本發(fā)明涉及往復(fù)式壓縮機(jī)組。

背景技術(shù)：

1、近年，考慮環(huán)境而正在研究將氫用作發(fā)電及汽車等的燃料，進(jìn)而氫的需求正在增大。另外，通過壓縮機(jī)進(jìn)行將液化天然氣(lng)、液化氫(lh2)等低溫的蒸發(fā)氣體(boil-offgas，bog)回收并且供應(yīng)到發(fā)動(dòng)機(jī)等需求端。尤其是lh2所產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體非常低溫。因此，若采用讓壓縮機(jī)直接吸入蒸發(fā)氣體的形態(tài)，會(huì)受到如下等限制：需要選擇適合極低溫的材料；采用考慮了熱變形量的設(shè)計(jì)條件；或者，需要實(shí)施嚴(yán)格的絕熱處理。

2、另外，在專利文獻(xiàn)1中，指出了下面那樣的問題?！敖?，氫作為新的能源而受注目。被設(shè)想：氫在被用作能源的情況下，也如天然氣那樣以液化狀態(tài)進(jìn)行儲(chǔ)存和輸送。然而，氫具有液化溫度低于空氣的液化溫度這一特性。因此，若將以天然氣等為對(duì)象的往復(fù)移動(dòng)式壓縮機(jī)等設(shè)備直接適用于氫，則有可能產(chǎn)生因極低溫的液化氫而起的不良情況。例如，導(dǎo)致在供應(yīng)液化氫的裝置周邊產(chǎn)生液化空氣?！?/p>

3、對(duì)此，在專利文獻(xiàn)1中進(jìn)行了如下說明：“該往復(fù)移動(dòng)式壓縮機(jī)在容器部收容有壓縮氣體的壓縮部。而且，該容器部在壓縮部的周邊形成真空區(qū)域。于是，壓縮部基于真空區(qū)域而與外部區(qū)域絕熱。也就是說，即使在極低溫的氣體被提供到壓縮部的情況下，往復(fù)移動(dòng)式壓縮機(jī)的周邊區(qū)域也不會(huì)被過度冷卻。因此能夠抑制液化空氣的產(chǎn)生”。然而，一般情況下，對(duì)于伴隨運(yùn)轉(zhuǎn)中的振動(dòng)的動(dòng)力機(jī)械或必需通過檢查開口部來進(jìn)行定期維護(hù)的設(shè)備(例如往復(fù)移動(dòng)式壓縮機(jī)等)等而言，實(shí)現(xiàn)高性能的絕熱非常難。

4、在專利文獻(xiàn)2、3中，以螺桿壓縮機(jī)為對(duì)象而提出了利用預(yù)熱器來調(diào)整吸入氣體的溫度的技術(shù)。此外，在專利文獻(xiàn)4中，公開了一種往復(fù)式壓縮機(jī)，并且示出了一種讓被吸入壓縮部之前的蒸發(fā)氣體與從壓縮部輸出后的蒸發(fā)氣體進(jìn)行熱交換的熱交換器。然而，由于該熱交換器是用于將被壓縮部壓縮后的蒸發(fā)氣體再液化的熱交換器，因此由配置在壓縮部下游的冷卻器冷卻的蒸發(fā)氣體被導(dǎo)入熱交換器。

5、另一方面，在專利文獻(xiàn)5中指出了如下那樣的問題：“以往，在通過低溫氣體多段壓縮機(jī)將在lng低溫儲(chǔ)罐內(nèi)所蒸發(fā)的bog(蒸發(fā)氣體)壓縮并供應(yīng)到工廠設(shè)備的情況下，bog的溫度易于在從零下一百多度至常溫這樣寬闊的范圍變動(dòng)，尤其是在多段壓縮機(jī)剛被啟動(dòng)后，吸入側(cè)溫度會(huì)升溫至接近常溫，如果就這樣進(jìn)行壓縮，則輸出溫度會(huì)成為允許溫度以上的溫度，從而無法運(yùn)轉(zhuǎn)”。

6、就液化氫而言，由于其沸點(diǎn)低于lng，因此其所產(chǎn)生的問題有可能比專利文獻(xiàn)5中所揭示的問題更為嚴(yán)重。就處理液化氫的蒸發(fā)氣體的往復(fù)式壓縮機(jī)而言，其必需適應(yīng)從極低溫狀態(tài)至常溫的寬闊的溫度范圍。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)1：日本專利公開公報(bào)特開2020-172870號(hào)

10、專利文獻(xiàn)2：日本專利公報(bào)第7085079號(hào)

11、專利文獻(xiàn)3：日本專利公開公報(bào)特開2001-65795號(hào)

12、專利文獻(xiàn)4：日本專利公開公報(bào)特開2019-27590號(hào)

13、專利文獻(xiàn)5：日本專利公開公報(bào)特開平4-12178號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于：針對(duì)處理液化氫的蒸發(fā)氣體的往復(fù)式壓縮機(jī)組，恰當(dāng)?shù)乇Ｗo(hù)其構(gòu)成設(shè)備，以使其免受蒸發(fā)氣體的寬廣的溫度變化的影響。

2、本發(fā)明一個(gè)方面涉及一種往復(fù)式壓縮機(jī)組，其是往復(fù)式壓縮機(jī)組，從液化氫儲(chǔ)存槽回收蒸發(fā)氣體亦即氫氣，并且將該氫氣的至少一部分供應(yīng)到包含發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電設(shè)備及鍋爐中的至少一者的高壓需求端(d1)。所述一個(gè)方面涉及的壓縮機(jī)組包括：多個(gè)壓縮段、曲柄機(jī)構(gòu)、回流部(sb1)、低壓氣體排出路、需求端切換單元(cv1)、止回閥、第1溫度傳感器、第2溫度傳感器、以及控制部。

3、所述多個(gè)壓縮段壓縮從吸入流道吸入的氫氣。所述曲柄機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)壓縮段。所述回流部(sb1)包含回流流道和回流閥。所述回流流道是使被輸出到所述多個(gè)壓縮段的輸出側(cè)的輸出流道后的氫氣、或者在所述多個(gè)壓縮段之間的中間流道中流通的氫氣返回到所述吸入流道的流道。所述回流閥在所述回流流道調(diào)整回流量。所述低壓氣體排出路是從設(shè)置在所述中間流道或所述輸出流道的分支點(diǎn)分支，并且能夠?qū)錃馀懦龅降蛪盒枨蠖?d2)的流道，所述低壓需求端(d2)能夠處理與所述高壓需求端(d1)所要求的氫氣相比壓力低的氫氣。所述需求端切換單元(cv1)被設(shè)置在所述低壓氣體排出路或所述分支點(diǎn)。所述止回閥相對(duì)于所述分支點(diǎn)而位于下游側(cè)。所述第1溫度傳感器被配置在所述中間流道或所述輸出流道中相對(duì)于所述分支點(diǎn)而位于上游側(cè)。所述第2溫度傳感器被配置在所述吸入流道中所述回流流道的連接部與所述多個(gè)壓縮段中的最前1個(gè)段的第1壓縮段之間。所述控制部控制所述需求端切換單元(cv1)和所述回流閥。

4、在所述一個(gè)方面涉及的壓縮機(jī)組中，所述控制部在啟動(dòng)期間且在由所述第1溫度傳感器獲取的溫度ts1為比0℃大的指定的第1溫度閾值t1以上的情況下，控制所述需求端切換單元(cv1)，使得成為讓氫氣在所述低壓氣體排出路中流通的第1切換狀態(tài)。此外，所述控制部在由所述第1溫度傳感器獲取的溫度ts1為小于所述第1溫度閾值t1的情況下，控制所述需求端切換單元(cv1)，使得成為將氫氣朝著所述高壓需求端(d1)送到所述輸出流道的第2切換狀態(tài)。此外，所述控制部在所述需求端切換單元(cv1)處于所述第2切換狀態(tài)的情況下，參照由所述第2溫度傳感器獲取的吸入溫度ts2來控制所述回流閥，使得所述吸入溫度ts2落入在預(yù)先決定的溫度范圍內(nèi)。

5、所述預(yù)先決定的溫度范圍被設(shè)定在比基于空氣的液化溫度的基準(zhǔn)溫度高且小于0℃的范圍。

6、本發(fā)明另一個(gè)方面涉及另一種壓縮機(jī)組，其是往復(fù)式壓縮機(jī)組，從液化氫儲(chǔ)存槽回收蒸發(fā)氣體亦即氫氣，并且將該氫氣的至少一部分供應(yīng)到包含發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電設(shè)備及鍋爐中的至少一者的高壓需求端(d1)。所述另一個(gè)方面涉及的壓縮機(jī)組包括：多個(gè)壓縮段、曲柄機(jī)構(gòu)、回流部(sb1)、低壓氣體排出路、需求端切換單元(cv1)、止回閥、第1溫度傳感器、第2溫度傳感器、壓力傳感器、以及控制部。

7、所述多個(gè)壓縮段壓縮從吸入流道吸入的氫氣。所述曲柄機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)壓縮段。所述回流部(sb1)包含回流流道和回流閥。所述回流流道是使被輸出到所述多個(gè)壓縮段的輸出側(cè)的輸出流道后的氫氣、或者在所述多個(gè)壓縮段之間的中間流道中流通的氫氣返回到所述吸入流道的流道。所述回流閥在所述回流流道調(diào)整回流量。所述低壓氣體排出路是從設(shè)置在所述中間流道的分支點(diǎn)分支，并且能夠?qū)錃馀懦龅降蛪盒枨蠖?d2)的流道，所述低壓需求端(d2)能夠處理與所述高壓需求端(d1)所要求的氫氣相比壓力低的氫氣。所述需求端切換單元(cv1)被設(shè)置在所述低壓氣體排出路或所述分支點(diǎn)。所述止回閥被設(shè)置在所述中間流道中相對(duì)于所述分支點(diǎn)而位于下游側(cè)。所述第1溫度傳感器被配置在所述中間流道中相對(duì)于所述分支點(diǎn)而位于上游側(cè)。所述第2溫度傳感器被配置在所述吸入流道中所述回流流道的連接部與所述第1壓縮段之間。所述壓力傳感器被設(shè)置在所述低壓氣體排出路。所述控制部控制所述需求端切換單元(cv1)和所述回流閥。

8、在所述另一個(gè)方面涉及的壓縮機(jī)組中，所述控制部在啟動(dòng)期間且在由所述第1溫度傳感器獲取的溫度ts1為比0℃大的指定的第1溫度閾值t1以上的情況下，控制所述需求端切換單元(cv1)，使得成為讓從位于所述多個(gè)壓縮段中的最前1個(gè)段的第1壓縮段輸出的氫氣在所述低壓氣體排出路流通的第1切換狀態(tài)。此外，所述控制部在由所述第1溫度傳感器獲取的溫度ts1為小于所述第1溫度閾值t1的情況下，控制所述需求端切換單元(cv1)，使得成為讓氫氣在所述低壓氣體排出路、和所述中間流道中的所述分支點(diǎn)的下游側(cè)的雙方流通的第3切換狀態(tài)。此外，所述控制部在所述需求端切換單元(cv1)處于所述第3切換狀態(tài)的情況下，控制所述需求端切換單元(cv1)，使得由所述壓力傳感器獲取的壓力ps2落入在預(yù)先設(shè)定的范圍內(nèi)，而且，參照由所述第2溫度傳感器獲取的吸入溫度ts2來控制所述回流閥，使得所述吸入溫度ts2落入在預(yù)先決定的溫度范圍內(nèi)。

9、所述預(yù)先決定的溫度范圍被設(shè)定在比基于空氣的液化溫度的基準(zhǔn)溫度高且小于0℃的范圍。