انواع مخازن CNG

ادامه مطلب :

نویسنده : یوسف فاتح پور

مخازن CNG به چهار دستة کلی تقسیم می‌شوند:

1- مخازن CNG-I
2- مخازن CNG-II
3- مخازن CNG-III
4- مخازن CNG-IV 

1- مخازن CNG-I

اين مخازن بدون درز و از جنس فولاد يا آلومينيوم مي‌باشند. گر‌چه نوع آلياژ مورد استفاده و همچنين تنش‌هاي طراحي اين‌گونه مخازن در استاندارد مشخص نگردیده‌است وليكن اين‌گونه مخازن فولادي يا آلومينيومي بايد آزمون‌های كارايي را بگذرانند. آزمون‌ها به‌دلیل اطمينان از چقرمگی و مقاومت در برابر تنش، خوردگي و ترك در جنس به‌كار رفته، صورت مي‌گيرند.همچنين آزمون‌های سختي و فشار هيدرواستاتيك جهت اطمینان از استحكام مخزن نیز انجام مي‌گيرند.   

2- مخازن CNG-II

اين نوع مخازن داراي يك لاية آستری از جنس فولاد يا آلومينیوم بدون‌درز است و قسمت استوانه‌اي اين آستری، توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است به‌صورت محیطی پيچيده ‌شده‌است. ساختار كامپوزيتي این مخازن، اين امكان را به‌وجود مي‌آورد كه بتوان از ضخامت قسمت فلزي كاست و درنتيجه مخزن سبك‌تري به‌دست آورد. اين مخازن در جهت شعاعي (به جز دو قسمت ابتدايي و انتهايي) تقويت شده‌اند.
مبناي طراحي اين نوع مخازن بر توانايي آستر فولادي يا آلومينيومي در تحمل فشار بالا مي‌باشد. در مورد اين نوع مخازن CNG اين نكته شايان توجه است كه فشار اضافي و دماي بالاتر باعث از بين رفتن كيفيت پوشش كامپوزيت نخواهد شد. اين نوع مخازن از الیاف پیچی پیوسته ساخته مي‌شوند كه براي ساخت آن‌ها از آسترهاي فولادي يا آلومينيومي استفاه مي‌گردد و به آن‌ها مخازن پیچش‌ محیطی گفته‌ مي‌شود. اين مخازن از سال 1980 میلادی ساخته مي‌شوند و مبناي طراحي آن‌ها توانایي آسترهاي فولادي در تحمل بیشینة فشار پرشدن مخزن مي‌باشد. اين امر به طراحان اجازة استفاده از آسترهايي با تحمل تنش بيشتر از حد معمول را می‌دهد.

 3- مخازن CNG-III

اين مخازن داراي يك لاية آستری از جنس فولاد يا آلومينيوم بدون‌درز بوده و تمام اين لاية داخلي توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است در راستای محیطی و محوری پیچیده ‌شده و اين ساختار كامپوزيتي كه به مخزن داده مي‌شود، اين امكان را به‌وجود مي‌آورد كه بتوان از ضخامت قسمت فلزي كاست و درنتيجه مخزن سبك‌تري را نسبت به مخازن نوع اول و دوم به‌دست آورد. اين مخازن با الياف كامپوزيت در جهت محیطی و محوري تقويت شده‌اند. اين‌گونه مخازن از اواسط دهه70 ميلادي براي ذخيرة گاز اكسيژن در مصارف پزشكي استفاده مي‌شوند. تقويت اين مخازن با الياف كامپوزيت در دو جهت، قابليت تحمل فشار را نسبت به مخازن نوع دوم، افزایش می‌دهد.

 4- مخازن CNG-IV

اين نوع مخازن داراي يك آستری از جنس پليمر بدون درز هستند و تمام اين لاية داخلي توسط الياف شيشه، آراميد، كربن يا مخلوطي از آن‌ها كه آغشته به رزين است پيچيده ‌شده و اين ساختار تمام كامپوزيت از سبك‌ترين انواع مخازن CNG مي‌باشد. اين مخازن با الياف كامپوزيت در جهات شعاعی و محوري تقويت شده‌اند. اين‌گونه مخازن قابليت توليد در ابعاد بزرگتر و با قطر بيشتر را دارند. مخازن نوع 4 داراي كمترين وزن مي‌باشند كه حتي با سيستم سوخت بنزينی قابل مقايسه هستند. اشكال عمدة اين مخازن ايجاد نشتي به مرور زمان در محل اتصال نافی فلزي و آستر پليمري مي‌باشد. همچنين به‌علت عدم انتقال حرارت مناسب آستري پلاستيكي، حين سوخت‌گيري سريع در اين مخازن افزايش دماي نسبتاً بيشتري ايجاد مي‌شود. از جمله مزایای اين نوع مخازن احتمال کم تركيدگی مخزن در حوادث می‌باشد.
اين مخازن بسيار شبيه مخازن نوع سوم هستند و تنها از لحاظ نوع و جنس آسترها تفاوت دارند. اين نوع از مخازن براي كاربرد در خودروهاي گازسوز بسيار مناسب هستند و پتانسيل طراحي و ساخت براي عمرهاي طولاني را دارا می‌باشندآزمون‌های خستگي انجام‌شده روي تعداد زيادي از اين مخازن، عمر اين مخازن را بيش از 100000سيكل سوخت‌گيري نشان داده‌اند كه در مقايسه با ساير مخازن بالاتر است.

منبع : انجمن علمي مهندسي مكانيك دانشگاه شهركرد