DE112020007841T5

DE112020007841T5 - Transferkompressor und diesen verwendende hochdruckgastankstelle

Info

Publication number: DE112020007841T5
Application number: DE112020007841.8T
Authority: DE
Inventors: Tsukasa NOZAWA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-12-15
Filing date: 2020-12-15
Publication date: 2023-11-30
Also published as: CN116802406A; JP7407974B2; JPWO2022130511A1; US20240052820A1; WO2022130511A1

Abstract

[ZUSAMMENFASSUNG] Die vorliegende Erfindung stellt einen Kolbentypkompressor und eine den Kompressor aufweisende Hochdruckgastankstelle bereit. Der Kompressor umfasst einen Kolben, der einen Zylinder in eine Kompressionskammer und eine Ansaugkammer unterteilt, und in einer tragenden Wand von diesem ist ein Rückschlagventil montiert, so dass erlaubt wird, dass der Ausgabedruck zu einem hohen Druck komprimiert wird, auch wenn der Ansaugdruck signifikant abnimmt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hochdruckgastransferkompressor, der eine breite Einlassdruckschwankungsspanne und einen ultrahohen Auslassdruck aufweist, und eine diesen verwendende Hochdruckgastankstelle.
TECHNISCHER HINTERGRUND
Das japanische Patent Nr. 6160876 mit dem Titel „WABENSTRUKTUR MIT EINEM PARALLEL ZU EINER PLATTENOBERFLÄCHE ANGEORDNETEN WABENKERN UND HERSTELLUNGSVERFAHREN DAFÜR“ offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Hochdruckgastanks basierend auf einer Wabenstruktur. Zusätzlich schlägt das japanische Patent Nr. 6160876 auch eine Idee für eine Ultrahochdruckgastankstelle vor. Die Hochdruckgastanks zum Transport und zur Speicherung sind unerlässlich für den Betrieb und/oder das Management der Hochdruckgastankstelle. Das japanische Patent Nr. 6160876 schlägt einen Wabenstrukturgastank als einen Hochdruckgastank zum Transport und zur Speicherung vor. Die Bewertung des Wabenstrukturgastanks ist durch einen hydraulischen Drucktest verifiziert worden. Zusätzlich ist das unerlässliche Teil der Hochdruckgastankstelle ein Kompressor zum Transferieren des Hochdruckgases von dem Transportgastank zu dem Speichergastank. Auch wenn das japanische Patent Nr. 6160876 einen Hochdruckkompressor vorschlägt, stellt es keine mechanische Struktur für den Hochdruckkompressor bereit.
Auch wenn ein Paar von Gastanks, einer gefüllt mit Hochdruckgas und der andere leer ohne Gas, einfach verbunden werden, ist es unmöglich, das gesamte Hochdruckgas zu dem leeren Tank zu transferieren. Dies ist so, weil der Transfer von Hochdruckgas stoppt, wenn die Innendrücke des Hochdruckgastanks und des Transferzielgastanks gleich werden. Ein Transferkompressor ist erforderlich, um hochkomprimiertes Gas von dem Hochdruckgastank zu dem Zielgastank zu transferieren.
Im Stand der Technik wird ein mehrstufiger Kolbentypkompressor als der Hochdruckkompressor eingesetzt. Das mehrstufiges Kolbensystem ist eine Kombination von zwei Sätzen von Kolben. Der erste Kolben und der zweite Kolben sind seriell verbunden. Der erste Kolben weist ein Kompressionsverhältnis von ungefähr 20:1 auf. Der zweite Kolben weist ein Kompressionsverhältnis von ungefähr 2:1 auf. Resultierend kann der mehrstufige Kolben ein Gesamtkompressionsverhältnis von ungefähr 40:1 erreichen. Der Grund, warum das Kompressionsverhältnis des zweiten Kolbens nicht erhöht werden kann, ist wie folgt.

(1) Beispielsweise wird angenommen, dass durch den mehrstufigen Kompressor aus einem Gas von 0, 1 MPa ein Hochdruckgas von 4,0 MPa erzeugt wird. Das komprimierte Hochdruckgas wird in dem Hochdruckgastank gespeichert. Es wird angenommen, dass der erste Kompressor ein Zylindervolumen von 1000 cc und ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist.
(2) Das durch den anfänglichen (ersten) Kompressor komprimierte Gas tritt in den Zylinder des zweiten Kompressors ein. In diesem Fall wird das Gas aus dem ersten Kompressor abgeführt. Das komprimierte Gas weist ein Volumen von 50 cc und einen Druck von 2,0 MPa auf. Unter der Annahme, dass der zweite Kompressor ein Zylindervolumen von 100 cc aufweist, wird der Innendruck des zweiten Zylinders 1,0 MPa. Deshalb macht es keinen Sinn, dass das Volumen des zweiten Kompressors 50 cc überschreitet.
(3) Wenn der zweite Kompressor ein Kompressionsverhältnis von 2: 1 aufweist, sind das Volumen und der Druck des komprimierten Gases, das durch den zweiten Kompressor erzeugt wird, 25 cc bzw. 4,0 MPa. Es ist nicht realistisch, das Kompressionsverhältnis mit einem derartig kleinen Kompressor zu erhöhen.

Druckschriftenliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: das japanische Patent Nr. JP 6 160 876 B2 .
KURZER ABRISS DER ERFINDUNG
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Angesichts der oben beschriebenen Probleme ist die vorliegende Erfindung getätigt worden, um eine neue Technologie zum Vollenden der unvollkommenen Hochdruckgastankstelle des japanischen Patents Nr. 6160876 zu entwickeln. Es ist schwierig, diese Angelegenheit in ein paar Worten zu beschreiben. Eine Beschreibung erfolgt unter Bezugnahme auf die erläuternden Diagramme. 12 ist ein Konzeptdiagramm, das eine von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellte Hochdruckgastankstelle veranschaulicht.
Die Hochdruckgastankstelle umfasst transportierbare Tanks 20 zur Bewegung, Kupplungsventile 21, die an den transportierbaren Tanks 20 abnehmbar installiert sind, eine Transferleitung 22, welche die Kupplungsventile 21 an ihren Enden aufweist, ein Dreiwegeventil 23, das in der Mitte der Transferleitung 22 vorgesehen ist, eine Bypassleitung 24, die durch das Dreiwegeventil 23 geschaltet wird, und eine Speichergashochdruckleitung 26 zum Speichern von Gas durch einen Transferkompressor 36. Die Speichergashochdruckleitung 26 ist mit einem Speichertank 27 verbunden, ein Auslass des Speichertanks 27 ist mit einer Druckbeaufschlagungsleitung 29 durch einen Druckbeaufschlagungskompressor 37 verbunden, die Druckbeaufschlagungsleitung 29 ist mit einem Betankungstank 30 verbunden, und ein Betankungsventil 32 ist an einem Auslass des Betankungstanks 30 über eine Betankungshochdruckleitung 31 vorgesehen. Infolgedessen kann ein Gasfahrzeug 33 betankt werden. Zusätzlich sind ein Managementgebäude 34 und ein Standort 35 vorgesehen.
Das Konzept der Hochdruckgastankstelle in 12 ist wie folgt.

(1) Es wird angenommen, dass der anfängliche Druck des transportierbaren Tanks 20 60 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Druck des Speichertanks 27 60 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Druck des Betankungstanks 30 80 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Transferkompressor 36 ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist. Es wird angenommen, dass der Druckbeaufschlagungskompressor 37 ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist.
(2) In der in 12 gezeigten Hochdruckgastankstelle gibt es zwei Verfahren zum Transferieren des Hochdruckgases von 60 MPa von dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27. Das in den transportierbaren Tank 20 gefüllte Hochdruckgas von 60 MPa wird von einer Gaszuführbasis geliefert.
1. (a) Eines der Verfahren umfasst eine Leitung, die direkt von dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27 über das Kupplungsventil 21, die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, die Bypassleitung 24 und die Speichergashochdruckleitung 26 verbunden ist.
2. (b) Das andere Verfahren umfasst eine Leitung von dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27 über das Kupplungsventil 21, die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, den Transferkompressor 36 und die Speichergashochdruckleitung 26.
(3) Der Transferkompressor 36 beaufschlagt das durch den transportierbaren Tank 20 gelieferte Hochdruckgas mit Druck und transferiert es zu dem Speichertank 27. Der Druck des Speichertanks 27 ist 60 MPa.
(4) Die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, die Bypassleitung 24, der Transferkompressor 36, die Speichergashochdruckleitung 26 und der Speichertank 27 sind unterirdisch installiert.
(5) Das in dem Speichertank 27 gespeicherte Hochdruckgas von 60 MPa wird durch den Druckbeaufschlagungskompressor 37 mit Druck beaufschlagt und wird über die Druckbeaufschlagungsleitung 29 zu dem Betankungstank 30 von 80 MPa transferiert.
(6) Der Druckbeaufschlagungskompressor 37, die Druckbeaufschlagungsleitung 29 und der Betankungstank 30 sind unterirdisch installiert.
(7) Das in dem Betankungstank 30 gespeicherte Hochdruckgas von 80 MPa wird durch das Betankungsventil 32 über die Betankungshochdruckleitung 31 zu dem Gasfahrzeug 33 betankt.

Der transportierbare Tank 20 ist ein Gastank zum Liefern von Gas von der Gaszuführbasis zu der Gastankstelle. Der transportierbare Tank 20 wird als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellter Wabenstrukturhochdrucktank hergestellt. Es wird angenommen, dass der anfängliche Druck des transportierbaren Tanks 20 60 MPa ist.
Das Kupplungsventil 21 ist ein Öffnungs-/Schließventil zu der Transferleitung 22. Die Transferleitung 22 ist mit dem Dreiwegeventil 23 verbunden. Das Dreiwegeventil 23 ist ein Schaltventil zwischen der Bypassleitung 24 und dem Transferkompressor 36. Die Bypassleitung 24 und der Transferkompressor 36 sind mit der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden. Die Bypassleitung 24, die aus dem Dreiwegeventil 23 kommt, ist in der Mitte der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden.
Wenn das Dreiwegeventil 23 zu der Bypassleitung 24 geöffnet wird, strömt das Gas in dem transportierbaren Tank 20 direkt zu der Speichergashochdruckleitung 26. Der Transferkompressor 36 ist mit der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden. Die Speichergashochdruckleitung 26 ist mit dem Speichertank 27 verbunden. Der Transferkompressor 36 transferiert das Hochdruckgas in dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27.
Der Speichertank 27 ist ein Gastank, der das das von der Gaszuführbasis durch den transportierbaren Tank 20 gelieferte Hochdruckgas speichert. Ähnlich dem transportierbaren Tank 20, wird der Speichertank 27 als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellten Wabenstrukturhochdrucktank hergestellt. Der Druckbeaufschlagungskompressor 37 ist mit dem Speichertank 27 über eine Hochdruckrohrleitung verbunden. Der Druckbeaufschlagungskompressor 37 beaufschlagt das Hochdruckgas in dem Speichertank 27 mit Druck auf 80 MPa. Das auf 80 MPa druckbeaufschlagte Hochdruckgas wird über die Druckbeaufschlagungsleitung 29 zu dem Betankungstank 30 transferiert. Die Druckbeaufschlagungsleitung 29 ist eine Hochdruckrohrleitung, die fähig ist, einem hohen Druck von 80 MPa oder höher standzuhalten.
Der Betankungstank 30 ist ein Ultrahochdruckgastank, von dem angenommen wird, dass er 80 MPa ist. Der Betankungstank 30 speichert Hochdruckgas zum Betanken des Gasfahrzeugs 33. Dieser Betankungstank 30 wird als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellter Wabenstrukturhochdrucktank hergestellt. Die Betankungshochdruckleitung 31 ist mit dem Betankungstank 30 verbunden. Die Betankungshochdruckleitung 31 ist eine Ultrahochdruckgasrohrleitung, die das in dem Betankungstank 30 gespeicherte Hochdruckgas zu dem Betankungsventil 32 transferiert. Das Betankungsventil 32 ist ein Druckregulierventil, welches das Gasfahrzeug 33 mit dem Hochdruckgas auftankt. Das Gasfahrzeug 33 ist ein Fahrzeug, das einen fahrzeugmontiert Gastank, wie etwa für Erdgas oder Wasserstoffgas, aufweist. Es wird angenommen, dass der Gastank des Gasfahrzeugs 33 einen Druck von 60 MPa aufweist. Das Managementgebäude 34 und der Standort 35 beziehen sich auf ein Managementgebäude und einen Standort der Gastankstelle.
Das System der in 12 gezeigten Hochdruckgastankstelle scheint gut zu funktionieren. Jedoch scheitert es aus den folgenden Gründen daran, seine Funktion mit den konventionellen Technologien vollständig zu implementieren.

(1) Da das Hochdruckgas von 60 MPa dem fahrzeugmontierten Gastank des Gasfahrzeugs 33 zugeführt wird, ist es wünschenswert, den Innendruck des Betankungstanks 30 auf 80 MPa aufrechtzuerhalten.
(2) Das Ultrahochdruckgas in dem Betankungstank 30 wird von dem Speichertank 27 durch den Druckbeaufschlagungskompressor 37 zugeführt. Es wird angenommen, dass der Druckbeaufschlagungskompressor 37 ein Kolbentypkompressor ist, der ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist, wie es im Stand der Technik gut bekannt ist.
(3) Wenn der Innendruck des Speichertanks 27 60 MPa ist, kann der Druckbeaufschlagungskompressor 37 leicht ein Ultrahochdruckgas von 80 MPa aus dem Hochdruckgas von 60 MPa erzeugen. Deshalb kann das Gas von 80 MPa leicht dem Betankungstank 30 zugeführt werden.
(4) Beispielsweise wird ein Hochdruckgas von 60 MPa und 1000 cc zu einem Ultrahochdruckgas von 80 MPa und 750 cc. Das Kompressionsverhältnis ist 1,33: 1,0. Das Kompressionsverhältnis des Druckbeaufschlagungskompressors 37 ist höher als dieser Wert.
(5) Wenn jedoch das Hochdruckgas kontinuierlich von dem Speichertank 27 dem Betankungstank 30 zugeführt wird, nimmt der Innendruck des Speichertanks 27 allmählich ab. Wenn der Druck des Speichertanks 27 4,0 MPa oder niedriger wird, kann der Druckbeaufschlagungskompressor 37 das Ultrahochdruckgas von 80 MPa dem Betankungstank 30 nicht zuführen. Das heißt, das Hochdruckgas von 4,0 MPa oder niedriger, das in dem Speichertank 27 verbleibt, wird völlig toter Lagerbestand. Ein Druck von 4,0 MPa entspricht ungefährt 40 Atmosphären.
(6) Unter der Annahme, dass der Kompressor einen mehrstufigen Kolben verwendet, der ein Kompressionsverhältnis of 40:1 aufweist, kann er verwendet werden, bis der Druck des Speichertanks 27 auf 2,0 MPa reduziert ist. Jedoch ist der mehrstufige Kolben eine Kombination von ersten und zweiten Kolben. Wenn der Druck des Speichertanks 27 4,0 MPa oder höher ist, wird der zweite Kolben des mehrstufigen Kolbens ein nutzloses Hindernis.

Dies trifft in ähnlicher Weise auf eine Beziehung zwischen dem transportierbaren Tank 20 und dem Speichertank 27 zu. Zur Vereinfachung der Berechnung wird angenommen, dass der Innendruck des transportierbaren Tanks 20 60 MPa ist und der Innendruck des Speichertanks 27 null ist. Zusätzlich wird angenommen, dass das Volumen des transportierbaren Tanks 20 3000 Liter ist und das Volumen des Speichertanks 27 auch 3000 Liter ist. Kurz gesagt, wird angenommen, dass ein Hochdruckgas von 60 MPa und 3000 Litern von dem transportierbaren Tank zu einem leeren unterirdischen Tank transferiert wird. In den Techniken des Stands der Technik wird dieser Transfer wie folgt durchgeführt.

(1) Der transportierbare Tank 20 wird von der Gaszuführbasis zu der Gastankstelle geliefert.
(2) Der transportierbare Tank 20 wird durch das Kupplungsventil 21 mit der Transferleitung 22, dem Dreiwegeventil 23, der Bypassleitung 24, dem Transferkompressor 36, der Speichergashochdruckleitung 26 und dem Speichertank 27 verbunden.
(3) Wenn das Kupplungsventil 21 geöffnet wird, bewegt sich das Hochdruckgas von 60 MPa über die Transferleitung 22 zu dem Dreiwegeventil 23.
(4) Wenn das Dreiwegeventil 23 zu der Bypassleitung 24 geöffnet wird, strömt das Hochdruckgas von 60 MPa über die Bypassleitung 24 und die Speichergashochdruckleitung 26 zu dem Speichertank 27.
(5) Da der transportierbare Tank 20 und der Speichertank 27 das gleiche Volumen aufweisen, hört das Hochdruckgas in dem transportierbaren Tank 20 zu strömen auf, wenn der Innendruck des Speichertanks 27 30 MPa erreicht.
(6) Das Hochdruckgas von 30 MPa, das in dem transportierbaren Tank 20 verbleibt, wird in dem transportierbaren Tank 20 als toter Lagerbestand zurückgelassen. Der Innendruck des Speichertanks 27 bleibt auf 30 MPa und erreicht nicht 60 MPa. Das heißt, es ist unmöglich, das Hochdruckgas von dem transportierbaren Tank zu dem unterirdischen Tank einfach durch Öffnen des Bypassventils zu transferieren.

Als Nächstes wird ein Kolbentypkompressor des Stands der Technik zum Berücksichtigen dieses Problems beschrieben. Ein Kolbentypkompressor ist effektiv, auch wenn der Einlassdruck signifikant schwankt.

(1) Es wird angenommen, dass der Transferkompressor 36 ein Kolbentypkompressor des Stands der Technik ist, der ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist.
(2) Der Transferkompressor 36 kann leicht Hochdruckgas von 60 MPa aus Hochdruckgas von 30 MPa machen. Deshalb ist es, wenn der Innendruck des transportierbaren Tanks 20 30 MPa ist, leicht, Hochdruckgas von 30 MPa zu dem Speichertank 27 zu transferieren. Hochdruckgas von 30 MPa und 1000 cc wird Hochdruckgas von 60 MPa und 500 cc. Das Kompressionsverhältnis ist 2:1. Das Kompressionsverhältnis des Transferkompressors 36 ist höher als dieser Wert.
(3) Wenn jedoch das Hochdruckgas kontinuierlich von dem transportierbaren Tank 20 dem Speichertank 27 zugeführt wird, nimmt der Innendruck des transportierbaren Tanks 20 allmählich ab. Wenn der Druck des transportierbaren Tanks 20 3,0 MPa oder niedriger erreicht, kann der Transferkompressor 36 nicht länger Hochdruckgas von 60 MPa dem Speichertank 27 zuführen.
(4) Das heißt, das Hochdruckgas von 3,0 MPa oder niedriger, das in dem transportierbaren Tank 20 verbleibt, wird völlig toter Lagerbestand. Ein Druck von 3,0 MPa entspricht ungefähr 30 Atmosphären.
(5) Unter der Annahme, dass the Kompressor einen mehrstufigen Kolben verwendet, der ein Kompressionsverhältnis von 40: 1 aufweist, kann er verwendet werden, bis der Druck des transportierbaren Tanks 20 auf 1,50 MPa reduziert ist. Jedoch ist ein mehrstufiger Kolben eine Kombination von zwei Kolben. Wenn der Druck des transportierbaren Tanks 20 3,0 MPa oder höher ist, wird der zweite Kolben des mehrstufigen Kolbens ein nutzloses Hindernis.

Mittel zum Lösen des Problems
Die hierin beschriebene Erfindung ist ein neuer Kompressor zum Transferieren von Hochdruckgas, durch den die Funktion der Hochdruckbetankungstankstelle implementiert werden kann. Der neue Kompressor ist ein Kompressor, der die Funktion des mehrstufigen Kolbens mit einem einzelnen Kolben implementiert.
Die Kolbentypkompressoren des Stands der Technik sind unzureichend, um die Hochdruckgastankstelle zu implementieren, die in „Durch die Erfindung zu lösende Probleme“ beschrieben ist. Deshalb gibt es eine Notwendigkeit für einen neuen Typ von Kompressor. Jedoch bedeutet dies nicht, dass die Kolbensysteme des Stands der Technik vollkommen nutzlos sind. Sie sind ziemlich effektiv, wo der Einlassdruck stark schwankt und der Auslassdruck hoch ist. Wenn der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung die mehrstufige Kolbenfunktion ohne den zweiten Kolben erhalten könnte, könnten die obengenannten Probleme gelöst werden. Das heißt, wenn ein Kompressor, der die Funktion des mehrstufigen Kolbensystems mit einem einzelnen Kolben aufweist, erfunden werden kann, wird es möglich sein, die in 12 gezeigte Hochdruckgastankstelle zu implementieren.
Um die Funktion des mehrstufigen Kompressors mit einem einzelnen Kolben zu erhalten, sind zwei Druckbeaufschlagungskammern notwendig. Es sieht unmöglich aus, ist es aber nicht. Tatsächlich weisen Zweitaktmotoren (zwei Hübe) eine Druckbeaufschlagungskammer hinter einem Motorkolben auf. Im Fall eines Kolben-und-Zylinder-Typs wird er ein doppeltwirkender Zylinder genannt.
Jedoch ist das Anwenden des Mechanismus des Zweitaktmotors auf den Hochdruckkompressor gefährlich. Die vorliegende Erfindung basiert auf einem linearen Aktuator oder linearen Motor, um den Kolben zu bewegen. Verglichen mit dem Kurbel- und Kolbentyp, ist der lineare Aktuator in schneller Druckbeaufschlagung unterlegen. Da jedoch das Betanken einer Hochdruckgastankstelle durch den Druckunterschied zwischen dem Hochdruckgas der Gastankstelle und dem fahrzeugmontierten Tank des Gasfahrzeugs durchgeführt wird, gibt es keine Notwendigkeit für den Transferkompressor, um das Hochdruckgas schnell mit Druck zu beaufschlagen. Deshalb ist die Fähigkeit, die für den Kompressor in 1 erforderlich ist, kontinuierliche Leistung, nicht sofortiger Effekt. Lineare Aktuatoren und lineare Motoren sind hinsichtlich Einfachheit der Antriebsvorrichtung überlegen. Die Einfachheit der Antriebsvorrichtung erleichtert die gesteigerte strukturelle Stärke.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung der vorliegenden Erfindung ist dasselbe wie ein Zweitaktmotor. Das heißt, Ansaug- und Kompressionsprozesse finden in einem einzigen Kolbenzyklus gleichzeitig statt.
Insbesondere wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kompressor mit einem Kolben offenbart, der einen Zylinder in eine Kompressionskammer und eine Ansaugkammer unterteilt, wobei der Kolben ein Rückschlagventil umfasst, dem erlaubt wird, sich unidirektional von der Ansaugkammer zu der Kompressionskammer zu öffnen, die Kompressionskammer einen Auslass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur in einer Ausgangsrichtung zu öffnen, die Ansaugkammer einen Einlass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur zu der Innenseite der Kammer hin zu öffnen, und der Kolben mit einem Aktuator verbunden ist, der fähig ist, interne Volumina von beiden Kammern zu ändern.
In dieser Konfiguration werden Ansaug- und Kompressionsprozesse gleichzeitig in einem einzelnen Zyklus des Kolbens durchgeführt, und wird erlaubt, dass durch kontinuierliches Durchführen des Ansaugprozesses eine Vielzahl von Malen ein Kompressionsverhältnis der Kompressionskammer mehrere Male zunimmt. Zusätzlich wird erlaubt, dass in diesem Kompressor Hochdruckgasmaterial kontinuierlich in den Ausgabetank gefüllt wird, auch wenn ein Gasmaterialdruck eines zu der Ansaugkammer zugeführten Zuführtanks abnimmt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Hochdruckgastankstelle mit dem Kompressor offenbart, der die obengenannte Konfiguration aufweist. In diesem Fall wird erlaubt, dass Hochdruckgasmaterial kontinuierlich zu einem Speichertank transferiert wird, auch wenn ein Gasmaterialdruck eines transportierbaren Tanks abnimmt. Zusätzlich wird erlaubt, dass Hochdruckgasmaterial kontinuierlich zu einem Betankungstank zum Betanken eines Gasfahrzeugs transferiert wird, auch wenn ein Gasmaterialdruck des Speichertanks abnimmt. Ferner wird eine Hochdruckgastankstelle mit einem Kompressor offenbart, der an einem Pfad angeordnet ist, der ein Paar von Hochdrucktanks verbindet, wobei der Kompressor einen Kolben umfasst, der einen Zylinder in eine Kompressionskammer und eine Ansaugkammer unterteilt, der Kolben ein Rückschlagventil umfasst, dem erlaubt wird, sich unidirektional von der Ansaugkammer zu der Kompressionskammer zu öffnen, die Kompressionskammer einen Auslass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur in einer Ausgangsrichtung zu öffnen, die Ansaugkammer einen Einlass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur zu der Innenseite der Kammer hin zu öffnen, der Kolben mit einem Aktuator verbunden ist, der fähig ist, interne Volumina von beiden Kammern zu ändern, der Einlass des Kompressors mit einem der Hochdrucktanks verbunden ist und der Auslass des Kompressors mit dem anderen Hochdrucktank verbunden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Querschnittsansicht, die eine konzeptionelle Konfiguration eines Kompressors veranschaulicht.
2 ist ein Prozessdiagramm von Ansaugen-1 des Kompressors.
3 ist ein Prozessdiagramm von Ansaugen-2 des Kompressors.
4 ist ein Prozessdiagramm von Transferieren-1 des Kompressors.
5 ist ein Prozessdiagramm von Transferieren-2 des Kompressors.
6 ist ein Prozessdiagramm von Kompression-1 des Kompressors.
7 ist ein Prozessdiagramm von Kompression-2 des Kompressors.
8 ist ein Prozessdiagramm von Transferieren-3 des Kompressors.
9 ist ein Prozessdiagramm von Transferieren-4 des Kompressors.
10 ist ein Prozessdiagramm von Kompression-3 des Kompressors.
11 ist ein Konzeptdiagramm, das eine Hochdruckgastankstelle gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
12 ist ein Konzeptdiagramm, das eine konventionelle Hochdruckgastankstelle veranschaulicht.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Zusammenhang mit den oben beschriebenen Zeichnungen beschrieben. Spezifische Ausführungsformen eines Transferkompressors gemäß der Erfindung und eine diesen verwendende Ultrahochdruckgastankstelle werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Dieser Kompressor implementiert die Funktion eines mehrstufigen Kolbens mit nur einem einzelnen Kolben.
1 ist ein Konzeptdiagramm, das einen Multifunktionskompressor 1 veranschaulicht. Der Multifunktionskompressor 1 umfasst einen Zylinder 2, einen Kolben 3, eine Kolbenstange 4, einen linearen Aktuator 5, ein Einlassrohr 6, ein Auslassrohr 7, ein Einlassventil 8, ein Auslassventil 9, ein Zwischenventil 10, eine Ansaugkammer 11, eine Kompressionskammer 12, einen Zuführtank 13 und einen Ausgabetank 14.
Der Zylinder 2 ist ein Zylinder eines Einzelkolbentypkompressors. Der Zylinder 2 kann Hochdruckgas enthalten. Der Kolben 3 ist ein Kolben eines Einzelkolbentypkompressors. Der Kolben 3 kann Hochdruckgas mit Druck beaufschlagen. Die Kolbenstange 4 ist eine Kolbenstange zum Antreiben des Kolbens 3. Die Kolbenstange 4 führt nur eine geradlinige Bewegung durch. Der lineare Aktuator 5 ist eine Betätigungsvorrichtung, welche die Kolbenstange 4 nur in einer geradlinigen Richtung antreibt. Der lineare Aktuator 5 ist eine Vorrichtung, die durch einen elektrisch angetriebenen Kugelgewindetrieb oder linearen Motor angetrieben wird.
Der Zuführtank 13 ist ein Hochdruckgastank für den Transport. Es wird angenommen, dass der anfängliche Druck des Zuführtanks 13 60 MPa ist. Der Ausgabetank 14 ist ein Hochdruckgastank zum Betanken eines Gasfahrzeugs. Es wird angenommen, dass der Innendruck des Ausgabetanks 14 auf 80 MPa gehalten wird. Das Gasfahrzeug ist in 1 nicht gezeigt. Es wird angenommen, dass das Kompressionsverhältnis des Multifunktionskompressors 1 20:1 ist.
Das Einlassrohr 6 ist ein Hochdruckrohr, das den Zuführtank 13 und den Multifunktionskompressor 1 verbindet. Das Auslassrohr 7 ist eine Hochdruckrohrleitung, die den Multifunktionskompressor 1 und den Ausgabetank 14 verbindet. Das Einlassventil 8 ist ein Rückschlagventil. Das Einlassventil 8 ist an dem Einlass des Multifunktionskompressors 1 platziert. Da das Einlassventil 8 ein Einweg-Rückschlagventil ist, strömt das Hochdruckgas in dem Zuführtank 13 unidirektional von dem Zuführtank 13 zu dem Multifunktionskompressor 1. Das Auslassventil 14 ist ein Rückschlagventil. Das Auslassventil 14 ist an dem Auslass des Multifunktionskompressors 1 platziert. Das das Auslassventil 9 ein Einweg-Rückschlagventil ist, strömt das komprimierte Gas des Multifunktionskompressors 1 unidirektional von dem Multifunktionskompressor 1 zu dem Ausgabetank 14.
Der Zylinder 2 des Multifunktionskompressors 1 ist durch den Kolben 3 in zwei Kammern unterteilt. Eine ist die Ansaugkammer 11 und die andere ist die Kompressionskammer 12. Die Ansaugkammer 11 und die Kompressionskammer 12 sind durch das Zwischenventil 10 verbunden. Das Zwischenventil 10 ist ein Einweg-Rückschlagventil. Das Zwischenventil 10 ist an der tragenden Wand des Kolbens 3 platziert. Eine Vielzahl von Zwischenventilen 10 ist wünschenswert. Da das Zwischenventil 10 ein Einweg-Rückschlagventil ist, strömt das komprimierte Gas in der Ansaugkammer 11 unidirektional von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist dasselbe wie ein Zweitaktmotor. Das heißt, Ansaug- und Kompressionsprozesse finden gleichzeitig in einem einzigen Kolbenzyklus statt. Es wird jedoch zu kompliziert, die Ansaug- und Kompressionsprozesse gleichzeitig zu beschreiben. Dieser Absatz beschreibt den Ansaugprozess. Der Ansaugprozess ist wie folgt.
2 zeigt ein Prozessdiagramm von Ansaugen-1. Das Prozessdiagramm von Ansaugen-1 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, Ansauggas 15 und eine Kolbenaktion 16.
Das Ansauggas 15 ist von dem Zuführtank 13 zugeführtes Gas. Es wird angenommen, dass der anfängliche Druck des Zuführtanks 13 60 MPa ist. Die Kolbenaktion 16 bezieht sich auf Bewegungsrichtungen des Kolbens 3 und der Kolbenstange 4. Die Richtung der Kolbenaktion 16 wird durch Pfeile angegeben.
Der in 2 gezeigte Prozess Ansaugen-1 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16.
1. (a) Das Volumen der Ansaugkammer 11 nimmt zu.
2. (b) Das Volumen der Kompressionskammer 12 nimmt ab.
(2) Wenn das Volumen der Ansaugkammer 11 zunimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Einlassventil 8, der Ansaugkammer 11 und dem Zuführtank 13 ein.
1. (a) Der Innendruck der Ansaugkammer 11 wird niedriger als jener des Zuführtanks 13.
2. (b) Das Einlassventil 8 wird geöffnet.
3. (c) Die Ansaugkammer 11 wird mit dem Gas gefüllt, das von dem Zuführtank 13 durch das Einlassrohr 6 zu der Ansaugkammer 11 strömt.
(3) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 abnimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird höher als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 wird geschlossen.
3. (c) Das Gas in der Kompressionskammer 12 wird durch den Kolben 3 komprimiert.
4. (d) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 nimmt zu.

3 zeigt ein Prozessdiagramm von Ansaugen-2. Das Prozessdiagramm von Ansaugen-2 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das Ansauggas 15 und die Kolbenaktion 16.
Das Ansauggas 15 ist von dem Zuführtank 13 zugeführtes Gas. Wenn die Menge des Ansauggases 15 zunimmt, nimmt der Innendruck des Zuführtanks 13 allmählich ab. Die Kolbenaktion 16 bezieht sich auf Bewegungsrichtungen des Kolbens 3 und der Kolbenstange 4. Die Richtung der Kolbenaktion 16 wird durch die Pfeile angegeben, und die Kolbenaktion 16 in 3 stoppt am linken Ende des linearen Aktuators 5.
Der in 3 gezeigte Prozess Ansaugen-2 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 und stoppt am linken Ende des linearen Aktuators 5.
1. (a) Die Kompressionskammer 12 weist das kleinste Volumen auf.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 weist das größte Volumen auf.
(2) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 am kleinsten wird, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird höher als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 bleibt geschlossen.
3. (c) Das Gas in der Kompressionskammer 12 wird durch den Kolben 3 vollständig komprimiert.
4. (d) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird maximiert.
(3) Wenn das Volumen der Ansaugkammer 11 am größten wird, treten die folgenden Ereignisse in dem Einlassventil 8, der Ansaugkammer 11 und dem Zuführtank 13 ein.
1. (a) Das Einlassventil 8 wird geöffnet.
2. (b) Wenn die Ansaugkammer 11 vollständig mit dem Gas gefüllt ist, das von dem Zuführtank 13 durch das Einlassventil 8 zu der Ansaugkammer 11 strömt, wird der Innendruck der Ansaugkammer 11 gleich jenem des Zuführtanks 13 und wird das Einlassventil 8 geschlossen.
(4) Das Ansauggas 15 ist das von dem Zuführtank 13 extrahierte Gas. Wenn die Menge des Ansauggases 15 zunimmt, nimmt der Innendruck des Zuführtanks 13 allmählich ab.

4 zeigt ein Prozessdiagramm von Transferieren-1. Das Prozessdiagramm von Transferieren-1 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das Ansauggas 15, Transfergas 17 und die Kolbenaktion 16.
Das Ansauggas 15 ist von dem in 3 gezeigten vorhergehenden Prozess in der Ansaugkammer 11 zurückgelassenes Gas. Das Transfergas 17 ist durch die Aktion des Kolbens 3 und des Zwischenventils 10 von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12 transferiertes Gas.
Der in 4 gezeigte Prozess Transferieren-1 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16.
1. (a) Das Volumen der Ansaugkammer 11 nimmt ab.
2. (b) Das Volumen der Kompressionskammer 12 nimmt zu.
(2) Wenn das Volumen der Ansaugkammer 11 abnimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Einlassventil 8, der Ansaugkammer 12 und dem Zuführtank 13 ein.
1. (a) Das in die Ansaugkammer 11 gefüllte Gas wird durch den Kolben 3 komprimiert.
2. (b) Der Innendruck der Ansaugkammer 11 wird höher als jener des Zuführtanks 13.
3. (c) Das Einlassventil 8 wird geschlossen.
(3) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 zunimmt und das Volumen der Ansaugkammer 11 abnimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird niedriger als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 wird geöffnet.
3. (c) Das Ansauggas 15 in der Ansaugkammer 11 strömt durch das Zwischenventil 10 zu der Kompressionskammer 12 und wird das Transfergas 17.
(4) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 zunimmt, treten die folgenden Ereignisse an dem Auslassventil 9, der Kompressionskammer 12 und dem Ausgabetank 14 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird niedriger als jener des Ausgabetanks 14.
2. (b) Das Auslassventil 9 wird geschlossen.

5 zeigt ein Prozessdiagramm von Transferieren-2. Das Prozessdiagramm von Transferieren-2 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das Transfergas 17 und die Kolbenaktion 16.
Das Transfergas 17 ist von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12 transferiertes Gas.
Der in 5 gezeigte Prozess Transferieren-2 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 und stoppt an dem rechten Ende des linearen Aktuators 5.
1. (a) Die Kompressionskammer 12 weist das größte Volumen auf.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 weist das kleinste Volumen auf.
(2) Wenn die Kompressionskammer 12 das größte Volumen aufweist, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Das Zwischenventil 10 wird geöffnet, bis der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 an dem rechten Ende des linearen Aktuators 5 stoppen.
2. (b) Das Transfergas 17 wird von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12 transferiert, bis der Kolben 3 und die Kolbenstange 4 an dem rechten Ende des linearen Aktuators 5 stoppen.
(3) Wenn die Ansaugkammer 11 das kleinste Volumen aufweist, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Die Ansaugkammer 11 weist das kleinste Volumen auf.
2. (b) Die Innendrücke der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 werden gleich, und somit wird das Zwischenventil 10 geschlossen.
(4) Das von der Ansaugkammer 11 transferierte Transfergas 17 ist das von dem Zuführtank 13 in 3 extrahierte Gas.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung ist dasselbe wie der Zweitaktmotor. Das heißt, Ansaug- und Kompressionsprozesse finden gleichzeitig in einem einzigen Kolbenzyklus statt. Es ist jedoch ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Funktion des mehrstufigen Kolben mit nur einem einzelnen Kolben zu erhalten. Dieser Absatz beschreibt den Kompressionsprozess. Der Kompressionsprozess weist die folgenden zwei Fälle auf.

(1) Fall (1) ist ein Fall, wo der Innendruck der Kompressionskammer höher als jener des Ausgabetanks ist.
(2) Fall (2) ist ein Fall, wo der Innendruck der Kompressionskammer nicht höher als jener des Ausgabetanks ist.

Als erstes wird Fall (1) beschrieben. 6 zeigt ein Prozessdiagramm von Kompression-1.
Das Prozessdiagramm von Kompression-1 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, komprimiertes Gas 18, die Kolbenaktion 16 und das Ansauggas 15.
Das komprimierte Gas 18 ist Gas, das von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12 transferiert worden ist und in der Kompressionskammer 12 bleibt. Da der Innendruck der Kompressionskammer 12 höher als jener der der Ansaugkammer 11 wird, wird das Zwischenventil 10 geschlossen. Das komprimierte Gas 18 wird durch den Kolben 3 allmählich komprimiert. Das Ansauggas 15 ist das von dem Zuführtank 13 extrahierte Gas. Wenn die Menge des Ansauggases 15 zunimmt, nimmt der Innendruck des Zuführtanks 13 allmählich ab.
Der in 6 gezeigte Prozess Kompression-1 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16.
1. (a) Das Volumen der Kompressionskammer 12 nimmt ab.
2. (b) Das Volumen der Ansaugkammer 11 nimmt zu.
(2) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 abnimmt und das Volumen der Ansaugkammer 11 zunimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11, der Kompressionskammer 12, dem komprimierten Gas 18 und dem Ausgabetank 14 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird höher als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 wird geschlossen.
3. (c) Das Gas in der Kompressionskammer 12 wird durch den Kolben 3 komprimiert.
4. (d) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 nimmt mehr und mehr zu.
5. (e) Wenn der Innendruck der Kompressionskammer 12 niedriger als jener des Ausgabetanks 14 ist, wird das Auslassventil 9 nicht geöffnet.
6. (f) Wenn der Innendruck der Kompressionskammer 12 höher als jener des Ausgabetanks 14 wird, wird das Auslassventil 9 allmählich geöffnet und wird das komprimierte Gas 18 zu dem Ausgabetank 14 abgeführt.
(3) Wenn das Volumen der Ansaugkammer 11 zunimmt, treten die folgenden Ereignisse in dem Einlassventil 8, der Ansaugkammer 11, dem Ansauggas 15 und dem Zuführtank 13 ein.
1. (a) Der Innendruck der Ansaugkammer 11 wird niedriger als jener des Zuführtanks 13.
2. (b) Das Einlassventil 8 wird geöffnet.
3. (c) Die Ansaugkammer 11 wird mit dem Ansauggas 15 gefüllt, das von dem Zuführtank 13 durch das Einlassventil 8 zu der Ansaugkammer 11 strömt.
4. (d) Der Druck in dem Zuführtank 13 nimmt allmählich ab.

Im Fall (1) kann der Multifunktionskompressor das Ansauggas von dem Zuführtank zu dem Ausgabetank durch Wiederholen von Ansaugen-1, Ansaugen-2, Transferieren-1, Transferieren-2 und Kompression-1 transferieren. Das heißt, der neue Multifunktionskompressor kann das Ansauggas von dem Zuführtank zu dem Ausgabetank ohne irgendein Hindernis auf dem Weg transferieren, bis der Innendruck der Kompressionskammer niedriger als jener des Ausgabetanks wird.
Als Nächstes wird Fall (2) beschrieben. 7 zeigt ein Prozessdiagramm von Kompression-2. Das Prozessdiagramm von Kompression-2 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das komprimierte Gas 18, die Kolbenaktion 16 und das Ansauggas 15.
Das komprimierte Gas 18 ist Gas, das von der Ansaugkammer 11 zu der Kompressionskammer 12 transferiert worden ist und in der Kompressionskammer 12 bleibt. Da der Innendruck der Kompressionskammer 12 höher als jener der Ansaugkammer 11 ist, wird das Zwischenventil 10 geschlossen. Das komprimierte Gas 18 wird durch den Kolben 3 vollständig komprimiert, wenn die Kolbenaktion 16 am linken Ende des linearen Aktuators 5 stoppt.
Fall (2) ist komplizierter als Fall (1). Aus Gründen der Klarheit erfolgt die Beschreibung unter Verwendung spezifischer Werte. Als erstes wird angenommen, dass das Kompressionsverhältnis des Multifunktionskompressors 20:1 ist, der Innendruck des Ausgabetanks 80 MPa ist und der Innendruck des Zuführtanks 4,0 MPa ist. Der in 7 gezeigte Prozess Kompression-2 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 und stoppt am linken Ende des linearen Aktuators 5.
1. (a) Die Kompressionskammer 12 weist das kleinste Volumen auf.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 weist das größte Volumen auf.
(2) Wenn die Kompressionskammer 12 das kleinste Volumen aufweist und die Ansaugkammer 11 das größte Volumen aufweist, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11, der Kompressionskammer 12, dem Auslassventil 9 und dem Ausgabetank 14 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 ist höher als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 bleibt geschlossen.
3. (c) Das komprimierte Gas 18 in der Kompressionskammer 12 wird durch den Kolben 3 vollständig komprimiert.
4. (d) Es wird angenommen, dass das Kompressionsverhältnis des Multifunktionskompressors 1 20:1 ist.
5. (e) Das komprimierte Gas 18 ist nahezu 80 MPa. Es ist jedoch nicht höher als der Druck des Ausgabetanks 14, der 80 MPa ist.
6. (f) Das Auslassventil 9 wird nicht geöffnet.
(3) Wenn die Ansaugkammer 11 das größte Volumen aufweist, treten die folgenden Ereignisse in dem Einlassventil 8, der Ansaugkammer 11 und dem Zuführtank 13 ein.
1. (a) Wenn das Volumen der Ansaugkammer 11 zunimmt, nimmt der Innendruck der Ansaugkammer 11 ab und wird das Einlassventil 8 geöffnet.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 wird mit dem Ansauggas 15 von dem Zuführtank 13 vollständig gefüllt.
3. (c) Da der Innendruck der Ansaugkammer 11 nahezu gleich jenem des Zuführtanks 13 ist, ist der Druck des Ansauggases 15 in der Ansaugkammer 11 nahezu 4,0 MPa.
4. (d) Das Ansauggas 15 ist das von dem Zuführtank 13 extrahierte Gas. Wenn die Menge des Ansauggases 15 zunimmt, nimmt der Innendruck des Zuführtanks 13 allmählich ab.
(4) Als ein Ergebnis bleibt das komprimierte Gas 18 in der Kompressionskammer 12 und wird die Ansaugkammer 11 mit dem Ansauggas 15 gefüllt.
1. (a) Das komprimierte Gas 18 ist nahezu 80 MPa, aber dieser Druck ist nicht groß genug, um zu dem Ausgabetank 14 abgeführt zu werden.
2. (b) Das Ansauggas 15 ist nahezu 4,0 MPa.

Fall (2) wird weiter beschrieben. 8 zeigt ein Prozessdiagramm von Transferieren-3. Das Prozessdiagramm von Transferieren-3 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das komprimierte Gas 18, die Kolbenaktion 16 und das Ansauggas 15.
Das komprimierte Gas 18 ist das Gas, das in der Kompressionskammer 12 bleibt. Der anfängliche Druck des komprimierten Gases 18 ist 80 MPa, nimmt aber auf ungefähr 4,0 MPa ab, wenn die Kompressionskammer 12 expandiert. Das Ansauggas 15 ist das in der Ansaugkammer 11 zurückgelassene Gas. Der anfängliche Druck des Ansauggases 15 ist 4,0 MPa, erhöht sich aber auf ungefähr 80 MPa, wenn die Ansaugkammer 11 kontrahiert. Die Kolbenaktion 16 bezieht sich auf Bewegungsrichtungen des Kolbens 3 und der Kolbenstange 4. Wenn sich die Kolbenaktion 16 nach rechts bewegt, expandiert die Kompressionskammer 12 und kontrahiert die Ansaugkammer 11.
Der in 8 gezeigte Prozess Transferieren-3 ist wie folgt. 8 zeigt einen Moment, in dem der Druck des Ansauggases 15 höher als jener des des komprimierten Gases 18 wird.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16.
1. (a) Das Volumen der Kompressionskammer 12 nimmt zu.
2. (b) Das Volumen der Ansaugkammer 11 nimmt ab.
(2) Wenn das Volumen der Kompressionskammer 12 größer als jenes der Ansaugkammer 11 ist, treten die folgenden Ereignisse in dem Zwischenventil 10, der Ansaugkammer 11 und der Kompressionskammer 12 ein.
1. (a) Der Innendruck der Kompressionskammer 12 wird niedriger als jener der Ansaugkammer 11.
2. (b) Das Zwischenventil 10 wird geöffnet.
3. (c) Das Ansauggas 15 in der Ansaugkammer 11 tritt in die Kompressionskammer 12 ein und wird mit dem komprimierten Gas 18 gemischt.

Ferner wird der Fall (2) beschrieben. 9 zeigt ein Prozessdiagramm von Transferieren-4. Das Prozessdiagramm von Transferieren-4 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, gemischtes Gas 19, das Ansauggas 15 und die Kolbenaktion 16.
9 zeigt einen Moment, in dem sich die Kolbenstange 4 in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 bewegt und an dem rechten Ende des linearen Aktuators 5 stoppt. Das gemischte Gas 19 ist eine Mischung das in der Kompressionskammer 12 verbleibenden Gases und des Ansauggases 15 von der Ansaugkammer 11.
Der in 9 gezeigte Prozess Transferieren-4 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 und stoppt an dem rechten Ende des linearen Aktuators 5.
1. (a) Die Kompressionskammer 12 weist das größte Volumen auf.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 weist das kleinste Volumen auf.
(2) Wenn die Ansaugkammer 11 das kleinste Volumen aufweist, tritt das folgende Phänomen auf.
1. (a) Der Innendruck der Ansaugkammer 11 wird höher als jener der Kompressionskammer 12.
2. (b) Das Ansauggas 15 in der Ansaugkammer 11 strömt in die Kompressionskammer 12 und wird das gemischte Gas 19.
3. (c) Wenn der Druck des Ansauggases 15 gleich dem Druck des gemischten Gases 19 wird, wird das Zwischenventil 10 geschlossen.
(3) Es ist nicht leicht, den Druck des gemischten Gases 19 genau zu berechnen. Eine grobe Berechnung ist jedoch möglich.
1. (a) Der anfängliche Druck des gemischten Gases 19 ist 4,0 MPa.
2. (b) Da angenommen wird, dass der Innendruck des Zuführtanks 13 4,0 MPa ist, ist der anfängliche Druck des Ansauggases 15 nahezu 4,0 MPa.
3. (c) Deshalb wird geschätzt, dass der Druck des gemischten Gases 19 in 9 nahezu 8,0 MPa ist.

10 zeigt ein Prozessdiagramm von Kompression-3. Das Prozessdiagramm von Kompression-3 umfasst den Multifunktionskompressor 1, den Zylinder 2, den Kolben 3, die Kolbenstange 4, den linearen Aktuator 5, das Einlassrohr 6, das Auslassrohr 7, das Einlassventil 8, das Auslassventil 9, das Zwischenventil 10, die Ansaugkammer 11, die Kompressionskammer 12, den Zuführtank 13, den Ausgabetank 14, das komprimierte Gas 18, die Kolbenaktion 16 und das Ansauggas 15.
10 zeigt einen Moment, in dem sich die Kolbenstange 4 in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 bewegt und am linken Ende des linearen Aktuators 5 stoppt. Das komprimierte Gas 18 ist das Gas, das durch Komprimieren des in 9 gezeigten gemischten Gases 19 unter Verwendung des Kolbens 3 erhalten wird. Das Ansauggas 15 ist von dem Zuführtank 13 neu zugeführtes Gas.
Der Prozess Kompression-3 ist wie folgt.

(1) Die Kolbenstange 4 bewegt sich in der Pfeilrichtung der Kolbenaktion 16 und stoppt am linken Ende des linearen Aktuators 5.
1. (a) Die Kompressionskammer 12 weist das kleinste Volumen auf.
2. (b) Die Ansaugkammer 11 weist das größte Volumen auf.
(2) Wenn die Kompressionskammer 12 das kleinste Volumen aufweist, treten die folgenden Ereignisse in der Kompressionskammer 12, dem Auslassventil 9 und dem Ausgabetank 14 ein.
1. (a) Es wird geschätzt, dass das anfängliche komprimierte Gas 18 8,0 MPa ist.
2. (b) Das komprimierte Gas 18 der Kompressionskammer 12 wird durch den Kolben 3 vollständig komprimiert.
3. (c) Es wird angenommen, dass das Kompressionsverhältnis des Multifunktionskompressors 1 20:1 ist. Deshalb wird das komprimierte Gas 18 auf 160 MPa komprimiert.
4. (d) Wenn der Druck des komprimierten Gases 18 höher als 80 MPa ist, welcher der Druck des Ausgabetanks 14 ist, strömt es durch das Auslassventil 9 in den Ausgabetank 14.
(3) Der Kompressor gemäß der neuen Erfindung kann den Ausgabedruck verdoppeln, in er das Ansaugen zweimal vornimmt. Es gibt keine Grenze für die Anzahl von Ansaugvorgängen.

11 ist ein Konzeptdiagramm, das eine Hochdruckgastankstelle gemäß einer Ausführungsform veranschaulicht. Die Hochdruckgastankstelle umfasst einen transportierbaren Tank 20, ein Kupplungsventil 21, eine Transferleitung 22, ein Dreiwegeventil 23, eine Bypassleitung 24, einen Transferkompressor 25, eine Speichergashochdruckleitung 26, einen Speichertank 27, einen Druckbeaufschlagungskompressor 28, eine Druckbeaufschlagungsleitung 29, einen Betankungstank 30, eine Betankungshochdruckleitung 31, ein Betankungsventil 32, ein Gasfahrzeug 33, ein Managementgebäude 34 und einen Standort 35.
Der Transferkompressor 25 und der Druckbeaufschlagungskompressor 28 sind die gleichen wie der in 1 gezeigte Multifunktionskompressor 1.
Das Konzept der Hochdruckgastankstelle von 11 ist wie folgt.

(1) Es wird angenommen, dass der anfängliche Innendruck des transportierbaren Tanks 20 60 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Innendruck des Speichertanks 27 60 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Innendruck des Kraftstofftanks 30 80 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Transferkompressor 25 ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist. Es wird angenommen, dass der Druckbeaufschlagungskompressor 28 ein Kompressionsverhältnis von 20:1 aufweist.
(2) In der Hochdruckgastankstelle von 11 gibt es zwei Leitungen zum Transferieren des Hochdruckgases von 60 MPa von dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27. Es wird angenommen, dass Hochdruckgas von 60 MPa von der Gaszuführbasis geliefert wird.
1. (a) Eine der Leitungen umfasst den transportierbaren Tank 20, das Kupplungsventil 21, die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, die Bypassleitung 24, die Speichergashochdruckleitung 26 und den Speichertank 27.
2. (b) Die andere Leitung umfasst den transportierbaren Tank 20, das Kupplungsventil 21, die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, den Transferkompressor 25, die Speichergashochdruckleitung 26 und den Speichertank 27.
(3) Der Transferkompressor 25 beaufschlagt das Gas des transportierbaren Tanks 20 mit Druck und transferiert es zu dem Speichertank 27. Der Druck des Speichertanks 27 ist 60 MPa.
(4) Die Transferleitung 22, das Dreiwegeventil 23, die Bypassleitung 24, der Transferkompressor 25, die Speichergashochdruckleitung 26 und der Speichertank 27 sind unterirdisch installiert.
(5) Das in the Speichertank 27 gespeicherte Gas von 60 MPa wird durch den Druckbeaufschlagungskompressor 28 mit Druck beaufschlagt und wird über die Druckbeaufschlagungsleitung 29 zu dem Betankungstank 30 von 80 MPa transferiert.
(6) Der Druckbeaufschlagungskompressor 28, die Druckbeaufschlagungsleitung 29 und der Betankungstank 30 sind unterirdisch installiert.
(7) Das in dem Betankungstank 30 gespeicherte Hochdruckgas von 80 MPa wird von dem Betankungsventil 32 über die Betankungshochdruckleitung 31 zu dem Gasfahrzeug 33 eingespeist.

Der transportierbare Tank 20 ist ein Transportgastank von der Gaszuführbasis zu der Hochdruckgastankstelle. Der transportierbare Tank 20 wird als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellter Wabenstrukturhochdruckgastank hergestellt.
Das Kupplungsventil 21 ist ein Öffnungs-/Schließventil zu der Transferleitung 22. Die Transferleitung 22 ist mit dem Dreiwegeventil 23 verbunden. Das Dreiwegeventil 23 ist ein Schaltventil zu der Bypassleitung 24 und dem Transferkompressor 25. Die Bypassleitung 24 und der Transferkompressor 25 sind mit der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden. Die Bypassleitung 24 von dem Dreiwegeventil 23 ist in der Mitte der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden. Wenn das Dreiwegeventil 23 zu der Speichergashochdruckleitung 26 geöffnet wird, strömt das Gas in dem transportierbaren Tank 20 direkt zu der Speichergashochdruckleitung 26. Der Transferkompressor 25 ist mit der Speichergashochdruckleitung 26 verbunden. Die Speichergashochdruckleitung 26 ist mit dem Speichertank 27 verbunden. Der Transferkompressor 25 transferiert das Gas in dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27.
Der Speichertank 27 ist ein Hochdruckgastank zum Speichern des von der Gaszuführbasis durch den transportierbaren Tank 20 gelieferten Hochdruckgases. Der Speichertank 27 wird als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellter Wabenstrukturhochdruckgastank hergestellt. Der Druckbeaufschlagungskompressor 28 ist durch eine Rohrleitung mit dem Speichertank 27 verbunden. Der Druckbeaufschlagungskompressor 28 beaufschlagt das Gas in dem Speichertank 27 mit Druck auf 80 MPa. Das druckbeaufschlagte Gas auf 80 MPa wird über die Druckbeaufschlagungsleitung 29 zu dem Betankungstank 30 eingespeist. Die Druckbeaufschlagungsleitung 29 ist eine Rohrleitung, die einem hohen Druck von 80 MPa oder höher standhalten kann.
Der Betankungstank 30 ist ein Ultrahochdruckgastank, von dem angenommen wird, dass er einen Betriebsdruck von 80 MPa aufweist. Der Betankungstank 30 speichert Gas zum Betanken des Gasfahrzeugs 33. Der Betankungstank 30 wird als ein von dem japanischen Patent Nr. 6160876 bereitgestellter Wabenstrukturhochdruckgastank hergestellt. Die Betankungshochdruckleitung 31 ist mit dem Betankungstank 30 verbunden. Die Betankungshochdruckleitung 31 ist eine Ultrahochdruckgasrohrleitung, die das in dem Betankungstank 30 akkumulierte Hochdruckgas zu den Betankungsventilen 32 verteilt. Das Betankungsventil 32 ist ein Ventil zum Betanken des Gasfahrzeugs 33 mit Hochdruckgas. Das Gasfahrzeug 33 ist ein Fahrzeug, das Erdgas oder Wasserstoffgas in einem fahrzeugmontierten Tank speichert. Es wird angenommen, dass der fahrzeugmontierte Gastank des Gasfahrzeugs 33 einen Druck von 60 MPa aufweist. Das Managementgebäude 34 und der Standort 35 sind als das Gastankstellemanagementgebäude und die Gastankstelle umrandet.
Das System der in 11 gezeigten Hochdruckgastankstelle ist ein spezifisches Beispiel, das die Funktion zum Betanken eines Gasfahrzeugs mit Hochdruckgas implementiert. Der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Fähigkeit auf, einen konstanten Abgabedruck der komprimierten gasförmigen Materie auch unter der Bedingung eines allmählichen Sinkens des von dem Speichertank zu dem Kompressor zugeführten Ansaugdrucks aufrechtzuerhalten. Der Prozess eines kontinuierlichen Betankens des Gasfahrzeugs mit dem Hochdruckgas ist wie folgt.

(1) Um das Hochdruckgas von 60 MPa dem fahrzeugmontierten Gastank des Gasfahrzeugs 33 zuzuführen, ist es wünschenswert, den Innendruck des Kraftstofftanks 30 auf 80 MPa aufrechtzuerhalten.
(2) Das Gas in dem Betankungstank 30 wird von dem Speichertank 27 durch den Druckbeaufschlagungskompressor 28 zugeführt. Der Druckbeaufschlagungskompressor 28 ist der Multifunktionskompressor 1 von 1. Der Multifunktionskompressor 1 gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Kolbentypkompressor. Es wird angenommen, dass sein Kompressionsverhältnis 20:1 ist.
(3) Wenn der Innendruck des Speichertanks 27 60 MPa ist, kann der Druckbeaufschlagungskompressor 28 leicht Ultrahochdruckgas von 80 MPa aus Hochdruckgas von 60 MPa erzeugen. Deshalb ist es leicht, Gas von 80 MPa dem Betankungstank 30 zuzuführen.
(4) Das Hochdruckgas von 1000 cc und 60 MPa wird Ultrahochdruckgas von 750 cc und 80 MPa. Das Kompressionsverhältnis in diesem Fall ist nur „1.33:1“.
(5) Wenn das Gas von dem Speichertank 27 kontinuierlich dem Betankungstank 30 zugeführt wird, nimmt der Innendruck des Speichertanks 27 allmählich ab.
(6) Im Stand der Technik ist es, wenn der Druck des Speichertanks 27 4,0 MPa oder niedriger wird, unmöglich, Ultrahochdruckgas von 80 MPa dem Kraftstofftank 30 mit einem Einzelkolbentypkompressor zuzuführen. Das heißt, das Hochdruckgas von 4,0 MPa oder niedriger, das in dem Speichertank 27 verbleibt, wird völlig toter Lagerbestand.
(7) Im Stand der Technik gibt es einen mehrstufigen Kolbentypkompressor, der ein Kompressionsverhältnis von 40:1 aufweist. Wenn der mehrstufige Kolbentypkompressor in dem Gasbetankungssystem verwendet wird, kann der Kompressor das Gas in dem Speichertank 27 auf 80 MPa komprimieren, bis der Druck in dem Speichertank 27 auf 2,0 MPa reduziert ist. Jedoch ist der mehrstufige Kolben eine Kombination von zwei Kolben. Wenn der Druck in dem Speichertank 27 2,0 MPa oder höher ist, wird der zweite Kolben des mehrstufigen Kolbens ein vollständig nutzloses Hindernis.
(8) Gemäß der vorliegenden Erfindung entsprechen der Transferkompressor 25 und der Druckbeaufschlagungskompressor 28 dem in 1 gezeigten Multifunktionskompressor 1. Der Multifunktionskompressor 1 kann den Ausgabedruck verdoppeln, indem er das Ansaugen zweimal vornimmt. Es gibt keine Grenze für die Anzahl von Ansaugvorgängen. Deshalb kann, auch wenn der Druck in dem Speichertank 27 4,0 MPa oder niedriger wird, der Druckbeaufschlagungskompressor 28 kontinuierlich Gas von 80 MPa dem Betankungstank 30 zuführen. Der Multifunktionskompressor 1 kann durch zweimaliges Betätigen des Kolbens 3 den Druck von 2,0 MPa auf 80 MPa komprimieren. Außerdem kann der Multifunktionskompressor 1 durch dreimaliges Betätigen des Kolbens 3 den Druck von 1,3 MPa auf 80 MPa mit Druck beaufschlagen. Da der Multifunktionskompressor 1 nicht eine Kombination von zwei Kolben ist, gibt es kein Hindernis in dem Gasbetankungssystem.

Die Beziehung zwischen dem transportierbaren Tank 20 und dem Speichertank 27 ist auch ähnlich. Zur Vereinfachung der Berechnung wird angenommen, dass der Innendruck des transportierbaren Tanks 20 60 MPa ist. Es wird angenommen, dass der Innendruck des Speichertanks 27 null ist. Zusätzlich wird angenommen, dass der transportierbare Tank 20 ein Volumen von 3000 Litern aufweist. Außerdem ist das Volumen des Speichertanks 27 in ähnlicher Weise auf 3000 Liter eingestellt. Kurz gesagt, wird betrachtet, dass Hochdruckgas von 60 MPa und 3000 Litern von dem transportierbaren Tank zu einem leeren unterirdischen Tank transferiert wird. Dies Aufgabe wird mit dem Kompressor gemäß der neuen Erfindung wie folgt durchgeführt.

(1) Der transportierbare Tank 20 wird von der Gaszuführbasis zu der Gastankstelle geliefert.
(2) Der transportierbare Tank 20 wird mit der Transferleitung 22, dem Dreiwegeventil 23, der Bypassleitung 24, dem Transferkompressor 25, der Speichergashochdruckleitung 26 und dem Speichertank 27 durch das Kupplungsventil 21 verbunden.
(3) Wenn das Kupplungsventil 21 geöffnet wird, bewegt sich das Hochdruckgas von 60 MPa über die Transferleitung 22 zu dem Dreiwegeventil 23.
(4) Wenn das Dreiwegeventil 23 zu der Bypassleitung 24 geöffnet wird, strömt das Hochdruckgas von 60 MPa über die Bypassleitung 24 und die Speichergashochdruckleitung 26 zu dem Speichertank 27.
(5) Da angenommen wird, dass der transportierbare Tank 20 und der Speichertank 27 das gleiche Volumen aufweisen, hört das Hochdruckgas in dem transportierbaren Tank 20 zu strömen auf, wenn der Innendruck des Speichertanks 27 30 MPa erreicht.
(6) Das Hochdruckgas von 30 MPa bleibt als toter Lagerbestand in dem transportierbaren Tank 20. Der Innendruck des Speichertanks 27 stoppt bei 30 MPa und erreicht nicht 60 MPa. Das heißt, es ist unmöglich, das gesamte Hochdruckgas in dem transportierbaren Tank einfach durch Öffnen des Bypassventils zu dem unterirdischen Tank zu transferieren.

Es ist im vorhergehenden Abschnitt beschrieben worden, dass es unmöglich ist, das Hochdruckgas von dem transportierbaren Tank zu dem unterirdischen Tank einfach durch Verwenden des Bypassventils zu transferieren. Der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung versucht dieses Problem zu berücksichigen.

(1) Es wird angenommen, dass der Transferkompressor 25 der Multifunktionskompressor 1 von 1 ist. Zusätzlich wird angenommen, dass das Kompressionsverhältnis 20:1 ist.
(2) Wenn der Innendruck des transportierbaren Tanks 20 30 MPa ist, kann der Transferkompressor 25 leicht Hochdruckgas von 60 MPa aus Hochdruckgas von 30 MPa erzeugen. Deshalb ist es leicht, das Gas von 30 MPa zu dem Speichertank 27 zu transferieren. Hochdruckgas von 1000 cc und 30 MPa wird Hochdruckgas von 500 cc und 60 MPa. Das Kompressionsverhältnis ist 2:1.
(3) Wenn das Gas kontinuierlich von dem transportierbaren Tank 20 zu dem Speichertank 27 transferiert wird, nimmt der Druck des transportierbaren Tanks 20 allmählich ab. Jedoch kann, auch wenn der Druck des transportierbaren Tanks 20 3,0 MPa oder niedriger wird, der Transferkompressor 25 das Gas von 3, 0 MPa oder niedriger zu dem Speichertank 27 transferieren.
(4) Der Multifunktionskompressor 1 in 1 kann durch zweimaliges Betätigen des Kolbens 3 Gas von 1,5 MPa auf 60 MPa komprimieren. Zusätzlich kann durch dreimaliges Betätigen des Kolbens 3 Gas von 1,0 MPa auf 60 MPa komprimiert werden.
(5) Da der Multifunktionskompressor 1 nicht eine Kombination von zwei Kolben ist, dient er nicht als ein Hindernis in dem Gasbetankungssystem. Zusätzlich ist der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung effektiv, auch wenn der Einlassdruck des Kompressors signifikant schwankt.

Verschiedene Änderungen der Form oder des Zwecks des Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung sind denkbar. Die Idee der vorliegenden Erfindung ist ein Kompressor, der die Funktion des mehrstufigen Kolbentypkompressors mit einem einzigen Kolben-und-Zylinder-Modul erreicht. Zusätzlich kann der Kompressor gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt werden, wenn der Einlassdruck stark schwankt und hochkomprimierte gasförmige Materie für den Auslassdruck erforderlich ist. Während die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf zugehörigen Zeichnungen vollständig beschrieben worden ist, sollte angemerkt werden, dass für die Fachleute verschiedene Änderungen oder Modifikationen offensichtlich sein werden. Derartige Änderungen oder Modifikationen sollen durch die beigefügten Ansprüche definieren werden und werden innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung ausgelegt.
Bezugszeichenliste

1: Multifunktionskompressor (Kompressor),
2: Zylinder,
3: Kolben,
4: Kolbenstange,
5: linearer Aktuator,
6: Einlassrohr (Rückschlagventil),
7: Auslassrohr (Rückschlagventil),
8: Einlassventil,
9: Auslassventil,
10: Zwischenventil,
11: Ansaugkammer,
12: Kompressionskammer,
13: Zuführtank (Hochdrucktank),
14: Ausgabetank (Hochdrucktank),
15: Ansauggas,
16: Kolbenaktion,
17: Transfergas,
18: komprimiertes Gas,
19: gemischtes Gas,
20: transportierbarer Tank,
21: Kupplungsventil,
22: Transferleitung,
23: Dreiwegeventil,
24: Bypassleitung,
25: Transferkompressor,
26: Speichergashochdruckleitung,
27: Speichertank,
28: Druckbeaufschlagungskompressor,
29: Druckbeaufschlagungsleitung,
30: Betankungstank,
31: Betankungshochdruckleitung,
32: Betankungsventil,
33: Gasfahrzeug,
34: Managementgebäude,
35: Standort.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 6160876 [0002, 0006, 0009, 0012, 0013, 0065, 0067, 0068]
JP 6160876 B2 [0005]

Claims

Kompressor umfassend einen Kolben, der einen Zylinder in eine Kompressionskammer und eine Ansaugkammer unterteilt, wobei der Kolben ein Rückschlagventil umfasst, dem erlaubt wird, sich unidirektional von der Ansaugkammer zu der Kompressionskammer zu öffnen, die Kompressionskammer einen Auslass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur in einer Ausgangsrichtung zu öffnen, die Ansaugkammer einen Einlass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur zu der Innenseite der Kammer hin zu öffnen, und der Kolben mit einem Aktuator verbunden ist, der fähig ist, interne Volumina von beiden Kammern zu ändern.
Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei Ansaug- und Kompressionsprozesse gleichzeitig in einem einzelnen Zyklus des Kolbens durchgeführt werden und erlaubt wird, dass ein Kompressionsverhältnis der Kompressionskammer durch mehrmaliges kontinuierliches Durchführen des Ansaugprozesses mehrere Male zunimmt.
Kompressor gemäß Anspruch 1, wobei erlaubt wird, dass Hochdruckgasmaterial kontinuierlich in einen Ausgabetank gefüllt wird, auch wenn ein der Ansaugkammer zugeführter Gasmaterialdruck eines Zuführtanks abnimmt.
Hochdruckgastankstelle umfassend den Kompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
Hochdruckgastankstelle gemäß Anspruch 4, wobei die Hochdruckgastankstelle ein kontinuierliches Transferieren von Hochdruckgasmaterial zu einem Speichertank erlaubt, auch wenn ein Gasmaterialdruck eines transportierbaren Tanks abnimmt.
Hochdruckgastankstelle umfassend den Kompressor gemäß Anspruch 4, wobei die Hochdruckgastankstelle ein kontinuierliches Transferieren von Hochdruckgasmaterial zu einem Betankungstank zum Betanken eines Gasfahrzeugs erlaubt, auch wenn ein Gasmaterialdruck des Speichertanks abnimmt.
Hochdruckgastankstelle umfassend einen Kompressor, der an einem Pfad angeordnet ist, der mit einem oder mehreren Hochdrucktanks verbunden ist, wobei der Kompressor einen Kolben umfasst, der einen Zylinder in eine Kompressionskammer und eine Ansaugkammer unterteilt, der Kolben ein Rückschlagventil umfasst, dem erlaubt wird, sich unidirektional von der Ansaugkammer zu der Kompressionskammer zu öffnen, die Kompressionskammer einen Auslass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur in einer Ausgangsrichtung zu öffnen, die Ansaugkammer einen Einlass aufweist, der mit einem Rückschlagventil versehen ist, dem erlaubt wird, sich nur zu der Innenseite der Kammer hin zu öffnen, der Kolben mit einem Aktuator verbunden ist, der fähig ist, interne Volumina von beiden Kammern zu ändern, der Einlass des Kompressors mit einem der Hochdrucktanks verbunden ist und der Auslass des Kompressors mit dem anderen Hochdrucktank verbunden ist.