干燥纖維包覆的壓力容器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓力容器，其中，通過干燥絲狀外包覆提供了在預(yù)期操作壓力下耐受由所含流體施加的壓力所必需的強(qiáng)度。
【專利說明】干燥纖維包覆的壓力容器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用絲狀材料干燥包覆的壓力容器，所述絲狀材料為容器提供了強(qiáng)度以 耐受容器中所含的壓縮流體所施加的壓力。
[0002] 背景
[0003] 燃燒石化燃料對環(huán)境的有害影響日益受到關(guān)注，并引起了對可替代能源的極大興 趣。雖然通過太陽、風(fēng)、核、地?zé)岷推渌茉匆讶〉昧艘恍┻M(jìn)展，但非常清楚的是，可廣泛使 用的經(jīng)濟(jì)可替代能源特別對于使用高能量的應(yīng)用而言是難以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。同時(shí)，預(yù)計(jì)石化 燃料將在可預(yù)計(jì)的將來主導(dǎo)能源市場。在石化燃料中，天然氣的燃燒最清潔，因此是能源生 產(chǎn)的清楚選擇。因此，在進(jìn)行一項(xiàng)運(yùn)動以盡可能的用天然氣補(bǔ)充或取代其它石化燃料例如 煤和石油，因?yàn)槿澜缱兊酶忧宄紵剂蠈Νh(huán)境的影響。不幸的是，大多數(shù)的世界 天然氣氣藏都存在于這個(gè)星球上偏僻且難以進(jìn)入的區(qū)域。地形和地緣政治因素使可靠地和 經(jīng)濟(jì)地從這些區(qū)域提取天然氣變得極端困難。已經(jīng)評估了使用管線（pipeline)和陸上運(yùn) 輸，在某些情況下進(jìn)行了嘗試，但是發(fā)現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性和可靠性方面并非是最佳的。有趣的是， 地球的大部分的偏僻天然氣儲存的位置較接近海洋和易于進(jìn)入海洋的其它水域。因此，從 這些偏僻的位置海運(yùn)天然氣似乎是一個(gè)顯而易見的解決方案。海運(yùn)天然氣的問題主要在于 經(jīng)濟(jì)性。遠(yuǎn)洋行駛的容器能夠裝載僅僅這么多的載貨重量，而海運(yùn)成本反映了這個(gè)事實(shí)，要 計(jì)算的運(yùn)輸總重量的成本，即產(chǎn)品的重量加上其中運(yùn)輸了產(chǎn)品的集裝箱船的重量。如果相 比于裝運(yùn)容器的自重，產(chǎn)品的凈重低，則每單位質(zhì)量的產(chǎn)品的運(yùn)輸成本變得非常昂貴。這對 于壓縮流體的運(yùn)輸是特別正確的，常規(guī)地，在鋼瓶中運(yùn)輸壓縮流體，鋼瓶相對于所含流體的 重量是極重的。由于III型和IV型壓力容器的出現(xiàn)，已經(jīng)稍微改善了該問題。III型壓力 容器是由較薄金屬內(nèi)襯構(gòu)成的，該較薄金屬內(nèi)襯卷繞有絲狀復(fù)合材料包裹，這產(chǎn)生了具有 鋼容器強(qiáng)度的容器，并明顯節(jié)約了總?cè)萜髦亓?。IV型壓力容器包括聚合內(nèi)襯，類似地用絲狀 復(fù)合材料包裹該聚合物內(nèi)襯。IV型壓力容器是所有目前批準(zhǔn)的壓力容器中最輕的。使用 III型和IV型容器，再加上將這些容器造得非常大的趨勢一目前制造的圓柱狀容器的長度 為18米并且直徑為2. 5-3米，并考慮制造的容器的長度大于或等于30米并且直徑大于或 等于6米-使優(yōu)化壓縮流體的海洋運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性邁出了一大步。
[0004] 需要的是更輕的壓力容器，特別是更輕的復(fù)合材料包覆型的壓力容器，即現(xiàn)有的 II型、III型和IV型容器，以及未來開發(fā)的采用復(fù)合材料包覆來為容器提供耐受壓縮流體 的壓力所需強(qiáng)度的任意類型的容器。本發(fā)明提供了此類更輕的壓力容器。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 因此，本發(fā)明的一個(gè)方面涉及壓力容器，該壓力容器包括設(shè)置在容器表面上的干 燥絲狀材料。
[0006] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，容器具有球形、扁球形或者環(huán)形形狀。
[0007] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，容器是由強(qiáng)度不足以耐受容器中所含的壓縮流體所施加的 預(yù)期壓力的金屬、陶瓷或復(fù)合材料制造的。
[0008] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，干燥絲狀材料設(shè)置在壓力容器的整個(gè)表面上。
[0009] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，壓力容器包括圓柱形中心部分以及一個(gè)或兩個(gè)穹頂形端 部。
[0010] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，圓柱形中心部分是由強(qiáng)度不足以耐受容器中所含的壓縮流 體所施加的預(yù)期壓力的金屬制造的，而穹頂形端部是由強(qiáng)度足以耐受壓縮流體所施加的預(yù) 期壓力的金屬或復(fù)合材料制造的。
[0011] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，干燥絲狀材料僅環(huán)包覆在圓柱形中心部分上。
[0012] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，圓柱形中心部分是由強(qiáng)度不足以耐受容器中所含的壓縮流 體所施加的預(yù)期壓力的金屬制造的，而穹頂形端部是由類似的強(qiáng)度不足以耐受容器中所含 的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬或復(fù)合材料制造的。
[0013] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，將干燥絲狀材料環(huán)包覆在圓柱形中心部分上或者環(huán)包覆且 等張力包覆在圓柱形中心部分上并且等張力包覆在穹頂形端部上。
[0014] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，圓柱形中心部分和穹頂形端部是由強(qiáng)度不足以耐受容器中 所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的復(fù)合材料制造的。
[0015] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，將干燥絲狀材料環(huán)包覆在圓柱形中心部分上或者環(huán)包覆且 等張力包覆在圓柱形中心部分上并且等張力包覆在穹頂形端部上。
[0016] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，干燥絲狀材料選自下組：玻璃纖絲、碳纖絲、芳香族聚酰胺 纖絲和高密度聚乙烯纖絲。
[0017] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，用保護(hù)層覆蓋設(shè)置在容器上的干燥絲狀材料。
[0018] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，保護(hù)層包含不會可察覺地滲透或者浸漬干燥纖維材料的聚 合物。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，聚合物選自：二環(huán)戊二烯聚合物、聚氨酯脲聚合物和環(huán)氧化 物聚合物。
[0020] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，聚合物設(shè)置在干燥絲狀材料上，設(shè)置的厚度為2-6mm。
[0021] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，保護(hù)層選自：塑料帶、布料帶和金屬帶。
[0022] 在本發(fā)明的一個(gè)方面，保護(hù)層包括金屬薄片。
[0023] 發(fā)明詳述
[0024] 附圖簡要說明
[0025] 提供這些圖片只用于說明性目的，且無意于也不應(yīng)該構(gòu)成以任何方式限制本發(fā) 明。
[0026] 圖1顯示了各種壓力容器的等角投影。
[0027] 圖1A顯示了球形壓力容器。
[0028] 圖1B顯示了扁球形（有時(shí)稱作"近球狀"）壓力容器。
[0029] 圖1C顯示了環(huán)形壓力容器。
[0030] 圖1D顯示了具有圓柱形中心部分和一個(gè)穹頂形端部的壓力容器。
[0031] 圖1E顯示了具有圓柱形中心部分和兩個(gè)穹頂形端部的壓力容器。
[0032] 圖2是圓柱形壓力容器內(nèi)襯的示意圖。
[0033] 討論
[0034] 應(yīng)理解的是，對于本說明書和所附權(quán)利要求書，涉及本發(fā)明的任意方面的單數(shù)形 式包括復(fù)數(shù)，反之亦然，除非另有明確說明或者從上下文毫無疑義地明確得到。例如，涉及 一個(gè)"穹頂"構(gòu)造成涉及一個(gè)穹頂或兩個(gè)穹頂，而涉及"多個(gè)穹頂"構(gòu)成成涉及一個(gè)穹頂以 及兩個(gè)穹頂。
[0035] 本文所用的任意近似術(shù)語，例如但不限于，接近、約、約為、基本上、主要、略微等， 表示通過近似術(shù)語修飾的詞或短語不必須精確地是書寫的值，但是可以相對該書寫值發(fā)生 一定程度的變化。其變化程度將取決于會產(chǎn)生的變化有多大，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員意識到 修飾的版本仍具有未被近似的術(shù)語修飾的詞或短語所具有的性質(zhì)、特性和能力。通常來說， 但考慮到前面的討論，本文通過近似的術(shù)語修飾的數(shù)值可相對于所列出的值變化± 10 %， 除非另有明確說明。
[0036] 特別地，當(dāng)用術(shù)語"可察覺"來描述本發(fā)明的干燥絲狀材料包覆被聚合保護(hù)層滲透 或浸漬時(shí)，指的是如下事實(shí)：雖然聚合保護(hù)層的聚合物可能以非常輕微的程度滲透進(jìn)入本 發(fā)明的干燥絲狀材料外包覆的表面中，但是該滲透不足以以任何可檢測的方式改變干燥絲 狀外包覆的物理性質(zhì)或者使得干燥絲狀外包覆轉(zhuǎn)變成復(fù)合材料外包覆。
[0037] 如本文所用，"優(yōu)選"、"優(yōu)選地"或者"更優(yōu)選"等指當(dāng)提交本專利申請時(shí)它們的存 在是優(yōu)選的。
[0038] 本文所用"流體"指的是氣體、液體或者氣體和液體的混合物。例如，當(dāng)天然氣從 地下提取出來并運(yùn)輸?shù)郊庸ぶ行臅r(shí)通常是氣體和液體污染物的混合物，但不限于此。出于 本發(fā)明的目的，此類混合物會構(gòu)成流體。
[0039] 本文所用"包覆"或者"外包覆"指繞著構(gòu)建體纏繞絲狀材料，所述構(gòu)建體可以是 圓柱的、網(wǎng)格球頂?shù)模╣eodesic)、環(huán)形的、球形的、扁球形的等，但不限于此，如圖1所示。絲 狀材料以干燥的狀態(tài)繞在構(gòu)建體上，即作為干燥絲狀材料。
[0040] 如本文所使用，"聚合物復(fù)合材料"具有對本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)為的意思。簡單來 說，其指的是被聚合物基質(zhì)材料浸漬和/或包裹的纖維或絲狀材料。
[0041] 用于運(yùn)輸壓縮流體（如壓縮天然氣CNG)的壓力容器，目前包括管理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)的四 種類型，它們?nèi)渴蔷哂幸粋€(gè)或兩個(gè)穹頂形端部的圓柱體：
[0042] I型：全部由金屬構(gòu)成，通常是鋁或鋼的構(gòu)建體。這類容器不貴，但相對于其它類 別的容器是非常重的。整個(gè)容器的強(qiáng)度足以耐受所含的壓縮流體施加到容器上的預(yù)期壓 力，因此不需要任意方式的強(qiáng)度增強(qiáng)的外包覆，包括本發(fā)明的干燥絲狀外包覆。I型壓力容 器目前占據(jù)大部分的用于通過海上以船運(yùn)送壓縮流體的容器，它們在海運(yùn)中的應(yīng)用引發(fā)了 非常緊的經(jīng)濟(jì)限制。
[0043] II型：由具有標(biāo)準(zhǔn)厚度金屬端部穹頂和較薄的金屬圓柱形中心部分構(gòu)成，使得只 有圓柱形的部分需要強(qiáng)化，目前是采用復(fù)合材料外包覆。復(fù)合材料包覆通常包括由用聚合 物基質(zhì)浸漬的玻璃或碳纖絲構(gòu)成。復(fù)合材料通常是繞著容器中部的"環(huán)包裹"的。在正常使 用下，容器的一端或兩端的穹頂具有足夠的強(qiáng)度以耐受容器中所建立的壓力，且沒有用復(fù) 合材料進(jìn)行包覆。在II型壓力容器中，金屬內(nèi)襯攜帶約50%的應(yīng)力，復(fù)合材料攜帶約50% 的應(yīng)力，該應(yīng)力由所含的壓縮流體的內(nèi)部壓力造成。II型容器比I型容器輕，但是傾向于更 貴。
[0044] III型：由金屬薄內(nèi)襯構(gòu)成，該金屬薄內(nèi)襯包括了整個(gè)結(jié)構(gòu)，即圓柱形中心部分和 端部穹頂。因此，目前用繞著整個(gè)容器包覆的絲狀復(fù)合材料對內(nèi)襯進(jìn)行強(qiáng)化。III型容器中 的應(yīng)力幾乎全部轉(zhuǎn)移至復(fù)合材料包覆的絲狀材料；內(nèi)襯只需耐受小部分的應(yīng)力。III型容 器遠(yuǎn)輕于I型和II型容器，但是同樣地，通常傾向于比I型和II型容器更貴。
[0045] IV型：由聚合物、基本氣密的內(nèi)襯構(gòu)成，其同時(shí)包括圓柱形中心部分和一個(gè)或多 個(gè)穹頂，它們目前全部用絲狀復(fù)合材料完全包覆。復(fù)合材料包覆提供容器的全部強(qiáng)度。IV 型容器目前是四種批準(zhǔn)的壓力容器類型中最輕的。
[0046] 如上所述，II型、III型和IV型壓力容器目前需要容器內(nèi)襯上的復(fù)合材料外包覆， 來為它們提供所必需的強(qiáng)度以耐受容器中所含的壓縮流體所施加的與氣壓力。但是，已知 的是，復(fù)合材料包覆的聚合物基質(zhì)對于外包覆幾乎沒有或者沒有增加強(qiáng)度。因此，本發(fā)明涉 及以干燥的狀態(tài)設(shè)置在壓力容器內(nèi)襯上的干燥絲狀材料，并且其在壓力容器的使用壽命中 基本保持干燥的狀態(tài)。"基本"處于干燥的狀態(tài)考慮的是當(dāng)使用時(shí)，特別是海洋運(yùn)輸壓縮流 體時(shí)，通過環(huán)境水分等會使得絲狀材料不經(jīng)意地變潮濕。也就是說，預(yù)期設(shè)置在容器上的干 燥絲狀材料是干燥的，并且當(dāng)容器第一次投入使用時(shí)是干燥的。
[0047] 本文所用"預(yù)期壓力"指的是根據(jù)如下組織所提出的標(biāo)準(zhǔn)，在正常操作條件下，容 器設(shè)計(jì)并構(gòu)造以耐受的壓力，所述組織是例如但不限于美國機(jī)械工程師協(xié)會（ASME)、挪威 船級社（DNV)、美國商務(wù)標(biāo)準(zhǔn)（ABS)以及國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO)。這些組織建立了在正常操 作條件和額外的安全因素條件下，壓力容器的材料必須能夠耐受的應(yīng)力水平。例如，ASME設(shè) 定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，對于壓力容器在大于或等于容器標(biāo)準(zhǔn)操作壓力下必須能夠耐受的應(yīng)力，該 標(biāo)準(zhǔn)包括5的安全因子，但不限于此。這些安全因素可能對于不同的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定組織是變化 的。例如，取決于制造壓力容器的材料，DNV要求大于或等于3. 5的安全因子。
[0048] 在壓力容器上設(shè)置干燥絲狀材料的式樣和方式與在容器上設(shè)置復(fù)合材料是相同 的。也就是說，對于II型壓力容器，外包覆以較直接的方式圍繞在容器內(nèi)襯上，這被本領(lǐng)域 技術(shù)人員稱作"環(huán)包覆"，這在本文其他地方有描述。在另一方面，對于III型和IV型壓力 容器，為了產(chǎn)生具有耐受所含壓縮流體所施加的預(yù)期壓力所必需的強(qiáng)度的容器，必須以所 謂"等張力包覆"的方式包覆容器，有時(shí)作為環(huán)包覆的補(bǔ)充或者有時(shí)作為替代，這也是本領(lǐng) 域技術(shù)人員已知的，并且在本文其他地方更詳細(xì)的描述。當(dāng)整個(gè)容器被本發(fā)明的干燥絲狀 材料包覆時(shí)，下方金屬或聚合物結(jié)構(gòu)通常被稱作"內(nèi)襯"，如上文關(guān)于各種類型的壓力容器 的描述中那樣。內(nèi)襯提供了表面，該表面上圍繞干燥絲狀材料并且是與所含的壓縮流體直 接接觸的那個(gè)表面。
[0049] 出于本說明書的目的，僅僅對形成具有穹頂形端部和圓柱形中心部分的壓力容器 內(nèi)襯進(jìn)行詳細(xì)描述（出于簡要的目的，下文將此類容器簡稱為"圓柱形壓力容器"）。但是 本發(fā)明的干燥絲狀材料包覆可同樣適用于球形、扁球形（近球形）或者環(huán)形壓力容器。
[0050] -旦得到圓柱形壓力容器，雖然這幾乎不是一個(gè)平凡的工作，但是對干燥絲狀材 料進(jìn)行設(shè)計(jì)和施加到內(nèi)襯（包括端部穹頂）是一個(gè)熟知的過程，最終結(jié)果是完全被干燥絲 狀材料包覆的壓力容器。簡單來說，對于給定直徑的壓力容器內(nèi)襯的圓柱形部分、給定的穹 頂形狀、給定的穹頂極（polar)開口直徑和給定的絲狀材料寬度，采用已知的算法（包括但 不限于，網(wǎng)格分析、有限元分析及其組合）可以容易地確定圍繞式樣。采用這些數(shù)學(xué)公式實(shí) 現(xiàn)了導(dǎo)致等張力包覆容器的圍繞式樣設(shè)計(jì)。術(shù)語"等張力"指的是完全圍繞的容器的性質(zhì)， 其中包覆的各條纖絲在其路徑中的所有點(diǎn)經(jīng)受恒定的壓力。這在目前被認(rèn)為是纖絲圍繞的 壓力容器的最佳設(shè)計(jì)，因?yàn)樵谠撆渲弥?，?shí)際上由壓縮流體所施加到容器上的所有應(yīng)力被 等張力設(shè)置的纖絲承擔(dān)。
[0051] 穹頂形狀可以變化，并且高考但不限于2:1橢圓體、3:1橢圓體和網(wǎng)格球體。特征 "2:1"和"3:1"指的是橢圓形的長軸與短軸的比例。目前優(yōu)選的是網(wǎng)格球頂穹頂形狀，因?yàn)?其包括能服從各種極開口直徑、各種圓柱形部分直徑和各種纖維寬度的數(shù)值解的旋轉(zhuǎn)面。 該數(shù)值解進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了穹頂從壓力容器的直徑到極開口的曲率的漸進(jìn)繪制。采用上文所述的 算法，曲率知識進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大強(qiáng)度（即等張力）的纖維包覆的設(shè)計(jì)并將其應(yīng)用至容器。該 壓力容器展現(xiàn)最高壓力負(fù)荷和最輕總體重量的最佳組合。
[0052] 如圖2所示的圓柱形壓力容器內(nèi)襯的示意圖。壓力容器內(nèi)襯100由圓柱形部分 112、穹頂130和135以及穹頂130和135中的極開口 140和145構(gòu)成。應(yīng)注意的是，穹頂 130和135不必都包括極開口，或者如果兩者都具有極開口的話，它們是相同的尺寸也是不 必的。"極開口"指的是穹頂中的孔，通常是圓形形狀，其周界對于容器內(nèi)襯100的中心線 150是徑向等距的，如圖2所示。將凸起部（boss)安裝到一個(gè)或多個(gè)極開口，所述凸起部可 以是金屬或者復(fù)合材料，用干燥絲狀材料圍繞內(nèi)襯，然后可以將本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的額 外硬件與凸起部相連，用于從容器投遞和去除流體。
[0053] 應(yīng)注意的是，在本說明書中，沒有確切地陳述絲狀干燥材料包覆的實(shí)際厚度或量。 這是因?yàn)閴毫θ萜鞯母鱾€(gè)部分的厚度以及包覆的量取決于容器的預(yù)期操作壓力。壓力當(dāng)然 是預(yù)先確定的，并且超過它們會導(dǎo)致壓力容器的災(zāi)難性事故。一旦確定了容器的最大操作 壓力，和確定了用于制造容器的材料（不管它們是金屬、聚合物、陶瓷、復(fù)合材料或者其他 等）的物理性質(zhì)，確定所需的厚度以及干燥絲狀材料外包覆的量就是簡單的工程原理的應(yīng) 用。由于可以顯著地改變最大操作壓力，因此出于本發(fā)明的目的，不必確切地陳述任意此類 具體尺度。
[0054] 通常來說，任意絲狀材料可用于產(chǎn)生本發(fā)明的晶簇狀（dru)絲狀材料外包覆。此 類材料包括但不限于，天然（絲綢、麻、亞麻等）、金屬、陶瓷、玄武巖和合成聚合物纖維和纖 絲。目前優(yōu)選的材料包括玻璃纖維，通常稱作纖維玻璃、碳纖維、芳族聚酰胺纖維，最著名 的是商品名Kevlar'以及超高分子量聚乙烯，例如Spectra% (霍尼韋爾公司（Honeywell Corporation))和DyneevaK (皇家DSM N.V公司）。絲狀材料可以包括，例如但不限于， 單股材料、多條單絲，其可以保留為一束分開的絲或者可以機(jī)織到一起成為多絲股，或者其 可以是絲狀帶，即截面的寬度大于其厚度的構(gòu)建體。
[0055] -旦設(shè)置了絲狀材料，即，圍繞到壓力容器的需要其的部分上，則可以認(rèn)為容器對 于容器的基礎(chǔ)強(qiáng)度提供元件是完整的，并且可以直接投入使用。但是，設(shè)置在絲狀圍繞物上 的保護(hù)層對于壓力容器通常經(jīng)受的操作環(huán)境常常是有利的。此類保護(hù)層落在本發(fā)明的范 圍內(nèi)，并且可以包括但不限于，圍繞在絲狀材料纏繞上并與其毗鄰的塑料帶、布料帶或金屬 帶。保護(hù)涂層還可包括金屬或聚合物的薄片，其以片狀設(shè)置在絲狀圍繞物上。又在另一個(gè) 實(shí)施方式中，保護(hù)層可包括作為制劑設(shè)置在絲狀圍繞物上的聚合物，如上所述該制劑不會 可察覺地滲透進(jìn)入或浸漬絲狀材料。此類聚合物制劑包括但不限于，環(huán)氧化物聚合物制劑、 聚酯聚合物制劑、聚酰亞胺聚合物制劑、聚氨酯脲制劑和二環(huán)戊二烯聚合物制劑。在一些實(shí) 施方式中，聚合物制劑包括預(yù)聚物，即單體或低聚物，其中預(yù)聚物制劑具有如下性質(zhì)，例如 高粘度，其防止預(yù)聚物制劑在固化前滲透進(jìn)入或者浸漬絲狀材料圍繞物。
[0056] 包括如本文所述為容器提供強(qiáng)度的干燥絲狀材料外包覆的壓力容器可用于裝納 和傳輸可適于此類傳輸?shù)娜我忸愋偷牧黧w，只要容器內(nèi)襯（無論其是金屬、陶瓷或聚合物） 的選擇對于所含的壓縮流體是不可透過且不可滲透的。本發(fā)明的壓力容器的一個(gè)目前優(yōu)選 的用途是用于裝納和傳輸天然氣，通常稱作"壓縮天然氣"或者簡稱為"CNG"。
[0057] 可同時(shí)作為純凈氣體和"原料氣"，在本發(fā)明的容器中容納和運(yùn)輸CNG。原料氣體 指的是直接來自油井且未經(jīng)過加工的天然氣。當(dāng)然，原料氣含有天然氣（甲烷）本身，但 是還可包含有液體，例如冷凝物、天然汽油和液化石油氣。還可存在水，以及還可存在其它 氣體，其為氣態(tài)或溶于水中，例如氮?dú)?、二氧化碳和硫化氫。它們中的部分可能其自身是?應(yīng)性的，或者當(dāng)溶于水中可能是反應(yīng)性的，例如二氧化碳和硫化氫，當(dāng)它們?nèi)苡谒袝r(shí)產(chǎn)生 酸。就對上述材料和可能組成原料氣的其它材料的化學(xué)耐性而言，目前優(yōu)選的內(nèi)襯聚合物 (二環(huán)戊二烯聚合物）具有優(yōu)異的性質(zhì)。高密度聚乙烯也能良好地用于原料氣體?；诒?文所公開的內(nèi)容，對于原料氣體組分是不可透過的其他內(nèi)襯材料是容易辨識的，具有本發(fā) 明的復(fù)合材料凸起部以及任意類型的容器或容器內(nèi)襯組成的壓力容器都落在本發(fā)明的范 圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種壓力容器，其包括設(shè)置在容器表面上的干燥絲狀材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的壓力容器，其特征在于，所述容器具有球形、扁球形或者環(huán)形形 狀。
3. 如權(quán)利要求1所述的壓力容器，其特征在于，所述容器是由強(qiáng)度不足以耐受容器中 所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬、陶瓷或復(fù)合材料制造的。
4. 如權(quán)利要求3所述的壓力容器，其特征在于，將干燥絲狀材料設(shè)置在壓力容器的整 個(gè)表面上。
5. 如權(quán)利要求1所述的壓力容器，其特征在于，容器包括圓柱形中心部分以及一個(gè)或 兩個(gè)穹頂形端部。
6. 如權(quán)利要求5所述的壓力容器，其特征在于，所述圓柱形中心部分是由強(qiáng)度不足以 耐受容器中所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬制造的，而穹頂形端部是由強(qiáng)度足以 耐受壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬或復(fù)合材料制造的。
7. 如權(quán)利要求6所述的壓力容器，其特征在于，干燥絲狀材料僅環(huán)包覆在圓柱形中心 部分上。
8. 如權(quán)利要求5所述的壓力容器，其特征在于，圓柱形中心部分是由強(qiáng)度不足以耐受 容器中所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬制造的，而圓頂型端部是由類似的強(qiáng)度不 足以耐受容器中所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的金屬或復(fù)合材料制造的。
9. 如權(quán)利要求8所述的壓力容器，其特征在于，干燥絲狀材料環(huán)包覆在圓柱形中心部 分上或者環(huán)包覆且等張力包覆在圓柱形中心部分上并且等張力包覆在穹頂形端部上。
10. 如權(quán)利要求5所述的壓力容器，其特征在于，圓柱形中心部分和穹頂形端部是由強(qiáng) 度不足以耐受容器中所含的壓縮流體所施加的預(yù)期壓力的復(fù)合材料制造的。
11. 如權(quán)利要求10所述的壓力容器，其特征在于，干燥絲狀材料環(huán)包覆在圓柱形中心 部分上或者環(huán)包覆且等張力包覆在圓柱形中心部分上并且等張力包覆在穹頂形端部上。
12. 如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的壓力容器，其特征在于，干燥絲狀材料選自下組： 玻璃纖絲、碳纖絲、芳香族聚酰胺纖絲和高密度聚乙烯纖絲。
13. 如權(quán)利要求1-12中任一項(xiàng)所述的壓力容器，其特征在于，用保護(hù)層覆蓋設(shè)置在容 器上的干燥絲狀材料。
14. 如權(quán)利要求13所述的壓力容器，其特征在于，保護(hù)層包含不會可察覺地滲透或者 浸漬干燥纖維材料的聚合物。
15. 如權(quán)利要求14所述的壓力容器其特征在于，聚合物選自：二環(huán)戊二烯聚合物、聚氨 酯脲聚合物和環(huán)氧化物聚合物。
16. 如權(quán)利要求15所述的壓力容器，其特征在于，將聚合物設(shè)置在干燥絲狀材料上，設(shè) 置的厚度為2-6mm。
17. 如權(quán)利要求13所述的壓力容器，其特征在于，保護(hù)層選自：塑料帶、布料帶和金屬 帶。
18. 如權(quán)利要求13所述的壓力容器，其特征在于，保護(hù)層包括金屬薄片。
【文檔編號】F17C1/16GK104254730SQ201180076340
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2011年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】F·內(nèi)蒂斯, B·斯班賽, Z·斯班賽 申請人:藍(lán)波股份有限公司