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公開番号2025113225
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2025008460
出願日2025-01-21
発明の名称流体圧縮装置及び方法
出願人レール・リキード-ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類F04B 23/06 20060101AFI20250725BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】第1及び第2の圧縮室と、第1の室への吸入システムと、第1の室から第2の室への移送システムと、第1及び第2の室内の流体の圧縮を確実にするためのピストンと、圧縮流体を放出するためのオリフィスと、を備える流体圧縮装置並びに方法を提供する。
【解決手段】吸入システム(2)は、1つ以上の弁(2)を備え、この装置は、第1の圧縮室(3)内に捕捉された余剰液体が、第1の圧縮室(3)におけるピストン(5)の圧縮移動中に出ていくことを可能にするように、第1の圧縮室(3)と浴(16)との間の連通を可能にする放出オリフィス(8)を更に備え、この装置は、放出オリフィス(8)を介した液体の放出を制御することと、流体が放出オリフィス(8)を介して圧縮室(3)に入ってくることを防止することと、を行うように構成された放出弁(9)を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の圧縮段を備えた流体圧縮装置（１）であって、前記流体圧縮装置（１）は、液相を有する極低温流体の浴（１６）を含むように意図された封止筐体（１３）と、ここで、前記封止筐体（１３）の上部は、ガスヘッドスペースを含むように意図されており、第１の圧縮室（３）と、第２の圧縮室（４）と、前記第１の圧縮室（３）と連通しており且つ圧縮用の流体が前記第１の圧縮室（３）に入ることを可能にするように構成された吸入システム（２）と、前記第１の圧縮室（３）及び第２の圧縮室（４）と連通しており且つ前記第１の圧縮室（３）から前記第２の圧縮室（４）への流体の移送を可能にするように構成された移送システム（６）と、前記第１の圧縮室（３）及び第２の圧縮室（４）における前記流体の圧縮を確実にするための可動ピストン（５）と、を備え、
前記流体圧縮装置（１）は、また、前記第２の圧縮室（４）と連通しており且つ圧縮流体が出ていくことを可能にするように構成された放出オリフィス（７）を備え、前記第２の圧縮室（４）は、前記可動ピストン（５）の本体の一部と、前記流体圧縮装置の固定壁とによって画定されており、前記可動ピストン（５）は、第１の長手方向（Ａ）に並進することが可能であり、ここで、前記吸入システム（２）は、吸入段階の間、圧縮用の流体が前記第１の圧縮室（３）に入ることを確実にすることと、圧縮段階において、流体が出ていくことを防止することと、を行うように構成された１つ以上の弁（２）を備え、
前記流体圧縮装置が、前記第１の圧縮室（３）内に捕捉された余剰液体が、前記第１の圧縮室（３）における前記可動ピストン（５）の圧縮移動中に出ていくことを可能にするように、前記第１の圧縮室（３）と前記浴（１６）との間の連通を可能にする放出オリフィス（８）を更に備える流体圧縮装置（１）において、
前記流体圧縮装置が、前記放出オリフィス（８）を介した液体の放出を制御することと、流体が前記放出オリフィス（８）を介して前記第１の圧縮室（３）に入ってくることを防止することと、を行うように構成された放出弁（９）を備えることと、前記放出オリフィス（８）が、前記封止筐体（１３）の前記浴の中及び／又は上方に位置するように、前記浴（１６）中で前記封止筐体（１３）内に出てくる少なくとも１つの放出ダクト（１１）を介して、前記封止筐体（１３）と連通していることと、を特徴とする、流体圧縮装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記放出弁（９）が、例えば、ばねの作用を受ける遮断フラップを備える、逆止弁であることを特徴とする、請求項１に記載の流体圧縮装置。
【請求項３】
前記放出オリフィス（８）が、放出された液体の流れの速度及び／又は強度を、その圧力降下を制限することによって減衰させるように構成された流れリターダ（１０）を介して、前記封止筐体（１３）と連通していることを特徴とする、請求項１又は２に記載の流体圧縮装置。
【請求項４】
前記流れリターダ（１０）が、多孔質材料から作製されたノズルと、拡散孔のセットとのうちの少なくとも１つを備えることを特徴とする、請求項３に記載の流体圧縮装置。
【請求項５】
前記放出ダクト（１１）が、前記長手方向（Ａ）に平行して及び／又は前記長手方向（Ａ）に横断して、前記封止筐体（１３）内へと延在する部分を有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
【請求項６】
前記放出ダクト（１１）が、前記封止筐体（１３）の下部から上部に向かって延在することを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
【請求項７】
前記放出オリフィス（８）が、前記封止筐体（１３）内に出てくる複数の放出ダクト（１１）を介して、前記封止筐体（１３）と連通していることを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
【請求項８】
前記容器が、極低温液体、例えば液化水素からなる浴を含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の流体圧縮装置。
【請求項９】
請求項１～８のいずれか一項に記載の流体圧縮装置を使用して、極低温流体を圧送するための方法であって、前記容器（１３）は、液化極低温流体の浴を含み、前記方法は、前記可動ピストン（５）の第１の移動中に同時に、前記吸入システム（２）を介して前記第１の圧縮室（３）内に液体を入れるステップ、及び前記第２の圧縮室（４）内の流体を圧縮するステップと、次いで、前記可動ピストン（５）の第２の反対方向への移動中に、前記移送システム（６）を介して前記第２の圧縮室（４）内に流体を入れるステップ、及び余剰流体がその間に前記放出オリフィス（８）を介して前記第１の圧縮室（３）から放出される、前記第１の圧縮室（３）内の前記液体を圧縮するステップと、を備える方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧縮装置及び方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【０００２】
本発明は、より詳細には、複数の圧縮段を備えた流体圧縮装置であって、液相を有する極低温流体の浴（bath）を含むように意図された封止筐体と、ここで、筐体の上部は、ガスヘッドスペースを含むように意図されており、第１の圧縮室と、第２の圧縮室と、第１の圧縮室と連通しており且つ圧縮用の流体が上記第１の圧縮室に入ることを可能にするように構成された吸入システムと、第１及び第２の圧縮室と連通しており且つ第１の圧縮室から第２の圧縮室への流体の移送を可能にするように構成された移送システムと、第１及び第２の圧縮室における流体の圧縮を確実にするための可動ピストンと、を備え、この装置はまた、第２の圧縮室と連通しており且つ圧縮流体が出ていくことを可能にするように構成された放出オリフィスを備え、第２の圧縮室は、ピストンの本体の一部と、装置の固定壁とによって画定されており、ピストンは、第１の長手方向に並進することが可能であり、ここで、吸入システムは、吸入段階の間、圧縮用の流体が第１の圧縮室に入ることを確実にすることと、圧縮段階において、流体が出ていくことを防止することと、を行うように構成された１つ以上の弁を備え、この装置は、第１の圧縮室内に捕捉された余剰液体が、第１の圧縮室におけるピストンの圧縮移動中に出ていくことを可能にするように、第１の圧縮室と浴との間の連通を可能にする放出オリフィスを更に備える、流体圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
液体水素ポンプの性能及び体積効率を向上させるためには、吸入時に液体の良好な熱力学的品質を有することが不可欠である。これは、圧力降下及び熱入力によるキャビテーションを回避するためである。ポンプを含むタンク（浴又はサンプ）から引き出された液体の高圧圧縮は、多くの場合、第１の圧縮段（又は予備圧縮）によって先行される。この予備圧縮は、一般に、第２の圧縮段よりも低い比率（rate）を有する圧縮段である。第１の圧縮段は、浴の飽和温度での準飽和液体を吸入し、圧縮段における「フラッシュ」蒸発なしに、良好な充填を達成するために、加圧によって準飽和液体を機械的に過冷却する。
【０００４】
２つの圧縮段が単一のピストンの反対方向への移動によって生成される場合、第２の圧縮段を充填する段階は、従って、第１の段における圧縮と同時に行われる。
【０００５】
これら室の直径は異なるが、ピストン行程は同一であるので、その結果、行程容積は異なり得る（典型的に、第１の段は、第２の段より大きい容積を有する）。（フラッシュ蒸発がない場合は、圧縮性がほとんどないので）流体の密度が比較的一定のままであると仮定すると、第２の段への流入の間、第１の圧縮室から加圧液体の一部を放出することは不可欠であり得る。
【０００６】
この余剰流体を浴に自然放出するために、第１の圧縮室と浴とを接続するポート又はチャネルを設けることは、既知の慣行である。
【０００７】
この解決策は、完全に満足のいくものではない。第１の圧縮段からの過剰液体のこの放出は、浴内に気化ガスを発生させ得る。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の１つの目的は、先行技術の上記に示した欠点のうちの全て又はいくつかを克服することである。
【０００９】
この目的のために、本発明による装置、さもなければ、上記序文で与えられたその包括的定義に対応する装置は、本質的に、放出オリフィスを介した液体の放出を制御することと、流体が放出オリフィスを介して圧縮室に入ってくることを防止することと、を行うように構成された放出弁を有することを特徴とする。
【００１０】
加えて、本発明の実施形態は、以下の特徴のうちの１つ以上を備え得る：
－放出弁が、例えば、ばねの作用を受ける遮断フラップを備える、逆止弁である、
－放出オリフィスが、放出された液体の流れの速度及び／又は強度を、その圧力降下を制限することによって減衰させるように構成された流れリターダを介して、筐体と連通している、
－流れリターダが、多孔質材料から作製されたノズルと、拡散孔のセットとのうちの少なくとも１つを備える、
－放出オリフィスが、筐体の浴の中及び／又は上方に位置するように、浴中で筐体内に出てくる（emerging）少なくとも１つの放出ダクトを介して、筐体と連通している、
－放出ダクトが、長手方向に平行して及び／又は長手方向に横断して、筐体内へと延在する部分を有する、
－放出ダクトが、筐体の下部から上部に向かって延在する、
－放出オリフィスが、筐体内に出てくる複数の放出ダクトを介して、筐体と連通している、
－容器が、極低温液体、例えば液化水素からなる浴を含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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