ８２０、作動流体７７０）の流れは、容積部４００ａを画定する容器４００の内壁／表面に流体を衝突させ、これにより容器４００の壁を浸食して損傷させる可能性がある。衝突デフレクタ８３０は、開口部８００ａ、８１０ａと隣接する容器４００の壁との間に配置され、流入する流体７７０、８２０は容器４００の壁ではなくデフレクタ８３０に衝突する。したがって、デフレクタ８３０は容器４００の耐用年数を延ばす。
【０１２９】
上述の実施形態は、容器４００を比較的一定した圧力に維持するが、こうした圧力の維持は、様々な代替実施形態において省略されてもよい。様々な代替実施形態によれば、作動流体タンク、ポンプ、窒素用機器、及び／又は関連する構造体が除外される。その結果、容器４００内の圧力は、容器４００からＣＮＧがなくなると著しく低下し、容器４００がＣＮＧで満たされると著しく上昇する。様々な実施形態によれば、これらの圧力変動により疲労が大きくなり、その結果、（１）各容器４００の耐用年数が短くなる、（２）より強くより高価な容器４００を使用する、及び／又は（３）より容量の小さい容器４００を使用する、という状況が生じる。
【０１３０】
容器４００が水平に配置されると、それらの中央部分は重力により下向きにたわむ傾向がある。したがって、長手方向に間隔を空けた環状フープ／リング８５０を、容器４００の円筒形部分に追加して支持することができる。様々な実施形態によれば、リング８５０はニッケル鋼を３．５％含む（例えば、冷蔵温度が約？７８．５℃である場合）。様々な非限定的な実施形態によれば、より高い温度（例えば、−５０℃）での使用のために設計された容器については、より安価な鋼（例えば、Ａ３３３又は衝撃試験鋼）が使用されてもよい。円周方向に間隔を置いて配置された複数のテンションバー８６０がフープ８５０の間に延びて、フープ８５０を互いに向かって引っ張る。バー８６０には、任意の適切な張力機構（例えば、バー８６０の両端部のねじ式留め具、バー８６０の引張長さに沿って配置されたターンバックルなど）を介して張力をかけることができる。図示の実施形態では、各容器４００に対して２つのフープ８５０が使用される。しかし、より長い容器４００には追加のフープ８５０が使用されてもよい。フープ８５０及びテンションバー８６０は、容器４００のたわみを抑制し、容器４００の端部を曲がりにくくするが、こうしたたわみや曲がりは容器４００の端部に接続された剛性流体流路に悪影響を及ぼす可能性がある。
【０１３１】
様々な実施形態によれば、容器４００の膜／ライナーは、バルサ材によって、又は不浸透性ではないが機械的支持が可能な、膜が適合する他の構造的支持体によって支持されてもよい。
【０１３２】
図７に示すように、容器４００には、浸漬管８１０とポート１２０ａ、３２０ａ、５２０ａとの間に配置された破裂防止システム８８０を組み込むことができる。システム８８０は、浸漬管８１０をポート１２０ａ、３２０ａ、５２０ａ（又は容器の容積部４００ａに接続されたＣＮＧ流路に沿った他の箇所）に接続する流路に配置された常開弁８９０を含む。システム８８０はまた、容積部４００ａを（例えば、浸漬管８１０を介して）ベント９１０（例えば、安全な雰囲気など）に流体接続する流路９００を含む。破裂対象物９２０（例えば、円板形状の材料）が、流路９００に配置される。破裂対象物は流路９００を遮断し、容器の容積部４００ａからベント９１０への流体の流れを防ぐ。破裂対象物９２０は、容器４００の壁の材料よりも低い及び／又はより予測可能な破壊点を有する材料で構成される。例えば、破裂対象物９２０は、容器４００の壁と同一の材料で構成されるが、それよりわずかに薄くてもよい。破裂対象物９２０及び容器４００の壁は、容器４００の使用時に同じ圧力を受け同じ疲労が生じる。容器４００の壁と破裂対象物９２０の強度が使用により低下すると、破裂対象物９２０は容器４００の壁よりも先に破損する。破裂対象物９２０が破損すると、容器４００から出た流体は流路９００内の破損した破裂対象物を通り過ぎ、安全にベント９１０から放出される。圧力又は流量センサ９３０が常開弁８９０に動作可能に接続され、破裂対象物９２０とベント９１０との間で流路９００に配置される。このセンサ９３０は、破裂対象物９２０の破損の結果としてセンサ９３０を通る流体の流れを検出する。センサ９３０がこの流れを検出すると、常開弁８９０が閉じられる。また、アラームが作動してもよい。その後、容器４００を安全に交換することができる。
【０１３３】
様々な実施形態によれば、図８に示されるように、容器４００の製造の最初の工程において、容積部４００ａの所定の形状を有するブラダー９５０を膨張させる。次いで、膨張したブラダー上にライナー９６０を形成する。周囲温度（例えば、？７８．５℃より十分に高い温度）で使用されることを意図した容器４００の場合、ライナー９６０は、ＨＤＰＥなどの材料から形成されてもよい。様々な実施形態において、容器４００及びその内容物の使用温度がより低い（例えば、−７８．５℃）場合、そのような低温で良好な強度特性を有する超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）を使用してもよい。様々な非限定的な実施形態によれば、ライナー９６０の厚さは、（ａ）１０、９、８、７、６、５、４、３、及び／又は２ｍｍ未満、（ｂ）少なくとも０．５、１．０、１．５、２．０、及び／又は２．５ｍｍ、及び／又は（ｃ）これら２つの任意の値の間（たとえば、０．５〜１０ｍｍ）である。様々な非限定的な実施形態によれば、厳しい圧力疲労にさらされない容器４００（例えば、容器４００内の一定した圧力を維持するために作動流体又は窒素が使用される実施形態）には薄いライナー９６０が用いられる。様々な非限定的な実施形態によれば、直径が非常に大きい、及び／又は、壁が厚い容器４００の場合、ガラス繊維及び／又は炭素繊維層とともに使用される複合樹脂の抗透過特性は、ライナーがなくても透過試験の要件を満たすのに十分であり、この場合、ライナーは省略してもよい。様々な非限定的な実施形態によれば、容器４００がＴＹＰＥ５容器４００である場合、ライナーは省略してもよい。
【０１３４】
次いで、膨張したブラダー９５０がライナー９６０を支持している間、完全なガラス繊維層９７０がライナー９６０の周りに構築される。
【０１３５】
図９に示すように、炭素繊維層９８０が追加され、容器４００の重要な部分を強化する。例えば、炭素繊維９８０は、ライナー９６０の一方の側の半球形状の縁からライナー９６０の他方の側の半球形状の対角縁まで斜めに巻き付けられている。様々な実施形態によれば、炭素繊維層９８０は、ガラス繊維層９７０が形成される前、形成されている間、又は形成された後に巻き付けられてもよい。
【０１３６】
巻き付けの後、ブラダー９５０を収縮させて取り除くことができる。次いで、浸漬管８００、８１０を密閉状態となるように追加して、容器４００を形成することができる。
【０１３７】
様々な実施形態によれば、ガラス繊維層９７０は均質であり、ガラス繊維は全方向に延びている。反対に、炭素繊維層９８０は不均一である。なぜなら、炭素繊維９８０は主に、図９に示されている対角線の方向又は対角線に平行な方向にのみ延びているからである。種々の実施形態によれば、直径が比較的小さい圧力容器４００では、炭素繊維は対角線に沿ってのみ巻き付けられ得るが、直径が比較的大きい圧力容器４００では、炭素繊維は完全な均質層を形成し得る。様々な実施形態によれば、直径が比較的小さい容器４００は５〜６層の炭素繊維を有してもよく、一方、直径が比較的大きい容器４００は２０層以上の炭素繊維を用いてもよい。
【０１３８】
様々な実施形態によれば、容器４００内のガラス繊維：炭素繊維の質量ベースの比は、少なくとも３：１、４：１、５：１、６：１、７：１、８：１、９：１、１０：１、１１：１、１２：１、１３：１、１４：１、１５：１、及び／又は２０：１である。
【０１３９】
層９７０及び／又は９８０を巻き付けた後、巻き付けられた層９７０及び／又は９８０を真空に引くことにより、層９７０及び／又は９８０をライナー９６０に押し付け、ライナー９６０と層９７０及び／又は９８０との間の空隙の発生を防いでもよい。
【０１４０】
次いで、樹脂を層９７０、９８０に塗布して、層９７０、９８０を所定の位置に固定し、強化してもよい。種々の実施形態によれば、この樹脂は、容器４００の設計動作温度（例えば、冷蔵装置１２０、３２０、５２０を利用する実施形態では？７８．５℃、冷蔵装置を用いない実施形態では周囲温度）で機能するように設計された周囲温度硬化樹脂である。
【０１４１】
様々な非限定的な代替実施形態によれば、ウェットワインディングとして知られるプロセスにおいて、製造される容器４００に適用する前に（例えば、繊維の製造中に）、ガラス繊維及び／又は炭素繊維に樹脂を含浸させてもよい。
【０１４２】
様々な実施形態によれば、容器４００を構築するためにガラス繊維と炭素繊維を混在させて使用すると、（炭素繊維９８０のコストに対する）安価なガラス繊維９７０のコスト上の利点と、（強度が低く、重く、耐疲労性の低い繊維ガラス９７０に対する）炭素繊維９８０の重量、強度、及び／又は耐疲労性上の利点を平衡させることができる。
【０１４３】
様々な非限定的な実施形態によれば、炭素繊維を使用すると、ガラス繊維などの導電性の低い材料と比較して優れた炭素繊維に固有の熱伝導／熱放散により、容器４００の火災安全性を改善できる。炭素繊維の熱伝導率により、熱伝導率の低い材料よりも早く排気安全弁（熱作動する）を作動させることができる。
【０１４４】
種々の規制（ＥＮ−１２４４５など）に従うと、圧力容器の最大使用圧力は容器の材料に依存する。例えば、鋼製圧力容器の破損強度は、最大使用圧力の１．５倍（つまり、安全係数が１．５）である必要がある。炭素繊維圧力容器は、動作圧力に対して２．２５〜３．０の安全係数が必要な場合がある。ガラス繊維製圧力容器には、３．０〜３．６５の安全係数が必要な場合があり、メーカーはガラス繊維製の圧力容器に厚くて重いガラス繊維層を追加する必要がある。様々な実施形態によれば、ガラス繊維／炭素繊維混成容器４００は、容器４００の最も疲労に弱い部分が通常は対角線強度であり（しかし、付加的に及び／又は代替的に他の方向もあり得る）、また容器４００のその部分は炭素繊維９８０で強化されているため、より低い炭素繊維の安全係数を利用することができる。
【０１４５】
様々な実施形態によれば、図８に示すリング８５０などの円環状強化リングを、ガラス繊維層９７０及び／又は炭素繊維層９８０を付加する前、付加している間、又は付加した後に容器４００に付加してもよい。したがって、強化リング８５０を容器４００の強化繊維構造体９７０、９８０に一体化してもよい。様々な実施形態によれば、リング８５０は、ライナー９６０の裂け目の進行を止めることにより、容器４００の壊滅的な破裂を防ぐ働きがある。特に、容器４００のような円筒形容器の裂け目は、長手方向に沿って（すなわち、容器４００の円筒形部分の軸に平行に）進行する傾向がある。図７に示されるように、補強リング８５０は、典型的な裂け目の進行する方向に垂直な方向に延びる。結果として、リング８５０は、ライナー９６０の小さな長手方向の裂け目が大きな破裂及び／又は壊滅的な破裂に発展するのを防ぐ働きがある。
【０１４６】
様々な実施形態によれば、ガラス繊維９７０及び／又は炭素繊維層９８０の巻き付け中に半球状の端部／頭部を支持するための補助として、ガラス繊維層９７０及び／又は炭素繊維層９８０より先に補強リング８５０を追加してもよい。補強リング８５０はまた、支持点を提供することにより、円筒形本体の円形状の巻き付けを容易にし得る。
【０１４７】
様々な実施形態によれば、金属ボスを使用して、ＣＮＧ浸漬管８００、８１０（又は他のコネクタ）を容器４００の残りの部分に接合することができる。
【０１４８】
冷却ジャケット
【０１４９】
図１０は、図３に示される断熱空間４２０が容器４００のジャケットに組み込まれる実施形態を示す。図３では断熱空間４２０は長方形の箱状の形状で示されている。しかし、図１０に示すように、代替の断熱空間１０１０は容器４００の輪郭に合わせてもよい。断熱空間１０１０は、容器４００とジャケット１０３０内に入れられた断熱材１０２０によって形成される周囲層との間に画定される。様々な実施形態によれば、ジャケット１０３０は、ポリマーまたは金属を含む（例えば、ニッケル鋼を３．５％含む）。ジャケット１０３０は、容器４００の漏れ／破裂の際に、容器４００の衝撃保護および／または部分的閉じ込めの働きがある。図１０に示されるように、冷却システム４３０は、空間１０１０内に固体ＣＯ2４４０を形成する。あるいは、同様の冷却システムが液体ＣＯ2を空間１０１０に送ってもよい。
【０１５０】
様々な実施形態によれば、リング８５０は、容器４００と断熱材１０２０及びジャケット１０３０とを構造的に相互接続することができる。リング１０５０に穴を形成して、冷却剤が空間１０１０内のリング８５０を通過できるようにしてもよい。あるいは、並列冷却剤ポート４４０ｂ、４４０ａのセットが、空間１０１０のいくつかの異なる部位に配置されてもよい。
【０１５１】
図１０は水平位置にある容器４００を示している。しかしながら、容器４００及び対応する空間１０１０、断熱材１０２０、及びジャケット１０３０は、概ね図３に示される容器４００の向きとなるように垂直に向けられてもよい。
【０１５２】
上記の実施形態は、ＣＮＧの貯蔵及び輸送に関して説明されているが、上記の実施形態のいずれも、本発明の範囲から逸脱することなく、他の任意の好適な流体（例えば、他の圧縮ガス、他の燃料ガスなど）の貯蔵及び／又は輸送に用いることができる。
【０１５３】
特に明記しない限り、特定の空間（例えば、容器４００の内部）の温度は、当該空間内の体積加重平均温度を意味する（空間内の異なる部分の流体の密度／質量の差異を考慮しない）。
【０１５４】
上記の例示的な各実施形態は、様々な実施形態の構造的および機能的な原理を示すために与えられたものであって、限定することを意図したものではない。むしろ、本発明の原理は、その任意および全ての変更、改変、および／または代替（例えば、以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲内にある任意の改変）を含むことを意図している。
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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