JP2010065845A - ガス貯蔵のための設備 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス貯蔵のための設備を提供する。
【解決手段】その設備は構造の一端における少なくとも１つのネック部内でテーパ状となったガス貯蔵部を含んだ貯蔵配列構造を含んでいる。その貯蔵配列構造はガスを貯蔵するための複数の管状チャンバを含んでいる。貯蔵配列構造の外表面の少なくとも一部は、補強の強度を提供するための少なくとも１つの補強層で取り囲まれている。その設備はネック部における補強層に組み付けられた少なくとも１つの接続カプラを含んでいる。その接続カプラは貯蔵配列構造の管状チャンバをガスパイプに連結するように形成され、そこからガスがチャンバに供給されまたはチャンバから放出される。
【選択図】図１

Description

本発明は全体的に燃料貯蔵、特にガス貯蔵のための設備に関する。

近年、ガスで走行する燃料電池を備えた自動車および他の乗り物が増加する傾向にある。例えば、非常に高効率且つ清浄燃焼の水素をベースとした燃料が、従来のガソリン燃料に替わって極めて魅力的なものとなっている。水素と水とを結合して電力を発生させて自動車の原動力とする燃料電池車は、待機の室の問題解決を提供する潜在能力を備えている。例えば、水素が燃料電池内で燃焼して、または酸化／還元反応が介在する燃料電池を介して酸素と結合する場合、この反応の初期生成物は水であり、それは非汚染的なものでリサイクルされて水素と酸素とを再生することが可能である。

水素燃料電池の作動の中心となる問題は、自動車に搭載される水素の入手可能性である。水素は圧縮ガスとして、低温の液体としてまたは水素貯蔵金属を利用した吸収された要素として提供されることが可能である。これらの代替案のうち、圧縮された水素が自動車の水素貯蔵のための解決方法に最も近く、それは水素ガスの単純さ、燃料補給の迅速さ、優れた休眠特性、基盤施設の影響の低さおよび開発リスクの低さによる。

燃料要求の増加に伴って、水素貯蔵タンクの容量は非常に重要な課題となっている。タンク容量は、ここでは所定の圧力において貯蔵タンク内に貯蔵されることが可能な圧縮された水素の最大量として定義されている。タンクを自動車に応用させるために、水素圧力は大きく増大され、その結果としてタンク重量と材料コストとの双方を増大させている。

圧縮された水素を貯蔵するための様々な高圧タンクが技術的に知られている。例えば、水素貯蔵容量が大きく、重量が減少され、且つ自動車に組み込むのに適した水素貯蔵コンテナがKimbaraの米国特許出願第２００５／１４５３８７号明細書に記載されている。その水素貯蔵コンテナは水素閉塞合金を保持しており、その内部に水素を閉じ込める。コンテナ内に形成された空気ギャップは水素ガスで充満されており、その圧力は水素貯蔵装置が組み込まれた場所の温度において水素閉塞合金内に含まれている水素ガスの平衡圧力よりも高い。この水素貯蔵コンテナは金属または樹脂で形成されたライナーと、そのライナーの外側に設けられた繊維強化樹脂層とを備えている。

構造的な重量を減少するために、繊維複合材料から形成された貯蔵タンクが公知である。そのようなタンクの内部構造は、ガラスおよび／またはカーボン繊維で取り囲まれたステンレス鋼またはアルミニウムで形成されることが可能である。プラスチック材料のタンクも公知である。

最小要素としての水素は多くの材料を通る非常に高い透過率を備えている。水素透過は水素貯蔵容器について別の問題も引き起こす。金属内への水素の移動がタンク構造内で反応し、結果として水素脆化を起こし、タンクが形成されている金属が脆弱になりクラックを発生する。水素脆化は深刻な延性の低下を引き起こし、これによって通常の降伏応力よりも低い応力で十分にクラックおよび損傷を招く。したがって、高引張強度、低密度および低延性に同調した水素との低反応性が、水素貯蔵タンクに関して要求される特性である。例えば、カーボン複合材料は高い降伏応力と低い密度とを備えているが、その材料は動作中の容量減少に帰結する水素リークを全く解決するものでない。したがって、ライナーのような水素バリアコーティングが、水素の漏洩を防止し且つ使用できる水素の容量を手元に維持するために、カーボン複合材料に必要とされる。ライナーは、通常はアルミと胴との合金またはグラファイト繊維エポキシ層で覆われた架橋ポリエチレンのようなポリマなどの複合物である。

さらに、貯蔵装置の水素貯蔵容量を増加させるために、装置はガス貯蔵タンクの部材を具備することが可能である。例えばKimbara他の特許文献１は複数のガス貯蔵タンクを含んだ水素貯蔵装置を開示している。複数のガス貯蔵タンクは互いに長手方向に平行に配置され、略三角柱形状の空間が複数の隣接した水素貯蔵タンクの間に形成されるように配列されている。冷却剤が流れる冷却剤経路はこれら略三角柱形状の空間内に形成されている。

貯蔵装置の水素貯蔵容量はマイクロカプセル内に圧縮された水素を貯蔵することによって増加される。そのカプセルは中空の小球および／または小型の円筒（複数の毛細管）のようなものである。そのようなマイクロカプセルは高引張強度、低密度、低延性に同調した水素との低反応性および自動車が入手可能な燃料貯蔵容量の良好な適応性を備え得る。

例えば、Tracy他の特許文献２は燃料貯蔵および供給システムを開示しており、そこでは水素ガスを充填された中空の小球が４００気圧の圧力で燃料貯蔵チャンバ内に貯蔵されている。燃料貯蔵チャンバから、小球は加熱された供給チャンバを通って方向付けられ、供給チャンバで水素ガスは拡散によって開放されて、エンジンに供給される。その後、ほぼ空になった小球は第２貯蔵チャンバに供給される。ほぼ空になったチャンバはポンプのような機械的手段によって貯蔵チャンバへと移動され、再充填される。

Vikの特許文献３は水素のような高圧縮のガスを貯蔵するための貯蔵装置を開示している。その装置は外側容器（すなわちタンク）、分離された複数の内側密封容器（すなわちマイクロカプゼル）および内側容器の内部と外側容器との間の連通手段を具備している。内側および外側容器は任意の適切な形状であってよい。例えば、内側容器は略球形であってもよい。代替的に、内側容器は管状の形状であってもよく、好適に直線状で互いに平行であってもよい。内側容器は炭素繊維強化エポキシで形成されている。

Chabakの特許文献４は水素貯蔵器および貯蔵材料ならびにその形成方法を開示している。その材料は複数の様々なサイズの且つ少なくとも部分的に水素透過性の小球を具備し、その小球は互いに結合されて剛体構造を形成し、その小球の直径は構造の中心から構造の端部に向かうにつれて減少している。剛体構造の外表面はシール層で取り囲まれており、これによって球体間の空間を閉鎖している。

Gnedenko他の特許文献５は圧縮された水素ガスの貯蔵のための装置が開示されている。その装置はチャンバを形成する密封ハウジングを含み、そのハウジングは圧縮された水素ガスを含んだ複数の円筒形ボイドを具備したカートリッジを含んでいる。その装置は水素解放機器も含み、その機器は水素ガスをカートリッジから、カートリッジによって占有されていないチャンバの空間内へ制御可能に解放するように形成されている。

特許文献５の一実施形態によれば、カートリッジは、密封された端部を備えた、ぎっしりと詰まった複数の中空のマイクロシリンダで形成されたアセンブリ構造を含んでいる。この場合、水素解放機器はワイヤオーブンのような電気的加熱要素をマイクロシリンダに沿ったシリンダ間の空間内のカートリッジ内に含むことが可能であり、その機器はマイクロシリンダ内に貯蔵された水素をシリンダ間の空間およびマイクロシリンダによって占有されていないケースの外側容器内に放出する。代替的に、解放機器は機械的解放器を含み、その開放器は電気的駆動のシャフトに組み付けられて、解放機器近傍のマイクロシリンダの端部を徐々に破壊するように形成されている。

特許文献５の別の実施形態によれば、カートリッジは複数の円筒形キャビティを備えたモノリシックブロックを含んでいる。水素解放機器近傍のキャビティの端部は水素拡散プレートで覆われている。この場合、水素解放機器は、水素拡散プレートを介して水素の光増強拡散を提供するための、制御可能な放射源を含んでいる。

米国特許第７，１１２，２３９号明細書 米国特許第４，３２８，７６８号明細書 国際公開第２００５／０２８９４５号パンフレット 国際公開第２００６／０４６２４８号パンフレット 国際公開第２００７／０７２４７０号パンフレット 米国特許第８７２，７９５号明細書

燃料貯蔵の分野において周知であるにもかかわらず、水素の貯蔵容器および貯蔵の技術のさらなる技術的改良が望まれており、それはより効果的な水素貯蔵および解放を提供し、結果的に安全性とコスト抑制を増大させるためである。

基準に沿った構造を備え、これによって従来技術と比較した場合に、任意の適切な形状を提供し、工業的および／または個人的動作ならびに輸送のためにより適切にすることは有利である。

より多いガス貯蔵容量およびより思いガスの含有物の操作を特徴付ける方法および装置を備え、貯蔵の間のガスの損失を低下させ、結果的に従来技術と比較して結果的に安全性とコスト抑制を増大させることは有利である。

本発明は、先行技術の欠点を部分的に除去しており、圧縮された水素ガスの貯蔵および解放に関する新しい設備を開示している。その設備は構造の一端における１つ以上のネック部内でテーパ状となったガス貯蔵部を含んだ貯蔵配列構造を含んでいる。その貯蔵配列構造はガスを貯蔵するための複数の管状チャンバを含んでいる。貯蔵配列構造の外表面の少なくとも一部は、補強の強度を提供するための少なくとも１つの補強層で取り囲まれている。補強層は、例えば炭素繊維強化エポキシで形成されている。

その設備はネック部における補強層に組み付けられた１つ以上の接続カプラも含んでいる。その接続カプラは貯蔵配列構造の管状チャンバを１つ以上のガスパイプに連結するように形成され、そこからガスがチャンバに供給されまたはチャンバから放出される。その設備は接続カプラに連結された１つ以上の制御可能なガスバルブを含んでいてもよい。貯蔵配列構造を充填するために設けられた接続カプラを通るガスの流入、およびガスの放出のために設けられた接続カプラを通るガスの流出は、双方とも制御可能なガスバルブによって調節され得る。

本発明の実施形態によれば、補強層の少なくとも一部は設備を衝突から保護するための湿潤層によって取り囲まれている。

本発明の実施形態によれば、設備は配列構造の管状チャンバに連結されて、チャンバ内の圧力が危険レベルに到達した場合に自動的に解放するように形成された少なくとも１つの安全バルブを具備している。

一実施形態によれば、貯蔵配列構造は密に詰まった複数の中空のマイクロチューブを含み、そのマイクロチューブは対向した両端部を備えている。配列構造の一側のマイクロチューブの端部は密封され、反対側の端部は接続カプラに接続され、これによって配列構造のキャビティ形状の管状チャンバを形成しており、チャンバ内に圧縮された水素ガスが貯蔵される。

中空のマイクロチューブは、例えば引張強度と材料の密度との比率が１７００ＭＰａ・ｃｍ３／ｇよりも大きい材料で形成されている。中空のマイクロチューブの外径は配列構造の中心から配列構造の端部（外周）に向かうにつれて減少し得る。中空のマイクロチューブの壁厚さは配列構造の中心から配列構造の端部に向かうにつれて減少してもよい。配列構造内のキャビティの断面形状の例は円形、楕円形、多角形、およびＤ字形状であるが、これらに限定されない。マイクロチューブの外径に対するマイクロチューブの壁厚さの比率は０．０１〜０．２の範囲とすることが可能である。中空のマイクロチューブが形成される材料の例は、ＭｇＡｌＳｉガラス、石英ガラスおよびポリマであるが、それらに限定されない。

別の実施形態によれば、貯蔵配列構造は、自身の内部に形成された複数の円筒形キャビティを備えたモノリシックブロックを含み、キャビティは貯蔵配列構造内で管状チャンバを形成している。

また別の実施形態によれば、上述のように貯蔵配列構造は密に詰まった複数のマイクロチューブを含んでおり、自身の内部に形成された複数の円筒形キャビティを備えたモノリシックブロックを含んでいる。モノリシックブロックは前記中空のマイクロチューブとともに一体となり得る。

本発明のさらなる実施形態によれば、設備は貯蔵配列構造を冷却するために形成された冷却システムをさらに具備することが可能である。例えば、その冷却システムは、配列構造の外表面と補強層との間に挟まれた冷却層を形成した冷却チャンバを含んでいてもよい。冷却層は外表面の少なくとも一部を取り囲んでいる。冷却チャンバは冷却剤供給パイプに連結されてもよく、冷却剤供給パイプに組み付けられてそこを通過する冷却剤の経路を開閉するための冷却剤バルブを備えていてもよい。

さらに別の実施形態によれば、設備は、制御可能なガスバルブに動作可能に連結されて且つその動作を制御するように形成された制御システムを具備していてもよい。

一実施形態によれば、制御システムは接続カプラに連結された圧力センサを含み得る。圧力センサは、配列構造の管状チャンバ内の圧力を測定し且つそのガス圧力を表示する圧力センサ信号を生成するように形成され得る。制御システムは接続カプラに取り付けられて、接続カプラ内のガスの流れを表示するガスフローセンサ信号を生成するように形成されたガスフローメータを含んでいてもよい。制御システムは圧力センサとフローメータとに動作可能に連結されたコントローラを含んでいてもよい。そのコントローラは圧力センサ信号およびガスフローセンサ信号に反応し、１つ以上の制御可能なガスバルブを作動させるために、制御信号を生成することが可能である。

本発明の実施形態によれば、制御システムはさらに、冷却システムに動作可能に連結され且つその動作を制御するように形成され得る。この目的のために、制御システムは、例えば配列構造の外表面に連結されて温度の測定を行うように形成された温度センサをさらに具備していてもよい。温度センサは外表面の温度を表示する温度センサ信号の生成を行うように形成されてもよい。コントローラは温度センサに動作可能に連結されて、冷却システムの制御を行うための温度センサ信号に反応することが可能である。

本発明のまた別の実施形態によれば、制御システムは安全バルブの動作を制御するように構成されてもよい。

本発明の設備はこれまでに述べたように多くの技術的な利点を備えており、それと同時に標準的にそれに関連したいくつかの欠点を克服している。

本発明の設備は非常に経済的であり、エネルギおよびガスの最小損失で作動する。

本発明による設備は容易に且つ効果的に製造されおよび販売される。

本発明による設備は耐久性および信頼性の高い構造である。

本発明による設備は低生産コストとなり得る。

このように幾分広く本発明のより重要な特徴の概要が説明されているが、これ以降に続く詳細な説明はよりよく理解され、本発明の技術的な貢献は好適なものである。本発明の追加の詳細事項および利点は詳細な説明において説明されている。

本発明を理解しそれが実際にどのように実施されるかを理解するために、添付図を参照すると共に非限定的な例示のみによって、実施形態が以下に記載される。

本発明の一実施形態によるガス貯蔵のための設備の縦方向における断面の断片的な概略を示した図である。 本発明の一実施形態による設備の図１のＡ−Ａの線に沿った横断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による設備の図１のＡ−Ａの線に沿った横断面を概略的に示した図である。 本発明の一実施形態による設備の図１のＡ−Ａの線に沿った横断面を概略的に示した図である。 本発明の別の実施形態によるガス貯蔵のための設備の縦方向における断面の断片的な概略を示した図である。 本発明のさらなる実施形態によるガス貯蔵のための設備の縦方向における断面の断片的な概略を示した図である。 本発明のまたさらなる実施形態によるガス貯蔵のための設備の縦方向における断面の断片的な概略を示した図である。 本発明のまた別の実施形態によるガス貯蔵のための設備の縦方向における断面の断片的な概略を示した図である。

本発明によるガス貯蔵設備の原理および動作は添付図と添付の明細書とを参照することでさらに理解されるだろう。これらの記載は解説することのみを目的として与えられており、限定することを意味するものではないということが理解されるべきである。本発明による設備の様々な例を図示した図は明確化の目的のために正確な尺度ではなく、正確な形状でもないということが理解されるべきである。これらの図中の他の要素と同様のブロックは機能的本質のみを意図しており、本質間の任意の物理的なつながりおよび／または物理的な関係よりも、機能的な関係が示されている。同じ参照符号およびアルファベットは同一の要素に使用されており、それらの要素は設備内で共通であり、それらの要素は本発明の明細書を通して図中に示されている。

図１を参照すると、本発明の一実施形態によるガスの貯蔵のための設備１０の断片的な長手方向の概略的断面図が示されている。本発明による設備の使用は任意の特定のガスによって限定されるものではなく、例えば、水素、メタン、酸素等の貯蔵および供給に使用され得ることを記しておく。必要であれば、多様なガスの混合にも使用され得る。

設備１０は貯蔵配列構造１２を含み、その配列構造は配列構造の一端においてネック部１２１内でテーパ状となったガス貯蔵部１２２を構成している。貯蔵配列構造１２はガスを貯蔵するためのキャビティ（空隙）状の複数の管状チャンバ１４を含んでいる。“構造”との語はここでは複数の容器、カートリッジ、毛細管、多孔質材料のブロック、または他のガス貯蔵セルを記載するために広範に使用され、それらの素材は共に隣接し、且つ圧縮ガスを貯蔵するために形成された複数の空隙（チャンバ）を含んでいる。配列構造１２内の管状チャンバの多様な組織はこれ以降に記載される。

貯蔵配列構造１２または少なくともその一部の外表面１３は１つ以上の補強層１６（図１では１つの強化層のみが図示されている）によって包まれており、配列構造１２に補強の強さを提供している。補強層１６は設備１０に機械的強度をために十分な任意の所望の厚さ、形状および剛性を有する。一般的に、補強層１６は任意の適切な金属、プラスチックまたは複合材料で形成されている。例えば、補強層１６は炭素繊維強化エポキシで形成され得る。補強層１６は、例えば配列構造のガス貯蔵部において約１ｍｍでネック部１２１において約１０ｍｍの範囲とされ得る。

設備１０は配列構造のネック部１２１の補強層１６に組み付けられた接続カプラ１５も含んでいる。接続カプラ１５は任意の結合装置またはシステムを含むことが可能であり、その装置は貯蔵配列構造１２の管状チャンバをガスパイプ１７に接続するために形成されており、そのガスパイプ１７を介して貯蔵配列構造１２のチャンバ１４にガスが供給され、または貯蔵配列構造１２のチャンバ１４からガスが供給（解放）され得る。例えば、接続カプラ１５は管状チャンバ１４をガスパイプ１７に結合するためのフランジを含み得る。一般的に、接続カプラ１５は任意の適切な金属、プラスチック、または複合材料から構成され、目的に沿った適切な形状およびサイズを備えている。

ガスパイプ１７はさらに、配列構造１２を、ガス貯蔵設備１０を充填する場合におけるガス供給源（図示略）に、または例えば設備１０に貯蔵されたガスを使用する自動車の燃料電池のような任意の所望の消費システム（図示略）に連結し得る。

ガスパイプ１７を通るガスの流れ（流入および流出）は制御可能なガスバルブ１８によって管理され、そのガスバルブは接続カプラ１５と一体になっている。代替的に、制御可能なガスバルブ１８はガスパイプ１７の長さ方向に沿った任意の位置に配置され得る。ここで使用されている“バルブ”との語は広い意味を持ち、そこを通過するガスの流速を管理するために適応された任意の電気的または機械的装置に関連する。

ガスで配列構造１２を充填するためまたは配列構造１２からガスを放出するために、制御可能なガスバルブ１８は貯蔵配列構造１２のチャンバ１４内またはその外側にガスが流れることを可能にするために、開放されるべきである。所望の量のガスを充填または放出した後、ガスの流れは制御可能なガスバルブ１８の対応した操作によってブロックされる。

必要であれば、接続カプラ１５はガスパイプ１７に連結され得る替わりに、制御可能なガスバルブ１８に直接接続され得る。

一実施形態によれば、配列構造１２はぎっしりと（密集して）詰まった複数の中空のマイクロチューブ（すなわち毛細管またはマイクロシリンダ）２０１を含み、それらのチューブは中空のマイクロチューブ２０１の両端に端部２０２および２０５を備えている。貯蔵配列構造１２の一側のマイクロチューブ２０１は密封され得る。

例えば、マイクロチューブ２０１は壁の厚さと同程度の厚さおよびガス不透過の性質を有する半球体によって、端部２０２が蓋をされるまたは栓をされることが可能である。代替的に、端部２０２は溶解、ろう付け、半田、または周知の任意の方法によって密封され得る。

密封されたマイクロチューブ２０１は配列構造１２内でキャビティまたはボイド形状の開放チャンバ１４を形成しており、その配列構造１２の中で圧縮された水素ガスが捕捉され貯蔵される。マイクロチューブ２０１の反対側の端部２０５（すなわち密封されていない端部）は接続カプラ１５に接続され得る。マイクロチューブ２０１の端部２０５を接続カプラ１５に接続するために、マイクロチューブ２０１の断面の寸法は、ガス貯蔵部１２２からネック部１２１に向かって徐々に減少していかなければならない。倍率（すなわちネック部１２１における毛細管の寸法に対する設備１０のガス貯蔵部１２１内の毛細管の寸法の比率）は約１０〜約１００の範囲とされ得る。

中空のマイクロチューブ２０１は、比較的小さいガス透過性および低密度ρにおいて高い引張強度σを有する材料で形成され得る。例えば、σ／ρ≧１７００ＭＰａ・ｃｍ^３／ｇの状態を達成する材料がマイクロチューブ２０１に適切である。マイクロチューブ２０１に適切な材料の例は、以下に限定されるものではないが、ＭｇＡｌＳｉガラス（例えば、Saint-Gobain Vetrotex Textiles社のＳ−２ガラス（商標）、Ｒガラス、日東紡績（Ｎｉｔｔｏｂｏ）社のＴガラス）、石英ガラス、ポリマ（ケブラー（商標）、トワロン（商標））などを含んでいる。

一般的に、中空のマイクロチューブ２０１は任意の所望の長さをとり得る。言い換えると、マイクロチューブ２０１の外径ｄは約１μｍ〜約５ｍｍの範囲とされ得る。マイクロチューブ２０１の壁厚さｈの大きさは比率ｈ／ｄの数値によって定義され、その比率は等式ｈ／ｄ＝ｐ／（２σ）から得られる。ここで、ｐはマイクロチューブ２０１に貯蔵される水素の圧力であり、σはマイクロチューブの材料の引張強度である。例えば、外径に対する壁厚さの比率は約０．０１〜約０．１であり、それはｐおよびσに依存する。

配列構造１２の内層（すなわち束）と周囲のマイクロシリンダとに配置されたマイクロチューブの外径ｄならびに壁厚さｈは、異なっていてもよい。特に、マイクロチューブ２０１の外径はアセンブリ構造の中心から構造の端部（外周）に向かって減少している。大きいマイクロチューブを内部に配置し且つ外側に向かって小さいマイクロチューブを配置することによって、水素蓄積および貯蔵構造が形成され、壁の引張力はマイクロチューブの小さい外径のために外周に向かって減少される。それに応じて、マイクロチューブの壁厚さｈはアセンブリ構造の中心から配列構造１２の端部に向かって増加する。

配列構造１２内のマイクロチューブ２０１は任意の所望の断面形状を備え得る。マイクロシリンダの断面形状の例は、以下に限定されるものではないが、円形、楕円形、多角形、六角形、Ｄ字形状などを含んでいる。図２Ａおよび２Ｂは線Ａ−Ａ´に沿った図１の設備１０の横断面の概略的な例を示した図である。図２Ａおよび２Ｂに示されているように、配列構造１２はぎっしりと詰まった複数のマイクロチューブを備え、それらは円形および六角形断面形状を有し補強層１６によって囲まれている。断面形状が六角形である場合（図２Ｂ参照）、最もぎっしりと詰まったマイクロチューブ２０１が得られるということが理解される。

好適に、マイクロチューブ２０１は配列構造内でぎっしりと（密接に）詰まっている。言い換えると、マイクロチューブの間に水素のために得られる空間は無い。しかしながら、隣り合ったマイクロチューブ２０１が互いに離間される場合、それらの壁の間の空間は例えばエポキシ、ガラスなどの材料によって充填されるべきである。

非限定的な一実施形態によれば、マイクロチューブ２０１はぎっしりと詰まっているが、それらは互いに結合されていない。

別の非限定的な一実施形態によれば、マイクロチューブ２０１は互いに結合されて剛体構造を形成している。この場合、例えばマイクロチューブは締結具（図示略）で共に結合され得、例えば締結バンドで巻かれ得る。同様に、マイクロシリンダがガラス、アラミドまたは金属製の場合、それらは例えば溶接、ろう付け、および／または焼結によって共に結合され得る。さらに、例えばエポキシ接着剤のような接着剤がマイクロシリンダを共に結合するために使用され得る。

マイクロチューブ２０１は任意の適切なアセンブリにぎっしりと詰められることが可能であり、配列構造１２は設備１０に一致した形状を提供するため、および自動車内で輸送するためならびに許容される空間に一致するために適切に形成されるための任意の所望の形状をとり得る。

マイクロチューブおよびマイクロチューブ配列の製造方法は、それ自体公知である。特に、ガラスおよび／またはプラスチックから形成された多様なマイクロチューブ（毛細管）配列は、Ｘ線光学および光通信学において幅広く使用されている。一般的に、マイクロチューブ配列の製造工程は３つの主ステージに分割されている。（ｉ）比較的大きい直径のガラスチューブを形成する。（ｉｉ）それらを再形成してより小さい直径の毛細管の束にする。（ｉｉｉ）毛細管を焼結して配列構造にする。ネック部１２１の形成に関してマイクロチューブ配列をテーパ加工するために、毛細管の束は毛細管の材料が軟化するまで加熱されたチャンバまたは炎の中にさらに置かれることが可能であり、その後所望の精度に引き伸ばされ得る。

現行の技術は１μｍ以下の直径のマイクロチューブで巨大な配列構造を製造し得る。そして、その直径に対する壁厚さの比は５％よりも小さい。例えば、本発明の目的に適切な配列構造は9600 NE 126th Ave, Suite 2540 Vancouver, WA 98682 USAが所在地のParadigm Optics, Inc.社、Prospect Stroiteley 1-B, Saratov, Russia, 410044が所在地のJoint Stock Company "Technology Equipment Glass Structures (TEGS)"社等から入手可能である。

本発明のある実施形態によれば、配列構造１２はモノリシック構造ブロックを含み、複数の円筒形キャビティ（ボイド）がその中に形成されている。モノリシック構造ブロックはチャンバ１４を形成している。この実施形態によれば、モノリシック構のブロックは任意の所望のサイズおよび形状をとルことが可能であり、それは設備１０に一致する形状を提供するためおよび自動車内で輸送するならびに獲得可能な空間に一致するために適切なものとするためである。

図２Ｃを参照すると、線Ａ−Ａに沿った図１の設備１０の横断面図の概略的な例が図示されている。この例によれば、設備１０の配列構造１２はチューブ状モノリシック構造ブロックを含み、そのブロックは円形断面形状を有するチャンバを形成した複数の円筒形キャビティを備えている。円筒形キャビティの断面の直径は、例えば約１μm〜約５ｍｍの範囲とされ得る。配列構造１２は補強層６によって囲まれている。

チャンバ１４を形成している円筒形キャビティは所望の任意の形状であってもよく、楕円形状、多角形状、六角形状、Ｄ字形状のようなものであってもよい。さらに、キャビティの寸法は任意の所望のサイズの分布を有していてもよいことが理解されるべきである。

一実施形態によれば、隣り合ったキャビティ１４の間の距離は直径、配列構造１２内に貯蔵されるガスの圧力、およびブロックの材料の引張強度に依存する。例えば、内層（すなわちバルク内）および配列構造の該周近傍に配置されたキャビティ１４の直径は異なっていてもよい。特に、直径は配列構造１２の中心から配列構造の外周に向かって減少していてもよい。配列構造の内側に大きいキャビティを形成し外周に小さいキャビティを形成することは、貯蔵配列構造を誘導することが可能であり、その構造内において材料の引張強度は中心から周囲に向かって減少する。それと同様に、隣り合ったキャビティの間の距離は、配列構造の中心から周囲に向かって増加し得る。

この実施形態によれば、配列構造１２はガラスおよび／またはプラスチック製のモノリシック構造ブロックから形成されることが可能であり、そのガラスおよび／またはプラスチックの内部には複数の円筒形キャビティ（ボイド）が例えばドリル加工によって形成されている。モノリシック構造ブロックに適切な材料の例は、以下に限定されるものではないが、ＭｇＡｌＳｉガラス（例えばSaint-Gobain Vetrotex Textiles社から入手可能なＳ−２ガラス（商標）、日東紡績社（Ｎｉｔｔｏｂｏ）から入手可能なＴガラス）、石英ガラス、ポリマ（例えばケブラー（商標）、トワロン（商標））などを含んでいる。ネック部１２１を形成するために、円筒形キャビティを備えたモノリシック構造ブロックは、ブロックの材料が軟化するまで加熱されたチャンバまたは炎の中に置かれることが可能であり、その後所望の精度に引き伸ばされる。

本発明の同一の実施形態によれば、配列構造１２は複数の円筒形キャビティを備えたモノリシック構造ブロックを含むことが可能であり、その円筒形キャビティは複数の中空のマイクロチューブが一体に集まっている。実施形態によれば、モノリシック構造ブロックは配列構造のバルク内に配置され、その後配列構造の外周部に組み付けられたマイクロチューブと共に包まれる。例えば、マイクロチューブはモノリシック構造ブロックの周囲にまかれることが可能である。モノリシック構造ブロックによって占有される体積とマイクロチューブとの間の比率は、設備１０の最適な貯蔵容量を提供するために事前に決定された数値をとることが可能である。

本発明の別の一般的な観点によれば、本発明の設備をガスで充填するための方法が提供される。実施形態によれば、その方法は、ガスの貯蔵のために適切な複数の管状チャンバ１４を含んだ配列構造１２を含んだ設備１０を提供するステップを含んでいる。さらに、その方法は、接続カプラ１５を介して環状チャンバ４内のパイプ１７にガスの流れを提供するステップを含んでいる。その結果、配列構造１２は所定の量のガスで充填されることが可能である。所望の量のガスを提供するために、必要である場合は、パイプ１７を介して配列構造１２内にアクセスすることが、バルブ１８によってブロックされることが可能である。

さらに本発明の別の一般的な観点によれば、本発明の設備内に貯蔵されたガスを放出（開放）するための方法が提供される。その方法は、ガスを充填された複数の管状チャンバ１４を含んだ配列構造１２を含んだ設備１０を提供するステップを含んでいる。さらに、制御可能なガス流れが、接続カプラ１５とパイプ１７とを介して配列構造１２の管状チャンバ１４から消費物に提供される。その結果、所定の量のガスが配列構造１２から解放されることが可能である。

図３を参照すると、ガス貯蔵のための設備３０の長手方向断面の断片的な長い略図が図示されており、これは本発明の別の実施形態によるものである。設備３０は実際に設備１０（図１）とは異なっており、少なくとも補強層１６の一部が湿潤層３４によって覆われており、その湿潤層３４は設備３０を例えば設備の輸送中の衝突から保護している。

湿潤層３４は任意の所望の形状をとり得る。好適に、強制的ではないが、湿潤層３４は補強層１６の形状を複製している。一般的に、湿潤層３４は適切な金属、プラスチックおよび／または複合材料から構成されることが可能であり、それらの材料は湿度を提供するために適切な特性を備えている。例えば、湿潤層３４は多孔質プラスチックおよび／または樹脂から形成されることが可能である。湿潤層３４の厚さは約５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲である。必要であれば、湿潤層３４には、設備３０を輸送するために使用するのに便利なように形成された運搬ハンドル（図示略）が設けられてもよい。

ガスが配列構造１２のチャンバ内に充填された場合、配列構造内の温度はガスの圧縮により上昇するということが、気体の法則から理解されるべきである。それに応じて、配列構造１２の外表面または配列構造を覆っている層が小さい熱伝導特性を有する材料（例えば炭素繊維強化エポキシの層）で形成されていた場合、設備内で発生する熱は外部に“少し”しか放出されない。後にガス貯蔵設備がオーバーヒートして損傷する。さらに、温度上昇は設備内に充填されることが可能なガスの量を十分に減少させる。これらの欠点を回避および／または緩和するために、ガス貯蔵設備には配列構造１２を冷却するために適応された冷却システムが備えられることが可能である。

図４を参照すると、ガス貯蔵のための設備４０の長手方向断面の断片的長い略図が図示されており、これは本発明のさらなる実施形態によるものである。全体的に、設備４０は設備１０（図１）または設備３０（図３）の全ての構成要素を含むことが可能であり、さらに配列構造１２を冷却するために形成された冷却システム４１を含み、水素貯蔵の低温圧縮技術を実行している。

図４に図示された実施形態によれば、冷却システム４１は中空の壁４６に取り囲まれたチャンバ４２を含み、そこでは内壁と外壁との間の狭窄領域４５が真空となっている。断熱材として真空を使用することは、熱伝導または熱伝達による配列構造への熱移動を回避する。中空の壁４６を備えた冷却チャンバ４２は冷却層を形成している。冷却層は、例えば一方が他方の入れ子になって、ネック部近傍または接続カプラで一体に密封された２つの薄い壁からなる容器として構成されることが可能である。

図４に図示された実施形態によれば、冷却層は貯蔵配列構造１２の外表面１３と補強層１６との間に挟まれている。しかしながら、必要であれば、中空の壁４６自体が２つの壁を備えた容器に壁に類似した補強層として機能することが可能である（時々それはデュワーフラスコとして参照され、真空断熱フラスコまたは魔法瓶である）。そのような２つの壁を備えた容器は、例えば特許文献６に開示されており、その開示内容は参照されることによってここに組み込まれている。

冷却層は外表面１３を少なくとも部分的に取り囲むことが可能である。冷却チャンバ４２は冷却流体源（図示略）に連結された冷却液供給パイプ４３に連結されており、冷却液供給パイプ４３に組み付けられた冷却液バルブ４４が設けられ、そのバルブはそこを通る冷却液の通路を開閉している。

冷却流体の例は冷却された空気および冷却された液体であるが、それらに限定されるものではない。好適に、極低温（−１９６℃より低い）の特徴を備えた液体窒素は、冷却チャンバ４２を充填するために使用されることが可能である。液体窒素を使用した貯蔵配列構造１２の極端な冷却は、与えられたタンクが耐え得る最終的な圧力において、水素の密度を増加させる。ガラスの引張強度は定温において増加するということも理解されるべきである。

一実施形態によれば、液体窒素は液体窒素源（図示略）から流れ、冷却液供給パイプ４３を介して冷却チャンバ４２内に入ることが可能である。冷却液供給パイプ４３を通る液体窒素の流れは、制御可能な冷却液バルブ４４によって調節される。液体窒素が冷却液として使用される場合、冷却液供給パイプ４３は冷却チャンバ４２内の窒素蒸気圧の上昇も調節することが可能である。

冷却チャンバ４２の中空の壁４６は任意の所望の形状をとり得、貯蔵配列構造１２に効果的な冷却を与え得る。一般的に、中空の壁４６は任意の適切な金属、プラスチックまたは複合材料から形成され、冷却剤を保持し、配列構造１２に最も効果的な冷却を与えるのに十分なものである。液体窒素が冷却剤として使用される場合、冷却チャンバ４２によって形成された冷却層の厚さは、約５ｍｍ〜約５０ｍｍの範囲となり得る。

図５を参照すると、ガス貯蔵のための設備５０の長手方向断面の断片的な長い略図が図示されており、これは本発明の別の実施形態によるものである。上述の実施形態に類似して、設備５０は貯蔵配列構造１２、貯蔵配列構造１２を取り囲んだ補強層１６、湿潤層３４、接続カプラ１５を含み、接続カプラ１５は配列構造のボイド（チャンバ）１４を、制御可能なガスバルブ１８を装備したガスパイプ１７を介して、ガス源または消費システムに接続している。必要であれば、設備５０は配列構造１２の冷却に適応された冷却システム４１を含むことが可能である。これらの要素全ての構成および機能は上述されている。

図５に図示された実施形態によれば、設備５０は安全バルブ５８２も含み、そのバルブは配列構造１２内のガス圧力が危険レベルに到達した場合、自動的に開放されることが可能である。図５に図示されているように、安全バルブ５８２は安全パイプ５８１に組み付けられており、そのパイプはチャンバ１４に連結されて、安全パイプを介してガスの流れを調節するように適応されている。

図５に図示された実施形態によれば、設備５０は制御システム５２をさらに含み、そのシステムはとりわけ制御可能なガスバルブ１８に連結されて、その動作を制御するように形成されている。必要であれば、制御システム５２は冷却システム４１および／または安全圧力バルブ５８２と連結されることが可能である。特に、制御システム５２は、手動的にまたは自動的に調節されて、制御可能なガスバルブ１８および／または安全圧力バルブ５８２の動作を制御して、ガスパイプ１７および安全パイプ５８１のそれぞれを通るガスの流れを調節するように適合されることが可能である。同様に、制御システム５２は制御可能な冷却液バルブ４４の動作を制御可能に調節することによって、冷却システム４１の動作を制御するように適合されることが可能である。

コントロールシステム５２はコントローラ５２１、コントローラ５２１に連結された圧力センサ５２２、およびコントローラ５２１に連結されたガスフローメータ５２３を含んでいる。コントローラ５２１は電子装置であり、とりわけ制御可能なガスバルブ１８、安全圧力バルブ５８２の動作を制御するための制御信号を発生させることが可能である。

圧力センサ５２２は配列構造１２内に配置され、チャンバ（ボイド）１４内のガス圧力を測定するために形成され、この圧力を表示する圧力センサ信号を生成する。ガスフローメータ５２３は、制御可能なガスバルブ１８近傍の接続カプラ内またはガスパイプ１７内に配置されることが可能である。ガスフローメータは、ガスパイプ１７内のガスの流速を測定し、且つ流速を表示する少なくとも１つのガスフローメータ信号を生成するように形成された装置である。圧力センサ５２２およびガスフローメータ５２３によって生成された信号は、接続ワイヤを介してまたは無線によってコントローラ５２１に中継される。これらの信号に対する応答において、コントローラ５２１は制御可能なガスバルブ１８、および必要であれば安全圧力バルブ５８２の動作を制御するための、対応した制御信号を生成する。

上述のように、制御システム５２は冷却システム４１と連結してその動作を制御するように構成されることも可能である。冷却システム４１を制御するために、制御システム５２は、配列構造１２の外表面１３に接続されてその温度を測定するように形成された温度センサ５２４を具備することが可能である。それに応じて、温度センサ５２４は温度を表示する温度センサ信号を生成し、且つその信号を接続ワイヤを介してまたは無線によってコントローラ５２１に中継するように形成されている。その場合、コントローラ５２１は、冷却液バルブ４４に制御信号を提供して冷却液バルブ４４が冷却チャンバ４２内の冷却剤の流速を変化させるように作動させる。これによって配列構造１２に効果的な冷却を提供し、且つそのオーバーヒートと損傷とを防止している。

図６を参照すると、ガス貯蔵のための設備６０の長手方向断面の断片的長い略図が図示されており、これは本発明のさらに別の実施形態によるものである。ガスの例は水素、メタン、酸素およびそれらの混合物を含んでいるが、それらに限定されない。

設備６０はガス貯蔵のために形成され且つ作動される貯蔵配列構造６２を含んでいる。貯蔵配列構造６２はガス貯蔵部６２２から構成され、そのガス貯蔵部６２２は配列構造の一端の第１ネック部６２１内、および配列構造６２の他端の第２ネック部６２３内でテーパ状になっている。貯蔵配列構造６２は複数のキャビティ（ボイド）形状の管状チャンバ６４を含み、その中で圧縮水素ガスが捕捉され貯蔵される。

貯蔵配列構造６２の外表面６３または少なくともその一部は１つ以上の補強層６６（図６では１つのみの補強層が図示されている）によって取り囲まれており、その層は配列構造６２に補強強度を提供している。補強層６６は任意の所望の厚さ、形状および剛性を備え、設備６０に機械的強度を十分に提供することが可能である。一般的に、補強層６６は任意の適切な金属、プラスチックまたは複合材料で形成することが可能である。例えば、補強層６６は炭素繊維強化エポキシで形成することが可能である。補強層６６の厚さは、例えば約１ｍｍ〜約１０ｍｍの範囲とすることが可能である。必要であれば、補強層６６には、使用者が設備６０を輸送するのに便利なように形成された運搬ハンドル（図示略）が設けられてもよい。

設備６０は、配列構造６２の第１ネック部６２１において補強層６６に組み付けられた流入接続カプラ６５１、および配列構造６２の第２ネック部６２３において補強層６６に組み付けられた流出接続カプラ６５２も含んでいる。流入接続カプラ６５１および流出接続カプラ６５２は任意の接続装置または接続システムを含み、配列構造６２の管状チャンバ６４をガス流入パイプ６７１およびガス流出パイプ６７２に接続するように形成されることが可能であり、それらを通してガスは貯蔵配列構造６２のチャンバ６４に供給され、またはチャンバ６４から放出されることが可能である。例えば、流入接続カプラ６５１および流出接続カプラ６５２は対応したフランジを含むこと可能であり、それらのフランジは管状チャンバ６４をガス流入パイプ６７１およびガス流出パイプ６７２に接続している。流入接続カプラ６５１および流出接続カプラ６５２は任意の適切な金属、プラスチックまたは複合材料で形成され、必要とされる目的に適当な形状およびサイズとされることが可能である。

ガス流入パイプ６７１は配列構造６２をガス源（図示略）にさらに接続して、ガス貯蔵設備６０を充填することが可能である。同様に、ガス流出パイプ６７２は配列構造６２を、例えば自動車の燃料電池のような所望の消費システム（図示略）にさらに接続して、設備６０内に貯蔵されたガスを使用することが可能である。

ガス流入パイプ６７１を通って流入する流れは制御可能なガス流入バルブ６８１によって調整され、そのバルブは、例えば流入カプラ６５１と一体であってもよい。代替的に、制御可能なガス流入バルブ６８１はガスパイプ６７１内に配置されることが可能である。同様に、ガス流入パイプ６７１を通って流出する流れは制御可能なガス流入バルブ６８１によって調整され、そのバルブは流出カプラ６５２と一体とされるかまたはガスパイプ６７１内に配置されることが可能である。配列構造６２をガスで充填するために、制御可能なガスバルブ６８１が開放されて、貯蔵配列構造６２のチャンバ６４内にガスが流入することを可能にする。同様に、配列構造６２からガスを放出するために、制御可能なガスバルブ６８２が開放されて、貯蔵配列構造６２のチャンバ６４内からガスが流出することを可能にする。所望の量のガスを貯蔵または放出した後、ガスの流入および流出は、対応した制御可能なガスバルブ６８１および６８２の対応した動作によってブロックされる。

一実施形態によれば、配列構造６２はぎっしりと（密集して）詰まった複数の中空のマイクロチューブ（すなわち毛細管またはマイクロシリンダ）６０１を含み、それらのチューブは中空のマイクロチューブ６０１の両端に端部６０２および６０５を備えている。マイクロチューブ６０１の端部６０２は流入接続カプラ６５１に連結されている。同様に、マイクロチューブ６０１の端部６０５は流出接続カプラ６５２に連結されている。

封入されたマイクロチューブ６０１の寸法、配列構造内での封入の配置および封入されたマイクロチューブ６０１の製造は、図１を参照してすでに述べられたマイクロチューブ２０１の寸法、材料、封入の配置および製造と類似している。

本発明のある実施形態によれば、配列構造６２はモノリシックブロックを含み、その中に形成された複数の円筒形キャビティ（ボイド）を備えている。モノリシックブロック内のキャビティはチャンバ６４を形成している。実施形態によれば、モノリシックブロックは設備６０に一致した形状を提供するため、および自動車内で輸送するためならびに許容される空間に一致するために適切に形成されるための任意の所望の形状をとり得る。円筒形キャビティの寸法およびチャンバ６４を形成しているモノリシックブロック内でのその配置は、配列構造１２を形成しているモノリシックブロック内の円筒形キャビティの寸法および配置と類似しており、それは図１を参照してすでに記載されている。

図３に図示された設備３０に類似して、必要であれば、設備６０の補強層６６の少なくとも一部は、必要な変更を加えて湿潤層（図示略）によってカバーされることが可能であり、その湿潤層は設備６０を例えば設備の輸送中の衝突から保護している。

同様に、図４に図示された設備４０に類似して、必要であれば、設備６０は必要な変更を加えて、配列構造６２を冷却するために形成された冷却システム（図示略）を含むことも可能である。

さらに、図５に図示された設備５０に類似して、必要であれば、設備６０は必要な変更を加えて、チャンバ６４に連結された１つ以上の安全バルブ（図示略）も含み、そのバルブは、配列構造６２内のガス圧力が危険レベルに到達した場合に、自動的に開放されることが可能である。

設備６０は必要な変更を加えて制御システムをさらに含むことが可能であり、そのシステムはとりわけ、制御可能なガス流入バルブ６８１、制御可能なガス流出バルブ６８１、安全バルブおよびガス冷却システムから選択された少なくとも１つの装置の動作を制御することが可能である。そのような制御システムの動作は図５を参照してすでに記載された制御システム５２の動作に類似しており、必要な変更が加えられている。

このように、本発明の技術分野に関係した当業者は、本発明が公的な実施形態を利用して記載された一方で、この開示に基づいた概念が本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造システムおよび工程のデザインに関する基礎としてすでに利用されることを好適なことと考える。

また、ここに採用された表現および専門用語は記載の目的のためであり、限定とみなされるべきでないことが理解されるべきである。

最後に、添付された特許請求の範囲を通して使用されている“具備する”との語は、“含むが限定するものではない”との意味に解釈されることが理解されるべきである。

したがって、本発明の範囲がここに説明された図示された実施形態によって限定されるものとして解釈されないことは重要である。他のバリエーションが、添付の請求の範囲で定義された本発明の範囲内で実施可能である。特徴、機能、要素および／または特性の他の結合および予備結合が、本願または関連した出願において現行クレームまたは新しいクレームの補正を通じて請求されてもよい。そのような補正または新しいクレームは、それらが異なった結合に誘導されるかまたは同一の結合に誘導される。当初のクレームと異なった、より広い、より狭いまたは同じ範囲のクレームは本発明の記載の主題に含まれる範囲である。

１０，３０，４０，５０，６０ ・・・ガス貯蔵のための設備
１２，６２ ・・・貯蔵配列構造
１３，６３ ・・・外表面
１４ ・・・管状チャンバ
１５ ・・・接続カプラ
１６，６６ ・・・補強層
１７ ・・・ガスパイプ
１８ ・・・ガスバルブ
３４ ・・・湿潤層
４１ ・・・冷却システム
４２ ・・・冷却チャンバ
４３ ・・・冷却液供給パイプ
４４ ・・・冷却液バルブ
４５ ・・・狭窄領域
４６ ・・・中空の壁
５２ ・・・制御システム
１２１ ・・・ネック部
１２２，６２２ ・・・ガス貯蔵部
２０１，６０１ ・・・マイクロチューブ
５２１ ・・・コントローラ
５２２ ・・・圧力センサ
５２３ ・・・ガスフローメータ
５２４ ・・・温度センサ
５８１ ・・・安全パイプ
５８２ ・・・安全バルブ
６２１ ・・・第１ネック部
６２３ ・・・第２ネック部
６５１ ・・・流入接続カプラ
６５２ ・・・流出接続カプラ
６７１ ・・・ガス流入パイプ
６７２ ・・・ガス流出パイプ
６８１ ・・・ガス流入（流出）バルブ

Claims (10)

1. ガスを貯蔵するための設備であって、該設備は、
   貯蔵配列構造であって、該配列構造の一端における少なくとも１つのネック部内でテーパ状となったガス貯蔵部を含み、前記貯蔵配列構造はガスを貯蔵するための複数の管状チャンバを含んでいる貯蔵配列構造と、
   該貯蔵配列構造の外表面の少なくとも一部を取り囲み、該貯蔵配列構造を補強している少なくとも１つの補強層と、
   少なくとも１つの前記ネック部における補強層に組み付けられた少なくとも１つの接続カプラであって、前記貯蔵配列構造の管状チャンバを少なくとも１つのガスパイプに連結するように形成され、そこからガスが前記チャンバに供給されまたは前記チャンバから放出される接続カプラと、
   を具備していることを特徴とする設備。
2. 前記貯蔵配列構造は密に詰まった複数の中空のマイクロチューブを含み、該マイクロチューブは対向した両端部を備え、前記配列構造の一側の前記マイクロチューブの端部は密封され、反対側の端部は前記接続カプラに接続され、これによって前記配列構造のキャビティ形状の前記管状チャンバを形成しており、該チャンバ内に圧縮された水素ガスが貯蔵されることを特徴とする請求項１に記載の設備。
3. 前記マイクロチューブの外径および前記マイクロチューブの壁厚さは、前記貯蔵配列構造の中心から前記貯蔵配列構造の端部に向かうにつれて減少していることを特徴とする請求項２に記載の設備。
4. 前記貯蔵配列構造は、自身の内部に形成された複数の円筒形キャビティを備えたモノリシックブロックを含み、前記キャビティは前記貯蔵配列構造内で管状チャンバを形成していることを特徴とする請求項１に記載の設備。
5. 前記接続カプラに連結された少なくとも１つの制御可能なガスバルブを具備し、該少なくとも１つの制御可能なガスバルブは、前記貯蔵配列構造を充填するために少なくとも１つの前記接続カプラを通るガスの流入、および／または前記接続カプラを通るガスの流出を制御するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の設備。
6. 前記補強層の少なくとも一部は、前記設備を衝突から保護するための湿潤層によって取り囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の設備。
7. 前記貯蔵配列構造を冷却するための冷却システムをさらに具備し、
   該冷却システムは前記外表面の少なくとも一部を取り囲んだ冷却層を形成している中空の壁で取り囲まれた冷却チャンバを含み、前記中空の壁の内壁と外壁との間の狭窄領域は真空とされていることを特徴とする請求項１に記載の設備。
8. 前記制御可能なガスバルブに動作可能に連結され、且つ該バルブの動作を制御するように形成された制御システムであって、該システムは、
   少なくとも１つの前記接続カプラに連結されて、前記貯蔵配列構造の前記管状チャンバ内のガス圧力の測定および該ガス圧力を表示する圧力センサ信号の生成を行うように形成された圧力センサと、
   少なくとも１つの前記接続カプラに取り付けられて、該接続カプラ内のガスの流れを表示するガスフローセンサ信号を生成するように形成されたガスフローメータと、
   前記圧力センサおよび前記フローメータに動作可能に連結されて、前記圧力センサ信号および前記ガスフローセンサ信号に反応するコントローラであって、該コントローラは少なくとも１つの前記制御可能なガスバルブを作動させるために、制御信号を生成することが可能であるコントローラと、
   を具備していることを特徴とする請求項５に記載の設備。
9. 前記貯蔵配列構造を冷却するように形成された冷却システムをさらに具備し、前記制御システムはさらに動作可能に前記冷却システムに連結されて、その動作を制御するように形成されており、これによって前記貯蔵配列構造のオーバーヒートおよび損傷を回避していることを特徴とする請求項８に記載の設備。
10. 前記制御システムは前記貯蔵配列構造の前記外表面に連結された温度センサをさらに具備し、該温度センサは前記外表面の温度測定および前記外表面の温度を表示する温度センサ信号の生成を行うように形成され、前記コントローラは前記温度センサに動作可能に連結されて、前記冷却システムの制御を行うための前記温度センサ信号に反応することを特徴とする請求項９に記載の設備。

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