WO2024127643A1

WO2024127643A1 - 液化ガス移送システム

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Publication number: WO2024127643A1
Application number: PCT/JP2022/046440
Authority: WO
Inventors: 會川金; 啓雅宮田; 裕之川▲崎▼; 哲司笠谷; 修一郎本田
Original assignee: 株式会社荏原製作所
Priority date: 2022-12-16
Filing date: 2022-12-16
Publication date: 2024-06-20

Abstract

液化ガス移送システムは、貯留タンク（１）内の液化ガスおよびボイルオフガスを加圧するための往復ポンプ装置（３）を備える。往復ポンプ装置（３）は、気体加圧室（１０）および液体加圧室（１１）を内部に有するシリンダ（１４）と、シリンダ（１４）内に配置されたピストン（１７）と、ピストン（１７）に連結され、ピストン（１７）を往復移動させるためのアクチュエータ（１８）を備えている。ピストン（１７）は、気体加圧室（１０）と液体加圧室（１１）との間に位置している。ピストン（１７）は、気体加圧室（１０）に面する気体加圧面（２１）と、液体加圧室（１１）に面する液体加圧面（２２）を有する。

Description

液化ガス移送システム

　本発明は、貯留タンク内に貯留されている、液化天然ガス（ＬＮＧ）や液体水素などの液化ガスを移送するための液化ガス移送システムに関し、特に、液化ガスおよびボイルオフガスを圧送するためのポンプ装置を含む液化ガス移送システムに関する。

　天然ガスは、火力発電や化学原料として広く利用されている。また、水素は、地球温暖化の原因となる二酸化炭素を発生しないエネルギーとして期待されている。エネルギーとしての水素の用途には、燃料電池およびタービン発電などが挙げられる。天然ガスおよび水素は、常温では気体の状態であるため、これらの貯蔵および運搬のために、天然ガスおよび水素は冷却され、液化される。液化天然ガス（ＬＮＧ）や液体水素などの液化ガスは、運搬車によって発電所や水素ステーションなどに移送される。

　水素ステーションには、貯蔵された液体水素を気化させ、圧縮機で加圧し燃料電池自動車等に水素を供給するものと、貯蔵された液体水素をポンプで加圧した後に、気化させ燃料電池自動車等に水素を供給するものがある。後者は、前者よりも大量の水素を増圧できるので、水素ステーション全体での機器構成が少なく済む。

　図１０は、水素ステーションの一例を示す模式図である。液体水素は、図示しない運搬車によって水素ステーションに運ばれ、貯留タンク２００内に貯留される。ポンプ装置２０１は、貯留タンク２００内の液体水素を蒸発器２０２に送り、液体水素は蒸発器２０２により水素ガスになる。水素ガスは蓄圧器２０３に送られ、高圧の水素ガスは蓄圧器２０３内に保持される。さらに水素ガスはディスペンサー２０４に送られ、ディスペンサー２０４から燃料電池自動車等に供給される。

特開２００８－１９６５９０号公報

　しかしながら、水素ステーションでは、配管、貯留タンク２００への外部からの入熱、ポンプ装置２０１の運転に伴う入熱により、気化水素（ボイルオフガス：ＢＯＧ）が発生する。ボイルオフガスはほぼ大気圧のため、再度水素ステーション内で利用することは難しく、通常は空気中に廃棄されている。発生したボイルオフガスを再利用する方法としては、燃料電池での回収利用や、圧縮機でボイルオフガスを圧縮しシステム内で蓄圧する方法が挙げられるが、どちらも高価な設備投資が必要であること、システムの設置面積が増えることが問題となる。このような問題は、液体水素のみならず、液化天然ガスなどの他の種類の液化ガスにも起こりうる。

　そこで、本発明は、液化ガスから発生するボイルオフガスを簡易な構成で有効利用することができる液化ガス移送システムを提供する。

　一態様では、貯留タンク内の液化ガスを移送するための液化ガス移送システムであって、前記貯留タンク内の前記液化ガスおよびボイルオフガスを加圧するための往復ポンプ装置を備え、前記往復ポンプ装置は、気体加圧室および液体加圧室を内部に有するシリンダと、前記シリンダ内に配置されたピストンと、前記ピストンに連結され、前記ピストンを往復移動させるためのアクチュエータを備えており、前記ピストンは、前記気体加圧室と前記液体加圧室との間に位置しており、前記ピストンは、前記気体加圧室に面する気体加圧面と、前記液体加圧室に面する液体加圧面を有する、液化ガス移送システムが提供される。

　一態様では、前記ピストンは、前記気体加圧面を有する気体加圧用ピストンと、前記液体加圧面を有する液体加圧用ピストンを有しており、前記往復ポンプ装置は、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとを連結し、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンを一体に往復移動させる連結部材と、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとの間に位置し、かつ前記シリンダ内に位置する中間室をさらに備えている。
　一態様では、前記往復ポンプ装置は、前記中間室と前記気体加圧室とを連通させる連通流路と、前記連通流路に配置された逆止弁をさらに備えており、前記逆止弁は、前記中間室から前記気体加圧室への一方向の流れを許容するように構成されている。
　一態様では、前記シリンダは、前記中間室に連通するボイルオフガス導入口を有している。
　一態様では、前記連通流路は、前記気体加圧用ピストンを貫通して延びている。
　一態様では、前記連通流路は、前記シリンダの外側に配置されている。
　一態様では、前記シリンダは、前記気体加圧室に連通するボイルオフガス導入口を有している。
　一態様では、前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記シリンダ内に配置されている。
　一態様では、前記アクチュエータが前記ピストンに連結される位置は、前記シリンダ内である。
　一態様では、前記往復ポンプ装置は、前記中間室に連通するリリーフ弁をさらに備えている。

　一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記気体加圧室に接続された第１吐出しラインと、前記液体加圧室に接続された第２吐出しラインと、前記第１吐出しラインに接続された冷却装置をさらに備えている。
　一態様では、前記冷却装置は、互いに隣接する加熱流路と冷却流路を有する熱交換器であり、前記加熱流路は前記第１吐出しラインに接続されており、前記冷却流路は前記第２吐出しラインに接続されている。
　一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記第１吐出しラインに接続され、かつ前記冷却装置の下流側に配置された減圧装置をさらに備えている。
　一態様では、前記液化ガス移送システムは、前記減圧装置から前記貯留タンクまで延びる戻りラインをさらに備えている。

　本発明によれば、シリンダ内に配置されたピストンは、液化ガスとボイルオフガスを交互に加圧することができる。したがって、ボイルオフガスを加圧するための専用の圧縮機を設ける必要がなく、設置面積も増えることがない。ボイルオフガスは、ピストンにより加圧されて超臨界流体となる。超臨界流体は、冷却することで、再利用することができる。さらに、冷却された超臨界流体を減圧することで、超臨界流体を気液混合流体にすることができ、気液混合流体から液化ガスを回収することができる。

液化ガス移送システムの一実施形態を示す模式図である。液化ガス移送システム内を循環する水素の状態を示すモリエル線図である。液化ガス移送システムの他の実施形態を示す模式図である。液化ガス移送システムのさらに他の実施形態を示す模式図である。往復ポンプ装置の他の実施形態を示す模式図である。往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。往復ポンプ装置のさらに他の実施形態を示す模式図である。水素ステーションの一例を示す模式図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、液化ガス移送システムの一実施形態を示す模式図である。図１に示す実施形態の液化ガス移送システムは、液化ガスの一例として、液体水素を移送するシステムである。本発明は液体水素用の移送システムに限らず、液化天然ガス（ＬＮＧ）、液化アンモニア、液体窒素、液化エチレンガス、液化石油ガスなどの他の種類の液化ガスの移送システムにも適用することができる。液体水素は、貯留タンク１に貯留されている。貯留タンク１内の水素のほとんどは液状であるが、周囲雰囲気の熱はわずかに貯留タンク１の壁を通じて液体水素に伝わる。その結果、液体水素の一部はガス化して、ボイルオフガス（ＢＯＧ）を形成する。したがって、図１に示すように、貯留タンク１内には、液化ガス（液体水素）とボイルオフガス（水素ガス）が存在する。

　液化ガス移送システムは、貯留タンク１内に存在するボイルオフガスと液体水素の両方を吸引し、別々に加圧するように構成された往復ポンプ装置３と、往復ポンプ装置３と貯留タンク１とを連結する気体移送ライン５および液体移送ライン６を備えている。貯留タンク１内のボイルオフガス（ＢＯＧ）は、気体移送ライン５を通じて往復ポンプ装置３に移送され、貯留タンク１内の液体水素は、液体移送ライン６を通じて往復ポンプ装置３に移送される。気体移送ライン５および液体移送ライン６には、気体逆止弁７および液体逆止弁８がそれぞれ取り付けられている。これら逆止弁７，８は、貯留タンク１から往復ポンプ装置３への一方向の流れのみを許容するように構成されている。

　往復ポンプ装置３は、気体加圧室１０および液体加圧室１１を内部に有するシリンダ１４と、シリンダ１４内に配置されたピストン１７と、ピストン１７に連結され、ピストン１７をシリンダ１４内で往復移動させるためのアクチュエータ１８を備えている。ピストン１７は、気体加圧室１０と液体加圧室１１との間に位置している。アクチュエータ１８の全体は、シリンダ１４内に配置されている。したがって、ピストン１７からシリンダ１４の外部に延びるピストンロッドは設けられていない。本実施形態のアクチュエータ１８は、永久磁石１８Ａとコイル１８Ｂを備えたリニアモータであるが、アクチュエータ１８の具体的構成は本実施形態に限定されるものではない。例えば、アクチュエータ１８は、油圧シリンダ、クランク機構と電動機との組み合わせなどであってもよい。

　シリンダ１４は、密閉容器であり、内部に導入された水素の漏洩を許容しない構成を有している。ピストン１７の全体は、シリンダ１４内に位置している。ピストン１７は、気体加圧室１０に面する気体加圧面２１と、液体加圧室１１に面する液体加圧面２２を有する。より具体的には、ピストン１７は、気体加圧面２１を有する気体加圧用ピストン２４と、液体加圧面２２を有する液体加圧用ピストン２５を有している。気体加圧用ピストン２４と液体加圧用ピストン２５は連結部材３０によって連結されており、気体加圧用ピストン２４と液体加圧用ピストン２５は一体に往復移動する。

　往復ポンプ装置３は、ピストン１７の側面に取り付けられたシールを備えている。より具体的には、気体加圧用ピストン２４の側面には第１シール２６が取り付けられており、液体加圧用ピストン２５の側面には第２シール２７が取り付けられている。第１シール２６は、気体加圧用ピストン２４の側面とシリンダ１４の内面との間の隙間を塞ぎ、第２シール２７は、液体加圧用ピストン２５の側面とシリンダ１４の内面との間の隙間を塞ぐ機能を有している。

　往復ポンプ装置３は、シリンダ１４内に位置する中間室３２を有している。この中間室３２は、気体加圧用ピストン２４と液体加圧用ピストン２５との間に位置しており、気体加圧用ピストン２４と液体加圧用ピストン２５と一体に往復移動する。中間室３２は、気体加圧室１０と液体加圧室１１との間に位置している。シリンダ１４は、中間室３２に連通するボイルオフガス導入口３３を有している。ボイルオフガス導入口３３は、中間室３２を形成するシリンダ１４の壁部に形成されている。気体移送ライン５は、ボイルオフガス導入口３３を通じて中間室３２に連通している。すなわち、気体移送ライン５の一端は、貯留タンク１の上部に接続され、気体移送ライン５の他端は、シリンダ１４のボイルオフガス導入口３３に接続され、かつ中間室３２に連通している。

　アクチュエータ１８の全体は、シリンダ１４内に配置されている。より具体的には、アクチュエータ１８の全体は、中間室３２内に配置されている。アクチュエータ１８の永久磁石１８Ａは、中間室３２内にある連結部材３０に固定されており、永久磁石１８Ａは連結部材３０およびピストン１７と一体に往復移動する。アクチュエータ１８のコイル１８Ｂはシリンダ１４の内側に固定されている。

　中間室３２は、気体加圧室１０と液体加圧室１１との間に位置している。往復ポンプ装置３は、中間室３２と気体加圧室１０とを連通させる連通流路３５と、連通流路３５に配置された逆止弁３６をさらに備えている。本実施形態では、連通流路３５は、気体加圧用ピストン２４内に形成されており、気体加圧用ピストン２４を貫通して延びている。連通流路３５の一端は中間室３２に連通し、連通流路３５の他端は気体加圧室１０に連通している。逆止弁３６は、気体加圧用ピストン２４内に配置されている。連通流路３５および逆止弁３６は、気体加圧用ピストン２４と一体に往復移動する。逆止弁３６は、中間室３２から気体加圧室１０への一方向の流れのみを許容するように構成されている。

　シリンダ１４は、液体加圧室１１に連通する液化ガス導入口３８を有している。液化ガス導入口３８は、液体加圧室１１を形成するシリンダ１４の壁部に形成されている。液体移送ライン６は、液化ガス導入口３８を通じて液体加圧室１１に連通している。すなわち、液体移送ライン６の一端は、貯留タンク１の下部に接続され、液体移送ライン６の他端は、シリンダ１４に接続され、かつ液体加圧室１１に連通している。

　液化ガス移送システムは、気体加圧室１０に接続された第１吐出しライン４１と、液体加圧室１１に接続された第２吐出しライン４２と、第１吐出しライン４１に取り付けられた第１吐出側逆止弁４４と、第２吐出しライン４２に取り付けられた第２吐出側逆止弁４５をさらに備えている。往復ポンプ装置３によって加圧されたボイルオフガス（水素ガス）と液体水素は、第１吐出しライン４１および第２吐出しライン４２を通って排出される。第１吐出側逆止弁４４および第２吐出側逆止弁４５は、往復ポンプ装置３から流出する方向の流れのみを許容するように構成されている。

　以下、往復ポンプ装置３の動作について説明する。気体加圧用ピストン２４および液体加圧用ピストン２５を含むピストン１７がシリンダ１４内で移動すると、貯留タンク１内のボイルオフガス（水素ガス）と液体水素は、気体移送ライン５および液体移送ライン６を通って中間室３２および液体加圧室１１にそれぞれ導入される。より具体的には、ピストン１７が図１において下向きに移動すると、気体加圧室１０内に負圧が形成され、中間室３２内の流体は連通流路３５を通って気体加圧室１０に移動する。その結果、貯留タンク１内のボイルオフガスは気体移送ライン５を通って中間室３２内に導入される。

　ピストン１７が図１において上向きに移動すると、貯留タンク１内の液体水素は液体移送ライン６を通って液体加圧室１１内に導入される。その後、ピストン１７が図１において下向きに移動すると、中間室３２内のボイルオフガスは連通流路３５を通って気体加圧室１０に移動するとともに、貯留タンク１内のボイルオフガスは気体移送ライン５を通って中間室３２内に導入される。同時に、液体加圧室１１内の液体水素は、液体加圧用ピストン２５によって加圧される。さらに、ピストン１７が図１において上向きに移動すると、気体加圧室１０内のボイルオフガスは、気体加圧用ピストン２４によって加圧され、その一方で、貯留タンク１内の液体水素は液体移送ライン６を通って液体加圧室１１内に導入される。

　このようにして、ピストン１７の往復移動に伴い、ボイルオフガスと液体水素は、交互にピストン１７によって加圧され、交互にシリンダ１４から排出される。気体加圧室１０内の圧力は、ピストン１７の往復移動に伴って大きく変動するが、中間室３２内の圧力は逆止弁３６の設定圧力によって圧力が維持される。結果として、中間室３２に連通する貯留タンク１内の圧力が調整できる。

　液体加圧用ピストン２５が液体加圧室１１内の液体水素を加圧しているとき、第２シール２７に接する液体水素の一部がガス化してボイルオフガスとなり、ボイルオフガスは中間室３２に流入する。このボイルオフガスは、貯留タンク１から導入されたボイルオフガスと中間室３２内で混合され、連通流路３５を通じて気体加圧室１０に流入する。このように、シリンダ１４内で発生したボイルオフガスはシリンダ１４から外部に漏洩することがなく、ボイルオフガスを回収することができる。

　特に、アクチュエータ１８の全体はシリンダ１４内に配置されており、アクチュエータ１８がピストン１７に連結される位置はシリンダ１４内である。したがって、シリンダ１４を貫通するピストンロッドが不要であり、ピストンロッドとシリンダ１４との隙間を封止するシールも不要である。さらに、ピストンロッドとシリンダ１４との隙間からボイルオフガスが漏洩することがない。

　液化ガス移送システムは、第１吐出しライン４１および第２吐出しライン４２に接続された冷却装置としての熱交換器５０をさらに備えている。往復ポンプ装置３により加圧されたボイルオフガスおよび液体水素は、第１吐出しライン４１および第２吐出しライン４２を通って熱交換器５０に送られる。熱交換器５０は、互いに隣接する加熱流路５１と冷却流路５２を有している。加熱流路５１は第１吐出しライン４１に接続されており、冷却流路５２は第２吐出しライン４２に接続されている。熱交換器５０内では、加圧されたボイルオフガスは加熱流路５１を流れ、加圧された液体水素は冷却流路５２を流れる。加熱流路５１内の加圧されたボイルオフガスと冷却流路５２内の加圧された液体水素との間で熱交換が行われ、その結果加圧されたボイルオフガスは冷却され、液体水素は加熱される。加熱された液体水素は、蒸発器（例えば図１０に示す蒸発器２０２）などに送られる。

　本実施形態では、加圧されたボイルオフガスを冷却するための冷却装置として熱交換器５０が設けられているが、加圧されたボイルオフガスを冷却することができる限りにおいて、冷却装置のタイプは特に限定されない。例えば、内部を冷媒が循環する冷凍機を冷却装置として用いてもよい。

　液化ガス移送システムは、第１吐出しライン４１に接続された減圧装置５５をさらに備えている。減圧装置５５は、冷却装置としての熱交換器５０の下流側に配置されている。減圧装置５５は、冷却装置として熱交換器５０を通過した、加圧および冷却されたボイルオフガスの圧力を大気圧まで下げるための装置であり、その具体的構成はその意図した機能が発揮できる限りにおいて特に限定されない。例えば、減圧装置５５の例としては、膨張機、ジュールトムソン弁が挙げられる。

　液化ガス移送システムは、減圧装置５５から貯留タンク１の上部まで延びる戻りライン６０をさらに備えている。加圧および冷却されたボイルオフガスの圧力が減圧装置５５により大気圧まで下げられると、ボイルオフガスは気液混合流体となる。この気液混合流体は、戻りライン６０を通って貯留タンク１に戻される。気液混合流体に含まれる液体水素（液化ガス）は、貯留タンク１内に保持されている液体水素と混合される。気液混合流体に含まれる水素ガスは、貯留タンク１内に保持されているボイルオフガス（水素ガス）と混合される。

　このようにして、貯留タンク１から往復ポンプ装置３に送られたボイルオフガスの一部は、液体水素（液化ガス）を形成し、貯留タンク１内に回収される。本実施形態によれば、従来のシステムでは大気中に廃棄されていたボイルオフガスの一部を液化ガスに再生することができる。また、単一のシリンダ１４内に配置されたピストン１７は、液化ガスとボイルオフガスを交互に加圧することができる。したがって、ボイルオフガスを加圧するための専用の圧縮機を設ける必要がなく、設置面積も増えることがない。

　図２は、図１に示す液化ガス移送システム内を循環する水素の状態を示すモリエル線図である。縦軸は水素の圧力を表し、横軸は水素の比エンタルピーを表している。図２中のＡ点からＢ点までの工程は、往復ポンプ装置３によりボイルオフガス（水素ガス）を圧縮する工程である。この圧縮工程の結果、ボイルオフガスは、気相から超臨界状態に移行する。以下、超臨界状態のボイルオフガスを超臨界流体と称する。

　図２中のＢ点からＣ点までの工程は、冷却装置としての熱交換器５０により超臨界流体を冷却する工程である。この冷却工程の結果、超臨界流体の圧力は維持されたまま、超臨界流体の温度が低下する。図２中のＣ点からＤ点までの工程は、減圧装置５５により超臨界流体の圧力を低下させる工程である。この減圧工程の結果、超臨界流体は気液混合流体となる。気液混合流体中の液体水素（液化ガス）と水素ガス（ボイルオフガス）との質量の割合は、図２に示す長さＬ２とＬ１との比に相当する。

　上述したように、ボイルオフガスは、ピストン１７により加圧されて超臨界流体となる。超臨界流体は、冷却することで、再利用することができる。さらに、冷却された超臨界流体を減圧させることで、超臨界流体を気液混合流体にすることができ、気液混合流体から液化ガスを回収することができる。

　図３および図４に示すように、減圧装置５５は省略してもよい。図３に示す実施形態では、冷却装置としての熱交換器５０により加圧および冷却されたボイルオフガス（超臨界流体）は、戻りライン６０を通って貯留タンク１内に戻され、貯留タンク１内の圧力維持に寄与する。図４に示す実施形態では、冷却装置としての熱交換器５０により加圧および冷却されたボイルオフガス（超臨界流体）は、水素ステーションのディスペンサーまたは蓄圧器（例えば図１０に示すディスペンサー２０４または蓄圧器２０３）などに送られ、ディスペンサーを介して燃料電池自動車などに供給される。

　図５は、往復ポンプ装置３の他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図５に示す実施形態では、連通流路３５は、シリンダ１４の外側に配置されている。逆止弁３６もシリンダ１４の外側に配置されている。連通流路３５の一端は、中間室３２を形成するシリンダ１４の壁部に接続され、連通流路３５の他端は、気体加圧室１０を形成するシリンダ１４の壁部に接続されている。図１を参照して説明した実施形態と同様に、貯留タンク１内のボイルオフガスは、ピストン１７の往復移動に伴って、中間室３２に導入され、連通流路３５を流れて、気体加圧室１０に流入する。

　図６は、往復ポンプ装置３のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図６に示す実施形態では、アクチュエータ１８の一部は、シリンダ１４内に配置され、他の部分はシリンダ１４の外に配置されている。具体的には、アクチュエータ１８は、気体加圧用ピストン２４と液体加圧用ピストン２５とを連結する連結部材３０に固定された永久磁石１８Ａと、シリンダ１４の外側に配置されたコイル１８Ｂを備えている。永久磁石１８Ａはシリンダ１４の中間室３２内に配置されており、ピストン１７および連結部材３０と一体に往復移動する。コイル１８Ｂは、永久磁石１８Ａの外側に位置している。

　図６に示す実施形態でも、アクチュエータ１８がピストン１７に連結される位置はシリンダ１４内である。したがって、シリンダ１４を貫通するピストンロッドが不要であり、ピストンロッドとシリンダ１４との隙間を封止するシールも不要である。さらに、ピストンロッドとシリンダ１４との隙間からボイルオフガスが漏洩することがない。

　図７は、往復ポンプ装置３のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図７に示す実施形態では、シリンダ１４は、気体加圧室１０に連通するボイルオフガス導入口３３を有している。ボイルオフガス導入口３３は、気体加圧室１０を形成するシリンダ１４の壁部に形成されている。気体移送ライン５は、ボイルオフガス導入口３３に接続されている。したがって、貯留タンク１内のボイルオフガスは、気体移送ライン５を通って気体加圧室１０に直接導入される。

　図７に示す実施形態では、貯留タンク１内のボイルオフガスは中間室３２内には導入されないが、それ以外のボイルオフガスの流れは図１に示す実施形態と同じである。連通流路３５および逆止弁３６は、図７に示す実施形態でも同様に設けられる。これは、液体加圧室１１から漏洩した水素ガスを、連通流路３５を通じて気体加圧室１０に導くためである。

　図８は、往復ポンプ装置３のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図７を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図８に示す実施形態では、往復ポンプ装置は、中間室３２に連通するリリーフ弁６１を備えている。本実施形態では、連通流路３５および逆止弁３６は設けられていない。

　液体加圧室１１から第２シール２７を通じて中間室３２に漏洩した液体水素は水素ガスとなり、中間室３２内の圧力が上昇する。リリーフ弁６１は、中間室３２内の圧力が設定値を超えたときに開き、中間室３２内の水素ガスをシリンダ１４の外部に放出するように構成されている。

　図９は、往復ポンプ装置３のさらに他の実施形態を示す模式図である。特に説明しない本実施形態の構成および動作は、図１を参照して説明した実施形態と同じであるので、その重複する説明を省略する。図９に示す実施形態では、アクチュエータ１８は、シリンダ１４の外部に配置されている。ピストン１７は、シリンダ１４を貫通するピストンロッド６３によりアクチュエータ１８に連結されている。往復ポンプ装置３は、ピストンロッドとシリンダ１４との間の隙間を封止するシール６４を備えている。

　本実施形態の往復ポンプ装置３は、シリンダ１４からのボイルオフガスの微量の漏洩が許容される場合に適用可能である。

　図１乃至図９を参照して説明した実施形態は、適宜組み合わせることができる。例えば、図５乃至図９を参照して説明した実施形態のうちのいずれかは、図３または図４を参照して説明した実施形態に適用してもよい。

　上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

　本発明は、液化ガスおよびボイルオフガスを圧送するためのポンプ装置を含む液化ガス移送システムに利用可能である。

　１　　　貯留タンク
　３　　　往復ポンプ装置
　５　　　気体移送ライン
　６　　　液体移送ライン
　７　　　気体逆止弁
　８　　　液体逆止弁
１０　　　気体加圧室
１１　　　液体加圧室
１４　　　シリンダ
１７　　　ピストン
１８　　　アクチュエータ
１８Ａ　　永久磁石
１８Ｂ　　コイル
２１　　　気体加圧面
２２　　　液体加圧面
２４　　　気体加圧用ピストン
２５　　　液体加圧用ピストン
２６　　　第１シール
２７　　　第２シール
３０　　　連結部材
３２　　　中間室
３３　　　ボイルオフガス導入口
３５　　　連通流路
３６　　　逆止弁
３８　　　液化ガス導入口
４１　　　第１吐出しライン
４２　　　第２吐出しライン
４４　　　第１吐出側逆止弁
４５　　　第２吐出側逆止弁
５０　　　熱交換器（冷却装置）
５１　　　加熱流路
５２　　　冷却流路
５５　　　減圧装置
６０　　　戻りライン
６１　　　リリーフ弁
６３　　　ピストンロッド
６４　　　シール
２００　　貯留タンク
２０１　　ポンプ装置
２０２　　蒸発器
２０３　　蓄圧器
２０４　　ディスペンサー

Claims

　貯留タンク内の液化ガスを移送するための液化ガス移送システムであって、
　前記貯留タンク内の前記液化ガスおよびボイルオフガスを加圧するための往復ポンプ装置を備え、
　前記往復ポンプ装置は、
　　気体加圧室および液体加圧室を内部に有するシリンダと、
　　前記シリンダ内に配置されたピストンと、
　　前記ピストンに連結され、前記ピストンを往復移動させるためのアクチュエータを備えており、
　前記ピストンは、前記気体加圧室と前記液体加圧室との間に位置しており、
　前記ピストンは、前記気体加圧室に面する気体加圧面と、前記液体加圧室に面する液体加圧面を有する、液化ガス移送システム。
　前記ピストンは、前記気体加圧面を有する気体加圧用ピストンと、前記液体加圧面を有する液体加圧用ピストンを有しており、
　前記往復ポンプ装置は、
　　前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとを連結し、前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンを一体に往復移動させる連結部材と、
　　前記気体加圧用ピストンと前記液体加圧用ピストンとの間に位置し、かつ前記シリンダ内に位置する中間室をさらに備えている、請求項１に記載の液化ガス移送システム。
　前記往復ポンプ装置は、
　　前記中間室と前記気体加圧室とを連通させる連通流路と、
　　前記連通流路に配置された逆止弁をさらに備えており、
　前記逆止弁は、前記中間室から前記気体加圧室への一方向の流れを許容するように構成されている、請求項２に記載の液化ガス移送システム。
　前記シリンダは、前記中間室に連通するボイルオフガス導入口を有している、請求項３に記載の液化ガス移送システム。
　前記連通流路は、前記気体加圧用ピストンを貫通して延びている、請求項３に記載の液化ガス移送システム。
　前記連通流路は、前記シリンダの外側に配置されている、請求項３に記載の液化ガス移送システム。
　前記シリンダは、前記気体加圧室に連通するボイルオフガス導入口を有している、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。
　前記アクチュエータの少なくとも一部は、前記シリンダ内に配置されている、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。
　前記アクチュエータが前記ピストンに連結される位置は、前記シリンダ内である、請求項８に記載の液化ガス移送システム。
　前記往復ポンプ装置は、前記中間室に連通するリリーフ弁をさらに備えている、請求項２に記載の液化ガス移送システム。
　前記気体加圧室に接続された第１吐出しラインと、
　前記液体加圧室に接続された第２吐出しラインと、
　前記第１吐出しラインに接続された冷却装置をさらに備えている、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の液化ガス移送システム。
　前記冷却装置は、互いに隣接する加熱流路と冷却流路を有する熱交換器であり、
　前記加熱流路は前記第１吐出しラインに接続されており、前記冷却流路は前記第２吐出しラインに接続されている、請求項１１に記載の液化ガス移送システム。
　前記第１吐出しラインに接続され、かつ前記冷却装置の下流側に配置された減圧装置をさらに備えている、請求項１１に記載の液化ガス移送システム。
　前記減圧装置から前記貯留タンクまで延びる戻りラインをさらに備えている、請求項１３に記載の液化ガス移送システム。