JP7612701B2 - 圧縮装置及びこのような装置を含む充填ステーション - Google Patents

Description

本発明は、低温流体圧縮装置、及びこのような装置を含む充填ステーションに関する。

本発明は、より詳細には、第１の圧縮チャンバと、第２の圧縮チャンバと、第１の圧縮チャンバと連通し、圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバの中に受容できるように構成された吸気システムと、第１及び第２の圧縮チャンバと連通し、流体を第１の圧縮チャンバから第２の圧縮チャンバに移送できるように構成された移送システムと、第１及び第２の圧縮チャンバ内で流体の圧縮を確実にするための移動式ピストンとを含む、複数の圧縮段階を備えた流体圧縮装置に関し、装置は、第２の圧縮チャンバと連通し、圧縮された流体を出すことができるように構成された排出オリフィスも含み、第２の圧縮チャンバは、ピストンの本体の一部及び装置の固定壁によって区切られ、ピストンは、長手方向に並進運動で移動する。

本発明は、具体的には低温気体及び／又は液体を圧縮又はポンプ供給するための装置に関する。

以下の本文において、具体的に用語「圧縮装置」及び「ポンプ」は、用語「ポンプ供給」及び「圧縮」と相互に交換可能に使用してもよい。特に本発明の主題である装置は、液体及び／又は気体及び／又は超臨界低温流体をポンプ供給及び／又は圧縮するための装置である。

低温流体は、気体流体よりはるかに高い密度を有する。その結果、低温ポンプは（気体圧縮機と対照的に）、より高い質量流量、より小さい容積、より少ないエネルギー消費を供給し、維持管理をあまり必要としない。低温ポンプが、空気から気体を分離するための設備、改質器、充填ステーション、海運セクタなどの多くの分野で使用されるのはこの理由のためである。

問題の流体は、概して酸素、窒素、天然ガス、アラゴン、ヘリウム、又は水素を含む。これらの圧縮装置（又はポンプ）は、低温流体を標的流量に加圧する機能を有する。

例えば低温ピストン・ポンプは、低温源保存部の出口に一列に直接置かれ、又は主要貯蔵タンクと並んで据えられた専用低温槽（「サンプ」としても公知である）内に据えられ、且つ主要貯蔵タンクによって直接供給されてもよい。

様々な理由のために、具体的には維持管理及び設計の利便性では、低温ポンプは、概して往復運動を示し、ポンプ供給されるべき低温流体に沈めるようにタンクの中に挿入される。

低温ポンプは、概して用途に依存して、１～１２バールの入口圧力及び２０～１０００バールの出口圧力を有する。ポンプは、前後運動を使用する１つ又は複数の圧力段階を有してもよい。

２つの圧縮段階を有する機構は、機構が吸気段階（その間に流体が可能な限り濃密であり、したがって可能な限り冷温でもある必要がある）を加圧段階（この段階で方法に有害な量の熱が発生されることがある）から切り離すことができるので、好ましいことが多い。低温ピストン・ポンプに重要な性能の指標は、容積効率、蒸発損失、エネルギー消費、フットプリント及び耐久性である。

往復する低温ポンプの重要な特徴は、したがって、
可能な限り高い吸気密度、
環境に対して非常に良好な断熱、
最小のデッドボリューム（したがって高い圧縮比）、
迅速な維持管理のために単純で堅牢な設定、及び高い信頼性、
その衝撃を制限するために蒸発損失の良好な制御であるべきである。

文献の米国特許第７４１０３４８号明細書は、２つの圧縮段階及び逆止弁を介した軸方向吸気及び半径方向の排出を備えた水平ピストン・ポンプについて記載している。この設定は、実質的なデッドボリュームを示す。加えて漏れ損失は、高圧チャンバのいずれかの側面の一方に据えられた高圧シールの２つのシステムで比較的高い。

これにより、より困難な設定及びより困難な維持管理も引き起こす。

本発明の一目的は、上に述べた先行技術の欠点の全て又は一部を克服することである。

この目的で、本発明による圧縮装置は、上の前文に与えられたその一般的な定義による他の態様では、ピストンが、固定中央ガイドの周りに装着された管状部を含み、中央ガイドの終端が第２の圧縮チャンバの一部を区切る固定壁を形成し、装置が、中央ガイドとピストンとの間に形成された封止システムを含み、ピストンの並進の長手方向に、吸気システムが装置の第１の端部に据えられ、排出オリフィスが、装置の第２の端部に据えられ、移送システムが、吸気システムと排出オリフィスとの間に据えられることを基本的に特徴とする。

更に、本発明の実施形態は、以下の特徴の１つ又は複数を有してもよい、すなわち、
ピストンの一端は、第１の圧縮チャンバ内の流体を圧縮するための移動式表面を形成するのに反して、ピストンの管状部は、移動式スリーブを形成し、移動式スリーブは、第２の圧縮チャンバ内の流体を圧縮するためのシステムを形成するために、中央ガイドの終端と協力し、その圧縮システムにおいて中央ガイドの終端は固定ピストンを形成し、
作動構成で、ピストンの並進の長手方向は垂直又は傾斜し、吸気システムは装置の下端に据えられ、排出オリフィスは、吸気システムの上、好ましくは移送システムの上に据えられる装置の一部に据えられ、
第２の圧縮チャンバ全体は、ピストンの管状部に含有され、
長手方向に、第２の圧縮チャンバの第１の端部は、管状ピストンの第１の端部によって区切られ、第２の圧縮チャンバの第２の端部は、中央ガイドの終端及び中央ガイドとピストンとの間に形成された封止システムによって区切られ、前記封止システムは、中央ガイドの終端の高さ又は中央ガイドの終端に隣接して据えられ、
中央ガイドとピストンとの間に形成された封止システムは、第２の圧縮チャンバの第２の端部の高さのみ及び／又は長手方向に装置の第１の端部の反対側に第２の圧縮チャンバを越えて据えられ、
排出オリフィスは、中央ガイドの終端の高さに据えられ、装置は、圧縮されたガスを排出するためのダクトを含み、排出オリフィスに連結された第１の端部、及び装置の第１の端部の反対側の端部に据えられた第２の端部を含み、
第１の圧縮チャンバは、第１の固定空洞、ピストンの一端、及びピストンと第１の空洞の壁との間に形成された封止システムによって区切られ、
吸気システムは、装置の第２の端部と反対側の第１の空洞の端部に据えられ、
吸気システムは、以下の少なくとも１つ、すなわち、１つ若しくは複数の逆止弁、１つ若しくは複数のオリフィス若しくはポート、少なくとも１つの平円板弁、又は吸気段階の間に圧縮される流体を第１の圧縮チャンバの中に受容し、圧縮段階に流体が出るのを防ぐことができるように構成された弁を含み、
第１の圧縮チャンバを区切る固定壁部は、１つ若しくは複数のポート若しくはオリフィスが、ピストンの長手方向位置に依存して、第１の圧縮チャンバと外側との間で連通でき、又は連通できないように、好ましくは長手方向に配置された１つ若しくは複数のポート若しくはオリフィスを含み、
第２の圧縮チャンバ内の流体の圧縮は、装置の第２の端部の方向にピストンのストロークによってもたらされ、
装置は、低温冷却流体の槽を含有する封止筐体に収納され、
装置は、ピストンと中央ガイドとの間の空間と連通する第１の端部、及び装置の第２の端部の高さで開く第２の端部を含む、漏洩ガス排出回路を含む。

本発明は、液化ガスの源、具体的には液化水素と、源に連結された第１の端部、及び充填されるタンクに連結されることを意図する少なくとも１つの第２の端部を有する引抜循環であって、引抜循環は、上記又は下記の特徴のいずれか１つによる流体ポンプ供給装置又は流体圧縮装置を含む、引抜循環とを含む、加圧ガスのタンクを充填するためのステーションにも関する。

本発明は、特許請求の範囲内で上記若しくは下記の特徴のあらゆる組み合わせを含む、あらゆる代替デバイス又は方法にも関してもよい。

他の特定の特徴及び利点は、図を参照して与えられた以下の記述を読めば明らかになろう。

本発明による圧縮装置の一例示的実施形態の構造を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の作動循環の第１の構成を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の作動循環の第２の構成を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の作動循環の第３の構成を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の作動循環の第４の構成を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の作動循環の第５の構成を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の別の例示的実施形態の構造を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 本発明による圧縮装置の尚別の例示的実施形態の構造を示す、長手方向及び垂直断面の概略部分図を示す。 このような圧縮装置を使用する充填ステーションの例を示す、概略部分図を示す。

［図１］に描かれた流体圧縮装置１は、一連の２つの圧縮段階を含む。

装置１は、具体的には第１の圧縮チャンバ３（比較的低圧）及び第２の圧縮チャンバ４（比較的高圧）を含む。

装置１は、第１の圧縮チャンバ３と連通する吸気システム２を含み、吸気システム２は、圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバ３の中に受容できるように構成される。吸気システム２は、例えば以下の少なくとも１つ、すなわち、１つ若しくは複数の逆止弁、１つ若しくは複数のオリフィス若しくはポート、少なくとも１つの平円板弁、又は吸気段階の間に圧縮される流体を第１の圧縮チャンバ３の中に受容でき、圧縮段階に流体が出るのを防ぐ、あらゆる他のデバイス若しくは弁を含んでもよい。具体的には、この吸気システム２（弁シャッタ及び／又は同種のもの）は、その２つの端部の間に所与の圧力差が存在している場合に開く。加えて、第１のチャンバ３は、リリーフ弁又はチャンバ内の圧力を所与の安全閾値より低く制限するように構成された何らかの他の安全要素を具備する可能性がある。

装置１は、第１及び第２の圧縮チャンバ３、４と連通し、流体を第１の圧縮チャンバ３から第２の圧縮チャンバ４に（第１の圧縮チャンバ３内の流体を圧縮する段階の間及び／又は最後に）移送できるように構成される逆止移送システム６も含むが、逆止移送システム６は、第２の圧縮チャンバ４において圧縮の段階の間は閉じたままである。この移送システム６は、吸気システム２の種類と同じ種類からなってもよい。

装置１は、（以下に詳述されるように）第１及び第２の圧縮チャンバ３、４内の流体を圧縮するために並進運動ができる移動式ピストン５を含む。

装置１は、第２の圧縮チャンバ４と連通し、第２の圧縮チャンバ４内に圧縮された流体を（このチャンバ内で圧縮の段階の間又は最後に）出すことができるように構成された、排出オリフィス７も含む。排出オリフィス７は、逆止システムを提供されてもよく、逆止システムは、吸気システム２の逆止システムと同じ種類からなってもよい（例えば第２の圧縮チャンバ４と外側との間の圧力差が所与の閾値より低い限り閉じている）。

第２の圧縮チャンバ４は、ピストン５の本体の一部及び装置の固定壁によって区切られる。ピストン５は、長手方向Ａに並進に動くことができる。

例示されたように、ピストン５は、固定中央ガイド８の周りに装着された管状部を含む。中央ガイド８の終端は、第２の圧縮チャンバ４の一部を区切る固定壁を形成する。装置１は、中央ガイド８とピストン５との間に形成された封止システム１０（ピストンリング、シール又は同種のもの）を含む。

ピストン５の並進の長手方向Ａに、吸気システム２は、装置１の第１の端部に据えられ、排出オリフィス７は、装置の第２の端部に据えられ、移送システム６は、吸気システム２と排出オリフィス７との間に据えられる。それは、流体の経路のためのオリフィス２、６及び７が、圧縮装置１内の流体の上昇する温度に対応する順に並んで位置付けられることを意味する（低温は第１の圧縮チャンバ３の中に受容され、次いで高温は第２の圧縮チャンバ４の中に受容され、より高温はこの第２の圧縮チャンバ４から出る）。

例示されたように、ピストン５の一端は、第１の圧縮チャンバ３内の流体を圧縮するための移動式表面を形成するのに反して、ピストン５の管状部は、移動式スリーブを形成し、移動式スリーブは、第２の圧縮チャンバ４内の流体を圧縮するためのシステムを形成するために、中央ガイド８の終端と協力する（この第２の圧縮段階では、こうして中央ガイド８の終端は、移動式スリーブと協力する固定ピストンを形成する）。

例示されたように作動構成では、ピストン（５）の並進の長手方向Ａは、吸気システム２が装置１の下端に据えられるように、好ましくは垂直又は傾斜し、排出オリフィス７は、吸気システム２の上、好ましくは移送システム６の上に据えられる装置の一部に据えられる。

この好ましい実施形態は、以下により詳細に記載される。しかし当然のことながら、別法として長手方向軸Ａは、作動構成に水平であることが可能であり、又は上に記載された比較的垂直位置に反転するために傾斜することが可能である。

こうしてピストン５の並進運動の長手方向Ａが垂直である時に、吸気システム２は、装置１の下端に据えられてもよい。排出オリフィス７は、それ自体が装置１の上部に、つまり吸気システム２の上に据えられる。

この構成は、圧縮される流体が、下部、つまり装置１の最低温度領域の中に受容されることを確実にする。加えて、送達及びあらゆる漏れ部は、装置の上部領域（装置の上部領域はより高温である）に置かれる。この構成は、２つの比較的低温の領域と比較的高温の領域との間の混合を最小となるよう促進し、又は混合させない。加えて高温流体は、ピストン駆動機構２１を含有することがある上部の中にオフセットされ、熱を発生する。

垂直圧縮ストロークを備えたこの垂直配置は、比較的低温の流体（吸気における）の流れと比較的高温の流体（排気における）の流れとの間を良好に分離することができる。具体的には第２の圧縮チャンバ４内の圧縮ストロークは、上向きストロークである（ピストン５のロッドは、上方及び装置１の高温部に向かって引かれる）。

具体的には、高圧に圧縮する間に、好ましくはピストン５が上方にストロークすることにより、ピストン５のロッドに張力が発生する。これは機械的な観点から好ましい。これは、この張力下では、ロッドは座屈を受けないからである（座屈は圧縮／推力を受けるはずである）。加えて、この張力圧縮構成は、ピストン・ロッドがその長さに沿って規則的に案内される必要がない。これは、（例えばロッドを中空にする又はその直径を低減することにより）ピストン・ロッドの断面積を低減することもできる。加えて、これは、熱損失の受容可能なレベルに従ってピストン・ロッドの長さを低減することを可能にする。

概略的に描かれたように、ピストン５は、上部に据えられた又はオフセットされたモータ部材２１又はモータ部材に連結された駆動機構によって駆動されることが可能である。

例示されたように、第１の圧縮チャンバ３は、管状空洞１４又はその下端で閉鎖される固定チャンバ内に形成されてもよい。第１の圧縮チャンバ３は、こうしてこの固定下部空洞１４によって下部が区切られてもよい。吸気システム２は、下部空洞１４の下端に据えられてもよい。

第１の圧縮チャンバ３は、こうしてピストン５の下端及びピストン５と下部空洞１４の壁との間に形成された封止システム１５（ピストンリング又は同種のもの）によって上部が区切られてもよい。

好ましくは、ピストン５の下部は、ポート又は弁を介してガスを逃すことを促進するように構成された輪郭を有する。例えば［図４］に特に概略的に示されたように、１つ又は複数のポート２６（若しくはオリフィス）は、下部空洞１４の上部（若しくは第１の燃焼チャンバの少なくとも一部を区切るあらゆる固定壁部分）に形成されてもよい。これらのポート２６は、ピストン５がこれらのポート２６を露出させる時に（ピストン５がポート２６の少なくとも一部の上にある時に）、第１の圧縮チャンバ３と外側との間を連通させることができる。こうして吸気段階では（チャンバ３が拡大している際）、第１の圧縮チャンバ３内に存在することがあるあらゆるガスは、これらのポート２６を介して逃れ、包囲する槽からの液体にその場所を譲ることができる。これは、受容中に液体を完全に充填することを確実にする。加えて圧縮段階で（ピストン３が第２の圧縮チャンバ３内で下方に動く）、これらのポート２６は、余剰の液体を逃すことができ、それによってその中に捕捉される液体の容積を測る（この容積は、ポート２６の長手方向位置によって決定することができる）。ピストン５は、次いで第１の圧縮チャンバ３内でその圧縮ストロークを続け、ポート２６は、圧縮された容積（この容積は槽１６から隔離される）ともはや連通しない。

これらのポート２６又はオリフィスは、第１の圧縮チャンバ３の中に流体を受容する吸気システムの一部を形成してもよく、又は更に吸気システムを構成してもよいことに留意されたい。すなわちこれは、下部空洞１４の下端に据えられた前述の吸気弁システム２が割愛される可能性があり、第１の圧縮チャンバ３の中に流体を受容することは、前述のポート２６又はオリフィスのみによって確保されるこのような事例であることが可能であることを意味する。

こうしてピストン５の管状部は、第２の圧縮チャンバ４全体を包囲する筐体を形成する。こうして第２の圧縮チャンバ４は、ピストン５の管状部内に全体的に含有されてもよい。こうしてピストン５は、第２の圧縮チャンバ４のケーシングを構成してもよい。この構築は、ピストン５の内側に第２の圧縮チャンバ４を全体的に閉じ込めることを可能にし、ピストン５の壁は、以下に記載されるように効率的に熱化（つまり低温に保たれる）されてもよい。

第２の圧縮チャンバ４の下端は、こうして管状ピストン５の下端によって区切られてもよく、第２の圧縮チャンバ４の上端は、中央ガイド８の終下端及び中央ガイド８とピストン５との間に形成された封止システム１０によって区切られてもよい。

この封止システム１０は、第２の圧縮チャンバ４の上端の上で、中央ガイド８の下端に又は下端の上に据えられることに留意されたい。

この構築は、こうして第２の圧縮チャンバ４の一端だけに単一の高圧動的封止システムを提供することを可能にする。こうして中央ガイド８とピストン５との間に形成された封止システム１０は、第２の圧縮チャンバ４の上端のみ及び／又は第２のチャンバ４の上に据えることが可能である。

対照的に上述の先行技術では、２つの高圧動的封止システムが、高圧圧縮チャンバの両側に１つずつ（ピストンのストロークの方向に関連して両側に１つずつ）提供されていた。

先行技術と比較すると、この配置は、製造及び維持管理の制約並びに漏れの危険性を大きく低減する。

移送システム６は、例えばピストン５の管状壁の下端に据えられ、ピストン５の面の１つは、第１の圧縮チャンバ３の上端を区切る。先に述べたように、この移送システム６は、単一又は複数のシステムであってもよく、第１のチャンバ３から第２のチャンバ４に流体を移送することができるように適切なあらゆる構造を有してもよい（第１の圧縮チャンバ３内で圧縮段階の間であるが、第２のチャンバ４において圧縮中に第２のチャンバ４から第１のチャンバに流体が移送されるのを防ぐ）。

排出オリフィス７は、中央ガイド８の下端（第２の圧縮チャンバ４の固定した上端）に据えられてもよい。装置１は、この排出オリフィス７に連結された第１の下端部、及び圧縮された高圧流体を収集する装置１の上部に据えられた第２の上端部を含む、圧縮されたガス排出ダクト１１を含んでもよい。

［図１］に例示されたように、圧縮装置は、低温冷却流体の槽１６を含有する、断熱された封止筐体１３内に収納されてもよい。具体的には、第１及び第２の圧縮チャンバ３、４は、液体相に浸されてもよい。筐体１６の上部は、装置１内のあらゆる漏れを収集するガスヘッドスペースを有してもよい。

こうして装置１の低温ヘッドは、低温槽１６（時にはサンプと呼ばれる）内に垂直に浸されてもよい。

第１の圧縮チャンバ３は、槽１６の底部に直接固定することができる。

運動部（ピストン５）は、垂直（上下）運動を有する。装着板２４、２５及びシャフト２２、２３は、装着するため、及び固定部に対して圧縮運動ができるように、圧縮チャンバ３、４の外側に提供されてもよい。

当然のことながら、ピストン５の構造は、この場合ピストン５の一部（この場合後部）が板２４（又は類似のもの）内を摺動できるように設計される。例えばピストン５の下部は管状である（及び第２の圧縮チャンバ４を形成する）一方で、ピストン５の反対（上）部は、板２４に対して摺動できるように設計される。

例えばピストン５の上部は、板２４の経路のために１つ又は複数の開口を有する。ピストン５は、一緒に接合／固定される１つ又は複数の片に作成することができる。

次に圧縮循環の一例について、［図２］～［図６］に関連して記載する。

［図２］では、ピストン５は、最下位置にある（第１の圧縮チャンバ３は空であり、第２の圧縮チャンバ４内の流体の圧力は、例えば２～２０バールである）。筐体１３の底部に据えられた低圧（例えば１～１０バール）の低温流体は、ピストン５が上昇する（及び流体が第２の圧縮チャンバ４内で加圧される）につれて、吸気システム２により第１の圧縮チャンバ３の中に受容されてもよい。

ピストンが徐々に上昇するにつれて（［図３］）、より多くの流体が第１の圧縮チャンバ３を充填する。第２の圧縮チャンバ４内の流体は、圧縮される。第１の圧縮チャンバ３は充填される。第２の圧縮チャンバ４内の圧力が、下流の決定された圧力（例えば用途に依存して１００～１０００バール）より大きくなると、排出オリフィス７は開き、排出ダクト１１を介して高圧流体を上方に出す。

最上位置では（［図４］）、第２の圧縮チャンバ４は空であり、第１の圧縮チャンバ３は満たされている。

上死位置の後（［図５］）、ピストン５の下向きストロークの間に、前の循環から第２のチャンバ４内の圧力が第１の圧縮チャンバ３内の圧力より低く降下するので、流体は第１の圧縮チャンバ３から移送システム６を介して第２の圧縮チャンバ４に動く（［図５］）。１つ又は複数のポート２６は、ピストン５が決定された底部長手方向位置を通過するような時点まで、第１の圧縮チャンバ３と連通する。底死位置の後に圧力が均等になると、第２の圧縮チャンバ４は隔離される。

装置は、開始構成に戻り、循環を再開することができる（［図６］）。

圧縮ストローク及び低温部（底部における）及び高温部（上部における）の分離を備えたこの構築は、圧縮をより良好に作動することができる。（好ましくは、底部における）吸気と（好ましくは、上部における）排出との間の距離が比較的長いことにより、この利点が増強する。

これは、流体がその最低温度及び最高密度である基準で受容されるのに対して、より高温の流体は上方にずれるからである。これは、槽１６内の混合及び沸騰の危険性を最小にする。高温流体（漏れ）は、専用の配管の必要なしに上部に直接収集することができる。

全体はケーシング内に収納することができる。

［図７］は、任意選択の漏洩ガス排出回路１２が提供される変形を例示する。例えば回路１２は、（封止システム１０の上で、及び恐らく存在することがある追加の上部シールの下で）ピストン５と中央ガイド８との間の空間と連通する第１の端部、並びに装置１の上部に開く第２の端部を有するダクトを含む。

［図８］の変形では、ピストン５の下端の幾何形状は、２つの圧縮チャンバ３、４の容積の割合を修正するように、例えば第２の圧縮チャンバ４に対して第１の圧縮チャンバ３のサイズを増加するように適合することができる。

この種類の（又は複数の一連の又は平行な）圧縮装置１は、低温流体のポンプ供給又は圧縮が必要なあらゆる低温設置に使用されてもよい。

例えば加圧ガス（例えば水素）のタンクを充填するためのステーションは、液化ガスの源１７と、源に連結された第１の端部、及び充填されるタンク１９０に連結されることを意図した少なくとも１つの第２の端部を有する引抜循環１８とを含んでもよく、引抜循環１８はこのようなポンプ供給装置１を含む。ポンプ供給された流体は、下流熱交換機１９内で蒸発され、任意選択で１つ又は複数の加圧バッファタンク２０内に保存されてもよい。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ 封止筐体（１３）を含み、液相を含む低温流体の槽（１６）を含有する複数の圧縮段階を備えた流体圧縮装置（１）であって、前記筐体（１３）の上部は、ガスヘッドスペースと、第１の圧縮チャンバ（３）と、第２の圧縮チャンバ（４）と、前記第１の圧縮チャンバ（３）と連通し、圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）の中に受容できるように構成された吸気システム（２）と、前記第１及び第２の圧縮チャンバ（３）、（４）と連通し、流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）から前記第２の圧縮チャンバ（４）に移送できるように構成された移送システム（６）と、前記第１及び第２の圧縮チャンバ（３）、（４）内の流体の圧縮を確実にするための移動式ピストン（５）とを含み、前記装置（１）は、前記第２の圧縮チャンバ（４）と連通し、圧縮された流体を出すことができるように構成された排出オリフィス（７）も含み、前記第２の圧縮チャンバ（４）は、前記ピストン（５）の本体の一部、及び前記装置の固定壁によって区切られ、前記ピストン（５）は、長手方向（Ａ）に並進運動で移動することができ、前記ピストン（５）は、固定中央ガイド（８）の周りに装着された管状部を含み、前記中央ガイド（８）の終端は、前記第２の圧縮チャンバ（４）の一部を区切る前記固定壁を形成し、前記装置（１）は、前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された封止システム（１０）を含むことと、前記ピストン（５）の並進の前記長手方向（Ａ）に、前記吸気システム（２）は前記装置（１）の第１の端部に据えられ、前記排出オリフィス（７）は前記装置の第２の端部に据えられ、前記移送システム（６）は、前記吸気システム（２）と前記排出オリフィス（７）との間に据えられることと、前記第１及び第２の圧縮チャンバ（３）、（４）は、前記槽（１６）の液相に浸されることと、前記吸気システムは、前記ピストン（５）の長手方向位置に依存して、前記第１の圧縮チャンバ（３）と前記槽（１６）の外側との間で連通でき、又は連通できない、１つ又は複数のポート（２６）を含むこととを特徴とする、装置。
［２］ 前記１つ又は複数のポート（２６）は、前記ピストン（５）が前記１つ又は複数のポート（２６）を越えて動く時、つまり前記ピストン（５）が、前記１つ又は複数のポート（２６）の少なくとも一部を越えて据えられる時に、前記１つ又は複数のポート（２６）が、前記第１の圧縮チャンバ（３）と前記槽（１６）の外側との間で連通できるような方法で配置されることを特徴とする、［１］に記載の装置。
［３］ 吸気段階では、前記第１の圧縮チャンバ（３）の容量が増加している時に、前記１つ又は複数のポート（２６）は、前記第１の圧縮チャンバ（３）内に存在することがあるあらゆるガスが、前記１つ又は複数のポート（２６）を介して前記槽（１６）の外側に逃れ、液体にその場所を譲ることができるように構成されることを特徴とする、［１］又は［２］に記載の装置。
［４］ 圧縮段階の間、つまり前記ピストン（５）が前記第１の圧縮チャンバ（３）の容量を低減している時に、前記１つ又は複数のポート（２６）は、余剰の液体を逃し、前記第１の圧縮チャンバ（３）内に捕捉された液体の容積を決定された値まで測定した後に、前記第１の圧縮チャンバ（３）との連通を停止することができるように構成されることを特徴とする、［２］又は［３］に記載の装置。
［５］ 前記ピストン（５）の一端は、前記第１の圧縮チャンバ（３）内の流体を圧縮するための移動式表面を形成するのに反して、前記ピストン（５）の前記管状部は、移動式スリーブを形成し、前記移動式スリーブは、前記第２の圧縮チャンバ（４）内の流体を圧縮するためのシステムを形成するために、前記中央ガイド（８）の前記終端と協力し、その圧縮システムにおいて前記中央ガイド（８）の前記終端は、固定ピストンを形成することを特徴とする、［１］～［４］のいずれか一項に記載の装置。
［６］ 前記ピストン（５）の並進の前記長手方向（Ａ）は、垂直又は傾斜し、前記吸気システム（２）は、前記装置（１）の下端に据えられ、前記排出オリフィス（７）は、前記吸気システム（２）の上、好ましくは前記移送システム（６）の上に据えられる前記装置の一部内に据えられることを特徴とする、［１］～［５］のいずれか一項に記載の装置。
［７］ 前記第２の圧縮チャンバ（４）の全体は、前記ピストン（５）の前記管状部内に含有されることを特徴とする、［１］～［６］のいずれか一項に記載の装置。
［８］ 前記長手方向（Ａ）に、前記第２の圧縮チャンバ（４）の第１の端部は、前記管状ピストン（５）の第１の端部によって区切られ、前記第２の圧縮チャンバ（４）の第２の端部は、前記中央ガイド（８）の前記終端及び前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された前記封止システム（１０）によって区切られ、前記封止システム（１０）は、前記中央ガイド（８）の前記終端の高さ又は前記中央ガイド（８）の前記終端に隣接して据えられることを特徴とする、［１］～［７］のいずれか一項に記載の装置。
［９］ 前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された前記封止システム（１０）は、前記第２の圧縮チャンバ（４）の前記第２の端部の高さのみ及び／又は前記長手方向（Ａ）に前記装置（１）の前記第１の端部の反対側に前記第２の圧縮チャンバ（４）を越えて据えられることを特徴とする、［１］～［８］のいずれか一項に記載の装置。
［１０］ 前記排出オリフィス（７）は、前記中央ガイド（８）の前記終端の高さに据えられ、前記装置（１）は、圧縮されたガスを排出するためのダクト（１１）を含み、前記排出オリフィス（７）に連結された第１の端部及び前記装置（１）の前記第１の端部と反対側の端部に据えられた第２の端部を含むことを特徴とする、［１］～［９］のいずれか一項に記載の装置。
［１１］ 前記第１の圧縮チャンバ（３）は、第１の固定空洞（１４）、前記ピストン（５）の一端、及び前記ピストン（５）と前記第１の固定空洞（１４）の壁との間に形成された封止システム（１５）によって区切られることを特徴とする、［１］～［１０］のいずれか一項に記載の装置。
［１２］ 前記吸気システム（２）は、前記装置（１）の前記第２の端部と反対側の前記第１の空洞（１４）の端部に据えられることを特徴とする、［１１］に記載の装置。
［１３］ 前記吸気システム（２）は、以下の少なくとも１つ、すなわち、１つ若しくは複数の逆止弁、少なくとも１つの平坦な円板弁、又は吸気段階の間に圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）の中に受容し、前記圧縮段階に流体が出るのを防ぐために構成された弁を含むことを特徴とする、［１］～［１２］のいずれか一項に記載の装置。
［１４］ 第２の前記圧縮チャンバ（４）内の前記流体の前記圧縮は、前記装置（１）の前記第２の端部の方向の前記ピストン（５）のストロークによってもたらされることを特徴とする、［１］～［１３］のいずれか一項に記載の装置。
［１５］ 液化ガス、具体的には液化水素の源（１７）と、前記源に連結された第１の端部、及び充填されるタンク（１９０）に連結されることを意図する少なくとも１つの第２の端部を有する引抜回路（１８）とを含む、圧縮ガスでタンク又は管を充填するためのステーションであって、前記引抜回路（１８）は、［１］～［１４］のいずれか一項に記載の流体ポンプ供給装置（１）又は流体圧縮装置（１）を含む、ステーション。

Claims (15)

1. 封止筐体（１３）を備え、液相を含む低温流体の槽（１６）を含む、複数の圧縮段階を有する流体圧縮装置（１）であって、前記封止筐体（１３）の上部は、ガスヘッドスペースと、第１の圧縮チャンバ（３）と、第２の圧縮チャンバ（４）と、前記第１の圧縮チャンバ（３）と連通し、圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）の中に受容できるように構成された吸気システム（２）と、前記第１及び第２の圧縮チャンバ（３）、（４）と連通し、流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）から前記第２の圧縮チャンバ（４）に移送できるように構成された移送システム（６）と、前記第１及び第２の圧縮チャンバ（３）、（４）内の流体の圧縮を確実にするための移動式のピストン（５）とを備え、前記流体圧縮装置（１）は、前記第２の圧縮チャンバ（４）と連通し、圧縮された流体を出すことができるように構成された排出オリフィス（７）も備え、前記第２の圧縮チャンバ（４）は、前記ピストン（５）の本体の一部、及び前記流体圧縮装置の固定壁によって区切られ、前記ピストン（５）は、長手方向（Ａ）に並進運動で移動することができる流体圧縮装置において、
   前記ピストン（５）が固定された中央ガイド（８）の周りに装着された管状部を備え、前記中央ガイド（８）の終端が前記第２の圧縮チャンバ（４）の一部を区切る前記固定壁を形成し、前記流体圧縮装置（１）が前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された封止システム（１０）を備えることと、
   前記吸気システム（２）が、前記ピストン（５）の並進の前記長手方向（Ａ）に、前記流体圧縮装置（１）の第１の端部に据えられ、前記排出オリフィス（７）が前記流体圧縮装置の第２の端部に据えられ、前記移送システム（６）が前記吸気システム（２）と前記排出オリフィス（７）との間に据えられていることと、
   前記第１の圧縮チャンバ（３）及び第２の圧縮チャンバ（４）が、前記槽（１６）の液相に浸されていることと、
   前記吸気システムが、前記ピストン（５）の長手方向位置に応じて、前記第１の圧縮チャンバ（３）と外側の前記槽（１６）との間の連通を可能にし、又は連通を可能としない、１つ又は複数のポート（２６）を備えることと、を特徴とする、流体圧縮装置。
2. 前記１つ又は複数のポート（２６）は、前記ピストン（５）が前記１つ又は複数のポート（２６）を越えて動く時、つまり前記ピストン（５）が、前記１つ又は複数のポート（２６）の少なくとも一部を越えて据えられる時に、前記１つ又は複数のポート（２６）が、前記第１の圧縮チャンバ（３）と外側の前記槽（１６）との間の連通を可能にするような方法で配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の流体圧縮装置。
3. 吸気段階では、前記第１の圧縮チャンバ（３）の容量が増加している時に、前記１つ又は複数のポート（２６）は、前記第１の圧縮チャンバ（３）内に存在することがあるあらゆるガスが、前記１つ又は複数のポート（２６）を介して外側の前記槽（１６）に逃れ、液体にその場所を譲ることができるように構成されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流体圧縮装置。
4. 圧縮段階の間、つまり前記ピストン（５）が前記第１の圧縮チャンバ（３）の容量を低減している時に、前記１つ又は複数のポート（２６）は、余剰の液体を前記槽（１６）に逃し、前記第１の圧縮チャンバ（３）と前記槽（１６）との連通を停止することができるように構成されていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の流体圧縮装置。
5. 前記ピストン（５）の一端は、前記第１の圧縮チャンバ（３）内の流体を圧縮するための移動式表面を形成するのに反して、前記ピストン（５）の前記管状部は、移動式スリーブを形成し、前記移動式スリーブは、前記第２の圧縮チャンバ（４）内の流体を圧縮するためのシステムを形成するために、前記中央ガイド（８）の前記終端と協力し、その圧縮システムにおいて前記中央ガイド（８）の前記終端は、固定ピストンを形成することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
6. 作動構成では、前記ピストン（５）の並進の前記長手方向（Ａ）は、垂直又は傾斜し、前記吸気システム（２）は、前記流体圧縮装置（１）の下端に据えられ、前記排出オリフィス（７）は、前記移送システム（６）の上に据えられる前記流体圧縮装置の一部内に据えられていることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
7. 前記第２の圧縮チャンバ（４）の全体は、前記ピストン（５）の前記管状部内に含まれることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
8. 前記長手方向（Ａ）に、前記第２の圧縮チャンバ（４）の第１の端部は、管状の前記ピストン（５）の第１の端部によって区切られ、前記第２の圧縮チャンバ（４）の第２の端部は、前記中央ガイド（８）の前記終端及び前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された前記封止システム（１０）によって区切られ、前記封止システム（１０）は、前記中央ガイド（８）の前記終端の高さ又は前記中央ガイド（８）の前記終端に隣接して据えられていることを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
9. 前記中央ガイド（８）と前記ピストン（５）との間に形成された前記封止システム（１０）は、前記第２の圧縮チャンバ（４）の前記第２の端部の高さのみ及び／又は前記長手方向（Ａ）に前記流体圧縮装置（１）の前記第１の端部の反対側に前記第２の圧縮チャンバ（４）を越えて据えられることを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
10. 前記排出オリフィス（７）は、前記中央ガイド（８）の前記終端の高さに据えられ、前記流体圧縮装置（１）は、圧縮されたガスを排出するためのダクト（１１）を備え、前記排出オリフィス（７）に連結された第１の端部及び前記流体圧縮装置（１）の前記第１の端部と反対側の端部に据えられた第２の端部を備えることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
11. 前記第１の圧縮チャンバ（３）は、第１の固定空洞（１４）、前記ピストン（５）の一端、及び前記ピストン（５）と前記第１の固定空洞（１４）の壁との間に形成された封止システム（１５）によって区切られることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
12. 前記吸気システム（２）は、前記流体圧縮装置（１）の前記第２の端部と反対側の前記第１の固定空洞（１４）の端部に据えられることを特徴とする、請求項１１に記載の流体圧縮装置。
13. 前記吸気システム（２）は、以下の少なくとも１つ、すなわち、１つ若しくは複数の逆止弁、少なくとも１つの平坦な円板弁、又は吸気段階の間に圧縮される流体を前記第１の圧縮チャンバ（３）の中に受容し、前記圧縮段階に流体が出るのを防ぐように構成された弁を備えることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
14. 第２の前記圧縮チャンバ（４）内の流体の圧縮は、前記流体圧縮装置（１）の前記第２の端部の方向の前記ピストン（５）のストロークによってもたらされることを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
15. 液化ガスの源（１７）と、前記源に連結された第１の端部、及び充填されるべきタンク（１９０）に連結されることを意図する少なくとも１つの第２の端部を有する引抜回路（１８）とを備える、圧縮ガスでタンク又は管を充填するためのステーションであって、前記引抜回路（１８）は、請求項１～１４のいずれか一項に記載の流体圧縮装置（１）を備える、ステーション。

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