KR20200125974A - 유체 컨테이너에서 방폭성 및 내화성 특성을 개선하기 위한 시스템, 방법 및 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체 컨테이너 내의 연소를 저지하여, 이러한 컨테이너의 안전성을 향상시키기 위한 시스템, 조립체 및 방법을 포함한다. 하나의 양태는 다양한 다른 유체 컨테이너 내에 배치하는데 적합한 다양한 형상 및 크기의 조립체를 생성하는 새로운 베이스 모듈을 포함한다. 한 실시예에서, 베이스 모듈은 신규의 방법에 따라서 신규의 원통형 구성으로 롤링된 확장된 메쉬로 만들어진다. 다른 실시예에서, 베이스 모듈은 조립체를 형성하기 위해 다른 베이스 모듈과 조합될 수 있다. 본 발명은 또한 베이스 모듈의 밀도를 변화시키는 것을 허용하는 베이스 모듈을 생성하고, 그러므로 조립체의 굽힘 강도 및 강성을 변화시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 이와 같이, 컨테이너 내에서의 조립체의 패킹 밀도는 컨테이너 내에서 연소를 저지하는 원하는 효과를 생성하도록 최적화될 수 있다.

Description

유체 컨테이너에서 방폭성 및 내화성 특성을 개선하기 위한 시스템, 방법 및 조립체

우선권 주장

본 출원은 그 내용이 전체에 있어서 참조에 의해 본 명세서에 통합되는, 2018년 2월 26일자 출원된 일련 번호 제62/635,177호를 가지는 미국 가출원에 대해 우선권을 주장하는 2018년 5월 9일자 출원된 미국 특허 출원 제15/975,518호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 액체 및 가스 연료 탱크와 같은 유체 컨테이너에서 내화성 및 방폭성을 개선하기 위한 시스템, 조립체, 장치 및 관련 방법에 관한 것이다.

한 실시예에서, 본 발명은 본 명세서에 기술된 본 발명의 컨테이너 내에 저장된 연료 및 가스의 연소 또는 연소 경향을 억제한다. 하나의 양태에서, 본 발명의 장치는 컨테이너의 내부에, 확장된 금속 메쉬로 만들어진 베이스 모듈을 배치하는 것과 같이 크고 효율적인 열 전도 경로를 통해 열 손실 특성을 증가시키는 것에 의해 시스템의 발화성을 감소시킨다. 그러나, 연소를 억제하는데 효과적 일뿐만 아니라 다른 유익한 특성을 희생시키지 않는 연료 및 가스의 수송 및 저장을 위한 컨테이너를 개발하는 것은 단순히 연료 또는 가스로부터 열을 전도하는 것 이상의 추가 고려 사항을 요구한다.

특정 실시예에서, 컨테이너 내에 배치된 임의의 용액의 크기 및 체적은 컨테이너 내에 배치될 수 있는 유체의 양을 최대화하기 위해 최소화되어야 한다. 추가적으로, 시스템은 유체를 발화 온도 아래로 유지하도록 충분한 열 전도를 제공해야 한다. 시스템은 또한 평균적으로, 그 안에서의 유체의 급냉 거리(quench distance)보다 크지 않은 유체 캐비티를 제공해야 한다. 이러한 요인은 경험할 수 있는 주기적 응력뿐만 아니라 유체 자체로 인한 부식 가능성으로 인해 최적의 시스템을 위한 기계적 무결성의 필요성에 의해 더욱 복잡해진다.

본 발명은 연료 및 가스 탱크와 같은 유체 컨테이너에서 내화성 및 방폭성을 개선하기 위한 시스템, 조립체, 장치 및 관련 방법에 관한 것이다. 기본적인 원리에서, 본 발명의 한 실시예는 유체 컨테이너 내에서 열 전도체 및 화염 소광기(flame quencher)로서 적합한 사용을 위해 확장된 금속성 메쉬를 준비하는 창의적이고 효율적인 방식을 제공한다. 본 발명은 바람직한 실시예에서 특정 적용을 위해 요구될 수 있는 바와 같이 구조가 원통형이고 다양한 직경을 가지는 베이스 모듈에서 이러한 메쉬를 사용한다. 베이스 모듈은 다양한 유형의 컨테이너의 패킹을 용이하게 하기 위해 조립체로 조합될 수 있다.

다른 실시예에서, 본 발명은 특히 연소, 그러므로 화재 및 폭발을 억제하는 독특한 시스템 및 구조를 가지는, 연료, 가스 또는 다른 가연성 유체를 위한 독창적인 유체 탱크에 관한 것이다.

본 발명은 또한 다양한 형상 및 용량의 컨테이너 내에 삽입되는 베이스 모듈의 제조를 가능하게 하는 다양한 방법 및 장치와, 관련 제조, 조립 및 패키징 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 기존의 연료 탱크의 조립 및 개장 방법을 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 이러한 것은 연료의 안전한 수송뿐만 아니라 독립적인 방식으로 다양한 표면 및 지형에 연료의 안전하고 신속한 설치 및 분배를 제공한다. 적어도 하나의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 Kogler의 미국 특허 제6,609,279호에 개시된 것과 같은 금속성 재료의 저밀도 천공 시트 또는 웨브를 이용한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 베이직 모듈은 원통형 구성으로 롤링된 하나 이상의 메쉬 층을 포함할 수 있다. 2개 이상의 베이직 모듈은 본 발명의 조립체를 형성하도록 원통 축을 따라서 조합될 수 있다. 조립체, 및 특정 실시예에서, 베이스 모듈 자체는 컨테이너 내에 배치되어, 연소를 제어할뿐만 아니라 강도를 제공하고, 수송 동안 발생될 수 있는 액체의 "출렁거림(sloshing)" 및 기타 응용 유도 진동을 감소시킬 수 있으며, 이에 의해 연료 탱크에서의 배플에 대한 필요성을 제거한다. 또한, 베이직 모듈은 컨테이너의 증기 영역으로부터 액체 영역으로 전달되는 열로 인한 증발 손실을 감소시킨다.

바람직한 실시예에서, 베이직 모듈은 우수한 전도도, 내식성 및 강도를 나타내는 금속 메쉬의 2개의 카운터 층으로 구성된다. 비록 상기 요건을 충족시키는 임의의 재료가 사용될 수 있을지라도, 광범위한 연구와 테스트는 특정 사용 사례에서 특정 합금이 사용될 수 있다는 결론을 내렸다. 재료는 다양한 액체 연료와 호환 가능하여야 하고, 우수한 기계적 강도를 가져야 한다. 대안적으로, 고강도 요건을 위하여, 특수강, 특히 스테인리스강의 메쉬가 사용될 수 있다. 강이 다른 합금과 비교할 때 비교적 낮은 열 전도성을 가짐에 따라서, 강과 구리 및/또는 구리 합금의 복합 메쉬, 또는 원통형 구성으로 롤링된 강 및 알루미늄 메쉬의 복합재가 전체 조립체의 열 전도성을 증가시키기 위해 이용될 수 있다.

본 발명은 또한 특정 실시예에서 금속 네트 또는 천공된 래퍼(wrapper)에 의해 구속될 수 있는 사전 결정된 밀도의 2차원 메쉬 또는 웨브로부터 전개된 대체로 원통형 형상의 콤팩트한 반다공성 유닛의 설계 및 제조 방법에 관한 것이며, 전체 조립체는 연료 컨테이너 내의 공간을 충전하기 위한 베이스 모듈로 구성된다.

본 발명은 또한 이를 구성하는 메쉬 또는 웨브에 대한 손상없이 주어진 밀도 및 형태로 이러한 베이스 모듈을 생산하기 위한 장치 및 관련 방법에 관한 것이다. 추가의 실시예에서, 본 발명은 또한 컨테이너의 체적 내에서 베이스 모듈의 분산을 최대화하기 위해 원통형 유닛을 상이한 형상 및 치수의 컨테이너에 패킹하는 방법에 관한 것이다. 대형 컨테이너에 대하여, 공간은 베이스 모듈 또는 그 조립체로 패킹될 수 있는 상이한 구획으로 분할될 수 있다. 베이스 모듈의 설계는 또한 낮은 변형률과 높은 변형률 모두에서 충격 하중에 대한 롤링, 천공, 연신된 시트의 기계적 무결성을 해결하고, 중요하게 베이스 모듈 자체의 전체적으로 복잡한 구성에 의지함이 없이, 연료를 오염시킬 수 있는 금속 입자의 형성을 방지한다.

바람직한 실시예에서, 베이스 모듈을 형성하기 위한 장치는 텐셔너, 예비 텐셔너 및 가중 롤러(weighted roller)를 통해 베이직 모듈의 롤링 동안 메쉬에서의 장력을 조절할 수 있다. 이와 같이, 베이스 모듈의 강성 및 굽힘 강도는 형성되는 베이스 모듈의 주어진 사용 사례에 대해 조정될 수 있으며, 베이스 모듈의 보다 팽팽한 롤링은 강화된 강성과 굽힘 강도로 이어진다. 추가적으로, 베이스 모듈의 직경 대 높이 비율은 이들 파라미터에 따라서 조정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은 주어진 컨테이너 형상 및 크기에 대한 패킹 방식의 최적화이다. 특히, 본 발명은 특정 패킹 방식에 적합한 베이스 모듈을 생성하기 위해 베이스 모듈의 조정 가능한 강성과 굽힘 강도를 취한다. 바람직한 실시예에서, 55 갤런 등급에서의 연료 드럼의 패킹은 드럼 직경의 대략 20%의 직경을 가지는 베이직 모듈 또는 조립체를 포함한다. 베이스 모듈 생산 장치에 의해 설정된 특정 파라미터(장력, 무게 등)에 의존하여, 대략 19 내지 24개의 조립체가 드럼을 충전하도록 사용될 수 있다. 또 다른 바람직한 실시예에서, 입방체 컨테이너의 패킹은 2개의 상이한 직경의 베이스 모듈의 사용을 이용하며, 보다 작은 직경은 보다 큰 베이스 모듈의 직경의 약 40%이다. 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 패킹 방식은 바람직한 실시예에서 원통형 형태인 반강성 베이스 모듈의 사용에 최적화된다.

추가적으로, 베이스 모듈은 수송 동안 또는 충격에 노출된 동안 발생하는, 발사체(projectile)의 침투를 포함하는 기계적 힘에 저항한다. 바람직한 실시예에서, 원통형 구성의 베이스 모듈은 컨테이너의 사용 및/또는 수송 동안 예상되는 중력 벡터를 따라서 정렬될 수 있다. 틸트 테이블(tilt table)을 사용하여 수행된 테스트는 베이스 모듈의 길이 방향 축이 중력 축과 실질적으로 평행할 때 베이직 모듈을 구성하는 메쉬의 무결성이 유지된다는 것을 증명한다. 중력 축에 대해 상당한 각도로 베이직 모듈의 길이 방향 축을 이용하여 수행된 광범위한 테스트는 메쉬의 향상된 및/또는 가속화된 분해와 금속 입자 생성을 나타낸다. 이들 두 조건은 모두 감소된 내연소성 및 컨테이너 내에 저장된 유체의 오염으로 이어진다.

본 발명의 또 다른 이점은 목적에 맞게 제작된 배플을 도입할 필요없이 컨테이너 내에서 유체의 "출렁거림"을 감소시킨다는 것이다. 본 발명의 패킹 방식이 이용될 때, 최적의 최대화된 패킹 용량이 달성된다. 따라서, 컨테이너의 이동 동안 베이스 모듈 및 탱크의 출렁거림 유도 충격(slosh-induced impact)이 감소되고, 이에 의해 베이스 모듈의 수명이 연장된다. 본 발명의 이러한 양태의 이점은 선박의 대형 탱크로부터 도로 수송을 위한 소형 컨테이너에 이르기까지 다양한 컨테이너에 걸쳐서 실현될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 메쉬는 내식성인 고강도 알루미늄 합금(비제한적인 예로서, 5052 알루미늄 합금) 및/또는 스테인리스강, 고강도 강, 고강도 알루미늄 합금, 및 순수 구리, 구리-청동을 포함하는 구리 합금 및 구리-티타늄 합금과 같지만 이에 제한되지 않는 다른 고강도 구리 합금과 같지만 이에 제한되지 않는 이종 금속(dissimilar metals) 및 합금의 2개 이상의 메쉬의 기계적 복합재를 포함할 수 있다. 본질적으로, 메쉬 또는 복합 메쉬를 포함하는 금속의 조성은 강도, 강성, 내구성, 내식성, 열 흡수 및 열 방출과 같은 복수의 기준을 위해 선택, 혼합 및/또는 조합될 수 있다.

본 발명의 적어도 2개의 실시예에 따른 베이직 모듈을 형성하기 위한 본 발명의 장치가 또한 본 명세서에서 개시된다. 바람직한 실시예에서, 메쉬의 공급 원료(feed stock)는 베이스 모듈을 생성하도록 사용되며, 베이스 모듈의 길이는 공급 원료의 폭에 의해 좌우된다. 비제한적인 예로서, 공급 원료의 폭은 대략 240 내지 250 ㎜일 수 있다. 그러나, 보다 작은 베이스 모듈은 본 명세서에 개시된 본 발명의 방법에 따라서 공급 원료를 접는 것에 의해 생성될 수 있다.

하나의 바람직한 실시예에서, 베이스 모듈의 생산을 위해 사용되는 메쉬는 약 45 마이크론 두께의 독점적인 금속 호일로 만들어진 2차원 허니컴 웨브이다. 그 구조 양식으로 인하여, 이러한 등급의 재료의 시트는 주름지거나 찢어지는 경향이 있다. 이들 시트는 다양한 밀도를 가진 원통체로 롤링되어, 주변 및 액체 연료 환경 모두에서 외부 응력으로 인한 손상이나 조각화(fragmentation)에 저항하는 다양한 가요성 및 강성의 원통체를 야기한다. 그러므로, 이들 원통체를 구성하는 장치에 대한 설계 고려 사항 중 일부는 롤러의 선택 및 적용뿐만 아니라 다양한 유형의 롤을 만들기 위한 장력의 생성 및 속도 변화이다.

원통형 메쉬 롤의 제조는 롤링 스핀들 상에서 확장된 메쉬의 카운터 층을 롤링시키는 것에 의해 수행된다. 카운터 층에서의 장력은 베이스 모듈의 다양한 강성과 변형성을 획득하도록 조정될 수 있다. 베이스 모듈의 사양은 상이한 적용에 따라 변할 수 있다. 비제한적인 예로서, 특정 적용을 위하여, 베이스 모듈은 발사체가 메쉬 내부에 갇히도록 발사체의 운동 에너지를 제거/흡수하는 추가의 능력을 요구할 수 있다. 메쉬의 제조를 위해 고강도 재료를 사용하는 것 외에, 이러한 것은 사전 결정된 밀도의 원통형 메쉬 롤을 만드는 것에 의해 달성될 수 있다. 보다 조밀 한 롤은 인장 스핀들을 통해 확장된 메쉬의 자유 롤링 카운터 층에서의 장력/변형율(strain)의 도입; 및 메인 롤러/샤프트의 속도(RPM)를 변경하는 것의, 적어도 2개의 파라미터를 변경하는 것에 의해 달성될 수 있다. 그러므로, 바람직한 실시예에서, 원통형 롤의 제조를 위한 이러한 장치는 상이한 적용에 요구되는 바와 같이 원통형 메쉬의 롤에서 다양한 정도의 밀도를 달성하기 위해 적어도 이들 2개의 파라미터를 변경할 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 장치의 상이한 구성 요소의 역할을 포함하는 제조 공정 및 관련 설명에 대한 단계별 설명은 다음과 같다. 원통형 베이직 모듈을 만들기 위한 초기 공급 원료는 논의된 바와 같이 Koggler의 미국 특허 제6,609,279호에 개시된 바와 같은 메쉬를 포함할 수 있는 웨빙된 메쉬(webbed mesh)의 시트이다. 이러한 시트의 "대형" 롤은 약 900 ㎜의 직경 및 240 내지 250 ㎜의 폭의 치수를 포함할 수 있다. 초기 단계는 롤로부터 메쉬의 풀림(unwinding)을 포함할 수 있으며, 역 크라운 스프레더(reverse crown spreader)에 대한 센서를 가지는 안내 시스템을 이용하는 것에 의해 수행되어, 주름을 방지하고 웨브를 분리한다. 역 크라운 스프레더에서의 롤은 단부가 중앙보다 약간 더 큰 가변 직경을 가진다. 이러한 차이로 인한 표면 속도에서의 차이는 가변적인 속도 프로파일을 통해 형상화되고 제어될 수 있는 메쉬 장력 분포를 유발한다. 이러한 것은 본 발명에서 이용되는 확장된 메쉬와 같은 확장 가능한 재료를 위해 가장 효과적이다.

웨브는 그런 다음 바람직한 실시예에서, 폴리우레탄 포옴재(polyurethane foam) 또는 유사한 재료로 만들어지고, 롤 표면으로부터 배출 공기의 통행을 허용하고 메쉬의 트랙킹, 스크래칭, 압축 및 신장을 방지하는 거친 롤 표면을 가지는 다른 롤러 위를 통과한다. 이러한 단계는 "공기 그리이징(air greasing)"으로서 지칭된다.

이어서, 웨브는 한 쌍의 아이들러 포옴재 롤러를 통과하여 웨브에서의 어떠한 측 방향 변형도 평탄화하고, 이는 또한 웨브의 속도와 장력을 적어도 부분적으로 제어하도록 사용될 수 있다. 웨브의 속도 제어의 원리는 다음과 같다.

여기서, T₂는 2개의 롤러 사이의 주어진 영역에서의 장력, T₁은 이전의 장력 구역에서의 장력, V₁은 하나의 롤러의 속도, V₂는 제2 롤러의 속도, E는 재료의 탄성계수, A는 재료의 단면적이다. E의 값이 클수록 재료가 연신될 가능성이 높다는 것에 유의한다. EA의 대부분의 값에 대해, 본 발명자는 롤러에 인가되는 토크를 변경하는 것이 재료의 우수한 제어를 제공한다는 점에 주목하였다. 그러나, 매우 "신축성 있는" 재료(매우 낮은 EA 값의)에 대해, 속도 제어는 토크 제어가 실현 가능하지 않으면 수용 가능한 대안일 수 있다.

이러한 원칙을 염두에 두고, 웨브는 롤링 섹션으로 공급되기 전에 아이들러 롤러를 통과한다. 이는 한 쌍의 예비 텐셔너 및 텐셔너뿐만 아니라, 메인 스핀들에 적용된 가중 롤러를 포함한다. 예비 텐셔너는 웨브를 메인 텐셔너로 안내한다. 웨브에서의 장력은 텐셔너의 위치 결정, 메인 스핀들에서 롤링됨에 따라서 메쉬 전체에 걸쳐서 균일한 측면 압력을 적용하는 메인 스핀들에 적용된 가중 롤러에 의해 적용되는 압력뿐만 아니라, 메인 스핀들의 토크/속도를 통해 조정될 수 있다.

보다 구체적으로, 웨브는 제1 예비 텐셔너를 통과한 후에 메인 텐셔너로 들어고, 이로부터 메인 롤러로 안내된다. 웨브는 메인 롤러 주위를 이동하여 상이한 레벨에서 메인 텐셔너로 다시 들어가 제2 예비 텐셔너로 이동한다. 이로부터, 웨브는 컨베이어 벨트에 있는 사전 결정된 지점으로 압출(가압)된다. 이러한 지점에서, 커터는 주요 컨베이어 상의 웨브를 절단하도록 사용되며, 메쉬 스풀로부터 웨브를 절단한다. 이러한 것은 원통형 베이직 모듈을 만들기 위해 컨베이어 벨트 상에서 2개의 카운터 층에 배치된 한 시트의 메쉬를 생산한다. 메쉬의 총 길이는 베이스 모듈의 직경을 나타낸다.

이제 카운터 층에 걸쳐서 배치된 웨브는 대략 그 중간 지점으로부터 롤링된다. 웨브는 스핀들 잠금 기구(spindle lock)를 사용하여 메인 스핀들에 억류된다. 가중 롤러는 롤링 웨브 상에 균일한 측면 압력을 제공하기 위해 메인 스핀들 상의 웨브에 기대어 배치된다. 그 후, 모터는 기동되고, 메쉬는 원하는 높이의 조립체를 생산하도록 적층될 수 있는 베이스 모듈을 생산하도록 메인 스핀들 상에 롤링된다. 롤링이 완료되면, 가중 롤러는 제거되고, 스핀들 잠금 기구는 베이스 모듈을 제거하도록 해제된다. 가중 휠의 압력, 텐셔너에 의해 적용된 장력, 및 메인 스핀들의 속도/토크를 제어하는 것에 의해, 타워 원통체(tower cylinder)의 밀도가 제어될 수 있다.

네트가 베이스 모듈의 외부에 적용될 수 있다. 네트를 위한 재료의 선택은 적용에 따라서 달라진다. 중요하거나 전략적인 적용을 위하여, 보다 높은 인장강도의 금속 와이어("슈퍼(super)"로서 지칭되는 스테인리스강의 등급과 같은)가 사용되며; 이러한 것은 충격 및/또는 발사체의 운동 에너지를 중지시키거나 흡수하는데 도움이 된다. 네트는 또한 이동/수송 동안 메쉬 롤의 조각화를 방지한다. 네트의 존재는 확장된 메쉬 롤이 금속 탱크 내부의 플라스틱 탱크 및 고무 밀봉구에 미칠 수 있는 연마 효과를 추가로 감소시킨다. 다른 적용을 위한 강 재킷에 대한 대안은 다른 재료의 유사한 메쉬로 원통체를 포장하는 것이다.

본 발명은 또한 전술한 구조를 가지는 다양한 크기의 다양한 컨테이너를 패킹하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 적층물(stacking)의 기하학적 형상은 최종 탱크의 형상과, 연소 전선(combustion front)의 제어되지 않은 성장을 방지하기 위한 열 방출에 영향을 미치는 3차원의 조밀한 패킹의 요건에 의해 결정되며, 그러므로, 상이한 형상에 대해 변경된다. 실제 탱크의 충전 공정은 다양하며; 설치 공정은 임의의 기존 탱크를 개장할 수 있으며; 공정은 환경 친화적이다.

본 발명의 방법의 하나의 목적은 컨테이너 내에서 열 발산을 위한 균일한 전도 경로를 제공하는 것이다. 그러므로, 패킹의 밀도와 이를 달성하는 방법은 본 발명의 최적 기능에 중요하다.

베이스 모듈은 주어진 형상과 밀도를 가진 조립체를 생성할뿐만 아니라 합리적인 속도로 액체를 충전하고 회수하기 위한 메커니즘을 수용하도록 원통 축을 따라서 적층될 수 있다. 후자는 유체의 체적 유동뿐만 아니라 탱크의 기하학적 형상을 고려하도록 설계된 천공된 유체 수송 채널을 도입하는 것에 의해 달성된다. 바람직한 실시예에서, 전체 조립체는 빈 탱크 내로 도입될 수 있는 방식으로 네트로 조립체를 포장하는 것에 의해 형상화된다.

네트로 조립체를 포장하기 위해, 베이스 모듈의 조립체는 액체 전달의 임의의 메커니즘뿐만 아니라 임의의 필요한 센서와 함께 포장기에 장착된다. 네트(바람직하게 반드시 그렇지는 않지만 스테인리스강 메쉬)는 조립체의 전체 클러스터에 형상과 안정성을 제공하기 위해 베이스 모듈 위에 포장된다.

이와 관련하여, 본 발명의 또 다른 양태는 균일한 포장을 제공하기 위해 유사한 속도로 X 및 Y 축 모두에서 운동할 수 있는 본 발명의 포장기이다. 포장 재료(특정 실시예에서 베이스 모듈과 동일한 메쉬를 포함할 수 있는)는 포장기의 외팔보 아암 상의 X 축에 장착된다. 바람직한 실시예에서, 포장 작업은 수평 배향에서 4개의 카운터 층을, 수직 배향에서 2개의 카운터 층을 제공하도록 수행된다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 전형적으로 55 갤런 등급의 연료 드럼과 배치되지만, 본 발명의 원리는 프로판 탱크와 같은 다양한 원통형 컨테이너에서 배치될 수 있다. 유체의 수송, 사용, 충전 및 분배 동안 사용하기 위한 경량의 난연성 조립체를 달성하기 위해, 하나의 바람직한 실시예는 복수의 조립체로 패킹된 경량의, 폭발 방지 중합체 드럼(예를 들어, 고밀도 폴리에틸렌) 및 천공된 유체 수송 채널의 제조를 가능하게 하는 폭발 방지 재료(explosion retarding material)를 위한 충전제 또는 베이스 모듈을 포함한다.

또 다른 실시예에서, 본 발명은 총알 또는 파편과 같은 발사체를 통한 침투에 노출될 가능성이 있는 군대, 경찰 또는 기타 연료 컨테이너와 함께 효율적으로 사용될 수 있다. 이러한 실시예에서, 베이직 모듈을 형성하는 메쉬는 강과 같은 고강도 합금으로 만들어질 수 있고, 양호한 열 전달 특성을 가지는 구리 또는 알루미늄과 같은 다른 메쉬와 함께 통합될 수 있다. 하나의 바람직한 실시예에서, 본 발명은 단일 메쉬에서 스테인리스강과 구리 또는 알루미늄의 기계적 복합재를 이용할 수 있다. 고강도 재료는 발사체에 추가 저항성을 부여한다. 또 다른 실시예에서, 고강도 메쉬 재료는 탱크 내부의 외주변을 따라서 배치될 수 있는 반면에, 열 전도 메쉬 재료는 내부 부분 내에 배치된다. 또 다른 실시예에서, 2개의 부분은 천공의 경우에, 내부 열 전도 메쉬 부분이 여전히 연료를 보유할 수 있도록 분할될 수 있다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 도면뿐만 아니라 상세한 설명을 고려할 때 더욱 명확해질 것이다.

본 발명의 본질에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명이 참조되어야만 한다:
도 1a는 본 발명의 한 실시예에 따른 상이한 종횡비의 2개의 조립체의 개략도이다.
도 1b는 본 발명의 한 실시예에 따른 네트로 포장된 조립체의 도면이다.
도 2a는 본 발명의 특정 요소를 제조하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2b는 도 3a에 개시된 장치의 일부의 입면도이다.
도 2c는 도 2b의 선 C-C를 따라서 취한 상세도이다.
도 2d는 도 2b의 선 D-D를 따라서 취한 상세도이다.
도 2e는 도 2b의 선 E-E를 따라서 취한 상세도이다.
도 2f는 풀림 구성(unspooling configuration)으로 배치된 도 2b에 개시된 장치의 일부의 상세도이다.
도 2g는 롤링 구성으로 배치된 도 2b에 개시된 장치의 일부의 상세도이다.
도 2h는 도 2f의 상세도이다.
도 2i는 도 2g의 상세도이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 본 발명의 특정 요소를 제조하기 위한 장치의 개략도이다.
도 3b는 도 3a에 개시된 장치의 일부의 상세도이다.
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따른 포장 조립체(wrapping assembly)의 개략적인 측면도이다.
도 4b는 본 발명의 한 실시예에 따른 포장 조립체의 개략적인 평면도이다.
도 5a는 드럼 내에 배치된 본 발명의 한 실시예의 도면이다.
도 5b는 본 발명의 한 실시예에 따른 드럼 클러스터(drum cluster)의 평면도이다.
도 5c는 포장되기 전에 드럼 클러스터로서 이용될 복수의 조립체의 측면도이다.
도 5d는 본 발명의 한 실시예에 따른 드럼 클러스터의 측면도이다.
도 6a는 제리 캔(jerry can)과 관련하여 사용하는데 적합한 충전 재료의 개략도이다.
도 6b는 본 발명의 한 실시예에 따른 캔 클러스터(can cluster)의 측면도이다.
도 6c는 본 발명의 한 실시예에 따른 캔 클러스터의 평면도이다.
도 6d는 본 발명의 한 실시예에 따른 캔 클러스터의 정면도이다.
도 6e는 본 발명의 한 실시예에 따른 캔 클러스터의 배면도이다.
도 7은 이동식 연료 스테이션으로서 배치 가능한 본 발명의 한 실시예의 개략도이다.
도 8a는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀 클러스터(cell cluster) 및 격자 구조물(lattice structure)의 평면도이다.
도 8b는 본 발명의 한 실시예에 따른 셀 클러스터 및 격자 구조물의 사시도이다.
도 9a는 대용량 컨테이너, 즉 탱커 트럭 내에 배치된 복수의 셀 클러스터의 개략적인 평면도이다.
도 9b는 대용량 컨테이너, 즉 탱커 트럭 내에 배치된 복수의 셀 클러스터의 개략적인 측면도이다.
도 10a는 본 발명의 한 실시예에 따른 방법의 작동 단계를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
도 10b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법의 작동 단계를 도시하는 개략적인 흐름도이다.
동일한 도면 부호는 도면의 여러 도면에 걸쳐서 동일한 부분을 인용한다.

본 발명의 한 실시예에 따른 조립체(100)가 도 1a 및 도 1b에 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 조립체는 네트(20)에 의해 원통형 구성으로 고정된 복수의 베이스 모듈(10)로 구성된다. 베이스 모듈(10)은 조립체(100)를 형성하기 위해 원통 축(101)을 따라서 배열된다.

바람직한 실시예에서, 베이스 모듈(10)은 원하는 직경에 도달될 때까지 원통형 구성으로 롤링된 메쉬(1)의 적어도 2개의 층(그러나 더욱 많거나 더욱 적은 층을 포함할 수 있음)으로 구성된다. 가장 바람직한 실시예에서, 원통형 베이스 모듈(10)은 일반적으로 약 0.19의 직경 대 높이 비율(그러나 이에 제한되지 않음), 즉 직경/높이=0.19를 가져야 한다. 그러나, 이러한 것은 예를 들어 더욱 작은 원통형 베이직 모듈이 컨테이너 내에서 조립체(100)들의 패킹 밀도를 증가시키기 위해 이용될 수 있음에 따라서 변할 수 있다. 효율적인 제조를 용이하게 하기 위해, 베이직 모듈(10)의 높이는 메쉬의 공급 원료의 폭에 대응할 수 있지만(다음에 논의되는 바와 같이), 다른 제조 방법이 계획된다(다음에 또한 논의되는 바와 같이).

도 1b를 구체적으로 참조하면, 복수의 베이직 모듈(10)은 조립체(100)를 형성하도록 원통 축(101)을 따라서 배열되었다. 또한, 조립체(100)는 네트(20)로 고정되며, 네트는 도시된 실시예에서 단일 층의 메쉬(1)이며, 메쉬는 조립체(100) 내의 모든 베이직 모듈(10)이 함께 고정될 때까지 중첩 방식으로 조립체(100) 주위에 포장되어 있다. 또 다른 실시예에서, 네트(20)는 유체가 이를 통해 유동하는 것을 허용하도록 적절하게 다공성인 한 메쉬(1)와 다른 재료로 구성될 수 있다. 도시된 실시예는 베이직 모듈(10)과 동일한 메쉬(1)의 공급 원료로 구성된 네트(20)를 개시하며, 이는 공급 조달 및 제조에서 효율성을 제공한다. 그러나, 이러한 네트(20) 재료로, 각각의 베이직 모듈(10)을 함께 충분히 고정하기 위해 원통 축(101)의 길이를 따라서 네트(20)의 연속적인 포장(wrap)들을 중첩시키는 것이 필요하다. 상이한 재료 및/또는 치수의 네트(20)가 이용되면, 이러한 중첩 구성을 제공하는 것이 필요하지 않을 수 있다. 비제한적인 예로서, 네트(20) 재료에 대한 공급 원료는 공급 원료의 폭이 조립체(100)의 원통 축(101)의 길이와 대략 동일하도록 선택될 수 있으며, 이와 같이, 어떠한 중첩 구성도 요구되지 않는다.

또한 논의된 바와 같이, 네트(20)는 유체가 통과하여 유동하는 것을 허용하도록 사실상 충분히 다공성인 어떠한 재료로도 구성될 수 있으며, 동시에 복수의 베이직 모듈(10)을 조립체(100)로 둘러싸고 고정하는데 충분한 구조적 무결성을 제공할 수 있다.

알 수 있는 바와 같이, 롤링된 원통형 구성에서의 베이직 모듈(10)의 배열은 적어도 각각의 베이직 모듈의 원통 축(101)을 따르는 압축에 대하여 특정 양의 구조적 무결성을 제공하며, 이러한 원통 축(101)을 따라서 조립체 내로 배열될 때, 원통 축(101)을 따르는 조립체(100)의 구조적 무결성은 손상되지 않는다. 따라서, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 조립체(100)가 컨테이너 내에 배치될 때, 본 발명의 바람직한 실시예는 원통 축(101)을 컨테이너의 정상적인 예상된 중력 벡터와 정렬하는 것을 요구하며, 즉, 조립체(100)는 컨테이너의 작동 및/또는 보관 동안 중력의 방향과 실질적으로 평행하게 배향되어야 한다.

이제 도 2a 내지 도 2f를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 베이스 모듈(10)의 생산을 위한 본 발명의 장치(1000)가 도시되어 있다. 도시된 실시예는 적어도 초기 스테이지(1010), 중간 스테이지(1020), 및 롤링 스테이지(1030)를 포함한다. 초기 스테이지(1010)는 사전 결정된 폭을 가지는 메쉬(1) 재료의 메쉬 스풀(1001)을 수용하기 위한 작동성 구조(operative structuring)를 포함한다. 초기 단계(1010)는 또한 모터(1034)에 의해 구동될 수 있는 스프레더 롤러(1011)를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 스프레더 롤러(1011)는 중간에서보다 롤러의 단부에서 더욱 큰 직경을 가지는 역 크라운형(reverse crown type)이다. 이러한 구성은 롤러의 단부들에서 더욱 큰 표면 속도를 생성하도록 작동하며, 이는 차례로 메쉬가 롤러(1011) 위에서 통과함에 따라서 메쉬(1)의 중심으로부터 메쉬(1)의 가장자리를 향해 장력을 분배하고, 이에 의해 메쉬(1)의 표면으로부터 주름과 같은 불규칙성을 제거할 것이다. 추가적으로, 스프레더 롤러(1011)가 모터(1034)를 통해 구동되는 실시예에서, 이러한 스프레더 롤러(1011)는 메쉬 스풀(1001)로부터 멀어지게 장치(1000)의 나머지 스테이지를 향해 메쉬(1)를 전도하도록 작동할 것이다.

장치(1000)의 중간 스테이지(1020)는 "닙 롤러(nip roller)" 구성으로 구성될 수 있는 복수의 롤러(1021)를 포함할 수 있고, 또한 포옴재 또는 다른 중합체 재료로 구성될 수 있으며, 이는 메쉬(1)의 어떠한 측 방향 변형도 평활하게 하도록 작동한다. 특정 실시예에서, 본 명세서에서 설명된 롤러 중 임의의 롤러와 함께 공기 그리이징을 이용하는 것이 바람직할 수 있으며, 여기에서, 공기는 미끄러짐, 변형 및 다른 바람직하지 않은 효과의 가능성을 감소시키기 위하여 메쉬(1)와 롤러 사이로 지향된다. 추가적으로, 중간 스테이지(1020)는 적어도 1차 캐리지 경로(1023) 및 2차 캐리지 경로(1024)를 포함할 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 메쉬(1)는 메쉬 스풀(1001)과 롤링 스테이지(1030) 사이의 영역을 따르는 1차 캐리지 경로(1023)를 따라서 전도되는데 반하여, 메쉬(1)는 롤링 스테이지(1030)를 통과하고 적어도 부분적으로 중간 스테이지(1020)로 복귀한 후에 2차 캐리지 경로(1024)를 따라서 전도된다.

롤링 스테이지(1030)는 적절한 수의 텐셔너(1036) 및 예비 텐셔너(1035)와 함께 메쉬(1)가 그 주위를 이동할 수 있는 샤프트(1031)를 포함할 수 있다. 도 2h에 대하여, 샤프트(1031), 구동 모터(1034) 및 다른 작동 구성 요소의 상세도가 보다 상세히 도시될 수 있다. 도시된 실시예에 따르면, 메쉬(1)는 샤프트(1031) 주위로 안내되고, 중간 스테이지(1020)를 향해 복귀하는 것이 가능하게 될 수 있다. 샤프트(1031)는 잠금 및 잠금 해제 배향 사이에서 작동하는 스핀들 잠금 기구(1032)와 작동 가능하게 결합될 수 있다. 스핀들 잠금 기구(1032)가 도 2h에 도시된 바와 같이 잠금 해제 배향에 있을 때, 메쉬(1)는 샤프트(1031) 주위를 통과하는 것이 허용되지만, 스핀들 잠금 기구(1032)가 잠금 배향에 있을 때, 도 2i에 도시된 바와 같이, 메쉬(1)는 샤프트와 함께 회전하도록 구속된다. 이와 같이, 장치(1000)는 도 2h에 도시된 바와 같은 풀림 구성(unspooling configuration)과, 도 2i에 도시된 바와 같이, 스핀들 잠금 기구(1032)의 잠금 및 잠금 해제 배향과 관련된 롤링 구성 사이에서 작동한다.

보다 구체적으로, 메쉬 스풀(1000)의 메쉬(1)는 초기에 중간 스테이지(1020)를 통해 그 1차 캐리지 경로(1023)를 따라서 롤링 스테이지(1030)로 공급되고, 그런 다음 메쉬(1)의 원하는 길이가 메쉬 스풀(1001)로부터 풀릴 때까지, 2차 캐리지 경로(1024)를 통해 중간 스테이지(1020)로 다시 공급될 수 있다. 이러한 것은 잠금 해제 배향에 있는 스핀들 잠금 기구(1032)에 의해 달성되고, 따라서 장치(1000)는 풀림 구성에 있다. 이러한 단계에서, 메쉬(1)의 제1 층(2) 및 제2 층(3)이 형성된다. 커터(1022)는 메쉬 스풀(1001)로부터 제1 층(2) 및 제2 층(3)을 절단하도록 사용될 수 있다. 풀림 구성은 스풀(1001)로부터 밖으로 메쉬(1)를 전도하기 위해 하나 이상의 모터 및/또는 모터 구동되는 샤프트/롤러를 이용할 수 있다.

그런 다음, 장치(1000)는 잠금 구성으로의 스핀들 잠금 기구(1032)의 변환을 통해 롤링 구성으로 변환된다. 도 2g 및 도 2i에서 상세히 알 수 있는 바와 같이, 제1 층(2) 및 제2 층(3)은 샤프트(1031)에 억류되어 유지되고, 둘 모두 샤프트 위에서 통과하는 대신 샤프트(1031)와 함께 회전하도록 구속된다. 이와 같이, 제1 층(2) 및 제2 층(3)은 베이스 모듈(10)을 형성하는 롤에 공급된다.

도 2h 내지 도 2i 전체에 걸쳐서 알 수 있는 바와 같이, 가중될 수 있는 롤러(1033)는 베이스 모듈(10)의 형성 동안뿐만 아니라 샤프트(1031) 위에서 통과하는 메쉬(1)에 부딪쳐 멈추도록 배치된다. 롤러(1033)는 베이스 모듈(10)이 샤프트(1031) 주위에서 직경이 증가함에 따라서 움직일 수 있도록 선회 가능할 수 있다. 롤러(1033)는 메쉬(1)에 압력의 균일한 측면 분포를 제공한다.

예비 텐셔너(1035), 텐셔너(1036), 롤러(1033), 및 샤프트(1031)를 구동하는 모터(1034)는 모두 샤프트(1031) 주위에 감김에 따라서 베이스 모듈(10)의 콤팩트성을 제어하도록 조정 가능한 파라미터를 포함할 수 있다. 이와 같이, 베이스 모듈(10)의 롤 밀도는 이러한 파라미터의 조정을 통해 영향을 받을 수 있다. 베이스 모듈의 주어진 콤팩트성, 즉, 메쉬(1)의 각각의 층이 얼마나 조밀하게 베이스 모듈(10)으로 롤링되는지에 대해, 원하는 직경을 달성하는데 필요한 메쉬(1)의 길이가 결정될 수 있고, 따라서 이러한 길이는 장치(1000)의 풀림 구성에서 풀릴 수 있다.

특정 실시예에서, 공급 원료의 폭보다 작은 길이 방향 치수의 원통형 베이직 모듈(10)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 한 실시예에 따른 이러한 베이직 모듈(10)의 생산을 위한 장치(1000')의 대안적인 실시예를 개시한다. 이러한 장치(1000')는 메쉬(1)를 손상시키지 않고 메쉬(1)의 공급 원료를 그 길이를 따라서 접을 수 있다. 장치(1000')는 부분 스테이지에서 접힘을 달성하도록 작동하는 폴딩 조립체(fold assembly)(1025)를 포함한다. 이와 같이, 복수의 부분 폴딩 조립체(1025)가 제공될 수 있다. 도시된 실시예에서, 부분 폴딩 조립체는 수평 및 수직 배향에서 "V" 형상의 조립체를 포함한다. 메쉬(1)가 각각의 연속적인 부분 폴딩 조립체(1025)를 통과할 때, 메쉬는 그 폭을 따르는 사전 결정된 지점에서 연속적이고 점진적으로 접혀진다. 유입 호퍼(1027)는 느슨하게 접힌 메쉬(1)를 보다 콤팩트한 배향으로 "모으기" 위해 제공될 수 있고, 닙 롤러와 같은 한 쌍의 마감 롤러(1029)는 메쉬(1)의 2개의 절반부를 서로에 대해 평탄하게 만든다. 다른 실시예에서, 본 발명은 연속적이고 점진적인 부분 폴딩 조립체(1025)를 이용하여 메쉬의 폭을 따르는 2 개, 3개 또는 그 이상의 지점에서 메쉬(1)를 접도록 작동할 수 있다.

논의된 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 다수의 베이스 모듈(10)은 메쉬(1), 또는 스테인리스강 와이어 또는 다른 금속 와이어와 같은 다른 적절한 재료로 구성될 수 있는 네트(20)에서 베이스 모듈을 캡슐화하는 것에 의해 원통형 폼 팩터를 가지는 조립체로 조합될 수 있다. 본 발명의 한 실시예에 따른 본 발명의 포장 조립체(2000)가 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 여기에서, 복수의 베이스 모듈(10)이 턴 테이블(2010) 상에 배치된다. 네트(20) 재료의 스풀이 철책(railing)(2020) 상에 배치되고, 철책(2020)의 길이를 따라서 가로 방향으로 이동하는 것이 허용된다. 따라서, 네트(20) 재료는 베이스 모듈(10)에 공급되고, 네트(20) 재료가 풀리고 철책(2020)의 길이를 따라서 이동함에 따라서 턴 테이블(2010)이 회전하고, 이에 의해 베이스 모듈(10)을 조립체(100)로 캡슐화한다. 추가로 개시되는 바와 같이, 다수의 조립체(1000)는 본 명세서에 개시되는 바와 같이, 드럼 클러스터, 캔 클러스터 또는 셀 클러스터와 같은 클러스터를 생성하기 위해 특정 유형의 컨테이너 내에 배치되도록 함께 포장될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 본 발명의 포장 절차는 클러스터의 원통 축 주위의 적어도 4개의 층 및 클러스터의 원통 축에 직각인 적어도 2개의 층을 포함할 것이다. 추가적으로, 포장 조립체(2000)는 수동으로 작동하거나, 또는 자동화된 포장을 허용하도록 충분히 전동화된 변환기가 장착될 수 있다.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 한 실시예에 따른 드럼 클러스터(110) 구성의 다양한 스테이지에 배치된 복수의 조립체(1000)를 도시하며, 이는 업계에서 일반적으로 사용되는 표준 200 리터/55 갤런 드럼과 같은 연료 드럼형 유체 컨테이너를 포장하는데 적합하다. 복수의 조립체(1000)는 충전될 드럼(4000)의 높이와 실질적으로 동일한 원통 축(101)으로 생산된다. 조립체(1000)는 마찬가지로 충전될 드럼(4000)의 직경과 대략 동일한 직경으로 함께 콤팩트화된다. 드럼 클러스터(110)로서 지칭되는 도시된 실시예는 이전에 개시된 것과 실질적으로 동일한 방법에 따라서, 즉 네트(20)로 포장되고 드럼(4000) 내에 배치될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 유체 전달 채널(3000)은 드럼 클러스터(110) 내에 배치되고, 실질적으로 중공 및 다공성 구성을 포함할 수 있다. 이러한 것은 드럼 내에서의 펌프 라인, 호스 및 다른 유체 도관의 배치를 용이하게 한다.

원통형 연료 탱크에서 조립체(1000)의 패킹 밀도를 최적화하는 것은 직사각형 기하학적 형상보다 더 어려운 과제를 제시한다. 바람직한 실시예에서, 유체 전달 채널(3000)과 함께 19개 내지 24개의 조립체(1000)가 드럼(4000) 내에 배치된다. 패킹에 필요한 조립체(1000)의 직경은 충전될 필요가 있는 빈 탱크의 직경에 의존한다. 바람직한 실시예에서, 조립체(1000)의 직경은 예를 들어 1% 편차 내에서 드럼 직경의 약 20%일 수 있다. 이러한 배열은 연소를 위해 무시할 수 있는 캐비티를 생성하고, 그러므로 효과적인 내화성 및 방폭성을 제공한다.

패킹된 타워 원통체의 평면도 및 측면도가 도 5c에 도시되어 있다. 상대적으로 가요성인 조립체(1000)에 대해, 드럼에서 메쉬(1)의 체적 밀도는 80% 이상을 야기하며, 정확한 값은 조립체(1000)의 가요성에 따라 달라진다. 보다 큰 공동을 가질 가능성이 존재하는 컨테이너 표면 근처에서 메쉬(1)의 밀도를 높이기 위해, 메쉬 패드(111)의 몇몇 층이 드럼의 내부 표면 근처에서 이용된다. 완전히 포장된 드럼 클러스터(110)가 도 9c에 도시되어 있다. 도시된 드럼 클러스터(110)의 체적 손실은 4100 ㎖이며, 이는 200 리터 연료 드럼(55 갤런 등급)에 대해 약 2.05%에 달한다.

다른 실시예에서, 도 6a 및 도 6f를 참조하여, 다른 유형의 유체 컨테이너, 즉 통상적으로 제리 캔으로 지칭되는 휴대용 연료 컨테이너(5000)를 충전하는 방법 및 장치가 개시된다. 휴대용 연료 컨테이너(5000) 내의 베이직 모듈(10)을 패킹하는 방식이 도 6a에 도시되어 있다. 이는 적절한 크기의 조립체(100)에서 베이직 모듈(10)을 수용하며, 그 대부분은 휴대용 연료 컨테이너(5000) 내의 공간을 충전하기 위해 수직 방향으로 패킹된다.

그러나, 수직 방향으로만 패킹하면, 본 발명의 방폭 특성을 저해하는 상당한 공동을 남긴다. 이들 공간은 컨테이너(5000)의 형상과 대략 근사하는 방식으로 휴대용 연료 컨테이너(5000)의 상단 부분에만 배치되는 베이스 모듈(10)이 충전된다. 이러한 컨테이너의 주요 문제 중 하나는 연료의 충전 및 회수를 위해 메쉬에 의해 제공되는 저항이다. 이러한 문제를 회피하기 위해, 유체 전달 채널(3000)이 필러 캡 아래 캔의 한쪽에 제공된다. 유체 전달 채널(3000)의 직경과 충전 동안의 펌핑 속도는 탱크 내로의 액체의 유동에 의해서뿐만 아니라 베이스 모듈(10)에 의해 형성된 메쉬형 구조에서 포획된 공기의 제거에 의해 결정된다.

복수의 조립체(1000)는 전술한 방식으로 네트(20) 및 장치(2000)를 사용하여 포장될 수 있다. 그러므로, 캔 클러스터(120)로 지칭되는 도 6b 내지 도 6e에 도시된 바와 같이 얻어진 형상은 컨테이너(5000)의 내부에 끼워지고, 컨테이너(5000)의 상단을 용접하기 전에 도입된다. 본 발명이 그 가장 바람직한 실시예에에 따라서 전개될 때, 메쉬가 차지하는 체적은 제리 캔 내에서 이용 가능한 체적의 2% 미만이다.

도 7은 전형적으로 용량이 200 내지 1000 리터인 연료 탱크를 포함하고 안전 예방 조치가 거의 또는 전혀 없는 다양한 지형, 위치, 조건에서 이용되는 또 다른 유형의 유체 컨테이너, 즉 이동식 연료 스테이션(6000)과 함께 배치된 본 발명의 한 실시예를 개시한다. 특정 실시예에서, 배터리 또는 태양열 연료 분배기 펌프가 이동식 연료 스테이션으로부터 연료를 분배하기 위해 이용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 특수 필터는 입자가 펌프 내로 흡입되는 것을 방지하기 위해 50 ㎜ 버터 플라이 밸브로부터 감속기의 입구에 삽입된다. 이동식 연료 스테이션의 탱크는 본 발명의 전술한 실시예에 따른 베이직 모듈(10)로 구성된 조립체(1000)가 충전되고, 또 다른 클러스터를 형성하기 위해 네트(20)에서 집합적으로 포장될 수 있다. 이동식 연료 스테이션의 탱크는 정전기 누적 및 관련 스파크를 제거하기 위해 접지될 수 있다. 탱크의 주 입구는 탱크의 길이를 따라서 진행하는 유체 전달 채널을 포함하는 GI 시트로 덮여진다. 천공 튜브는 연료를 탱크로 옮기는 것을 용이하게 하며, 동시에 계량봉(dip stick)이 연료의 체적을 측정하거나 시료를 수집하기 위한 공간을 또한 제공한다.

알 수 있는 바와 같이, 2개의 상이한 치수의 조립체(100)가 탱크의 공간을 충전하기 위해 사용된다. 조립체(100)의 치수는 다음 고려 사항과 관련하여 도달된다. 조립체(100)는 완전히 강성일 필요는 없지만, 공칭 양의 변형 및 왜곡을 견뎌야 한다. 공칭 변형에도 불구하고 단일 치수는 여전히 연소를 지원할 수 있는 메쉬가 없는 연료의 충분한 포켓을 남긴다. 본 발명의 독점적인 실시예가 아닐지라도, 적어도 2차원의 조립체(100)의 사용은 직사각형 연료 탱크의 패킹을 최적화하는 것으로 밝혀졌다. 바람직한 실시예에서, 두 가지 크기의 조립체(100)의 직경 비율은 1:0.4이며, 정확한 치수는 탱크의 크기에 의존한다. 이러한 실시예에 따르면, 본 발명은 탱크의 체적에서의 공칭 분포된 공동과 함께, 80%보다 큰 패킹 밀도를 달성한다.

또 다른 실시예에서, 본 발명의 기술은 또한 가압될 수 있는 트레일러형 탱크 트럭(탱커) 또는 철도 탱크 차량, 복합 탱크 컨테이너, 대용량 고정 연료 탱크 등과 같은 대형 컨테이너 내에서 본 발명의 배치에 적용될 수 있다. 이러한 실시예는 대체로 도 8a 및 도 8b 및 도 8a 및 도 8b에 개시되어 있다.

도 8a 및 도 8b를 구체적으로 참조하면, 복수의 베이직 모듈(10)(다양한 치수일 수 있는)은 격자 구조물(140) 내에 배치되어 셀 클러스터(130)를 생성한다. 격자 구조물(140)은 베이직 모듈(10)이 그 주위에 배치 및/또는 부착되는 수직 지지대를 포함할 수 있다. 따라서, 도시된 실시예에서, 베이직 모듈(10)을 조립체(100)에 고정하는 네트(20)의 사용은 엄격하게 요구되는 것은 아니지만, 필요하면 이용될 수 있다. 셀 클러스터는 그런 다음 도 9a 및 도 9b에 도시된 탱커와 같은 대용량 컨테이너 내에 적층되거나 그렇지 않으면 배열될 수 있다.

도 10a에 대하여, 본 발명의 적어도 한 실시예에 따른 본 발명의 방법(8000)의 개략도가 도시되어 있다. 알 수 있는 바와 같이, 제1 단계는 메쉬의 연속적인 시트를 적어도 2개의 층으로 배열하는 단계(8010)를 포함할 수 있다. 이러한 단계는 도 2a 내지 도 3b와 수반되는 논의를 참조하여 본 명세서에서 논의된 바와 같이 실질적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 방법의 또 다른 단계는 메쉬의 시트를 원통형 형태로 롤링하고, 이에 의해 베이스 모듈을 생성하는 단계(8020)를 포함할 수 있다. 이러한 단계는 또한 도 2a 내지 도 3b를 참조하여 본 명세서에서 논의된 바와 같이 실질적으로 수행될 수 있으며, 여기에서, 메쉬의 스풀은 롤링 장치의 롤링 스테이지의 샤프트에 의해 실질적으로 분리된 2개의 개별 캐리지 경로 상으로 풀리며; 스풀로부터 절단된 후에, 메쉬의 시트는 시트의 대략 중간 지점에서 샤프트에 억류되어 유지되고 원통형 형태로 롤링된다.

본 발명의 방법의 또 다른 단계는 베이스 모듈로부터 조립체를 형성하는 단계를 포함한다. 한 실시예에서, 이러한 단계는 원통 축을 따라서 복수의 베이스 모듈을 배열하고 복수의 베이스 모듈의 외부에 네트를 적용하는 단계(8030)를 포함할 수 있다.

본 발명의 방법의 또 다른 단계는 컨테이너 내의 공동의 평균 크기가 컨테이너 내에서의 유체의 급냉 거리보다 작도록 컨테이너 내에 복수의 조립체를 배치하는 단계(8040)를 포함한다. 도 5a 내지 도 9b와 관련하여 알 수 있는 바와 같이, 이러한 단계는 충전될 다양한 컨테이너와 관하여 다양한 방식으로 수행될 수 있다.

이제 도 10b를 참조하면 본 발명의 또 다른 발명 방법(900)이 개략적인 형태로 도시되어 있다. 도시된 실시예에 따르면, 방법의 한 단계는 메쉬의 스풀로부터 메쉬의 시트를 적어도 제1 및 제2 캐리지 경로로 풀고 스풀로부터 메쉬의 시트를 절단하는 단계(9010)를 포함한다. 본 발명의 방법(9000)의 다른 단계는 시트의 대략 중간 지점에서 샤프트에 메쉬의 시트를 억류하여 유지하는 단계(9020)를 포함한다. 또 다른 단계는 메쉬의 시트가 원통형 구성으로 2개의 층으로 롤링되도록 샤프트를 회전시키는 단계(9030)를 포함한다. 본 발명의 방법의 최종 단계는 컨테이너 내의 공동의 평균 크기가 컨테이너 내에서의 유체의 급냉 거리보다 작도록 컨테이너 내에 복수의 조립체를 배치하는 단계(9040)를 포함한다.

상세한 설명에서 많은 변형, 변경 및 세부 변경이 본 발명의 설명된 바람직한 실시예에 대해 이루어질 수 있기 때문에, 전술한 설명 및 첨부 도면에 도시된 모든 사항은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로서 해석되도록 의도된다. 그러므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 및 그 법적 등가물에 의해 결정되어야 한다.

이제 본 발명의 설명이 완료되었다.

Claims (30)

1. 컨테이너 내에서 연소를 저지하기 위한 조립체로서,
   원통형 구성으로 롤링된 메쉬의 적어도 2개의 층을 포함하는 적어도 하나의 베이스 모듈; 및
   상기 적어도 하나의 베이스 모듈 주위에 배치된 네트를 포함하는, 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 메쉬는 확장된 금속 웨브를 포함하는, 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 원통형 구성의 원통 축을 따라서 배열된 복수의 베이스 모듈을 포함하는, 조립체.
4. 제3항에 있어서, 상기 원통형 구성은 0.19 내지 0.2의 직경 대 높이 비율을 포함하는, 조립체.
5. 제3항에 있어서, 상기 조립체는 모든 상기 복수의 베이스 모듈 주위에 배치된 네트를 더 포함하는, 조립체.
6. 제1항에 있어서, 상기 메쉬는 5052 알루미늄 합금을 포함하는, 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 메쉬는 이종 금속의 합금을 포함하는, 조립체.
8. 제1항에 있어서, 상기 원통형 구성은 상기 메쉬의 적어도 2개의 층을 포함하는, 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 메쉬의 적어도 2개의 층의 원통형 구성은 대략 그 중간 지점으로부터 롤링된 단일 시트의 메쉬를 포함하는, 조립체.
10. 베이스 모듈을 생산하기 위한 장치로서,
    메쉬의 스풀을 그 위에 수용하기 위한 적어도 하나의 메쉬 스풀; 및
    상기 메쉬의 스풀로부터 메쉬의 제1 층 및 제2 층으로 상기 메쉬의 사전 결정된 길이를 풀도록 치수화되고 구성된 롤링 스테이지를 포함하며;
    상기 롤링 스테이지는 적어도 상기 제1 층 및 상기 제2 층을 베이스 모듈로 동시에 롤링하도록 추가적으로 치수화되고 구성되는, 장치.
11. 제10항에 있어서, 중간 스테이지를 더 포함하며, 상기 중간 스테이지는 적어도 상기 롤링 스테이지로 상기 메쉬를 전도하기 위한 1차 카트리지 경로, 및 상기 롤링 스테이지로부터 멀어지게 상기 메쉬를 전도하기 위한 2차 카트리지 경로를 포함하는, 장치.
12. 제11항에 있어서, 상기 중간 스테이지는 적어도 상기 메쉬의 스풀로부터 상기 메쉬의 제1 층을 절단하도록 작동하는 커팅 조립체를 더 포함하는, 장치.
13. 제10항에 있어서, 상기 롤링 스테이지는 상기 메쉬를 수용하기 위한 샤프트를 포함하며, 상기 샤프트는 스핀들 잠금 기구를 포함하며; 상기 스핀들 잠금 기구는 상기 메쉬가 상기 스핀들 위에서 통과하는 것을 허용하도록 잠금 해제 배향에서 작동하는, 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 롤링 스테이지는 상기 스핀들 잠금 기구가 잠금 배향에 있을 때 상기 샤프트를 구동하도록 작동적으로 구성된 모터를 더 포함하는, 장치.
15. 제14항에 있어서, 상기 스핀들 잠금 기구는 잠금 배향에서 상기 스핀들에 상기 메쉬를 억류하여 유지하도록 작동하는, 장치.
16. 유체 컨테이너로서,
    그 안에 배치된 복수의 조립체를 포함하며;
    상기 복수의 조립체의 각각은 원통 축을 따라서 배치된 복수의 베이스 모듈을 포함하며;
    상기 복수의 베이스 모듈의 각각은 메쉬로 형성되는, 유체 컨테이너.
17. 제16항에 있어서, 상기 복수의 조립체 내에 배치된 천공 유체 전달 채널을 더 포함하는, 유체 컨테이너.
18. 제16항에 있어서, 상기 컨테이너는 드럼을 포함하는, 유체 컨테이너.
19. 제18항에 있어서, 상기 드럼 내에 배치된 19개 내지 24개의 조립체를 더 포함하는, 유체 컨테이너.
20. 제16항에 있어서, 상기 복수의 조립체의 각각은 상기 드럼의 직경의 약 20%의 직경을 가지는 원통형 구성을 포함하는, 유체 컨테이너.
21. 제16항에 있어서, 상기 컨테이너는 휴대용 연료 캔을 포함하며; 상기 복수의 조립체는 캔 클러스터로 구성되는, 유체 컨테이너.
22. 제16항에 있어서, 상기 컨테이너는 이동식 연료 스테이션을 포함하는, 유체 컨테이너.
23. 제16항에 있어서, 상기 컨테이너는 탱커를 포함하며; 복수의 격자 구조물 상에 배치된 상기 복수의 조립체는 복수의 셀 클러스터를 형성하는, 유체 컨테이너.
24. 컨테이너의 내화성을 향상시키기 위한 방법으로서,
    메쉬의 연속 시트를 적어도 2개의 층으로 배열하는 단계;
    상기 메쉬의 시트를 원통형 형태로 롤링하고, 이에 의해 베이스 모듈을 생성하는 단계;
    원통 축을 따라서 복수의 베이스 모듈을 배열하고, 이에 의해 조립체를 형성하는 단계; 및
    상기 컨테이너 내에 복수의 조립체를 배치하는 단계를 포함하는, 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 메쉬의 시트를 원통형 형태로 롤링하는 단계는 상기 시트를 상기 시트의 대략 중간 지점으로부터 롤링하는 단계를 포함하는, 방법.
26. 제24항에 있어서, 상기 복수의 베이스 모듈의 외부에 네트를 적용하는 단계를 더 포함하는, 방법.
27. 제24항에 있어서, 상기 메쉬의 연속 시트를 적어도 2개의 층으로 배열하는 단계는 메쉬의 스풀로부터 적어도 제1 및 제2 카트리지 경로 상으로 메쉬의 시트를 푸는 단계를 더 포함하는, 방법.
28. 제27항에 있어서, 상기 시트의 대략 중간 지점에서 샤프트에 상기 메쉬의 시트를 억류하여 유지하는 단계를 더 포함하는, 방법.
29. 제28항에 있어서, 상기 메쉬의 시트가 상기 샤프트에 억류된 동안 상기 샤프트를 회전시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
30. 제24항에 있어서, 상기 베이스 모듈의 직경을 결정하도록 상기 메쉬의 시트의 장력을 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.

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