WO2022130511A1 - 移送用コンプレッサおよびこれを用いた高圧ガスステーション - Google Patents

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    • F04B5/00—Machines or pumps with differential-surface pistons
    • F04B5/02—Machines or pumps with differential-surface pistons with double-acting pistons

Definitions

  • the present invention relates to a compressor for transferring high-pressure gas in which the fluctuation range of the inlet pressure is large and the outlet pressure becomes ultra-high pressure, and a high-pressure gas station using the compressor.
  • Patent No. 6160876 "Honeycomb structure in which the honeycomb core is arranged parallel to the panel surface and a method for manufacturing the same" discloses a method for manufacturing a high-pressure gas tank using the honeycomb structure.
  • Japanese Patent No. 6160876 also presents the idea of an ultra-high pressure gas station.
  • High-pressure gas tanks for transportation and storage are indispensable for the operation and management of high-pressure gas stations.
  • Patent No. 6160876 presents a honeycomb-structured gas tank as a high-pressure gas tank for transportation and storage. The evaluation of the honeycomb structure gas tank is proved by the hydraulic test.
  • Further essential to the high pressure gas station is a compressor that transfers high pressure gas from the transport gas tank to the storage gas tank.
  • High-pressure compressors are also presented in Japanese Patent No. 6160876, but the mechanical structure of high-pressure compressors is not shown.
  • a multi-stage piston type compressor is used for the high pressure compressor.
  • the multi-stage piston method is a combination of two sets of pistons. The first piston and the second piston are connected in series.
  • the compression ratio of the initial piston is approximately "20: 1".
  • the compression ratio of the second piston is approximately "2: 1".
  • the multi-stage piston can obtain a total compression ratio of approximately "40: 1".
  • the reason why the compression ratio of the second piston cannot be increased is as follows.
  • a high-pressure gas of 4.0 MPa is produced from a 0.1 MPa gas by a multi-stage compressor.
  • the compressed high-pressure gas is stored in a high-pressure gas tank.
  • the cylinder volume of the first compressor is assumed to be 1000 cc, and the compression ratio is 20: 1.
  • the gas compressed by the first (first) compressor enters the cylinder of the second compressor. In this case, it is discharged from the first compressor.
  • the capacity and pressure of the compressed gas are 50cc and 2.0MPa.
  • the cylinder volume of the second compressor is 100 cc
  • the pressure inside the second cylinder is 1.0 MPa. Therefore, it is meaningless that the volume of the second compressor exceeds 50 cc.
  • the compression ratio of the second compressor is 2: 1, the capacities and pressures of the compressed gas produced by the second compressor are 25cc and 4.0MPa. It is not realistic to increase the compression ratio with such a small compressor.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram of a high-pressure gas station assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the high-pressure gas station includes a transport tank 20 for movement, a connection valve 21 attached to and detached from the tank 20, a transfer line 22 having a connection valve 21 at the end, and a 3-way valve 23 provided in the middle of the transfer line 22.
  • a bypass line 24 switched by the 3-way valve 23 and a storage gas high pressure line 26 via a transfer compressor 36 are provided.
  • the storage gas high pressure line 26 is connected to the storage tank 27, the pressure line 29 is connected to the outlet of the storage tank 27 via the pressurizing compressor 37, the refueling tank 30 is connected to the pressurizing line 29, and further.
  • a refueling valve 32 is provided at the outlet of the refueling tank 30 via a high pressure refueling line 31. This makes it possible to refuel the gas vehicle 33.
  • a management building 34 and a site 35 are provided.
  • the concept of the high pressure gas station in FIG. 12 is as follows. (1) It is assumed that the initial pressure of the transport tank 20 is 60 MPa. It is assumed that the pressure of the storage tank 27 is 60 MPa. It is assumed that the pressure of the refueling tank 30 is 80 MPa. It is assumed that the compression ratio of the transfer compressor 36 is 20: 1. It is assumed that the compression ratio of the pressurizing compressor 37 is 20: 1. (2) In the high-pressure gas station of FIG. 12, there are two methods for transferring high-pressure gas of 60 MPa from the transport tank 20 to the storage tank 27. The 60 MPa high pressure gas filled in the transport tank 20 is transported from the gas supply base.
  • A One is a transport tank 20, a connection valve 21, a transfer line 22, a 3-way valve 23, a bypass line 24, and a line directly sent from the storage gas high pressure line 26 to the storage tank 27.
  • B Another is a transport tank 20, a connection valve 21, a transfer line 22, a 3-way valve 23, a transfer compressor 36, and a line from the storage gas high pressure line 26 to the storage tank 27.
  • the transfer compressor 36 pressurizes and transfers the high-pressure gas transported in the transport tank 20 to the storage tank 27.
  • the pressure of the storage tank 27 is 60 MPa.
  • the transfer line 22, the 3-way valve 23, the bypass line 24, the transfer compressor 36, the storage gas high pressure line 26, and the storage tank 27 are installed underground.
  • the 60 MPa high-pressure gas stored in the storage tank 27 is pressurized and transferred to the 80 MPa refueling tank 30 by the pressurizing compressor 37 through the pressurizing line 29.
  • the pressurizing compressor 37, the pressurizing line 29, and the refueling tank 30 are installed underground.
  • the 80 MPa high-pressure gas stored in the refueling tank 30 is refueled to the gas vehicle 33 by the refueling valve 32 through the refueling high-pressure line 31.
  • the transportation tank 20 is a transportation gas tank from the gas supply base to the gas station.
  • the transport tank 20 is made of a honeycomb structure high pressure tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the initial pressure of the transport tank 20 is assumed to be 60 MPa.
  • connection valve 21 is an on-off valve to the transfer line 22.
  • the transfer line 22 is connected to the 3-way valve 23.
  • the 3-way valve 23 is a switching valve for the bypass line 24 and the transfer compressor 36.
  • the bypass line 24 and the transfer compressor 36 are connected to the storage gas high pressure line 26.
  • the bypass line 24 coming out of the 3-way valve 23 is connected in the middle of the storage gas high pressure line 26.
  • the gas in the transport tank 20 flows directly to the storage gas high pressure line 26.
  • the transfer compressor 36 is connected to the storage gas high pressure line 26.
  • the storage gas high pressure line 26 is connected to the storage tank 27.
  • the transfer compressor 36 transfers the high-pressure gas of the transport tank 20 to the storage tank 27.
  • the storage tank 27 is a gas tank that stores high-pressure gas transported from the gas supply base by the transportation tank 20. Like the transportation tank 20, the storage tank 27 is made of a honeycomb structure high pressure tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the pressurizing compressor 37 is connected to the storage tank 27 by a high pressure pipeline.
  • the pressurizing compressor 37 pressurizes the high-pressure gas in the storage tank 27 to 80 MPa.
  • the high pressure gas pressurized to 80 MPa is sent to the refueling tank 30 through the pressurizing line 29.
  • the pressurizing line 29 is a high pressure pipeline that can withstand a high pressure of 80 MPa or more.
  • the refueling tank 30 is an ultra-high pressure gas tank assumed to be 80 MPa.
  • the refueling tank 30 stores high-pressure gas for refueling the gas vehicle 33.
  • the refueling tank 30 is made of a honeycomb structure high pressure tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the refueling high pressure line 31 is connected to the refueling tank 30.
  • the refueling high-pressure line 31 is an ultra-high pressure gas pipeline that transfers the high-pressure gas stored in the refueling tank 30 to the refueling valve 32.
  • the refueling valve 32 is a pressure adjusting valve that refuels the gas vehicle 33 with high-pressure gas.
  • the gas vehicle 33 is a vehicle that has an in-vehicle gas tank such as natural gas or hydrogen gas.
  • the gas tank of the gas vehicle 33 is assumed to be 60 MPa.
  • the management building 34 and the site 35 are the management building and the site of the gas station.
  • the high pressure gas station system shown in FIG. 12 seems to work well. However, it does not fully realize the function with the conventional technique. The reason is as follows. (1) In order to refuel the in-vehicle gas tank of the gas vehicle 33 with high pressure gas of 60 MPa, it is desirable to maintain the internal pressure of the refueling tank 30 at 80 MPa. (2) The ultra-high pressure gas in the refueling tank 30 is supplied from the storage tank 27 by the pressurizing compressor 37. It is assumed that the pressurizing compressor 37 is a piston type compressor having a compression ratio of 20: 1 in the prior art.
  • the pressurizing compressor 37 can easily produce 80 MPa ultra-high pressure gas from 60 MPa high pressure gas, so that 80 MPa gas is supplied to the refueling tank 30. It's easy to do.
  • a high pressure gas of 60 MPa and 1000 cc becomes an ultra high pressure gas of 80 MPa and 750 cc.
  • the compression ratio is 1.33: 1.0.
  • the compression ratio of the pressurizing compressor 37 is larger than this value.
  • the high pressure gas is continuously supplied from the storage tank 27 to the refueling tank 30, the internal pressure of the storage tank 27 gradually decreases.
  • the pressurizing compressor 37 cannot supply the ultra-high pressure gas of 80 MPa to the refueling tank 30. That is, the high-pressure gas of 4.0 MPa or less remaining in the storage tank 27 becomes completely dead stock. 4.0 MPa is about 40 atmospheres.
  • a multi-stage piston with a compression ratio of 40: 1 is used for the compressor, it can be used until the pressure of the storage tank 27 is reduced to 2.0 MPa.
  • a multi-stage piston is a combination of a first piston and a second piston. When the pressure of the storage tank 27 is 4.0 MPa or more, the second piston of the multi-stage piston becomes a useless obstacle.
  • the relationship between the transport tank 20 and the storage tank 27 is also the same. To simplify the calculation, it is assumed that the internal pressure of the transport tank 20 is 60 MPa and the internal pressure of the storage tank 27 is zero. Then, it is assumed that the volume of the transportation tank 20 is 3000 liters, and the volume of the storage tank 27 is also 3000 liters. Simply put, it is assumed that 3000 liters, 60 MPa high pressure gas is transferred from a transport tank to an empty underground tank. If this transfer is done in the prior art, it would be: (1) The transportation tank 20 is transported from the gas supply base to the gas station.
  • the transportation tank 20 is connected to the transfer line 22, the 3-way valve 23, the bypass line 24, the transfer compressor 36, the storage gas high pressure line 26, and the storage tank 27 by the connection valve 21.
  • the connection valve 21 When the connection valve 21 is opened, the high pressure gas of 60 MPa moves through the transfer line 22 to the 3-way valve 23.
  • the 3-way valve 23 When the 3-way valve 23 is opened to the bypass line 24, the high pressure gas of 60 MPa flows into the storage tank 27 through the bypass line 24 and the storage gas high pressure line 26.
  • the high-pressure gas of the transportation tank 20 stops flowing when the internal pressure of the storage tank 27 reaches 30 MPa.
  • the 30 MPa high-pressure gas remaining in the transport tank 20 is left in the transport tank 20 as dead stock.
  • the pressure inside the storage tank 27 stays at 30MPa and does not reach 60MPa. That is, it is not possible to transport the high pressure gas in the transport tank to the underground tank simply by opening the bypass valve.
  • the prior art piston compressor challenges this challenge. Even if the inlet pressure fluctuates greatly, the piston type compressor is effective.
  • the transfer compressor 36 is a conventional piston type compressor having a compression ratio of 20: 1.
  • the transfer compressor 36 can easily produce 60 MPa high-pressure gas from 30 MPa high-pressure gas, when the internal pressure of the transport tank 20 is 30 MPa, 30 MPa high-pressure gas is transferred to the storage tank 27. It's easy.
  • the high pressure gas of 30MPa and 1000cc becomes the high pressure gas of 60MPa and 500cc.
  • the compression ratio is 2: 1.
  • the compression ratio of the transfer compressor 36 is larger than this value.
  • the invention described here is a newly invented compressor for transferring high-pressure gas, and the compressor realizes the function of a high-pressure gas station.
  • the newly invented compressor is a compressor that realizes the function of a multi-stage piston with a single piston.
  • the piston type compressor of the prior art is insufficient to realize the high pressure gas station explained by the "problem to be solved by the invention".
  • a new type of compressor is needed.
  • the prior art piston scheme is not completely useless. It is quite effective where the fluctuation range of the inlet pressure is large and the outlet pressure becomes high pressure. If the compressor of the present invention can obtain the function of a multi-stage piston without a second piston, the above problem can be solved. That is, if a compressor having a multi-stage piston type function can be invented with one piston, the high-pressure gas station shown in FIG. 12 can be realized.
  • Two pressurizing chambers are required to obtain the function of a multi-stage compressor with one piston. It looks impossible, but it's not impossible.
  • a two-stroke engine two-stroke period
  • has a pressurizing chamber behind the engine piston In the case of pistons and cylinders, they are called double-acting cylinders.
  • the present invention uses a linear actuator (linear actuator) or a linear motor to move the piston.
  • linear actuators are inferior to rapid pressurization.
  • refueling by the high-pressure gas station is refueled by the pressure difference between the high-pressure gas of the gas station and the in-vehicle tank of the gas vehicle, so that the transfer compressor does not need to rapidly pressurize the high-pressure gas. Therefore, the capacity required for the compressor in FIG. 1 is not immediate effect but continuous power.
  • Linear actuators and linear motors are excellent in the convenience of drive devices. The simplicity of the drive makes it easy to enhance the structural strength.
  • the compressor according to the present invention has a piston that divides the inside of the cylinder into a compression chamber and an intake chamber, and the piston is provided with a check valve that can be opened only in the direction from the intake chamber to the compression chamber.
  • a check valve that can be opened only in the outlet direction is provided at the outlet of the chamber, and a check valve that can be opened only into the chamber is provided at the inlet of the intake chamber, and the internal volumes of both chambers are variable for the piston. It is characterized by connecting an actuator.
  • the compressor is characterized in that the output tank can be continuously filled with high-pressure gas even if the gas pressure of the supply tank supplied to the intake chamber is reduced.
  • the high-pressure gas station according to the present invention is a high-pressure gas station equipped with a compressor having the above configuration. Further, in this case, even if the gas pressure of the transportation tank is reduced, the high-pressure gas can be continuously transferred to the storage tank. Further, even if the gas pressure of the storage tank is reduced, the high-pressure gas can be continuously transferred to the refueling tank for the gas vehicle.
  • a compressor is placed in the path connecting the pair of high-pressure tanks, and this compressor has a piston that divides the inside of the cylinder into a compression chamber and an intake chamber, and the piston has a check valve that can be opened only in the direction from the intake chamber to the compression chamber.
  • the outlet of the compression chamber is provided with a check valve that can be opened only in the outlet direction
  • the inlet of the intake chamber is provided with a check valve that can be opened only into the chamber
  • the piston is provided with the internal volumes of both chambers. It is characterized in that one high-pressure tank is connected to the inlet of the compressor and the other high-pressure tank is connected to the outlet.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows the conceptual structure of a compressor.
  • the process diagram of the intake air-1 of the compressor is shown.
  • the process diagram of the intake-2 of the compressor is shown.
  • the process diagram of transfer-1 of the compressor is shown.
  • the process diagram of transfer-2 of the compressor is shown.
  • the process diagram of compression-1 of the compressor is shown.
  • the process diagram of compression-2 of the compressor is shown.
  • the process diagram of transfer-3 of the compressor is shown.
  • the process diagram of transfer-4 of the compressor is shown.
  • the process diagram of compression-3 of the compressor is shown.
  • the conceptual diagram of the high pressure gas station which concerns on this invention is shown.
  • the conceptual diagram of the conventional high pressure gas station is shown.
  • FIG. 1 shows a conceptual diagram of the multi-function compressor 1.
  • the multifunction compressor 1 includes a cylinder 2, a piston 3, a piston rod 4, a linear actuator 5, an inlet pipe 6, an outlet pipe 7, an inlet valve 8, an outlet valve 9, an intermediate valve 10, an intake chamber 11, a compression chamber 12, and a supply tank 13. , And an output tank 14.
  • Cylinder 2 is a cylinder of a single piston type compressor.
  • the cylinder 2 can be filled with high-pressure gas.
  • the piston 3 is a piston of a single piston type compressor.
  • the piston 3 can pressurize a high pressure gas.
  • the piston rod 4 is a piston rod that drives the piston 3.
  • the piston rod 4 performs only linear motion.
  • the linear actuator 5 is an operating device that operates the piston rod 4 only in the linear direction.
  • the linear actuator 5 is a device driven by an electrically driven ball screw or a linear motor.
  • the supply tank 13 is a high-pressure gas tank for transportation. It is assumed that the initial pressure of the supply tank 13 is 60 MPa.
  • the output tank 14 is a high-pressure gas tank for refueling a gas vehicle. It is assumed that the internal pressure of the output tank 14 is maintained at 80 MPa. Gas vehicles are not shown in FIG. It is assumed that the compression ratio of the multifunction compressor 1 is 20: 1.
  • the inlet pipe 6 is a high-pressure pipe connecting the supply tank 13 and the multifunction compressor 1.
  • the outlet pipe 7 is a high-pressure pipeline connecting the multifunction compressor 1 and the output tank 14.
  • the inlet valve 8 is a check valve.
  • the inlet valve 8 is placed at the inlet of the multifunction compressor 1. Since the inlet valve 8 is a one-way check valve, the high-pressure gas in the supply tank 13 flows in one direction from the supply tank 13 to the multifunction compressor 1.
  • the outlet valve 14 is a check valve.
  • the outlet valve 14 is placed at the outlet of the multifunction compressor 1. Since the outlet valve 9 is a one-way check valve, the compressed gas of the multi-function compressor 1 flows in one direction from the multi-function compressor 1 to the output tank 14.
  • the cylinder 2 of the multifunction compressor 1 is divided into two chambers by the piston 3. One is the intake chamber 11 and the other is the compression chamber 12. The intake chamber 11 and the compression chamber 12 are connected through an intermediate valve 10.
  • the intermediate valve 10 is a one-way check valve.
  • the intermediate valve 10 is placed on the bearing wall of the piston 3. It is desirable that there are a plurality of intermediate valves 10. Since the intermediate valve 10 is a one-way check valve, the compressed gas in the intake chamber 11 flows from the intake chamber 11 to the compression chamber 12 in only one direction.
  • the principle of the present invention is the same as that of a two-stroke engine. That is, intake and compression are performed simultaneously in one cycle of the piston. However, at the same time, when explaining the process of inspiration and the process of compression, it becomes too complicated. This paragraph describes the inspiratory process.
  • the inspiratory process is as follows.
  • FIG. 2 shows the process chart of intake -1.
  • the process chart of intake-1 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression chamber 12, a supply tank 13, an output tank 14, an intake gas 15, and a piston operation 16.
  • the intake gas 15 is a gas supplied from the supply tank 13.
  • the initial pressure of the supply tank 13 is assumed to be 60 MPa.
  • the piston operation 16 is a movement of the piston 3 and the piston rod 4.
  • the direction of the piston operation 16 is indicated by the direction of the arrow.
  • the process of intake-1 shown in FIG. 2 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16. (A) The volume of the intake chamber 11 becomes large. (B) The volume of the compression chamber 12 becomes smaller. (2) When the volume of the intake chamber 11 becomes large, the following events occur in the inlet valve 8, the intake chamber 11, and the supply tank 13. (A) The internal pressure of the intake chamber 11 becomes smaller than the internal pressure of the supply tank 13. (B) The inlet valve 8 is opened. (C) The intake chamber 11 is filled with gas flowing from the supply tank 13 through the inlet pipe 6 into the intake chamber 11. (3) When the volume of the compression chamber 12 becomes small, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, and the compression chamber 12. (A) The internal pressure of the compression chamber 12 becomes larger than the internal pressure of the intake chamber 11. (B) The intermediate valve 10 is closed. (C) The gas in the compression chamber 12 is compressed by the piston 3. (D) The internal pressure of the compression chamber 12 becomes higher.
  • FIG. 3 shows the process chart of intake-2.
  • the process chart of intake-2 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression chamber 12, a supply tank 13, an output tank 14, an intake gas 15, and a piston operation 16.
  • the intake gas 15 is a gas supplied from the supply tank 13. As the amount of the intake gas 15 increases, the internal pressure of the supply tank 13 gradually decreases.
  • the piston operation 16 is a movement of the piston 3 and the piston rod 4. The direction of the piston operation 16 is indicated by the direction of the arrow, and the piston operation 16 in FIG. 3 is stopped at the left end of the linear actuator 5.
  • the process of intake-2 shown in FIG. 3 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the left end of the linear actuator 5. (A) The volume of the compression chamber 12 is the smallest. (B) The volume of the intake chamber 11 is the largest. (2) When the volume of the compression chamber 12 is the smallest, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, and the compression chamber 12. (A) The pressure inside the compression chamber 12 is higher than the pressure inside the intake chamber 11. (B) The intermediate valve 10 is kept closed. (C) The gas in the compression chamber 12 is maximally compressed by the piston 3. (D) The internal pressure of the compression chamber 12 becomes the maximum.
  • FIG. 4 shows the process chart of transfer-1.
  • the process chart of transfer-1 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression chamber 12, a supply tank 13, an output tank 14, an intake gas 15, a transfer gas 17, and a piston operation 16.
  • the intake gas 15 is the gas left in the intake chamber 11 in the pre-process shown in FIG.
  • the transfer gas 17 is a gas transferred from the intake chamber 11 to the compression chamber 12 by the action of the piston 3 and the intermediate valve 10.
  • the process of transfer-1 shown in FIG. 4 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16. (A) The volume of the intake chamber 11 becomes smaller. (B) The volume of the compression chamber 12 becomes large. (2) When the volume of the intake chamber 11 becomes small, the following events occur in the inlet valve 8, the intake chamber 12, and the supply tank 13. (A) The gas filling the intake chamber 11 is compressed by the piston 3. (B) The internal pressure of the intake chamber 11 becomes larger than the internal pressure of the supply tank 13. (C) The inlet valve 8 is closed. (3) When the volume of the compression chamber 12 becomes large and the volume of the intake chamber 11 becomes small, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, and the compression chamber 12.
  • FIG. 5 shows the process chart of Transfer-2.
  • the process chart of Transfer-2 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression chamber 12, a supply tank 13, an output tank 14, a transfer gas 17, and a piston operation 16.
  • the transfer gas 17 is a gas transferred from the intake chamber 11 to the compression chamber 12.
  • the process of transfer-2 shown in FIG. 5 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the right end of the linear actuator 5. (A) The volume of the compression chamber 12 is the largest. (B) The volume of the intake chamber 11 is the smallest. (2) When the volume of the compression chamber 12 becomes the largest, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, and the compression chamber 12. (A) The intermediate valve 10 is open until the piston 3 and the piston rod 4 stop at the right end of the linear actuator 5. (B) The transfer gas 17 is transferred from the intake chamber 11 to the compression chamber 12 until the piston 3 and the piston rod 4 stop at the right end of the linear actuator 5.
  • the principle of this invention is the same as that of a two-stroke engine. That is, intake and compression are performed simultaneously in one cycle of the piston.
  • an object of the present invention is to obtain the function of a multi-stage piston with only one piston.
  • This paragraph describes the process of compression.
  • the case (No. 1) is a case where the internal pressure of the compression chamber becomes larger than the internal pressure of the output tank.
  • the case (No. 2) is a case where the internal pressure of the compression chamber does not increase as much as the internal pressure of the output tank.
  • FIG. 6 shows a process chart of compression-1.
  • the process chart of compression-1 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression valve 12, a supply tank 13, an output tank 14, a compressed gas 18, a piston operation 16, and an intake gas 15.
  • the compressed gas 18 is a gas that has been transferred from the intake chamber 11 to the compression chamber 12 and remains in the compression chamber 12. Since the internal pressure of the compression chamber 12 is higher than the internal pressure of the intake chamber 11, the intermediate valve 10 is closed. The compressed gas 18 is gradually compressed by the piston 3.
  • the intake gas 15 is a gas extracted from the supply tank 13. As the amount of the intake gas 15 increases, the internal pressure of the supply tank 13 gradually decreases.
  • the process of compression-1 shown in FIG. 6 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16. (A) The volume of the compression chamber 12 becomes smaller. (B) The volume of the intake chamber 11 becomes large. (2) When the volume of the compression chamber 12 becomes small and the volume of the intake chamber 11 becomes large, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, the compression chamber 12, the compressed gas 18, and the output tank 14. (A) The internal pressure of the compression chamber 12 becomes larger than the internal pressure of the intake chamber 11. (B) The intermediate valve 10 is closed. (C) The gas in the compression chamber 12 is compressed by the piston 3. (D) The internal pressure of the compression chamber 12 increases steadily.
  • the multifunction compressor can transfer the intake gas from the supply tank to the output tank by repeating intake-1, intake-2, transfer-1, transfer-2 and compression-1. ..
  • the newly invented multi-function compressor can transfer the intake gas from the supply tank to the output tank without any obstacles until the internal pressure of the compression chamber becomes smaller than the internal pressure of the output tank. ..
  • FIG. 7 shows the process chart of compression-2.
  • the process chart of compression-2 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression valve 12, a supply tank 13, an output tank 14, a compressed gas 18, a piston operation 16, and an intake gas 15.
  • the compressed gas 18 is a gas that has been transferred from the intake chamber 11 to the compression chamber 12 and remains in the compression chamber 12. Since the internal pressure of the compression chamber 12 is higher than the internal pressure of the intake chamber 11, the intermediate valve 10 is closed. When the piston operation 16 stops at the left end of the linear actuator 5, the compressed gas 18 is maximally compressed by the piston 3.
  • the case (No. 2) is more complicated than the case (No. 1).
  • the compression ratio of the multifunction compressor is 20: 1
  • the internal pressure of the output tank is 80 MPa
  • the internal pressure of the supply tank is 4.0 MPa.
  • the process of compression-2 shown in FIG. 7 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the left end of the linear actuator 5.
  • the volume of the compression chamber 12 is the smallest.
  • (B) The volume of the intake chamber 11 is the largest.
  • the compressed gas 18 remains in the compression chamber 12, and the inside of the intake chamber 11 is filled with the intake gas 15.
  • the compressed gas 18 is almost 80 MPa, but the pressure is not high enough to be discharged to the output tank 14.
  • the intake gas 15 is almost 4.0 MPa.
  • FIG. 8 shows the process chart of Transfer-3.
  • the process chart of Transfer-3 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression valve 12, a supply tank 13, an output tank 14, a compressed gas 18, a piston operation 16, and an intake gas 15.
  • the compressed gas 18 is the gas remaining inside the compression chamber 12.
  • the initial pressure of the compressed gas 18 is 80 MPa, but it decreases to about 4.0 MPa as the compression chamber 12 expands.
  • the intake gas 15 is a gas left inside the intake chamber 11.
  • the initial pressure of the intake gas 15 is 4.0 MPa, but it increases to about 80 MPa as the intake chamber 11 shrinks.
  • the piston operation 16 is a movement of the piston 3 and the piston rod 4. As the piston movement 16 moves to the right, the compression chamber 12 becomes larger and the intake chamber 11 becomes smaller.
  • FIG. 8 shows the moment when the pressure of the intake gas 15 becomes higher than the pressure of the compressed gas 18.
  • the piston rod 4 is moving in the direction of the arrow of the piston operation 16.
  • A The volume of the compression chamber 12 becomes large.
  • B The volume of the intake chamber 11 becomes smaller.
  • B When the volume of the compression chamber 12 becomes larger than the volume of the intake chamber 11, the following events occur in the intermediate valve 10, the intake chamber 11, and the compression chamber 12.
  • A The internal pressure of the compression chamber 12 becomes smaller than the internal pressure of the intake chamber 11.
  • B) The intermediate valve 10 is opened.
  • C The intake gas 15 of the intake chamber 11 flows into the compression chamber 12 and mixes with the compressed gas 18.
  • FIG. 9 shows the process chart of Transfer-4.
  • the process chart of Transfer-4 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression valve 12, a supply tank 13, an output tank 14, a mixed gas 19, an intake gas 15, and a piston operation 16.
  • FIG. 9 shows the moment when the piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the right end of the linear actuator 5.
  • the mixed gas 19 is a gas in which the gas left inside the compression chamber 12 and the intake gas 15 from the intake chamber 11 are mixed.
  • the process of Transfer-4 shown in FIG. 9 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the right end of the linear actuator 5.
  • A The volume of the compression chamber 12 is the largest.
  • B The volume of the intake chamber 11 is the smallest.
  • B The intake gas 15 of the intake chamber 11 flows into the compression chamber 12 and becomes a mixed gas 19.
  • C When the pressure of the intake gas 15 and the pressure of the mixed gas 19 become equal, the intermediate valve 10 is closed. (3) It is not easy to calculate the pressure of the mixed gas 19 accurately. However, a rough calculation is possible.
  • FIG. 10 shows the process chart of compression-3.
  • the process chart of compression-3 is a multi-function compressor 1, cylinder 2, piston 3, piston rod 4, linear actuator 5, inlet pipe 6, outlet pipe 7, inlet valve 8, outlet valve 9, intermediate valve 10, intake chamber 11, It is composed of a compression valve 12, a supply tank 13, an output tank 14, a compressed gas 18, a piston operation 16, and an intake gas 15.
  • FIG. 10 shows the moment when the piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the left end of the linear actuator 5.
  • the compressed gas 18 is a gas obtained by compressing the mixed gas 19 shown in FIG. 9 with the piston 3.
  • the intake gas 15 is a gas newly supplied from the supply tank 13.
  • the process of compression-3 is as follows. (1) The piston rod 4 moves in the direction of the arrow of the piston operation 16 and stops at the left end of the linear actuator 5.
  • the volume of the compression chamber 12 is the smallest.
  • the volume of the intake chamber 11 is the largest.
  • the initial compressed gas 18 is estimated to be 8.0 MPa.
  • the compressed gas 18 in the compression chamber 12 is maximally compressed by the piston 3.
  • the compression ratio of the multifunction compressor 1 is assumed to be 20: 1. Therefore, the compressed gas 18 is compressed to 160 MPa.
  • FIG. 11 shows a conceptual diagram of the high pressure gas station according to the embodiment.
  • the high-pressure gas station includes a transportation tank 20, a connection valve 21, a transfer line 22, a 3-way valve 23, a bypass line 24, a transfer compressor 25, a storage gas high-pressure line 26, a storage tank 27, a pressurizing compressor 28, and a pressurizing line. 29, a refueling tank 30, a refueling high-pressure line 31, a refueling valve 32, a gas vehicle 33, a management building 34, and a site 35.
  • the transfer compressor 25 and the pressurizing compressor 28 are the same as the multifunction compressor 1 shown in FIG.
  • the concept of the high pressure gas station in FIG. 11 is as follows. (1) It is assumed that the initial internal pressure of the transportation tank 20 is 60 MPa. It is assumed that the internal pressure of the storage tank 27 is 60 MPa. It is assumed that the internal pressure of the refueling tank 30 is 80 MPa. It is assumed that the compression ratio of the transfer compressor 25 is 20: 1. It is assumed that the compression ratio of the pressurizing compressor 28 is 20: 1. (2) In the high-pressure gas station shown in FIG. 11, there are two lines for transferring 60 MPa high-pressure gas from the transport tank 20 to the storage tank 27. It is assumed that the high pressure gas of 60 MPa is carried from the gas supply base.
  • A One is a transport tank 20, a connection valve 21, a transfer line 22, a 3-way valve 23, a bypass line 24, and a line from the storage gas high pressure line 26 to the storage tank 27.
  • B Another is a transport tank 20, a connection valve 21, a transfer line 22, a 3-way valve 23, a transfer compressor 25, and a line from the storage gas high pressure line 26 to the storage tank 27.
  • the transfer compressor 25 pressurizes and transfers the gas in the transport tank 20 to the storage tank 27.
  • the pressure of the storage tank 27 is 60 MPa.
  • the transfer line 22, the 3-way valve 23, the bypass line 24, the transfer compressor 25, the storage gas high pressure line 26, and the storage tank 27 are installed underground.
  • the 60 MPa gas stored in the storage tank 27 is pressurized and transferred to the 80 MPa refueling tank 30 through the pressurizing line 29 by the pressurizing compressor 28.
  • the pressurizing compressor 28, the pressurizing line 29, and the refueling tank 30 are installed underground.
  • the 80 MPa high-pressure gas stored in the refueling tank 30 is refueled from the refueling valve 32 to the gas vehicle 33 through the refueling high-pressure line 31.
  • the transportation tank 20 is a transportation gas tank from the gas supply base to the high pressure gas station.
  • the transport tank 20 is made of a honeycomb structure high pressure gas tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the connection valve 21 is an on-off valve to the transfer line 22.
  • the transfer line 22 is connected to the 3-way valve 23.
  • the 3-way valve 23 is a switching valve for the bypass line 24 and the transfer compressor 25.
  • the bypass line 24 and the transfer compressor 25 are connected to the storage gas high pressure line 26.
  • the bypass line 24 from the 3-way valve 23 is connected in the middle of the storage gas high pressure line 26.
  • the transfer compressor 25 is connected to the storage gas high pressure line 26.
  • the storage gas high pressure line 26 is connected to the storage tank 27.
  • the transfer compressor 25 transfers the gas in the transport tank 20 to the storage tank 27.
  • the storage tank 27 is a high-pressure gas tank for storing the high-pressure gas transported from the gas supply base by the transportation tank 20.
  • the storage tank 27 is made of a honeycomb structure high pressure gas tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the pressurizing compressor 28 is connected to the storage tank 27 by a pipeline.
  • the pressurizing compressor 28 pressurizes the gas in the storage tank 27 to 80 MPa.
  • the gas pressurized to 80 MPa is sent to the refueling tank 30 through the pressurizing line 29.
  • the pressurizing line 29 is a pipeline that can withstand a high pressure of 80 MPa or more.
  • the refueling tank 30 is an ultra-high pressure gas tank assuming an operating pressure of 80 MPa.
  • the refueling tank 30 stores the gas to be refueled in the gas vehicle 33.
  • the refueling tank 30 is made of a honeycomb structure high pressure gas tank assumed from Japanese Patent No. 6160876.
  • the refueling high pressure line 31 is connected to the refueling tank 30.
  • the refueling high-pressure line 31 is an ultra-high pressure gas pipeline that distributes the high-pressure gas stored in the refueling tank 30 to the refueling valve 32.
  • the refueling valve 32 is a valve that refuels the gas vehicle 33 with high-pressure gas.
  • the gas vehicle 33 is a vehicle that stores natural gas and hydrogen gas in an in-vehicle tank.
  • the in-vehicle gas tank of the gas vehicle 33 is assumed to be 60 MPa.
  • the management building 34 and the site 35 are the boundaries between the management building of the gas station and the gas station.
  • the system of the high-pressure gas station shown in FIG. 11 is a specific example of realizing the function of refueling a gas vehicle with high-pressure gas.
  • the compressor according to the present invention has an ability to keep the discharge pressure of the compressed gas constant even under the condition that the intake pressure to the compressor supplied from the storage tank gradually decreases.
  • the process of continuing to refuel a gas vehicle with high-pressure gas is as follows. (1) In order to refuel the in-vehicle gas tank of the gas vehicle 33 with high pressure gas of 60 MPa, it is desirable that the internal pressure of the refueling tank 30 is maintained at 80 MPa. (2) The gas in the refueling tank 30 is supplied from the storage tank 27 by the pressurizing compressor 28.
  • the pressurizing compressor 28 is the multifunction compressor 1 of FIG.
  • the multifunction compressor 1 according to the present invention is a piston type compressor.
  • the compression ratio is assumed to be 20: 1.
  • the pressurizing compressor 28 can easily produce 80 MPa ultra-high pressure gas from 60 MPa high pressure gas, so that 80 MPa gas is supplied to the refueling tank 30. It's easy.
  • the high-pressure gas of 1000 cc and 60 MPa becomes the ultra-high pressure gas of 750 cc and 80 MPa.
  • the compression ratio in that case is only "1.33: 1".
  • (5) When the gas from the storage tank 27 is continuously supplied to the refueling tank 30, the internal pressure of the storage tank 27 gradually decreases.
  • the transfer compressor 25 and the pressurizing compressor 28 are the multifunction compressor 1 shown in FIG.
  • the multifunction compressor 1 can double the exhaust pressure by inhaling twice. There is no limit to the number of inspirations. Therefore, even if the pressure of the storage tank 27 becomes 4.0 MPa or less, the pressurizing compressor 28 can continue to supply the gas of 80 MPa to the refueling tank 30.
  • the multifunction compressor 1 can compress the pressure of 2.0 MPa to 80 MPa by moving the piston 3 twice. Further, the multifunction compressor 1 can pressurize the pressure of 1.3 MPa to 80 MPa by moving the piston 3 three times. Since the multifunction compressor 1 is not a combination of two pistons, there is no obstacle to the gas refueling system.
  • the internal pressure of the transport tank 20 is 60 MPa. It is assumed that the internal pressure of the storage tank 27 is zero. Then, it is assumed that the volume of the transport tank 20 is 3000 liters. The volume of the storage tank 27 is also set to 3000 liters. Simply put, consider the case of transferring 60 MPa, 3000 liters of high pressure gas from a transport tank to an empty underground tank. When this work is done with the newly invented compressor, it is: (1) The transportation tank 20 is transported from the gas supply base to the gas station.
  • the transportation tank 20 is connected to the transfer line 22, the 3-way valve 23, the bypass line 24, the transfer compressor 25, the storage gas high pressure line 26, and the storage tank 27 by the connection valve 21.
  • the connection valve 21 When the connection valve 21 is opened, the high-pressure gas of 60 MPa moves to the 3-way valve 23 through the transfer line 22.
  • the 3-way valve 23 When the 3-way valve 23 is opened toward the bypass line 24, the high pressure gas of 60 MPa flows into the storage tank 27 through the bypass line 24 and the storage gas high pressure line 26.
  • the high-pressure gas of the transportation tank 20 stops flowing when the internal pressure of the storage tank 27 reaches 30 MPa.
  • the high-pressure gas of 30 MPa is left in the transport tank 20 as dead stock.
  • the internal pressure of the storage tank 27 stops at 30 MPa and does not reach 60 MPa. In other words, it is not possible to transfer all the high-pressure gas in the transport tank to the underground tank simply by opening the bypass valve.
  • the transfer compressor 25 is the multifunction compressor 1 in FIG. It is also assumed that the compression ratio is 20: 1.
  • the transfer compressor 25 can easily produce a high pressure gas of 60 MPa from the high pressure gas of 30 MPa, so that the gas of 30 MPa is transferred to the storage tank 27. It's easy to do.
  • the high pressure gas of 1000cc and 30MPa becomes the high pressure gas of 500cc and 60MPa.
  • the compression ratio is 2: 1.
  • the transfer compressor 25 can transport the gas of 3.0 MPa or less to the storage tank 27.
  • the multifunction compressor 1 in FIG. 1 can compress a gas of 1.5 MPa to 60 MPa by moving the piston 3 twice. Further, it is possible to compress the gas of 1.0 MPa to 60 MPa by moving the piston 3 three times.
  • the compressor of the present invention is effective even if the inlet pressure of the compressor changes significantly.
  • the shape and purpose of the compressor of the present invention may be changed in various ways.
  • the spirit of the present invention is a compressor that realizes the function of a multi-stage piston system with only one piston and cylinder.
  • the compressor of the present invention can be applied when the fluctuation range of the inlet pressure is large and a high-pressure compressed gas is required for the outlet pressure.
  • Multi-function compressor compressor
  • 2 Cylinder
  • 3 Piston
  • 4 Piston rod
  • 5 Linear actuator
  • 6 Inlet pipe (check valve), 7 ?? Outlet pipe (check) Valve
  • 8 ... inlet valve, 9 ... outlet valve, 10 ... intermediate valve, 11 ... intake chamber, 12 ... compression chamber, 13 ... supply tank (high pressure tank), 14 ... output tank (high pressure) Tank), 15 ... Inhalation gas, 16 ... Piston operation, 17 ... transfer gas, 18 ... compressed gas, 19 ... mixed gas, 20 ... transport tank, 21 ... connection valve, 22 ... transfer line, 23 ... 3-way valve, 24 ... bypass line , 25 ... Transfer compressor, 26 ...

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Abstract

本発明は、ピストン式コンプレッサのシリンダ内を圧縮チャンバーと吸気チャンバーに区分するピストンを設け、その耐力壁にチェックバルブを設置し、吸気圧力が大きく低減しても排気圧力を高圧に圧縮できるコンプレッサと、そのコンプレッサを備えた高圧ガスステーションである。

Description

移送用コンプレッサおよびこれを用いた高圧ガスステーション
　この発明は入口圧力の変動幅が大きく出口圧力が超高圧になる高圧ガス移送用のコンプレッサおよびこれを用いた高圧ガスステーションに関する。
　特許第６１６０８７６号「ハニカムコアがパネル表面と平行に配置されているハニカム構造体、およびその製造方法」はハニカム構造による高圧ガスタンクの製造方法を開示している。加えて、特許第６１６０８７６号は超高圧ガスステーションのアイデアも示している。輸送用および保管用の高圧ガスタンクは高圧ガスステーションの経営・管理において不可欠である。特許第６１６０８７６号は輸送用および保管用の高圧ガスタンクとしてハニカム構造のガスタンクを提示した。ハニカム構造のガスタンクの評価は水圧試験によって立証されている。さらに、高圧ガスステーションに不可欠なものは、輸送用ガスタンクから保管用ガスタンクまで高圧のガスを移送するコンプレッサである。高圧コンプレッサもまた特許第６１６０８７６号は提示しているが、高圧コンプレッサの機械的な構造は示されていない。
　高圧ガスが充填されたタンクとガスが充填されていない空のタンクの二つのガスタンクを単純に接続しても、高圧ガスの全てのガスを空のタンクに移送することはできない。高圧のガスタンクと移送されたガスタンクの内部圧力が等しくなると、高圧ガスの移送は止まるからである。高圧のガスタンクから移送先のガスタンクまで高圧縮されたガスを移送するには、移送用コンプレッサが必要である。
　従来技術では、高圧コンプレッサに多段階ピストン方式のコンプレッサが使用される。多段階ピストン方式とは２組のピストンの組み合わせである。初めのピストンと２番目のピストンは直列に接続される。初めのピストンの圧縮比はおよそ「２０：１」である。２番目のピストンの圧縮比はおよそ「２:１」である。結果として、多段階ピストンは合計でおよそ「４０：１」の圧縮比を得ることができる。２番目のピストンの圧縮比を拡大できない理由は以下の通りである。
（１）例えば、０．１MPaガスから、４．０MPaの高圧ガスが多段階コンプレッサによって作られると想定する。圧縮された高圧ガスは高圧ガスタンクに格納される。１番目のコンプレッサのシリンダ容積は１０００ccであると仮定し、圧縮比は２０:１とする。
（２）最初(１番目)のコンプレッサで圧縮されたガスは、２番目のコンプレッサのシリンダに入る。この場合、１番目のコンプレッサから排出される。圧縮されたガスの容量と圧力は、５０ccと２．０MPaである。２番目のコンプレッサのシリンダ容積を１００ccとすると、２番目のシリンダ内部の圧力は１．０MPaになる。従って、２番目のコンプレッサの容積が５０ccを超えることは意味がない。
（３）２番目のコンプレッサの圧縮比が２：１であるとき、２番目のコンプレッサによって作られた圧縮ガスの容量と圧力は、２５ccと４．０MPaである。このような小さいコンプレッサで圧縮比を拡大することは現実的ではない。
特許第６１６０８７６号
　この発明が解決しようとしている問題は、特許第６１６０８７６号の不完全な高圧ガスステーションを完成させる新技術を開発することである。一言でこの問題を説明することは難しい。説明図を使用して説明する。図１２は特許第６１６０８７６号から想定される高圧ガスステーションの概念図である。
　高圧ガスステーションは移動用の輸送用タンク２０、このタンク２０に脱着される接続バルブ２１、接続バルブ２１を末端に有する移送ライン２２、移送ライン２２の途中に設けられた３－ウェイバルブ２３、この３-ウェイバルブ２３により切り替えられるバイパスライン２４と移送用コンプレッサ３６を介して保管ガス高圧ライン２６とが設けられている。保管ガス高圧ライン２６は保管タンク２７に接続され、保管タンク２７の出口には加圧用コンプレッサ３７を介して加圧ライン２９が接続され、加圧ライン２９に給油用タンク３０が接続され、更に、給油用タンク３０の出口には給油用高圧ライン３１を介して給油バルブ３２が設けられている。これによってガス自動車３３への給油ができる。なお、管理棟３４、および敷地３５が設けられている。
　図１２における高圧ガスステーションの概念は以下の通りである。
（１）輸送用タンク２０の初期圧力を６０MPaと仮定する。保管タンク２７の圧力を６０MPaと仮定する。給油用タンク３０の圧力を８０MPaと仮定する。移送用コンプレッサ３６の圧縮比を２０:１と仮定する。加圧用コンプレッサ３７の圧縮比を２０：１と仮定する。
（２）図１２の高圧ガスステーションにおいて、輸送用タンク２０から保管タンク２７まで６０MPaの高圧ガスを移送には２つの方法がある。輸送用タンク２０に充填された６０MPaの高圧ガスはガスの供給ベースから輸送される。
　（ａ）ひとつは輸送用タンク２０、接続バルブ２１、移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、および保管ガス高圧ライン２６から保管タンク２７へ直送されるラインである。
　（ｂ）別のひとつは輸送用タンク２０、接続バルブ２１、移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、移送用コンプレッサ３６、および保管ガス高圧ライン２６から保管タンク２７へのラインである。
（３）移送用コンプレッサ３６は輸送用タンク２０で輸送されてきた高圧ガスを保管タンク２７に加圧して移送する。保管タンク２７の圧力は６０MPaである。
（４）移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、移送用コンプレッサ３６、保管ガス高圧ライン２６、および保管タンク２７は地下に設置される。
（５）保管タンク２７に格納されている６０MPaの高圧ガスは、加圧ライン２９を通って加圧用コンプレッサ３７によって８０MPaの給油用タンク３０に加圧されて移送される。
（６）加圧用コンプレッサ３７、加圧ライン２９、および給油用タンク３０は地下に設置される。
（７）給油用タンク３０に収納された８０MPaの高圧ガスは、給油用高圧ライン３１を通して給油バルブ３２によってガス自動車３３に給油される。
　輸送用タンク２０はガス供給ベースからガスステーションまでの輸送用ガスタンクである。輸送用タンク２０は特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧タンクで作られる。輸送用タンク２０の初期圧力は６０MPaと仮定される。
　接続バルブ２１は移送ライン２２への開閉バルブである。移送ライン２２は３－ウェイバルブ２３に接続する。３－ウェイバルブ２３はバイパスライン２４と移送用コンプレッサ３６への切り替えバルブである。バイパスライン２４と移送用コンプレッサ３６は保管ガス高圧ライン２６に接続する。３－ウェイバルブ２３から出ているバイパスライン２４は保管ガス高圧ライン２６の途中に接続される。
　３－ウェイバルブ２３がバイパスライン２４に開かれているとき、輸送用タンク２０のガスは直接保管ガス高圧ライン２６に流れる。移送用コンプレッサ３６は保管ガス高圧ライン２６に接続する。保管ガス高圧ライン２６は保管タンク２７に接続する。移送用コンプレッサ３６は輸送用タンク２０の高圧ガスを保管タンク２７に移送する。
　保管タンク２７は、輸送用タンク２０によってガス供給ベースから輸送された高圧のガスを保管するするガスタンクである。この保管タンク２７は、輸送用タンク２０と同様、特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧タンクで作られる。加圧用コンプレッサ３７は高圧のパイプラインによって保管タンク２７に接続される。加圧用コンプレッサ３７は保管タンク２７の高圧ガスを８０MPaに加圧する。８０MPaに加圧された高圧ガスは加圧ライン２９を通して給油用タンク３０に送られる。加圧ライン２９は８０MPaかそれ以上の高圧に耐える高圧のパイプラインである。
　給油用タンク３０は８０MPaと仮定される超高圧のガスタンクである。給油用タンク３０は、ガス自動車３３に給油するための高圧ガスを収納する。この給油用タンク３０は特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧タンクで作られる。給油用高圧ライン３１は給油用タンク３０に接続される。給油用高圧ライン３１は給油用タンク３０に収納されている高圧ガスを給油バルブ３２に移送する超高圧ガスのパイプラインである。給油バルブ３２は高圧ガスをガス自動車３３に給油する圧力調整バルブである。ガス自動車３３は天然ガスや水素ガスなどの車載用ガスタンクを保有する乗り物である。ガス自動車３３のガスタンクは６０MPaであると仮定される。管理棟３４と敷地３５はガスステーションの管理棟と敷地である。
　図１２で示される高圧ガスステーションのシステムは良く機能するように見える。しかし、それは従来の技術では機能を十分に実現させない。理由は以下の通りである。
（１）ガス自動車３３の車載ガスタンクに６０MPaの高圧ガスを給油するため、給油用タンク３０の内部圧力は８０MPaを維持することが望ましい。
（２）給油用タンク３０の超高圧ガスは加圧用コンプレッサ３７によって保管タンク２７から供給される。加圧用コンプレッサ３７は従来技術における圧縮比２０：１のピストン式コンプレッサであると仮定する。
（３）保管タンク２７の内部の圧力が６０MPaであるとき、加圧用コンプレッサ３７は６０MPaの高圧ガスから８０MPaの超高圧ガスを容易に作ることができるので、８０MPaのガスを給油用タンク３０に供給するのは容易である。
（４）例えば、６０MPa、１０００ccの高圧ガスは８０MPa、７５０ccの超高圧ガスになる。圧縮比は１．３３：１．０である。加圧用コンプレッサ３７の圧縮比はこの値より大きい。
（５）しかし、保管タンク２７から高圧のガスを給油用タンク３０に供給し続けるとき、保管タンク２７の内部圧力は徐々に減少する。保管タンク２７の圧力が４．０MPaかそれ以下になると、加圧用コンプレッサ３７は８０MPaの超高圧ガスを給油用タンク３０に供給することができなくなる。つまり、保管タンク２７に残っている４．０MPa以下の高圧ガスは完全にデッドストックとなる。４．０MPaはおよそ４０気圧である。
（６）もしコンプレッサに圧縮比４０：１の多段階ピストンを使用するならば、保管タンク２７の圧力が２．０MPaに減少するまで使用することが可能である。しかし、多段階ピストンは１番目のピストンと２番目のピストンの組み合わせである。保管タンク２７の圧力が４．０MPa以上あるとき、多段階ピストンの２番目のピストンは役に立たない障害物となる。
　また、輸送用タンク２０と保管タンク２７との関係も同様である。計算を単純にするため、輸送用タンク２０の内部圧力を６０MPaであると仮定し、保管タンク２７の内部圧力をゼロであると仮定する。そして、輸送用タンク２０の容積を３０００リットルと仮定し、保管タンク２７の容積を同じく３０００リットルであると仮定する。簡単にいえば、３０００リットル、６０MPaの高圧ガスが輸送タンクから空の地下タンクまで移される場合を想定する。この移送が従来技術で行われる場合、それは以下になる。
（１）輸送用タンク２０はガスの供給ベースからガスステーションまで運ばれる。
（２）輸送用タンク２０は接続バルブ２１によって移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、移送用コンプレッサ３６、保管ガス高圧ライン２６、および保管タンク２７に接続される。
（３）接続バルブ２１が開かれるとき、６０MPaの高圧ガスは移送ライン２２を通って３－ウェイバルブ２３まで移動する。
（４）３－ウェイバルブ２３がバイパスライン２４に開かれるとき、６０MPaの高圧ガスはバイパスライン２４と保管ガス高圧ライン２６を通して保管タンク２７に流入する。
（５）輸送用タンク２０と保管タンク２７の容積は同じなので、輸送用タンク２０の高圧ガスは保管タンク２７の内部圧力が３０MPaになると流れるのを止める。
（６）輸送用タンク２０に残った３０MPaの高圧ガスはデッドストックとして輸送用タンク２０に残される。保管タンク２７の内部の圧力は、３０MPaに止まって、６０MPaに達しない。つまり、単にバイパス弁を開くことによって輸送タンクの高圧ガスを地下タンクに輸送することは不可能である。
　次に、従来技術のピストン式コンプレッサがこの課題に挑戦する。入口圧力が大きく変動しても、ピストン式コンプレッサは有効である。
（１）移送用コンプレッサ３６は圧縮比２０：１の従来技術のピストン式コンプレッサであると仮定する。
（２）移送用コンプレッサ３６は３０MPaの高圧ガスから６０MPaの高圧ガスを容易に作ることができるので、輸送用タンク２０の内部圧力が３０MPaであるとき、３０MPaの高圧ガスを保管タンク２７に移送することは簡単である。３０MPa、１０００ccの高圧ガスは６０MPa、５００ccの高圧ガスになる。圧縮比は２：１である。移送用コンプレッサ３６の圧縮比はこの値より大きい。
（３）しかし、輸送用タンク２０から高圧ガスを保管タンク２７に供給し続けるとき、輸送用タンク２０の内部圧力は徐々に減少する。輸送用タンク２０の圧力が３．０MPaかそれ以下になると、移送用コンプレッサ３６は６０MPaの高圧ガスを保管タンク２７に供給することができなくなる。
（４）つまり、輸送用タンク２０に残っている３．０MPa以下の高圧のガスは完全デッドストックとなる。３．０MPaはおよそ３０気圧である。
（５）もしコンプレッサに圧縮比４０：１の多段階ピストンを使用するならば、輸送用タンク２０の圧力が１．５０MPaに減少するまで使用することは可能である。しかしながら、多段階ピストンは２個のピストンの組み合わせである。輸送用タンク２０の圧力が３．０MPa以上あるとき、多段階ピストンの２番目のピストンは役に立たない障害物となる。
発明が解決するための手段
　ここに説明される発明は、高圧ガスを移送するための新しく発明されたコンプレッサであり、そのコンプレッサによって高圧ガソリンスタンドの機能を実現させる。新しく発明されたコンプレッサはひとつのピストンによって多段階ピストンの機能を実現させるコンプレッサである。
　従来技術のピストン式コンプレッサは、「発明が解決しようとする課題」によって説明される高圧ガスステーションを実現させるには不十分である。新方式のコンプレッサが必要である。しかし、従来技術のピストン方式は完全に役に立たないというわけではない。それは入口圧力の変動幅が大きく、出口圧力が高圧になるところでかなり効果的である。本発明のコンプレッサが２番目のピストンなしで多段階ピストンの機能を得ることができるならば、上記の問題を解決することができる。つまり、ひとつのピストンで多段階ピストン方式の機能を持つコンプレッサを発明できれば、図１２で示される高圧ガスステーションを実現することが可能となる。
　ひとつのピストンによって多段階コンプレッサの機能を得るには、ふたつの加圧室が必要である。不可能に見えるが、それは不可能ではない。実際、ツーサイクルエンジン（２工程期間）はエンジンピストンの後ろに加圧室を持っている。ピストン＆シリンダの場合、複動式シリンダと呼ばれる。
　しかし、２行程機関のメカニズムを高圧のコンプレッサに適用することは危険である。この発明は、ピストンを動かすのにリニアアクチュエータ（リニアアクチュエータ）かリニアモータを使用する。クランク＆ピストンと比べて、リニアアクチュエータは急速加圧に劣る。しかしながら高圧ガスステーションによる給油は、ガスステーションの高圧ガスとガス自動車の車載タンク間の圧力差によって給油されるので、移送用コンプレッサが急速に高圧ガスを加圧する必要はない。従って、図１におけるコンプレッサに要求される能力は即効ではなく、継続パワーである。リニアアクチュエータやリニアモータは駆動装置の簡便さに優れている。駆動装置の簡便さは、構造的強度を強化することを容易にする。
　この発明の原理は２行程機関と同じである。つまり、吸気と圧縮が同時に、ピストンのワンサイクルによって行われる。
　具体的には、本発明に係るコンプレッサは、シリンダ内を圧縮チャンバーと吸気チャンバーに区分するピストンを有し、ピストンには吸気チャンバーから圧縮チャンバー方向にのみ開弁可能なチェックバルブを設け、前記圧縮チャンバーのアウトレットには出口方向へのみ開弁可能なチェックバルブと、前記吸気チャンバーのインレットにはチャンバー内へのみ開弁可能なチェックバルブとを設け、前記ピストンには両チャンバー内容積を可変とするアクチュエータを接続したことを特徴とする。
　斯かる構成において、前記ピストンのワンサイクルで吸気と圧縮が同時に行われ、複数回連続して吸気を行うことによって、前記圧縮チャンバーの圧縮率を複数倍に高めることができることを特徴としている。また、このコンプレッサにおいて、前記吸気チャンバーに供給される供給タンクの気体圧力が低減しても連続して出力タンクに高圧の気体を充填できることを特徴としている。
　本発明に係る高圧ガスステーションは、前記構成のコンプレッサを備えた高圧ガスステーションとしたものである。また、この場合において、輸送用タンクの気体圧力が低減しても、連続して保管タンクに高圧の気体を移送できるようにした。更に、前記保管タンクの気体圧力が低減しても、連続してガス自動車への給油タンクに高圧の気体を移送できることを特徴としている。一対の高圧タンクを結ぶ経路にコンプレッサを配置し、このコンプレッサはシリンダ内を圧縮チャンバーと吸気チャンバーに区分するピストンを有し、ピストンには吸気チャンバーから圧縮チャンバー方向にのみ開弁可能なチェックバルブを設け、前記圧縮チャンバーのアウトレットには出口方向へのみ開弁可能なチェックバルブと、前記吸気チャンバーのインレットにはチャンバー内へのみ開弁可能なチェックバルブとを設け、前記ピストンには両チャンバー内容積を可変とするアクチュエータを接続してなり、このコンプレッサの前記インレットには一方の高圧タンクを接続し、前記アウトレットには他方の高圧タンクを接続したことを特徴としている。
コンプレッサの概念構成を示す断面図である。 同コンプレッサの吸気－１のプロセス図を示す。 同コンプレッサの吸気－２のプロセス図を示す。 同コンプレッサの移送－１のプロセス図を示す。 同コンプレッサの移送－２のプロセス図を示す。 同コンプレッサの圧縮－１のプロセス図を示す。 同コンプレッサの圧縮－２のプロセス図を示す。 同コンプレッサの移送－３のプロセス図を示す。 同コンプレッサの移送－４のプロセス図を示す。 同コンプレッサの圧縮－３のプロセス図を示す。 本発明に係る高圧ガスステーションの概念図を示す。 従来の高圧ガスステーションの概念図を示す。
　本発明の具体化は上で説明された図面と関連して以下に説明される。以下に図面を参照して、発明に係る移送用コンプレッサとこれを用いた超高圧ガスステーションの具体的な実施例について説明する。このコンプレッサはただひとつのピストンによって多段階ピストンの機能を実現させる。
　 図１は複機能コンプレッサ１の概念図を示す。複機能コンプレッサ１はシリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、および出力タンク１４で構成される。
　シリンダ２はシングルピストン形式コンプレッサのシリンダである。シリンダ２は高圧ガスを封入することができる。ピストン３はシングルピストン形式コンプレッサのピストンである。ピストン３は高圧のガスを加圧することができる。ピストンロッド４はピストン３を運転するピストンロッドである。ピストンロッド４は直線運動だけを行う。リニアアクチュエータ５は直線方向のみにピストンロッド４を運転する作動装置である。リニアアクチュエータ５は電気駆動ボール・ネジかリニアモータで動かされる装置である。
　供給タンク１３は輸送用の高圧ガスタンクである。供給タンク１３の初期圧力を６０MPaであると仮定する。出力タンク１４は、ガス自動車に給油するための高圧ガスタンクである。出力タンク１４の内部圧力は８０MPaを保つと仮定する。ガス自動車は図１に示されていない。複機能コンプレッサ１の圧縮比を２０：１であると仮定する。
　入口パイプ６は供給タンク１３と複機能コンプレッサ１を結ぶ高圧のパイプである。出口パイプ７は複機能コンプレッサ１と出力タンク１４を結ぶ高圧のパイプラインである。入口バルブ８はチェックバルブである。入口バルブ８は複機能コンプレッサ１の入口（インレット）に置かれる。入口バルブ８が片道チェックバルブなので、供給タンク１３の高圧のガスは供給タンク１３から複機能コンプレッサ１まで一方向に流れる。出口バルブ１４はチェックバルブである。出口バルブ１４は複機能コンプレッサ１の出口（アウトレット）に置かれる。出口バルブ９が片道チェックバルブなので、複機能コンプレッサ１の圧縮ガスは複機能コンプレッサ１から出力タンク１４まで一方向に流れる。
　複機能コンプレッサ１のシリンダ２はピストン３によって２つのチャンバーに分割される。ひとつは吸気チャンバー１１であり、もう片方が圧縮チャンバー１２である。吸気チャンバー１１と圧縮チャンバー１２は中間バルブ１０を通して接続される。中間バルブ１０は片道チェックバルブである。中間バルブ１０はピストン３の耐力壁に置かれる。中間バルブ１０は複数個であることが望ましい。中間バルブ１０が片道チェックバルブであるので、吸気チャンバー１１の中の圧縮されたガスは吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２まで一方向だけに流れる。
　本発明の原理は二行程機関と同じである。つまり、吸気と圧縮が同時にピストンのワンサイクルで行われる。しかしながら、同時に吸気の過程と圧縮の過程について説明するとき、それは複雑になり過ぎる。このパラグラフは吸気過程について説明する。吸気過程は以下の通りである。
　図２は吸気－１のプロセスチャートを示す。吸気－１のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、吸入ガス１５、およびピストン動作１６で構成される。
　吸入ガス１５は供給タンク１３から供給されるガスである。供給タンク１３の初期圧力は６０MPaであると仮定される。ピストン動作１６はピストン３とピストンロッド４の動向である。ピストン動作１６の方向は矢印の向きで示される。
　図２で示される吸気－１の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印の向きに動く。
　（ａ）吸気チャンバー１１の容積は大きくなる。
　（ｂ）圧縮チャンバー１２の容積は小さくなる。
（２） 吸気チャンバー１１の容積が大きくなると、以下の出来事が入口バルブ８、吸気チャンバー１１、および供給タンク１３に起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１の内部圧力が供給タンク１３の内部圧力より小さくなる。
　（ｂ）入口バルブ８は開かれる。
　（ｃ）吸気チャンバー１１は供給タンク１３から入口パイプ６を通って吸気チャンバー１１に流れ込むガスで満たされる。
（３） 圧縮チャンバー１２の容積が小さくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部圧力より大きくなる。
　（ｂ）中間バルブ１０は閉じられる。
　（ｃ）圧縮チャンバー１２の中のガスはピストン３によって圧縮される。
　（ｄ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は、より大きくなる。
　図３は吸気－２のプロセスチャートを示す。吸気－２のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、吸入ガス１５、およびピストン動作１６で構成される。
　吸入ガス１５は供給タンク１３から供給されるガスである。吸入ガス１５の量が増加するに従って、供給タンク１３の内部圧力は徐々に減少する。ピストン動作１６はピストン３とピストンロッド４の動向である。ピストン動作１６の方向は矢印の向きに示され、図３におけるピストン動作１６はリニアアクチュエータ５の左端に止まっている。
　図３に示される吸気－２の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印の向きに動いて、リニアアクチュエータ５の左端に止まる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は最も小さくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は最も大きくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が最も小さくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部の圧力は吸気チャンバー１１の内部の圧力より大きくなる。
　（ｂ）中間バルブ１０は閉じられた状態を保つ。
　（ｃ）圧縮チャンバー１２の中のガスはピストン３によって最大限に圧縮される。
　（ｄ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は最も大きくなる。
（３） 吸気チャンバー１１の容積が最も大きくなると、以下の出来事が入口バルブ８、吸気チャンバー１１、および供給タンク１３に起こる。
　（ａ）入口バルブ８が開く。
　（ｂ）吸気チャンバー１１は供給タンク１３から入口バルブ８を通って吸気チャンバー１１に流れ込むガスで最大限に満たされると、吸気チャンバー１１の内部圧力が供給タンク１３の内部圧力と同じになり、入口バルブ８は閉じられる。
（４） 吸入ガス１５は供給タンク１３から抽出されたガスである。吸入ガス１５の量が増加するのに従って、供給タンク１３の内部の圧力は徐々に減少する。
　図４は移送－１のプロセスチャートを示す。移送－１のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、吸入ガス１５、移送ガス１７、およびピストン動作１６で構成される。
　吸入ガス１５は図３に示される前過程で吸気チャンバー１１の中に残されているガスである。移送ガス１７はピストン３と中間バルブ１０の働きで吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２に移送されるガスである。
　図４で示される移送－１の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印の方向に動く。
　（ａ）吸気チャンバー１１の容積は小さくなる。
　（ｂ）圧縮チャンバー１２の容積は大きくなる。
（２） 吸気チャンバー１１の容積が小さくなると、以下の出来事が入口バルブ８、吸気チャンバー１２、および供給タンク１３に起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１を満たしていたガスはピストン３によって圧縮される。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の内部圧力は供給タンク１３の内部圧力より大きくなる。
　（ｃ）入口バルブ８は閉じる。
（３） 圧縮チャンバー１２の容積が大きくなり吸気チャンバー１１の容積が小さくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部圧力より小さくなる。
　（ｂ）中間バルブ１０は開かれる。
　（ｃ）吸気チャンバー１１の吸入ガス１５は中間バルブ１０を通って圧縮チャンバー１２に流れ込み、移送ガス１７となる。
（４） 圧縮チャンバー１２の容積が大きくなると、以下の出来事が出口バルブ９、圧縮チャンバー１２、および出力タンク１４に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は出力タンク１４の内部圧力より小さくなる。
　（ｂ）出口バルブ９は閉じられる。
　図５は移送－２のプロセスチャートを示す。移送－２のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、移送ガス１７、およびピストン動作１６で構成される。
　移送ガス１７は吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２に移送されるガスである。
　図５で示される移送－２の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印の向きに動いて、リニアアクチュエータ５の右端に止まる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は最も大きくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は最も小さくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が最も大きくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）ピストン３とピストンロッド４がリニアアクチュエータ５の右端で止まるまで、中間バルブ１０は開いている。
　（ｂ）ピストン３とピストンロッド４がリニアアクチュエータ５の右端で止まるまで、移送ガス１７は吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２に移される。
（３） 吸気チャンバー１１の容積が最も小さくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１の容積は最も小さくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１と圧縮チャンバー１２の内部圧力が同じになるので、中間バルブ１０は閉じられる。
（４） 吸気チャンバー１１から移送される移送ガス１７は図３において供給タンク１３から抽出されたガスである。
　この発明の原理は二行程機関と同じである。つまり、吸気と圧縮が同時に、ピストンのワンサイクルで行われる。しかしながら、本発明の目的はただひとつのピストンによって多段階ピストンの機能を得ることである。このパラグラフは圧縮の過程について説明する。圧縮の過程は以下の２つのケースが存在する。
（１） ケース（その１）は圧縮チャンバーの内部圧力が出力タンクの内部圧力より大きくなる場合である。
（２） ケース（その２）は圧縮チャンバーの内部圧力が出力タンクの内部圧力ほど大きくならない場合である。
　始めに、ケース（その１）について説明する。図６は圧縮－１のプロセスチャートを示す。
　圧縮－１のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、圧縮ガス１８、ピストン動作１６、および吸入ガス１５で構成される。
　圧縮ガス１８は吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２に移送されて圧縮チャンバー１２の中に残っているガスである。圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部圧力より大きくなるので、中間バルブ１０は閉じられる。圧縮ガス１８はピストン３によって徐々に圧縮される。吸入ガス１５は供給タンク１３から抽出されるガスである。吸入ガス１５の量が増加するに従って、供給タンク１３の内部圧力は徐々に減少する。
　図６に示される圧縮－１の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印方向に動く。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は小さくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は大きくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が小さくなり、吸気チャンバー１１の容積が大きくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、圧縮ガス１８および出力タンク１４に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部の圧力より大きくなる。
　（ｂ）中間バルブ１０は閉じられる。
　（ｃ）圧縮チャンバー１２の中のガスはピストン３によって圧縮される。
　（ｄ）圧縮チャンバー１２の内部圧力はどんどん大きくなる。
　（ｅ）圧縮チャンバー１２の内部圧力が出力タンク１４の内部圧力より小さいときには、出口バルブ９は開いていない。
　（ｆ）圧縮チャンバー１２の内部圧力が出力タンク１４の内部圧力より大きくなると、出口バルブ９は徐々に開き、圧縮ガス１８が出力タンク１４に排出される。
（３） 吸気チャンバー１１の容積が大きくなると、以下の出来事が入口バルブ８、吸気チャンバー１１、吸入ガス１５および供給タンク１３に起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１の内部圧力が供給タンク１３の内部圧力より小さくなる。
　（ｂ）入口バルブ８は開いていく。
　（ｃ）吸気チャンバー１１は供給タンク１３から入口バルブ８を通って吸気チャンバー１１に流入する吸入ガス１５で満たされる。
　（ｄ）供給タンク１３の圧力は徐々に減少する。
　ケース（その１）の場合、複機能コンプレッサは吸気－１、吸気－２、移送－１、移送－２および圧縮－１を繰り返すことによって、供給タンクから出力タンクまで吸入ガスを移送することができる。つまり、新しく発明された複機能コンプレッサは圧縮チャンバーの内部圧力が出力タンクの内部圧力より小さくなるまで、途中になんの障害物もなしに、供給タンクから出力タンクまで吸入ガスを移送することができる。
　次に、ケース（その２）について説明する。図７は圧縮－２のプロセスチャートを示す。圧縮－２のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、圧縮ガス１８、ピストン動作１６、および吸入ガス１５で構成される。
　圧縮ガス１８は吸気チャンバー１１から圧縮チャンバー１２に移送されて圧縮チャンバー１２の中に残っているガスである。圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部圧力より大きいので、中間バルブ１０は閉じられる。ピストン動作１６がリニアアクチュエータ５の左端で停止するとき、圧縮ガス１８はピストン３によって最大限に圧縮される。
　ケース（その２）はケース（その１）より複雑である。わかり易くするため、具体的な数値を使用することによって説明する。まず、複機能コンプレッサの圧縮比を２０：１、出力タンクの内部圧力を８０MPa、そして供給タンクの内部圧力を４．０MPaであると仮定する。図７で示される圧縮－２の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印方向に動いて、リニアアクチュエータ５の左端に停止する。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は最も小さくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は最も大きくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が最も小さく、吸気チャンバー１１の容積が最も大きくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、出口バルブ９、および出力タンク１４に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力は吸気チャンバー１１の内部圧力より大きい。
　（ｂ）中間バルブ１０は閉じられた状態を保つ。
　（ｃ）圧縮チャンバー１２の圧縮ガス１８はピストン３によって最大限に圧縮される。
　（ｄ）複機能コンプレッサ１の圧縮比は２０：１であると仮定されている。
　（ｅ）圧縮ガス１８はほとんど８０MPaとなる。しかしながら、それは８０MPaの出力タンク１４の圧力ほど大きくはない。
　（ｆ）出口バルブ９は開かれない。
（３） 吸気チャンバー１１の容積が最も大きくなると、以下の出来事が入口バルブ８、吸気チャンバー１１、および供給タンク１３に起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１の容積が大きくなると吸気チャンバー１１の内部圧力が低下して入口バルブ８が開く。
　（ｂ）吸気チャンバー１１は供給タンク１３からの吸入ガス１５で最大限に満たされる。
　（ｃ）吸気チャンバー１１の内部圧力は供給タンク１３とほとんど同じになるので、吸気チャンバー１１内部の吸入ガス１５圧力はほとんど４．０MPaである。
　（ｄ）吸入ガス１５は供給タンク１３から抽出されたガスである。吸入ガス１５の量が増加するのに従って、供給タンク１３の内部圧力は徐々に減少する。
（４） 結果として、圧縮ガス１８は圧縮チャンバー１２に残っている、そして、吸気チャンバー１１の内部は吸入ガス１５で満たされる。
　（ａ）圧縮ガス１８はほとんど８０MPaであるが、出力タンク１４に排出されるほど圧力は高くない。
　（ｂ）吸入ガス１５はほとんど４．０MPaである。
　続けてケース（その２）について説明する。図８は移送－３のプロセスチャートを示す。移送－３のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、圧縮ガス１８、ピストン動作１６、および吸入ガス１５で構成される。
　圧縮ガス１８は圧縮チャンバー１２の内部に残っているガスである。圧縮ガス１８の初期圧力は８０MPaであるが、圧縮チャンバー１２が広がるにつれて４．０MPa程度に減少する。吸入ガス１５は吸気チャンバー１１の内部に残されたガスである。吸入ガス１５の初期圧力は４．０MPaであるが、吸気チャンバー１１が縮まるにつれて８０MPa程度にまで増大する。ピストン動作１６はピストン３とピストンロッド４の動向である。ピストン動作１６が右方向に動いていくとき、圧縮チャンバー１２は大きくなり、そして、吸気チャンバー１１は小さくなる。
　図８で示される移送－３の過程は以下の通りである。図８は吸入ガス１５の圧力が圧縮ガス１８の圧力より大きくなる瞬間を示す。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印方向に動いている。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は大きくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は小さくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が吸気チャンバー１１の容量より大きくなると、以下の出来事が中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、および圧縮チャンバー１２に起こる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の内部圧力が吸気チャンバー１１の内部圧力より小さくなる。
　（ｂ）中間バルブ１０が開かれる。
　（ｃ）吸気チャンバー１１の吸入ガス１５は圧縮チャンバー１２に流入し、圧縮ガス１８と混合する。
　更にケース（その２）について説明する。図９は移送－４のプロセスチャートを示す。移送－４のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、混合ガス１９、吸入ガス１５およびピストン動作１６で構成される。
　図９はピストンロッド４がピストン動作１６の矢印方向に動いて、リニアアクチュエータ５の右端に止まる瞬間を示す。混合ガス１９は圧縮チャンバー１２の内部に残されたガスと、吸気チャンバー１１からの吸入ガス１５が混合されたガスである。
　図９に示される移送－４の過程は以下の通り。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印方向に動いて、リニアアクチュエータ５の右端で止まる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は最も大きくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は最も小さくなる。
（２） 吸気チャンバー１１の容積が最も小さくなると次の現象が起こる。
　（ａ）吸気チャンバー１１の内部圧力は圧縮チャンバー１２の内部圧力より大きくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の吸入ガス１５は圧縮チャンバー１２に流入し、混合ガス１９となる。
　（ｃ）吸入ガス１５の圧力と混合ガス１９の圧力が等しくなると中間バルブ１０は閉じられる。
（３） 正確に混合ガス１９の圧力を計算することは簡単ではない。しかし、概略の計算は可能である。
　（ａ）混合ガス１９の初期圧力は４．０MPaである。
　（ｂ）供給タンク１３の内部圧力は４．０MPaであると仮定しているので、吸入ガス１５の初期圧力はほとんど４．０MPaである。
　（ｃ）ゆえに、図９における混合ガス１９の圧力はほとんど８．０MPaであると推定される。
　図１０は圧縮－３のプロセスチャートを示す。圧縮－３のプロセスチャートは複機能コンプレッサ１、シリンダ２、ピストン３、ピストンロッド４、リニアアクチュエータ５、入口パイプ６、出口パイプ７、入口バルブ８、出口バルブ９、中間バルブ１０、吸気チャンバー１１、圧縮チャンバー１２、供給タンク１３、出力タンク１４、圧縮ガス１８、ピストン動作１６、および吸入ガス１５で構成される。
　図１０はピストンロッド４がピストン動作１６の矢印方向に動いて、リニアアクチュエータ５の左端に止まる瞬間を示す。圧縮ガス１８は図９に示された混合ガス１９をピストン３で圧縮したガスである。吸入ガス１５は供給タンク１３から新たに供給されるガスである。
　圧縮－３の過程は以下の通りである。
（１） ピストンロッド４はピストン動作１６の矢印方向に動いて、リニアアクチュエータ５の左端に止まる。
　（ａ）圧縮チャンバー１２の容積は最も小さくなる。
　（ｂ）吸気チャンバー１１の容積は最も大きくなる。
（２） 圧縮チャンバー１２の容積が最も小さくなると、以下の出来事が圧縮チャンバー１２、出口バルブ９、および出力タンク１４に起こる。
　（ａ）初期の圧縮ガス１８は８．０MPaであると推定されている。
　（ｂ）圧縮チャンバー１２の圧縮ガス１８はピストン３によって最大限に圧縮される。
　（ｃ）複機能コンプレッサ１の圧縮比は２０：１であると仮定されている。従って、圧縮ガス１８は１６０MPaにまで圧縮される。
　（ｄ）圧縮ガス１８の圧力が出力タンク１４の圧力である８０MPaより大きくなるとき、出口バルブ９を通って出力タンク１４に流入する。
（３） 新発明のコンプレッサは２度吸気をすることによって排気の圧力を２倍にすることができる。吸気の回数に制限はない。
　図１１は実施形態に係る高圧ガスステーションの概念図を示す。高圧ガスステーションは輸送用タンク２０、接続バルブ２１、移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、移送用コンプレッサ２５、保管ガス高圧ライン２６、保管タンク２７、加圧用コンプレッサ２８、加圧ライン２９、給油用タンク３０、給油用高圧ライン３１、給油バルブ３２、ガス自動車３３、管理棟３４、および敷地３５で構成される。
　移送用コンプレッサ２５と加圧用コンプレッサ２８は図１で示される複機能コンプレッサ１と同じである。
　図１１における高圧ガスステーションの概念は以下の通りである。
（１） 輸送用タンク２０の初期内部圧力を６０MPaと仮定する。保管タンク２７の内部圧力を６０MPaと仮定する。給油用タンク３０の内部圧力を８０MPaと仮定する。移送用コンプレッサ２５の圧縮比を２０：１と仮定する。加圧用コンプレッサ２８の圧縮比を２０：１と仮定する。
（２） 図１１における高圧ガスステーションにおいて、輸送用タンク２０から保管タンク２７まで６０MPaの高圧ガスを移送するには２つのラインがある。６０MPaの高圧ガスはガス供給ベースから運ばれるとする。
　（ａ）ひとつは輸送用タンク２０、接続バルブ２１、移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、および保管ガス高圧ライン２６から保管タンク２７へのラインである。
　（ｂ）別のひとつは輸送用タンク２０、接続バルブ２１、移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、移送用コンプレッサ２５、および保管ガス高圧ライン２６から保管タンク２７へのラインである。
（３） 移送用コンプレッサ２５は輸送用タンク２０のガスを保管タンク２７に加圧して移送する。保管タンク２７の圧力は６０MPaである。
（４） 移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、移送用コンプレッサ２５、保管ガス高圧ライン２６、および保管タンク２７は地下に設置される。
（５） 保管タンク２７に格納された６０MPaのガスは、加圧ライン２９を通って８０MPaの給油用タンク３０に加圧用コンプレッサ２８によって加圧され移送される。
（６） 加圧用コンプレッサ２８、加圧ライン２９、および給油用タンク３０は地下に設置される。
（７） 給油用タンク３０に格納された８０MPaの高圧ガスは給油用高圧ライン３１を通して給油バルブ３２からガス自動車３３に給油される。
　輸送用タンク２０はガスの供給ベースから高圧ガスステーションまでの輸送用ガスタンクである。輸送用タンク２０は特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧ガスタンクで作られる。
　接続バルブ２１は移送ライン２２への開閉バルブである。移送ライン２２は３－ウェイバルブ２３に接続する。３－ウェイバルブ２３はバイパスライン２４と移送用コンプレッサ２５への切り替えバルブである。バイパスライン２４と移送用コンプレッサ２５は保管ガス高圧ライン２６に接続する。３－ウェイバルブ２３からのバイパスライン２４は保管ガス高圧ライン２６の途中に接続される。３－ウェイバルブ２３が保管ガス高圧ライン２６に開かれているとき、輸送用タンク２０のガスは直接保管ガス高圧ライン２６に流れる。移送用コンプレッサ２５は保管ガス高圧ライン２６に接続する。保管ガス高圧ライン２６は保管タンク２７に接続する。移送用コンプレッサ２５は輸送用タンク２０のガスを保管タンク２７に移送する。
　保管タンク２７は、輸送用タンク２０によってガス供給ベースから輸送されてくる高圧ガスを格納するための高圧ガスタンクである。保管タンク２７は特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧ガスタンクで作られる。加圧用コンプレッサ２８はパイプラインで保管タンク２７に接続される。加圧用コンプレッサ２８は保管タンク２７のガスを８０MPaに加圧する。８０MPaに加圧されたガスは加圧ライン２９を通して給油用タンク３０に送られる。加圧ライン２９は８０MPa以上の高圧に耐えるパイプラインである。
　給油用タンク３０は運用圧力８０MPaと仮定される超高圧ガスタンクである。給油用タンク３０は、ガス自動車３３に給油するガスを格納する。給油用タンク３０は特許第６１６０８７６号から想定されるハニカム構造高圧ガスタンクで作られる。給油用高圧ライン３１は給油用タンク３０に接続される。給油用高圧ライン３１は給油用タンク３０に蓄積されている高圧ガスを給油バルブ３２に分配する超高圧ガスのパイプラインである。給油バルブ３２はガス自動車３３に高圧ガスを給油するバルブである。ガス自動車３３は車載タンクに天然ガスや水素ガスを格納する乗り物である。ガス自動車３３の車載ガスタンクは６０MPaであると仮定される。管理棟３４と敷地３５はガスステーションの管理棟とガスステーションの境界線である。
　図１１で示される高圧ガスステーションのシステムは、ガス自動車に高圧ガスを給油する機能を実現する具体例である。本発明によるコンプレッサは保管タンクから供給されるコンプレッサへの吸気圧力が徐々に低下する条件でも圧縮された気体の排出圧力を一定に保つ能力を持つ。ガス自動車に高圧のガスを給油し続ける過程は以下の通りである。
（１） ガス自動車３３の車載ガスタンクに６０MPaの高圧ガスに給油するためには、給油用タンク３０の内部圧力が８０MPaを維持することが望ましい。
（２） 給油用タンク３０のガスは加圧用コンプレッサ２８によって保管タンク２７から供給される。加圧用コンプレッサ２８は図１の複機能コンプレッサ１である。本発明による複機能コンプレッサ１はピストン式コンプレッサである。その圧縮比を２０：１と仮定する。
（３） 保管タンク２７の内部圧力が６０MPaであるとき、加圧用コンプレッサ２８は６０MPaの高圧ガスから８０MPaの超高圧ガスを容易に作ることができるので、８０MPaのガスを給油用タンク３０に供給することは簡単である。
（４） １０００ccと６０MPaの高圧のガスは７５０ccと８０MPaの超高圧ガスになる。その場合の圧縮比はわずか「１．３３：１」である。
（５） 保管タンク２７からのガスを給油用タンク３０に供給し続けるとき、保管タンク２７の内部圧力は徐々に減少する。
（６） 従来技術では、保管タンク２７の圧力が４．０MPa以下になった場合、単一のピストン式コンプレッサでは８０MPaの超高圧ガスを給油用タンク３０に供給することは不可能である。つまり、保管タンク２７に残っている４．０MPa以下の高圧ガスは完全にデッドストックとなる。
（７） 従来技術には、圧縮比が４０：１である多段階ピストン方式のコンプレッサが存在する。ガス給油システムに多段階ピストンコンプレッサを使用するとき、保管タンク２７の圧力が２．０MPaに減少するまで、コンプレッサは保管タンク２７のガスを８０MPaに圧縮することが可能である。しかしながら、多段階ピストンは２個のピストンの組み合わせである。保管タンク２７の圧力が２．０MPa以上であるとき、多段階ピストンの２番目のピストンは全く役に立たない障害物となる。
（８） 本発明では、移送用コンプレッサ２５と加圧用コンプレッサ２８は図１で示された複機能コンプレッサ１である。複機能コンプレッサ１は、２度吸気をすることによって排気の圧力を２倍にすることが可能である。吸気の回数に制限はない。従って、保管タンク２７の圧力が４．０MPa以下になっても、加圧用コンプレッサ２８は８０MPaのガスを給油用タンク３０に供給しつづけることが可能である。複機能コンプレッサ１は、ピストン３を２回動かすことで、２．０MPaの圧力を８０MPaに圧縮することが可能である。さらに、複機能コンプレッサ１は、ピストン３を３回動かすことによって、１．３MPaの圧力を８０MPaに加圧することが可能である。複機能コンプレッサ１は２個のピストンの組み合わせではないので、ガス給油システムに全く障害はない。
　輸送用タンク２０と保管タンク２７との関係もまた同様である。計算を簡単にするため、輸送用タンク２０の内部圧力は６０MPaであると仮定する。保管タンク２７の内部圧力をゼロであると仮定する。そして、輸送用タンク２０の容積を３０００リットルであると仮定する。また保管タンク２７の容積を同じく３０００リットルとする。簡単に言えば、６０MPa、３０００リットルの高圧ガスを輸送タンクから空の地下タンクに移送する場合を考える。この仕事が新発明のコンプレッサで行われると、それは以下になる。
（１） 輸送用タンク２０はガス供給ベースからガスステーションに輸送される。
（２） 輸送用タンク２０は接続バルブ２１によって移送ライン２２、３－ウェイバルブ２３、バイパスライン２４、移送用コンプレッサ２５、保管ガス高圧ライン２６、および保管タンク２７に接続される。
（３） 接続バルブ２１が開かれると、６０MPaの高圧のガスは移送ライン２２を通って３－ウェイバルブ２３にまで動いていく。
（４） ３－ウェイバルブ２３がバイパスライン２４に向かって開かれるとき、６０MPaの高圧のガスはバイパスライン２４と保管ガス高圧ライン２６を通して保管タンク２７に流入する。
（５） 輸送用タンク２０と保管タンク２７の容積が同じと仮定してあるので、輸送用タンク２０の高圧ガスは、保管タンク２７の内部圧力が３０MPaになると流入を停止する。
（６） ３０MPaの高圧のガスはデッドストックとして輸送用タンク２０に残される。保管タンク２７の内部圧力は、３０MPaで停止して、６０MPaに達しない。つまり単にバイパス弁を開くことによってのみでは、輸送用タンクの全ての高圧ガスを地下タンクに移送することは不可能である。
　バイパス弁だけで輸送用タンクの高圧ガスを地下タンクに移送することは不可能であることは前節で証明された。本発明のコンプレッサはこの課題に挑戦する。
（１） 移送用コンプレッサ２５を図１における複機能コンプレッサ１であると仮定する。また、圧縮比を２０：１と仮定する。
（２） 輸送用タンク２０の内部圧力が３０MPaである場合、移送用コンプレッサ２５が３０MPaの高圧ガスから６０MPaの高圧ガスを容易に作ることが可能であるので、３０MPaのガスを保管タンク２７に移送することは簡単である。１０００cc、３０MPaの高圧ガスは５００cc、６０MPaの高圧ガスになる。圧縮比は２：１である。
（３） 輸送用タンク２０から保管タンク２７にガスを移送し続けると、輸送用タンク２０の圧力は徐々に減少していく。しかし輸送用タンク２０の圧力が３．０MPa以下になっても、移送用コンプレッサ２５は３．０MPa以下のガスを保管タンク２７に輸送することができる。
（４） 図１における複機能コンプレッサ１は、ピストン３を２回動かすことによって、１．５MPaのガスを６０MPaに圧縮することが可能である。また、ピストン３を３回動かすことによって１．０MPaのガスを６０MPaに圧縮することが可能である。
（５） 複機能コンプレッサ１は２個のピストンの組み合わせではないので、ガス給油システムに障害物にもならない。また、コンプレッサの入口圧力が大きく変化しても本発明のコンプレッサは有効である。
　本発明のコンプレッサの形状や目的は様々に変更されることが考えられる。本発明の精神は、ただひとつのピストン＆シリンダによって多段階ピストン方式の機能を実現させるコンプレッサである。加えて、本発明のコンプレッサは入口圧力の変動幅が大きく、出口圧力に高圧の圧縮気体が必要になる場合に応用できる。本発明はその具体化に関して添付図面を添えて完全に説明されたが、様々な変化と変更が当業者よって明らかになるのに注意されたい。そのような変化と変更は追加された請求によって定義され、本発明の範囲に含まれる。
１……複機能圧縮機（コンプレッサ）、２……シリンダ、３……ピストン、４……ピストンロッド、５……リニアアクチュエータ、６……入口パイプ（チェックバルブ）、７……出口パイプ（チェックバルブ）、８……入口バルブ、９……出口バルブ、１０……中間バルブ、１１……吸気チャンバー、１２……圧縮チャンバー、１３……供給タンク（高圧タンク）、１４……出力タンク（高圧タンク）、１５……吸入ガス、１６……ピストン動作、
１７……移送ガス、１８……圧縮ガス、１９……混合ガス、２０……輸送用タンク、２１……接続バルブ、２２……移送ライン、２３……３-ウェイバルブ、２４……バイパスライン、２５……移送用コンプレッサ、２６……保管ガス高圧ライン、２７……保管タンク、２８……加圧用コンプレッサ、２９……加圧ライン、３０……給油用タンク、３１……給油用高圧ライン、３２……給油バルブ、３３……ガス自動車、３４……管理棟、３５……敷地。
 

Claims (7)

  1. シリンダ内を圧縮チャンバーと吸気チャンバーに区分するピストンを有し、ピストンには吸気チャンバーから圧縮チャンバー方向にのみ開弁可能なチェックバルブを設け、前記圧縮チャンバーのアウトレットには出口方向へのみ開弁可能なチェックバルブと、前記吸気チャンバーのインレットにはチャンバー内へのみ開弁可能なチェックバルブとを設け、前記ピストンには両チャンバー内容積を可変とするアクチュエータを接続したことを特徴とするコンプレッサ。
  2. 前記ピストンのワンサイクルで吸気と圧縮が同時に行われ、複数回連続して吸気を行うことによって、前記圧縮チャンバーの圧縮率を複数倍に高めることができることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
  3. 前記吸気チャンバーに供給される供給タンクの気体圧力が低減しても連続して出力タンクに高圧の気体を充填できることを特徴とする請求項１に記載のコンプレッサ。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載のコンプレッサを備えた高圧ガスステーション。
  5. 輸送用タンクの気体圧力が低減しても、連続して保管タンクに高圧の気体を移送できることを特徴とする請求項４に記載の高圧ガスステーション
  6. 前記保管タンクの気体圧力が低減しても、連続してガス自動車への給油タンクに高圧の気体を移送できることを特徴とする請求項４に記載のコンプレッサを備えた高圧ガスステーション。
  7. 　一対の高圧タンクを結ぶ経路にコンプレッサを配置し、前記コンプレッサはシリンダ内を圧縮チャンバーと吸気チャンバーに区分するピストンを有し、ピストンには吸気チャンバーから圧縮チャンバー方向にのみ開弁可能なチェックバルブを設け、前記圧縮チャンバーのアウトレットには出口方向へのみ開弁可能なチェックバルブと、前記吸気チャンバーのインレットにはチャンバー内へのみ開弁可能なチェックバルブとを設け、前記ピストンには両チャンバー内容積を可変とするアクチュエータを接続してなり、前記コンプレッサの前記インレットには一方の高圧タンクを接続し、前記アウトレットには他方の高圧タンクを接続してなる高圧ガスステーション。
     
     
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