增加气体储存容量的压力容器的制作方法

文档序号:13668460阅读:296来源:国知局
增加气体储存容量的压力容器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年3月13日提交的美国临时申请号62/132508的优先权,其全部内容通过引用的方式并入本文。



背景技术:

罐可用于在压力下容纳流体。在某些情形下,需要具有壁相对薄以及重量相对低的罐。举例而言,在车辆燃料箱中,相对薄的壁允许更高效地利用可用空间,且相对低的重量允许车辆以更高的能效移动。最近的研究表明,通过使用吸附剂相对于现有贮存罐降低压力或提高贮槽中气体的储存容量,吸附剂材料(诸如,活性碳和/或金属有机骨架)可用于储存气体(诸如,天然气)。(参见zakaria等人,int'ljourn.rec.rsrch.appl.stud.9:225‐230,2011)。



技术实现要素:

此发明内容用于以简化形介绍在下面的实施方式中进一步描述的一些概念。此发明内容并不是为了确定所要求保护主题的主要特征,并且也不是为了帮助确定所要求保护主题的的范围。

在一个实施例中,气体系统包括:其被配置为在压力下储存气体的容器、配件、气体管、吸附剂、以及过滤器。配件被配置为覆盖容器的开口,并且以至少达到特定的气体压力来密封容器的开口。气体管被配置为通过配件中的第一孔插入,使得容器内的气体管的部分长度至少是容器长度的一半,并且容器中气体管的部分包括多个孔。在其他实施例中,气体管可以沿着容器的长度延伸不到一半的距离。在一些实施例中,气体管可以包括多个间隔开的段,例如气体管可以分支成大致平行于容器的轴线延伸的几个管段。吸附剂以颗粒形式位于容器中以及气体管外部,并且所述吸附剂被配置为吸附容器中的部分气体,其中颗粒的特性尺寸允许颗粒被过滤,如下文所述。过滤器耦接到气体管并且被配置为覆盖容器中气体管部分中的多个孔,并且过滤器被配置为允许气体进入和离开气体管并且防止吸附剂进入气体管。

在一个示例中,配件呈圆柱形并且具有外部螺纹,所述外部螺纹被配置为啮合容器的开口上的内部螺纹以形成对容器的开口密封。在另一个示例中,过滤器是被配置为将颗粒过滤至约5微米的网状过滤器。在另一个示例中,网状过滤器通过至少两个夹钳固定到气体管。在另一个示例中,气体系统还包括通过配件中的第二孔插入的管,使得管的一部分位于容器的内部。在另一个示例中,气体系统还包括至少部分地位于容器中的管的该部分中的温度探针,其中所述温度探针被配置为产生指示容器内部的温度的信号。

在另一个示例中,卸压装置耦接到容器的第二开口。在另一个示例中,具有垂直于容器的轴线的横截面的容器的一部分的直径大于容器的开口的直径。在另一个示例中,过滤器通过焊接固定到气体管。在另一个示例中,气体系统还包括被配置为将电荷输送至吸附剂与产生热量并且增加气体从吸附器的解吸或释放速率的装置。

在另一个示例中,气体系统还包括至少一个吸附剂屏障,其被配置用于防止容器内的吸附剂通过容器的该开口或者容器的另外一个开口中的一个或两个而离开容器。在另一个示例中,至少一个吸附剂屏障在一个或多个位置被刺穿以允许一个或多个组件穿过所述至少一个吸附剂屏障。在另一个示例中,吸附剂被配置为通过耦接到气体管的真空经由穿过容器中的该开口或容器中的另一个开口中的一个的管而插入到容器中,并且所述真空被配置为在气体管中产生真空,使得吸附剂从吸附剂源被吸入到容器中。在另一个示例中,气体管中的孔被分布成使得气体能够在容器的多个不同位置处从气体管流入到容器中和从容器流入到气体管中。

在另一个实施例中,一种用于用气体填充容器的方法,其中容器包括呈颗粒形式的吸附剂以及气体管,所述气体管延伸到容器中并且具有由过滤器覆盖的多个孔,所述过滤器被配置为防止吸附剂进入所述气体管。所述方法包括:将气体流从气体源通过气体管充入到容器中,直到容器内部的压力达到高填充压力,响应于容器内部的压力和热量而暂停或减缓将气体流充入到容器中,直到容器内部的压力或热量被优化以进行吸附,恢复气体流从气体源通过气体管进入容器中,直到容器内部的压力或热量达到特定填充压力,重复暂定或减缓气体流以及恢复气体流,直到容器中的压力不再降低到低填充压力,以及响应于容器中的压力不降低到低填充压力而使气体源与容器断开连接。

在另一个实施例中,一种用于为车辆提供提供动力的系统包括气体系统、引擎、气体管线和压力调节器。所述气体系统包括容器、在容器内部呈颗粒形式的吸附剂以及气体管,所述吸附剂被配置为吸附容器内的气体,所述气体管延伸到容器中并且具有由过滤器覆盖的多个孔,所述过滤器被配置为防止吸附剂进入所述气体管。所述引擎被配置为使用容器中的气体为车辆提供动力。气体管线被配置为将气体流从气体管引导到至少一个喷射器,所述喷射器被配置为将气体注入到引擎中。压力调节器耦接到气体管线,并且被配置为调节气体流中气体的压力,使得气体在调节压力下到达至少一个喷射器,其中调节压力在约5psi至约149psi范围内。

在一个示例中,所述系统还包括电子控制单元,其被配置为至少控制压力调节器。在另一个示例中,所述系统还包括燃料选择器开关,其被配置为允许用户选择性地控制到达引擎的燃料,其中所述燃料是来自系统的气体、汽油燃料或柴油燃料中的一种或多种。在另一个示例中,所述系统还包括真空泵,其被配置为减少气体管线中的压力以提高气体从吸附剂的释放速率。在另一个示例中,容器具有基于额定工作压力而选择的壁厚度,并且其中额定工作压力小于或等于约3600psi。在另一个示例中,容器的形状是球体形状、立方体形状或直角棱柱形状中的一种。在另一个示例中,容器基于车辆的特定空间或特定密封空间而成形。

在另一个实施例中,一种用于用气体填充容器的气体压缩机系统。所述气体压缩机系统包括气体压缩机、容器和压力开关,所述容器被配置为容纳加压式气体。压力开关被配置为使压缩机开始用气体填充容器,确定容器中的气体已达到高填充压力,响应于确定容器中的压力已经达到高填充压力而停止压缩机用气体填充容器,确定容器中的压力已达到低填充压力,以及响应于确定容器中的压力已达到低填充压力而使压缩机重新开始用气体填充容器。

在一个示例中,容器被配置为安装在车辆上。在另一个示例中,压缩机与容器的安装分开地安装在车辆上。在另一个示例中,安装在车辆上的压缩机被配置为除了用气体填充容器外还向车辆的空调系统提供动力。在另一个示例中,气体压缩机系统还包括真空泵,其被配置为在填充容器期间将气体压缩到容器中以及还被配置为在操作车辆期间降低容器中的压力。在另一个示例中,气体压缩机系统还包括气体检测装置,其被配置为感测气体压缩机系统外部的气体,并且响应于检测到气体压缩机系统外部的气体而中断压缩机的操作。

附图说明

通过参考结合附图的以下详细描述,本公开主题的前述方面和很多附带有点将变得更容易认识同样变得更好理解,其中:

图1描述了根据本发明的吸附天然气(ang)系统的一个实施例;

图2a和2b分别描述了根据本发明的固定在气体管上的过滤器的实施例的侧视图和局部剖视图;

图3描述了根据本发明的图1中描述的ang系统将气体供应到消耗装置的系统的实施例;

图4a和4b描述了根据本发明的固定在气体管上的过滤器的不同实施例;以及

图5描述了根据本发明填充容器同时监测容器中压力的方法。

具体实施方式

以下结合附图阐述的详细描述旨在作为所公开主题的各种实施例的描述,并且不旨在表示仅有的实施例。在本发明中所描述的每个实施例仅作为示例或说明,而不应该被解释为较佳或优于其他实施例。本文中所提供的说明性示例不旨在穷举或者将所要求保护的主体限制为所公开的精确形式。类似地,本文所描述的任何步骤可以与其他步骤或步骤的组合互换以便实现相同或实质上类似的结果。

本发明通常涉及压力容器,例如气体储存容器(例如,“气瓶”或“罐”),其包括用于提高压力容器的储存容量的气体吸附剂。使用气体吸附剂的一个挑战是气体吸附与温度成反比——吸附剂在较低温度下更容易吸附气体,在较高温度下更容易释放(解吸附)气体。在某些条件下,通过压力容器(例如,阀)周边上的单个入口点用气体填充压力容器或冷却进入压力容器的气体,并因此冷却在容器的入口处的吸附剂。一旦压力升高到接近目标压力(例如,约2000psi)并且吸附剂开始吸附过程,气体的加热发生,并且在此时较热的吸附剂减少压力容器的储存容量。通过降低输送效率来削弱有用性是因为:当气体从吸附剂释放时,气体和吸附剂自然冷却,这又降低了气体分子从容器中的吸附剂的释放速率。进一步削弱吸附及解吸附或者释放速率是容器的单个入口点和出口点以及吸附剂(例如,活性炭)低的热传递。

本文中所述的系统和方法的一些实施例涉及(a)冷却吸附天然气(“ang”)以在填充期间加速吸附,以及(b)当需要释放时通过加热ang来加速气体的释放。这些实施例在某些情况下可能是有用的,诸如在井口处储存天然气,压缩天然气(cng)加燃料站,cng的运输,用ang罐替换液化石油气(lpg),以及用cng运行车辆。除此之外,其他情况也可以从本文所公开的实施例中受益,特别是更好地利用气体和气体容器的吸附剂。吸附剂的有效使用将以更经济和有效的方式提高储存、运输和释放气体的能力。

图1中所描述的是ang系统100的一个实施例。ang系统包括压力器皿容器117,诸如罐或气瓶。容器117被配置为储存天然气。在一些实施例中,容器117具有工作压力等级,其为该容器117被配置为用天然气填充时达到的压力。在一个示例中,容器117具有约3600磅/平方英寸(psi)的工作压力等级。如本文中所使用,术语“约”是指在目标值的5%以内。

容器117容纳吸附剂113。在一些实施例中,吸附剂113包括活性炭、金属有机骨架或被配置用于吸附天然气的任何其他材料中的一种或多种。活性炭通常是经过处理以具有增加表面积的低容积小孔(即,高微孔度)的炭。在一些示例中,一克活性炭具有超过500m2的表面积。在一些实施例中,吸附剂113是粉末形式的活性炭(例如,吸附剂颗粒尺寸在约0.01微米和4000微米之间或更多)。相比于在容器117中没有吸附剂113的情况下容器117能够储存的天然气,在容器117中具有吸附剂113的情况下,容器117能够在工作压力等级内存储更多的天然气。一般而言,较小的颗粒尺寸提供较大的表面积来储存气体。

在图1所示的实施例中,ang系统100包括在容器117一端的配件111和在容器117的相对端的压力释放装置(prd)118。在一个实施例中,配件111为圆柱体形状。在一些示例中,配件111的圆柱体形状具有约1英寸至约3英寸范围内的直径。在其他示例中,配件111具有基于容器117的开口的其他尺寸。在其他实施例中,配件111具有不同的形状或形状的组合,例如长方体、圆锥体形状等。配件111被配置为允许某些组件进入容器117的内部,同时维持容器的密封以及任何组件足以耐受容器117中高达工作压力等级的气体压力。在所述实施例中,配件111具有外部螺纹112,其被配置为与容器117的内部螺纹啮合。在一些实施例中,配件111由金属材料(例如,黄铜、铝、不锈钢)、非金属材料(例如,塑料、弹性体)或其一些组合制成。在所述实施例中还示出了配件111包括孔103a,103b,104,和105,这些孔被配置为允许某些组件进入容器117的内部。虽然配件111的所述实施例中包括四个孔103a,103b,104,和105,配件的其他实施例包括任何数量的孔。在一些实施例中,孔103a,103b,104,和105具有约1/8英寸至约1/2英寸范围内的直径。在其他实施例中,基于容器117的应用和尺寸,孔103a,103b,104,和105具有大于1/2英寸的直径。

在图1所示的实施例中,ang系统100包括穿过孔105的气体管114。在一些实施例中,气体管114为圆柱体形状(即,垂直于气体管114的轴线的气体管114的横截面具有圆形形状)。在其他实施例中,垂直于气体管114的轴线的气体管114的横截面具有非圆形形状,诸如正方形、矩形、三角形等。气体管114提供气体管道,并且在许多应用(例如,低压应用)中,横截面形状可以是任何方便的形状。在其他实施例中,气体管114具有一个或多个分支,该分支具有连接到气体管114的类似过滤器附件。在其他实施例中,为了结构稳定性,气体管具有与容器117内部的其他组件(例如,温度探针102或热流体回路106)连接的附接分支。在一些实施例中,当容器114中的压力相对较低时,使用非圆形横截面形状。气体管114允许将天然气引入到容器117或者从容器117中取出。气体管114包括位于容器117中的端部以及位于容器117外部的出口端108。在一些情况下,出口端108选择性地耦接到天然气源以将天然气引入到容器117中,并且耦接到使用天然气的装置(例如,车辆的引擎)以从容器117中取出天然气。在一些实施例中,气体管114由包括不锈钢、其他金属、塑料、弹性体或其任何组合的材料制成。在一些实施例中,气体管114由不会由于压力、热量或与容器117中的气体发生化学反应而降解的一种或多种材料制成。

如图2a和2b中所述的实施例所示,气体管114包括孔121,其被配置为允许气体从气体管114进入到容器117中,反之亦然。在一些实施例中,气体管114的孔121具有相同的尺寸(例如,直径1/6英寸的孔)。在一些实施例中,气体管114的孔121具有不同的尺寸(例如,至少一个孔的具有约0.2mm、约0.4mm、约0.6mm及约0.8mm中任一个的直径)。孔121之间的间隔可以是任何距离,诸如约0.2mm、约0.4mm、约0.6mm或约0.8mm。

在一些实施例中,基于气体进入容器117内部的位置(与气体管114内的空间不同)来确定孔121的位置分布,使得由焦耳‐汤姆逊效应所引起的冷却覆盖更大的面积,从而更均匀地冷却容器117。在某些条件下,当气体被添加到容器117中时,这种冷却效应加速气体分子附着到吸附剂113的速率。一旦容器中的压力达到特定压力(例如,在某些条件下为2000psi),气体(以及因此容器)温度升高,这减缓了气体吸附到吸附剂113中的速率。

在容器117中使用吸附剂113的一个困难是吸附剂损耗的可能性,特别是在气体通过气体管114从容器117释放期间。这种损耗不仅耗尽容器117中的吸附剂113的量,而且通过气体管114所损耗的吸附剂能够传递到消耗气体的装置或系统(例如,车辆的引擎)。吸附剂113对这些装置和系统的运行可能是有害的。在一些示例中,如果允许吸附剂113从容器117逸出,那么吸附剂113能够堵塞阀、配件、压力调节器、燃料轨道、燃料喷嘴等。

如图2a和2b中所述的实施例所示,气体管114包括过滤器115,其被配置为防止吸附剂113离开容器117。在一些实施例中,过滤器是网状过滤器,其被配置为将颗粒(例如,吸附剂113的颗粒)的尺寸筛选为小至5微米。在一些示例中,网状过滤器是不锈钢网,其耐受在约‐60℉至约200℉或更大范围内的温度。在一些实施例中,过滤器115允许气体和/或液体(例如,伴随着气体的水分)从容器117进入气体管114。当打开阀(例如,耦接到出口108的阀)以允许气体离开气体容器117时,气体穿过过滤器115通过多个孔121中的一个进入气体管114,然后通过气体管114在配件111中的部分离开容器117。以这种方式,过滤器115允许气体离开容器117,同时将吸附剂113保持在容器117内部。

在一些实施例中,诸如在图4a中所示的管组件400的实施例中,过滤器115是围绕气体管114设置的单个网,以覆盖所有孔121。在一个示例中,过滤器115是由不锈钢制成的单个网,其被配置为过滤出吸附剂颗粒和细粒。在一些实施例中,吸附剂113的个别颗粒的尺寸(例如,6微米或更大)大于不锈钢网状过滤器中的孔隙的尺寸(例如,5微米或更小)。在一些实施例中,具有小孔隙的不锈钢网状过滤器115被焊接成某个形状以紧密公差围绕在气体管114外部安装。在一些实施例中,过滤器115通过夹钳120(例如,耳夹)固定在气体管114上,如图2a所示。在其他实施例中,过滤器115通过使用圆柱形夹钳或粘结剂(所述粘结剂不会由于暴露于温度、压力、气体或吸附剂113而降解)而固定在气体管114上,通过一个或多个焊接到气体管114,以这种方式或以任何其他方式防止吸附剂113通过气体管114从容器117逸出。在一些实施例中,过滤器115为金属(例如,不锈钢)。在其他实施例中,过滤器115由其他材料制成,所述材料被配置为过滤出吸附剂113的颗粒,并且不会由于压力、热量或与容器117中的气体发生化学反应而降解。

在一些实施例中,诸如在图4b中所示的管组件402的实施例中,过滤器115包括多个过滤器片件115a和115b,其中每个覆盖一些孔121而并非所有孔121。在一个示例中,其中气体管114包括至少在容器117内部的至少15英寸的长度,具有具有5/8英寸的直径,以及1/8英寸直径的孔洞121,过滤器115包括呈12英寸长和3/8英寸宽的过滤器片件。在图4b所示的示例中,其中一些孔121沿着管轴向地设置,每个过滤器片件115a和115b覆盖一列孔121。在其他示例中,过滤器115包括可以覆盖任何数量孔121(从覆盖单个孔121到覆盖所有孔121)的过滤器片件。

如图1和2a中所示,在所述实施例中的气体管114被配置为延伸穿过容器117的长度至少一半。在一些实施例中,气体管114被配置为延伸穿过容器117的长度的约75%,穿过容器117的长度的约90%,穿过容器117的长度在过容器117的长度至少一半到容器117的长度的约90%或更多的范围内。

气体管114的这种结构的一个益处是增加了在整个容器117内从吸附剂113吸附和释放气体的效率。在容器具有单个入口/出口的示例(例如,在所示的容器117上的配件111处)中,引入到容器内的气体具有从单个入口/出口输送到在容器远端的吸附剂的长路径。为了利用在容器远端的吸附剂,气体必须被入口/出口和容器的远端之间的所有吸附剂吸附和释放。这个过程缓慢而且低效。相反,ang系统100包括延伸穿过容器117的长度的至少大部分的气体管114。气体管114自身不包括吸附剂,使得气体通过管114从配件111自由地流动到所有孔121。这将从自由流动气体到吸附剂113的任何部分的距离减少到从吸附剂的任何部分到最近的孔121的距离。以这种方式,气体从气体管114吸附到吸附剂113中(在用气体填充容器117时)的速率以及气体从吸附剂113释放到气体管114中(在气体从容器117释放期间)的速率由于从气体管114中的孔121到吸附剂的距离变短而增大。

在图1所示的实施例中,ang系统100包括温度测量装置101和温度探针102。在一些实施例中,温度探针102时热电偶并且温度测量装置101是热电偶测量装置,其被配置为产生指示容器117内温度的信号。如图1所示,温度探针102穿过配件111中的孔104以进入容器117的内部。在一些实施例中,由温度测量装置101产生的信号被装置(例如,控制器)使用以控制气体通过气体管114流入容器117中(例如,通过打开耦接在加压气体源和气体管114之间的阀),气体通过气体管114从容器117流出(例如,通过打开耦接在气体管114和消耗气体的装置或系统之间的阀),加热容器117(例如,通过循环容器117中的加热流体,如下面更详细讨论的)以及冷却容器117中的一个或多个。

在一些实施例中,温度测量装置101或温度探针102被插入特定的深度以测量容器117内不同区域的温度(例如,当容器117加压时)。或者,多个温度测量装置101和/或温度探针可以被插入以测量容器117内不同区域中的温度。在一些实施例中,根据应用可以改变温度探针102的形状、长度和角度。在一些实施例中,温度探针102由金属、金属合金或者允许温度测量装置101测量吸附剂113和气体的温度的任何其他材料制成。在一个实施例中,温度探针102是直管,直径为1/8英寸,长度为24英寸并且插入到容器117中,所述容器117的长度为1米,其中温度测量装置101或温度探针102通过孔104插入到管中。在另一个实施例中,管类似于先前的示例,但是在其中点处(例如,在容器117内约12英寸处)具有20度的角度。在某些情况下,当温度探针102测量不与容器117的壁、气体管104或热流体回路116(下面讨论)相邻设置的吸附剂113时,温度探针102的设置是最有效的。

在图1所示的实施例中,ang系统100包括热流体回路116。热流体回路116具有第一端109和第二端110。热流体回路116通过孔103a从第一端109进入容器117的内部,并且通过孔103b从第二端110离开容器117的内部。热流体回路116允许流体通过以加热或冷却容器117中的吸附剂113以及容器117中的任何气体。在一些实施例中,热流体回路116在容器117内部的部分由金属材料(例如,铜)制成,其被配置为耐受容器内部的条件,而热流体回路116在容器117外部的部分由挠性材料(例如,橡胶管)制成。在一个示例中,热流体回路116在容器117内部的部分是由铜或铜合金(例如,高压铜合金)制成的1/4英寸直径的金属管。在另一个示例中,热流体回路116在容器117外部的部分具有1/2英寸的直径或者基于容器117的填充或释放需求的其他尺寸。在图1和2a中所述的具体实施例中,热流体回路116在容器117内部的部分是围绕气体管114的螺旋结构。在附图中未示出的另一个实施例中,热流体回路116在容器117的远端附近的“u形回转”部分基本上平行于容器117的轴线从配件111延伸。容器117内部的热流体回路116的结构的其他实施例是可能的。

在一些实施例中,热流体回路116的第一端109和第二端110与热源流体连通。在一个示例中,热流体回路116的第一端109从高于容器117的温度(例如,在约145℉至约165℉范围内)的热源接收流体,所述流体穿过热流体回路在容器117中的部分,使得热量从流体转移到容器117中的吸附剂和/或气体,并且流体从热流体回路116的第二端110返回到热源。在一个示例中,容器117安装在车辆(例如,汽车)上,并且热源是用于引擎的冷却系统。

在一些实施例中,热流体回路116的第一端109和第二端110与冷却系统流体连通。在一个示例中,热流体回路116的第一端109从低于容器117的温度的冷却系统接收流体,所述流体穿过热流体回路在容器117中的部分,使得热量从容器117中的吸附剂和/或气体转移到流体,并且流体从热流体回路116的第二端110返回到冷却系统。

在图1所示的实施例中,ang系统100包括吸附剂屏障106和107。吸附剂屏障106和107被配置为允许接近容器(例如,接近穿过配件111的组件、prd118等)。吸附剂屏障106和107防止吸附剂113从容器117的损耗,并且防止吸附剂113接触容器117的孔口,阀或其他组件将附接到所述孔口(例如,配件111螺纹连接到螺纹,prd118等)。在一些实施例中,吸附剂屏障106和/或吸附剂屏障107由柔性材料(例如,塑料、橡胶)制成。在一些实施例中,吸附剂屏障106和/或吸附剂屏障107被配置为围绕进入容器117的管安装,和/或当正在用吸附剂113填充容器117时,覆盖容器117的开口。在某些情况下,在已经用吸附剂113填充容器117之后,吸附剂113保持吸附剂屏障106和107。

除此之外,吸附剂屏障106和107被配置为通过防止螺纹的磨损或污染来保护容器117的孔口。吸附剂屏障106和107还被配置为当用吸附剂113填充容器117时或如果移除组件(例如,配件111,prd118等)成为必要时,防止吸附剂113逸出。在一些实施中,吸附剂屏障106和/或吸附剂屏障107具有在约6英寸到约10英寸范围内的直径以及在约1/32英寸至约1/16英寸范围内的厚度。在一些实施例中,吸附剂屏障106和/或吸附剂屏障107具有特定形状(例如,圆形)以恰当地安装在容器117中,进而包括容器117中的一个或多个孔口。在一些实施例中,吸附剂屏障107被穿孔使得其围绕吸附剂输送管拉伸并且覆盖除其中固定配件111的开口外的不同开口。在其他实施例中,诸如当容器117具有一个或多个开口时,吸附剂屏障107被穿孔以容纳其他组件(例如,热探针102、气体管114、热流体回路116)或其组合,这取决于特定配置。

ang系统100能够将气体供应到系统内的消耗装置,诸如图3中所示的系统300内的消耗装置310。系统300包括耦接到填充气体管线304的燃料选择器开关或填充喷嘴301。填充喷嘴301被配置为耦接到气体源(例如,天然气),诸如压缩天然气瓶、天然气管线(例如,在住宅或企业处)或者任何其他气体源。填充气体管线304通过高压过滤器302将气体从填充喷嘴301载运到ang系统100。在一些实施例中,高压过滤器301被配置为从穿过填充气体管线304的气体过滤出液体,诸如油或水。配件111被配置为将通过填充气体管线304接收到的气体导入容器117中的气体管114。

在系统300中,配件111耦接到供应气体管线309,其至将气体从ang系统100载运到消耗装置310。在一个实施例中,供应气体管线309是不锈钢无缝管。通过气体管114离开容器117的气体进入供应气体管线309,并且通过高压过滤器303。高压过滤器303被配置为过滤出从容器117逸出的气体中的任何吸附剂113(例如,通过过滤器115)。

然后,气体经由供应气体管线309穿过直角回转阀305、锁止阀306及止回阀307。直角回转阀305被配置为允许手动打开和关闭供应气体管线309。锁止阀306是被配置用于阻断通过供应气体管线309的任何不期望流动的安全阀。止回阀307被配置为确保气体仅在一个方向上(例如,在朝向消耗装置310的方向上)输送。

经由供应气体管线309从止回阀307流出的气体穿过压力调节装置308到达消耗装置310。如果在压力调节器308之前穿过供应气体管线309的气体的压力高于阈值压力(例如,100psi),那么压力调节器308被配置为将离开压力调节器308的气体的压力降低至处于阈值压力或低于阈值压力。在一些实施例中,压力调节器308包括压力换能器和/或温度传感器。

在一些实施例中,系统300还包括燃料选择器开关317,其被配置为允许用于在用来自供应气体管线309的气体、用液体燃料(例如,汽油或柴油)源316、或用自供应气体管线309的气体和液体燃料的一些组合来供应消耗装置310之间进行选择。在一些实施例中,燃料选择器开关317被配置为向用户提供有关容器117中压力的信息。在一些实施例中,系统300包括真空泵315,其被配置为降低供应气体管线309中的压力以增加气体从吸附剂113的释放速率。

ang系统100和系统300的上述实施例能够用于执行某些功能。在某些情况下,ang系统100被配置为在对容器117加压时过滤来自吸附剂113的气体。在某些情况下,ang系统100被配置为增加(a)在填充期间通过冷却吸附气体、(b)通过加热从吸附剂113释放气体、以及(c)使用温度测量装置101和温度探针102(例如,热电偶探针)来监测容器117内的温度的效率。在一个实施例中,系统包括配件,其被配置为固定到容器的孔口,所述配件具有用于组件(诸如,气体管、温度探针或热流体回路)的一个或多个孔。

在一些实施例中,气体管114用作冷却组件。如上文所述,在某些情况下,通过气体管114中的孔121进入容器117内部的气体由于焦耳‐汤姆森效应而产生冷却效应,从而冷却容器117。在某些情况下,当气体被添加到容器117中时,这种冷却效应加速气体分子附着到吸附剂113的速率。一旦容器中的压力达到特定压力(例如,在某些条件下的2000psi),气体(以及因此容器)温度升高,这减缓了气体吸附到吸附剂113中的速率。

在一些实施例中,用气体填充容器117包括将气体引入到容器117中,同时监测容器117中的气体压力。在一些示例中,也监测容器117中的温度。在图5中示出了填充容器117同时监测容器117中压力的方法500的实施例。在方框502,气体被引入到容器117中。在方框504,响应于容器117中的压力达到高填充压力(例如,3600psi),暂停或减缓将气体引入到容器117中以允许气体被吸附剂113吸附。吸附剂对气体的吸附导致容器117中的压力降低。在方框506,响应于容器117中的压力达到低填充压力(例如,3500psi),恢复将气体引入到容器117中。在一些实施例中,如方框508所示,重复响应于容器中的压力达到高填充压力,暂停或减缓将气体引入到容器中以允许气体被吸附和恢复将气体引入到容器117的这个过程,直到容器中的压力不再降低到低填充压力以下。在一些实施例中,此段中所述的过程由控制器320(例如,电子控制器、计算装置)自动地执行(例如,在无用于输入的情况下)。

在一个特定实施例中,气体压缩机耦接到容器117。所述气体压缩机被配置为将气体引入到容器117直到容器117内的压力达到高填充压力(例如,30psi、300psi、3000psi、3600psi)。气体压缩机被配置为停止将气体引入到容器117中。当不将气体引入到容器117中时,气体被吸附到吸附剂上并且压力降低。当容器内的压力下降到低填充压力(例如,25psi、250psi、2500psi、3250psi)时,气体压缩机被配置为再次将气体引入到容器117中,直到容器117内的压力达到高填充压力。继续这个过程,直到容器117内的压力达到低填充压力和高填充压力之间的稳定压力。

如上文所述,ang系统100的实施例包括耦接到温度测量装置101的温度探针102。在一些实施例中,温度测量装置101被配置为监测容器117内部的温度并且向控制器(例如,压缩机上的阀组件或压力开关)发送指示温度的信号,所述控制器调节气体向容器117的流动。在一些实施例中,控制器被配置为允许引入气体,使得在特定的温度下吸附气体。

在一些实施例中,温度测量装置101被配置为发送指示温度的信号到控制器,所述控制器被配置为调节容器117内的温度,诸如通过调节容器117内通过热流体回路116循环的流体的流动。在一些示例中,控制器被配置为当气体被引入到容器117中时将容器117中的温度调节到较低温度,从而增加将气体吸附到吸附剂113上的效率。在其他示例中,控制被配置为当气体从容器117向外释放时将容器117中的温度调节到较高温度,从而增加从吸附剂113释放气体的效率。吸附剂113的实施例包括颗粒碳或其他形式的碳。加热和冷却容器117能够改进吸附和/或释放气体的效率,而与吸附剂113的形式无关。

ang系统的实施例的变型用于各种不同的情况中,诸如天然气车辆上的ang储存容器。本文中所述的实施例能够用于低压系统(例如,低至7psi)和高压系统(例如,高达4000psi)。在一些实施例中,系统的最佳压力在约300psi到约1000psi的范围内。例如,ang系统100能够与内燃机(诸如,机动车辆引起)一起使用。在一个特定示例中,测试车辆利用从ang系统(具有3600psi的额定工作压力)的吸附剂释放的天然气运行八个月以上。当ang系统最初充满天然气时,测试车辆具有约350公里的行驶距离。测试车辆的引擎还能够在ang系统的容器中的气体压力低于100psi之后操作约30分钟。车辆能够在如此低的压力水平下继续运行的一个原因是使用热流体回路加热容器内部,这增加了从吸附剂释放气体的速率使得足以继续运行车辆。吸附剂系统的一些其他应用可以是在油气井的井口储存、运输天然气、燃料站储存以及用ang罐替换lpg罐(例如,从小烧烤罐尺寸直到大型商用lpg储存罐)。

使用颗粒吸附剂的其他尝试已经使用粘合剂以使颗粒聚集在一起,从而避免丢失颗粒。然而,使用粘合剂减小了吸附剂可用于吸附气体的表面积,从而降低了吸附剂吸附气体的效率。此外,粘合剂降低了可以加热和冷却吸附剂的速率。相反,在文本中所示的ang系统100的实施例中,颗粒形式的吸附剂113、穿过容器117的大部分长度的具有孔121的气体管114、防止吸附剂113颗粒进入气体管114的过滤器115、以及热流体回路116的组合不将吸附剂与任何粘合剂一起使用。相对于这些其他尝试,吸附剂113中不存在粘合剂明显提高了ang系统使用在吸附剂来储存气体上的效率。可加热颗粒吸附剂113的能力还扩展了车辆能够运行的行驶距离,甚至优于压缩天然气储存,从而减少储存成本和重新填充气体储存的次数。

另外,如已经描述的,本文中所述的ang系统100的实施例能够具有与相当的压缩天然气系统相同或更多的容器,并且本文中所述的ang系统100的实施例能够以比相当的压缩天然气系统更低的压力来运行车辆。由于这些优点,ang系统100的容器117和系统(例如,系统300)的其他组件可以具有较薄的壁,并且其他组件可以耐受较低压力。具有较薄壁的容器117制造成本较低,能够制成更多种形状,并且能够较轻,因此逐渐增加机动车辆的行驶距离并且减少系统成本。

能够将容器117填充至较低压力还使得用于压缩气体的能量更小、设备更少、成本更低。能够将容器117填充至较低压力也使得填充容易获得。例如,目前天然气可用于住宅和企业。然而,将天然气压缩至用于压缩天然气系统的行业标准3600psi所需的设备和能量极其昂贵并且低效。此外,由于其高成本和缺乏耐久性,对于公众而言,这种设备大多是不可用的。如果天然气在较低压力下更加可用(例如,使用本文中所述的ang系统100的实施例),那么可以通过已经存在的现有设备在住宅和企业处填充天然气容器。天然气通过管道分送到住宅和企业的天然气价格范围通常比汽油低得多(例如,每加仑汽油当量(gge)0.70美元‐0.80美元)。这使得使用本文中所述的系统和方法的实施例非常合乎要求,与在典型燃料填充站处购买汽油或柴油相比,有助于以更低的成本为汽油和柴油引擎加燃料。

本文中所述的系统和方法能够在低压下提供等同的储存容量,从而允许操作者以较低的成本从现有天然气计量表(即,在企业和住宅的场所)进行填充。还可以在高压填充站(例如,压缩天然气填充站)填充容器117。然而,由于气体吸附到吸附剂(例如,吸附剂113)上所耗费的时间,填充具有吸附剂的容器所需的时间可能比填充传统压缩天然气容器所需的时间更长,这取决于所使用的吸附剂的类型。一旦有足够的时间吸附初始数量的天然气,可以将更多的天然气引入到容器中。这个过程可能耗费若干小时。然而,利用上文所述的关于气体管114的冷却效应和/或利用上文所述的热流体回路116中的冷却流体的循环可以减少总填充时间。

在过去,先前的吸附天然气解决方案在低到中压(例如,约20psi到约2050psi范围内)的情况下尚未被考虑或用于储存cng,因为cng消耗装置(例如,车辆、电动机、其他设备)中的绝大部分以在约100psi到约150psi范围内的压力下进入cng消耗装置(例如,在压力调节装置之后)的压力操作。此外,其中cng消耗装置是机动车辆的引擎,引擎需要在高压下储存的大量天然气以具有可接受的行驶距离。为了储存符合市场对可接受行驶距离(例如,350英里)的需求所需的较大体积,有必要在3000psi到3600psi范围内的压力下储存cng。本文中所述的系统的实施例已经针对ang应用进行开发,并且可以利用来自具有极低压力(在一些情况下,低至16psi)的容器的天然气。本文中所述的系统使得即使在天然气的这种极低压力下,也可能运行这类车辆。并且,利用本文中所述的ang系统中在较低压力下储存天然气的能力,实现车辆的适当行驶距离以符合市场需求。ang系统还实用与高压压缩机(例如,三到四级压缩机)相比较便宜的简单、现有压缩机技术。低到中压压缩机可以用于增加填充ang系统的速率,还具有更好的耐久性记录,使得随着时间的推移而节约成本。

在一些实施例中,通过将预定量的吸附剂113注入到容器117(经由吸附剂屏障106)和气体管114外部而用吸附剂113填充容器117(例如,气瓶)。吸附剂屏障106和过滤器115防止吸附剂113从容器117逸出。一旦用吸附剂113填充容器117,根据气体的类型及含量分布,容器117能够相比于无吸附剂113的情况在较低压力下容纳更多气体。在一些实施例中,这可以通过操纵吸附剂113的温度以加速气体从吸附剂113的吸附和/或释放来实现。在一些实施例中,可以使用两种加热方法:(1)从容器117的外部加热容器117,以及(2)在加压的同时传递加热流体通过热流体回路116。

本文中所述的系统和方法还更有效地储存和释放来自吸附剂113的气体,这与吸附剂113的形式无关。利用小颗粒材料形式的吸附剂113的一个挑战是难以填充容器117,以及难于将吸附剂113填充至特定密度。在一些实施例中,用颗粒吸附剂113填充容器117包括将吸附剂113压缩至特定密度。吸附剂113的密度增加能够安全且经济地进行,以更好地利用吸附剂113的有益性质。

车辆上的许多cng转换系统以在100psi和150psi之间进入引擎(例如,在cng穿过压力调节器之后)的压力操作。这些系统使用需要这个压力范围进行操作的喷射系统。由于在较低压力(例如,低于100psi)下运行的系统在过去尚未使用过,用于车辆的天然气的其他实施方案没有关注过这种类型的抵押系统。本文所公开的ang系统可以利用低压甲烷气体来运行甚至大型引擎(例如,8.1公升排量引擎)。本文公开的ang系统允许车辆在压力非常低(例如,低至16psi)时用天然气运行。本文中所述的加热ang系统的能力提供了在低压力下操作的改进,以得到最佳地操作引擎的所需行驶距离,因此提高ang车辆系统的实用性。由于即使在容器117中的压力较低(例如,低于100psi)时从吸附剂113释放大量的天然气,本文中所述的ang系统被配置为输送非常大范围尺寸的发动机和引擎(例如,从具有两个气缸的小引擎到具有十个气缸的大引擎)运行所需的天然气流量。在某些情况下,本文中所述的ang系统能够供应在有负载时(例如,当车辆正在上坡或正在拖拽重型拖车时)运行引擎所需的天然气量。

本文中所述的系统(例如,系统300)的实施例能够使用多个不同组件构建。这些组件的示例包括管(例如,作为供应气体管线309的3/8英寸管)、压力调节器、喷射器和/或燃料轨道、电子控制单元320(例如,次级燃料控制器或内部燃料控制器)、燃料选择器开关(例如,允许用户在燃料和/或天然气之间进行选择的开关)、和真空泵。在一些实施例中,压力调节器被配置为继续输送充足的天然气流量以使车辆在较低压力(例如,约10psi和约99psi之间)下运行,并且将来自ang容器(例如,容器117)的天然气的压力减少至较低压力(例如,100psi)。在这种系统可以使用的其他组件包括填充喷嘴、配件、夹钳、过滤器(例如,气体过滤器、水分过滤器、油过滤器、水过滤器)、阀(例如,直角回转阀、锁止阀、止回阀)、软管、管、压力释放装置、罐、托架、螺帽、螺栓、或螺钉中的任何一个或全部。

在一些实施例中,从压力调节器(例如,压力调节器308)流出的天然气从出口通过管(例如,金属管、橡胶管)进入一个或多个燃料轨道的每一侧以为引擎的每个气缸获得平衡且大致相等的压力。在一些示例中,燃料轨道由指定数量(例如,三个、四个、五个、六个、八个、十个)的喷射器组成,所述喷射器由电子控制单元320定时以根据需要打开和关闭,从而使引擎气缸接收特定量的天然气以有效地操作。压力调节器、管和一个或多个燃料轨道的配置取决于特定应用。例如,在一种配置中,压力调节器包括用于一个或多个燃料轨道中每个的末端的一个出口(例如,针对2.0公升引擎的四个气缸的四个出气口)。在又另一个配置中,压力调节器包括用于两个燃料轨道的两端的多个出口和管。

在一些实施例中,本文中公开的系统具有定制校准,以不仅使得引擎在较大范围的环境下继续运行(例如,当车辆有负载时或者当在低压力(诸如,20psi)下从容器输送天然气时),而且通过实验室的排放测试。通过排放测试的的能力允许获得政府机构(例如,环境保护署)的批准。

在一些实施例中,在本文中公开的系统中使用的软管和配件(例如,在压力调节器和燃料轨道之间)的尺寸被确定为容纳用于引擎的特定量的气体。一旦气体穿过燃料轨道,气体通过管(例如,橡胶软管)输送到喷嘴,所述喷嘴被配置为将气体注入引擎的进气歧管中。在一些实施例中,这些喷嘴的尺寸大于在典型cng系统配置中所使用的喷嘴,并且被配置为优化ang系统中的流量。

在本文中公开的ang系统的一些实施例包括减压器,其被配置为降低天然气的压力。在一些示例中,减压器被配置为连续地将天然气的压力从高达3600psi的压力减小到低至10psi的压力,从而输送运行较大引擎所需的充足体积的天然气流量。在另一个示例中,压力调节装置被配置为将天然气的压力从高达4000psi的压力减小到低至24psi的压力。

在一些实施例中,本文中公开的ang系统能够在低压力下运行车辆,因为其在较低压力下提供较高的天然气流动速率。因此,在这些实施例中,ang系统包括一些组件(例如,压力调节器、管、电子控制单元、燃料轨道、喷嘴),这些组件被配置为与传统cng系统中使用的组件相比,在较低压力(例如,小于100psi)下适应更高的天然气流动速率。

在一些实施例中,自动填充系统被配置为用含有吸附剂(例如,吸附剂113)的容器(例如,容器117)填充ang系统。在一些实施例中,自动填充系统包括压缩机、天然气泄露传感器(例如,甲烷泄露传感器)、自动截止阀、压力开关、以及防火花电气系统。组件的这种组合与传统的气体压缩机不同,因为其被配置为优化天然气吸附,包括监测和调节填充速率以及可以储存于容器中的气体量最大化。在一些实施例中,自动填充系统的配置和/或设置(例如,用于气体填充的压力和速率)是可调节的以使气体压力保持在容器的经批准参数(例如,工作压力)范围内。

相比于填充不含有吸附剂的容器,吸附剂吸附气体需要额外的时间。在一些实施例中,自动填充系统通过将气体容器填充到高填充压力(例如,对于天然气是500psi)来适应吸附过程。一旦气体容器中的气体压力达到高填充压力,压力开关就中断压缩机功能,直到压力下降(例如,当气体被吸附到吸附剂中)到低填充压力(例如,400psi)。此时,压力开关识别出压力下降,并且然后压缩机再次开始填充容器,直到回升到高填充压力。在一些示例中,压缩机在这个循环中继续,直到主要气体使吸附剂饱和。

自动填充系统可以与除天然气以外的气体一起使用。在一个替代配置中,不包括天然气传感器或者天然气传感器被识别所使用的一种或多种气体的存在的传感器替代。在又另一个替代配置中,当使用非可燃气体来填充容器时,自动填充系统不包括防火花电气系统。

自动填充系统的各种实施例取决于应用具有多种尺寸。在一个实施例中,压缩机包括由来自标准(例如,110伏)壁式插座的电力来供电的两马力压缩机。在又另一个实施例中,压缩机由天然气提供动力。在又另一个实施例中,自动填充系统完全位于车辆上,并且具有压缩机组件,所述压缩机组件包括四分之一马力的电池组供电马达。

如上所述,气体管114被配置为在用气体填充容器117期间,基于焦耳‐汤姆森效应冷却容器117中的吸附剂113。在填充气体容器117时,容器117的压力小于通过气体管114中的孔121被引入容器117中的气体的压力。当气体穿过气瓶阀进入气体管114时,其通过孔121(例如,沿着气体管114的长度间隔隔开的孔121)释放时冷却,从而冷却与气体管114相邻的吸附剂113。在具有单个入口的现用气体容器中,这种冷却效应仅冷却紧密地围绕单个入口的空间,而不冷却容器的其余部分。当填充不具有气体管114的容器时,阀所在的容器的末端可以比容器的相对侧低得多(例如,低100℉)。整个气体容器的这种温度不均匀性在吸附剂容器中被放大,因为吸附剂降低了热量或冷却在整个容器中分布的速率。

在一些实施例中,自动填充系统监测(例如,使用电子计)温度,并且包括自动阀,其基于容器内的温度来增加或减少进入容器的气体流量以增加气体的吸附。这个功能与本文中所公开的其他温度和吸附控制方法结合操作,以在吸附剂温度上升到次优水平之前通过增加气体经由阀的流动速率来在指定压力设置(例如,对于天然气为2000psi)下调节经由填充阀的流量。

在一些实施例中,由于气体管114在容器117长度的约一半到容器117的全长的范围内延伸,气体经由还有吸附剂113的空间行进较短的距离以达到气体管114中的一个孔121。由于气体可以在气体管114中无障碍地行进,因此气体需要行进较短的距离,直到其在离开容器117的路径上无障碍地行进。在填充过程中发生的冷却效应具有附加益处,因为在填充和整个容器中比其它方式更均匀地分配气体。当气体从吸附剂113释放时(例如,在机动车辆运行期间的天然气),从吸附剂释放气体更容易,因为其具有更少的距离以通过吸附剂113行进到其可以无障碍地离开容器117的管道。如果气体必须完全穿过吸附剂从容器的一端行进到另一端,则需要更长的时间,从而延长了填充时气体附着的时间,以及在释放时到达在其离开容器117的路径上的逸出点的时间。在一些实施例中,气体管114被配置为允许气体在极低的压力下(例如,低至约0.1psi)和极高的压力下(例如,高达约4500psi)进入和离开容器117。在一些实施例中,为了适应这些压力,组件(例如,孔105、连接器119)被配置为安全地耐受这些压力。在管进入或离开气瓶的点将管与气瓶配件钎焊在一起也是在高压下保证罐安全的方式。

在一些实施例中,本文中公开的ang系统包括具有内部气体释放系统的配件(例如,配件111)。一些实施例中,内部释放系统是包括电荷输送组件(例如,由铜制成的电线)的装置,所述组件浸入容器内部的吸附剂中并且将电荷输送到吸附剂。电荷加热吸附剂并且增加气体从吸附剂的释放速率。

电荷输送组件可以具有很多配置。在一些实施例中,电荷输送组件包括在罐的各端部的导电材料或者小或大直径的电线,电荷输送组件具有各种数量的电线,和/或电荷输送组件附接到一个或多个点,从而附接到配件的其他组件。在一种配置中,具有不同长度(例如,4英寸、6英寸、8英寸)的十个20号的外露铜线沿着容器的轴线以大致相同的间隔附接。在又另一个配置中,仅有两个具有特定长度(例如,长度为3英寸)的未经附接的14号金线,其仅具有在端部暴露的部分(例如,1英寸的电线)。

在一些实施例中,根据特定应用输送到吸附剂的电荷有所不同。在一个示例中,吸附剂的导电率用于由通电的不同电机产生热量。在一个实施例中,当容器中的压力减小到特定压力(例如,120psi)时输送电荷,从而释放天然气以用于罐外部的应用。

在不同的实施例中,ang系统的配件(例如,配件111)的组件具有不同的形状和/或结构完整性。在一些实施例中,缓冲材料附接到相应组件能够移动(例如,反弹)并且接触合生物(connate)内部的点。在一些示例中,接触点缓冲器包括安装在热流体回路(例如,热流体回路116)的末端的一英寸长度上的一小段橡胶管。在一些示例中,这种缓冲器的材料取决于容器中使用的一种或多种气体和/或容器中使用的吸附剂的类型。在一些示例中,这些材料被配置为不与气体或吸附剂反应,并且还被配置为不随着时间推进而降解(或最低限度地降解)。

返回参考图1中所示的ang系统100,用吸附剂113填充容器117的各种方法是可能的。在一些实施例中,吸附剂113难以操作,因为如果被干扰或移动,特别是在颗粒状的情况下,吸附剂很容易飘散在空气中。出于多个原因(诸如,若被吸入可能危及健康),飘散在空气中的吸附剂113并不是期望的。在其他实施例中,一些制成的吸附剂材料包括粘合剂(例如,硅酸钠)以将颗粒状吸附剂保持在一起。粘合剂防止吸附剂被吹散并且将吸附剂压缩成更高的密度。使用粘合剂的一个问题是吸附剂失去一些吸附能力,因为(a)粘合剂自身占据了容器中气体占据的空间,以及(b)由于粘合剂阻断气体颗粒附着在吸附剂上的点,因此粘合剂使得许多吸附剂不能吸附气体。如本文所述,在容器117中使用的吸附剂113的实施例不包括粘合材料。

吸附剂屏障106和107允许更容易、更有效地用吸附剂113填充容器117,而不会使吸附剂113从容器117中排出而损失。此外,过滤器115被配置为防止吸附剂113进入气体管114,并因此防止通过气体管114离开容器117。在一个实施例中,用颗粒形式的吸附剂113填充容器117的方法包括将真空(例如,阵容泵(shopvac))耦接到气体管114,使得已经处于空容器117中的任何气体(例如,氮气、空气)将从气体管114外部向内流动并且流出容器117。第二管从吸附剂113源进入容器117。在一个实施例中,第二管穿过吸附剂屏障107。在这个实施例中,吸附剂113通过容器117一侧(其真空耦接到容器117的相对侧)被吸入容器117中。在另一个实施例中,第二管穿过配件111的一个孔,一旦吸附剂113(例如,通过温度探针102的孔104)填充在容器117中,所述孔用于其他目的。通过气体管114的真空抽吸使得吸附剂113经由第二管被吸入容器117中。在一个示例中,真空被配置为当设置容器使得配件111在容器117的另一端的开口下方并且第二管穿过在容器的另一端的开口时进行操作,使得吸附剂113被吸入容器117的底部并且抵靠气体管114。

在一些实施例中,气体(例如,氮气)流过真空的速率是不同的。在某些情况下,增加真空流动速率使得吸附剂113围绕气体管114和过滤器115压缩到特定压缩比。基于容器117内部的体积,由容器内部的其他组件占据的空间体积和被吸入容器117中的吸附剂113的重量,可以测量和获得压缩比。在一个实施例中,填充有吸附剂颗粒的容器117的体积的压缩比为75%或更多。一旦基于所使用的吸附剂的类型用吸附剂113将容器填充至特定压缩比,关闭将吸附剂113注入容器中的开口。在一些实施例中,通过将另一个组件(例如,温度探针102)插入到开口中、将阀附接到开口、在开口上放置prdd118或者通过不允许吸附剂113离开容器117的任何其他方式来关闭容器117中的开口。

已经在先前说明书中描述了本发明的原理、代表性实施例及操作模式。然而,所要保护的本发明的方面并不应被解释为限于所公开的特定实施例。此外,本文中所述的实施例被视为说明性的而非限制性的。应当理解的是,可在不脱离本发明精神的情况下由其它人进行变化及改变,以及采用等效物。因此,明确的意图是所有这些变化、改变及等效物均处于所要求保护的本发明的精神及范围内。

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