KR20140116087A - 금속 라이너 및 상이한 재료의 2 개의 섬유층을 갖는 압력 용기 - Google Patents

금속 라이너 및 상이한 재료의 2 개의 섬유층을 갖는 압력 용기 Download PDF

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파올로 레돈디
바니 네리 토마셀리
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블루 웨이브 컴퍼니 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 가압 가스를 수용하거나 수송하기 위한 압력 용기에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 압축 천연 가스(CNG)를 수용하거나 수송하기 위한 이와 같은 용기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 육상이나 해상에서 가스를 저장하거나 수송하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체에 관한 것이다.

Description

금속 라이너 및 상이한 재료의 2 개의 섬유층을 갖는 압력 용기{PRESSURE VESSEL WITH METALLIC LINER AND TWO FIBER LAYERS OF DIFFERENT MATERIAL}
본 발명은 가압 가스를 수용하거나 수송하기 위한 압력 용기에 관한 것이다. 더 구체적으로 본 발명은 압축 천연 가스(CNG)를 수용하거나 수송하기 위한 이와 같은 용기에 관한 것이다.
본 발명은 또한 육상이나 해상에서 가스를 저장하거나 수송하는 방법에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체에 관한 것이다.
가압 가스를 수용하거나 수송하기 위한 종래의 압력 용기는 통상적으로 스테인리스강에 기초하여 제작되고 중량이 무겁다. 그러나, 스테인리스강의 가격은 상당하므로 그 내식 특성에도 불구하고 항해 운송체에 관하여 어려움이 있고, 항해 운송체는, 그 하중 용량의 많은 부분이 운송체의 물리적 중량, 즉 그 "공(empty)" 중량에 의해 점유되는, 운송체의 부력에 기초한 내하중 한계(load-bearing limit)를 가진다.
더욱이, 항해 운송체 상에서, 불가피한 염수 분무(salt water spray)에 의해 압력 용기 내의 스테인리스강과 선박 구조용으로 사용되는 탄소강 사이에 원하지 않는 장기간의 유전 결합(galvanic coupling)이 생성된다. 이 유전 결합은 전기음성도의 차이가 더 크거나 더 강한 전기음성도를 갖는 금속을 장기간에 걸쳐 열화시키는 소위 해양 부식을 초래한다.
그러므로 본 발명은 공지된 압력 용기의 단점 중 적어도 하나를 극복하거나 완화시키는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명의 목적은 항해 운송체 상의 조건에 더욱 저항할 수 있는 압력 용기를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에서, 특히 압축 천연 가스를 수용하거나 수송하기 위한 압력 용기가 제안된다. 이 압력 용기는 그 대부분의 길이에 걸쳐 대체로 원통 형상이고, 가스 선적과 양하용의 그리고 액체 배출용의 적어도 하나 개구를 갖는다. 이 압력 용기는 금속 라이너, 상기 금속 라이너의 상기 금속 라이너에 인접하는 외부의 제 1 섬유층, 및 상기 제 1 섬유층에 인접하는 외부의 제 2 섬유층을 포함한다. 제 1 및 제 2 섬유층은 상이한 재료로 제조된다.
바람직하게, 개구는 용기의 저부에 위치된다. 바람직하게, 용기는 수직방향으로 직립하므로 그 원통형 부분은 실질적으로 수직을 이룬다.
금속 라이너는 가스 불투성 및/또는 내식성을 가질 수 있다.
금속 라이너는강, 스테인리스강, 니켈계 합금, 2상 강, 알루미늄, 알루미늄 합금, 티타늄, 및 티타늄 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택될 수 있다.
섬유층의 어느 하나 또는 양자 모두는 금속 라이너의 주위에 권취되는 섬유로 제조될 수 있다.
제 1 섬유층은 탄소 섬유를 포함할 수 있다.
제 2 섬유층은 유리 섬유를 포함할 수 있다.
이 압력 용기는 그 대부분의 길이를 따라 내부 및 외부에서 본질적으로 원통 형상일 수 있다.
압력 용기의 내경은 0.5 m 내지 5 m일 수 있다.
압력 용기의 내경은 1.5 m 내지 3.5 m일 수 있다.
압력 용기는 용기의 내부에 진입하기 위한 및/또는 용기의 내부를 검사하기 위한 맨홀을 더 포함할 수 있다. 바람직하게, 맨홀은 용기의 상부에 위치된다. 맨홀은, 예를 들면, 작업자가 용기에 올라 진입함으로써 내부 점검을 할 수 있는 24 인치(60cm) 맨홀이거나, 등가물일 수 있다. 맨홀은 자체의 개구를 밀봉 폐쇄할 수 있는 폐쇄 수단을 가질 수 있다.
복수의 검사 가능한 압력 용기(10)가 모듈 또는 구획실 내에 배치될 수 있고, 압력 용기는 선적과 양하 작업을 위해 상호 연결될 수 있다.
바람직하게, 용기는 모두 동일한 높이를 갖는다. 그러나, 일부는 선박의 선체의 굴곡과 같은 가변적인 플로어 조건을 수용하기 위해 다른 높이를 가질 수 있다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 위에서 설명한 바와 같은 적어도 하나의 압력 용기를 사용하여 가스, 특히 압축 천연 가스를 육상 또는 해상에서 저장하거나 수송하는 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 양태는 위에서 설명한 바와 같은 적어도 하나의 용기를 포함하는, 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체를 제안한다.
가스 수송용 운송체는 선박 또는 다른 형태의 수송체, 예를 들면, 트럭 또는 열차일 수 있다.
가스 수송용 운송체에서, 압력 용기는 상호 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 압력 용기는 등가의 강 용기에 비해 단위 제작비를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 압력 용기는 강 용기에 비해 용기와 이 용기를 수송하는 항해 운송체 사이의 유전 결합(galvanic coupling)을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 추가의 장점은 등가의 강 용기에 비해 압력 용기의 중량을 감소시킬 수 있고, 선박은 소정의 배수량에 대해 소정의 부력을 가지므로, 감소된 중량으로 인해 더 큰 용적의 유체를 선박으로 운반할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 단순한 예시로서 본 발명의 이들 및 기타의 특징을 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 압력 용기의 하나의 실시형태의 개략 횡단면도이고;
도 2는 모듈 내에 배치된 본 발명에 따른 용기들 사이의 연결 배관을 보여주는 개략 사시도이고;
도 3은 모듈 내에 정렬된 용기들 사이의 연결 배관을 보여주는 개략도이고;
도 4는 모듈 내에 정렬된 용기들 사이의 연결 배관을 보여주는 개략 평면도이고;
도 5는 병렬로 배치된 2 개의 모듈을 보여주는 선체의 개략 단면도이고; 그리고
도 6은 상측면의 배관을 더 상세하게 보여주는 개략도이다.
CNG 수송 분야에서의 용량 및 효율에 대한 증가하는 요구 및 이를 위한 강(steel)계 원통체의 통상적인 사용은 더 두꺼운 구조를 갖는 강계 원통체의 개발로 이어졌고, 이것은 통상적으로 무거운 장치 또는 더 낮은 수송 가스 대 수용 시스템의 질량비를 유발한다. 이러한 문제는 복합재 구조와 같은 진보된 그리고 더 경량인 재료를 사용함으로써 극복될 수 있다.
그러므로 몇몇 기존의 해결책은 장치의 중량을 감소시키기 위해 이미 복합재 구조를 사용하지만, 복합재 구조의 크기 및 구성은, 예를 들면, 사용된 재료의 한계로 인해 최적화되지 않는다. 예를 들면, 소형 원통체나 비전통적 형상의 용기를 사용하면 수송되는 가스의 면에서 더 낮은 효율(더 작은 용기는 비점유 공간 비율을 더 상승시킬 수 있음)이 초래되고, 용기의 내부의 점검이 더 어려워진다. 더욱이, 용기의 단부는 랩핑하지 않고, 용기의 원통형 부분만을 커버하기 위한 부분 랩핑(예를 들면, 후프 랩핑된 원통체)을 사용하면, 용기의 랩핑된 부분과 금속 셸(shell) 만이 노출되는 용기의 단부 사이에 계면이 형성된다. 이것은 또한 부식과 같은 문제를 초래할 수 있다.
또한, 연속적 구조 부분의 재료들 사이의 천이부는 통상적으로 더 취약한 영역을 구성하므로 이 위치에서 고장이 발생할 가능성이 더 높다.
본 특허에서 언급하는 용기는 생가스(raw gas)의 유압식 또는 유체적 수용이 가능한 내부의 금속 라이너(1)로 제작된다. 금속 라이너(1)는 CNG 수송, 선적 단계 및 양하 단계 중에 구조적 목적을 제공하도록 어떤 형태로 제공될 필요가 없다.
금속 라이너(1)는, 사용된 재료가 스테인리스강, 알루미늄 또는 기타 내식성 금속 합금이어야 하므로, 내식성이고 그리고 미처리되거나 미가공된 가스를 운반할 수 있어야 한다.
스테인리스강의 경우, (낮은 탄소 퍼센트의) AISI 304, 314, 316 또는 316L과 같은 오스테나이트계 스테인리스강을 사용하는 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다.
다른 금속 합금의 경우, 내식성을 가질 수 있는 니켈계 합금 또는 알루미늄계 합금을 사용하는 것이 추천되지만, 이것에 한정되지 않는다.
이러한 구성에 의해 용기는 최대 14 몰%의 CO2 허용도, 및/또는 최대 1.5 몰%의 H2S 허용도를 갖는 천연 가스(메탄) 및 H2 및/또는 CO2 가스와 같은 다른 가스를 운반할 수도 있다. 그러나, 바람직한 용도는 CNG 수송이다.
CNG는 가변적 혼합비의 다양한 잠재적 성분 부분을 포함할 수 있고, 이 잠재적 성분의 일부는 기체상으로 다른 일부는 액체상으로, 또는 양자 모두의 혼합물로 존재할 수 있다. 통상적으로 이들 성분 부분은 다음의 화합물 중 하나 이상을 포함한다: C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, C6H14, C7H16, C8H18, C9+ 탄화수소, CO2 및 H2S, 또한 잠재적으로 톨루엔, 디젤 및 액체 상태의 옥탄.
바람직하게 라이너(1)는 섬유 권취 중에 라이너 상에 부여되는 것과 같은 용기의 제작 공정으로부터 발생하는 응력을 지탱하는데 충분한 정도의 강도만을 필요로 한다. 대신에 가압된 가스 수송 중의 구조적 지지는 외부의 복합재 층(2, 3)에 의해 제공된다.
도시된 실시형태에 따른 라이너(1) 주위의 제 1 섬유층(2)은 탄소/흑연계의 섬유 강화 폴리머이다. 이것은 (용기의 단부의 대부분을 포함하여) 용기를 완전히 랩핑하고, 그리고 이것은 사용 중에 구조적 기여를 제공하도록 배치된다. 바람직하게 3,200 MPa 이상의 인장강도 및/또는 230 GPa 이상의 바람직한 탄성율을 갖는 탄소 얀(yarn)을 사용하는 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않는다. 유리하게 얀 당 12,000 개, 24,000개 또는 48,000 개의 필라멘트를 가질 수 있다.
도시된 실시형태에 따르면, 제 2 섬유층(3)은 절연 및 보호 기능을 갖는다. 사용 시, 이것은 외부 환경과 직접 접촉된다. 이러한 언급된 이유로, 바람직하게 제 2 외부 섬유층(3)은 공격적인 해양 환경에서의 불활성 거동에 기인되어, 그리고 낮은 열전도율에 관련된 절연 특성에 기인되어 폴리머 또는 유리 섬유계 섬유 강화 폴리머일 수 있다. E-유리 또는 S-유리 섬유를 사용하는 것이 바람직하지만 이것에 한정되지 않는다. 섬유는 1,000 MPa 이상의 제안된 인장강도 및/또는 70 GPa 이상의 제안된 탄성율을 갖는 것이 바람직하다.
고려되는 복합재 층에 무관하게, 복합재 매트릭스는 폴리머 레진 열경화성수지 또는 열가소성수지인 것이 바람직하다. 더 정확하게 설명하면, 열경화성수지인 경우, 이것은 에폭시계 레진, 또는 대안적으로 비닐에스터 또는 폴리에스터계 레진일 수 있다. 이것에 의해 종래의 강 구성을 포함하는 다른 가능한 구성에 비해 비용이 감소될 수 있다.
바람직하게 상기 금속 라이너(1) 상의 외부 복합재 층(2, 3)의 제조는 권취 기술을 필요로 한다. 이것은 제작 시간에 관하여 높은 효율을 제공할 가능성이 있다. 더욱이, 이것은 섬유의 배향에서 우수한 정밀도를 제공할 가능성이 있다. 더욱이, 이것은 우수한 품질 재현성을 제공할 수 있다.
강화 섬유는 맨드렐 상에 역장력(back-tension)을 이용하여 권취되는 것이 바람직하다. 맨드렐은 통상적으로 라이너이다. 따라서 라이너는 이 기술을 위한 웅형 몰드(male mould)를 구성한다. 통상적으로 권취는 섬유가 레진으로 예비 함침된 후에 실시된다. 따라서, 바람직하게 함침된 섬유는 소정의 직경에 대한 원하는 두께에 도달될 때까지 상기 금속 라이너 상에 층 상으로 부착된다.
예를 들면, 6 m의 직경의 경우, 원하는 두께는 탄소계 복합재의 경우에 약 350 mm, 또는 유리계 복합재의 경우에 약 650 mm일 수 있다.
바람직하게 본 발명은 실질적으로 완전히 랩핑된 압력 용기(10)에 관한 것이므로, 섬유를 위한 다축 크로스헤드(multi-axis crosshead)가 제작 공정에서 사용되는 것이 바람직하다.
바람직하게 이 공정은 구조적 외부 복합재 층(2, 3)을 갖는 압력 용기(10)의 적어도 대부분의 단부(11, 12)의 커버링을 포함한다.
열경화성 레진을 사용하는 경우, 금속 라이너(1)의 주위에 섬유를 실제로 권취하기 전에 섬유를 함침하기 위해, 섬유 부착 전에 함침 바스켓(impregnating basket)을 사용할 수 있다.
열가소성 레진을 사용하는 경우, 맨드렐에 도달하기 직전에 레진을 용융시키기 위해 섬유 부착 전에 레진이 가열될 수 있고, 또는 섬유는 금속 라이너 상에 복합재 재료로서 부착되기 전에 열가소성 레진에 의해 함침된다. 섬유와 레진 복합재가 금속 라이너에 도달하기 직전에 레진을 용융시키기 위해 섬유를 부착하기 전에 레진은 다시 가열된다.
압력 용기(10)는 가스 선적과 양하 및 액체 배출을 위한 개구(7)(여기서 캡 또는 커넥터를 구비함)를 갖는다. 이것은 그 저단부(12)에 있고, 그리고 이것은 배관에 연결되기 위한 12 인치(30 cm)의 개구일 수 있다.
용기(10)는 또한 상단부(11)에 개구(6)를 가질 수 있다. 이것은 실링된 또는 실링 가능한 커버를 가진 18 인치(45 cm) 이상의 폭의 접근용 맨홀(또는 더 바람직하게는 24 인치(60 cm)의 맨홀)의 형태로 도시되어 있다. 이것은 ASME(미국 기계 학회) 표준에 따라 제공되는 것이 바람직하다. 바람직하게, 개구는 이 개구의 밀봉 폐쇄를 가능하게 하는, 그리고 용기(10)가 비사용 중일 때, 예를 들면, 개구/맨홀을 통해 용기 내로 작업자가 진입함으로써 내부 점검을 가능하게 하는 폐쇄 수단을 구비한다.
압력 용기는 선박의 선체 내의 모듈 또는 구획실(40) 내에 배치될 수 있고(도 2 참조), 그리고, 예를 들면, 배관(61)을 통해 선적 및 양하 작업을 위해 상호 연결될 수 있다. 바람직한 구성에서, 이와 같은 모듈 또는 구획실(40)은 4 개의 변(4 변형)을 갖고, 복수의 용기(10)를 수용한다. 선택되는 용기의 개수는 용기의 직경 또는 형상 및 모듈 또는 구획실(40)의 크기에 의존한다. 더욱이, 모듈 또는 구획실의 개수는 이 모듈 또는 구획실(40)을 수용하기 위한 선체의 구조적 제약에 의존한다. 모든 모듈 또는 구획실이 동일한 크기 또는 형상인 것은 본질이 아니고, 마찬가지로 모듈 또는 구획실은 동일한 크기 또는 형상의, 또는 동일한 개수의 압력 용기를 수용할 필요가 없다.
용기(10)는 모듈 또는 구획실 내에서 규칙적인 어레이로, 도시된 실시예에서는 4 x 7 어레이로 존재할 수 있다. 동일한 모듈(즉, 상이한 크기의 압력 용기를 가짐)이거나, 또는 상이한 크기의 모듈인 것에 무관하게 다른 어레이의 크기가 예상될 수도 있고, 이 구성은 선박의 선체 내에 적절히 장착되도록 선택되거나 설계될 수 있다.
외부 점검 능력의 이유로 모듈 또는 구획실 내의 용기(10) 사이의 거리는 적어도 380 mm, 또는 더 바람직하게는 적어도 600 mm이다. 이들 거리는 또한 가압 가스가 선적된 용기의 팽창을 위한 공간을 허용한다. 용기는 선적되었을 때 2 % 이상 만큼 체적이 팽창될 수 있다(그리고, 주위 온도의 변화는 용기의 체적의 변화를 유발할 수 있다).
바람직하게, 외부 점검 능력의 이유로 및/또는 용기의 팽창을 허용하기 위해, 모듈 또는 구획실(40) 사이의 거리, 또는 외측 용기(10A)와 모듈 또는 구획실(40)의 벽 또는 경계선(40A) 사이의 거리, 또는 거리(예를 들면, 이웃하는 모듈 또는 구획실(40)을 분리하는 물리적인 벽이 없는 경우)는 적어도 600 mm, 또는 더 바람직하게는 적어도 1 m이다.
각각의 압력 용기의 행(또는 열)은, 예를 들면, 바람직하게 12 인치(30 cm)의 개구(7)를 통해 각 용기(10)의 저부(12)로부터 선적과 양하 작업용의 배관 시스템으로 상호 연결된다. 연결은, 예를 들면, 전동식 밸브를 통해 메인 헤더에 위치한다.
메인 헤더는, 예를 들면, 3 가지의 다양한 상이한 압력 수준(예를 들면 250 바의 고압, 예를 들면 150 바의 중압, 예를 들면 90바의 저압), 및 하나의 블로 다운(blow down) 헤더 및 불활성의 목적을 위한 질소 헤더를 포함할 수 있다.
또한 도 4에 도시된 바와 같이, 용기(10)는 바람직하게는 전용의 지지체 또는 브래킷 상에 또는 정위치에 속박됨으로써 수직으로 장착되는 것이 바람직하다. 지지체(도시되지 않음)는 용기 상호간의 수평방향의 변위를 방지하기 위해 용기(10)를 유지한다. 이와 같은 목적을 위해 각 용기의 메인 원통체를 고정하는 후프 또는 스트랩과 같은 클램프, 브래킷 또는 다른 종래의 압력 용기 유지 시스템이 사용될 수 있다.
이 지지체는, 예를 들면, 다소의 탄성을 가지게 함으로써 용기 팽창을 수용하도록 설계될 수 있다.
수직으로 장착된 용기는 선박의 움직임에 기인되는 동적 하중에서 덜 치명적일 수 있고, 및/또는 모듈 또는 구획실 내에 단일 용기를 더 쉽게 설치할 수 있게 하고(단일 용기는 먼저 다른 용기를 제거할 필요없이 위로부터 용기를 들어 올릴 수 있음), 및/또는 신속한 설치 시간을 가능하게 한다. 수직 위치로 용기를 장착하는 것은 또한 응축된 액체가 중력의 영향 하에서 용기의 저부로 강하하는 것을 가능하게 하고, 이것에 의해, 예를 들면, 각 용기(10)의 저부(12)에서 12 인치 개구(7)를 사용하여 응축된 액체는 용기로부터 배출될 수 있다.
가스의 배출도 용기(10)의 저부로부터 행해지는 것이 유리하다.
배관 및 밸브(60)의 대부분이 모듈(40)의 저부의 부근에 설치되므로, 전체 구성의 중력 중심도 낮은 위치에 존재하고, 이것은 특히 해상에서 또는 가스 수송 중에 향상된 안정성을 위해 추천되거나 바람직한 것이다.
모듈 또는 구획실(40)은 용기와 모듈 벽(40A) 사이에 질소 가스가 존재하는, 따라서 화재의 발생을 방지하는데 도움이 되는 제어된 환경에 유지되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 엔진 배기 가스는 그것의 CO(2)가 부화된 조성으로 인해 이 불활성 기능용으로 사용될 수 있다.
예를 들면, 최대 6 m의 직경 및 최대 30 m의 길이로 제작함으로써, 동일한 총 체적에 대해 개별 용기(10)의 크기를 최대화하면, 설계자는 용기의 총 개수를 줄일 수 있고, 이것에 의해 연결부 및 배관 사이의 복잡성이 감소될 수 있고, 따라서 용접부, 접합부 및 매니폴드와 같은 더 취약한 위치에서 통상 발생하는 누설 점(leakage point)의 가능한 개수가 감소될 수 있다. 바람직한 구성은 적어도 2 m의 직경을 요구한다.
가스 저장에서 사용된 동일한 상호 연결 개념을 이용하여, 하나의 전용의 모듈이 액체 저장(예를 들면, 응축물)을 위해 확보될 수 있다. 따라서, 모듈은 다른 모듈(40)로부터 전용의 모듈로 이와 같은 액체의 분배를 허용하기 위해 모두 함께 연결되고, 선박은 통상적으로 다중 모듈을 특징으로 한다.
유리하게 유입 및 유출 가스 저장 배관은 밸브-연결된 매니폴드를 통해 적어도 하나의 계량, 가열 및/또는 블로 다운 시스템 및 소기(scavenging) 시스템에 연결될 수 있다. 바람직하게 이들은 분산 제어 시스템(DCS)에 의해 원격으로 작동될 수 있다.
바람직하게 배관 직경은 다음과 같다:
CNG 선적/양하 전용인 3 개의 메인 헤더(저압, 중압 및 고압)의 경우 18 인치.
블로-다운 CNG 라인의 경우 24 인치.
불활성 가스를 모듈에 공급하는 관의 경우 6 인치.
블로-다운 불활성 가스 라인의 경우 10 인치.
가능한 액체 선적/양하 전용인 관의 경우 10 인치.
모든 모듈은 국제 규약, 표준 및 규범에 의해 예측되는 바와 같은 적절한 소화(firefighting) 시스템을 구비하는 것이 바람직하다.
수송되는 CNG는 통상적으로 60 바를 초과하는 압력, 잠재적으로 100 바, 150 바, 200 바 또는 250 바를 초과하는 압력, 및 잠재적으로 최대 300 바 또는 350 바의 압력이다.
실시형태
1. 적어도 500 MPa의 인장강도 및 0.08 % 이하의 탄소 함량을 갖는 AISI 316 스테인리스강으로 제작되는 내식성 금속 라이너로서, 3,200 MPa 이상의 인장강도 및 230 GPa 이상의 바람직한 탄성율, 유리하게 얀 당 12,000 개, 24,000 개 또는 48,000 개의 필라멘트를 갖는 탄소 섬유계 구조적 복합재로 오버랩핑되고, 적어도 80 MPa의 인장강도 및 절연의 이유로 약 0.2 W?-1?-1 의 열전도율을 갖는 강화되지 않은 에폭시 레진으로 제작되는 제 2 외층을 구비한다.
2. 적어도 500 MPa의 인장강도 및 0.08 % 이하의 탄소함량을 갖는 AISI 316 스테인리스강으로 제작되는 내식성 금속 라이너로서, 3,200 MPa 이상의 인장강도 및 230 GPa 이상의 바람직한 탄성율, 유리하게 얀 당 12,000 개, 24,000 개 또는 48,000 개의 필라멘트를 갖는 탄소 섬유계 구조적 복합재로 오버랩핑되고, 1,000 MPa 이상의 제안된 인장강도 및 70 GPa 이상의 제안된 탄성율을 갖고, 절연의 이유로 약 0.2 W?-1?-1의 열전도율을 갖는 에폭시 레진으로 함침된 E-유리 또는 S-유리 섬유를 구비하는 유리 섬유계 복합재의 제 2 외층을 구비한다.
3. 내식성 금속 라이너로서, 3,200 MPa 이상의 인장강도 및 230 GPa 이상의 바람직한 탄성율을 갖고, 얀 당 유리하게 12,000 개, 24,000 개 또는 48, 000 개의 필라멘트를 갖는 탄소 섬유계의 구조적 복합재로 오버랩핑되고, 1,000 MPa 이상의 제안된 인장강도 및 70 GPa 이상의 제안된 탄성율을 갖는 E-유리 또는 S-유리 섬유를 구비하고, 절연의 이유로 약 0.2 W?-1?-1의 열전도율을 갖는 에폭시 레진으로 함침되는, 유리 섬유계 복합재의 제 2 외층, 및 적어도 80 MPa의 인장강도 및 절연의 이유로 약 0.2 W?-1?-1의 열전도율을 갖는 강화되지 않은 에폭시 레진으로 제작되는 제 3 외층을 구비한다. 이러한 구성에 의해 용기는 수송되는 가스가 더 낮은 온도 기울기를 갖는 경우 더 높은 열적 안정성을 가질 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 압력 용기는 미가공 천연 가스를 포함하는 굴삭공으로부터 직접 나오는 생가스, 예를 들면, 압축된 생 CNG 또는 RCNG, 또는 H2, 또는 CO2 또는 처리된 천연 가스(메탄), 또는, 예를 들면, 최대 14 몰%의 CO2 허용도, 최대 1,000 ppm의 H2S 허용도 또는 H2 및 CO2 가스 불순물, 또는 기타 불순물 또는 부식성 종을 갖는 미가공 천연 가스 또는 부분 가공된 천연 가스와 같은 다양한 가스를 운반할 수 있다. 그러나, 바람직한 용도는 미가공 CNG, 부분 가공된 CNG 또는 최종 사용자, 예를 들면, 상용, 공업용 또는 주거용으로 이송될 수 있는 표준에 따라 처리된 청정 CNG와 같은 CNG 수송이다.
CNG는 가변적 혼합비의 다양한 잠재적 성분 부분을 포함할 수 있고, 이 잠재적 성분의 일부는 기체상으로, 다른 일부는 액체상으로, 또는 양자 모두의 혼합물로 존재할 수 있다. 통상적으로 이들 성분 부분은 다음의 화합물 중 하나 이상을 포함한다: C2H6, C3H8, C4H10, C5H12, C6H14, C7H16, C8H18, C9 + 탄화수소, CO2 및 H2S, 및 잠재적으로 액체 상태의 톨루엔, 디젤 및 옥탄, 및 기타 불순물/종.
의심할 여지 없이 다른 효과적인 대안이 당업자에게 떠오를 수 있다. 본 발명은 설명된 실시형태에 제한되지 않고, 첨부된 청구항의 사상 및 범위 내에 속하는 본 기술분야의 당업자에게 명백한 개조를 포함한다고 이해해야 한다.

Claims (15)

  1. 자체 길이의 대부분에 걸쳐 대체로 원통 형상이고, 가스 선적과 양하용의 그리고 액체 배출용의 적어도 하나의 개구(7)를 갖는, 특히 압축 천연 가스의 수용이나 수송을 위한 압력 용기(10)로서, 상기 용기는,
    금속 라이너(1);
    상기 금속 라이너에 인접하는 외부의 제 1 섬유층(2), 및
    상기 제 1 섬유층에 인접하는 외부의 제 2 섬유층(3)을 포함하고, 여기서 상기 제 1 및 제 2 섬유층은 상이한 재료로 제조되는, 압력 용기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 라이너는 가스 불투성 및 내식성을 갖는, 압력 용기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 라이너는 강, 스테인리스강, 니켈계 합금, 2상 강, 알루미늄, 티타늄, 티타늄 합금을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 압력 용기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 섬유층의 각각은 상기 금속 라이너의 주위에 권취되는 섬유로 제조되는, 압력 용기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 섬유층(2)은 탄소 섬유를 포함하는, 압력 용기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 섬유층(3)은 유리 섬유를 포함하는, 압력 용기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    자체 길이의 대부분을 따라 본질적으로 원통 형상인, 압력 용기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내경은 0.5 m 내지 5 m인, 압력 용기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 내경은 1.5 m 내지 3.5 m인, 압력 용기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 용기의 내부에 진입하기 위한 및/또는 상기 용기의 내부를 검사하기 위한 맨홀(6)을 더 포함하는, 압력 용기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 복수의 검사 가능한 압력 용기(10)를 포함하는 모듈 또는 구획실로서, 상기 압력 용기는 선적과 양하 작업을 위해 상호 연결되는, 모듈 또는 구획실.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 압력 용기, 또는 제 11 항에 따른 모듈 또는 구획실을 사용하여 육상이나 해상에서 가스, 특히 압축 천연 가스를 저장하거나 수송하는 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 압력 용기, 또는 제 11 항에 따른 모듈 또는 구획실을 포함하는, 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 운송체는 선박인, 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 압력 용기는 상호 연결되는, 가스, 특히 압축 천연 가스를 수송하기 위한 운송체.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150192251A1 (en) * 2014-01-07 2015-07-09 Composite Technology Development, Inc. High pressure carbon composite pressure vessel
US9850380B2 (en) * 2015-02-27 2017-12-26 Toray Industries, Inc. Polyamide resin composition for molded article exposed to high-pressure hydrogen and molded article made of the same
US10077116B2 (en) * 2015-03-19 2018-09-18 Goodrich Corporation Compressed gas tank assembly
US9670979B1 (en) * 2016-05-13 2017-06-06 Liquidspring Technologies, Inc. Resilient expandable pressure vessel
CN106382456B (zh) * 2016-08-30 2019-03-12 洛阳双瑞特种装备有限公司 一种大容积9100qp钢轻型气瓶及制作工艺
CN106903948B (zh) * 2017-01-10 2019-08-13 山东大学 一种应变监控二维缠绕复合材料水下航行器壳体及其制备方法
CN109058753B (zh) * 2018-08-06 2020-10-16 扬州诚德钢管有限公司 一种海工用压力容器瓶及其生产方法
CN109707989B (zh) * 2018-11-27 2020-12-25 航天特种材料及工艺技术研究所 一种复合材料球形气瓶及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3969812A (en) * 1974-04-19 1976-07-20 Martin Marietta Corporation Method of manufacturing an overwrapped pressure vessel
US4835975A (en) * 1983-10-18 1989-06-06 Windecker Robert J Cryogenic tank
US5150812A (en) * 1990-07-05 1992-09-29 Hoechst Celanese Corporation Pressurized and/or cryogenic gas containers and conduits made with a gas impermeable polymer
US6953129B2 (en) * 2002-08-27 2005-10-11 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Pressure vessel with impact and fire resistant coating and method of making same
CN1243193C (zh) * 2003-12-04 2006-02-22 上海交通大学 6.8升铝内衬碳纤维全缠绕复合气瓶
US7641949B2 (en) * 2004-05-20 2010-01-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Pressure vessel with improved impact resistance and method of making the same
DE102006043582B3 (de) * 2006-09-16 2008-03-06 Xperion Gmbh Druckbehälter
US7870971B2 (en) * 2007-08-29 2011-01-18 GM Global Technology Operations LLC Diffusion layer for pressure vessels
US8602250B2 (en) * 2009-05-04 2013-12-10 GM Global Technology Operations LLC Storage vessel and method of forming

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