[发明专利]ISO模式容纳装置

说明书

本发明涉及ISO模式容纳装置。尤其是，本发明涉及用于运输压缩天然气(CNG)的ISO模式容纳装置。

ISO模式容纳装置或“联合模式”容纳装置是用于储存和运输材料或货物的标准化的、可重复使用的容纳装置，不用卸载和再装载该材料或货物，就可将材料或货物从一种运输模式移动到另一运输模式。例如，ISO模式容纳装置可从船上卸载，然后直接加载到列车上。然后，ISO模式容纳装置可从列车上直接加载到货运飞机上等。船舶、列车和飞机全都构造用于接纳和运输标准化的ISO模式容纳装置或一个以上的ISO模式容纳装置。

诸如形状、构造材料、最大尺寸、重量以及堆叠和互锁结构等特征都规定在相关的标准中，可以有各种形式的ISO模式容纳装置，根据这些标准来对每种ISO模式容纳装置分类。因此，参考特定标准，就可容易地识别标准ISO模式容纳装置，该标准提供可辨认的代码证，诸如“ISO6346”和其它。

会在水下井中找到天然气。天然气可从其源头萃取，然后可以压缩天然气(CNG)的形式储存在合适的压力容器内，这些压力容器可在船上运输到设在岸上的处理工厂。为此，在压力容器和船舶之间需要合适的附连或锚固结构。迄今，已经有人提出将压力容器半永久地安装(通常为水平地)在船舶的船体内，就可达到该种需要。

有人建议使用ISO模式容纳装置，因为ISO模式容纳装置已可在船上运输，它们的尺寸适于容纳CNG压力容器。然而，迄今，使用ISO模式容纳装置的CNG运输在经济上还尚未可行。通过提供经济上可行的方案，本发明寻求解决该问题。

用于运输压缩流体的压力容器目前构成了四种由管理当局核准的级别或类型，所有这些级别或类型都呈带有一个或两个拱顶端部的圆筒形：

类型I，该类型I包括全金属的、通常为铝或钢的构造。该类型容器价廉，但它相对于其它类型的容器非常重。整个容器有足够的强度以承受所装压缩流体作用在容器上的预期压力，并因此不需要任何方式的加强强度的外包裹，这包括本发明的干式细丝状的外包裹。类型I压力容器目前包括大部分用于海上运输压缩流体的容器，它们在海上运输中的使用会引发非常严的经济约束。

类型II，该类型II包括带有标准厚度金属端拱顶的较薄金属的圆筒形中央部分，这样，仅有圆筒形部分目前需用复合外包裹来加强。该复合包裹物一般是用聚合物基质浸渍的玻璃或碳细丝。复合物通常“环形包裹”在容器中部周围。容器一端或两端处的拱顶有足够强度来承受正常使用下容器中形成的压力并且不用复合材料包裹。在类型II压力容器中，金属内衬承载大约50％的应力，而复合材料承载大约50％的应力，这些应力来自所装压缩流体的内压力。类型II容器重量比类型I容器轻，但价格较贵。

类型III，该类型III包括薄金属内衬，这包括了整个结构，即，圆筒形中央部分和端部拱顶。因此，内衬目前用包裹在整个容器周围的细丝状复合包裹物加强。类型III容器中的应力实际上全部转移到复合包裹物的细丝状材料上；内衬仅需承受小部分的应力。类型III容器远比类型I或II容器重量轻，但价格更贵。

类型IV，该类型IV包括聚合物的基本上气密的内衬，其包括圆筒形中央部分和拱顶，这些部分目前完全用细丝状复合材料来包裹。复合材料包裹物提供容器的整个强度。类型IV容器迄今是四种核准类型压力容器中最轻的容器，但也是最昂贵的。

如上所述，类型II、III和IV压力容器目前需要包裹在容器内衬上的复合材料外包裹物，以给予它们必要的强度来抵抗装在容器内压缩流体所作用的预期压力。然而，已经知道，复合包裹物的聚合物基质向外包裹物增加很少或不添加强度。因此，本发明还可使用干的细丝状材料与新颖的缠绕结构一起使用，该干的细丝状材料以干状态设置在压力容器内衬上，并且在压力容器的使用寿命中基本上保持干的状态(即，自始至终不与树脂浸渍物粘合)。

“基本上”处于干的状态是考虑这样的情况：在使用中，特别是海上运输压缩的流体，细丝状材料会不利地因环境湿度和类似原因变得回潮。即，干的细丝状材料要被设置在干容器上，并当容器投入使用时变干。因此，本文中的基本上干的说法不排斥细丝/纤维被水弄潮的情形。