JP2006169991A - 低温流体用昇圧ポンプ - Google Patents
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Abstract
【課題】 圧縮効率を向上させることができて、かつポンプ効率を向上させることのできる低温流体用昇圧ポンプを提供する。
【解決手段】 ハウジング１１と、該ハウジング１１内に形成された空間Ｓ１，Ｓ２内を往復摺動する第１のピストン１２および第２のピストン１３と、これらピストン１２，１３を往復摺動させる駆動手段１４とを備えた低温流体用昇圧ポンプ１０であって、前記第１のピストン１２および前記第２のピストン１３が同軸線上に配置されているとともに、低温流体が、前記第１のピストン１２と前記ハウジング１１との間、前記第２のピストン１３と前記ハウジング１１との間、または前記第１のピストン１２と前記第２のピストン１３との間に形成された複数の加圧室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 ハウジング１１と、該ハウジング１１内に形成された空間Ｓ１，Ｓ２内を往復摺動する第１のピストン１２および第２のピストン１３と、これらピストン１２，１３を往復摺動させる駆動手段１４とを備えた低温流体用昇圧ポンプ１０であって、前記第１のピストン１２および前記第２のピストン１３が同軸線上に配置されているとともに、低温流体が、前記第１のピストン１２と前記ハウジング１１との間、前記第２のピストン１３と前記ハウジング１１との間、または前記第１のピストン１２と前記第２のピストン１３との間に形成された複数の加圧室Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、低温の液体を圧縮して昇圧させる低温流体用昇圧ポンプに関するものである。
従来、低温（例えば、２．１７Ｋ：−２７０．９８℃から７７Ｋ：−１９６．１５℃）の流体（例えば、液体水素あるいは液体ヘリウム等）を圧縮して昇圧させる低温流体用昇圧ポンプとしては、予圧ポンプ室と主ポンプ室とを有するものが知られている（たとえば、特許文献１参照）。
特公平７−５６２５６号公報
上記特許文献１の低温流体用昇圧ポンプでは、予圧ポンプ室内で予圧された流体が、主ポンプ室内に流入するとともに、この主ポンプ室内において所定の圧力に昇圧された後、吐出口から吐出されるようになっている。
しかしながら、このような低温流体用昇圧ポンプでは、予圧ポンプ室において予圧された流体が、主ポンプ室において所定の圧力まで一気に昇圧させられるようになっているため、昇圧される前後で差圧が大きくなり、圧縮効率が低下するとともに、ポンプ効率も低下してしまうといった問題点があった。
しかしながら、このような低温流体用昇圧ポンプでは、予圧ポンプ室において予圧された流体が、主ポンプ室において所定の圧力まで一気に昇圧させられるようになっているため、昇圧される前後で差圧が大きくなり、圧縮効率が低下するとともに、ポンプ効率も低下してしまうといった問題点があった。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、圧縮効率を向上させることができて、かつポンプ効率を向上させることのできる低温流体用昇圧ポンプを提供することを目的とする。
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、ハウジングと、該ハウジング内に形成された空間内を往復摺動する複数個のピストンと、これらピストンを往復摺動させる駆動手段とを備えた低温流体用昇圧ポンプであって、前記複数個のピストンが、前記ハウジングの一端から他端にかけて同軸線上に配置されているとともに、前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの一側面と前記ハウジングの一端内壁との間、前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端内壁との間、および前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの一側面との間に少なくとも３つの加圧室が形成されており、低温流体が、これら加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に複数の加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を（例えば、ハウジングの一端側から他端側に向かって、またはハウジングの中央部から両端側双方に向かって）順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、多段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、複数個のピストンが同軸線上（すなわち、一直線上）に配置されているので、ポンプの径方向（幅方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、ハウジングと、該ハウジング内に形成された空間内を往復摺動する複数個のピストンと、これらピストンを往復摺動させる駆動手段とを備えた低温流体用昇圧ポンプであって、前記複数個のピストンが、前記ハウジングの一端から他端にかけて同軸線上に配置されているとともに、前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの一側面と前記ハウジングの一端内壁との間、前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端内壁との間、および前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの一側面との間に少なくとも３つの加圧室が形成されており、低温流体が、これら加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に複数の加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を（例えば、ハウジングの一端側から他端側に向かって、またはハウジングの中央部から両端側双方に向かって）順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、多段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、複数個のピストンが同軸線上（すなわち、一直線上）に配置されているので、ポンプの径方向（幅方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、ハウジングと、該ハウジング内に形成された空間内を往復摺動する第１のピストンおよび第２のピストンと、これらピストンを往復摺動させる駆動手段とを備えた低温流体用昇圧ポンプであって、前記第１のピストンおよび前記第２のピストンが同軸線上に配置されているとともに、低温流体が、前記第１のピストンと前記ハウジングとの間、前記第２のピストンと前記ハウジングとの間、または前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に形成された複数の加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に複数の加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、多段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、第１のピストンおよび第２のピストンが同軸線上（すなわち、一直線上）に配置されているので、ポンプの径方向（幅方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に複数の加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、多段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、第１のピストンおよび第２のピストンが同軸線上（すなわち、一直線上）に配置されているので、ポンプの径方向（幅方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、前記第１のピストンの一側面とハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの他側面とハウジングとの間に第２加圧室が形成されているとともに、前記第２のピストンの一側面とハウジングとの間に第３加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面とハウジングとの間に第４加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、前記第３加圧室、および前記第４加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に４つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、４段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に４つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、４段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、前記第１のピストンの一側面とハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの他側面と前記第２のピストンの一側面との間に第２加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面とハウジングとの間に第３加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、および前記第３加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、３段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、３段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、前記第１のピストンの他側面と前記第２のピストンの一側面との間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの一側面と前記ハウジングとの間、および前記第２のピストンの他側面と前記ハウジングとの間に第２加圧室がそれぞれ形成されており、低温流体が前記第１加圧室、および前記第２加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、第１加圧室および第２加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、２段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、第１加圧室および第２加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、２段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、前記第２のピストンが、前記ハウジング内に形成された空間内を往復摺動するとともに、前記第１のピストンが、前記第２のピストン内に形成された空間内を往復摺動するように構成されており、これらピストンの一側面と前記ハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンと第２のピストンとの間に第２加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面と前記ハウジングとの間に第３加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、および前記第３加圧室を順次通過させられることにより、漸次昇圧されていくことを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、３段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、第１のピストンが第２のピストン内に形成された空間内を往復摺動するようになっているので、ポンプの長手方向（幅方向と直交する方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、ハウジング内に３つの加圧室が形成されることとなり、ポンプに供給された低圧の低温流体が、これら加圧室を順次通過していくことによりその圧力が次第に高められ、高圧の低温流体となってポンプから吐出される。
低温流体がこのように徐々に加圧（昇圧）される（すなわち、３段圧縮される）ことにより、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、第１のピストンが第２のピストン内に形成された空間内を往復摺動するようになっているので、ポンプの長手方向（幅方向と直交する方向）の寸法を減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプは、前記駆動手段が電磁石または超伝導磁石を具備してなり、かつ前記ピストンが磁性体、強磁性体もしくは超伝導体により構成されていることを特徴とする。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、第１のピストンおよび第２のピストンが、電磁石または超伝導磁石の極性の切り替えのみで駆動されることとなる。すなわち、ピストンロッドにより第１ピストンおよび第２ピストンを駆動する方式に比べて、ピストンロッド１４を貫通させるために必要であった貫通穴および低温シールをなくすことができ、部品点数を減少させることができるとともに、低温シールの劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
このような低温流体用昇圧ポンプによれば、第１のピストンおよび第２のピストンが、電磁石または超伝導磁石の極性の切り替えのみで駆動されることとなる。すなわち、ピストンロッドにより第１ピストンおよび第２ピストンを駆動する方式に比べて、ピストンロッド１４を貫通させるために必要であった貫通穴および低温シールをなくすことができ、部品点数を減少させることができるとともに、低温シールの劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
本発明によれば、圧縮効率を向上させることができて、かつポンプ効率を向上させることのできるという効果を奏する。
以下、本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ１０は、ハウジング１１と、第１のピストン１２と、第２のピストン１３と、ピストンロッド（駆動手段）１４とを主たる要素として構成されたものである。
ハウジング１１は、その内部に第１の空間Ｓ１、および第２の空間Ｓ２を有するものである。
また、ハウジング１１の略中央部には、その軸線方向に沿って、ピストンロッド１４が貫通する貫通穴１１ｂ，１１ｃが設けられている。
図１に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ１０は、ハウジング１１と、第１のピストン１２と、第２のピストン１３と、ピストンロッド（駆動手段）１４とを主たる要素として構成されたものである。
ハウジング１１は、その内部に第１の空間Ｓ１、および第２の空間Ｓ２を有するものである。
また、ハウジング１１の略中央部には、その軸線方向に沿って、ピストンロッド１４が貫通する貫通穴１１ｂ，１１ｃが設けられている。
第１のピストン１２は、ハウジング１１の第１の空間Ｓ１内に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング１２ａが取り付けられている。そして、第１のピストン１２が第１の空間Ｓ１内に配置されることにより、第１のピストン１２の一側（図において上側）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１が形成されるとともに、第１のピストン１２の他側（図において下側）に第２加圧室Ｃ２が形成されるようになっている。
第２のピストン１３は、ハウジング１１の第２の空間Ｓ２内に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では３本）のピストンリング１３ａが取り付けられている。そして、第２のピストン１３が第２の空間Ｓ２内に配置されることにより、第２のピストン１３の一側（図において上側）に第３加圧室Ｃ３が形成されるとともに、第２のピストン１３の他側（図において下側）に第４加圧室Ｃ４が形成されるようになっている。
なお、第１加圧室Ｃ１、第２加圧室Ｃ２、第３加圧室Ｃ３、および第４加圧室Ｃ４は、第１加圧室Ｃ１の最大容積をＣ１max、第２加圧室Ｃ２の最大容積をＣ２max、第３加圧室Ｃ３の最大容積をＣ３max、および第４加圧室Ｃ４の最大容積をＣ４maxとした場合、Ｃ１max＞Ｃ２max＞Ｃ３max＞Ｃ４maxの関係を有するように形成されている。
第２のピストン１３は、ハウジング１１の第２の空間Ｓ２内に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では３本）のピストンリング１３ａが取り付けられている。そして、第２のピストン１３が第２の空間Ｓ２内に配置されることにより、第２のピストン１３の一側（図において上側）に第３加圧室Ｃ３が形成されるとともに、第２のピストン１３の他側（図において下側）に第４加圧室Ｃ４が形成されるようになっている。
なお、第１加圧室Ｃ１、第２加圧室Ｃ２、第３加圧室Ｃ３、および第４加圧室Ｃ４は、第１加圧室Ｃ１の最大容積をＣ１max、第２加圧室Ｃ２の最大容積をＣ２max、第３加圧室Ｃ３の最大容積をＣ３max、および第４加圧室Ｃ４の最大容積をＣ４maxとした場合、Ｃ１max＞Ｃ２max＞Ｃ３max＞Ｃ４maxの関係を有するように形成されている。
ピストンロッド１４は、第１のピストン１２と第２のピストン１３とを連結するとともに、図示しない駆動源により駆動されるものである。ピストンロッド１４と貫通穴１１ｂとの間には低温シール１６が設けられており、ピストンロッド１４と貫通穴１１ｃとの間には低温シール１７が設けられている。
ハウジング１１には、第１加圧室Ｃ１と連通する吸入管１８、第１加圧室Ｃ１と第２加圧室Ｃ２とを連通する連通管１９、第２加圧室Ｃ２と第３加圧室Ｃ３とを連通する連通管２２、第３加圧室Ｃ３と第４加圧室Ｃ４とを連通する連通管２０、および第４の加圧室Ｃ４と連通する吐出管２１が接続されている。また、吸入管１８、連通管１９，２２，２０、および吐出管２１には、吐出弁（逆止弁）１８ａ，１９ａ，２２ａ，２０ａ，２１ａが設けられている。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１０の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン１２および第２のピストン１３が図１（ｂ）の位置（すなわち、上死点）から図１（ａ）の位置（すなわち、下死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内には、吸入管１８および吸入弁１８ａを介して、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａ）の低温流体が吸入され、第１加圧室Ｃ１内の圧力Ｐ１が、例えば、０．１０１３ＭＰａとなり、同時に第２加圧室Ｃ２では低温流体の２回目の圧縮が行われ、第２加圧室Ｃ２内の圧力Ｐ２がＷＭＰａからＸＭＰａへと昇圧（加圧）される。
一方、第３加圧室Ｃ３内には、連通路２２および吐出弁２２ａを介して、第２加圧室Ｃ２で加圧されたＸＭＰａの低温流体が流入し、第３加圧室Ｃ３内の圧力Ｐ３がＸＭＰａとなり、同時に第４加圧室Ｃ４では低温流体の４回目の圧縮が行われ、第４加圧室Ｃ４内の圧力Ｐ４がＹＭＰａからＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へと昇圧（加圧）されて、ＺＭＰａの低温流体が低温流体用昇圧ポンプ１０から吐出される。
まずはじめに、第１のピストン１２および第２のピストン１３が図１（ｂ）の位置（すなわち、上死点）から図１（ａ）の位置（すなわち、下死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内には、吸入管１８および吸入弁１８ａを介して、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａ）の低温流体が吸入され、第１加圧室Ｃ１内の圧力Ｐ１が、例えば、０．１０１３ＭＰａとなり、同時に第２加圧室Ｃ２では低温流体の２回目の圧縮が行われ、第２加圧室Ｃ２内の圧力Ｐ２がＷＭＰａからＸＭＰａへと昇圧（加圧）される。
一方、第３加圧室Ｃ３内には、連通路２２および吐出弁２２ａを介して、第２加圧室Ｃ２で加圧されたＸＭＰａの低温流体が流入し、第３加圧室Ｃ３内の圧力Ｐ３がＸＭＰａとなり、同時に第４加圧室Ｃ４では低温流体の４回目の圧縮が行われ、第４加圧室Ｃ４内の圧力Ｐ４がＹＭＰａからＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へと昇圧（加圧）されて、ＺＭＰａの低温流体が低温流体用昇圧ポンプ１０から吐出される。
つづいて、第１のピストン１２および第２のピストン１３が図１（ａ）の位置から図１（ｂ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が圧力ＰからＷＭＰａへ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２内には、連通管１９および吐出弁１９ａを介して、第１加圧室Ｃ１で昇圧されたＷＭＰａの低温流体が吸入される。
一方、第３加圧室Ｃ３内では、低温流体の３回目の圧縮が行われ、低温流体がＸＭＰａからＹＭＰａへ昇圧（加圧）され、同時に第４加圧室Ｃ４内には、連通管２０および吐出弁２０ａを介して、第３加圧室Ｃ３で昇圧されたＹＭＰａの低温流体が吸入される。
一方、第３加圧室Ｃ３内では、低温流体の３回目の圧縮が行われ、低温流体がＸＭＰａからＹＭＰａへ昇圧（加圧）され、同時に第４加圧室Ｃ４内には、連通管２０および吐出弁２０ａを介して、第３加圧室Ｃ３で昇圧されたＹＭＰａの低温流体が吸入される。
第１のピストン１２と第２のピストン１３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａ）で低温流体用昇圧ポンプ１０に供給された低温流体は、ＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ１０から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１０によれば、低温流体が徐々に昇圧される（すなわち、多段圧縮される）ようになっているので、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ１０内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ１０内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
さらに、本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１０は、図２３および図２４に示すような特性を有する低温流体、例えば、沸点（２０Ｋ：−２５３．１５℃）、１気圧（０．１０１３ＭＰａ）で体積弾性率が５０ＭＰａとなる液体水素等を昇圧するのに特に好適である。
すなわち、図２３および図２４に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１〜Ｃ４における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
すなわち、図２３および図２４に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１〜Ｃ４における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第２実施形態を、図２を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ３０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路３２ａおよび吐出弁（逆止弁）３５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路３３ａおよび吐出弁（逆止弁）３６が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ３０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路３２ａおよび吐出弁（逆止弁）３５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路３３ａおよび吐出弁（逆止弁）３６が設けられているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路３２ａは、第１のピストン３２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン３２の略中央部に、第１ピストン３２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁３５は、この連通路３２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１１ａは、第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とを連通する通路であり、この連通路１１ａ内には、吐出弁（逆止弁）１５が設けられている。
連通路３３ａは、第２のピストン３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン３３の略中央部に、第２ピストン３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁３６は、この連通路３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１１ａは、第１の空間Ｓ１と第２の空間Ｓ２とを連通する通路であり、この連通路１１ａ内には、吐出弁（逆止弁）１５が設けられている。
連通路３３ａは、第２のピストン３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン３３の略中央部に、第２ピストン３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁３６は、この連通路３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ３０の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン３２および第２のピストン３３が図２（ｂ）の位置（すなわち、上死点）から図２（ａ）の位置（すなわち、下死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内には、吸入管１８および吸入弁１８ａを介して、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、第１の加圧室Ｃ１内の圧力Ｐ１が、例えば、０．１０１３ＭＰａとなり、同時に第２加圧室Ｃ２では低温流体の２回目の圧縮が行われ、第２加圧室Ｃ２内の圧力Ｐ２がＷＭＰａからＸＭＰａへと昇圧（加圧）される。
一方、第３加圧室Ｃ３内には、連通路１１ａおよび吐出弁１５を介して、第２加圧室Ｃ２で加圧されたＸＭＰａの低温流体が流入し、第３加圧室Ｃ３内の圧力Ｐ３がＸＭＰａとなり、同時に第４加圧室Ｃ４では低温流体の４回目の圧縮が行われ、第４加圧室Ｃ４内の圧力Ｐ４がＹＭＰａからＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へと昇圧（加圧）されて、ＺＭＰａの低温流体用昇圧ポンプ３０から吐出される。
まずはじめに、第１のピストン３２および第２のピストン３３が図２（ｂ）の位置（すなわち、上死点）から図２（ａ）の位置（すなわち、下死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内には、吸入管１８および吸入弁１８ａを介して、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、第１の加圧室Ｃ１内の圧力Ｐ１が、例えば、０．１０１３ＭＰａとなり、同時に第２加圧室Ｃ２では低温流体の２回目の圧縮が行われ、第２加圧室Ｃ２内の圧力Ｐ２がＷＭＰａからＸＭＰａへと昇圧（加圧）される。
一方、第３加圧室Ｃ３内には、連通路１１ａおよび吐出弁１５を介して、第２加圧室Ｃ２で加圧されたＸＭＰａの低温流体が流入し、第３加圧室Ｃ３内の圧力Ｐ３がＸＭＰａとなり、同時に第４加圧室Ｃ４では低温流体の４回目の圧縮が行われ、第４加圧室Ｃ４内の圧力Ｐ４がＹＭＰａからＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へと昇圧（加圧）されて、ＺＭＰａの低温流体用昇圧ポンプ３０から吐出される。
つづいて、第１のピストン３２および第２のピストン３３が図２（ａ）の位置から図２（ｂ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１ＭＰａからＷＭＰａへ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２内には、連通路３２ａおよび吐出弁３５を介して、第１加圧室Ｃ１で昇圧されたＷＭＰａの低温流体が吸入される。
一方、第３加圧室Ｃ３内では、低温流体の３回目の圧縮が行われ、低温流体がＸＭＰａからＹＭＰａへ昇圧（加圧）され、同時に第４加圧室Ｃ４内には、連通路３３ａおよび吐出弁３６を介して、第３加圧室Ｃ３で昇圧されたＹＭＰａの低温流体が吸入される。
一方、第３加圧室Ｃ３内では、低温流体の３回目の圧縮が行われ、低温流体がＸＭＰａからＹＭＰａへ昇圧（加圧）され、同時に第４加圧室Ｃ４内には、連通路３３ａおよび吐出弁３６を介して、第３加圧室Ｃ３で昇圧されたＹＭＰａの低温流体が吸入される。
第１のピストン３２と第２のピストン３３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、圧力Ｐ（例えば、０．１０１３ＭＰａ）で低温流体用昇圧ポンプ３０に供給された低温流体は、ＺＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ３０から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ３０によれば、第１実施形態において低温流体用昇圧ポンプ１０の外側に張り出していた連通管１９，２２，２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第３実施形態を、図３を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ４０は、駆動手段としてリニア駆動方式を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ４０は、駆動手段としてリニア駆動方式を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン４２および第２のピストン４３はそれぞれ、極性の異なる磁性体または強磁性体を図示しないバックアップリングを介して複数積層して構成されたものである。
また、これら第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびこれらピストン４２，４３を連結するロッド４４を収容するハウジング４１の半径方向外側には、これら第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびロッド４４をハウジング４１において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）４５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）４５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびロッド４４がハウジング４１内を往復動するようになっている。
また、これら第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびこれらピストン４２，４３を連結するロッド４４を収容するハウジング４１の半径方向外側には、これら第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびロッド４４をハウジング４１において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）４５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）４５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン４２、第２のピストン４３、およびロッド４４がハウジング４１内を往復動するようになっている。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ４０の作用については、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ４０によれば、第１実施形態のものではピストンロッド１４を貫通させるために必要であった貫通穴１１ｂおよび低温シール１６をなくすことができるので、部品点数を減少させることができるとともに、低温シール１６の劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ４０によれば、第１実施形態のものではピストンロッド１４を貫通させるために必要であった貫通穴１１ｂおよび低温シール１６をなくすことができるので、部品点数を減少させることができるとともに、低温シール１６の劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
その他の作用効果は、前述した第１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第４実施形態を、図４を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ５０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路５２ａおよび吐出弁（逆止弁）５５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路５３ａおよび吐出弁（逆止弁）５６が設けられているという点で前述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ５０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路５２ａおよび吐出弁（逆止弁）５５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路５３ａおよび吐出弁（逆止弁）５６が設けられているという点で前述した第３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路５２ａは、第１のピストン５２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン５２の略中央部に、第１ピストン５２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁５５は、この連通路５２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路５３ａは、第２のピストン５３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン５３の略中央部に、第２ピストン５３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁５６は、この連通路５３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路５３ａは、第２のピストン５３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン５３の略中央部に、第２ピストン５３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁５６は、この連通路５３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ５０の作用については、前述した第２実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ５０によれば、第３実施形態において低温流体用昇圧ポンプ４０の外側に張り出していた連通管１９，２２，２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第３実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ５０によれば、第３実施形態において低温流体用昇圧ポンプ４０の外側に張り出していた連通管１９，２２，２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第３実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第５実施形態を、図５を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ６０は、駆動手段として磁性体駆動方式を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ６０は、駆動手段として磁性体駆動方式を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン６２および第２のピストン６３はそれぞれ、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたものである。
また、これら第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびこれらピストン６２，６３を連結するロッド６４を収容するハウジング６１の中心軸線上には、これら第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびロッド６４をハウジング６１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）６５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）６５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびロッド６４がハウジング６１内を往復動するようになっている。
また、これら第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびこれらピストン６２，６３を連結するロッド６４を収容するハウジング６１の中心軸線上には、これら第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびロッド６４をハウジング６１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）６５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）６５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン６２、第２のピストン６３、およびロッド６４がハウジング６１内を往復動するようになっている。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ６０の作用および効果については、前述した第３実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第６実施形態を、図６を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ７０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路７２ａおよび吐出弁（逆止弁）７５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路７３ａおよび吐出弁（逆止弁）７６が設けられているという点で前述した第５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ７０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路７２ａおよび吐出弁（逆止弁）７５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路７３ａおよび吐出弁（逆止弁）７６が設けられているという点で前述した第５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路７２ａは、第１のピストン７２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン７２の略中央部に、第１ピストン７２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁７５は、この連通路７２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路７３ａは、第２のピストン７３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン７３の略中央部に、第２ピストン７３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁７６は、この連通路７３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路７３ａは、第２のピストン７３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン７３の略中央部に、第２ピストン７３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁７６は、この連通路７３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ７０の作用および効果については、前述した第４実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第７実施形態を、図７を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ８０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ８０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン８２および第２のピストン８３はそれぞれ、マイスナー効果により磁力線の全部または一部が超伝導物質の中に入り込めない完全反磁性体の状態となっている。
これら第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびこれらピストン８２，８３を連結するロッド８４を収容するハウジング８１の中心軸線上には、これら第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびロッド８４をハウジング８１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）８５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）８５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびロッド８４がハウジング８１内を往復動するようになっている。すなわち、ピストン８２，８２を第４加圧室Ｃ４側（図において下方向）へ移動させる際は、ハウジング８１の上端側の電磁石８５の磁場をハウジング８１の下端側の電磁石８５よりも強くする。これにより、ピストン８１，８２とハウジング８１の上端側の電磁石８５との間でマイスナー効果による斥力により、ピストン８１，８２が第４加圧室Ｃ４側へ移動する。
また、ピストン８１，８２を第１加圧室Ｃ１側（図において上方向）へ移動させる際は、ハウジング８１の下端側の電磁石８５の磁場を上端側の電磁石８５より強くすればよい。つまり、２つの電磁石８５の磁場がそれぞれ異なるように、各電磁石８５に供給する電流の波長をずらして磁場を形成することで、ピストン８１，８２が往復動することとなる。
これら第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびこれらピストン８２，８３を連結するロッド８４を収容するハウジング８１の中心軸線上には、これら第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびロッド８４をハウジング８１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）８５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）８５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン８２、第２のピストン８３、およびロッド８４がハウジング８１内を往復動するようになっている。すなわち、ピストン８２，８２を第４加圧室Ｃ４側（図において下方向）へ移動させる際は、ハウジング８１の上端側の電磁石８５の磁場をハウジング８１の下端側の電磁石８５よりも強くする。これにより、ピストン８１，８２とハウジング８１の上端側の電磁石８５との間でマイスナー効果による斥力により、ピストン８１，８２が第４加圧室Ｃ４側へ移動する。
また、ピストン８１，８２を第１加圧室Ｃ１側（図において上方向）へ移動させる際は、ハウジング８１の下端側の電磁石８５の磁場を上端側の電磁石８５より強くすればよい。つまり、２つの電磁石８５の磁場がそれぞれ異なるように、各電磁石８５に供給する電流の波長をずらして磁場を形成することで、ピストン８１，８２が往復動することとなる。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ８０の作用および効果については、前述した第３実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第８実施形態を、図８を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ９０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路９２ａおよび吐出弁（逆止弁）９５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路９３ａおよび吐出弁（逆止弁）９６が設けられているという点で前述した第７実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第７実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ９０は、連通管１９および吐出弁１９ａの代わりに連通路９２ａおよび吐出弁（逆止弁）９５が設けられており、連通管２２および吐出弁２２ａの代わりに連通路１１ａおよび吐出弁（逆止弁）１５が設けられており、連通管２０および吐出弁２０ａの代わりに連通路９３ａおよび吐出弁（逆止弁）９６が設けられているという点で前述した第７実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第７実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路９２ａは、第１のピストン９２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン９２の略中央部に、第１ピストン９２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁９５は、この連通路９２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路９３ａは、第２のピストン９３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン９３の略中央部に、第２ピストン９３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁９６は、この連通路９３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路９３ａは、第２のピストン９３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン９３の略中央部に、第２ピストン９３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁９６は、この連通路９３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ９０の作用および効果については、前述した第４実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第９実施形態を、図９を用いて説明する。
図９に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ１００は、ハウジング１１１と、第１のピストン１１２と、第２のピストン１１３と、ピストンロッド１１４とを主たる要素として構成されたものである。
図９に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ１００は、ハウジング１１１と、第１のピストン１１２と、第２のピストン１１３と、ピストンロッド１１４とを主たる要素として構成されたものである。
ハウジング１１１は、その内部に空間Ｓを有する円筒状の部材であり、ハウジング１１１の略中央部には、その軸線方向に沿って、ピストンロッド１１４が貫通する貫通穴１１１ａが設けられている。
第１のピストン１１２は、空間Ｓ内の一側（図において上側）に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング１１２ａが取り付けられている。
第２のピストン１１３は、空間Ｓ内の他側（図において下側）に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング１１３ａが取り付けられている。
そして、これら第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が空間Ｓ内に配置されることにより、第１のピストン１１２の一側（図において上側）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１’が形成され、第２のピストン１１３の他側（図において下側）に第３加圧室Ｃ３’が形成されるとともに、第１のピストン１１２と第２のピストン１１３との間（すなわち、第１のピストン１１２の他側（図において下側）と第２のピストン１１３の一側（図において上側）との間）に第２加圧室Ｃ２’が形成されるようになっている。
また、第１のピストン１１２の他側と第２のピストン１１３の一側とはバネ１１５により連結されている。
第２のピストン１１３は、空間Ｓ内の他側（図において下側）に配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング１１３ａが取り付けられている。
そして、これら第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が空間Ｓ内に配置されることにより、第１のピストン１１２の一側（図において上側）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１’が形成され、第２のピストン１１３の他側（図において下側）に第３加圧室Ｃ３’が形成されるとともに、第１のピストン１１２と第２のピストン１１３との間（すなわち、第１のピストン１１２の他側（図において下側）と第２のピストン１１３の一側（図において上側）との間）に第２加圧室Ｃ２’が形成されるようになっている。
また、第１のピストン１１２の他側と第２のピストン１１３の一側とはバネ１１５により連結されている。
ピストンロッド１１４は、第１のピストン１１２の一側に連結されるとともに、図示しない駆動源により駆動されるものである。駆動源は、バネ１１５および第２のピストン１１３に共振振動を起こさせ、これにより第２のピストン１１３が所定の往復動を行うようにピストンロッド１１４を往復動させる（振幅させる）ものである。
また、ピストンロッド１１４と貫通穴１１１ａとの間には低温シール１１６が設けられている。
また、ピストンロッド１１４と貫通穴１１１ａとの間には低温シール１１６が設けられている。
ハウジング１１１には、第１加圧室Ｃ１’と連通する吸入管１１８、第１加圧室Ｃ１’と第２加圧室Ｃ２’とを連通する連通管１１９、第２加圧室Ｃ２’と第３加圧室Ｃ３’とを連通する連通管１２０、および第３の加圧室Ｃ３’と連通する吐出管１２１が接続されている。また、吸入管１１８、連通管１１９，１２０、および吐出管１２１には、吐出弁（逆止弁）１１８ａ，１１９ａ，１２０ａ，１２１ａが設けられている。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１００の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が図９（ｄ）の位置（すなわち、上死点）から図９（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内には、吸入管１１８および吸入弁１１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第３加圧室Ｃ３’内には、連通管１２０および吐出弁１２０ａを介して、第２加圧室Ｃ２’で加圧されたＵＭＰａの低温流体が流入するとともに、第３加圧室Ｃ３’において低温流体の３回目の圧縮が開始される。
まずはじめに、第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が図９（ｄ）の位置（すなわち、上死点）から図９（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内には、吸入管１１８および吸入弁１１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第３加圧室Ｃ３’内には、連通管１２０および吐出弁１２０ａを介して、第２加圧室Ｃ２’で加圧されたＵＭＰａの低温流体が流入するとともに、第３加圧室Ｃ３’において低温流体の３回目の圧縮が開始される。
第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が図９（ａ）の位置から図９（ｂ）の位置（すなわち、下死点）へとさらに移動していくことにより、低温流体が第１加圧室Ｃ１’内にさらに吸入されるとともに、第３加圧室Ｃ３’では低温流体がＶＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ１００から吐出される。
つづいて、第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が図９（ｂ）の位置から図９（ｃ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１０１３ＭＰａからＴＭＰａへ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２’には、連通管１１９および吐出弁１１９ａを介して、第１加圧室Ｃ１’で加圧されたＴＭＰａの低温流体が流入する。
そして、第１のピストン１１２および第２のピストン１１３が図９（ｃ）の位置から図９（ｄ）の位置へと移動していくことにより、第２加圧室Ｃ２’内において低温流体がＴＭＰａからＵＭＰａへ昇圧される。
第１のピストン１１２と第２のピストン１１３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、０．１０１３ＭＰａで低温流体用昇圧ポンプ１００に供給された低温流体は、ＶＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ１００から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１００によれば、低温流体が徐々に昇圧される（すなわち、多段圧縮される）ようになっているので、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ１００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン１１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン１１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ１００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン１１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン１１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
さらに、本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１００は、図２３に示すような特性を有する低温流体、例えば、沸点（２０Ｋ：−２５３．１５℃）、１気圧（０．１０１３ＭＰａ）で体積弾性率が５０ＭＰａとなる液体水素等を昇圧するのに特に好適である。
すなわち、図２３に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１’〜Ｃ３’における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
すなわち、図２３に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１’〜Ｃ３’における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１０実施形態を、図１０を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１３０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１３２ａおよび吐出弁（逆止弁）１３５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１３３ａおよび吐出弁（逆止弁）１３６が設けられているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第９実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１３０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１３２ａおよび吐出弁（逆止弁）１３５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１３３ａおよび吐出弁（逆止弁）１３６が設けられているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第９実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路１３２ａは、第１のピストン１３２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン１３２の略中央部に、第１ピストン１３２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１３５は、この連通路１３２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１３３ａは、第２のピストン１３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１３３の略中央部に、第２ピストン１３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１３６は、この連通路１３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１３３ａは、第２のピストン１３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１３３の略中央部に、第２ピストン１３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１３６は、この連通路１３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１３０の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン１３２および第２のピストン１３３が図１０（ｄ）の位置（すなわち、上死点）から図１０（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内には、吸入管１１８および吸入弁１１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第３加圧室Ｃ３’内には、連通路１３３ａおよび吐出弁１３６を介して、第２加圧室Ｃ２’で加圧されたＵＭＰａの低温流体が流入するとともに、第３加圧室Ｃ３’において低温流体の３回目の圧縮が開始される。
まずはじめに、第１のピストン１３２および第２のピストン１３３が図１０（ｄ）の位置（すなわち、上死点）から図１０（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内には、吸入管１１８および吸入弁１１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第３加圧室Ｃ３’内には、連通路１３３ａおよび吐出弁１３６を介して、第２加圧室Ｃ２’で加圧されたＵＭＰａの低温流体が流入するとともに、第３加圧室Ｃ３’において低温流体の３回目の圧縮が開始される。
第１のピストン１３２および第２のピストン１３３が図１０（ａ）の位置から図１０（ｂ）の位置（すなわち、下死点）へとさらに移動していくことにより、低温流体が第１加圧室Ｃ１’内にさらに吸入されるとともに、第３加圧室Ｃ３’では低温流体がＶＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ１３０から吐出される。
つづいて、第１のピストン１３２および第２のピストン１３３が図１０（ｂ）の位置から図１０（ｃ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１’内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１０１３ＭＰａからＴＭＰａへ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２’には、連通路１３２ａおよび吐出弁１３５を介して、第１加圧室Ｃ１’で加圧されたＴＭＰａの低温流体が流入する。
そして、第１のピストン１３２および第２のピストン１３３が図１０（ｃ）の位置から図１０（ｄ）の位置へと移動していくことにより、第２加圧室Ｃ２’内において低温流体がＴＭＰａからＵＭＰａへ昇圧される。
第１のピストン１３２と第２のピストン１３３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、０．１０１３ＭＰａで低温流体用昇圧ポンプ１３０に供給された低温流体は、ＶＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ１３０から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１３０によれば、第９実施形態において低温流体用昇圧ポンプ１００の外側に張り出していた連通管１１９，１２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第９実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
その他の作用効果は、前述した第９実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１１実施形態を、図１１を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１６０は、駆動手段として磁性体駆動方式を用いているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１６０は、駆動手段として磁性体駆動方式を用いているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン１６２および第２のピストン１６３はそれぞれ、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたものである。
また、これら第１のピストン１６２および第２のピストン１６３を収容するハウジング１６１の中心軸線上には、これら第１のピストン１６２および第２のピストン１６３をハウジング１６１内において、前述した第９実施形態の第１のピストン１１２、第２のピストン１１３、およびバネ１１５と同様に往復動させる電磁石（または超伝導磁石）１６５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）１６５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン１６２、第２のピストン１６３、およびバネ１１５がハウジング１６１内を往復動するようになっている。
また、これら第１のピストン１６２および第２のピストン１６３を収容するハウジング１６１の中心軸線上には、これら第１のピストン１６２および第２のピストン１６３をハウジング１６１内において、前述した第９実施形態の第１のピストン１１２、第２のピストン１１３、およびバネ１１５と同様に往復動させる電磁石（または超伝導磁石）１６５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）１６５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン１６２、第２のピストン１６３、およびバネ１１５がハウジング１６１内を往復動するようになっている。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１６０の作用については、前述した第９実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１６０によれば、第９実施形態のものではピストンロッド１１４を貫通させるために必要であった貫通穴１１１ａおよび低温シール１１６をなくすことができるので、部品点数を減少させることができるとともに、低温シール１１６の劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
その他の作用効果は、前述した第９実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１６０によれば、第９実施形態のものではピストンロッド１１４を貫通させるために必要であった貫通穴１１１ａおよび低温シール１１６をなくすことができるので、部品点数を減少させることができるとともに、低温シール１１６の劣化等により発生するおそれがあった低温流体のリークをなくすことができる。
その他の作用効果は、前述した第９実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１２実施形態を、図１２を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１７０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１７２ａおよび吐出弁（逆止弁）１７５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１７３ａおよび吐出弁（逆止弁）１７６が設けられているという点で前述した第１１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１７０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１７２ａおよび吐出弁（逆止弁）１７５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１７３ａおよび吐出弁（逆止弁）１７６が設けられているという点で前述した第１１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路１７２ａは、第１のピストン１７２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン１７２の略中央部に、第１ピストン１７２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１７５は、この連通路１７２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１７３ａは、第２のピストン１７３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１７３の略中央部に、第２ピストン１７３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１７６は、この連通路１７３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１７３ａは、第２のピストン１７３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１７３の略中央部に、第２ピストン１７３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１７６は、この連通路１７３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１７０の作用については、前述した第１０実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１７０によれば、第１１実施形態において低温流体用昇圧ポンプ１６０の外側に張り出していた連通管１１９，１２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第１１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ１７０によれば、第１１実施形態において低温流体用昇圧ポンプ１６０の外側に張り出していた連通管１１９，１２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第１１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１３実施形態を、図１３を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１８０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１８０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン１８２および第２のピストン１８３はそれぞれ、マイスナー効果により磁力線の全部または一部が超伝導物質の中に入り込めない完全反磁性体の状態となっている。
これら第１のピストン１８２および第２のピストン１８３を収容するハウジング１８１の中心軸線上には、これら第１のピストン１８２、第２のピストン１８３、およびバネ１１５をハウジング１８１内において、前述した第９実施形態の第１のピストン１１２、第２のピストン１１３、およびバネ１１５と同様に往復動させる電磁石（または超伝導磁石）１８５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）１８５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン１８２、第２のピストン１８３、およびバネ１１５がハウジング１８１内を往復動するようになっている。
すなわち、ピストン１８２，１８２を第３加圧室Ｃ３’側（図において下方向）へ移動させる際は、ハウジング１８１の上端側の電磁石１８５の磁場をハウジング１８１の下端側の電磁石１８５よりも強くする。これにより、ピストン１８１，１８２とハウジング１８１の上端側の電磁石１８５との間でマイスナー効果による斥力により、ピストン１８１，１８２が第３加圧室Ｃ３’側へ移動する。
また、ピストン１８１，１８２を第１加圧室Ｃ１’側（図において上方向）へ移動させる際は、ハウジング１８１の下端側の電磁石１８５の磁場を上端側の電磁石１８５より強くすればよい。つまり、２つの電磁石１８５の磁場がそれぞれ異なるように、各電磁石１８５に供給する電流の波長をずらして磁場を形成することで、ピストン１８１，１８２が往復動することとなる。
これら第１のピストン１８２および第２のピストン１８３を収容するハウジング１８１の中心軸線上には、これら第１のピストン１８２、第２のピストン１８３、およびバネ１１５をハウジング１８１内において、前述した第９実施形態の第１のピストン１１２、第２のピストン１１３、およびバネ１１５と同様に往復動させる電磁石（または超伝導磁石）１８５が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）１８５の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン１８２、第２のピストン１８３、およびバネ１１５がハウジング１８１内を往復動するようになっている。
すなわち、ピストン１８２，１８２を第３加圧室Ｃ３’側（図において下方向）へ移動させる際は、ハウジング１８１の上端側の電磁石１８５の磁場をハウジング１８１の下端側の電磁石１８５よりも強くする。これにより、ピストン１８１，１８２とハウジング１８１の上端側の電磁石１８５との間でマイスナー効果による斥力により、ピストン１８１，１８２が第３加圧室Ｃ３’側へ移動する。
また、ピストン１８１，１８２を第１加圧室Ｃ１’側（図において上方向）へ移動させる際は、ハウジング１８１の下端側の電磁石１８５の磁場を上端側の電磁石１８５より強くすればよい。つまり、２つの電磁石１８５の磁場がそれぞれ異なるように、各電磁石１８５に供給する電流の波長をずらして磁場を形成することで、ピストン１８１，１８２が往復動することとなる。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１８０の作用および効果については、前述した第１１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１４実施形態を、図１４を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１９０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１９２ａおよび吐出弁（逆止弁）１９５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１９３ａおよび吐出弁（逆止弁）１９６が設けられているという点で前述した第１３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ１９０は、連通管１１９および吐出弁１１９ａの代わりに連通路１９２ａおよび吐出弁（逆止弁）１９５が設けられており、連通管１２０および吐出弁１２０ａの代わりに連通路１９３ａおよび吐出弁（逆止弁）１９６が設けられているという点で前述した第１３実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１３実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路１９２ａは、第１のピストン１９２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン１９２の略中央部に、第１ピストン１９２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１９５は、この連通路１９２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１９３ａは、第２のピストン１９３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１９３の略中央部に、第２ピストン１９３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１９６は、この連通路１９３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路１９３ａは、第２のピストン１９３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン１９３の略中央部に、第２ピストン１９３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁１９６は、この連通路１９３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ１９０の作用および効果については、前述した第１２実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１５実施形態を、図１５を用いて説明する。
図１５に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ２００は、ハウジング２１１と、第１のピストン２１２と、第２のピストン２１３と、電磁石（または超伝導磁石）２１４とを主たる要素として構成されたものである。
図１５に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ２００は、ハウジング２１１と、第１のピストン２１２と、第２のピストン２１３と、電磁石（または超伝導磁石）２１４とを主たる要素として構成されたものである。
ハウジング２１１は、その内部に空間Ｓ’を有する円筒状の部材である。
第１のピストン２１２は、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたもので、空間Ｓ’内の一側（図において上側）にバネ２１５ａを介して配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング２１２ａが取り付けられている。
第２のピストン２１３は、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたもので、空間Ｓ’内の他側（図において下側）にバネ２１５ｂを介して配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング２１３ａが取り付けられている。
そして、これら第１のピストン２１２および第２のピストン２１３が空間Ｓ’内に配置されることにより、第１のピストン２１２の一側（図において上側）に第２加圧室Ｃ２”が形成され、第２のピストン２１３の他側（図において下側）に第２加圧室Ｃ２”が形成されるとともに、第１のピストン２１２と第２のピストン２１３との間（すなわち、第１のピストン２１２の他側（図において下側）と第２のピストン２１３の一側（図において上側）との間）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１”が形成されるようになっている。
また、第１のピストン２１２の他側と第２のピストン２１３の一側とはバネ２１５ｃにより連結されている。
第１のピストン２１２は、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたもので、空間Ｓ’内の一側（図において上側）にバネ２１５ａを介して配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング２１２ａが取り付けられている。
第２のピストン２１３は、Ｓ極またはＮ極のどちらか一方の極性を有する磁性体で構成されたもので、空間Ｓ’内の他側（図において下側）にバネ２１５ｂを介して配置され、その外周面には、複数本（本実施形態では２本）のピストンリング２１３ａが取り付けられている。
そして、これら第１のピストン２１２および第２のピストン２１３が空間Ｓ’内に配置されることにより、第１のピストン２１２の一側（図において上側）に第２加圧室Ｃ２”が形成され、第２のピストン２１３の他側（図において下側）に第２加圧室Ｃ２”が形成されるとともに、第１のピストン２１２と第２のピストン２１３との間（すなわち、第１のピストン２１２の他側（図において下側）と第２のピストン２１３の一側（図において上側）との間）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１”が形成されるようになっている。
また、第１のピストン２１２の他側と第２のピストン２１３の一側とはバネ２１５ｃにより連結されている。
電磁石（または超伝導磁石）２１４は、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３を収容するハウジング２１１の中心軸線上に配置されている。そして、この電磁石（または超伝導磁石）により、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３は、図１５に示すような動き、すなわち、ハウジング２１１内において、同時に接近する方向と同時に離間する方向とを交互に繰り返しながら往復動するようになっている。
ハウジング２１１には、第１加圧室Ｃ１”と連通する吸入管２１８、第１加圧室Ｃ１”と第２加圧室Ｃ２”とをそれぞれ連通する連通管２１９，２２０、および第２の加圧室Ｃ２”とそれぞれ連通する吐出管２２１，２２２が接続されている。また、吸入管２１８、連通管２１９，２２０、および吐出管２２１，２２２には、吐出弁（逆止弁）２１８ａ，２１９ａ，２２０ａ，２２１ａ，２２２ａが設けられている。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２００の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３が図１５（ａ）の位置（すなわち、下死点）から図１５（ｂ）の位置（すなわち、上死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内には、吸入管２１８および吸入弁２１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第２加圧室Ｃ２”ではそれぞれ、低温流体の２回目の圧縮が行われ、低温流体がＰＭＰａからＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ２００から吐出される。
まずはじめに、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３が図１５（ａ）の位置（すなわち、下死点）から図１５（ｂ）の位置（すなわち、上死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内には、吸入管２１８および吸入弁２１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第２加圧室Ｃ２”ではそれぞれ、低温流体の２回目の圧縮が行われ、低温流体がＰＭＰａからＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ２００から吐出される。
つづいて、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３が図１（ｂ）の位置から図１（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１０１３ＭＰａからＰＭＰａ（例えば、１０ＭＰａ）へ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２”内には、連通管２１９，２２０および吐出弁２１９ａ，２２０ａを介して、第１加圧室Ｃ１”で昇圧されたＰＭＰａの低温流体が吸入される。
第１のピストン２１２と第２のピストン２１３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、０．１０１３ＭＰａで低温流体用昇圧ポンプ２００に供給された低温流体は、ＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ２００から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ２００によれば、低温流体が徐々に昇圧される（すなわち、多段圧縮される）ようになっているので、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ２００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン２１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン２１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ２００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン２１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン２１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
さらに、本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ２００は、図２３および図２４に示すような特性を有する低温流体、例えば、沸点（２０Ｋ：−２５３．１５℃）、１気圧（０．１０１３ＭＰａ）で体積弾性率が５０ＭＰａとなる液体水素等を昇圧するのに特に好適である。
すなわち、図２３および図２４に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１”，Ｃ２”における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
すなわち、図２３および図２４に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１”，Ｃ２”における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
本実施形態のおいて、逆止弁２１８ａ、２１９ａ、２２０ａ、２２１ａ、２２２ａへの流入方向を反転させる事も可能である。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１６実施形態を、図１６を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２３０は、連通管２１９および吐出弁２１９ａの代わりに連通路２３２ａおよび吐出弁（逆止弁）２３５が設けられており、連通管２２０および吐出弁２２０ａの代わりに連通路２３３ａおよび吐出弁（逆止弁）２３６が設けられているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２３０は、連通管２１９および吐出弁２１９ａの代わりに連通路２３２ａおよび吐出弁（逆止弁）２３５が設けられており、連通管２２０および吐出弁２２０ａの代わりに連通路２３３ａおよび吐出弁（逆止弁）２３６が設けられているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
連通路２３２ａは、第１のピストン２３２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第１のピストン２３２の略中央部に、第１ピストン２３２の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁２３５は、この連通路２３２ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路２３３ａは、第２のピストン２３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン２３３の略中央部に、第２ピストン２３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁２３６は、この連通路２３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
連通路２３３ａは、第２のピストン２３３の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する通路であり、第２のピストン２３３の略中央部に、第２ピストン２３３の軸線方向に沿って形成されている。また、吐出弁２３６は、この連通路２３３ａ内に配置された、いわゆる逆止弁である。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２３０の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン２３２および第２のピストン２３３が図１６（ａ）の位置（すなわち、下死点）から図１６（ｂ）の位置（すなわち、上死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内には、吸入管２１８および吸入弁２１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第２加圧室Ｃ２”ではそれぞれ、低温流体の２回目の圧縮が行われ、低温流体がＰＭＰａからＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ２３０から吐出される。
まずはじめに、第１のピストン２３２および第２のピストン２３３が図１６（ａ）の位置（すなわち、下死点）から図１６（ｂ）の位置（すなわち、上死点）へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内には、吸入管２１８および吸入弁２１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、同時に第２加圧室Ｃ２”ではそれぞれ、低温流体の２回目の圧縮が行われ、低温流体がＰＭＰａからＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ２３０から吐出される。
つづいて、第１のピストン２３２および第２のピストン２３３が図１６（ｂ）の位置から図１６（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１”内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１０１３ＭＰａからＰＭＰａ（例えば、１０ＭＰａ）へ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２”内には、連通路２３２ａ，２３３ａおよび吐出弁２３５，２３６を介して、第１加圧室Ｃ１”で昇圧されたＰＭＰａの低温流体が吸入される。
第１のピストン２３２と第２のピストン２３３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、０．１０１３ＭＰａで低温流体用昇圧ポンプ２３０に供給された低温流体は、ＱＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ２３０から吐出されていく。
本実施形態のおいて、逆止弁２１８ａ、２２１ａ、２２２ａ、２３２ａ、２３３ａへの流入方向を反転させる事も可能である。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ２３０によれば、第１５実施形態において低温流体用昇圧ポンプ２００の外側に張り出していた連通管２１９，２２０をなくすことができるので、ポンプ全体の見た目をスッキリとしたものにして、美観性（デザイン性）を向上させることができ、かつポンプの半径方向の寸法を小型化することができる。
その他の作用効果は、前述した第１５実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
その他の作用効果は、前述した第１５実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１７実施形態を、図１７を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２４０は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが省略されているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。すなわち、本実施形態は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの代わりに電磁石（または超伝導磁石）２１４により形成される磁場をバネとして利用して、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３を第１５実施形態のものと同様に動作させるものである。
その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２４０は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが省略されているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。すなわち、本実施形態は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの代わりに電磁石（または超伝導磁石）２１４により形成される磁場をバネとして利用して、第１のピストン２１２および第２のピストン２１３を第１５実施形態のものと同様に動作させるものである。
その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１５実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２４０の作用および効果については、前述した第１５実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１８実施形態を、図１８を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２５０は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが省略されているという点で前述した第１６実施形態のものと異なる。すなわち、本実施形態は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの代わりに電磁石（または超伝導磁石）２１４により形成される磁場をバネとして利用して、第１のピストン２３２および第２のピストン２３３を第１６実施形態のものと同様に動作させるものである。
その他の構成要素については前述した第１６実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１６実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２５０は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃが省略されているという点で前述した第１６実施形態のものと異なる。すなわち、本実施形態は、バネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃの代わりに電磁石（または超伝導磁石）２１４により形成される磁場をバネとして利用して、第１のピストン２３２および第２のピストン２３３を第１６実施形態のものと同様に動作させるものである。
その他の構成要素については前述した第１６実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１６実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
また、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２５０の作用および効果については、前述した第１６実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第１９実施形態を、図１９を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２６０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２６０は、駆動手段として超伝導駆動方式（マイスナー効果により駆動する方式）を用いているという点で前述した第１５実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１５実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における第１のピストン２６２および第２のピストン２６３はそれぞれ、マイスナー効果により磁力線の全部または一部が超伝導物質の中に入り込めない完全反磁性体の状態となっている。
また、これら第１のピストン２６２、第２のピストン２６３、およびこれらピストン２６２，２６３を連結するバネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃを収容するハウジング２１１の中心軸線上には、これら第１のピストン２６２および第２のピストン２６３をハウジング２１１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）２６４が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）２６４の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン２６２および第２のピストン２６３がハウジング２１１内を往復動するようになっている。
また、これら第１のピストン２６２、第２のピストン２６３、およびこれらピストン２６２，２６３を連結するバネ２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃを収容するハウジング２１１の中心軸線上には、これら第１のピストン２６２および第２のピストン２６３をハウジング２１１内において往復動させる電磁石（または超伝導磁石）２６４が設けられており、この電磁石（または超伝導磁石）２６４の磁性を順次切り替えることにより第１のピストン２６２および第２のピストン２６３がハウジング２１１内を往復動するようになっている。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２６０の作用および効果については、前述した第１５実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第２０実施形態を、図２０を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２７０は、連通管２１９および吐出弁２１９ａの代わりに連通路２７２ａおよび吐出弁（逆止弁）２７５が設けられており、連通管２２０および吐出弁２２０ａの代わりに連通路２７３ａおよび吐出弁（逆止弁）２７６が設けられているという点で前述した第１９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１９実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ２７０は、連通管２１９および吐出弁２１９ａの代わりに連通路２７２ａおよび吐出弁（逆止弁）２７５が設けられており、連通管２２０および吐出弁２２０ａの代わりに連通路２７３ａおよび吐出弁（逆止弁）２７６が設けられているという点で前述した第１９実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第１９実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第１９実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ２７０の作用および効果については、前述した第１６実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第２１実施形態を、図２１を用いて説明する。
図２１に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ３００は、ハウジング３１１と、第１のピストン３１２と、第２のピストン３１３と、ピストンロッド３１４とを主たる要素として構成されたものである。
図２１に示すように、本実施形態に係る低温流体用昇圧ポンプ３００は、ハウジング３１１と、第１のピストン３１２と、第２のピストン３１３と、ピストンロッド３１４とを主たる要素として構成されたものである。
ハウジング３１１は、その内部に空間Ｓ”を有する円筒状の部材であり、ハウジング３１１の略中央部には、その軸線方向に沿って、ピストンロッド３１４が貫通する貫通穴３１１ａが設けられている。
第２のピストン３１３は、空間Ｓ”内の略中央部に配置され、その内部に第１のピストン３１２を往復動させることのできる空間３１３ａを有するとともに、その外周面に複数本（本実施形態では３本）のピストンリング３１３ｂが取り付けられたものである。
また、空間３１３ａの底面中央部には、第１のピストン３１２の方（図において上方）に向かって延びる接続継手３１３ｃが設けられている。この接続継手３１３ｃの先端（図において上側端）にはフランジ部３１３ｃ’が設けられており、その断面視は、図に示すような略Ｔ字形となる。
さらに、第２のピストン３１３の底部には、空間３１３ａと空間Ｓ”とを連通する連通路３１３ｄが、第２のピストン３１３の軸線方向に沿って複数本形成されており、各連通路３１３ｄ内には、吐出弁（逆止弁）３１３ｅが設けられている。
また、空間３１３ａの底面中央部には、第１のピストン３１２の方（図において上方）に向かって延びる接続継手３１３ｃが設けられている。この接続継手３１３ｃの先端（図において上側端）にはフランジ部３１３ｃ’が設けられており、その断面視は、図に示すような略Ｔ字形となる。
さらに、第２のピストン３１３の底部には、空間３１３ａと空間Ｓ”とを連通する連通路３１３ｄが、第２のピストン３１３の軸線方向に沿って複数本形成されており、各連通路３１３ｄ内には、吐出弁（逆止弁）３１３ｅが設けられている。
第１のピストン３１２は、第２のピストン３１３の空間３１３ａ内の略中央部に配置されるとともに、その外周面に複数本（本実施形態では２本）のピストンリング３１２ａが取り付けられたものである。
また、第１のピストン３１２の外周部には、第１のピストン３１２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する連通路３１２ｂが、第１のピストン３１２の軸線方向に沿って複数本形成されており、各連通路３１２ｂ内には、吐出弁（逆止弁）３１２ｃが設けられている。
さらに、第１のピストン３１２の他側（図において下側）中央部には、接続継手３１３ｃのフランジ部３１３ｃ’を受け入れる凹所３１２ｄが形成されている。
また、第１のピストン３１２の外周部には、第１のピストン３１２の一側（図において上側）と他側（図において下側）とを連通する連通路３１２ｂが、第１のピストン３１２の軸線方向に沿って複数本形成されており、各連通路３１２ｂ内には、吐出弁（逆止弁）３１２ｃが設けられている。
さらに、第１のピストン３１２の他側（図において下側）中央部には、接続継手３１３ｃのフランジ部３１３ｃ’を受け入れる凹所３１２ｄが形成されている。
第２のピストン３１３がハウジング３１１の空間Ｓ”内に配置されるとともに、第１のピストン３１２が第２のピストン３１３の空間３１３ａ内に配置されることにより、第１のピストン３１２および第２のピストン３１３の一側（図において上側）に第１加圧室（「与圧室」ともいう）Ｃ１１が形成され、第１のピストン３１２と第２のピストン３１３との間に第２加圧室Ｃ２２が形成されるとともに、第２のピストン３１３の他側（図において下側）に第３加圧室Ｃ３３が形成されるようになっている。
ピストンロッド３１４は、図示しない駆動源により駆動されるものであり、ピストンロッド３１４と貫通穴３１１ａとの間には低温シール３１６が設けられている。
また、ハウジング３１１には、第１加圧室Ｃ１１と連通する吸入管３１８、および第３の加圧室Ｃ３３と連通する吐出管３２１が接続されている。また、吸入管３１８、および吐出管３２１には、吐出弁（逆止弁）３１８ａ，３２１ａが設けられている。
また、ハウジング３１１には、第１加圧室Ｃ１１と連通する吸入管３１８、および第３の加圧室Ｃ３３と連通する吐出管３２１が接続されている。また、吸入管３１８、および吐出管３２１には、吐出弁（逆止弁）３１８ａ，３２１ａが設けられている。
つぎに、このように構成された低温流体用昇圧ポンプ３００の作用について説明する。
まずはじめに、第１のピストン３１２および第２のピストン３１３が図２１（ｃ）の位置（すなわち、上死点）から図２１（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１１内には、吸入管３１８および吸入弁３１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、第２加圧室Ｃ２２内では低温流体の２回目の圧縮が開始されるとともに、第２加圧室Ｃ２２で加圧されたＦＭＰａの低温流体が、吸入管３１３ｄおよび吐出弁３１３ｅを介して、第３加圧室Ｃ３３内に流入するようになっている。
まずはじめに、第１のピストン３１２および第２のピストン３１３が図２１（ｃ）の位置（すなわち、上死点）から図２１（ａ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１１内には、吸入管３１８および吸入弁３１８ａを介して、例えば、０．１０１３ＭＰａの低温流体が吸入され、第２加圧室Ｃ２２内では低温流体の２回目の圧縮が開始されるとともに、第２加圧室Ｃ２２で加圧されたＦＭＰａの低温流体が、吸入管３１３ｄおよび吐出弁３１３ｅを介して、第３加圧室Ｃ３３内に流入するようになっている。
第１のピストン３１２および第２のピストン３１３が図２１（ａ）の位置から図２１（ｂ）の位置（すなわち、下死点）へとさらに移動していくことにより、低温流体が第１加圧室Ｃ１１内にさらに吸入されるとともに、第３加圧室Ｃ３３では低温流体がＧＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）へ昇圧（加圧）されて低温流体用昇圧ポンプ３００から吐出される。
つづいて、第１のピストン３１２および第２のピストン３１３が図２１（ｂ）の位置から図２１（ｃ）の位置へと移動していくことにより、第１加圧室Ｃ１１内では低温流体の１回目の圧縮が行われ、低温流体が０．１０１３ＭＰａからＥＭＰａへ昇圧（与圧または加圧）され、同時に第２加圧室Ｃ２２には、連通管３１２ｂおよび吐出弁３１２ｃを介して、第１加圧室Ｃ１１で加圧されたＥＭＰａの低温流体が流入する。
第１のピストン３１２と第２のピストン３１３とが以上説明したような動作を繰り返し行うことにより、０．１０１３ＭＰａで低温流体用昇圧ポンプ３００に供給された低温流体は、ＧＭＰａ（例えば、７０ＭＰａ）に昇圧された後、低温流体用昇圧ポンプ３００から吐出されていく。
本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ３００によれば、低温流体が徐々に昇圧される（すなわち、多段圧縮される）ようになっているので、圧縮効率の低下を防止することができて、かつポンプ効率を向上させることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ３００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン３１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン３１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
さらにまた、第１のピストン３１２が、第２のピストン３１３内に形成された空間３１３ａ内を往復動（摺動）するようになっているので、ポンプ長手方向の寸法をさらに減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
また、低温流体用昇圧ポンプ３００内における低温流体の圧縮は、一直線上に配置された２つのピストンの両面、すなわち、第１のピストン３１２の両面（図において上面および下面）および第２のピストン３１３の両面（図において上面および下面）により行われるようになっているので、ポンプ全体の小型化を図ることができる。
さらにまた、第１のピストン３１２が、第２のピストン３１３内に形成された空間３１３ａ内を往復動（摺動）するようになっているので、ポンプ長手方向の寸法をさらに減少させることができ、ポンプの小型化を図ることができる。
さらにまた、本実施形態による低温流体用昇圧ポンプ３００は、図２３および図２４に示すような特性を有する低温流体、例えば、沸点（２０Ｋ：−２５３．１５℃）、１気圧（０．１０１３ＭＰａ）で体積弾性率が５０ＭＰａとなる液体水素等を昇圧するのに特に好適である。すなわち、図２３および図２４に示すような特性を考慮して（体積弾性率の曲線を反映させて）、各加圧室Ｃ１１〜Ｃ３３における昇圧量（圧縮比）を決定することが容易にできるので、低温流体を効率よく圧縮することができる。
本発明による低温流体用昇圧ポンプの第２２実施形態を、図２２を用いて説明する。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ３３０は、接続継手３１３ｃおよび凹所３１２ｄの代わりにバネ３３１が設けられているという点で前述した第２１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第２１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
本実施形態における低温流体用昇圧ポンプ３３０は、接続継手３１３ｃおよび凹所３１２ｄの代わりにバネ３３１が設けられているという点で前述した第２１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については前述した第２１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、前述した第２１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
バネ３３１は、第１のピストン３３２と第２のピストン３３３とを連結するものであり、第１のピストン３３２の他側（図において下側）面と、第２のピストン３３３の空間３１３ａの底面中央部との間に設けられている。
このように構成された低温流体用昇圧ポンプ３３０の作用および効果については、前述した第２１実施形態のものと同じであるのでここではその説明を省略する。
１０ 低温流体用昇圧ポンプ
１１ ハウジング
１２ 第１のピストン
１３ 第２のピストン
１４ ピストンロッド（駆動手段）
３０ 低温流体用昇圧ポンプ
３２ 第１のピストン
３３ 第２のピストン
４０ 低温流体用昇圧ポンプ
４１ ハウジング
４２ 第１のピストン
４３ 第２のピストン
４５ 電磁石（駆動手段）
５０ 低温流体用昇圧ポンプ
５２ 第１のピストン
５３ 第２のピストン
６０ 低温流体用昇圧ポンプ
６１ ハウジング
６２ 第１のピストン
６３ 第２のピストン
６５ 電磁石（駆動手段）
７０ 低温流体用昇圧ポンプ
７２ 第１のピストン
７３ 第２のピストン
８０ 低温流体用昇圧ポンプ
８１ ハウジング
８２ 第１のピストン
８３ 第２のピストン
８５ 電磁石（駆動手段）
９０ 低温流体用昇圧ポンプ
９２ 第１のピストン
９３ 第２のピストン
１００ 低温流体用昇圧ポンプ
１１１ ハウジング
１１２ 第１のピストン
１１３ 第２のピストン
１１４ ピストンロッド（駆動手段）
１３０ 低温流体用昇圧ポンプ
１３２ 第１のピストン
１３３ 第２のピストン
１６０ 低温流体用昇圧ポンプ
１６１ ハウジング
１６２ 第１のピストン
１６３ 第２のピストン
１６５ 電磁石（駆動手段）
１７０ 低温流体用昇圧ポンプ
１７２ 第１のピストン
１７３ 第２のピストン
１８０ 低温流体用昇圧ポンプ
１８１ ハウジング
１８２ 第１のピストン
１８３ 第２のピストン
１８５ 電磁石（駆動手段）
１９０ 低温流体用昇圧ポンプ
１９２ 第１のピストン
１９３ 第２のピストン
２００ 低温流体用昇圧ポンプ
２１１ ハウジング
２１２ 第１のピストン
２１３ 第２のピストン
２１４ 電磁石（駆動手段）
２３０ 低温流体用昇圧ポンプ
２３２ 第１のピストン
２３３ 第２のピストン
２４０ 低温流体用昇圧ポンプ
２５０ 低温流体用昇圧ポンプ
２６０ 低温流体用昇圧ポンプ
２６２ 第１のピストン
２６３ 第２のピストン
２６４ 電磁石（駆動手段）
２７０ 低温流体用昇圧ポンプ
２７２ 第１のピストン
２７３ 第２のピストン
３００ 低温流体用昇圧ポンプ
３１１ ハウジング
３１２ 第１のピストン
３１３ 第２のピストン
３１４ ピストンロッド（駆動手段）
３３０ 低温流体用昇圧ポンプ
３３２ 第１のピストン
３３３ 第２のピストン
Ｃ１ 第１加圧室
Ｃ２ 第２加圧室
Ｃ３ 第３加圧室
Ｃ４ 第４加圧室
Ｃ１’ 第１加圧室
Ｃ２’ 第２加圧室
Ｃ３’ 第３加圧室
Ｃ１” 第１加圧室
Ｃ２” 第２加圧室
Ｃ１１ 第１加圧室
Ｃ２２ 第２加圧室
Ｃ３３ 第３加圧室
Ｓ 空間
Ｓ’ 空間
Ｓ” 空間
Ｓ１ 空間
Ｓ２ 空間
１１ ハウジング
１２ 第１のピストン
１３ 第２のピストン
１４ ピストンロッド（駆動手段）
３０ 低温流体用昇圧ポンプ
３２ 第１のピストン
３３ 第２のピストン
４０ 低温流体用昇圧ポンプ
４１ ハウジング
４２ 第１のピストン
４３ 第２のピストン
４５ 電磁石（駆動手段）
５０ 低温流体用昇圧ポンプ
５２ 第１のピストン
５３ 第２のピストン
６０ 低温流体用昇圧ポンプ
６１ ハウジング
６２ 第１のピストン
６３ 第２のピストン
６５ 電磁石（駆動手段）
７０ 低温流体用昇圧ポンプ
７２ 第１のピストン
７３ 第２のピストン
８０ 低温流体用昇圧ポンプ
８１ ハウジング
８２ 第１のピストン
８３ 第２のピストン
８５ 電磁石（駆動手段）
９０ 低温流体用昇圧ポンプ
９２ 第１のピストン
９３ 第２のピストン
１００ 低温流体用昇圧ポンプ
１１１ ハウジング
１１２ 第１のピストン
１１３ 第２のピストン
１１４ ピストンロッド（駆動手段）
１３０ 低温流体用昇圧ポンプ
１３２ 第１のピストン
１３３ 第２のピストン
１６０ 低温流体用昇圧ポンプ
１６１ ハウジング
１６２ 第１のピストン
１６３ 第２のピストン
１６５ 電磁石（駆動手段）
１７０ 低温流体用昇圧ポンプ
１７２ 第１のピストン
１７３ 第２のピストン
１８０ 低温流体用昇圧ポンプ
１８１ ハウジング
１８２ 第１のピストン
１８３ 第２のピストン
１８５ 電磁石（駆動手段）
１９０ 低温流体用昇圧ポンプ
１９２ 第１のピストン
１９３ 第２のピストン
２００ 低温流体用昇圧ポンプ
２１１ ハウジング
２１２ 第１のピストン
２１３ 第２のピストン
２１４ 電磁石（駆動手段）
２３０ 低温流体用昇圧ポンプ
２３２ 第１のピストン
２３３ 第２のピストン
２４０ 低温流体用昇圧ポンプ
２５０ 低温流体用昇圧ポンプ
２６０ 低温流体用昇圧ポンプ
２６２ 第１のピストン
２６３ 第２のピストン
２６４ 電磁石（駆動手段）
２７０ 低温流体用昇圧ポンプ
２７２ 第１のピストン
２７３ 第２のピストン
３００ 低温流体用昇圧ポンプ
３１１ ハウジング
３１２ 第１のピストン
３１３ 第２のピストン
３１４ ピストンロッド（駆動手段）
３３０ 低温流体用昇圧ポンプ
３３２ 第１のピストン
３３３ 第２のピストン
Ｃ１ 第１加圧室
Ｃ２ 第２加圧室
Ｃ３ 第３加圧室
Ｃ４ 第４加圧室
Ｃ１’ 第１加圧室
Ｃ２’ 第２加圧室
Ｃ３’ 第３加圧室
Ｃ１” 第１加圧室
Ｃ２” 第２加圧室
Ｃ１１ 第１加圧室
Ｃ２２ 第２加圧室
Ｃ３３ 第３加圧室
Ｓ 空間
Ｓ’ 空間
Ｓ” 空間
Ｓ１ 空間
Ｓ２ 空間
Claims (7)
- ハウジングと、該ハウジング内に形成された空間内を往復摺動する複数個のピストンと、これらピストンを往復摺動させる駆動手段とを備えた低温流体用昇圧ポンプであって、
前記複数個のピストンが、前記ハウジングの一端から他端にかけて同軸線上に配置されているとともに、
前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの一側面と前記ハウジングの一端内壁との間、前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端内壁との間、および前記ハウジングの一端近傍に配置されたピストンの他側面と前記ハウジングの他端近傍に配置されたピストンの一側面との間に少なくとも３つの加圧室が形成されており、
低温流体が、これら加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする低温流体用昇圧ポンプ。 - ハウジングと、該ハウジング内に形成された空間内を往復摺動する第１のピストンおよび第２のピストンと、これらピストンを往復摺動させる駆動手段とを備えた低温流体用昇圧ポンプであって、
前記第１のピストンおよび前記第２のピストンが同軸線上に配置されているとともに、低温流体が、前記第１のピストンと前記ハウジングとの間、前記第２のピストンと前記ハウジングとの間、および前記第１のピストンと前記第２のピストンとの間に形成された複数の加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする低温流体用昇圧ポンプ。 - 前記第１のピストンの一側面とハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの他側面とハウジングとの間に第２加圧室が形成されているとともに、前記第２のピストンの一側面とハウジングとの間に第３加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面とハウジングとの間に第４加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、前記第３加圧室、および前記第４加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする請求項２に記載の低温流体用昇圧ポンプ。
- 前記第１のピストンの一側面とハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの他側面と前記第２のピストンの一側面との間に第２加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面とハウジングとの間に第３加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、および前記第３加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする請求項２に記載の低温流体用昇圧ポンプ。
- 前記第１のピストンの他側面と前記第２のピストンの一側面との間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンの一側面と前記ハウジングとの間、および前記第２のピストンの他側面と前記ハウジングとの間に第２加圧室がそれぞれ形成されており、低温流体が前記第１加圧室、および前記第２加圧室を順次通過させられることにより、漸次加圧されていくことを特徴とする請求項２に記載の低温流体用昇圧ポンプ。
- 前記第２のピストンが、前記ハウジング内に形成された空間内を往復摺動するとともに、前記第１のピストンが、前記第２のピストン内に形成された空間内を往復摺動するように構成されており、これらピストンの一側面と前記ハウジングとの間に第１加圧室が形成され、前記第１のピストンと第２のピストンとの間に第２加圧室が形成され、前記第２のピストンの他側面と前記ハウジングとの間に第３加圧室が形成されており、低温流体が前記第１加圧室、前記第２加圧室、および前記第３加圧室を順次通過させられることにより、漸次昇圧されていくことを特徴とする請求項２に記載の低温流体用昇圧ポンプ。
- 前記駆動手段が電磁石または超伝導磁石を具備してなり、かつ前記ピストンが磁性体、強磁性体もしくは超伝導体により構成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の低温流体用昇圧ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004360626A JP2006169991A (ja) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 低温流体用昇圧ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004360626A JP2006169991A (ja) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 低温流体用昇圧ポンプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006169991A true JP2006169991A (ja) | 2006-06-29 |
Family
ID=36671027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004360626A Pending JP2006169991A (ja) | 2004-12-13 | 2004-12-13 | 低温流体用昇圧ポンプ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006169991A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008115850A (ja) * | 2006-09-06 | 2008-05-22 | Mulet Martinez Mauricio Eduardo | 高圧多チャンバの中で反復によって高い圧力を生成する別法 |
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-
2004
- 2004-12-13 JP JP2004360626A patent/JP2006169991A/ja active Pending
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