JP6797844B2 - 圧力容器内のガスの貯蔵容量の増加 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年3月13日に出願された米国仮特許出願第62/132,508号の利益を主張するものであり、その全開示は参照により本明細書に組み込まれる。
タンクは、圧力下で流体を収容するために使用することができる。特定の状況下では、比較的薄い壁および低い重量のタンクを有することが望ましい。例えば、車両燃料タンクでは、比較的薄い壁が利用可能なスペースのより効率的な使用を可能にし、比較的軽い重量は、より高いエネルギー効率で車両の移動を可能にする。最近の研究は、活性炭および/または金属有機骨格のような吸着材料が、現在の貯蔵容器に対して吸着剤による圧力を低下させることによって、またはタンク内のガスの貯蔵容量を増加させることによって天然ガスなどのガスを貯蔵するために使用され得ることを示唆する。(Zakariaら、Int’l Journ。Rec。Rsrch。Appl。Stud。9:225230、2011を参照されたい)。
この要約は、以下の「詳細な説明」でさらに説明する概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供される。この要約は、特許請求された主題の重要な特徴を特定することを意図するものではなく、請求される主題の範囲を決定する際の助けとして使用されることも意図していない。
本発明は、例えば、以下を提供する。
(項目1)
ガスシステムであって、
可燃性ガスを加圧下で貯蔵するように構成された容器と、
開口部および長さを有する。 容器に取り付けられ、開口に係合するように構成された継手と、継手
容器内への流路を規定するステップと、前記容器の長さの少なくとも半分に沿って延び、複数の孔を有するガス管と、容器内に配置され、ガス管の外側に配置され、特徴的な最小サイズを有する粒子を含み、さらに吸着剤が可燃性ガスを吸着するように選択された量の粒子状吸着剤と、前記ガス管に結合され、前記ガス管内の複数の孔を覆うように構成されたフィルタとを備え、前記フィルタは、前記ガス管の内外へのガスの通過を可能にし、前記ガス管内への吸着剤粒子の通過を防止するように構成される。
(項目2)
前記フィッティングは、前記容器の前記開口部に螺合して前記容器の前記開口部とのシールを形成する、項目1に記載のガスシステム。
(項目3)
前記粒子の特徴的な最小サイズが5ミクロンより大きく、前記フィルタが前記粒子の通過を防止するように構成されたメッシュフィルタである、項目1に記載のガスシステム。
(項目4)
前記メッシュフィルタは、少なくとも2つのクランプで前記ガス管に固定される、項目3に記載のガスシステム。
(項目5)
前記フィルタが、前記ガス管に溶接または結合される、項目1に記載のガスシステム。
(項目6)
前記フィルタは、前記ガス管に取り付けられた複数のストリップを含む、項目5に記載のガスシステム。
(項目7)
前記容器内に配置され、前記粒子状吸着剤に埋め込まれ、前記吸収剤の温度を監視し、前記監視された温度を示す信号を提供するように構成された温度プローブをさらに備える、項目1に記載のガスシステム。
(項目8)
前記温度プローブは、前記フィッティングの第2のボアを介して前記容器内に挿入されたチューブ内に配置される、項目7に記載のガスシステム。
(項目9)
前記容器内に延在する第1の端部、前記容器内に前記ガス管から離れて配置されるループ部、および前記容器から延在する第2の端部を有する熱ループをさらに備え、前記熱ループは、(a)吸着剤を加熱して吸着剤からのガスの脱離を容易にする、または(b)吸着剤を冷却して、吸着剤へのガスの吸着を促進するように構成される。
(項目10)
前記熱ループは、前記容器を通って高温の流体を導くように構成された熱流体ループ、または前記容器を通って冷たい流体を導くように構成された熱流体ループを含む、項目9に記載のガスシステム。
(項目11)
前記サーマル・ループの前記第1の端部が前記フィッティングの入口ボアを通って延び、前記サーマル・ループの前記第2の端部が前記フィッティングの出口ボアを通って延びる、項目9に記載のガス・システム。
(項目12)
前記吸着剤に電荷を送達して熱を発生させ、前記吸着剤からの前記ガスの放出速度を増加させるように構成された装置をさらに備える、項目1に記載のガスシステム。
(項目13)
前記ガス管からのガスの流出を、前記導電性ガスをエンジンに噴射するように構成された少なくとも1つの噴射器に導くように構成されたガスラインと、前記ガスラインに結合され、インジェクタに導かれるガスが5psiから149psiの範囲の圧力を有するように、ガスの流出の圧力を調整する。
(項目14)
少なくとも前記圧力調整器を制御するように構成された電子制御ユニットをさらに備える、項目13に記載のガスシステム。
(項目15)
前記エンジンへの燃料源を選択的に制御するように構成された燃料選択スイッチをさらに備える、項目13に記載のガスシステム。
(項目16)
真空ポンプをさらに備えた項目13に記載のガスシステム ガスライン内の圧力を低下させて吸着剤からのガスの放出速度を増加させるように構成される。
(項目17)
前記容器の内部の吸着剤が前記容器の開口部または前記容器の別の開口部の一方または両方を介して前記容器から出るのを防止するように構成された少なくとも1つの吸着剤ダムをさらに備える、項目1に記載のガスシステム。
(項目18)
前記吸着剤は、前記ガスチューブに連結された真空によって前記容器内の前記開口部の1つまたは前記容器内の別の開口部を通過する管を介して前記容器に挿入されるように構成され、吸着剤が吸着剤の供給源から容器内に引き込まれるように、ガス管内に真空を作り出す。
(項目19)
容器にガス状物質を充填する方法であって、粒子状の吸着剤と、前記容器内に延在するガス管とを備え、前記吸着剤が前記ガス管に入るのを防ぐように構成されたフィルタによって覆われた複数の孔を有する方法。:
容器内にガス源からガス管を介してガス流を挿入して
容器の内部の圧力が高い充填圧力に達する。容器の内部の圧力または熱が吸着のために最適化されるまで、容器の内部の圧力および熱に応答して容器に挿入されるガスの流れを一時停止または遅くすること;ガス源からガス管を介して容器内へのガスの流れを再開する容器の内部の圧力または熱が特定の充填圧力に達するまで;ガスの流れの一時停止または減速を繰り返し、
容器内の圧力が低充填圧力に落ちないまでのガスの流れ;容器内の圧力に応じてガス源を容器から切り離す
容器は低い充填圧力に落ちない。
(項目20)
コンテナにガスを充填するためのガスコンプレッサシステムであって、
ガスコンプレッサー;
加圧された形態でガスを保持するように構成された容器と、前記圧力スイッチは、
圧縮機を始動してコンテナにガスを充填し、
容器内の圧力が高い充填圧力に達したことを決定し、圧縮機が容器にガスを充填するのを停止させ、
容器内の圧力が高充填圧力に達したと判断するステップと、
容器内の圧力が低い充填圧力に達したと判断し、
そして
容器にガスを充填するためにコンプレッサを再始動する。
容器内の圧力が低充填圧力に達したと判断するステップとを含む。
(項目21)
前記容器は、車両に設置されるように構成されている、項目20に記載のガスコンプレッサシステム。
(項目22)
コンプレッサは、コンテナの設置とは別個に車両に設置されることを特徴とする項目21に記載のガスコンプレッサシステム。
(項目23)
前記コンプレッサは、前記コンテナにガスを充填することに加えて、前記車両の空調システムに動力を供給するように構成されている、項目22に記載のガスコンプレッサシステム。
(項目24)
項目21に記載のガスコンプレッサシステムであって、
コンテナの充填中にコンテナ内にガスを圧縮するように構成され、車両の動作中にコンテナ内の圧力を減少させるようにさらに構成された真空ポンプ。
(項目25)
項目21に記載のガスコンプレッサシステムであって、
ガスコンプレッサシステムの外部のガスを検出し、ガスコンプレッサシステムの外部のガスを検出することに応答してコンプレッサの動作を中止するように構成されたガス検出装置とを含む。
添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することにより、よりよく理解されるように、開示された主題の前述の態様および付随する利点の多くは、より容易に理解されるであろう。
添付の図面に関連して以下に述べる詳細な説明は、開示された主題の様々な実施形態の説明として意図されており、唯一の実施形態を表すことを意図するものではない。本開示に記載された各実施形態は、単なる例示または説明として提供され、他の実施形態よりも好ましいまたは有利であると解釈されるべきではない。本明細書で提供される例示的な実施例は、網羅的であることを意図するものではなく、特許請求された主題を開示された正確な形態に限定することを意図しない。同様に、本明細書に記載される任意のステップは、同じまたは実質的に類似の結果を達成するために、他のステップまたはステップの組み合わせと交換可能であり得る。
Claims (16)
- ガスシステムであって、
可燃性ガスを加圧下で貯蔵するように構成されている容器であって、前記容器は、開口部および長さを有する、容器と、
前記容器に取り付けられている継手であって、前記継手は、前記開口部に係合するように構成されており、前記継手は、前記容器の中への流路を規定する、継手と、
前記継手の流路から、かつ、前記容器の中に延びているガス管であって、前記ガス管は、前記容器の長さの少なくとも半分に沿って延びており、前記ガス管は、複数の孔を含む、ガス管と、
前記容器内に配置されているある量の粒子状吸着剤であって、前記粒子状吸着剤は、前記ガス管の外側に配置されており、さらに、前記粒子状吸着剤は、前記可燃性ガスを吸着するように選択される、粒子状吸着剤と、
前記ガス管に結合されているフィルタであって、前記フィルタは、前記ガス管内の前記複数の孔を覆うように構成されており、前記フィルタは、前記ガス管の中にガスが通過することおよび前記ガス管から外にガスが通過することを可能にするように構成されており、前記フィルタは、前記ガス管の中に吸着剤粒子が通過することを防止するように構成されている、フィルタと、
前記容器内に配置されている温度プローブであって、前記温度プローブは、前記粒子状吸着剤に埋め込まれており、前記温度プローブは、前記粒子状吸着剤の温度を監視することと、前記監視された温度を示す信号を提供することとを行うように構成されており、前記温度プローブは、前記継手の第2のボアを介して前記容器内に挿入されているチューブ内に配置されている、温度プローブと
を備える、ガスシステム。 - 前記継手は、前記容器の前記開口部に螺合することにより、前記容器の前記開口部とのシールを形成する、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記粒子状吸着剤は、5ミクロンより大きいサイズを有する粒子を含み、前記フィルタは、前記粒子が通過することを防止するように構成されているメッシュフィルタである、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記メッシュフィルタは、少なくとも2つのクランプで前記ガス管に固定されている、請求項3に記載のガスシステム。
- 前記フィルタは、前記ガス管に溶接されている、または、前記ガス管に結合されている、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記フィルタは、前記ガス管に取り付けられている複数のストリップを含む、請求項5に記載のガスシステム。
- 熱ループをさらに備え、前記熱ループは、前記容器に向かって延びている第1の端部と、前記容器内に前記ガス管から離れて配置されているループ部と、前記容器から延びている第2の端部とを有し、前記熱ループは、(a)前記粒子状吸着剤を加熱することにより、前記粒子状吸着剤からガスが脱離することを容易にすること、または、(b)前記粒子状吸着剤を冷却することにより、前記粒子状吸着剤にガスを吸着することを促進することを行うように構成されている、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記熱ループは、熱流体ループを含み、前記熱流体ループは、前記容器を通って高温の流体を導くこと、または、前記容器を通って冷たい流体を導くことを行うように構成されている、請求項7に記載のガスシステム。
- 前記熱ループの前記第1の端部は、前記継手の入口ボアを通って延びており、前記熱ループの前記第2の端部は、前記継手の出口ボアを通って延びている、請求項7に記載のガスシステム。
- 前記粒子状吸着剤に電荷を送達することにより熱を発生させることと、前記粒子状吸着剤からの前記ガスの放出速度を増加させることとを行うように構成されている装置をさらに備える、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記ガス管からのガスの流出を少なくとも1つの噴射器に導くように構成されているガスラインであって、前記少なくとも1つの噴射器は、前記ガスの流出をエンジンに噴射するように構成されている、ガスラインと、
前記ガスラインに結合されている圧力調整器であって、前記圧力調整器は、インジェクタに導かれる前記ガスが5psiから149psiの範囲の圧力を有するように前記ガスの流出の圧力を調整する、圧力調整器と
をさらに備える、請求項1に記載のガスシステム。 - 少なくとも前記圧力調整器を制御するように構成されている電子制御ユニットをさらに備える、請求項11に記載のガスシステム。
- 前記エンジンへの燃料源を選択的に制御するように構成されている燃料選択スイッチをさらに備える、請求項11に記載のガスシステム。
- 真空ポンプをさらに備え、前記真空ポンプは、前記ガスライン内の圧力を低下させることにより、前記粒子状吸着剤からの前記ガスの放出速度を増加させるように構成されている、請求項11に記載のガスシステム。
- 少なくとも1つの吸着剤ダムをさらに備え、前記少なくとも1つの吸着剤ダムは、前記容器の内部の前記粒子状吸着剤が前記容器の開口部または前記容器の別の開口部の一方または両方を介して前記容器から出ることを防止するように構成されている、請求項1に記載のガスシステム。
- 前記粒子状吸着剤は、前記ガス管に結合されている真空によって前記容器内の前記開口部の1つまたは前記容器内の別の開口部を通過する管を介して前記容器に挿入されるように構成されており、前記真空は、前記粒子状吸着剤が前記粒子状吸着剤の供給源から前記容器内に引き込まれるように前記ガス管内に真空を作り出すように構成されている、請求項1に記載のガスシステム。
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