KR20160058096A - 순응형 연료 가스 탱크 - Google Patents

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Abstract

순응형 연료 가스 저장 탱크는 내부를 둘러싸는 외부 벽을 가지고 있는 하우징을 포함하고 있다. 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽은 수직축을 따르는 방향으로 이격되어 있고, 측 벽은 상기 바닥 벽들의 사이에 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격되어 있고, 그리고 단부 벽은 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 측 벽들의 사이에 뻗어 있으며 세로축을 따르는 방향으로 이격되어 있다. 내부 벽은 상기 내부를 분할하고 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 단부 벽들의 사이의 방향으로 뻗어 있으며, 상기 가로축을 따르는 방향으로 이격되어 있다. 상기 내부 벽은 상기 단부 벽들 사이에 세로방향으로 뻗어 있는 기다란, 가로방향으로 이격된 관통 채널을 형성한다. 가스 저장 물질은 상기 채널 내에 배치되어 있으며, 가스 침투성 유동 가이드는 상기 채널들 중의 적어도 하나를 따라서 그리고 상기 가스 저장 물질을 지나서 뻗어 있다.

Description

순응형 연료 가스 탱크{CONFORMABLE FUEL GAS TANK}
본 발명의 기술 분야는 대체로 연료 가스 저장 탱크에 관한 것이고, 보다 상세하게는, 가스 저장 용량을 증가시키는 가스 저장 물질을 포함하는 연료 가스 저장 탱크에 관한 것이다.
자동차용 연료원으로서 대체 연료 가스의 사용이 상업적인 매력을 얻고 있다. 예를 들면, 천연 가스는 주로 메탄(CH4)으로 이루어져 있으며, 현재, 천연 가스만을 연료로 사용하는 천연 가스 전용 차량, 또는 별개의 연료공급 시스템을 통하여 전통적인 휘발유계 연료(petrol-based fuel)와 천연 가스의 결합물이 연료로 공급되는 이종 연료 차량(dual-fuel vehicle)에 동력을 공급하도록 사용될 수 있다. 천연 가스는 기내 장착형 연료 저장 탱크에 두 가지 방식으로: 즉, 압축 천연 가스(CNG:compressed natural gas) 또는 흡착 천연 가스(ANG:absorbed natural gas)로 저장될 수 있다. 압축 천연 가스는 통상적으로 체적의 1% 미만이 표준 상태의 온도와 압력(STP)하에 있는 상태로 탱크 - 통상적으로 원통형 또는 구형 탱크 - 내에 수용되어 있는 천연 가스이다 . 이러한 수준의 압축을 달성하기 위해서는 통상적으로 150 bar 내지 250 bar의 탱크 압력이 필요하다.
흡착 천연 가스는 탱크 내에 수용된 천연 가스 저장 물질에 흡착되어 있는 천연 가스이다. 이 천연 가스 저장 물질은 60 bar 이하의 훨씬 낮은 압력에서 바람직하게는 CNG(압축 천연 가스)에 필적하도록 가용 탱크 공간 내의 흡착 천연 가스의 체적기준 및 중량기준 에너지 밀도를 증가시킨다. 활성탄과, 더욱 최근에, 천연 가스에 대해 친화성을 가지는 금속-유기-골격(MOFs:metal-organic-frameworks)을 포함하는 몇 가지 상이한 종류의 천연 가스 저장 물질이 당해 기술 분야에 알려져 있다. MOFs는, 일반적으로, 유기 리간드에 의해 결합된 금속 이온(또는 클러스터)를 포함하는, 무기-유기 골격(inorganic-organic framework), 보통 3차원 망상구조를 가지는 고표면적 배위중합체(high surface area coordination polymer)이다. 가역적으로 천연 가스를 흡착할 수 있는 많은 다른 종류의 MOFs가 시장에서 판매되고 있으며 새로 확인된 MOFs가 꾸준히 연구되고 개발되고 있다.
다른 종류의 대체 연료 가스는, 천연 가스와 같이, 압축된 상태로 또는 수소 저장 물질에 저장될 수 있는 수소이다. 수소 흡수는 흡착하는 것이 아니라 사실상 화학적인 것 - 수소가 수소화물로 저장됨 - 이지만, 수소 가스를 수소 저장 물질에 저장하는 것은 천연 가스를 ANG(흡착 천연 가스) 저장 물질에 저장하는 것과 유사한 열역학적 특징을 가진다. 예를 들어, 수소 가스는, 예를 들면, 다양한 알려진 알라네이트(alanate), 수소화붕소, 그리고 아미드를 포함하는 복합 금속 수소화물과 같은 수소 저장 물질로부터 가역적으로 충전되고 방출될 수 있다. 몇몇 특정 복합 금속 수소화물은 소듐알라네이트(NaAlH4), 리튬알라네이트(LiAlH4), MgH2를 가지고 있거나 가지고 있지 않은 수소화붕소리튬(LiBH4), MgH2를 가지고 있거나 가지고 있지 않은 수소화붕소칼슘(CaBH4), 그리고 리튬아미드(LiNH2)를 포함하고 있다. MOFs와 PPNs는 수소 가스를 저장하기 위해 사용될 수도 있다. 물론, 상업적으로 구입할 수 있는 많은 다른 수소 저장 물질이 있다.
상업적 요구와 가스 저장 물질을 활용하는 기내 장착형 연료 가스 저장 탱크 - 그리고 그 점에 대해서는 모든 차량 연료 탱크 - 의 실행 가능성을 감안한 설계 고려사항이 "순응성(conformability)"이다. 탱크 순응성의 개념은 탱크 구조의 융통성(flexibility)에 관한 것으로서 탱크 구조가 많은 상이한 차량 플랫폼에 걸쳐서 사용가능한 패킹 요건(packing requirements)에 적합하게 얼마나 쉽게 맞추어질 수 있는지에 관한 것이다. 예를 들면, 관련된 고압에 의한 압축 연료 가스를 저장하기 위해서 사용되는 원통형 또는 구형 탱크는 통상적으로 차량 제조업자가 사용할 수 있게 만드는 전용 연료 탱크 공간을 효과적으로 차지할 수 없기 때문에 대체로 상당히 비-순응형(non-conformable)인 것으로 생각된다. 그리고, 가스 저장 물질을 포함하는 저장 탱크는 압축 연료 가스 사용예에서 통상적으로 제공된 압력을 수용할 필요는 없지만, 상기 저장 탱크가 처리할 수 있어야 하는 내부 압력 범위는 여전히 충분히 높고, 이는 원통형과 구형 이외의 탱크 형상을 원하는 경우 탱크의 구조적 건전성(structural integrity)을 제공하는데 종종 필요하다.
이 때문에, 연료 탱크를 가득 채운 경우와 다시 연료 탱크를 가득 채운 경우 사이의 용인할 수 있는 주행 거리를 가능하게 하는 충분한 양의 연료 가스를 저장하는 것뿐만 아니라, 많은 상이한 종류의 차량 플랫폼에 순응하는 내내, 신속하게 재급유할 수도 있는 연료 가스 저장 탱크에 대한 필요성이 존재한다. 이러한 특성을 가지는 연료 가스 저장 탱크는 차량을 작동시키고 추진시키는 동력원으로 천연 가스 그리고 수소 가스와 같은 연료 가스를 단독으로 또는 예를 들면, 전통적인 휘발유계 연료(예를 들면, 가솔린 또는 디젤 연료) 그리고 리튬 이온 전지와 같은 다른 동력원과 함께 자동차 - 특히 승용차와 트럭 - 에 주입하는 것을 단순화할 수 있다. 그리고, 실제로, 각각의 차량 패키징 요건(packaging requirements)에 적합하게 연료 가스 저장 탱크의 크기와 형상을 맞추는 융통성과 설계 자유성은 연료 가스 기술을 자동차 사용예에 대한 보다 경제적으로 매력적인 선택사항으로 만들 수도 있다.
천연 가스 그리고 수소와 같은 연료 가스를 저장하는 순응형 연료 가스 저장 탱크의 예시적인 실시례는 연료 가스의 격납용 내부를 형성하는 하우징을 포함하고 있다. 상기 하우징은 상기 내부를 둘러싸는 외부 벽과 상기 내부를 분할하는 내부 벽을 가지고 있다. 상기 외부 벽은 수직축을 따르는 방향으로 이격되어 있는 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽, 상기 바닥 벽들의 사이에 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격되어 있는 측 벽, 그리고 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 측 벽들의 사이에 뻗어 있으며 세로축을 따르는 방향으로 이격되어 있는 단부 벽을 포함하고 있다. 상기 내부 벽은 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 단부 벽들의 사이의 방향으로 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격되어 있다. 상기 내부 벽과 상기 외부 벽은 가로방향으로 이격되어 있으며 상기 단부 벽들 사이에서 세로방향으로 뻗어 있는 기다란 관통 채널들을 형성한다. 상기 탱크는 또한 상기 채널 내에 배치된 가스 저장 물질과, 상기 채널들 중의 적어도 하나를 따라서 그리고 상기 가스 저장 물질을 지나서 뻗어 있는 가스 침투성 유동 가이드를 포함하고 있다.
도 1은 순응형 연료 가스 저장 탱크의 한 실시례의 개략적인 분해 사시도로서, 하우징 및 두 개의 단부 캡중 하나만, 그리고 연료 가스의 유동을 안내하는 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 가스 운반 도관이 도시되어 있고;
도 1a는 도 1의 연료 가스 저장 탱크의 일부분의 개략적인 확대 단면도로서, 가스 침투성 유동 가이드가 상기 탱크의 세로방향으로 뻗어 있는 채널을 통하여 뻗어 있는 것을 나타내고 있고;
도 1b는 도 1의 연료 가스 저장 탱크의 확대 부분도로서, 단부 캡이 하우징과 결합되어 있는 것을 나타내고 있고;
도 1c는 도 1의 연료 가스 저장 탱크의 개략적인 단면도로서, 가스 침투성 유동 가이드 중의 하나를, 필터 튜브의 형태로, 하우징을 통하여 뻗어 있는 것으로 나타내고 있고;
도 2a는 순응형 연료 가스 저장 탱크의 다른 실시례의 사시도이고;
도 2b는 도 2a의 연료 가스 저장 탱크의 본체에 조립되고 용접된 도 2a의 연료 가스 저장 탱크의 단부 캡의 확대 부분 단면도이고;
도 3은 순응형 연료 가스 저장 탱크의 다른 실시례의 분해 사시도이고;
도 3a는 도 3의 연료 가스 저장 탱크의 사시도로서, 조립되고 용접된 상태로 도시되어 있고;
도 3b는 도 3a의 연료 가스 저장 탱크의 본체에 조립되고 용접된 도 3a의 연료 가스 저장 탱크의 단부 캡의 확대 부분 단면도이고;
도 4는 순응형 연료 가스 저장 탱크의 추가적인 실시례의 개략적인 단면도로서, 다양한 상이한 종류의 가스 침투성 유동 가이드를 나타내고 있고;
도 5a는 연료 가스의 유동을 안내하는 가스 침투성 유동 가이드의 다른 실시례의 개략적인 사시도이고;
도 5b는 연료 가스의 유동을 안내하는 가스 침투성 유동 가이드의 다른 실시례의 개략적인 사시도이고;
도 6a는 차량의 객실(passenger compartment) 아래에 배치된 차량의 프레임에 통합된 순응형 연료 가스 저장 탱크를 포함하는 차량의 한 실시례이고;
도 6b는 차량의 화물칸 아래에 배치된 차량의 프레임에 통합된 순응형 연료 가스 저장 탱크를 포함하는 차량의 다른 실시례이고; 그리고
도 7은 차량 바닥 아래에 배치된 순응형 연료 가스 저장 탱크를 가지고 있는 차량의 한 실시례의 개랴적인 측면도이다.
본 설명에서 구체적으로 기술된 순응형 연료 가스 탱크는 천연 가스 또는 수소 가스와 같은 연료 가스를 차량에 저장하는 것과 관련된 난제 - 다시 말해서, 때때로 상기 탱크에 대해서 명시된 패키징 요건과 무게 요건을 필요로 하는 난제를 다룬다. 아래에서 보다 상세하게 기술하겠지만, 상기 탱크는, 탱크의 형상이 원통형과 구형으로 제한되지 않고, 대신에, 탱크의 형상이 차량 사용예에서 패키징 요구(packaging need)와 스페이싱 요구(spacing need)를 보다 잘 수용하는 복수의 대체로 편평한 표면을 포함할 수 있다는 의미에서 "순응형"이다. 상기 순응형 연료 가스 탱크는 탱크의 형상에 대해 더 많은 설계 자유성을 허용하는 비교적 낮은 압력에서 수소화물로서 수소 또는 ANG(흡착 천연 가스)를 저장한다. 상기 순응형 연료 가스 탱크는 가스 저장 물질을 포함하고 있고, 상기 가스 저장 물질은 천연 가스 또는 수소 가스를, 압축된 상태로 저장할 때 바람직하게는 상기 가스와 필적하는 에너지 밀도로 저장할 수 있게 하지만, 보다 낮은 탱크 압력으로 저장할 수 있게 한다.
도 1 내지 도 1c는 흡착된 천연 가스 또는 수소 가스를 차량에 저장하고 유지하기 위해서 사용될 수 있는 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)의 한 실시례를 나타내고 있다. 천연 가스는, 대체로 잘 알려져 있는 것과 같이, 주성분이 메탄(CH4)인 가연성 연료이다. 본 명세서에 사용된 천연 가스의 바람직한 형태는, 90 wt.% 이상, 바람직하게는 95 wt.% 이상의 메탄을 포함하고, 나머지 5 wt.% 이하는 통상적으로 가변량의 천연 불순물 - 예를 들면, 고분자량 알칸, 이산화탄소, 그리고 질소 - 및/또는 첨가된 불순물인 정제된 천연 가스이다. 수소 가스도 화학식 H2를 가지는 것으로 잘 알려져 있다. 순응형 연료 가스 탱크(10)는 이 순응형 연료 가스 탱크(10)가 설치되는 차량의 배기량, 패키징 및 무게 사양에 따라 상이한 설계형태, 구성 및 구성요소를 가질 수 있다. 도 1 내지 도 1c에 도시된 실시례에서는, 순응형 연료 가스 탱크(10)가 하우징(12), 연료 가스 저장 물질(14)(도 1a, 도 1c), 연료 가스 저장 물질(14)을 지나서 뻗어 있으며 연료 가스를 안내하는 복수의 가스 침투성 유동 가이드(16)(도 1a, 도 1c), 그리고 가스 침투성 유동 가이드(16)를 연결하는 비-침투성 연결기(18)(도 1, 도 1b, 도 1c)를 포함하고 있다.
도 1 내지 도 1c와 관련하여, 하우징(12)은 본체(12a)와 내부(I)(도 1a, 도 1c)를 형성하기 위해 하우징 본체(12a)에 밀폐되게 결합된 단부 캡(12b)(도 1, 도 1b)을 포함할 수 있다. 단부 캡(12b)은 본체(12a)에 용접되거나 개스킷과 함께 고정되거나, 또는 임의의 다른 적절한 방식으로 본체(12a)에 밀폐되게 결합될 수 있다. 하우징(12)은 단부 캡(12b)들 중의 하나에 제공될 수 있는 유입구(19a)와 동일한 단부 캡(12b)에, 또는 상기 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 다른 단부 캡(12b)에 제공될 수 있는 유출구(19b)(도 1b)를 포함하고 있다.
하우징(12)은 내부(I)를 둘러싸는 다양한 외부 벽과, 가스 저장 물질(14) 및 결과적으로, 원하는 연료 가스인 천연 가스 또는 수소의 격납을 위해 내부(I)를 분할하는 내부 벽을 가지고 있다. 상기 외부 벽은 수직축(Z)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 제1 바닥 벽(13a) 및 제2 바닥 벽(13b), 바닥 벽(13a, 13b)의 사이에 뻗어 있으며 가로축(Y)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 측 벽(13c, 13d), 그리고 바닥 벽(13a, 13b)의 사이와 측 벽(13c, 13d)의 사이의 두께를 가지고 있고 바닥 벽(13a, 13b)의 사이와 측 벽(13c, 13d)의 사이에 뻗어 있으며 세로축(X)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 단부 벽(13e, 13f)을 포함하고 있다. 내부 벽(15a-15d)은 바닥 벽(13a, 13b)의 사이와 단부 벽(13e, 13f)의 사이의 두께를 가지고 있고 바닥 벽(13a, 13b)의 사이와 단부 벽(13e, 13f)의 사이의 방향으로 뻗어 있으며, 가로축(Y)을 따르는 방향으로 이격되어 있다. 도시된 실시례에서는, 하우징 본체(12a)가 바닥 벽(13a, 13b), 측 벽(13c, 13d), 그리고 내부 벽(15a-15d)을 포함하고 있고, 단부 캡(12b, 12c)이 단부 벽(13e, 13f)을 포함하고 있다. 상기 내부 벽과 상기 외부 벽이 단부 벽(13e, 13f)의 사이에서 가로방향으로 이격되어 있고 세로방향으로 뻗어 있으며 가스 저장 물질(14)을 수용하는 복수의(5 개가 도시되어 있음) 기다란 관통 채널(17)을 형성한다. 내부 벽(15a-15d)은, 또한, 하우징(12)에 대한 구조적 보강을 제공하고 천연 가스 그리고 수소 가스와 같은 연료 가스를 가스 저장 물질(14)에 저장하는 것에 동반하는 탱크 내부 압력으로부터 발생하는 바깥쪽으로 향하는 힘에 대항한다.
종래의 구형상 탱크 구조와 원통형 탱크 구조와 대조적으로, 상기 하우징(12)은 임의의 적절한 구성으로 될 수 있으며 차량 내에 불규칙적으로 형성된 공간에 순응하는 벽뿐만 아니라 하나 이상의 대체로 평면인 벽을 포함할 수 있다. 본 문맥에서 사용된 것과 같이, "대체로" 라는 표현은 둥근 가장자리와 코너를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 실제로, 상기 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 도시된 하우징(12)은 여섯 개의 대체로 평면인 벽을 가지고 있고, 원통형 또는 구형상의 벽을 전혀 포함하고 있지 않다. 하우징 벽은 코너에서 만나는 가장자리를 따라서 서로 교차한다. 하우징(12)의 가장자리와 코너는, 통상적으로 약 35 bar에서 약 60 bar에 이르는, 탱크(10)의 내측에 보관된 연료 가스의 압력으로 인해 하우징(12)의 상기 구역에서 받는 휨 응력(bending stress)에 대한 저항력을 향상시키기 위해서 둥글게 될 수 있다. 하우징(12)은 대체로 길쭉한 직사각형 형태로 될 수 있다.
또한, 하우징(12)은, 종래의 구형상, 원통형, 그리고 정육면체 형상의 탱크 형태와 대조적으로, 편평한 낮은 프로파일(planar low-profile) 형태로 될 수 있다. 이러한 형태는 비-평면 부분을 가진 벽들 중의 몇 개를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 측 벽(13c, 13d)과 단부 벽(13e, 13f)은 바닥 벽(13a, 13b)보다 더 짧다. 예를 들면, 하우징(12)의 길이, 폭 그리고 높이는 각각 2m, 1.6m, 그리고 10cm가 될 수 있다. 다른 실시례에서, 길이는 모든 범위와 부분범위(subrange)를 포함하여 2m에서 5m에 이를 수 있고, 폭은 모든 범위와 부분범위를 포함하여 1m에서 2m에 이를 수 있고, 그리고 높이는 모든 범위와 부분범위를 포함하여 3cm에서 15cm에 이를 수 있다. 편평한 낮은 프로파일 형태는 하우징(12)이 천연 가스와 수소 가스 저장을 위해 통상적으로 사용된 원통 형상, 구형상 및 입방체 형상 이외의 매우 다양한 형상들 중의 임의의 형상을 취할 수 있게 해주고, 탱크(10)가 특정 차량 플랫폼 상의 연료 가스 저장 탱크(10)에 대해 할당된 공간에 가장 잘 순응하도록 설계될 수 있게 해 준다.
도시된 실시례에서, 본체(12a)는 압출가공된 일체형 구성요소(extruded unitary component)이지만, 임의의 다른 적절한 구성으로 될 수 있다. 금속, 예를 들면, 스테인레스 강, 알루미늄 합금, 또는 임의의 다른 적절한 금속을 포함하여, 임의의 적절한 종류의 재료가 하우징(12)을 만드는데 사용될 수 있다. 그러나, 하우징(12)의 구성은 금속 구성으로 제한되지 않고 탄소 섬유 보강 나일론(carbon-fiber reinforced nylon)과 같은 플라스틱으로 만들어질 수 있거나, 적절한 강도와 내구성을 가진 몇몇 다른 재료로 만들어질 수도 있다.
도 1a 및 도 1c와 관련하여, 가스 저장 물질(14)은 하우징(12)의 내부(I) 내에 배치되어 있으며 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)의 체적기준 및 중량기준 연료 가스 저장 용량을 증가시킨다. 가스 저장 물질(14)은 바람직하게는 분말 형태로 되어 있고 하우징(12)의 내부(I)를 완전히 차지하고 있으며 가스 침투성 유동 가이드(16)의 부분 둘레를 둘러싸고 있다. 가스 저장 물질(14)은, 천연 가스와 함께 사용되는 경우는, 천연 가스를 흡착하고 방출할 수 있는 임의의 물질이 될 수 있고, 수소 가스와 함께 사용되는 경우는, 수소화물로서 수소 가스를 화학적으로 흡수할 수 있고 나중에 수소 가스를 방출할 수 있는 임의의 물질이 될 수 있다. 천연 가스와 수소 가스 저장 물질의 적절한 예는 이미 위에서 열거하였고 다른 예는 아래에 열거되어 있다. 그러나, 바람직한 실시례에서, 가스 저장 물질(14)은, 어느 것이 저장되든지, 천연 가스 또는 수소를 저장하도록 구성되어 있는 MOF이다.
흡착 천연 가스와 관련하여, 가스 저장 물질(14)의 일부 또는 전부를 포함할 수 있는 물질의 일부 특정 예는 활성탄, 금속-유기-골격(MOF), 또는 다공성 폴리머 망상구조(PPN:porous polymer networks)이다. 활성탄은 공극률(porosity)과 표면적을 증가시키는 알려진 물리적 또는 화학적 기술에 의해 활성화된 탄소를 포함한 물질, 통상적으로 숯이다. 금속-유기-골격은 다공성이고 통상적으로 3차원 분자 골격 구조를 제공하기 위해 유기 리간드에 의해 금속 이온(또는 클러스터)이 결합되어 있는 무기-유기 골격을 가지고 있는 배위결합된 중합체(coordinated polymer)이다. 다공성 폴리머 망상구조는, MOFs와 같이, 다공성이고 통상적으로 3차원 분자 골격 구조를 제공하는 공유결합된 유기 또는 무기-유기 상호 침입 고분자 망상구조(inorganic-organic interpenetrating polymer network)이다. 사용될 수 있는 몇 가지 유명한 MOFs와 PPNs는 알 제이 쿠플러(R.J. Kuppler) 등에 의해, Coordination Chemistry Reviews 253호(2009) 페이지 3042-66에 게재된, 금속 유기 골격의 잠재적인 적용(Potential Applications of Metal Organic Frameworks), 디 유안(D. Yuan) 등에 의해, Adv. Mater. 2011, 23권 페이지 3723-25에 게재된, 매우 높은 가스 흡수량을 가진 매우 안정적인 다공성 폴리머 망상구조(Highly Stable Porous Polymer Networks with Exceptionally High Gas Uptake Capacities) 그리고 드블유 루(W. Lu) 등에 의해, Chem. Mater. 2010, 22권, 페이지 5964-72에 게재된, 다공성 폴리머 망상구조: 합성, 공극률, 및 가스 저장/분리에 있어서의 적용(Porous Polymer Networks: Synthesis, Porosity, and Applications in Gas Storage/Separation)에 개시되어 있다. 물론, 매우 다양한 MOFs와 PPNs가 시판되고 있으며 가스 저장 물질(14)로서 사용하기에 적합하고, 많은 다른 MOFs와 PPNs가 꾸준히 연구되고, 개발되고, 시장에 나오고 있다.
가스 침투성 유동 가이드(16)는 하우징(12)의 외측으로 뻗어 있는 적절한 수의 비-침투성 연결기(18)에 의해 유동적으로 연결(fluidly connect)되어 있어서, 상기 유동 가이드(16) 전부를 유동적으로 연결시키고 하우징 내부(I)를 통하여 복수의 통로를 만드는 가스 운반 도관을 제공한다. 비-침투성 연결기(18)와 가스 침투성 유동 가이드(16)는 함께 연료 가스를 유입구(19a)를 통하여 순응형 연료 가스 탱크(10)로 보내고, 가스 저장 물질(14)의 모든 부분에 잘 노출되도록 하기 위해 상기 가스 운반 도관을 통하여 천연 가스를 하우징(12)의 내부(I)의 여기저기를 지나게 하고, 유출구(19b)를 통하여 하우징(12)의 외부로 그리고 종국적으로, 예를 들면, 폐쇄 루프 충전 시스템(closed-loop filling system)의 다른 선택적인 구성요소로 보낸다.
가스 침투성 유동 가이드(16)는 연료 가스를 가스 저장 물질(14)의 모든 부분으로 적절하게 보내기 위해서 탱크 내부(I)를 지나서 그리고 하우징(12) 내의 가스 저장 물질(14)을 지나서 뻗어 있다. 가스 침투성 유동 가이드(16)는, (1) 연료 가스를, 운반 도관에 의해 형성된 주된 유동 경로(prevailing flow path)를 따라서 대류에 의해 하우징 내부(I)의 여러 부분을 통하여 연료 가스를 운반하거나 전달한다는 점과, (2) 가스 침투성 유동 가이드(16)의 내측으로부터 가스 침투성 유동 가이드(16)의 외측으로 상기 주된 유동 경로로부터 멀어지는 방향으로 연료 가스(천연 가스 또는 수소)를 분배하거나 확산시킨다는 점에서 다기능적이다. 가스 침투성 유동 가이드(16)는 또한 유동 가이드(16)의 외측으로부터 유동 가이드(16)의 내측으로 열(H)의 전달을 가능하게 할 수 있다. 임의의 갯수의 가스 침투성 유동 가이드(16)가 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)에 설치될 수 있다. 가스 침투성 유동 가이드(16)의 정확한 갯수는 탱크(10)의 형상과 크기에 좌우될 수 있다. 본 명세서에 도시된 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)에서는, 예를 들어, 적어도 하나의 가스 침투성 유동 가이드(16)가 복수의 기다란 관통 채널(17)의 각각을 따라서 단부 벽(13e, 13f)의 사이로 뻗어 있다.
도면에 도시되어 있는 바와 같이, 가스 침투성 유동 가이드(16)는 꾸불꾸불한 방식으로 기다란 관통 채널(17)을 통하여 앞뒤로 뻗을 수 있고, 복수의 기다란 관통 채널(17)의 하나 이상은 복수의 유동 가이드(16)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 가스 침투성 유동 가이드(16)는 하우징(12)의 제1 단부에 있는 유입구(19a)로부터 복수의 기다란 관통 채널(17) 중의 제1 채널을 통하여 하우징(12)의 제2 단부로 뻗을 수 있고, 제1 가스 침투성 유동 가이드(16)는 하우징(12)을 떠나는 비-침투성 연결기(18) 중의 하나와 유동적으로 연결된다. 비-침투성 연결기(18)는 방향을 바꾸고 복수의 기다란 관통 채널(17) 중의 제1 채널로 하우징(12)으로 다시 들어갈 수 있다. 거기에서부터, 비-침투성 연결기(18)는 복수의 기다란 관통 채널(17) 중의 제1 채널을 통하여 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부쪽으로 뻗어 있는 제2 가스 침투성 유동 가이드(16)에 유동적으로 연결될 수 있다. 이 지점에서, 제2 가스 침투성 유동 가이드(16)는 하우징(12)을 떠나고 인접해 있는 복수의 기다란 관통 채널(17) 중의 제2 채널로 하우징(12)으로 다시 들어가기 위해서만 방향을 바꾸는 비-침투성 연결기(18) 중의 다른 것과 다시 유동적으로 연결될 수 있다. 거기에서부터, 가스 침투성 유동 가이드(16)는, 하우징(12)의 제1 측면으로부터 하우징(12)의 제2 측면으로, 다시 하우징(12)의 제1 측면으로 그리고 제1 채널(17)을 통하여 하우징(12)의 단부들 중의 한 단부에 있는 유출구(19b)의 밖으로, 상기 채널(17)을 지나서 앞뒤로 계속하여 나아갈 수 있다. 다시 말해서, 복수의 가스 침투성 유동 가이드(16)는 한 단부에서 다른 단부로 앞뒤로 복수회 뻗을 수 있고, 한 측면에서 다른 측면으로 그리고 적어도 한 번 다시 되돌아오도록 뻗을 수 있다. 따라서, 복수의 기다란 관통 채널(17) 중의 적어도 하나는 적어도 네 개의 가스 침투성 유동 가이드(16)를 포함할 수 있다. 당업자는, 도면에 도시된 예는 수개의 기다란 유동 채널(17)을 통하여 가스 침투성 유동 가이드(16)를 인도하는 많은 예들 중의 단지 하나에 불과하다는 것과, 임의의 다른 적절한 경로 구성(routing configuration)과 임의의 다른 적절한 수의 유동 가이드(16)가 사용될 수 있는 것을 알 수 있을 것이다.
도 1c와 관련하여, 도시된 가스 침투성 유동 가이드(16)는 필터 튜브(filter tube)(20)가 될 수 있고, 각각의 필터 튜브(20)가 유사하게 구성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이지만, 본 명세서에서는 필터 튜브 중의 단 하나만 도시되어 있고 기술되어 있다. 필터 튜브(20)는 각각의 필터 튜브(20)의 유입구(28)로부터 유출구(30)로 연료 가스(G)의 대량 유동을 안내하는 유동 통로(26)를 형성하는 구조 벽(22)을 포함할 수 있고, 이 구조 벽(22)에 의해 지지된 멤브레인(25)을 포함할 수 있다. 연료 가스(G)의 대량 유동은 탱크 내부(I)에 수용된 가스 저장 물질(14)과 직접 접촉하지 않고 유동 통로(26) 내에서 그리고 유동 통로(26)를 따라서 이동할 수 있다. 연료 가스(G)의 대량 유동이 유동 통로(26)를 따라서 이동할 때, 구조 벽(22)과 멤브레인(25)은 함께 일부 연료 가스(G')를 유동 통로(26)의 내부로부터 가스 저장 물질(14)에 의해 흡착/흡수될 수 있는 필터 튜브(20)의 외측으로 확산되게 한다. 구조 벽(22)과 멤브레인(25)은 또한 천연 가스/수소 가스의 가스 저장 물질(14)에의 발열성 흡착/흡수에 의해 발생되는 열(H)을 필터 튜브(20)의 외측으로부터 유동 통로(26)를 따라서 그리고 유동 통로(26)를 통하여 이동하는 연료 가스(G)의 대량 유동에 의해 포획되고 운반될 수 있는 필터 튜브(20)의 유동 통로(26)의 내측으로 전달되게 한다. 필터 튜브(20)는 구조 벽(22)과 멤브레인(25) 외에 추가적인 물질이나 분리된 레이어를 포함할 수 있거나, 가스 저장 물질(14)의 일부가 상기 구조 벽(22)을 통과하여 유동 통로(26)로 들어가는 것을 배제하면서 확산된 연료 가스(G')와 열(H)의 크로스 플로(cross-flow)를 자체적으로 수용할 수 있으면 구조 벽(22)만 포함할 수 있다.
필터 튜브(20)의 구조 벽(22)은 형상이 원통형으로 될 수 있고 상기 구조 벽(22)을 통하여 유동 통로(26)로부터 일부 천연 가스(G')를 통과시키는 작은 구멍(32)을 구비할 수 있다. 상기 구멍(32)은, 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 구조 벽(22)을 따라서 내내 규칙적으로 그리고 균등하게 이격된 천공구멍으로 될 수 있다. 다른 실시례에서는, 상기 구멍(32)이 구조적인 메시(structural mesh)에서 볼 수 있는 것과 같이 연계된 스트랜드(interrelated strand)에 의해 한정될 수 있거나, 또는 상기 구멍(32)이 임의의 다른 적절한 방식으로 제공될 수 있다. 일부 예에서, 상기 유동 통로(26)는 모든 범위와 부분범위를 포함하여 약 3mm에서 약 10mm에 이르는 직경을 가질 수 있고, 상기 구멍(32)은 모든 범위와 부분범위를 포함하여 약 10㎛에서 약 2mm에 이르는 직경을 가질 수 있다. 또한, 다른 예에서는, 유동 통로(26)와 상기 구멍(32)이 다른 크기의 직경을 가질 수 있다. 구조 벽(22)이, 예를 들면, 직경이 50㎛ 미만인 구멍(32)을 한정하는 메시 구조(mesh structure)이면, 멤브레인(25)은 필터 튜브(20)의 일부분으로 필요하지 않을 수 있다. 구조 벽(22)은, 상기한 금속 그리고 플라스틱 물질과 같은, 하우징(12)과 동일한 물질로 만들어질 수 있거나, 임의의 다른 적절한 물질로 이루어질 수 있다.
구조 벽(22)에 의해 지지된 멤브레인(25)은 구조 벽(22)의 구멍(32)에 비해 더 미세한 여과 매체를 제공한다. 멤브레인(25)은 바람직하게는 미세 여과 물질 또는 한외 여과 물질 또는 필름(micro- or ultra-filtration material or film)이고, 이 미세 또는 한외 여과 물질 또는 필름은 대량 유동 가스(G)로부터 제거된 천연 가스(G')가 가스 저장 물질(14)에 의한 흡착/흡수를 위해 멤브레인(25)를 통하여 필터 튜브(20)의 외부로 확산할 수 있도록 가스 침투성이다. 망상구조의 서로 연결된 구멍은 바람직하게는 통상적으로 약 20㎛에서 약 2mm에 이르는 멤브레인(25)의 두께를 가로지른다. 상기 구멍의 크기는, 상기 연료 가스(G')가 필터 튜브(20)의 유동 통로(26)로부터 필터 튜브(20)의 외측에 배치된 가스 저장 물질(14)로 확산할 수 있게 해주는 크기로 되어 있지만, 상기 구멍의 크기는 또한 가스 저장 물질(14)이 필터 튜브(20)의 외측으로부터 유동 통로(26)속으로 통과하는 것을 방지하도록 맞추어져 있다. 예를 들어, 멤브레인(25)의 상기 구멍은 가스 저장 물질(14)의 파쇄 - 이 파쇄는 온도, 압력, 그리고 연료 가스 장전 주기(load cycling)에 의해 시간이 경과함에 따라 발생될 수 있음 - 로부터 발생할 수 있는 가스 저장 물질(14)의 가장 작은 예상 입자가 멤브레인(25)의 두께를 통과하는 것을 배제하도록 하는 크기로 될 수 있다. 약 10㎛ 내지 약 50㎛의 평균 구멍 크기이면 상기와 같은 상황에 충분할 수 있다.
다수의 미세 여과 물질 또는 한외 여과 물질(micro- or ultra-filtration material)이 존재하고 당해 기술 분야에서 천연 가스 또는 수소 침투성인 것으로 알려져 있다. 이러한 많은 선택물 중에서, 멤브레인(25)은 유동 통로(26)를 통하여 이동하는 연료 가스(G)에서 여전히 확산될 수 있는 물을 흡착식으로(hydroscopically) 흡수하도록 작용함과 동시에 가스 확산을 가능하게 하는 실리카계 건조제 물질 또는 실리케이트계 건조제 물질(silica- or silicate-based desiccant material)이 될 수 있다. 멤브레인(25)은 ZSM-5와 같은 친수성 제올라이트(hydrophilic zeolite) 또는 유기 폴리머계 멤브레인(organic polymer-based membrane)이 될 수 있다. 멤브레인(25)은 다른 방식으로 필터 튜브(20)의 구조 벽(22)에 의해서 지지될 수 있다. 예를 들어, 도 1c를 참고하면, 멤브레인(25)이 구조 벽(22)의 외측 둘레에 겹쳐저 있다. 이 경우에, 멤브레인(25)이 구조 벽(22)의 모든 측면을 둘러싸고 있으며 가스 저장 물질(14)에 노출된 구조 벽(22)의 범위에 대해서 세로방향으로 걸쳐 있다. 다른 실시례에서는, 멤브레인(25)이 상기 구조 벽(22)의 내측 표면에서 구조 벽(22) 내에 그리고 유동 통로(26) 내에 지지될 수 있거나, 구조 벽(22)과 필터 튜브(20)의 다른 동축 구성요소의 사이에 끼워질 수 있다. 멤브레인(25)은 임의의 알려진 기술에 의해 구조 벽(22)에 부착될 수 있다.
필터 튜브(20)는 다른 방식, 기술, 구성요소 및 프로세스에 의해 자신의 단부에서 하우징(12)의 단부 벽(13e, 13f)에 밀폐되게 결합될 수 있다. 정확한 결합은 필터 튜브(20)와 단부 벽(13e, 13f)용으로 선택된 물질에 좌우될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 "결합" 이라는 표현은, 일부 실시례에서는 구성요소들 사이의 기계적인 상호연결을 의미하지만, 반드시, 함께 나사결합된 볼트와 너트와 같이 구성요소들 사이의 기계적인 상호연결을 의미하는 것은 아니며, 서로 접촉 상태로 유지된 표면들과 같이 구성요소들 사이의 직접적인 또는 간접적인 맞닿음을 단지 의미한다. 예를 들어, 도 1c에 도시된 실시례에서는, 필터 튜브(20)가 단부 벽(13e, 13f)에 견고하게 결합될 수 있다. 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 필터 튜브(20)는 플랜지(36)를 가진 제1 커플링(34)과 이음쇠(fitting)(40)를 가진 제2 커플링(38)을 가지고 있다. 플랜지(36)는 바람직하게는 구조 벽(22)의 경계부(circumference)로부터 반경방향 바깥쪽으로 뻗어 있는 원형상을 가지고 있다. 플랜지(36)는 구조 벽(22)과 일체로 될 수 있거나, 용접, 접착, 기계적인 맞물림, 또는 몇 가지 다른 방식에 의해 상기 구조 벽(22)에 부착된 별개 부분이 될 수 있다. 유동 가이드(16)의 반대쪽 단부에 있는 이음쇠(40)는 바람직하게는, 구조 벽(22)의 외부에 배치되어 있는 외측 나사부와 맞물려서 조여지는 내측 나사부를 가진 너트이다.
각각의 필터 튜브(20)는 자신의 나사가 형성된 단부를 단부 벽(13e, 13f) 중의 한 단부 벽에 있는 한 개구(24)를 통과한 다음, 단부 벽(13e, 13f) 중의 다른 단부 벽에 있는 다른 개구(24)를 통과하여 삽입함으로써 하우징(12)에 설치될 수 있다. 플랜지(36)의 내측 표면(42)은 각각의 벽의 외측 표면(44)에 놓여 있다. 마찬가지로, 너트(40)는 각각의 단부 벽(13e, 13f)의 외측 표면(82)을 지나서 돌출되어 있는 필터 튜브(20)의 구조 벽(22)의 외측 나사부에 조여져서, 너트의 내측 표면(84)이 외측 벽 표면(82)에 놓여 있다. 따라서 결합 표면(42, 44)과 결합 표면(82, 84)은 도 1c의 실시례에서 표면 대 표면 맞닿음을 형성한다. 그리고, 비록 도시되어 있지는 않지만, 필터 튜브(20)와 하우징(12)을 밀폐시키는데 도움을 주기 위해 하나 이상의 o-링 또는 다른 개스킷이 외측 셸 표면(44, 82)에 배치될 수 있다. 경화 엑포시 밀폐제(cured epoxy sealant)가 필터 튜브(20)와 하우징(12)의 사이에 배치될 수도 있고 및/또는 필터 튜브(20)와 하우징(12)를 밀폐시켜서 두 구성요소들 사이의 영구적인 고정을 달성하는데 도움을 주기 위해서 제1 커플링(34) 및/또는 제2 커플링(38)에 한 번 이상의 용접이 수행될 수 있다. 영구적인 고정이 실행되지 않고, 반드시 영구적인 고정이 실행될 필요가 없으면, 필요에 따라 필터 튜브(20)가 하우징(12)으로부터 분리되어 설치해제될 수 있다. 이런 식으로, 필터 튜브(20)는 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)의 유효 수명 동안 점검되고 수리되거나 교체될 수 있다.
비-침투성 연결기(18)와 하우징(12)의 외측으로 뻗어 있는 다른 도관은 연료 가스를 필터 튜브(20)와 같이 바깥쪽으로 확산시킬 수 없고, 대신에, 통로(64)를 형성하는 단단한 몸체(solid body)를 가지고 있다. 두 개의 이러한 연결기(18)의 일부분이 도 1c에 도시되어 있다. 비-침투성 연결기(18)의 단단한 몸체를 구성하는 벽은 약 0.5mm에서 약 1mm에 이르는 두께를 가질 수 있고, 약 3mm에서 약 10mm에 이르는 직경을 가진 연결기(18)를 외측 표면에 제공할 수 있다. 물론 다른 두께와 직경도 가능하다. 비-침투성 연결기(18)는 필터 튜브(20)의 구조 벽(22)과 동일한 물질로 만들어질 수 있거나, 황동 또는 몇몇 다른 적절한 금속과 같은 상이한 물질로 이루어질 수 있다.
비-침투성 연결기(18)은 단부 벽(13e, 13f)을 통과하여 뻗을 수 있으며 상이한 방식, 기술, 구성요소 및 프로세스에 의해 필터 튜브(20)에 연결될 수 있다. 정확한 연결은, 다른 요인들 중에서도, 비-침투성 연결기(18)와 필터 튜브(20)용으로 선택된 물질에 좌우될 수 있다. 예를 들면, 도 1c의 실시례에서, 비-침투성 연결기(18)는 압입 끼워맞춤에 의해 필터 튜브(20)에 연결되어 있고, 상기 압입 끼워맞춤에서는 비-침투성 연결기(18)와 필터 튜브(20)의 연결을 유지하고 상기 비-침투성 연결기(18)와 필터 튜브(20) 사이의 가스 누출을 방지하기에 충분한 겹치는 범위로 상기 비-침투성 연결기(18)가 구조 벽(22)의 유동 통로(26)의 내측으로 삽입되어 있다. 압입 끼워맞춤을 용이하게 하기 위해서, 삽입되는 연결기 단부가 구조 벽(22)의 유동 통로(26)속으로 삽입되기 전에 상기 단부를 일시적으로 물리적으로 수축시키기 위해서 액체 질소에 담그질 수 있고, 삽입 후에, 상기 연결기 단부가 주위 온도로 회복됨에 따라, 연결기 단부의 자연적인 팽창이 이어진다. 대체 실시형태로서, 상기 압입 끼워맞춤식 연결은, 삽입시에 안쪽으로 배치되어 있으며 구조 벽(22)의 유동 통로(26)에 대해 밖으로 향하는 힘을 작용시키는 비-침투성 연결기(18)의 삽입되는 연결기 단부에 배치된 스프링같은 구조에 의해 용이하게 될 수 있다. 또 다른 실시례에서는, 상기 연결이 추가적인 이음쇠(fitting), 부품, 개스킷, 사일, o-링, 와셔, 리벳, 클램프, 그리고 이들의 여러 결합형태와 같은 다른 구성요소를 포함할 수 있다. 상기 연결은 또한 용접, 접착, 경화, 열융착(staking), 납땜, 그리고 이들의 여러 결합형태와 같은 프로세스에 의해서 달성될 수 있다.
가열 요소(70)는 작동시에 주기적으로 열을 필터 튜브(20)로 방출하기 위해서 필터 튜브(20)에 배치될 수 있다. 가열 요소(70)는, 도 1c에 도시된 것과 같은, 직물 절연 텅스텐(fabric-insulated tungsten), 비-절연 텅스텐(un-insulated tungsten), 또는 임의의 다른 적절한 물질로 만들어질 수 있는 저항선을 포함하여, 상이한 형태를 취할 수 있다. 저항선(70)은 유동 통로(26)의 내측에 그리고 구조 벽(22)의 내부 표면에 대해 나선형으로 감길 수 있다. 하지만, 구조 벽(22)의 외측 둘레에 저항선(70)을 감는 것 - 바람직하게는 멤브레인(25)이 구조 벽(22)의 내측에 지지되어 있는 경우 - 또는 구조 벽(22) 내에 가열선(70)을 감는 것과 같은, 다른 방식도 실제로 가능하다. 더욱이, 저항선(70)은 전원(도시되어 있지 않음)과 단일의 전기적 접속을 가진 상태로 필터 튜브(20)의 전체에 걸쳐서 그리고 비-침투성 연결기(18)의 전체에 걸쳐서 배선된 한 가닥의 전선이 될 수 있거나, 복수의 저항선이 전원과 별개의 복수의 전기 접속을 가진 상태로 상이한 필터 튜브(20)의 전체에 걸쳐서 배선될 수 있다.
가열 요소(70)로부터의 열은, 방출될 때, 필터 튜브(20), 특히 멤브레인(25)에서 가스를 제거하고, 가스 저장 물질(14)을 둘러싸는 물, 이산화탄소, 황화수소, 윤활유, 그리고 상승된 온도에서, 예를 들면, 150℃에서 배출될 수 있는 다른 원치 않는 축적물과 같은 축적된 불순물을 제거하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 가스 제거는 가스 저장 물질(14)의 가스 저장 용량이 유지되도록 하는데 기여하기 위해서 필요할 때 수행될 수 있다. 가스 제거 작업은 주기적인 빈도로(예를 들면, 연 1회) 또는 차량의 정기 보수 동안에 수행될 수 있다.
가스 침투성 유동 가이드(16)는, 물론, 도 1과 도 1b 내지 도 1c에 도시된 필터 튜브(20) 외에 다른 구성을 취할 수 있다. 가스 침투성 유동 가이드(16)의 추가적인 실시례가 도 5a와 도 5b에 도시되어 있다. 이들 실시례는 도 1과 도 1b 내지 도 1c의 실시례와 많은 점에서 유사하고, 이러한 이유로, 상기 실시례들 사이의 유사한 참고번호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 유사하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 따라서, 상기 실시례들의 설명은 서로 포함되고, 상기 실시례들에 공통된 주제의 설명은 통상적으로 반복하지 않는다.
도 5a에서, 가스 침투성 유동 가이드(16)는 각각의 기다란 관통 채널(17)에 대해 두 개 이상(예를 들면, 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 세 개)의 겹쳐 쌓인 필터 튜브(20)를 포함하고 있다. 각각의 필터 튜브(20)는, 상기한 바와 같이, 가열 요소(70)를 포함할 수 있고, 각각의 채널(17)에서 유동 가이드(16)를 구성하는 겹쳐 쌓인 필터 튜브(20)는 공통의 연결기(119)와 연통하는 평행한 가스 유동 경로(26)(도 1c)를 제공한다. 상기 연결기(119)는, 차례차례, 하우징(12)의 내부(I) 내에서, 예를 들면, 도 2b에 도시되어 있으며 아래에서 설명하는 가로방향의 유동 채널(1171)을 통하여, 인접하여 겹쳐 쌓인 필터 튜브(20)들 사이에 뻗어 있다. 다시 말해서, 도 1에 도시된 연료 가스 저장 탱크(12)와는 달리, 본 실시례에서 사용된 연결기(119)는 하우징(12)의 본체(12a)를 밀폐시키는 단부 캡(12b)에 의해 제공되는 단부 벽(13e, 13f)을 통과하지 않는다. 따라서, 상기 연결기(119)는 의도한 기능에 따라 가스 침투성이나 비-침투성으로 될 수 있다. 도 1에서와 같이, 내부 벽(15a-15d)이 연료 가스의 저장으로 인한 내부 압력에 대항하여 하우징(12)에 대해 충분한 구조적 지지를 제공하면, 단부 벽(13e, 13f)을 통과하지 않는 연결기(119)의 사용은 받아들여질 수 있다.
도 5b에서, 가스 침투성 유동 가이드(16)는 탱크 하우징(12)의 내부(I)에 한정된 기다란 관통 채널(17)을 통하여 뻗어 있는 직사각형 필터판(220)이다. 각각의 직사각형 필터판(220)은 직사각형 필터판(220)의 형상을 유지시키는 가스 침투성 커버(223)에 의해 둘러싸인 내부 직물(225)을 포함하고 있다. 상기 가스 침투성 커버(223)는, 다양한 공급자로부터 상업적으로 구입할 수 있는 침투성 가열 직물(permeable heating fabric)과 같은, 가스 침투성 외피로 될 수 있거나, 천공된 금속 또는 팽창된 금속 또는 망형 금속(mesh metal)과 같은 강성 프레임으로 될 수 있다. 내부 직물(225)은 대류성의 대량 연료 가스 유동 및 연료 가스 확산을 가능하게 하는 임의의 종류의 섬유계 물질(fiber-based material)로 될 수 있다. 그리고, 도 5a와 관련된 이전 실시례와 유사하게, 인접한 필터판(220)은, 하우징(12)의 내부 내에서, 예를 들면, 도 2b에 도시되어 있으며 아래에서 설명하는 가로방향의 유동 채널(1171)을 통하여 뻗어 있는 연결기(219)에 의해 유동적으로 함께 결합되어 있다. 게다가, 각각의 직사각형 필터판(220)은 직물(225) 또는 가스 침투성 커버(223) 중의 어느 하나 또는 양자 모두에 의해 지지된 가열 요소(270)를 포함할 수 있다.
도 2a 내지 도 2b는 순응형 연료 가스 저장 탱크의 다른 예시적인 실시례를 나타내고 있다. 이 실시례는 도 1 내지 도 1c의 실시례와 많은 점에서 유사하고, 이러한 이유로, 상기 실시례들 사이의 유사한 참고번호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 유사하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 따라서, 상기 실시례들의 설명은 서로 포함되고, 상기 실시례들에 공통된 주제의 설명은 통상적으로 반복하지 않는다.
이제 도 2a를 참고하면, 순응형 연료 가스 저장 탱크가 본체(112a)와 단부 캡(112b)을 가지고 있는 하우징(112)을 포함하고 있다. 하우징(112)은, 이전 실시례와 유사하게, 내부(I)를 형성하는 다양한 외부 벽(113a-113f)과 내부(I)를 분할하는 내부 벽(115a-115e)을 가지고 있다. 외부 벽(113a-113f)은 수직축(Z)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 제1 바닥 벽(113a)과 제2 바닥 벽(113b), 상기 바닥 벽(113a, 113b)들 사이에 뻗어 있으며 가로축(Y)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 측 벽(113c, 113d), 그리고 상기 바닥 벽(113a, 113b)의 사이와 상기 측 벽(113c, 113d)의 사이에 뻗어 있으며 세로축(X)을 따르는 방향으로 이격되어 있는 단부 벽(113e, 113f)을 포함하고 있다. 도시된 실시례에서, 본체(112a)는 일체형 주물 부품(cast unitary component), 예를 들어, 다이-캐스트 부품(die-cast component), 로스트-폼-캐스트 부품(lost-foam-cast component), 샌드-캐스트 부품(sand-cast component), 또는 그밖에 유사한 것으로 될 수 있다. 다른 실시례에서는, 본 명세서에 명시적으로 도시되어 있지는 않지만, 본체(112a)가 개방 단부와 폐쇄 단부를 가지도록 주조될 수 있다. 상기 폐쇄 단부는 본체(112a)와 일체로 된 단부 벽(113e, 113f) 중의 하나를 포함하는 반면에 상기 개방 단부는 다른 단부 벽(113e, 113f)을 제공하는 단부 캡(112b)에 의해 폐쇄되고 밀폐되어 있다.
도 2b를 참고하면, 단부 캡(112b)이 단부 벽(113e, 113f)을 포함하고 있고, 또한 단부 벽(113e, 113f)의 주변부로부터 뻗어 나온 덮개(skirt)(113g)를 더 포함하고 있다. 단부 캡(112b)은 덮개(113g)의 단부 주위에 둘레방향으로 뻗어 있는 용접부(W)를 통하여 본체(112a)에 결합되어 있다. 추가적으로, 내부 벽(115a-115e)은 측 벽(113c, 113d)과 바닥 벽(113a, 113b)을 지나서 그리고 단부 벽(113e, 113f)에 형성된 대응하는 구멍(113h)을 통과하여 외부로 뻗어 있다. 내부 벽(115a-115e)의 세로방향 단부는 용접부(W)를 통하여 단부 벽(113e, 113f)에 결합될 수 있다. 다양한 용접부(W)가 하우징(112)을 폐쇄되게 밀폐시킬 수 있다.
내부 벽(115a-115e)은 높이가 다른, 예를 들어, 그럴 필요는 없지만, 교대로 높이가 다른 세로방향 단부를 포함할 수 있다. 보다 상세하게는, 내부 벽(115a-115e)의 각각은 높이가 다른 세로방향 양 단부를 포함할 수 있다. 보다 짧은 단부를 가지는 내부 벽(115a-115e)의 예는 하우징(112)의 세로방향 단부에 가로방향의 유동 채널(1171)을 형성하기 위해서 단부 캡(112b)과 협력할 수 있다. 이러한 가로방향의 유동 채널(1171)은 가스 침투성 유동 가이드(16)의 외측의 연료 가스의 전도성 크로스 플로(cross conductive flow)을 가능하게 하고, 원하는 경우, 상기한 바와 같이, 하우징(112)의 단부 벽(113e, 113f)을 가로지르지 않고 기다란 관통 채널(17)들 사이로 뻗어 있는 연결기(119, 219)의 통과를 가능하게 한다. 따라서, 하우징(112)은 양호한 열전달을 위해 하우징(112)을 통하여 앞뒤로 연료 가스의 꾸불꾸불한 유동(serpentine flow)을 더욱 촉진시키도록 다양한 내부 벽(115a-115e)을 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 3b는 순응형 연료 가스 저장 탱크의 다른 예시적인 실시례를 나타내고 있다. 이 실시례는 도 1 내지 도 2b의 실시례와 많은 점에서 유사하고, 이러한 이유로, 상기 실시례들 사이의 유사한 참고번호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 유사하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 따라서, 상기 실시례들의 설명은 서로 포함되고, 상기 실시례들에 공통된 주제의 설명은 통상적으로 반복하지 않는다.
도 3 및 도 3a를 참고하면, 순응형 연료 가스 저장 탱크는 본체(212a)와 단부 캡(212b)을 가지고 있는 하우징(212)을 포함하고 있다. 하우징(212), 이전 실시례와 같이, 다양한 외부 벽(213a-213f)과 내부 벽(215a-215e)을 가지고 있다. 도시된 실시례에서, 본체(212a)는 제1 셸(211a), 제2 셸(211b), 그리고 상부 셸과 하부 셸(211a, 211b)의 사이에 조립되어 결합된(예를 들면, 용접에 의해) 내부 벽(215a-215e)을 포함할 수 있다. 상기 셸(211a, 211b)은 구멍(211c)을 포함할 수 있고, 내부 벽(215a-215e)은 셸의 구멍(211c) 속으로 삽입하기 위해 내부 벽(215a-215e)으로부터 뻗어 나온 유지 탭(215f)을 포함할 수 있다. 유지 탭(215f)은 바람직하게는 제1 셸(211a)과 제2 셸(211b)의 외측 표면에 용접되어 있는데, 그곳이 용접 절차를 가장 손쉽고 편안하게 실행할 수 있기 때문이다.
하우징(212)은, 예를 들면, 먼저 내부 벽(215a-215e)의 유지 탭(215f) 중의 한 세트를 상기 셸(211a, 211b) 중의 하나의 셸의 구멍(211c)을 통과하도록 삽입한 다음, 상기 셸(211a, 211b)의 유지 탭(215f)을 용접하는 것에 의해 조립될 수 있다. 그 다음에, 유지 탭(215f) 중의 반대쪽에 배치된 세트가 다른 셸(211a, 211b)의 구멍(211c)을 통과하도록 수용된 다음, 유지 탭(215f)을 다른 셸(211a, 211b)에 용접하는 것에 의해서 다른 셸(211a, 211b)이 내부 벽(215a-215e)에 조립될 수 있다. 추가적으로, 본체(212a)의 조립을 완료하기 위해서 상기 셸(211a, 211b)은 자신의 측 벽(213c, 213d)의 이음매(S)를 따라서 함께 용접될 수 있다. 일단 본체(212a)가 구성되면, 단부 벽(213e, 213f)과 단부 벽(213e, 213f)의 주변부로부터 뻗어 나온 덮개(213g)를 포함하는 단부 캡(212b)이 용접부(W)(도 3b)를 통하여 본체(212a)에 결합되어 하우징 내부(I)를 둘러싼다. 내부 벽(215a-215e)의 세로방향 단부는, 상기한 바와 같이, 단부 캡(212b)에 의해 수용되어 단부 캡(212b)을 통과하고, 용접부(W)(도 3b)를 통하여 단부 벽(213e, 213f)에 밀폐되어 있다. 가로방향의 유동 채널은, 원한다면, 상기한 것과 같이, 내부 벽(215a-215e)의 세로방향 단부에 의해 형성될 수 있다.
하우징(212)의 일부를 구성하기 위해 이음매(S)를 따라서 용접될 수 있는 제1 셸(211a)과 제2 셸(211b)을 이용하는 것에 의해서, 하우징(212)의 전체 구성에 대한 설계 자유도가 있다. 구체적으로 말하면, 제1 셸(211a)과 제2 셸(211b)은 각각 상이한 형상과 외형을 가지도록 따로따로 제작된 다음, 특정 차량 플랫폼에 동반되는 패키징 요건에 가장 잘 맞도록 함께 조립될 수 있다. 예를 들면, 제1 셸(211a)은 다양한 차량에 대해 상당히 일관된 기본 형상을 가질 수 있고, 제2 셸(211b)은, 도 7과 관련하여 아래에 기술된 실시례와 같이, 특정 차량 공간에 보다 잘 맞추어지는 3차원 외형을 가질 수 있다. 이와 같이, 동일한 제1 셸(211a)은 몇 가지 상이한 차량에 대해 사용될 수 있는 반면에, 제2 셸(211b)은 차량마다 변경된다. 반드시 하우징(212)의 전체를 새롭게 다시 설계하여 제작할 필요없이 하우징(212)의 순응성을 조정하는 이러한 능력은 제조 설비의 단순성과 효율성을 증진시킨다.
도 7은 좌석(296), 좌석(296) 아래의 바닥(297), 그리고 바닥(297) 아래에 배치된 순응형 연료 가스 저장 탱크(410)를 포함하는 승용차(290)의 일부를 개략적으로 나타내고 있다. 상기 도면에 도시된 연료 가스 저장 탱크(410)는 도 1 내지 도 5의 실시례와 많은 점에서 유사하고, 이러한 이유로, 상기 실시례들 사이의 유사한 참고번호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 유사하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 따라서, 상기 실시례들의 설명은 서로 포함되고, 상기 실시례들에 공통된 주제의 설명은 통상적으로 반복하지 않는다.
연료 가스 저장 탱크(410)는 하부 셸(411a)과 이 하부 셸(411a)에 결합된 상부 셸(411b)을 가지고 있는 하우징(412)을 포함하고 있다. 상부 셸(411b)은 차량 바닥(297)의 비-평면 밑면에 대응하는 비-평면 외형을 가진 바닥 벽(412b)을 가지고 있다. 차량(290)에서 이용할 수 있는 바닥(297) 밑에 있는 어떠한 공간의 사용도 최적화하기 위해서 이와 같이 상기 연료 가스 저장 탱크(410)의 지오메트리(geometry)는 차량(290)의 지오메트리에 순응한다.
도 4는 순응형 연료 가스 저장 탱크(310)의 다른 예시적인 실시례를 나타내고 있다. 이 실시례는 도 1 내지 도 3b의 실시례와 많은 점에서 유사하고, 이러한 이유로, 상기 실시례들 사이의 유사한 참고번호는 여러 도면에 걸쳐서 대체로 유사하거나 대응하는 요소를 나타낸다. 따라서, 상기 실시례들의 설명은 서로 포함되고, 상기 실시례들에 공통된 주제의 설명은 통상적으로 반복하지 않는다.
순응형 연료 가스 저장 탱크(310)는 하우징(312)과 복수의 상이한 종류의 가스 침투성 유동 가이드(16) - 그 예는 위에 기술되어 있음 - 를 포함하고 있고, 상기 가스 침투성 유동 가이드(16)는 하우징(312) 내측의 기다란 관통 채널(17) 내에 뻗어 있다. 하우징(312)은 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽(313a, 313b) 그리고 상기 바닥 벽(313a, 313b)의 사이에 뻗어 있는 측 벽(313c, 313d)을 포함하는 외부 벽을 가진 본체(312a)를 포함하고 있다. 명료성을 기하기 위해 단부 벽은 도 4에서 생략되어 있다. 하우징(312)은 또한 상기 바닥 벽(313a, 313b)의 사이의 방향으로 뻗어 있는 제1 내부 벽(315a-315d)과 상기 제1 내부 벽 중의 바깥쪽 내부 벽(315a, 315d)로부터 측 벽(313c, 313d)으로 뻗어 있는 제2 내부 벽(315e-315f)을 포함하는 내부 벽을 포함하고 있다. 제2 내부 벽(315e, 315f)은, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 제1 내부 벽(315a, 315d)에 대해 수직으로 향하여 제1 내부 벽(315a, 315d)으로부터 뻗어나와 있다. 상기 내부 벽과 상기 외부 벽은 기다란 관통 채널(17a, 17b)을 형성한다. 제2 내부 벽(315e, 315f)은, 또한, 하우징(312)에 작용하는 측면 부하를 견디기 위해 하우징(312)에 저항력을 제공한다.
상기한 순응형 연료 가스 저장 탱크은 차량 프레임의 일부분으로서 차량에 지지될 수 있다. 도 6a는 섀시(92)에 의해 지지된 몸체(91)를 포함하는 자동차(90), 예를 들어, 승용차를 나타내고 있다. 상기한 순응형 연료 가스 저장 탱크 중의 임의의 순응형 연료 가스 저장 탱크 - 특히 도 1 내지 도 1c에 도시되어 있는 순응형 연료 가스 저장 탱크(10) - 는 섀시(92)의 일체로 된 구조적 지지부를 구성하기 위해서 사용될 수 있다. 구체적으로 말하자면, 도면에 도시되어 있는 것과 같이, 섀시(92)는 사이드 멤버(93)와 B-필러(94)를 포함할 수 있고, 상기 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)의 단부는 사이드 멤버(93)의 일부분과 B-필러(94)의 일부분에 용접되어 사이드 멤버(93)의 일부분과 B-필러(94)의 일부분의 사이에 놓여 있을 수 있다. 이 실시례에서, 순응형 연료 가스 저장 탱크(10)는 섀시(92)의 차량 바닥부의 일부분이다. 마찬가지로, 도 6b는 섀시(192)에 의해 지지된 몸체(91)를 포함하는 자동차(190), 예를 들어, 승용차형 트럭을 나타내고 있다. 상기한 순응형 연료 가스 저장 탱크 중의 임의의 순응형 연료 가스 저장 탱크 - 다시, 특히 도 1 내지 도 1c에 도시되어 있는 순응형 연료 가스 저장 탱크(10) - 는 섀시(192)의 일체로 된 구조적 지지부를 구성하기 위해서 사용될 수 있다. 여기에서, 본 실시례는, 섀시(192)가 사이드 레일(193)을 포함할 수 있고, 연료 가스 저장 탱크(10)의 측면부가 섀시(192)의 일체로 된 크로스-멤버로서 사이드 레일(193)의 부분들 사이에 용접되어 사이드 레일(193)의 부분들 사이에 놓여 있을 수 있다. 따라서 연료 가스 저장 탱크(10)는 섀시(192)의 차량 화물칸 부분의 일부분이고 화물칸 라이너(liner)(195)를 떠받친다.
바람직한 예시적인 실시례 및 관련된 예의 상기 설명은 사실항 단지 서술적인 것이고; 상기 설명이 첨부된 청구범위를 제한하는 것은 아니다. 첨부된 청구항에서 사용된 각각의 용어는 본 명세서에서 구체적이고 명료하게 달리 언급되어 있지 않으면 통상적이고 관례적인 의미로 받아들여져야 한다.

Claims (22)

  1. 순응형 연료 가스 저장 탱크로서,
    연료 가스를 수용하기 위한 내부를 형성하는 하우징으로서,
    상기 내부를 둘러싸고, 수직축을 따르는 방향으로 이격된 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽, 상기 바닥 벽들의 사이에 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격된 측 벽, 그리고 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 측 벽들의 사이에 뻗어 있으며 세로축을 따르는 방향으로 이격된 단부 벽을 포함하는 외부 벽, 및
    상기 내부를 분할하고, 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 단부 벽들의 사이의 방향으로 뻗어 있고 가로축을 따르는 방향으로 이격된 내부 벽을 가지고 있고,
    상기 내부 벽과 상기 외부 벽은, 가로방향으로 이격되어 있으며 상기 단부 벽들의 사이에서 세로방향으로 뻗어 있는 기다란 관통 채널을 형성하는,
    상기 하우징;
    상기 기다란 관통 채널 내에 배치된 연료 가스 저장 물질; 그리고
    상기 기다란 관통 채널들 중의 적어도 하나를 따라서 그리고 상기 채널 내의 연료 가스 저장 물질을 지나서 뻗어 있는 가스 침투성 유동 가이드;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하우징이 상기 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 연료 가스 운반 도관용 유입구와, 상기 연료 가스 운반 도관용 유출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기다란 관통 채널들 중의 적어도 하나가 복수의 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  4. 제3항에 있어서, 상기 기다란 관통 채널들 중의 적어도 하나가 적어도 네 개의 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  5. 제1항에 있어서, 상기 가스 침투성 유동 가이드가 두 개 이상의 겹쳐 쌓인 필터 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  6. 제1항에 있어서, 상기 가스 침투성 유동 가이드가 가스 침투성 커버에 의해 둘러싸인 직물을 포함하는 직사각형 필터판을 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  7. 제1항에 있어서, 하나 이상의 가스 침투성 유동 가이드가 상기 기다란 관통 채널들의 각각을 통하여 뻗어 있고, 상기 가스 침투성 유동 가이드는, 가스가 상기 기다란 관통 채널을 통하여 꾸불꾸불하게 앞뒤로 뻗어 있는 상기 가스 침투성 유동 가이드를 통하여 유동할 수 있도록 연결기에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  8. 제1항에 있어서, 상기 측 벽과 상기 단부 벽은 상기 바닥 벽보다 짧은 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  9. 제1항에 있어서, 단부 캡이 상기 단부 벽들 중의 적어도 하나를 포함하고 있고, 상기 내부 벽은 상기 측 벽과 상기 바닥 벽을 세로방향으로 지나서 그리고 상기 단부 벽의 대응하는 구멍을 통과하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  10. 제1항에 있어서, 본체가 상기 바닥 벽, 상기 측 벽, 및 상기 내부 벽을 포함하고 있고, 단부 캡이 상기 단부 벽을 포함하고 있으며, 상기 단부 벽으로부터 뻗어나온 덮개가 상기 본체에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  11. 제1항에 있어서, 본체가 상기 바닥 벽, 상기 측 벽, 및 상기 내부 벽을 포함하고 있고, 상기 본체는 압출 또는 다이캐스트된 일체형 구성요소인 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  12. 제1항에 있어서, 본체가 상기 바닥 벽, 상기 측 벽, 및 상기 내부 벽을 포함하고 있고, 상기 본체가 상부 셸, 하부 셸 및 상기 상부 셸과 상기 하부 셸의 사이에 조립되어 결합된 내부 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  13. 제1항에 있어서, 단부 캡이 상기 단부 벽들 중의 적어도 하나를 포함하고 있고, 상기 내부 벽은 상기 단부 캡과 협력하도록 높이가 다른 세로방향 단부를 포함하여 연료 가스의 크로스 플로를 위해 탱크 하우징의 세로방향 단부에 가로방향의 유동 채널을 형성하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  14. 제13항에 있어서, 상기 하우징을 통하여 앞뒤로 연료 가스의 꾸불꾸불한 유동을 촉진시키기 위해서 상기 세로방향 단부는 교대로 높이가 다르게 되어 있는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  15. 자동차로서,
    차량 섀시; 그리고
    상기 섀시의 구조적 지지부로서 순응형 연료 가스 저장 탱크를 포함하고 있고, 상기 연료 가스 저장 탱크가
    내부를 형성하며, 수직축을 따르는 방향으로 이격된 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽, 상기 바닥 벽들의 사이에 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격된 측벽, 그리고 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 측 벽들의 사이에 뻗어 있으며 세로축을 따르는 방향으로 이격된 단부 벽을 포함하고, 상기 내부를 가로방향으로 이격되어 있으며 상기 단부 벽들의 사이에서 세로방향으로 뻗어 있는 기다란 관통 채널로 분할하는 내부 벽을 더 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내부 내에 그리고 상기 기다란 관통 채널의 각각에 배치된 연료 가스 저장 물질; 그리고
    상기 하우징의 단부 벽들 사이에서 상기 하우징의 내부를 통하여 앞뒤로 연료 가스를 보내도록 구성되어 있으며, 상기 하우징의 내부의 제공된 상기 기다란 관통 채널의 각각을 따라서 뻗어 있는 적어도 하나의 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 연료 가스 운반 도관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차.
  16. 제15항에 있어서, 상기 순응형 연료 가스 저장 탱크가 차량 바닥의 일부분인 것을 특징으로 하는 자동차.
  17. 제15항에 있어서, 상기 순응형 연료 가스 저장 탱크가 차량 화물칸의 일부분인 것을 특징으로 하는 자동차.
  18. 제15항에 있어서, 상기 본체가 하부 셸과 상부 셸을 포함하고 있고, 상부 셸은 하부 셸에 결합되어 있으며 차량의 일부분의 비-평면 파동형 밑면에 대응하는 비-평면 파동형 외형을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 자동차.
  19. 순응형 연료 가스 저장 탱크로서,
    내부를 형성하며, 수직축을 따르는 방향으로 이격된 제1 바닥 벽과 제2 바닥 벽, 상기 바닥 벽들의 사이에 뻗어 있으며 가로축을 따르는 방향으로 이격된 측벽, 그리고 상기 바닥 벽들의 사이와 상기 측 벽들의 사이에 뻗어 있으며 세로축을 따르는 방향으로 이격된 단부 벽을 포함하고, 상기 내부를 가로방향으로 이격되어 있으며 상기 단부 벽들의 사이에서 세로방향으로 뻗어 있는 기다란 관통 채널로 분할하는 내부 벽을 더 포함하는 하우징;
    상기 하우징의 내부 내에 그리고 상기 기다란 관통 채널의 각각에 배치된 연료 가스 저장 물질; 그리고
    상기 하우징의 단부 벽들 사이에서 상기 하우징의 내부를 통하여 앞뒤로 연료 가스를 보내도록 구성되어 있으며, 상기 하우징의 내부의 제공된 상기 기다란 관통 채널의 각각을 따라서 뻗어 있는 적어도 하나의 가스 침투성 유동 가이드를 포함하는 연료 가스 운반 도관;
    을 포함하고 있고,
    상기 제1 바닥 벽 및 제2 바닥 벽과 상기 측 벽을 포함하는 하우징의 본체는 상기 측 벽의 이음매를 따라서 함께 결합되는 상부 셸과 하부 셸로 구성되고, 상기 내부 벽은 상기 상부 셸 또는 하부 셸 중의 적어도 하나에 형성된 구멍을 통하여 수용되어 상기 상부 셸 또는 하부 셸 중의 상기 적어도 하나에 밀폐되게 결합되는 유지 탭을 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  20. 제19항에 있어서, 상기 연료 가스 저장 물질은 수소 저장 물질 또는 천연 가스 저장 물질인 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  21. 제19항에 있어서, 상기 가스 침투성 유동 가이드는 연료 가스의 대량 유동을 안내하는 유동 통로를 한정하는 구조 벽과, 상기 구조 벽에 의해 지지된 멤브레인을 포함하는 필터 튜브이고, 상기 구조 벽과 상기 멤브레인은 연료 가스가 상기 유동 통로의 내측으로부터 상기 필터 튜브의 외측으로 확산될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
  22. 제19항에 있어서, 상기 연료 가스 운반 도관은 각각의 기다란 관통 채널에 복수의 가스 침투성 유동 가이드를 포함하고 있고, 상기 유동 가이드의 각각은 연료 가스의 대량 유동을 안내하는 유동 통로를 한정하는 구조 벽과, 상기 구조 벽에 의해 지지된 멤브레인을 포함하는 필터 튜브이고, 상기 구조 벽과 상기 멤브레인은 연료 가스가 상기 유동 통로의 내측으로부터 상기 필터 튜브의 외측으로 확산될 수 있게 하고, 상기 연료 가스 운반 도관이, 연료 가스가 유입구에서 유출구까지 상기 하우징의 내부를 통하여 앞뒤로 보내질 수 있도록 상기 필터 튜브의 유동 통로를 연결시키며 상기 하우징의 단부 벽을 통하여 뻗어 있는 비-침투성 연결기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 순응형 연료 가스 저장 탱크.
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