(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の飽和圧力でクライオジェニック流体燃料を燃料タンクに移送するためのシステムであって、
上部および第２部を備えるソース・タンク、
蒸気ラインによってソース・タンクの上部と流体接続され、液体ラインによってソース・タンクの底部と流体接続されるポンプ、
冷却クライオジェニック流体で冷却ラインを包囲するようになっている冷却要素、
ポンプの出口と接続される第１端部および制御入口ラインと接続される第２端部を備える周囲温度ライン、ならびに
冷却ラインの第２端部におけるコールド燃料制御バルブ、周囲温度ラインの第２端部におけるウォーム燃料制御バルブ、および、制御入口ラインに対して接続される温度検知バルブ・コントローラー
を有して成り、
ソース・タンクは、ガス部分と液体部分とを含んで成る燃料を含み、
ポンプは、ビークル燃料タンクに向かってソース・タンクから燃料をポンプ移送するようになっており、
冷却要素では、冷却ラインが第１端部においてポンプの出口と流体接続している一方、第２端部においてビークル燃料タンクに流体連通する制御入口ラインと流体接続しており、
温度検知バルブ・コントローラーは、制御入口ラインにおける燃料の温度を所定の温度範囲内に維持するために、制御入口ラインにて燃料の温度を測定してコールド燃料制御バルブおよびウォーム燃料制御バルブを通る燃料の流れを制御するようになっている、システム。
【請求項２】
冷却要素は上部および底部を備える冷却タンクを有して成り、冷却要素の上部が冷却クライオジェニック流体のガス部分を包囲する一方、冷却要素の底部が冷却クライオジェニック流体の液体部分を包囲する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
冷却要素と流体連通する圧力制御バルブを更に有して成り、該圧力制御バルブが冷却要素の上部に接続されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
冷却要素における冷却クライオジェニック流体の圧力が予め設定された温度を超えると、圧力制御バルブが冷却クライオジェニック流体を放出する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
代替ベント・ラインを更に有して成り、該代替ベント・ラインが冷却クライオジェニック流体の液体部分と流体連通する第１端部、ベント・バルブと流体連通する第２端部、および、ソース・タンク内の燃料のガス部分と接触する接触部分を有して成る、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
代替ベント・ラインから冷却クライオジェニック流体をベントする割合は、ソース・タンク内の燃料の蒸気圧の設定点に依存する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
制御入口ラインおよびビークル燃料タンクに流体接続するディスペンサー・タンクを更に有して成り、また
ソース・タンクに流体接続される第１端部およびディスペンサー・タンクに流体接続される第２端部を備えるダイレクト投入ラインを更に有して成る、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
冷却要素に流体接続する液化エンジンを更に有して成り、該液化エンジンが電気エネルギーを用いて冷却クライオジェニック流体から熱を除去するようになっている、請求項１に
記載のシステム。
【請求項９】
燃料が液化天然ガスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
冷却クライオジェニック流体が液体窒素である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
冷却要素が、一方向バルブを有して成る導管によって接続された２つのタンクとなる第１タンクおよび第２タンクを有して成り、
第１タンクが第１圧で冷却クライオジェニック流体を含むためのタンクであり、第２タンクが第２圧で冷却クライオジェニック流体を含むための２タンクであり、
第１圧が第２圧以下であり、
第１タンクが液化エンジンと流体接続されており、
第２タンクが冷却クライオジェニック流体で冷却ラインを包囲するようになっており、
一方向バルブが、第１圧と第２圧とが等しい場合に第１タンクから第２タンクへの流体流れのみを可能とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
所定の飽和圧力でクライオジェニック流体燃料を燃料タンクに移送するためのシステムであって、
上部および第２部を備えるソース・タンク、
蒸気ラインによってソース・タンクの上部と流体接続され、液体ラインによってソース・タンクの底部と流体接続されるポンプ、
冷却クライオジェニック流体を含む冷却要素、
ポンプの出口と接続される第１端部および制御入口ラインと接続される第２端部を備える周囲温度ライン、ならびに
ポンプと冷却要素との間に位置付けられたバルブ、周囲温度ラインの第２端部におけるウォーム燃料制御バルブ、および、制御入口ラインに対して接続される温度検知バルブ・コントローラー
を有して成り、
ソース・タンクは、ガス部分と液体部分とを含んで成る燃料を含み、
ポンプは、ビークル燃料タンクに向かってソース・タンクから燃料をポンプ移送するようになっており、
冷却要素が、液化エンジン、ポンプおよび制御入口ラインに流体接続されており、制御入口ラインがビークル燃料タンクと流体接続され、
温度検知バルブ・コントローラーは、制御入口ラインにおける燃料の温度を所定の温度範囲内に維持するために、制御入口ラインにて燃料の温度を測定してポンプと冷却要素との間に位置付けられたバルブおよびウォーム燃料制御バルブを通る燃料の流れを制御するようになっており、
燃料が液化天然ガスを含んで成り、冷却クライオジェニック流体が液化天然ガスを含んで成る、システム。
【請求項１３】
液化エンジンは電気エネルギーを用いて冷却クライオジェニック流体から熱を除去するようになっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
制御入口ラインおよびビークル燃料タンクに流体接続するディスペンサー・タンクを更に有して成り、また
ソース・タンクに流体接続される第１端部およびディスペンサー・タンクに流体接続される第２端部を備えるダイレクト投入ラインを更に有して成る、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
冷却要素に流体接続される第１端部およびソース・タンクに接続される第２端部を有して成る蒸気逃しラインを更に有して成り、
蒸気逃しラインがソース・タンクから冷却要素へと燃料の蒸気部分を運ぶようになっている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
液化エンジンは熱除去流体が流れる熱除去ラインを有して成り、該熱除去ラインが熱除去流体の別個のソースと接続されており、冷却要素における冷却クライオジェニック流体の圧力の維持のために熱除去流体の流れが１またはそれ以上の液化エンジン・バルブによって制御される、請求項１２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
液化天然ガス（ＬＮＧ）を使用する多くのデバイスの適切な操作の確保には、デバイスへと送られるＬＮＧの沸騰圧力および温度の制御が必要である。オンボード・ビークル燃料タンク（onboard vehicle fuel tank）のＬＮＧの沸騰圧力（即ち、飽和圧力）の制御は特に関心がある。従前では、使用デバイスのエンジンへと天然ガスを送るための圧力が得られるように、燃料移送システムはＬＮＧの飽和圧力または沸騰圧力を十分に高く維持している。
【０００２】
オンボード・ポンプ（onboard pump）を含む使用デバイス・システムでは、ＬＮＧを貯留するビークル・タンクは、気化した天然ガスのベントの代わりにオンボード・ポンプを利用できる。これによって、ガス・ベントが必要となる前のビークル・タンクにおけるＬＮＧ保持時間が増加する。ＬＮＧが移送される間（例えば、ポンプ移送および他の通常のハンドリングの間）、液化天然ガスは熱を吸収する。熱が効率的に除去され使用デバイスのビークル・タンクへとＬＮＧが移送されるべく、ＬＮＧの熱除去手段は、液化天然ガス移送の経路に位置しており、ディスペンシング・ポンプの後であって、ビークル・タンクまでの途中に位置している。かかる構成は、液化天然ガスを使用デバイスへとディスペンスする間、より低いＬＮＧ飽和圧力となる。
【発明の概要】
【０００３】
本明細書においては、液化天然ガス（ＬＮＧ）が使用デバイス（特にＬＮＧを燃料とするビークル）にディスペンスされる際にＬＮＧの温度および飽和圧力を制御するためのシステムならびに装置が供される。最も低い合理的な飽和圧力でＬＮＧを使用デバイスへと移送する方法もまた供される。
【０００４】
幾つかの態様では、所定の飽和圧力（または飽和蒸気圧、saturation pressure）で燃料タンクへとクライオジェニック流体燃料(または低温流体燃料、cryogenic fluid fuel)を移送するためのシステムが供される。燃料タンクは、ソース・タンク(または原料タンク、source tank)、ポンプ、冷却要素(cooling component)、周囲温度ライン(または外界温度ライン、ambient temperature line)および温度検知バルブ（temperature sensing valve）を有し得る。ソース・タンクは上部（または頂部）および第２部を有しており、ソース・タンクは、ガス部分および液体部分を含んで成る燃料を含んでいる。ポンプは、蒸気ラインによってソース・タンクの上部と流体接続(fluidly connect)され、また、液体ラインによってソース・タンクの底部と流体接続されており、ソース・タンクからビークル燃料タンク（または乗り物の燃料タンク、vehicle fuel tank）に向かって燃料をポンプ移送するように構成されている。冷却要素は、冷却クライオジェニック流体（または冷却用のクライオジェニック流体もしくは低温流体、cooling cryogenic fluid）で冷却ラインを包囲するように構成されている。かかる冷却ラインは、第１端部にてポンプの出口と流体接続される一方、第２端部にて制御入口ラインと流体接続されている。なお、制御入口ラインはビークル燃料タンクに流体連通(fluid communication)している。周囲温度ラインは、ポンプの出口と接続される第１端部および制御入口ライン(または制御される入口ライン、controlled inlet line)と接続される第２端部を有している。温度検知バルブ・コントローラーは、冷却ラインの第２端部にてコールド燃料制御バルブ(または低温燃料制御バルブ、cold fuel control valve)と接続されており、周囲温度ラインの第２端部にてウォーム燃料制御バルブ(または暖温燃料制御バルブ、warm fuel control valve)と接続されており、また、制御入口ラインに接続している。かかる態様では、温度検知バルブ・コントローラーは、制御入口ラインにおける燃料の温度を所定の温度範囲内に維持するために、制御入口ラインにて燃料の温度を測定してコールド燃料制御バルブおよびウォーム燃料制御バルブを通る燃料の流れを制御するように構成されている。
【０００５】
システムでは以下で説明する特徴が存在しており、そのような特徴は合理的ないずれの組合せで存在し得る。ある態様では、冷却要素は上部（または頂部）および底部を備える冷却タンクを含んでいる。かかる冷却要素では、冷却要素の上部が冷却クライオジェニック流体のガス部分を包囲する一方、冷却要素の底部が冷却クライオジェニック流体の液体部分を包囲する。ある態様では、システムは、冷却要素と流体連通する圧力制御バルブを更に有して成り、かかる圧力制御バルブが冷却要素の上部に接続されている。ある態様では、圧力制御バルブは、冷却要素における冷却クライオジェニック流体の圧力が所定の温度を超えると、冷却クライオジェニック流体を放出する。システムは、代替ベント・ライン(または代替的に用いられるベント・ライン、alternate venting line)を含むものであってよい。かかる代替ベント・ラインは、冷却クライオジェニック流体の液体部分と流体連通する第１端部およびベント・バルブと流体連通する第２端部を有している。また、代替ベント・ラインは、ソース・タンク内の燃料のガス部分と接触する接触部分を有し得る。かかる態様では、代替ベント・ラインから冷却クライオジェニック流体をベントする割合い(または速度、rate)がソース・タンク内の燃料の蒸気圧の設定点(または設定値、set point)に依存している。システムは、制御入口ラインおよびビークル燃料タンクに流体接続するディスペンサー・タンクを更に含むものであってよく、また、ソース・タンクに流体接続される第１端部およびディスペンサー・タンクに流体接続される第２端部を備えるダイレクト投入ライン(direct input line)を更に含むものであってよい。燃料（クライオジェニック流体燃料）は液化天然ガスであってよい。また、ある態様では冷却クライオジェニック流体が液体窒素であってよい。冷却要素は、一方向バルブ(one-way valve)を含む導管(または管路、conduit)によって接続された２つのタンクを含むものであってよい。かかる態様では、２つのタンクが第１圧で冷却クライオジェニック流体を含むための第１タンク、および、第２圧で冷却クライオジェニック流体を含むための第２タンクを含むものであってよく、第１圧が第２圧以下となっている。さらに、かかる態様では、第１タンクが液化エンジン（または液化機関、liquefaction engine）と流体接続されており、第２タンクが冷却クライオジェニック流体で冷却ラインを包囲するように構成されており、そして、一方向バルブは第１圧と第２圧とが等しい場合に第１タンクから第２タンクへの流体流れのみを可能とする。
【０００６】
関連する態様において、所定の飽和圧力でクライオジェニック流体燃料を燃料タンクに移送するためのシステムが提供される。かかるシステムは、ソース・タンク、ポンプ、冷却要素、周囲温度ラインおよび温度検知バルブを含み得る。ソース・タンクは上部および第２部を有しており、ソース・タンクがガス部分および液体部分を含んで成る燃料を含んでいる。ポンプは、蒸気ラインによってソース・タンクの上部に流体接続されており、また、液体ラインによってソース・タンクの底部に流体接続されており、そして、ソース・タンクからビークル燃料タンクに向かって燃料をポンプ移送するように構成され得る。冷却要素は冷却クライオジェニック流体を含み得るものであり、冷却要素が液化エンジンと流体接続されている。ポンプおよび制御入口ラインはビークル燃料タンクに流体接続され得る。周囲温度ラインは、ポンプの出口と接続する第１端部および制御入口ラインと接続する第２端部を有している。温度検知バルブ・コントローラーは、冷却ラインの第２端部にてコールド燃料制御バルブに接続し、周囲温度ラインの第２端部にてウォーム燃料制御バルブに接続し、また、制御入口ラインに接続している。温度検知バルブ・コントローラーは、制御入口ラインの燃料の温度を所定の温度範囲内に維持するために、制御入口ラインにて燃料の温度を測定してコールド燃料制御バルブおよびウォーム燃料制御バルブを通る燃料の流れを制御するように構成され得る。なお、クライオジェニック流体燃料は第２圧にて液化天然ガスを含んでおり、第１圧が第２圧よりも低くなっている。
【０００７】
ある態様では、システムでは以下で説明する特徴が存在しており、そのような特徴は合理的ないずれの組合せで存在し得る。システムの液化エンジンは電気エネルギーを用いて冷却クライオジェニック流体から熱を除去するようになっていてよい。システムは、制御入口ラインおよびビークル燃料タンクに流体接続するディスペンサー・タンクを更に含むものであってよい。また、システムは、ソース・タンクに流体接続される第１端部およびディスペンサー・タンクに流体接続される第２端部を備えるダイレクト投入ラインを更に含むものであってもよい。また、システムは、冷却要素に流体接続される第１端部およびソース・タンクに接続される第２端部を有して成る蒸気逃しライン（vapor relief line）を更に含んでいてもよい。かかる蒸気逃しラインは、ソース・タンクから冷却要素へと燃料の蒸気部分を運ぶように構成され得る。かかる場合のある態様では、液化エンジンは熱除去流体が流れる熱除去ラインを含むものであってよく、その熱除去ラインが熱除去流体の別個のソースと接続され、冷却要素における冷却クライオジェニック流体の圧力の維持のために熱除去流体の流れが１またはそれ以上の液化エンジン・バルブにより制御される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、液体窒素冷却要素を備えた液化天然ガス貯留・移送システムの例示的なシステム図を示している。
【図２】図２は、２つの圧力レベルで液体窒素を収容する液体窒素冷却要素を備えた液化天然ガス貯留・移送システムの別の例示的なシステム図を示している。
【図３】図３は、液化天然ガス貯留・移送システム（液化エンジンによって低温に保持される極低温の液化天然ガスが貯留タンクに貯留されるシステム）の例示的なシステム図を示している。
【図４】図４は、図３における場合の液化天然ガス貯留・移送システム（液化エンジンが液体窒素を利用するシステム）の例示的なシステム図を示している。  なお、図面において、同一または同様の特徴については同様の参照番号を付している。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
クライオジェニック流体（特に燃料として使用されるクライオジェニック流体）のための移送システムにおいては、貯留および移送の間で流体の飽和圧力（即ち、沸騰圧力）および温度を制御できることが求められる。液化天然ガス（ＬＮＧ）の場合のシステムでは、飽和圧力は天然ガスが必要とされる箇所（例えば、ビークル・タンク）にその天然ガスを流すことを可能とすることが求められるが、システムのビークル・タンクからのガスベントを必要する前の時間を増加させるほど十分に低い飽和圧力でＬＮＧを保持できることが求められる。かかる事項に鑑みれば、ＬＮＧを使用デバイスへとディスペンスするに際して最も低い合理的な飽和圧力（lowest reasonable saturation pressure）で液化天然ガスを移送することができる改良されたシステムおよび方法にはニーズがある。
【００１０】
本明細書においてはクライオジェニック流体の貯留および移送のためのシステムが開示される。本明細書は、大きな圧力ベッセルからビークル・タンク（使用デバイスの天然ガス・エンジンに燃料を供するビークル・タンク）へと液化天然ガス（ＬＮＧ）を移送するのに用いられるシステムについて主に開示する。但し、本明細書ではエンジンに接続されるビークル・タンクへと燃料を供給する観点で主に記載するものの、クライオジェニック流体を使用するいずれの用途に対しても本開示のシステムを構成できるものと理解されたい。
【００１１】
図１は、液体窒素冷却要素を備えた液化天然ガス貯留・移送システムの例示的なシステム図（または系統図）を示している。システムには、絶縁層１０１、蒸気部分（またはガス部分）１０２および液体部分１０３を備えた液化天然ガス（ＬＮＧ）タンク１００、浸漬されたポンプ（または浸漬ポンプ）１０５、液体窒素（ＬＮ２）要素１２０、液化エンジン１２５、ＬＮＧディスペンサー１１０、ならびにビークル・タンク１１５が含まれる。ＬＮＧタンク１００は、液体ライン１３５および蒸気ライン１３０を介して浸漬ポンプ１０５に接続されている。そして、浸漬ポンプ１０５は、冷却ライン１５５と周囲温度ライン１５０とに分けられる出口ラインを有している。冷却ライン１５５と周囲温度ライン１５０とは、ＬＮＧディスペンサー１１０につながる「温度制御される入口ライン（温度制御入口ライン）１７５」で再度合流する。温度検知バルブ・コントローラー１７０は、制御入口ライン１７５に位置付けられており、周囲温度ライン１５０および冷却ライン１５５上のそれぞれのフロー制御バルブ１６０，１６５に接続している。ＬＮＧタンク１００は、ダイレクト投入ライン１４０を介してディスペンサー１１０と直接的に接続している。ディスペンサー１１０は、ビークル・タンク１１５のコネクターとインターフェースをとる接続アダプター１８５を備えたタンク供給ライン１８０によってビークル・タンク１１５と接続している。
【００１２】
液体窒素要素１２０は冷却要素(または冷却用要素もしくは冷却を行うための要素)である。絶縁層１２１は、液体窒素要素１２０のタンク部分を包囲している。液体窒素要素１２０の内側では蒸気部分１２２および液体部分１２３が存在している。液化エンジン１２５は液体窒素要素の蒸気部分１２２と流体連通状態で液体窒素要素１２０と接続されている。窒素圧制御バルブ１２６は、液体窒素要素の蒸気部分１２２と流体連通している。
【００１３】
図１に示されるシステムでは、液体窒素はＬＮＧと直接的に接触していない。代わりに、液体窒素は、流れるＬＮＧを包囲するか、あるいは、ＬＮＧタンク１００を通るように流れており、それによって、ＬＮＧから熱が除去されることになる。浸漬管１９１は、ＬＮＧタンク１００の蒸気部分１０２を通過する代替窒素ベント・ライン１９２によって液体窒素要素１２０の液体部分１２３と流体接続している。代替窒素ベント・ライン１９２は窒素ベント・バルブ１９３で終端している。制御入口ライン１７５が用いられることにより浸漬ポンプ１０５のＬＮＧ出口側に流体接続する冷却ライン１５５は、液体窒素要素１２０の絶縁層１２１および液体部分１２３を通過している。
【００１４】
操作に際しては、液化天然ガス（ＬＮＧ）は、タンク１００内のＬＮＧの飽和圧力の制御によりＬＮＧタンク１００内である温度に保持される。そのような温度保持は、絶縁層１０１の助力によって、代替窒素ベント・ライン１９２を通るように液体窒素を流すことによってなされる。ＬＮＧがビークル・タンク１１５へと移動する際、ＬＮＧは２つの経路に沿ってＬＮＧタンク１００から流出し得る。
【００１５】
ＬＮＧは、浸漬ポンプ１０５の助力によって液体ライン１３５を介してＬＮＧタンク１００から流出する。ＬＮＧには浸漬ポンプ１０５の作用によって熱が加わる。浸漬ポンプ１０５の作用によってＬＮＧが周囲温度ライン１５０および冷却ライン１５５を通ることになるので、温度検知バルブ・コントローラー１７０が、制御入口ライン１７５で温度を検知し、フロー・バルブ１６０，１６５を制御する（所望の温度が制御入口ライン１７５で検知されるまで制御される）。冷却ライン１５５を通るようにＬＮＧが流れることで熱が除去されるが、流れを引き起こすべくエネルギーが用いられるパス・ポイントを通過した後で熱除去されることになる。熱を除去すること、および、制御入口ライン１７５で移送温度を制御することによって、好適に低い飽和圧力でＬＮＧを移送することができる。
【００１６】
液体窒素要素１２０は、冷却ライン１５５を流れるＬＮＧの効率的な冷却を可能とする温度および圧力に維持される。図１に示すシステムでは、液体窒素が周囲環境へとベントされることによって、液体窒素要素１２０内が好適な圧力および温度に維持される。窒素ガスとしてベントされる液体窒素の一部は、窒素圧制御バルブ１２６、または窒素ベント・バルブ１９３に接続された代替窒素ベント・ライン１９２を通って気体窒素要素１２０から出て行く。冷却ライン１５５を包囲する液体窒素によって吸収された熱は、液体窒素要素１２０の圧力を増加させ、それゆえ、窒素圧制御バルブ１２６が窒素ガスの大気へのベントを可能にして内部圧力を低下させる。液体窒素が浸漬管１９１を上昇するように流れ、ＬＮＧタンク１００の蒸気部分１０２と接触する代替ベント・ライン１９２を通ることによって、液体窒素要素１２０内の圧力が低下し得る。液体窒素要素１２０の圧力低下に加えて、代替ベント・ライン１９２を通る液体窒素の移動は、ＬＮＧタンク１００から熱を除去し得、その圧力を低下させ得る。液化エンジン１２５は、適当な温度および圧力で液体窒素要素１２０内の液体窒素を維持することを助力する。大気中への窒素ベントが望ましくない場合、液化エンジン１２５は図１のシステムから熱を除去すべく電気を使用し得る。
【００１７】
図２は、２つの圧力レベルで液体窒素を収容する液体窒素冷却要素を備えた液化天然ガス貯留・移送システムの別の例示的なシステムを示している。図２に示すシステムは、閉ループ系であって、窒素が周囲環境にベントされないようになっている。
【００１８】
図２のシステムの大部分は、図１のシステムと同じ要素を有している。この点、図２に示されるシステムは、図１に示される液体窒素要素１２０とは異なる液体窒素冷却要素２２０を有している。液体窒素冷却要素２２０は、異なる２つの圧力の２つのタンク２２２，２２３を含んでいる。低圧タンク２２２は蒸気部分２２２ａおよび液体部分２２２ｂを有している。同様にして、高圧タンク２２３は、蒸気部分２２３ａおよび液体部分２２３ｂを有している。低圧タンク２２２は液化エンジン１２５と流体連通している一方、高圧タンク２２３は冷却ライン１５５および浸漬管１９１を包囲している。また、低圧タンク２２２は、代替窒素ベント・ライン１９２および窒素ベント・バルブ１９３に接続される戻りライン２９４と流体連通している。低圧タンクおよび高圧タンクの各々の蒸気部分２２２ａ，２２３ｂは、制御バルブ・システム２２６を介して互いに流体接続されている。低圧タンクの液体部分２２２ｂは、導管２２４によって高圧タンク２２３と流体連通している。かかる導管２２４には、低圧タンク２２２から高圧タンク２２３へと一方向に流体を流すことのみを可能とするチェック・バルブ（check valve）が備えられている。
【００１９】
図２に示されるシステムでは、液化エンジン１２５は、低圧タンク２２２の内容物とのみ接触している。ＬＮＧタンク１００の蒸気部分１０２から熱を吸収しながら代替窒素ベント・ライン１９２および窒素ベント・バルブ１９３を通過する液体窒素を受け入れる場合であっても、液化エンジン１２５は、低圧タンク２２２の圧力が高圧タンク２２３の圧力よりも低い維持状態となることを助力する。液化エンジン１２５が作動すると、低圧タンク２２２が最終的に低温液体窒素で満たされることになる。低圧タンク２２２の低温液体窒素が所定レベルに達すると、低圧タンクおよび高圧タンクの蒸気部分２２２ａ，２２３ａは、それぞれ、制御バルブ・システム２２６の作動により均等化され得る。また、制御バルブ・システム２２６が作動すると、導管２２４のチェック・バルブによって、低温液体窒素が低圧タンク２２２から高圧タンク２２３内へと流れることができる。通常では、低圧タンク２２２と高圧タンク２２３との圧力差によって、このような低温液体窒素流れは防止されている。制御バルブ・システム２２６の作動は、導管２２４のチェック・バルブを作動させ、液体窒素冷却要素２２０のタンク内の圧力を平衡化させる。従って、図２に示すシステムでは窒素ベントがなされず、液化エンジン１２５を介してシステムの流体から熱を除去すべく電気が使用される。
【００２０】
図３は、液化天然ガス貯留・移送システムの例示的なシステム図を示しており、かかるシステムでは、液化エンジンによって低温に保持される極低温の液化天然ガスを貯留する第２のＬＮＧ貯留タンクが使用されている。第２のＬＮＧ貯留タンクは、蒸気部分３２０ａおよび液体部分３２０ｂを有する低圧ＬＮＧタンク３２０である。液体窒素要素（図１および図２の１２０,２２０）が取替えられていることに加え、図３に示されるシステムは、液体窒素要素のタンクを通過する冷却ライン１５５が存在していない点で上述のシステムと異なっている。代わりに、低圧出口ライン３９６は、低飽和圧力かつ低温のＬＮＧを温度制御入口ライン１７５に供する。蒸気逃しライン３９７が、ＬＮＧタンク１００の蒸気部分１０２を低圧ＬＮＧタンク３２０の蒸気部分３２０ａに流体接続されている。逃しライン３９５およびバルブ３２６は低圧ＬＮＧタンク３２０に接続している。逃しライン３９５は、低圧ＬＮＧタンク３２０を、ディスペンサー１１０につながるラインと流体接続している。ディスペンサー１１０は、ライン１４０によってＬＮＧタンク１００に流体接続している。
【００２１】
液化エンジン１２５は、蒸気逃しライン３９７から流れてくる蒸気のみならず、浸漬ポンプ１０５によって低圧ＬＮＧタンク３２０へとポンプ移送された液体または蒸気から熱を除去すべく電気を使用することができる。
【００２２】
図１および図２におけるように、温度制御入口ライン１７５で温度を検知してバルブ３６５および１６０での適当な流れを制御する温度検知コントローラー３７０が設けられている。低温ＬＮＧの流れを制御するバルブ３６５は、浸漬ポンプ１０５の出口と低圧ＬＮＧ３２０の入口との間に位置付けられている。低圧出口ライン３９６によって、低圧ＬＮＧタンク３２０の液体部分３２０ｂが温度制御入口ライン１７５と流体接続している。浸漬ポンプ１０５の出口は、低圧ＬＮＧタンク３２０の蒸気部分３２０ａと接続している。
【００２３】
図３に示されるシステムの運転に際しては、液化天然ガスが、浸漬ポンプ１０５を介してＬＮＧタンク１００からディスペンサー１１０へと、または、低圧ＬＮＧタンク３２０から流れることができる。ディスペンサー１１０に至るＬＮＧの飽和圧力および温度を制御することができるように、液化エンジン１２５は、低圧ＬＮＧタンク３２０内にて天然ガスから熱を除去するように作用する。天然ガスは、蒸気逃しライン３９７を介して低圧ＬＮＧタンク３２０へと流入するか、あるいは、制御バルブ３６５を通るように浸漬ポンプ１０５から低圧ＬＮＧタンク３２０へと流入する。
【００２４】
液化エンジン１２５が作動するので、低圧ＬＮＧタンク３２０内にて低温ＬＮＧが蓄積する。使用デバイスから低温ＬＮＧに対する要求がなければ、低温ＬＮＧは戻りライン３９５を通ってディスペンサー１１０へと流出し、ダイレクト投入ライン１４０（戻りラインとして作用するライン）を介して、ＬＮＧタンク１００内へと流れ得る。所定量の低温ＬＮＧが蓄積した場合あるいは低圧ＬＮＧタンク３２０内の圧力が所定の値に達した場合にかかる戻り流れが生じ得る。
【００２５】
温度検知バルブ・コントローラー３７０は、低温ＬＮＧの必要を検知すると、浸漬ポンプ１０５と低圧ＬＮＧタンク３２０との間のバルブ３６５の起動を可能とする。これにより、低圧ＬＮＧタンク３２０の液体部分３２０ｂから低圧出口ライン３９６を通るように温度制御入口ライン１７５へと低温ＬＮＧが流れることができる。
【００２６】
図４は、図３における場合の液化天然ガス貯留・移送システムの例示的なシステム図を示しており、液化エンジン４２５は、移送システムを流れるＬＮＧから熱を除去するために、電気ではなく液体窒素を利用している。液化エンジン４２５は、低圧ＬＮＧタンク３２０内にて液体窒素が流れるラインを有している。液体窒素ラインは、低圧ＬＮＧタンク３２０の蒸気部分３２０ａおよび液体部分３２０ｂを通過する回路を構成している。低圧ＬＮＧタンク３２０内の圧力を示す圧力センサーは、バルブおよび低圧ＬＮＧタンク３２０を去る液体窒素の温度を示す温度センサーと協働し、それによって、液体窒素の流れが制御され、低圧ＬＮＧタンク３２０内のＬＮＧの温度および飽和圧力が制御されることになる。
【００２７】
本明細書では装置、系、方法が燃料貯留・移送に関して述べられており、特にはビークル用の燃料として使用される液化天然ガス（ＬＮＧ）に関して述べられているものの、そのような装置、系、方法は他のクライオジェニック流体と共に使用することができる。また、かかる装置、系、方法は、クライオジェニック流体の他のタイプの燃料貯留・移送において使用することができる。図面に関連する例示的な態様は、サービス・バルブ、熱安全バルブ、および計測回路、主圧力逃し解離および充填回路などの制御およびシステム制御特徴を含まないものであってもよい。
【００２８】
本明細書は多くの具体的な事項を含んでいるものの、特許請求の範囲で規定されるものを制限すると解されるものではなく、むしろ特定態様に特化したある特徴を記載したものと解されるべきである。別個の態様として本明細書で説明されている或る特徴は、組み合わせて単一の態様として実施可能である。逆に、単一の態様として記載されている種々の特徴は、分けて複数の態様として実施可能であり、あるいは、それらの適当なサブ・コンビネーションとしても実施可能である。さらに、特徴はある組合せで作用するもとして記載されていたり、最も初期的にはクレーム化されていたりするものの、クレーム化されている組合せの１つまたはそれよりも多い特徴は、あるケースでは、かかる組合せから除去してもよく、また、クレーム化されている組合せは、サブ・コンビネーションもしくはその変更に向けられてもよい。同様にして、操作は図面では特定の順序で描かれているものの、特定の順序もしくは順番でかかる操作を実施しなければならないと理解されるものでなく、また、所望の結果を得るのに図示された全ての操作が行われると理解されるものでもない。
【００２９】
種々の方法およびデバイスの態様があるバージョンに関連して本明細書で詳細に説明してきたものの、他のバージョン、他の使用方法、他の態様、そして、それらの組合せも可能であることを理解されよう。それゆえ、特許請求の範囲の精神および範囲は、本明細書で記載された態様にのみ限定されるべきではない。
【関連出願の相互参照】
【００３０】
本出願は、米国仮出願第６１／８１４,６９７号（２０１３年４月２２日出願、発明の名称「フライ上での液体天然ガス冷却：Liquid Natural Gas Cooling On The Fly」）に基づく優先権の利益を主張する、これらの内容は引用することによって本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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