JP6975713B2 - 主容器のための破損指標補助容器 - Google Patents
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Description
圧力容器は、通常、例えば、水素、酸素、天然ガス、窒素、プロパン、及び、他の燃料等の、種々の気体または液体を加圧下で格納するために用いられる。一般的に、圧力容器は任意の大きさまたは形状を有し得る。圧力容器は、例えば、重くても軽くてもよく、1回使用(例えば、使い捨て)でも再利用可能でもよく、高圧(例えば、50psiより高い圧力)や低圧(例えば、50psiより低い圧力)にさらされてもよく、高温下または低温下で流体を貯蔵するために用いられてもよい。
一態様において、本開示は、加圧流体源と、流体源と流体連通して配置される主圧力容器と、流体源と流体連通すると共に、主圧力容器と流体連通して配置される補助圧力容器と、を備えるシステムを説明する。主圧力容器は、第1の期待寿命を有すると共に、第1の構造的特徴を備える。補助圧力容器は、第1の期待寿命よりも短い第2の期待寿命を有すると共に、第2の構造的特徴を備える。
項目1.加圧流体源と、
流体源と流体連通して配置される主圧力容器であって、主圧力容器は、第1の期待寿命を有すると共に、第1の構造的特徴を備える、主圧力容器と、
流体源と流体連通すると共に、主圧力容器と流体連通して配置される補助圧力容器であって、補助圧力容器は、第1の期待寿命よりも短い第2の期待寿命を有すると共に、第2の構造的特徴を備える、補助圧力容器と、
を備えるシステム。
項目2.補助圧力容器は、主圧力容器よりも小さい、項目1に記載のシステム。
項目3.第2の構造的特徴は脆弱部であり、脆弱部は、脆弱部にて補助圧力容器が破損するように構成される、項目1〜2のいずれかに記載のシステム。
項目4.第1の構造的特徴は、第1の材料であり、
第2の構造的特徴は、第1の材料とは異なる第2の材料である、
項目1〜3のいずれかに記載のシステム。
第2の材料は、アラミド繊維複合材料である、
項目4に記載のシステム。
項目6.補助圧力容器は、流体源に対して、主圧力容器と並列に配置される、項目1〜5のいずれかに記載のシステム。
項目7.補助圧力容器は、流体源と主圧力容器との間に直列に配置される、項目1〜6のいずれかに記載のシステム。
項目8.格納構造をさらに備え、格納構造は、格納構造の内部空間内に補助圧力容器を少なくとも部分的に包囲するように構成される、項目1〜7のいずれかに記載のシステム。
項目10.センサと信号通信する制御装置、をさらに備える項目9に記載のシステム。
項目11.制御装置と信号通信する表示装置、をさらに備える項目10に記載のシステム。
項目12.流体源と主圧力容器との間に配置されるバルブ、をさらに備え、バルブは、制御装置と信号通信する、項目10〜11のいずれかに記載のシステム。
主圧力容器を加圧流体源と流体接続することと、
補助圧力容器を、流体源と流体連通すると共に、主圧力容器と流体連通するように流体接続することと、
主圧力容器の破損が発生する前に補助圧力容器の破損を引き起こすように、補助圧力容器を第1の疲労荷重にさらすことと、
を備える方法。
項目14.補助圧力容器を、格納構造の内部空間に少なくとも部分的に囲い込むことと、
内部空間の物理的状態の値を検出することと、
をさらに備える項目13に記載の方法。
検出値に応じて、補助圧力容器の破損が発生したか否かを判断することと、
をさらに備える項目14に記載の方法。
項目16.表示装置を作動させて補助圧力容器の破損をユーザに報知するために制御装置から表示装置へ信号を送ること、をさらに備える項目15に記載の方法。
項目17.流体源から主圧力容器への流体の流れを停止するために制御装置からバルブに信号を送ること、をさらに備える項目15〜16のいずれかに記載の方法。
項目18.主圧力容器を第1の疲労荷重よりも小さい第2の疲労荷重にさらすこと、をさらに備える項目13〜17のいずれかに記載の方法。
開示される主題が、添付図を参照してさらに説明される。これらの図において、同様の構造またはシステム要素は、複数の図を通して同様の参照番号で参照される。
本開示は、容器の破損を予測し、その破損の前に容器の使用を止めることを可能にすることが望ましいことを認識している。例示的な実施形態において、補助圧力容器は、主圧力容器が使用可能寿命の終わりに近づいているときを判断するために用いられる。従って、開示されたシステム及び方法は、ユーザが主圧力容器の差し迫る破損を予測することを可能にする。例示的な実施形態において、補助圧力容器は、主圧力容器の構造的な、及び、材料の特徴に特化した破損指標としての機能を果たす。例示的な実施形態において、補助圧力容器は、主圧力容器の予測される寿命の予め定められた割合にて破損するように構成される。
Claims (15)
- 加圧流体源と、
前記流体源と流体連通して配置される主圧力容器であって、前記主圧力容器は、疲労荷重での破損までの第1の期待寿命を有すると共に、第1の構造的特徴を備える、前記主圧力容器と、
前記流体源と流体連通すると共に、前記主圧力容器と流体連通して配置される補助圧力容器であって、前記補助圧力容器は、前記第1の期待寿命よりも短い、前記疲労荷重での破損までの第2の期待寿命を有すると共に、前記補助圧力容器は、前記第1の構造的特徴とは異なる第2の構造的特徴を備える、前記補助圧力容器と、
格納構造であって、前記格納構造の内部空間内に前記補助圧力容器を少なくとも部分的に包囲するように構成され、前記主圧力容器のいかなる部分も包囲しない、前記格納構造と、
前記補助圧力容器の損傷による破損を示す、前記内部空間の物理的状態を検出するように構成されたセンサと、
を備えるシステム。 - 前記補助圧力容器は、前記主圧力容器よりも小さい、請求項1に記載のシステム。
- 前記第2の構造的特徴は脆弱部であり、前記脆弱部は、前記脆弱部にて前記補助圧力容器が破損するように構成される、請求項1または請求項2に記載のシステム。
- 前記第1の構造的特徴は、第1の材料であり、
前記第2の構造的特徴は、前記第1の材料とは異なる第2の材料である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。 - 前記第1の材料は、炭素繊維複合材料であり、
前記第2の材料は、アラミド繊維複合材料である、
請求項4に記載のシステム。 - 前記補助圧力容器は、前記流体源に対して、前記主圧力容器と並列に配置される、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記補助圧力容器は、前記流体源と前記主圧力容器との間に直列に配置される、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
- 前記センサと信号通信する制御装置、をさらに備える請求項1に記載のシステム。
- 前記制御装置と信号通信する表示装置、をさらに備える請求項8に記載のシステム。
- 前記流体源と前記主圧力容器との間に配置されるバルブ、をさらに備え、前記バルブは、前記制御装置と信号通信する、請求項8または請求項9に記載のシステム。
- 主圧力容器の差し迫る破損を予測するために補助圧力容器を用いる方法であって、
前記主圧力容器を加圧流体源と流体接続することと、
前記補助圧力容器を、前記流体源と流体連通すると共に、前記主圧力容器と流体連通するように流体接続することと、
前記主圧力容器の破損が発生する前に前記補助圧力容器の破損を引き起こすように、前記補助圧力容器を第1の疲労荷重にさらすことと、
前記主圧力容器を前記第1の疲労荷重よりも小さい第2の疲労荷重にさらすこと、
を備える方法。 - 前記補助圧力容器を、格納構造の内部空間に少なくとも部分的に囲い込むことと、
前記内部空間の物理的状態の値を検出することと、
をさらに備える請求項11に記載の方法。 - 前記検出値を制御装置に通信することと、
前記検出値に応じて、前記補助圧力容器の破損が発生したか否かを判断することと、
をさらに備える請求項12に記載の方法。 - 表示装置を作動させて前記補助圧力容器の破損をユーザに報知するために前記制御装置から前記表示装置へ信号を送ること、をさらに備える請求項13に記載の方法。
- 前記流体源から前記主圧力容器への流体の流れを停止するために前記制御装置からバルブに信号を送ること、をさらに備える請求項13または請求項14に記載の方法。
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