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JP7696785B2 - Liquefied Gas Transfer System - Google Patents
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Description

本発明は、貯留タンク内に貯留されている、液化天然ガス(LNG)や液体水素などの液化ガスを移送するための液化ガス移送システムに関し、特に、液化ガスおよびボイルオフガスを圧送するためのポンプ装置を含む液化ガス移送システムに関する。 The present invention relates to a liquefied gas transfer system for transferring liquefied gas, such as liquefied natural gas (LNG) or liquefied hydrogen, stored in a storage tank, and in particular to a liquefied gas transfer system including a pump device for pressurizing the liquefied gas and boil-off gas.

天然ガスは、火力発電や化学原料として広く利用されている。また、水素は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を発生しないエネルギーとして期待されている。エネルギーとしての水素の用途には、燃料電池およびタービン発電などが挙げられる。天然ガスおよび水素は、常温では気体の状態であるため、これらの貯蔵および運搬のために、天然ガスおよび水素は冷却され、液化される。液化天然ガス(LNG)や液体水素などの液化ガスは、運搬車によって発電所や水素ステーションなどに移送される。 Natural gas is widely used for thermal power generation and as a chemical raw material. Hydrogen is also expected to be an energy source that does not generate carbon dioxide, a cause of global warming. Uses of hydrogen as an energy source include fuel cells and turbine power generation. Natural gas and hydrogen are in a gaseous state at room temperature, so they are cooled and liquefied in order to be stored and transported. Liquefied gases such as liquefied natural gas (LNG) and liquid hydrogen are transported by truck to power plants, hydrogen stations, etc.

水素ステーションには、貯蔵された液体水素を気化させ、圧縮機で加圧し燃料電池自動車等に水素を供給するものと、貯蔵された液体水素をポンプで加圧した後に、気化させ燃料電池自動車等に水素を供給するものがある。後者は、前者よりも大量の水素を増圧できるので、水素ステーション全体での機器構成が少なく済む。 There are two types of hydrogen stations: those that vaporize stored liquid hydrogen, pressurize it with a compressor, and supply hydrogen to fuel cell vehicles, etc., and those that pressurize stored liquid hydrogen with a pump, then vaporize it and supply hydrogen to fuel cell vehicles, etc. The latter can boost the pressure of larger amounts of hydrogen than the former, so the entire hydrogen station requires less equipment.

図10は、水素ステーションの一例を示す模式図である。液体水素は、図示しない運搬車によって水素ステーションに運ばれ、貯留タンク200内に貯留される。ポンプ装置201は、貯留タンク200内の液体水素を蒸発器202に送り、液体水素は蒸発器202により水素ガスになる。水素ガスは蓄圧器203に送られ、高圧の水素ガスは蓄圧器203内に保持される。さらに水素ガスはディスペンサー204に送られ、ディスペンサー204から燃料電池自動車等に供給される。 Figure 10 is a schematic diagram showing an example of a hydrogen station. Liquid hydrogen is transported to the hydrogen station by a transport vehicle (not shown) and stored in a storage tank 200. A pump device 201 sends the liquid hydrogen in the storage tank 200 to an evaporator 202, which turns the liquid hydrogen into hydrogen gas. The hydrogen gas is sent to a pressure accumulator 203, and the high-pressure hydrogen gas is held in the pressure accumulator 203. The hydrogen gas is then sent to a dispenser 204, from which it is supplied to a fuel cell vehicle or the like.

特開2008-196590号公報JP 2008-196590 A

しかしながら、水素ステーションでは、配管、貯留タンク200への外部からの入熱、ポンプ装置201の運転に伴う入熱により、気化水素(ボイルオフガス:BOG)が発生する。ボイルオフガスはほぼ大気圧のため、再度水素ステーション内で利用することは難しく、通常は空気中に廃棄されている。発生したボイルオフガスを再利用する方法としては、燃料電池での回収利用や、圧縮機でボイルオフガスを圧縮しシステム内で蓄圧する方法が挙げられるが、どちらも高価な設備投資が必要であること、システムの設置面積が増えることが問題となる。このような問題は、液体水素のみならず、液化天然ガスなどの他の種類の液化ガスにも起こりうる。 However, at hydrogen stations, vaporized hydrogen (boil-off gas: BOG) is generated due to heat input from the outside to the piping and storage tank 200, and heat input due to the operation of the pump device 201. Because the boil-off gas is at almost atmospheric pressure, it is difficult to reuse it within the hydrogen station, and it is usually discarded into the air. Methods for reusing the generated boil-off gas include recovering it in a fuel cell, and compressing the boil-off gas with a compressor and storing it in the system, but both of these methods require expensive capital investment and require a large installation area for the system, which is problematic. Such problems can occur not only with liquid hydrogen, but also with other types of liquefied gas, such as liquefied natural gas.

そこで、本発明は、液化ガスから発生するボイルオフガスを簡易な構成で有効利用することができる液化ガス移送システムを提供する。 Therefore, the present invention provides a liquefied gas transfer system that can effectively utilize the boil-off gas generated from liquefied gas with a simple configuration.

一態様では、貯留タンク内の液化ガスを移送するための液化ガス移送システムであって、前記貯留タンク内の前記液化ガスおよびボイルオフガスを加圧するための往復ポンプ装置を備え、前記往復ポンプ装置は、気体加圧室および液体加圧室を内部に有するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたピストンと、前記ピストンに連結され、前記ピストンを往復移動させるためのアクチュエータを備えており、前記ピストンは、前記気体加圧室と前記液体加圧室との間に位置しており、前記ピストンは、前記気体加圧室に面する気体加圧面と、前記液体加圧室に面する液体加圧面を有する、液化ガス移送システムが提供される。 In one aspect, a liquefied gas transfer system for transferring liquefied gas in a storage tank is provided, the liquefied gas transfer system comprising a reciprocating pump device for pressurizing the liquefied gas and boil-off gas in the storage tank, the reciprocating pump device comprising a cylinder having a gas pressurization chamber and a liquid pressurization chamber therein, a piston disposed in the cylinder, and an actuator connected to the piston for reciprocating the piston, the piston being positioned between the gas pressurization chamber and the liquid pressurization chamber, and the piston having a gas pressurization surface facing the gas pressurization chamber and a liquid pressurization surface facing the liquid pressurization chamber.

一態様では、前記ピストンは、前記気体加圧面を有する気体加圧用ピストンと、前記液体加圧面を有する液体加圧用ピストンを有しており、前記往復ポンプ装置は、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとを連結し、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンを一体に往復移動させる連結部材と、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとの間に位置し、かつ前記シリンダ内に位置する中間室をさらに備えている。
一態様では、前記往復ポンプ装置は、前記中間室と前記気体加圧室とを連通させる連通流路と、前記連通流路に配置された逆止弁をさらに備えており、前記逆止弁は、前記中間室から前記気体加圧室への一方向の流れを許容するように構成されている。
一態様では、前記シリンダは、前記中間室に連通するボイルオフガス導入口を有している。
一態様では、前記連通流路は、前記気体加圧用ピストンを貫通して延びている。
一態様では、前記連通流路は、前記シリンダの外側に配置されている。
一態様では、前記シリンダは、前記気体加圧室に連通するボイルオフガス導入口を有している。
一態様では、前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記シリンダ内に配置されている。
一態様では、前記アクチュエータが前記ピストンに連結される位置は、前記シリンダ内である。
一態様では、前記往復ポンプ装置は、前記中間室に連通するリリーフ弁をさらに備えている。
In one aspect, the piston has a gas pressurizing piston having the gas pressurizing surface, and a liquid pressurizing piston having the liquid pressurizing surface, and the reciprocating pump device further includes a connecting member that connects the gas pressurizing piston and the liquid pressurizing piston and causes the gas pressurizing piston and the liquid pressurizing piston to reciprocate together, and an intermediate chamber that is located between the gas pressurizing piston and the liquid pressurizing piston and is located within the cylinder.
In one aspect, the reciprocating pump device further includes a communication passage that connects the intermediate chamber and the gas pressurization chamber, and a check valve disposed in the communication passage, the check valve being configured to allow a one-way flow from the intermediate chamber to the gas pressurization chamber.
In one embodiment, the cylinder has a boil-off gas inlet port communicating with the intermediate chamber.
In one embodiment, the communication passage extends through the gas pressurizing piston.
In one embodiment, the communication passage is disposed outside the cylinder.
In one embodiment, the cylinder has a boil-off gas inlet that communicates with the gas pressurizing chamber.
In one aspect, at least a portion of the actuator is disposed within the cylinder.
In one aspect, the location where the actuator is coupled to the piston is within the cylinder.
In one embodiment, the reciprocating pump device further includes a relief valve communicating with the intermediate chamber.

一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記気体加圧室に接続された第1吐出しラインと、前記液体加圧室に接続された第2吐出しラインと、前記第1吐出しラインに接続された冷却装置をさらに備えている。
一態様では、前記冷却装置は、互いに隣接する加熱流路と冷却流路を有する熱交換器であり、前記加熱流路は前記第1吐出しラインに接続されており、前記冷却流路は前記第2吐出しラインに接続されている。
一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記第1吐出しラインに接続され、かつ前記冷却装置の下流側に配置された減圧装置をさらに備えている。
一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記減圧装置から前記貯留タンクまで延びる戻りラインをさらに備えている。
In one aspect, the liquefied gas transfer system further includes a first discharge line connected to the gas pressurization chamber, a second discharge line connected to the liquid pressurization chamber, and a cooling device connected to the first discharge line.
In one aspect, the cooling device is a heat exchanger having adjacent heating and cooling passages, the heating passage being connected to the first discharge line and the cooling passage being connected to the second discharge line.
In one aspect, the liquefied gas transfer system further comprises a pressure reducing device connected to the first discharge line and disposed downstream of the cooling device.
In one aspect, the liquefied gas transfer system further comprises a return line extending from the pressure reducing device to the storage tank.

本発明によれば、シリンダ内に配置されたピストンは、液化ガスとボイルオフガスを交互に加圧することができる。したがって、ボイルオフガスを加圧するための専用の圧縮機を設ける必要がなく、設置面積も増えることがない。ボイルオフガスは、ピストンにより加圧されて超臨界流体となる。超臨界流体は、冷却することで、再利用することができる。さらに、冷却された超臨界流体を減圧することで、超臨界流体を気液混合流体にすることができ、気液混合流体から液化ガスを回収することができる。 According to the present invention, the piston arranged in the cylinder can alternately pressurize the liquefied gas and the boil-off gas. Therefore, there is no need to provide a dedicated compressor for pressurizing the boil-off gas, and the installation area does not increase. The boil-off gas is pressurized by the piston to become a supercritical fluid. The supercritical fluid can be reused by cooling it. Furthermore, by depressurizing the cooled supercritical fluid, the supercritical fluid can be made into a gas-liquid mixed fluid, and the liquefied gas can be recovered from the gas-liquid mixed fluid.

液化ガス移送システムの一実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating one embodiment of a liquefied gas transfer system. 液化ガス移送システム内を循環する水素の状態を示すモリエル線図である。FIG. 2 is a Mollier diagram showing the state of hydrogen circulating in a liquefied gas transport system. 液化ガス移送システムの他の実施形態を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing another embodiment of a liquefied gas transfer system. 液化ガス移送システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing yet another embodiment of a liquefied gas transfer system. 往復ポンプ装置の他の実施形態を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing another embodiment of the reciprocating pump device. 往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing still another embodiment of the reciprocating pump device. 往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing still another embodiment of the reciprocating pump device. 往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing still another embodiment of the reciprocating pump device. 往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing still another embodiment of the reciprocating pump device. 水素ステーションの一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a hydrogen station.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、液化ガス移送システムの一実施形態を示す模式図である。図1に示す実施形態の液化ガス移送システムは、液化ガスの一例として、液体水素を移送するシステムである。本発明は液体水素用の移送システムに限らず、液化天然ガス(LNG)、液化アンモニア、液体窒素、液化エチレンガス、液化石油ガスなどの他の種類の液化ガスの移送システムにも適用することができる。液体水素は、貯留タンク1に貯留されている。貯留タンク1内の水素のほとんどは液状であるが、周囲雰囲気の熱はわずかに貯留タンク1の壁を通じて液体水素に伝わる。その結果、液体水素の一部はガス化して、ボイルオフガス(BOG)を形成する。したがって、図1に示すように、貯留タンク1内には、液化ガス(液体水素)とボイルオフガス(水素ガス)が存在する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a liquefied gas transfer system. The liquefied gas transfer system of the embodiment shown in FIG. 1 is a system for transferring liquefied hydrogen as an example of liquefied gas. The present invention is not limited to a transfer system for liquefied hydrogen, but can also be applied to transfer systems for other types of liquefied gas, such as liquefied natural gas (LNG), liquefied ammonia, liquid nitrogen, liquefied ethylene gas, and liquefied petroleum gas. Liquid hydrogen is stored in a storage tank 1. Most of the hydrogen in the storage tank 1 is liquid, but a small amount of heat from the surrounding atmosphere is transferred to the liquid hydrogen through the wall of the storage tank 1. As a result, a part of the liquid hydrogen is gasified to form boil-off gas (BOG). Therefore, as shown in FIG. 1, liquefied gas (liquid hydrogen) and boil-off gas (hydrogen gas) exist in the storage tank 1.

液化ガス移送システムは、貯留タンク1内に存在するボイルオフガスと液体水素の両方を吸引し、別々に加圧するように構成された往復ポンプ装置3と、往復ポンプ装置3と貯留タンク1とを連結する気体移送ライン5および液体移送ライン6を備えている。貯留タンク1内のボイルオフガス(BOG)は、気体移送ライン5を通じて往復ポンプ装置3に移送され、貯留タンク1内の液体水素は、液体移送ライン6を通じて往復ポンプ装置3に移送される。気体移送ライン5および液体移送ライン6には、気体逆止弁7および液体逆止弁8がそれぞれ取り付けられている。これら逆止弁7,8は、貯留タンク1から往復ポンプ装置3への一方向の流れのみを許容するように構成されている。 The liquefied gas transfer system includes a reciprocating pump device 3 configured to suck in both boil-off gas and liquid hydrogen present in the storage tank 1 and pressurize them separately, and a gas transfer line 5 and a liquid transfer line 6 that connect the reciprocating pump device 3 to the storage tank 1. The boil-off gas (BOG) in the storage tank 1 is transferred to the reciprocating pump device 3 through the gas transfer line 5, and the liquid hydrogen in the storage tank 1 is transferred to the reciprocating pump device 3 through the liquid transfer line 6. A gas check valve 7 and a liquid check valve 8 are attached to the gas transfer line 5 and the liquid transfer line 6, respectively. These check valves 7 and 8 are configured to allow only one-way flow from the storage tank 1 to the reciprocating pump device 3.

往復ポンプ装置3は、気体加圧室10および液体加圧室11を内部に有するシリンダ14と、シリンダ14内に配置されたピストン17と、ピストン17に連結され、ピストン17をシリンダ14内で往復移動させるためのアクチュエータ18を備えている。ピストン17は、気体加圧室10と液体加圧室11との間に位置している。アクチュエータ18の全体は、シリンダ14内に配置されている。したがって、ピストン17からシリンダ14の外部に延びるピストンロッドは設けられていない。本実施形態のアクチュエータ18は、永久磁石18Aとコイル18Bを備えたリニアモータであるが、アクチュエータ18の具体的構成は本実施形態に限定されるものではない。例えば、アクチュエータ18は、油圧シリンダ、クランク機構と電動機との組み合わせなどであってもよい。 The reciprocating pump device 3 includes a cylinder 14 having a gas pressure chamber 10 and a liquid pressure chamber 11 therein, a piston 17 disposed in the cylinder 14, and an actuator 18 connected to the piston 17 for reciprocating the piston 17 within the cylinder 14. The piston 17 is located between the gas pressure chamber 10 and the liquid pressure chamber 11. The entire actuator 18 is disposed within the cylinder 14. Therefore, no piston rod is provided extending from the piston 17 to the outside of the cylinder 14. The actuator 18 in this embodiment is a linear motor equipped with a permanent magnet 18A and a coil 18B, but the specific configuration of the actuator 18 is not limited to this embodiment. For example, the actuator 18 may be a hydraulic cylinder, or a combination of a crank mechanism and an electric motor.

シリンダ14は、密閉容器であり、内部に導入された水素の漏洩を許容しない構成を有している。ピストン17の全体は、シリンダ14内に位置している。ピストン17は、気体加圧室10に面する気体加圧面21と、液体加圧室11に面する液体加圧面22を有する。より具体的には、ピストン17は、気体加圧面21を有する気体加圧用ピストン24と、液体加圧面22を有する液体加圧用ピストン25を有している。気体加圧用ピストン24と液体加圧用ピストン25は連結部材30によって連結されており、気体加圧用ピストン24と液体加圧用ピストン25は一体に往復移動する。 The cylinder 14 is a sealed container and is configured to not allow leakage of hydrogen introduced inside. The entire piston 17 is located inside the cylinder 14. The piston 17 has a gas pressurizing surface 21 facing the gas pressurizing chamber 10 and a liquid pressurizing surface 22 facing the liquid pressurizing chamber 11. More specifically, the piston 17 has a gas pressurizing piston 24 having the gas pressurizing surface 21, and a liquid pressurizing piston 25 having the liquid pressurizing surface 22. The gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25 are connected by a connecting member 30, and the gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25 reciprocate together.

往復ポンプ装置3は、ピストン17の側面に取り付けられたシールを備えている。より具体的には、気体加圧用ピストン24の側面には第1シール26が取り付けられており、液体加圧用ピストン25の側面には第2シール27が取り付けられている。第1シール26は、気体加圧用ピストン24の側面とシリンダ14の内面との間の隙間を塞ぎ、第2シール27は、液体加圧用ピストン25の側面とシリンダ14の内面との間の隙間を塞ぐ機能を有している。 The reciprocating pump device 3 is equipped with a seal attached to the side of the piston 17. More specifically, a first seal 26 is attached to the side of the gas pressurizing piston 24, and a second seal 27 is attached to the side of the liquid pressurizing piston 25. The first seal 26 has the function of sealing the gap between the side of the gas pressurizing piston 24 and the inner surface of the cylinder 14, and the second seal 27 has the function of sealing the gap between the side of the liquid pressurizing piston 25 and the inner surface of the cylinder 14.

往復ポンプ装置3は、シリンダ14内に位置する中間室32を有している。この中間室32は、気体加圧用ピストン24と液体加圧用ピストン25との間に位置しており、気体加圧用ピストン24と液体加圧用ピストン25と一体に往復移動する。中間室32は、気体加圧室10と液体加圧室11との間に位置している。シリンダ14は、中間室32に連通するボイルオフガス導入口33を有している。ボイルオフガス導入口33は、中間室32を形成するシリンダ14の壁部に形成されている。気体移送ライン5は、ボイルオフガス導入口33を通じて中間室32に連通している。すなわち、気体移送ライン5の一端は、貯留タンク1の上部に接続され、気体移送ライン5の他端は、シリンダ14のボイルオフガス導入口33に接続され、かつ中間室32に連通している。 The reciprocating pump device 3 has an intermediate chamber 32 located in the cylinder 14. This intermediate chamber 32 is located between the gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25, and reciprocates together with the gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25. The intermediate chamber 32 is located between the gas pressurizing chamber 10 and the liquid pressurizing chamber 11. The cylinder 14 has a boil-off gas inlet 33 that communicates with the intermediate chamber 32. The boil-off gas inlet 33 is formed in the wall of the cylinder 14 that forms the intermediate chamber 32. The gas transfer line 5 communicates with the intermediate chamber 32 through the boil-off gas inlet 33. That is, one end of the gas transfer line 5 is connected to the top of the storage tank 1, and the other end of the gas transfer line 5 is connected to the boil-off gas inlet 33 of the cylinder 14 and communicates with the intermediate chamber 32.

アクチュエータ18の全体は、シリンダ14内に配置されている。より具体的には、アクチュエータ18の全体は、中間室32内に配置されている。アクチュエータ18の永久磁石18Aは、中間室32内にある連結部材30に固定されており、永久磁石18Aは連結部材30およびピストン17と一体に往復移動する。アクチュエータ18のコイル18Bはシリンダ14の内側に固定されている。 The actuator 18 is entirely disposed within the cylinder 14. More specifically, the actuator 18 is entirely disposed within the intermediate chamber 32. The permanent magnet 18A of the actuator 18 is fixed to a connecting member 30 in the intermediate chamber 32, and the permanent magnet 18A moves back and forth together with the connecting member 30 and the piston 17. The coil 18B of the actuator 18 is fixed inside the cylinder 14.

中間室32は、気体加圧室10と液体加圧室11との間に位置している。往復ポンプ装置3は、中間室32と気体加圧室10とを連通させる連通流路35と、連通流路35に配置された逆止弁36をさらに備えている。本実施形態では、連通流路35は、気体加圧用ピストン24内に形成されており、気体加圧用ピストン24を貫通して延びている。連通流路35の一端は中間室32に連通し、連通流路35の他端は気体加圧室10に連通している。逆止弁36は、気体加圧用ピストン24内に配置されている。連通流路35および逆止弁36は、気体加圧用ピストン24と一体に往復移動する。逆止弁36は、中間室32から気体加圧室10への一方向の流れのみを許容するように構成されている。 The intermediate chamber 32 is located between the gas pressurizing chamber 10 and the liquid pressurizing chamber 11. The reciprocating pump device 3 further includes a communication flow passage 35 that communicates between the intermediate chamber 32 and the gas pressurizing chamber 10, and a check valve 36 arranged in the communication flow passage 35. In this embodiment, the communication flow passage 35 is formed in the gas pressurizing piston 24 and extends through the gas pressurizing piston 24. One end of the communication flow passage 35 communicates with the intermediate chamber 32, and the other end of the communication flow passage 35 communicates with the gas pressurizing chamber 10. The check valve 36 is arranged in the gas pressurizing piston 24. The communication flow passage 35 and the check valve 36 reciprocate together with the gas pressurizing piston 24. The check valve 36 is configured to allow only one-way flow from the intermediate chamber 32 to the gas pressurizing chamber 10.

シリンダ14は、液体加圧室11に連通する液化ガス導入口38を有している。液化ガス導入口38は、液体加圧室11を形成するシリンダ14の壁部に形成されている。液体移送ライン6は、液化ガス導入口38を通じて液体加圧室11に連通している。すなわち、液体移送ライン6の一端は、貯留タンク1の下部に接続され、液体移送ライン6の他端は、シリンダ14に接続され、かつ液体加圧室11に連通している。 The cylinder 14 has a liquefied gas inlet 38 that communicates with the liquid pressure chamber 11. The liquefied gas inlet 38 is formed in the wall of the cylinder 14 that forms the liquid pressure chamber 11. The liquid transfer line 6 communicates with the liquid pressure chamber 11 through the liquefied gas inlet 38. That is, one end of the liquid transfer line 6 is connected to the lower part of the storage tank 1, and the other end of the liquid transfer line 6 is connected to the cylinder 14 and communicates with the liquid pressure chamber 11.

液化ガス移送システムは、気体加圧室10に接続された第1吐出しライン41と、液体加圧室11に接続された第2吐出しライン42と、第1吐出しライン41に取り付けられた第1吐出側逆止弁44と、第2吐出しライン42に取り付けられた第2吐出側逆止弁45をさらに備えている。往復ポンプ装置3によって加圧されたボイルオフガス(水素ガス)と液体水素は、第1吐出しライン41および第2吐出しライン42を通って排出される。第1吐出側逆止弁44および第2吐出側逆止弁45は、往復ポンプ装置3から流出する方向の流れのみを許容するように構成されている。 The liquefied gas transfer system further includes a first discharge line 41 connected to the gas pressurization chamber 10, a second discharge line 42 connected to the liquid pressurization chamber 11, a first discharge side check valve 44 attached to the first discharge line 41, and a second discharge side check valve 45 attached to the second discharge line 42. The boil-off gas (hydrogen gas) and liquid hydrogen pressurized by the reciprocating pump device 3 are discharged through the first discharge line 41 and the second discharge line 42. The first discharge side check valve 44 and the second discharge side check valve 45 are configured to allow only flow in the direction out of the reciprocating pump device 3.

以下、往復ポンプ装置3の動作について説明する。気体加圧用ピストン24および液体加圧用ピストン25を含むピストン17がシリンダ14内で移動すると、貯留タンク1内のボイルオフガス(水素ガス)と液体水素は、気体移送ライン5および液体移送ライン6を通って中間室32および液体加圧室11にそれぞれ導入される。より具体的には、ピストン17が図1において下向きに移動すると、気体加圧室10内に負圧が形成され、中間室32内の流体は連通流路35を通って気体加圧室10に移動する。その結果、貯留タンク1内のボイルオフガスは気体移送ライン5を通って中間室32内に導入される。 The operation of the reciprocating pump device 3 will be described below. When the piston 17, which includes the gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25, moves within the cylinder 14, the boil-off gas (hydrogen gas) and liquid hydrogen in the storage tank 1 are introduced into the intermediate chamber 32 and the liquid pressurizing chamber 11 through the gas transfer line 5 and the liquid transfer line 6, respectively. More specifically, when the piston 17 moves downward in FIG. 1, negative pressure is formed in the gas pressurizing chamber 10, and the fluid in the intermediate chamber 32 moves to the gas pressurizing chamber 10 through the communicating flow path 35. As a result, the boil-off gas in the storage tank 1 is introduced into the intermediate chamber 32 through the gas transfer line 5.

ピストン17が図1において上向きに移動すると、貯留タンク1内の液体水素は液体移送ライン6を通って液体加圧室11内に導入される。その後、ピストン17が図1において下向きに移動すると、中間室32内のボイルオフガスは連通流路35を通って気体加圧室10に移動するとともに、貯留タンク1内のボイルオフガスは気体移送ライン5を通って中間室32内に導入される。同時に、液体加圧室11内の液体水素は、液体加圧用ピストン25によって加圧される。さらに、ピストン17が図1において上向きに移動すると、気体加圧室10内のボイルオフガスは、気体加圧用ピストン24によって加圧され、その一方で、貯留タンク1内の液体水素は液体移送ライン6を通って液体加圧室11内に導入される。 1, the liquid hydrogen in the storage tank 1 is introduced into the liquid pressurization chamber 11 through the liquid transfer line 6. Then, when the piston 17 moves downward in FIG. 1, the boil-off gas in the intermediate chamber 32 moves to the gas pressurization chamber 10 through the communication passage 35, and the boil-off gas in the storage tank 1 is introduced into the intermediate chamber 32 through the gas transfer line 5. At the same time, the liquid hydrogen in the liquid pressurization chamber 11 is pressurized by the liquid pressurization piston 25. Furthermore, when the piston 17 moves upward in FIG. 1, the boil-off gas in the gas pressurization chamber 10 is pressurized by the gas pressurization piston 24, while the liquid hydrogen in the storage tank 1 is introduced into the liquid pressurization chamber 11 through the liquid transfer line 6.

このようにして、ピストン17の往復移動に伴い、ボイルオフガスと液体水素は、交互にピストン17によって加圧され、交互にシリンダ14から排出される。気体加圧室10内の圧力は、ピストン17の往復移動に伴って大きく変動するが、中間室32内の圧力は逆止弁36の設定圧力によって圧力が維持される。結果として、中間室32に連通する貯留タンク1内の圧力が調整できる。 In this way, as the piston 17 reciprocates, the boil-off gas and liquid hydrogen are alternately pressurized by the piston 17 and alternately discharged from the cylinder 14. The pressure in the gas pressurization chamber 10 fluctuates greatly as the piston 17 reciprocates, but the pressure in the intermediate chamber 32 is maintained by the set pressure of the check valve 36. As a result, the pressure in the storage tank 1, which is connected to the intermediate chamber 32, can be adjusted.

液体加圧用ピストン25が液体加圧室11内の液体水素を加圧しているとき、第2シール27に接する液体水素の一部がガス化してボイルオフガスとなり、ボイルオフガスは中間室32に流入する。このボイルオフガスは、貯留タンク1から導入されたボイルオフガスと中間室32内で混合され、連通流路35を通じて気体加圧室10に流入する。このように、シリンダ14内で発生したボイルオフガスはシリンダ14から外部に漏洩することがなく、ボイルオフガスを回収することができる。 When the liquid pressurizing piston 25 pressurizes the liquid hydrogen in the liquid pressurizing chamber 11, a portion of the liquid hydrogen in contact with the second seal 27 is gasified to become boil-off gas, and the boil-off gas flows into the intermediate chamber 32. This boil-off gas is mixed with the boil-off gas introduced from the storage tank 1 in the intermediate chamber 32, and flows into the gas pressurizing chamber 10 through the communicating flow passage 35. In this way, the boil-off gas generated in the cylinder 14 does not leak from the cylinder 14 to the outside, and the boil-off gas can be recovered.

特に、アクチュエータ18の全体はシリンダ14内に配置されており、アクチュエータ18がピストン17に連結される位置はシリンダ14内である。したがって、シリンダ14を貫通するピストンロッドが不要であり、ピストンロッドとシリンダ14との隙間を封止するシールも不要である。さらに、ピストンロッドとシリンダ14との隙間からボイルオフガスが漏洩することがない。 In particular, the entire actuator 18 is disposed within the cylinder 14, and the position where the actuator 18 is connected to the piston 17 is within the cylinder 14. Therefore, a piston rod that passes through the cylinder 14 is not required, and a seal that seals the gap between the piston rod and the cylinder 14 is also not required. Furthermore, boil-off gas does not leak from the gap between the piston rod and the cylinder 14.

液化ガス移送システムは、第1吐出しライン41および第2吐出しライン42に接続された冷却装置としての熱交換器50をさらに備えている。往復ポンプ装置3により加圧されたボイルオフガスおよび液体水素は、第1吐出しライン41および第2吐出しライン42を通って熱交換器50に送られる。熱交換器50は、互いに隣接する加熱流路51と冷却流路52を有している。加熱流路51は第1吐出しライン41に接続されており、冷却流路52は第2吐出しライン42に接続されている。熱交換器50内では、加圧されたボイルオフガスは加熱流路51を流れ、加圧された液体水素は冷却流路52を流れる。加熱流路51内の加圧されたボイルオフガスと冷却流路52内の加圧された液体水素との間で熱交換が行われ、その結果加圧されたボイルオフガスは冷却され、液体水素は加熱される。加熱された液体水素は、蒸発器(例えば図10に示す蒸発器202)などに送られる。 The liquefied gas transfer system further includes a heat exchanger 50 as a cooling device connected to the first discharge line 41 and the second discharge line 42. The boil-off gas and liquid hydrogen pressurized by the reciprocating pump device 3 are sent to the heat exchanger 50 through the first discharge line 41 and the second discharge line 42. The heat exchanger 50 has a heating flow path 51 and a cooling flow path 52 adjacent to each other. The heating flow path 51 is connected to the first discharge line 41, and the cooling flow path 52 is connected to the second discharge line 42. In the heat exchanger 50, the pressurized boil-off gas flows through the heating flow path 51, and the pressurized liquid hydrogen flows through the cooling flow path 52. Heat exchange is performed between the pressurized boil-off gas in the heating flow path 51 and the pressurized liquid hydrogen in the cooling flow path 52, and as a result, the pressurized boil-off gas is cooled and the liquid hydrogen is heated. The heated liquid hydrogen is sent to an evaporator (for example, the evaporator 202 shown in FIG. 10) or the like.

本実施形態では、加圧されたボイルオフガスを冷却するための冷却装置として熱交換器50が設けられているが、加圧されたボイルオフガスを冷却することができる限りにおいて、冷却装置のタイプは特に限定されない。例えば、内部を冷媒が循環する冷凍機を冷却装置として用いてもよい。 In this embodiment, a heat exchanger 50 is provided as a cooling device for cooling the pressurized boil-off gas, but the type of cooling device is not particularly limited as long as it can cool the pressurized boil-off gas. For example, a refrigerator in which a refrigerant circulates inside may be used as the cooling device.

液化ガス移送システムは、第1吐出しライン41に接続された減圧装置55をさらに備えている。減圧装置55は、冷却装置としての熱交換器50の下流側に配置されている。減圧装置55は、冷却装置として熱交換器50を通過した、加圧および冷却されたボイルオフガスの圧力を大気圧まで下げるための装置であり、その具体的構成はその意図した機能が発揮できる限りにおいて特に限定されない。例えば、減圧装置55の例としては、膨張機、ジュールトムソン弁が挙げられる。 The liquefied gas transfer system further includes a pressure reducing device 55 connected to the first discharge line 41. The pressure reducing device 55 is disposed downstream of the heat exchanger 50 serving as a cooling device. The pressure reducing device 55 is a device for reducing the pressure of the pressurized and cooled boil-off gas that has passed through the heat exchanger 50 serving as a cooling device to atmospheric pressure, and its specific configuration is not particularly limited as long as it can perform its intended function. For example, examples of the pressure reducing device 55 include an expander and a Joule-Thomson valve.

液化ガス移送システムは、減圧装置55から貯留タンク1の上部まで延びる戻りライン60をさらに備えている。加圧および冷却されたボイルオフガスの圧力が減圧装置55により大気圧まで下げられると、ボイルオフガスは気液混合流体となる。この気液混合流体は、戻りライン60を通って貯留タンク1に戻される。気液混合流体に含まれる液体水素(液化ガス)は、貯留タンク1内に保持されている液体水素と混合される。気液混合流体に含まれる水素ガスは、貯留タンク1内に保持されているボイルオフガス(水素ガス)と混合される。 The liquefied gas transfer system further includes a return line 60 extending from the pressure reducing device 55 to the top of the storage tank 1. When the pressure of the pressurized and cooled boil-off gas is reduced to atmospheric pressure by the pressure reducing device 55, the boil-off gas becomes a gas-liquid mixed fluid. This gas-liquid mixed fluid is returned to the storage tank 1 through the return line 60. The liquid hydrogen (liquefied gas) contained in the gas-liquid mixed fluid is mixed with the liquid hydrogen held in the storage tank 1. The hydrogen gas contained in the gas-liquid mixed fluid is mixed with the boil-off gas (hydrogen gas) held in the storage tank 1.

このようにして、貯留タンク1から往復ポンプ装置3に送られたボイルオフガスの一部は、液体水素(液化ガス)を形成し、貯留タンク1内に回収される。本実施形態によれば、従来のシステムでは大気中に廃棄されていたボイルオフガスの一部を液化ガスに再生することができる。また、単一のシリンダ14内に配置されたピストン17は、液化ガスとボイルオフガスを交互に加圧することができる。したがって、ボイルオフガスを加圧するための専用の圧縮機を設ける必要がなく、設置面積も増えることがない。 In this way, a portion of the boil-off gas sent from the storage tank 1 to the reciprocating pump device 3 forms liquid hydrogen (liquefied gas) and is recovered in the storage tank 1. According to this embodiment, a portion of the boil-off gas that was discarded into the atmosphere in conventional systems can be recycled into liquefied gas. In addition, the piston 17 arranged in the single cylinder 14 can alternately pressurize the liquefied gas and the boil-off gas. Therefore, there is no need to provide a dedicated compressor for pressurizing the boil-off gas, and the installation area does not increase.

図2は、図1に示す液化ガス移送システム内を循環する水素の状態を示すモリエル線図である。縦軸は水素の圧力を表し、横軸は水素の比エンタルピーを表している。図2中のA点からB点までの工程は、往復ポンプ装置3によりボイルオフガス(水素ガス)を圧縮する工程である。この圧縮工程の結果、ボイルオフガスは、気相から超臨界状態に移行する。以下、超臨界状態のボイルオフガスを超臨界流体と称する。 Figure 2 is a Mollier diagram showing the state of hydrogen circulating within the liquefied gas transport system shown in Figure 1. The vertical axis represents hydrogen pressure, and the horizontal axis represents hydrogen specific enthalpy. The process from point A to point B in Figure 2 is the process of compressing boil-off gas (hydrogen gas) by the reciprocating pump device 3. As a result of this compression process, the boil-off gas transitions from the gas phase to a supercritical state. Hereinafter, boil-off gas in a supercritical state will be referred to as a supercritical fluid.

図2中のB点からC点までの工程は、冷却装置としての熱交換器50により超臨界流体を冷却する工程である。この冷却工程の結果、超臨界流体の圧力は維持されたまま、超臨界流体の温度が低下する。図2中のC点からD点までの工程は、減圧装置55により超臨界流体の圧力を低下させる工程である。この減圧工程の結果、超臨界流体は気液混合流体となる。気液混合流体中の液体水素(液化ガス)と水素ガス(ボイルオフガス)との質量の割合は、図2に示す長さL2とL1との比に相当する。 The process from point B to point C in FIG. 2 is a process of cooling the supercritical fluid using a heat exchanger 50 as a cooling device. As a result of this cooling process, the temperature of the supercritical fluid decreases while the pressure of the supercritical fluid is maintained. The process from point C to point D in FIG. 2 is a process of reducing the pressure of the supercritical fluid using a pressure reducing device 55. As a result of this pressure reducing process, the supercritical fluid becomes a gas-liquid mixed fluid. The mass ratio of liquid hydrogen (liquefied gas) to hydrogen gas (boil-off gas) in the gas-liquid mixed fluid corresponds to the ratio of lengths L2 and L1 shown in FIG. 2.

上述したように、ボイルオフガスは、ピストン17により加圧されて超臨界流体となる。超臨界流体は、冷却することで、再利用することができる。さらに、冷却された超臨界流体を減圧させることで、超臨界流体を気液混合流体にすることができ、気液混合流体から液化ガスを回収することができる。 As described above, the boil-off gas is pressurized by the piston 17 to become a supercritical fluid. The supercritical fluid can be reused by cooling it. Furthermore, the cooled supercritical fluid can be reduced in pressure to turn it into a gas-liquid mixture, from which liquefied gas can be recovered.

図3および図4に示すように、減圧装置55は省略してもよい。図3に示す実施形態では、冷却装置としての熱交換器50により加圧および冷却されたボイルオフガス(超臨界流体)は、戻りライン60を通って貯留タンク1内に戻され、貯留タンク1内の圧力維持に寄与する。図4に示す実施形態では、冷却装置としての熱交換器50により加圧および冷却されたボイルオフガス(超臨界流体)は、水素ステーションのディスペンサーまたは蓄圧器(例えば図10に示すディスペンサー204または蓄圧器203)などに送られ、ディスペンサーを介して燃料電池自動車などに供給される。 As shown in Figures 3 and 4, the pressure reducing device 55 may be omitted. In the embodiment shown in Figure 3, the boil-off gas (supercritical fluid) pressurized and cooled by the heat exchanger 50 as a cooling device is returned to the storage tank 1 through the return line 60, contributing to maintaining the pressure in the storage tank 1. In the embodiment shown in Figure 4, the boil-off gas (supercritical fluid) pressurized and cooled by the heat exchanger 50 as a cooling device is sent to a dispenser or pressure accumulator (e.g., dispenser 204 or pressure accumulator 203 shown in Figure 10) of a hydrogen station, and is supplied to a fuel cell vehicle or the like via the dispenser.

図5は、往復ポンプ装置3の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図5に示す実施形態では、連通流路35は、シリンダ14の外側に配置されている。逆止弁36もシリンダ14の外側に配置されている。連通流路35の一端は、中間室32を形成するシリンダ14の壁部に接続され、連通流路35の他端は、気体加圧室10を形成するシリンダ14の壁部に接続されている。図1を参照して説明した実施形態と同様に、貯留タンク1内のボイルオフガスは、ピストン17の往復移動に伴って、中間室32に導入され、連通流路35を流れて、気体加圧室10に流入する。 Figure 5 is a schematic diagram showing another embodiment of the reciprocating pump device 3. The configuration and operation of this embodiment, which are not particularly described, are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 1, so duplicated descriptions will be omitted. In the embodiment shown in Figure 5, the communication flow path 35 is arranged outside the cylinder 14. The check valve 36 is also arranged outside the cylinder 14. One end of the communication flow path 35 is connected to the wall of the cylinder 14 that forms the intermediate chamber 32, and the other end of the communication flow path 35 is connected to the wall of the cylinder 14 that forms the gas pressurizing chamber 10. As in the embodiment described with reference to Figure 1, the boil-off gas in the storage tank 1 is introduced into the intermediate chamber 32 as the piston 17 reciprocates, flows through the communication flow path 35, and flows into the gas pressurizing chamber 10.

図6は、往復ポンプ装置3のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図6に示す実施形態では、アクチュエータ18の一部は、シリンダ14内に配置され、他の部分はシリンダ14の外に配置されている。具体的には、アクチュエータ18は、気体加圧用ピストン24と液体加圧用ピストン25とを連結する連結部材30に固定された永久磁石18Aと、シリンダ14の外側に配置されたコイル18Bを備えている。永久磁石18Aはシリンダ14の中間室32内に配置されており、ピストン17および連結部材30と一体に往復移動する。コイル18Bは、永久磁石18Aの外側に位置している。 Figure 6 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the reciprocating pump device 3. The configuration and operation of this embodiment not specifically described are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 1, so the overlapping description will be omitted. In the embodiment shown in Figure 6, a part of the actuator 18 is disposed inside the cylinder 14, and the other part is disposed outside the cylinder 14. Specifically, the actuator 18 includes a permanent magnet 18A fixed to a connecting member 30 that connects the gas pressurizing piston 24 and the liquid pressurizing piston 25, and a coil 18B disposed outside the cylinder 14. The permanent magnet 18A is disposed in the intermediate chamber 32 of the cylinder 14, and reciprocates together with the piston 17 and the connecting member 30. The coil 18B is located outside the permanent magnet 18A.

図6に示す実施形態でも、アクチュエータ18がピストン17に連結される位置はシリンダ14内である。したがって、シリンダ14を貫通するピストンロッドが不要であり、ピストンロッドとシリンダ14との隙間を封止するシールも不要である。さらに、ピストンロッドとシリンダ14との隙間からボイルオフガスが漏洩することがない。 Even in the embodiment shown in FIG. 6, the position where the actuator 18 is connected to the piston 17 is inside the cylinder 14. Therefore, a piston rod penetrating the cylinder 14 is not required, and a seal for sealing the gap between the piston rod and the cylinder 14 is also not required. Furthermore, boil-off gas does not leak from the gap between the piston rod and the cylinder 14.

図7は、往復ポンプ装置3のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図7に示す実施形態では、シリンダ14は、気体加圧室10に連通するボイルオフガス導入口33を有している。ボイルオフガス導入口33は、気体加圧室10を形成するシリンダ14の壁部に形成されている。気体移送ライン5は、ボイルオフガス導入口33に接続されている。したがって、貯留タンク1内のボイルオフガスは、気体移送ライン5を通って気体加圧室10に直接導入される。 Figure 7 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the reciprocating pump device 3. The configuration and operation of this embodiment not specifically described are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 1, so duplicated descriptions will be omitted. In the embodiment shown in Figure 7, the cylinder 14 has a boil-off gas inlet 33 that communicates with the gas pressurization chamber 10. The boil-off gas inlet 33 is formed in the wall of the cylinder 14 that forms the gas pressurization chamber 10. The gas transfer line 5 is connected to the boil-off gas inlet 33. Therefore, the boil-off gas in the storage tank 1 is directly introduced into the gas pressurization chamber 10 through the gas transfer line 5.

図7に示す実施形態では、貯留タンク1内のボイルオフガスは中間室32内には導入されないが、それ以外のボイルオフガスの流れは図1に示す実施形態と同じである。連通流路35および逆止弁36は、図7に示す実施形態でも同様に設けられる。これは、液体加圧室11から漏洩した水素ガスを、連通流路35を通じて気体加圧室10に導くためである。 In the embodiment shown in FIG. 7, the boil-off gas in the storage tank 1 is not introduced into the intermediate chamber 32, but the flow of the boil-off gas is otherwise the same as in the embodiment shown in FIG. 1. The communicating passage 35 and the check valve 36 are also provided in the embodiment shown in FIG. 7. This is to guide the hydrogen gas leaking from the liquid pressurization chamber 11 to the gas pressurization chamber 10 through the communicating passage 35.

図8は、往復ポンプ装置3のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図7を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図8に示す実施形態では、往復ポンプ装置は、中間室32に連通するリリーフ弁61を備えている。本実施形態では、連通流路35および逆止弁36は設けられていない。 Figure 8 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the reciprocating pump device 3. The configuration and operation of this embodiment that are not specifically described are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 7, and therefore redundant description will be omitted. In the embodiment shown in Figure 8, the reciprocating pump device includes a relief valve 61 that communicates with the intermediate chamber 32. In this embodiment, the communication flow path 35 and the check valve 36 are not provided.

液体加圧室11から第2シール27を通じて中間室32に漏洩した液体水素は水素ガスとなり、中間室32内の圧力が上昇する。リリーフ弁61は、中間室32内の圧力が設定値を超えたときに開き、中間室32内の水素ガスをシリンダ14の外部に放出するように構成されている。 Liquid hydrogen leaking from the liquid pressure chamber 11 through the second seal 27 into the intermediate chamber 32 becomes hydrogen gas, and the pressure in the intermediate chamber 32 rises. The relief valve 61 is configured to open when the pressure in the intermediate chamber 32 exceeds a set value, and release the hydrogen gas in the intermediate chamber 32 to the outside of the cylinder 14.

図9は、往復ポンプ装置3のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図1を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図9に示す実施形態では、アクチュエータ18は、シリンダ14の外部に配置されている。ピストン17は、シリンダ14を貫通するピストンロッド63によりアクチュエータ18に連結されている。往復ポンプ装置3は、ピストンロッドとシリンダ14との間の隙間を封止するシール64を備えている。 Figure 9 is a schematic diagram showing yet another embodiment of the reciprocating pump device 3. The configuration and operation of this embodiment not specifically described are the same as those of the embodiment described with reference to Figure 1, and therefore the overlapping description will be omitted. In the embodiment shown in Figure 9, the actuator 18 is disposed outside the cylinder 14. The piston 17 is connected to the actuator 18 by a piston rod 63 that passes through the cylinder 14. The reciprocating pump device 3 is provided with a seal 64 that seals the gap between the piston rod and the cylinder 14.

本実施形態の往復ポンプ装置3は、シリンダ14からのボイルオフガスの微量の漏洩が許容される場合に適用可能である。 The reciprocating pump device 3 of this embodiment is applicable when a small amount of boil-off gas leakage from the cylinder 14 is acceptable.

図1乃至図9を参照して説明した実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、図5乃至図9を参照して説明した実施形態のうちのいずれかは、図3または図4を参照して説明した実施形態に適用してもよい。 The embodiments described with reference to Figures 1 to 9 can be combined as appropriate. For example, any of the embodiments described with reference to Figures 5 to 9 may be applied to the embodiment described with reference to Figure 3 or Figure 4.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains to practice the present invention. Various modifications of the above-described embodiments would naturally be possible for a person skilled in the art, and the technical ideas of the present invention may also be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments, but is to be interpreted in the broadest scope in accordance with the technical ideas defined by the scope of the claims.

1 貯留タンク
3 往復ポンプ装置
5 気体移送ライン
6 液体移送ライン
7 気体逆止弁
8 液体逆止弁
10 気体加圧室
11 液体加圧室
14 シリンダ
17 ピストン
18 アクチュエータ
18A 永久磁石
18B コイル
21 気体加圧面
22 液体加圧面
24 気体加圧用ピストン
25 液体加圧用ピストン
26 第1シール
27 第2シール
30 連結部材
32 中間室
33 ボイルオフガス導入口
35 連通流路
36 逆止弁
38 液化ガス導入口
41 第1吐出しライン
42 第2吐出しライン
44 第1吐出側逆止弁
45 第2吐出側逆止弁
50 熱交換器(冷却装置)
51 加熱流路
52 冷却流路
55 減圧装置
60 戻りライン
61 リリーフ弁
63 ピストンロッド
64 シール
200 貯留タンク
201 ポンプ装置
202 蒸発器
203 蓄圧器
204 ディスペンサー
1 Storage tank 3 Reciprocating pump device 5 Gas transfer line 6 Liquid transfer line 7 Gas check valve 8 Liquid check valve 10 Gas pressurization chamber 11 Liquid pressurization chamber 14 Cylinder 17 Piston 18 Actuator 18A Permanent magnet 18B Coil 21 Gas pressurization surface 22 Liquid pressurization surface 24 Gas pressurization piston 25 Liquid pressurization piston 26 First seal 27 Second seal 30 Connecting member 32 Intermediate chamber 33 Boil-off gas inlet 35 Communication flow path 36 Check valve 38 Liquefied gas inlet 41 First discharge line 42 Second discharge line 44 First discharge side check valve 45 Second discharge side check valve 50 Heat exchanger (cooling device)
51 heating flow path 52 cooling flow path 55 pressure reducing device 60 return line 61 relief valve 63 piston rod 64 seal 200 storage tank 201 pump device 202 evaporator 203 pressure accumulator 204 dispenser

Claims (14)

貯留タンク内の液化ガスを移送するための液化ガス移送システムであって、
前記貯留タンク内の前記液化ガスおよびボイルオフガスを加圧するための往復ポンプ装置を備え、
前記往復ポンプ装置は、
気体加圧室および液体加圧室を内部に有するシリンダと、
前記シリンダ内に配置されたピストンと、
前記ピストンに連結され、前記ピストンを往復移動させるためのアクチュエータを備えており、
前記ピストンは、前記気体加圧室と前記液体加圧室との間に位置しており、
前記ピストンは、前記気体加圧室に面する気体加圧面と、前記液体加圧室に面する液体加圧面を有する、液化ガス移送システム。
A liquefied gas transfer system for transferring liquefied gas in a storage tank, comprising:
a reciprocating pump device for pressurizing the liquefied gas and the boil-off gas in the storage tank;
The reciprocating pump device includes:
a cylinder having a gas pressurizing chamber and a liquid pressurizing chamber therein;
A piston disposed within the cylinder;
an actuator coupled to the piston for reciprocating the piston;
the piston is located between the gas pressurizing chamber and the liquid pressurizing chamber,
The piston has a gas pressurizing surface facing the gas pressurizing chamber and a liquid pressurizing surface facing the liquid pressurizing chamber.
前記ピストンは、前記気体加圧面を有する気体加圧用ピストンと、前記液体加圧面を有する液体加圧用ピストンを有しており、
前記往復ポンプ装置は、
前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとを連結し、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンを一体に往復移動させる連結部材と、
前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとの間に位置し、かつ前記シリンダ内に位置する中間室をさらに備えている、請求項1に記載の液化ガス移送システム。
the piston includes a gas pressurizing piston having the gas pressurizing surface and a liquid pressurizing piston having the liquid pressurizing surface,
The reciprocating pump device includes:
a connecting member that connects the gas pressurizing piston and the liquid pressurizing piston and allows the gas pressurizing piston and the liquid pressurizing piston to reciprocate together;
2. The liquefied gas transfer system of claim 1, further comprising an intermediate chamber located between said gas pressurizing piston and said liquid pressurizing piston and within said cylinder.
前記往復ポンプ装置は、
前記中間室と前記気体加圧室とを連通させる連通流路と、
前記連通流路に配置された逆止弁をさらに備えており、
前記逆止弁は、前記中間室から前記気体加圧室への一方向の流れを許容するように構成されている、請求項2に記載の液化ガス移送システム。
The reciprocating pump device includes:
a communication flow passage that communicates the intermediate chamber with the gas pressurizing chamber;
The communication passage further includes a check valve disposed therein,
3. The liquefied gas transfer system of claim 2, wherein the check valve is configured to allow unidirectional flow from the intermediate chamber to the gas pressurization chamber.
前記シリンダは、前記中間室に連通するボイルオフガス導入口を有している、請求項3に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to claim 3, wherein the cylinder has a boil-off gas inlet that communicates with the intermediate chamber. 前記連通流路は、前記気体加圧用ピストンを貫通して延びている、請求項3に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to claim 3, wherein the communication passage extends through the gas pressurizing piston. 前記連通流路は、前記シリンダの外側に配置されている、請求項3に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to claim 3, wherein the communication passage is disposed outside the cylinder. 前記シリンダは、前記気体加圧室に連通するボイルオフガス導入口を有している、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to any one of claims 1 to 3, wherein the cylinder has a boil-off gas inlet that communicates with the gas pressurization chamber. 前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記シリンダ内に配置されている、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to any one of claims 1 to 7, wherein at least a portion of the actuator is disposed within the cylinder. 前記アクチュエータが前記ピストンに連結される位置は、前記シリンダ内である、請求項8に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to claim 8, wherein the actuator is connected to the piston at a position within the cylinder. 前記往復ポンプ装置は、前記中間室に連通するリリーフ弁をさらに備えている、請求項2に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system according to claim 2, wherein the reciprocating pump device further includes a relief valve communicating with the intermediate chamber. 前記気体加圧室に接続された第1吐出しラインと、
前記液体加圧室に接続された第2吐出しラインと、
前記第1吐出しラインに接続された冷却装置をさらに備えている、請求項1乃至10のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。
A first discharge line connected to the gas pressurizing chamber;
a second discharge line connected to the liquid pressurizing chamber;
11. A liquefied gas transfer system as claimed in any one of claims 1 to 10, further comprising a cooling device connected to the first discharge line.
前記冷却装置は、互いに隣接する加熱流路と冷却流路を有する熱交換器であり、
前記加熱流路は前記第1吐出しラインに接続されており、前記冷却流路は前記第2吐出しラインに接続されている、請求項11に記載の液化ガス移送システム。
The cooling device is a heat exchanger having a heating passage and a cooling passage adjacent to each other,
12. The liquefied gas transfer system of claim 11, wherein the heating passage is connected to the first discharge line and the cooling passage is connected to the second discharge line.
前記第1吐出しラインに接続され、かつ前記冷却装置の下流側に配置された減圧装置をさらに備えている、請求項11に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system of claim 11, further comprising a pressure reducing device connected to the first discharge line and disposed downstream of the cooling device. 前記減圧装置から前記貯留タンクまで延びる戻りラインをさらに備えている、請求項13に記載の液化ガス移送システム。 The liquefied gas transfer system of claim 13, further comprising a return line extending from the pressure reducing device to the storage tank.
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