JPS63255576A - 液体移送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、吸入口を経て貯蔵タンクから液体を吸入する
ポンプを用い、沸騰温度又はその近傍の温度にある液体
、特に液体水素を移送するための方法及び装置に関する
。

〔従来技術及び発明が解決しようとする課題〕沸騰中の
液体、例えば極低温水素の場合の移送時に於いて、吸入
行程時にポンプの吸入口部に於いて被移送液体の圧力低
下が生じ、これがまた気泡形成をもたらす。こうした効
果は、ポンプの送出行程に於いて、吸入された蒸気状物
質がその後の圧力上昇により再び液化され、その結果、
移送量のかなりの部分が喪失されることからして、望ま
しくない効果である。該効果は、その限りで、液体の効
率的移送を不可能とする結果をもたらし得る。

前記効果に対し貯蔵タンク内の圧力上昇を以って対処す
ることは不可能であるが、それは該圧力上昇が単に平衡
−沸騰温度の変位をもたらすにすぎず、その結果、貯蔵
タンク内におけるそうした静的圧力上昇時にもポンプの
吸入口部に於いては平衡状態に対比して圧力低下が発生
し、これが望ましくない気泡形成を結果させると考えら
れるからである。

前記の望ましくない気泡形成を例えば液体における慣性
効果の導入によって回避し得ることは公知に属する。該
措置に数え入れられるものは、例えば、ポンプに不動式
のピストンと可動式のシリンダを装備するかあるいはい
わゆるプレフィーダを装備することである。該フィーダ
は基本的に流れに合わせて適切に成形された装置であり
、吸入行程のあいだ被移送液体を慣性効果によりポンプ
吸入口に向かって送り、こうして吸入口部における圧力
低下を阻止する。該プレフィーダ装置の作動は信頼に足
るものであるが、ポンプの幾何的形状寸法をその長さな
らびに直径の点で共に大幅に増加させるとの短所を有し
ており、この点からして特に例えば自動車に搭載可能な
非常に小型のポンプが必要とされる場合には構造上の問
題を生じさせることとなる。また更に、既存のフィーダ
装置を改造することも不可能である。

〔課題を解決するための手段、作用、効果〕本発明の目
的は、冒頭に述べた類の方法を改良し、ポンプ自体の構
造を変える必要なしに、液体の移送にあたってポンプの
吸入行程における望ましくない気泡形成が回避されるよ
うにすることである。

前記目的は冒頭に述べた類の方法に於いて、本発明によ
り、ポンプ吸入行程のあいだ貯蔵タンク内の圧力を短時
間に亘り貯蔵タンク内の液体の平衡圧力以上に引上げる
ことによって実現される。

したがって貯蔵タンク内の圧力は脈動的に吸入行程に於
いてのみ高められ、他のボンブザビクル時には圧力が再
び低下させられることから、吸入行程におけるタンク内
圧力は平衡圧力をかなり上回っており、これにより吸入
行程における気泡形成の回避が保証されることとなる。

本発明の目的は、更に、前記方法を実施するための装置
を提供することである。該目的は被移送液体のための貯
蔵タンクと吸入側で結合しているポンプを具備した装置
に於いて、本発明により、密閉された貯蔵タンクを圧力
管と連結し、該圧力管をポンプの運動プロセスと同期的
にポンプ吸入行程に於いて圧力源と結合し得るようにし
、吸入行程以外に於いては貯蔵タンクが同じくポンプの
運動プロセスと同期的に漏気されることによって実現さ
れる。

前記に於いて「漏気」とは圧力源と貯蔵タンクとの連結
によって注する圧力上昇が再び元の圧力レベルに復帰さ
せられることとして理解される。

これは例えば貯蔵タンクを低圧の均圧タンクと結合する
ことにより行な・）ことができる。

前記措置は圧力管が圧力源又は逃し管と交互に結合可能
であって、該交互的結合が機械的もしくは電磁的に作動
させられる弁によって行なわれる場合には構造的に有利
に実現することができる。

圧力源又は逃し管と貯蔵タンクとの連結がポンプの運動
によって制御されているのが特に有利である。該制御に
より貯蔵タンクに対する圧力パルスの同期作用が保証さ
れることとなる。

本発明の好ましい実施形態に於いて圧力源は、被移送液
体中で凝縮せず且つ被移送液体とは異なるガスを供給す
るように構成されており、例えば、水素が被移送液体と
して用いられる場合には圧力源はガス状ヘリウムを供給
することができる。

別の実施形態に於いて圧力源は被移送液体を構成してい
るのと同じ物質をガス状及び／又は液状で供給するよう
に構成されており、したがって、水素が被移送液体とし
て用いられる場合には圧力源はガス状もしくは液状の水
素あるいはガス状水素と液状水素の混合物を供給するこ
とができる。

前記の場合に於いて、圧力源が供給タンクを具備してお
り、該供給タンクがポンプの圧送側送出管から供給を受
けているのが特に有利である。これにより外部圧力源を
利用することが不必要となす、供給タンクには、各々の
ポンプサイクルにあって、新たに僅かな量の被移送液体
が加圧注入されることから、ポンプ自体の運転により、
いつでも、加圧媒体を圧力パルスをつくり出すために用
いることができることとなる。

貯蔵タンク内には逆止弁を備えた被移送液体用の供給管
を開口させることができる。逆止め弁を装備することに
より貯蔵タンク内における短時間の圧力増加が可能とな
る。

〔実施例〕

以下に述べる本発明の好ましい実施例の説明は図面と共
に本発明の詳細な説明に資するものである。

図面には液体水素を移送するための移送装置の構造が示
されているが、同図は最も重要な部分のみを図示したも
のである。全面的に密閉された貯蔵タンク１の内部には
液体水素が平衡状態で収容されている。この場合、該タ
ンク中に於いて、不完全な熱絶縁とそれに起因する熱供
給とにより、液体水素の沸騰温度に相当する温度が形成
される。

貯蔵タンク１の内部には供給管２が開口しており、該供
給管は貯蔵タンク１への開口部に逆止弁３を備え、該逆
止弁３は流入方向に対して開き、それとは反対の方向に
対しては閉鎖する。

貯蔵タンク１の内部には、ポンプシリンダ５、該シリン
ダ５内に於いて往復駆動されるピストン６、吸入弁７及
び送出弁８を備えた移送ポンプ４が液体中に浸漬されて
配置されており、該ポンプ４の吸入口９は貯蔵タンク１
の内部の液体中に直接に口を開いているが、圧送口１０
は圧送管１１の内部に開口しており、該圧送管はシーリ
ングされて貯蔵タンク１の外部へ誘導されている。ピス
トン６は駆動ロッド１２を介して駆動装置２０により周
期的に上下運動させられ、これにより、ピストンで分離
されているポンプチャンバ１３の体積が同じく周期的に
変化させられる。

貯蔵タンク１の上部には圧力パルス管１４が開口してお
り、該パルス管は一方で圧力管１５と連結し、他方で圧
力逃し管１６と連結している。圧力管１５は圧力供給タ
ンクすなわち圧力タンク１７につながっていると共に圧
力タンク１７に至るまでの途中に開閉弁１８、例えば電
磁弁、が設、けられている。図面からは明らかでばない
が、逃し管１６は通気チャンバ、例えば均圧チャンバ、
につながっているかもしくは直接外部に通じている。逃
し管１６にも開閉弁１９が設けられているが、該弁も同
じく電磁弁として形成されていてよい。双方の弁１８及
び１９は制御線２１ないし２２を介してピストン６の駆
動装置２０と連結されていることから、ピストン６の運
動と同期的に開閉信号が弁１８及び１９に発信される。

この場合、相互の対応関係は、ピストン６の吸入行程中
には圧力管１５の弁１８が開放されると共に逃し管１６
の弁１９が閉じられており、他のすべてのピストン行程
中には双方の弁１８及び１９の閉鎖状態が逆転するよう
に構成されている。これにより圧力パルス管１４はピス
トン６の吸入行程にあっては専ら圧力タンク１７と連結
されるが、他のすべてのポンプ行程にあっては専ら逃し
管１６と連結されることとなる。

圧力タンク１７には高圧ガス、例えば液体水素移送時に
あってはヘリウムガスを装填しておくことができる。

別の実施例に於いて圧力タンクＩ７は図面に鎖線で示さ
れている供給管２３を介して圧送管１１と結合されてお
り、その際、供給管２３には圧力タンク１７の方向に向
かって開く逆止弁２４が設けられている。該実施例に於
いて圧力タンク１７にはポンプにより加圧送出される液
体の一部が注入される。したがって圧力タンク１７中に
はポンプによって送出さるべき液体と同一の物質がある
こととなり、その際、該物質は圧力タンク内に於いてガ
ス状、液状あるいは液体−蒸気−二相混合物として存在
し得る。

いずれの場合にせよ、圧力タンク１７中の媒体の圧力は
貯蔵タンク１が圧力パルス管１４と逃し管１６とを経て
通気チャンバに連結される際に該貯蔵タンク内に形成さ
れる圧力よりも高い。こうして形成される貯蔵タンク内
の低い圧力が該タンり内の平衡圧力を決定し、また該平
衡圧力が貯蔵タンク内の沸騰プロセスを決定する。

装置運転中に於いて貯蔵タンクはピストン６の吸入行程
に於いてのみ短時間に亘り圧力タンク１７からの圧力パ
ルスの作用を受けるので、該吸入行程に於いて貯蔵タン
ク内の圧力が短時間に亘って高められることとなる。こ
れにより、高速運動を行なうポンプの場合にあっても、
吸入行程に於いて、ポンプ吸入口部の圧力が高まり気泡
形成は生じないこととなる。また貯蔵タンク内の圧力は
、吸入行程力ｌ多丁すると直ちに、再び通常の平衡圧力
にまで低下するので、圧力上昇による沸騰カーブが持続
することはない。したがって平衡圧力は、基本的に、貯
蔵タンク１の圧力逃し時の圧力によって決定される。

既存の移送装置に於いてもポンプ自体の改変を要するこ
となく前記措置を適用し得る点が有利である。このため
には、貯蔵タンクに補助的な圧力パルス管を設け、該パ
ルス管を介し交互に且つポンプ運動と同期的に短時間の
圧力上昇とそれに続く圧力逃しを行なえば十分である。

弁１８及び１９の切換えは前記のように電気的方法で行
なうことができるが、この場合、電磁弁を使用するのが
好ましい。但し駆動装置２０との直接の機械的連結によ
り機械的な切換え制御を行なうことも可能である。

【図面の簡単な説明】

添付図は本発明の一実施例に係る液体移送装置の構成を
示したものである。 １・・・貯蔵タンク、２・・・供給管、３・・・逆止弁
、　　４・・・ポンプ、１】・・・送出管、　１４・・
・圧力パルス管、１６・・・逃し管、 １７・・・圧力供給タンク（圧力源）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、吸入口を経て貯蔵タンクから液体を吸入するポンプ
   を用いて沸騰温度又はその近傍の温度にある液体を移送
   するための方法に於いて、ポンプが吸入行程のときに貯
   蔵タンク内の圧力を短時間に亘って貯蔵タンク内の液体
   の平衡圧力以上に引上げることを特徴とする液体移送方
   法。 ２、移送すべき液体のための貯蔵タンクに吸入側が結合
   しているポンプを具備した請求項１に記載の方法を実施
   するための装置に於いて、密閉された貯蔵タンク（１）
   が圧力パルス管（１４）に連結され、該圧力パルス管（
   １４）がポンプ（４）の運動と同期してポンプの吸入行
   程時に圧力源（１７）と結合可能とされ、吸入行程以外
   のときには貯蔵タンク（１）が同じくポンプ（４）の運
   動と同期して漏気されることを特徴とする液体移送装置
   。 ３、圧力パルス管（１４）が交互に圧力源（１７）と逃
   し管（１６）とに連結可能とされていることを特徴とす
   る請求項２に記載の装置。 ４、貯蔵タンク（１）と圧力源（１７）又は逃し管（１
   ６）との連結がそれぞれポンプ（４）の運動によって制
   御されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載
   の装置。 ５、圧力源（１７）が、被移送液体中で凝縮せず、且つ
   、被移送液体とは異なるガスを供給することを特徴とす
   る請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の装
   置。 ６、圧力源（１７）が被移送液体を構成しているのと同
   じ物質をガス状及び／又は液状で供給することを特徴と
   する請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の
   装置。 ７、圧力源が圧力供給タンク（１７）を具備しており、
   該圧力供給タンク（１７）がポンプ（４）の圧送側送出
   管（１１）から供給を受けることを特徴とする請求項６
   に記載の装置。 ８、貯蔵タンク（１）内に逆止弁（３）を備えた被移送
   液体のための供給管（２）が開口していることを特徴と
   する請求項２から請求項７までのいずれか１項に記載の
   装置。