JP2023085404A5

JP2023085404A5 -

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Publication number: JP2023085404A5
Application number: JP2023053878A
Authority: JP
Filing date: 2023-03-29
Publication date: 2023-08-25

Description

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－７８．５℃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、－７８．５℃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。

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。

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。

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。

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。

Claims

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。
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１に記載の方法。
前記特定の圧力が少なくとも３０００ｐｓｉｇである、請求項１に記載の方法。
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１に記載の方法。
前記作動流体がシリコーン（ｓｉｌｉｃｏｎｅ）系流体を含む、請求項１に記載の方法。
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１に記載の方法。
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１に記載の方法。
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７に記載の方法。
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８に記載の方法。
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８に記載の方法。
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１０に記載の方法。
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１０に記載の方法。
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、
前記運搬機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。
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１３に記載の輸送機器。
前記運搬機器が船舶である、請求項１３に記載の輸送機器。
前記運搬機器が炭水車である、請求項１３に記載の輸送機器。
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１３に記載の輸送機器。
前記容器が、
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、
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作動流体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、
を含み、
作動流体を前記容器内に注入する前記工程は、前記第１のポート、前記第１の浸漬管、および前記第１の開口を通して作動流体を前記容器内に注入する工程を含み、
前記容器から作動流体を除去する前記工程は、前記第１の開口、前記第１の浸漬管、および前記第１のポートを通して前記容器から作動流体を除去する工程を含む、
請求項８に記載の方法。
前記容器が、
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、
を含み、
圧縮ガスを前記容器内に注入する前記工程は、前記第２のポート、前記第２の浸漬管、および前記第２の開口を通して圧縮ガスを前記容器内に注入する工程を含み、
前記容器から圧縮ガスを除去する前記工程は、前記第２の開口、前記第２の浸漬管、および前記第２のポートを通して前記容器から圧縮ガスを除去する工程を含む、
請求項１８に記載の方法。
前記圧縮ガス貯蔵容器は、流体密封の容器を含み、
前記流体密封の容器は、
容積部を形成する内表面と、
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、
を有する、請求項１３に記載の輸送機器。
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２０に記載の輸送機器。