CN107110574B - 液化气体用冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种液化气体用冷却装置(1)，其具备：气体流路(2)，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和制冷装置(3)，其由蒸发器(7)、压缩机(4)、冷凝器(5)以及节流膨胀器(6)构成制冷循环系统(10)，所述蒸发器(7)对在气体流路(2)内流动的液化气体进行冷却，其中，压缩机(4)为经由电动马达(15)而被驱动的类型的压缩机(4)，所述电动马达(15)与压缩机构(14)一起内置于形成为密闭构造的壳体(11)内部。

Description

液化气体用冷却装置

技术领域

本发明涉及用于对液化气体进行冷却并液化的冷却装置(以下，仅称作液化气体用冷却装置)。

背景技术

例如，液化天然气(以下也仅称作LNG)通过如下方式来生成：将常温、常压的天然气首先预冷到-30℃左右之后，进一步冷却该气体而使之液化，然后进一步过冷却到-162℃。在该冷却工序中，采用使用各种制冷剂的制冷装置，各制冷装置将压缩机、冷凝器、节流膨胀器以及蒸发器通过制冷剂流路依次连接而构成闭循环的制冷循环系统。

在专利文献1-5中，分别公开了如上所述使用了制冷装置的LNG等的液化气体用冷却装置。这些液化气体用冷却装置设置有具有在预冷工序以及液化工序中分别单独地所需要的能力的制冷装置。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2009/0090131号说明书

专利文献2：美国专利申请公开第2010/0281915号说明书(对应的日本申请；日本特开2010-261038号公报)

专利文献3：美国专利申请公开第2010/0257895号说明书

专利文献4：美国专利申请公开第2014/0190205号说明书

专利文献5：美国专利申请公开第2014/0283550号说明书

发明内容

发明要解决的课题

上述液化气体用冷却装置的制冷装置构成为：将构成制冷循环系统的压缩机的驱动轴连结于燃气轮机或电动马达的输出轴来驱动压缩机。这样的压缩机需要按一定的运转时间来更换轴承等消耗部件，每次都需要回收制冷循环系统内的制冷剂而进行维护。因此，在该期间无法使液化气体用冷却装置工作，存在LNG的生产被中断等课题。

另一方面，压缩机是轮机轴驱动或马达轴驱动，从压缩机驱动轴的轴密封部发生极其微量的制冷剂泄漏，因此需要定期地追加补充制冷剂。另外，压缩机和轮机按系列配置在直线上，但在设置空间狭窄的设备中，在配置构成机器时，有时受到很大的制约。而且，在维护时，为了防止系统的全部停止，有时一边使多个系统的制冷装置的一部分停止并使其他制冷装置动作一边进行维护，但此时，停止的压缩机的驱动马达、逆变器的电力部分有时成为带电状态，存在有时给维护作业带来危险等课题。

本发明是鉴于这样的情况而做出的，其目的在于，提供能够消除来自轴密封部的制冷剂泄漏，并且能够确保维护的容易性以及安全性，并进一步提高设备构成机器的配置的自由度，缓和狭窄的空间中的机器配置的制约的液化气体用冷却装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本发明的液化气体用冷却装置采用以下的手段。

即，本发明的液化气体用冷却装置具备：气体流路，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和制冷装置，其由蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流膨胀器来构成制冷循环系统，所述蒸发器对在所述气体流路内流动的液化气体进行冷却，所述压缩机具备：壳体，其形成为密闭构造；压缩机构，其内置于所述壳体内部；以及电动马达，其与所述压缩机构一起内置于所述壳体中，所述压缩机是经由所述电动马达而被驱动的类型。

根据本发明，通过消除压缩机驱动轴的轴密封部，能够消除因存在轴密封部而引起的微量的制冷剂泄漏的发生。

因此，不仅能够省略用于定期的制冷剂补充的维护，还能够实现维护成本、追加补充部分的制冷剂成本等的削减。

另外，由于将压缩机设为在壳体内部内置有电动马达的类型的压缩机，因此无需另外配置压缩机的驱动机器，因此能够通过削减制冷装置的设置空间、缓和设备构成机器的配置制约而容易应用于空间狭窄的设备中。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述制冷装置被模块化，该制冷模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述气体流路以多台并联或串联的方式连接。

根据本发明，在设置同一能力的液化气体用冷却装置的情况下，通过设置小容量化的多台制冷模块，从而与设置一台大容量的制冷装置的情况相比，能够提高机器配置的自由度。

因此，能够缓和在设置空间狭窄的设备中的机器配置的制约，并且在选定液化气体用冷却装置的容量的大小时也能够灵活地应对。

另外，在按照所设定的运转时间来定期地维护制冷装置的压缩机时，也能够一边使系统的运转继续一边使仅该制冷模块成为运转停止状态而单独地维护压缩机，因此，能够提高系统的工作率。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述压缩机被模块化，该压缩模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述制冷循环系统以多台并联的方式连接。

根据本发明，在设置同一能力的液化气体用冷却装置的情况下，通过设置小容量化的多台压缩模块，从而与设置一台大容量的压缩机的情况相比，能够提高机器配置的自由度。

因此，能够缓和在设置空间狭窄的设备中的机器配置的制约，并且在选定液化气体用冷却装置的容量的大小时也能够灵活地应对。

另外，在按照所设定的运转时间来定期地维护制冷装置的压缩机时，也能够一边使系统的运转继续一边使仅该压缩模块成为运转停止状态而单独地维护该压缩机，因此，能够提高系统的工作率。

而且，在上述任一液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，在所述压缩机的所述电动马达的供电电路上设置有继电器。

根据本发明，能够在压缩机的定期维护时，经由在向电动马达供电的供电电路上设置的继电器而切断向压缩机的电路，并进行维护。

因此，能够使因维护而停止的压缩机的电力部分成为非带电状态而进行维护，能够确保作业者的安全性。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，来自电源的电力能够经由系统并网变换器以及逆变器向所述压缩机的所述电动马达供给，并且在各所述供电电路上设置有所述继电器。

根据本发明，在对压缩机进行定期维护时，能够通过在经由系统并网变换器以及逆变器连接的向各压缩机的电动马达供电的供电电路上设置的继电器来切断向该压缩机的电路，并进行维护。

因此，能够使因维护而停止的压缩机的电力部分成为非带电状态而进行维护，能够确保作业者的安全性。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述继电器构成为响应于在所述压缩机的吸入侧以及排出侧设置的维护用开闭阀的开闭动作而进行接通断开动作。

根据本发明，能够当因经过对压缩机的定期的维护时间而压缩机成为停止状态，设置于该压缩机的吸入侧以及排出侧的维护用开闭阀被关闭时，继电器响应于该动作而断开，切断向该压缩机的电路。

因此，在维护压缩机时，能够可靠地使该压缩机的电力部分非带电化，能够更加可靠地确保对于维护作业者的安全性。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，当所述压缩机经过预先设定的运转时间而人为地或自动地停止时，所述维护用开闭阀通过手动或自动被关闭，检测到该开闭阀的关闭而使所述继电器断开，切断向所述压缩机的电路，由此使该压缩机成为能够维护的状态。

根据本发明，当例如控制器等对压缩机的定期的维护时间(运转时间)进行计时而压缩机被人为地或自动地停止时，通过手动或自动来关闭维护用开闭阀，由控制器等检测到该情况而使继电器断开。

由此，能够切断面向压缩机的电路，使该压缩机的电力部分非带电化而使该压缩机为能够维护的状态。

因此，能够可靠地控制压缩机的定期的维护和到达该维护的过程，确保作业者的安全性。

而且，在上述任一液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述制冷模块或压缩模块的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于所述液化气体的流量增减以及流入温度的变化而确定。

根据本发明，通过根据液化气体的流量增减和流入温度的变化而增减制冷模块或压缩模块的运转台数来进行运转，能够提供作为液化气体的冷却所需的冷热量不存在过剩不足的能力。

因此，能够节省液化气体的冷却运转所需的过剩的电力，进行不存在浪费的冷却运转。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述制冷模块或压缩模块的能力能够分别通过逆变器来调整，对增减各所述模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来调整。

根据本发明，能够通过逆变器来调整制冷模块或压缩模块的能力范围，对减少各模块的运转台数的情况下的效率与降低压缩机转速而降低能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方调整能力来进行运转。

例如，若减少运转台数的一方的效率高，则以减少各模块的运转台数的方式进行控制，由此能够最大限度节省冷却运转所消耗的电力。

尤其是，在与因显热变化而温度大幅变化的液化气体进行热交换的制冷装置中，相对于转速的能力特性根据所使用的温度带而大幅不同，因此希望按推定运转条件来算出效率，由此，能够最大限度削减冷却运转所消耗的过剩的电力。

而且，在上述的液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，在对所述制冷模块或压缩模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机的定期维护费用除以维护间隔而得到的压缩机的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断。

根据本发明，能够在对各模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断、选择，由此，能够进行将消耗电力和维护成本考虑在内的高效的冷却运转。

尤其是，在与因显热变化而温度大幅变化的液化气体进行热交换的制冷装置中，对于压缩机的负担根据所使用的温度带而变化，因此希望压缩机的维护成本系数、维护间隔根据所使用的温度区域而可变。

而且，在上述任一液化气体用冷却装置的基础上，在本发明的液化气体用冷却装置中，所述制冷模块或压缩模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

根据本发明，通过以根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式控制运转台数以及运转的模块，从而能够不使系统的运转停止，且不增加维护等待时间、维护人员地执行各压缩机的维护。

在液化气体设备大多设置在海上、偏僻地方而难以进行维护人员的增减、在与其他设备之间进行简单安排来吸收闲置物的环境下，上述事项在使维护作业平均化、削减进行这些作业的设备人员的方面极为有益。

发明效果

根据本发明，通过消除压缩机驱动轴的轴密封部，能够消除因存在轴密封部而引起的微量的制冷剂泄漏的发生，因此不仅能够省略用于定期的制冷剂补充的维护，而且能够实现维护成本、追加补充部分的制冷剂成本等的削减。

另外，由于将压缩机设为在壳体内部内置有电动马达的类型的压缩机，因此无需另外配置压缩机的驱动机器，因此能够通过削减制冷装置的设置空间、缓和设备构成机器的配置制约而容易应用于空间狭窄的设备中。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的液化气体用冷却装置的局部结构图。

图2是应用于上述的液化气体用冷却装置的制冷装置用的压缩机的简要结构图。

图3是本发明的第二实施方式的液化气体用冷却装置的局部结构图。

图4是本发明的第三实施方式的液化气体用冷却装置的局部结构图。

图5是用于说明本发明的液化气体用冷却装置的运转时的效率的说明图。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式。

[第一实施方式]

以下，使用图1以及图2来说明本发明的第一实施方式。

图1示出了本发明的第一实施方式的液化气体用冷却装置的局部结构图，图2示出了应用于该装置的制冷装置用的压缩机的简要结构图。

液化气体用冷却装置1构成为：具有供作为原料气体的液化气体流通的气体流路2，并相对于该气体流路2设置有将液化气体冷却到规定温度的制冷装置3。

如公知那样，制冷装置3将对制冷剂进行压缩的压缩机4、使由压缩机4压缩后的高温高压的制冷剂气体冷凝液化的冷凝器5、使由冷凝器5冷凝后的制冷剂绝热膨胀的节流膨胀器6、使由节流膨胀器6绝热膨胀后的低温低压的制冷剂蒸发的蒸发器7通过制冷剂流路9以上述顺序连接，构成闭循环的制冷循环系统10。作为上述节流膨胀器6，可以使用各种膨胀机(expander)、膨胀阀。

此处的制冷装置3作为小容量的制冷装置3而被模块化，将多台该制冷模块A1、B1、C1···连接，由此能够得到所需要的冷却能力(必要冷却能力)。

供液化的天然气流通的气体流路2构成为，为了经由制冷装置3的蒸发器7被逐渐冷却而成为-162℃的液化气体(LNG)，使其向下游侧行程流通。气体流路2也可以通过并联或串联的方式而与多台制冷模块A1、B1、C1···连接。

如图2所示，应用于上述制冷装置3的压缩机4是在通过螺栓等将压缩机壳体12与马达壳体13一体地结合而构成的密闭构造的壳体11内部内置有压缩机构14以及电动马达15的密闭型的电动压缩机。此处的压缩机4具备上下两级的叶轮16、17，并设为由马达轴19经由增速齿轮20而驱动所述叶轮16、17的旋转轴18的类型的涡轮压缩机，所述马达轴19经由省略图示的轴承而被支承为旋转自如。

上述压缩机4为在上下两级设置有叶轮16、17的两级压缩机，但也可以设为单级压缩机或者三级以上的多级压缩机，由马达轴19经由增速齿轮20而驱动旋转轴18，但也可以设为使旋转轴18与马达轴19为一体轴的直接连结构造的压缩机。

在上述压缩机4的电动马达15上连接有将来自发电机等电源的电力经由系统并网变换器21、供电电路22以及与各制冷模块A1、B1、C1一体地设置并模块化后的逆变器23来进行供电的电路。该系统并网变换器21与基于制冷装置3的模块化(A1、B1、C1)而实现的多级化对应地被模块化、多级化，并经由直流环节(直流リンク)而与设置于各制冷模块A1、B1、C1侧的逆变器23连接。

对于将发电机等电源与系统并网变换器21之间连接的电力线或者电动马达15，由于存在由-162℃的液化气体形成的冷热源，因此例如也可以使用超导电线缆、超导电马达来构成。

根据以上说明的结构，采用本实施方式，起到以下的作用效果。

根据液化气体用冷却装置1，在对例如天然气等原料气体进行冷却而生成液化气体(LNG)时，使模块化为多台并配置为多级的制冷装置3运转，由此在气体流路2内流动的常温的液化气体被蒸发器7逐渐冷却，首先预冷却到-30℃左右之后，并从此处进一步冷却以及过冷却而形成为-162℃的液化气体(LNG)。

在该原料气体的液化冷却过程中运转的各制冷模块A1、B1、C1的压缩机4为了按预先设定的运转时间更换轴承等消耗部件而必须实施维护。此时，使压缩机4成为停止状态，在回收内部的制冷剂之后进行维护。

在本实施方式中，将制冷装置3以分别为小容量的单元而模块化，将该制冷模块A1、B1、C1以多台并联或串联的方式连接于气体流路2。因此，在进行维护时，从经过预先设定的运转时间的制冷模块依次停止运转来进行压缩机4的维护即可，使其以外的制冷模块运转，无需使系统整体停止，而能够一边使运转继续一边单独地维护压缩机4。

因此，即使在按所设定的运转时间来定期地维护各制冷模块A1、B1、C1的压缩机4时，也能够一边使系统的运转继续，一边仅使该制冷模块成为运转停止状态而单独地维护压缩机4，能够提高系统的工作率。

使制冷装置3模块化，将该制冷模块A1、B1、C1以与必要冷却能力相对应的方式相对于气体流路2以多台并联或串联的方式连接。

因此，在设置同一能力的液化气体用冷却装置1的情况下，通过设置小容量化的多台制冷模块A1、B1、C1···，从而与设置一台大容量的制冷装置的情况相比，能够提高机器配置的自由度。因此，能够缓和在设置空间狭窄的设备中的机器配置的制约，并且在选定液化气体用冷却装置1的容量的大小时也能够灵活地应对。

上述压缩机4为经由与压缩机构14一起内置于密闭构造的壳体11内部的电动马达15驱动的类型的密闭型压缩机4。

因此，能够省略压缩机驱动轴(旋转轴)18的轴密封部，能够不发生因存在轴密封部而引起的微量的制冷剂泄漏。由此，不仅能够省略用于定期的制冷剂补充的维护，而且能够实现维护成本、追加补充部分的制冷剂成本等的削减。

如上所述，压缩机4为在壳体11内部内置有电动马达15的类型的压缩机4，因此无需另外配置对压缩机4进行驱动的机器。

因此，通过削减制冷装置3的设置空间、缓和设备构成机器的配置制约，能够容易应用于空间狭窄的设备中。

与压缩机4的电动马达15连接的电路针对来自发电机等电源的电力而由系统并网变换器21、供电电路22以及与各制冷模块A1、B1、C1一体地设置并模块化的逆变器23构成。该系统并网变换器21与基于制冷装置3的模块化(A1、B1、C1)而实现的多级化对应地被模块化、多级化，并且经由直流环节而与设置于各制冷模块A1、B1、C1侧的逆变器23连接。

因此，能够使与各制冷模块A1、B1、C1的连接容易。

[第二实施方式]

接着，使用图3来说明本发明的第二实施方式。

本实施方式相对于上述的第一实施方式而设为将模块化后的压缩机4以多台并联的方式连接于制冷循环系统10的结构。其他点与第一实施方式同样，因此省略说明。

如图3所示，在本实施方式的液化气体用冷却装置1中，将在壳体11内部内置有压缩机构14以及电动马达15的类型的密闭型压缩机4模块化，并形成将该压缩模块A2、B2、C2···以多台并联的方式连接于制冷循环系统10的吸入流路9A与排出流路9B之间的结构的制冷装置3，将这样的结构的制冷装置3设置于气体流路2中。

另外，与第一实施方式同样，多台压缩模块A2、B2、C2···的各电动马达15以将来自发电机等电源的电力经由系统并网变换器21、供电电路22以及与各压缩模块A2、B2、C2一体设置而模块化的逆变器23来供给的方式连接有电路。

这样，使内置有电动马达15的类型的压缩机4模块化，将该压缩模块A2、B2、C2···以与必要冷却能力相对应的方式以多台并联的方式连接于制冷循环系统10，从而在设置同一能力的液化气体用冷却装置1的情况下，能够通过将小容量化的多台压缩模块A2、B2、C2并联连接来进行应对，因此与设置一台大容量的压缩机的情况相比，能够提高机器配置的自由度。

由此，能够缓和在设置空间狭窄的设备中的机器配置的制约，并且在选定液化气体用冷却装置1的容量的大小时也能够灵活地应对。

另外，即使在按所设定的运转时间定期地维护制冷装置3的压缩机4时，也能够一边使系统的运转继续，一边仅使任一压缩模块A2、B2、C2成为运转停止状态而单独地维护该压缩机4，能够提高系统的工作率。

与各压缩模块A2、B2、C2···的电动马达15连接的电路针对来自发电机等电源的电力而由系统并网变换器21、供电电路22以及与各压缩模块A2、B2、C2一体地模块化后的逆变器23构成。该系统并网变换器21经由直流环节而与在各压缩模块A2、B2、C2侧设置的逆变器23连接。因此，能够使与各压缩模块A2、B2、C2的连接容易。

[第三实施方式]

接着，使用图4来说明本发明的第三实施方式。

本实施方式与上述的第一实施方式的不同点在于，在向各制冷模块A1、B1、C1的压缩机4供电的供电电路22中设置有继电器24。其他点与第一实施方式同样，因此省略说明。

如图4所示，本实施方式的液化气体用冷却装置1在针对各制冷模块A1、B1、C1中的各压缩机4的电动马达15的逆变器23的供电电路22中分别设置有继电器24。在压缩机4的定期维护时，能够由继电器24切断该压缩机4的电路，能够使因维护而停止的压缩机的电力部分成为非带电状态而进行维护。

即，在本实施方式中，在向逆变器23供电的供电电路22中设置有继电器24，使该继电器24响应于在压缩机4的吸入流路9A以及排出流路9B中设置的维护用的开闭阀25、26的开闭而接通、断开。

在对压缩机4的消耗部件进行更换等维护时，需要回收制冷循环系统10中的制冷剂，但在压缩机4的吸入流路9A以及排出流路9B中设置有开闭阀25、26，由该开闭阀25、26切断制冷循环系统10而仅回收压缩机4内的制冷剂即可。

由此，能够使维护容易，能够缩短维护的时间。

压缩机4的运转时间由各控制器27或上位控制器28计时，当经过预先设定的运转时间时，人为或自动地停止压缩机4的运转，然后通过手动或自动来关闭维护用开闭阀25、26。

在将该维护用开闭阀25、26关闭后回收压缩机4内的制冷剂并进行维护，但此时，在包括逆变器23以及电动马达15在内的电力部分保持带电状态的情况下，存在触电的危险性，因此响应于维护用开闭阀25、26的关闭而使继电器24断开，能够使该电力部分成为非带电状态。

压缩机4的维护通过以下的步骤来进行。

(1)由各控制器27或上位控制器28对压缩机4的运转时间进行计时，当经过预先设定的运转时间时，通过经由适当的手段来警报该情况而判断为需要进行维护，人为或自动地停止制冷装置3(压缩机4)的运转。

(2)在使压缩机4成为停止状态之后，手动或自动地关闭在吸入流路9A以及排出流路9B中设置的维护用的开闭阀25、26，形成为切断制冷循环系统10并将压缩机4从制冷循环系统10隔离的状态，并且使继电器24断开，使压缩机4的电力部分成为非带电状态。

(3)在该状态下，使用制冷剂回收机等将压缩机4内的制冷剂回收至制冷剂回收机侧的罐内。

(4)然后，实施对压缩机4中的轴承等消耗部件进行更换等必要的维护。

(5)在维护结束后，使用真空泵来对压缩机4内的空气进行真空抽吸而排气之后，由制冷剂填充机补充必要量的制冷剂。

(6)在制冷剂的补充结束后，打开吸入流路9A以及排出流路9B的维护用开闭阀25、26，由此完成维护作业，使压缩机4以及制冷装置3成为能够运转的状态。

在以上的维护时，在如下情况下没有什么问题：经过预先设定的运转时间，根据来自控制器27、28等的警报而人为地使特定的制冷模块A1、B1、C1的运转停止，手动关闭维护用开闭阀25、26并开始进行维护。然而，在经由控制器27、28等而自动地使特定的制冷模块的运转停止并且关闭开闭阀25、26而设为维护待机状态的情况下，为了避免突然的制冷模块A1、B1、C1以及压缩机4的停止，希望采取预先在警报之后留出规定的延迟时间地停止等对策。

另外，在响应于维护用开闭阀25、26的开闭而使继电器24接通、断开的情况下，采用由控制器27将阀信号取入微型计算机，经由控制程序而向继电器24输出接通、断开信号的控制方式。

或者，也可以采用经由继电器电路来使继电器24接通、断开的数字信号电路方式，所述继电器电路基于来自安装于上述开闭阀25、26的接通断开开关的信号而动作。

或者，也可以采用这两方而设为双重系统，提高可靠性。

也可以代替维护用开闭阀25、26的开闭动作而使用在维护时需要解除的保护锁、控制盘门作为代替手段。另外，也可以是，对继电器24附加应答信号的输出功能，在维护用开闭阀25、26的状态与继电器24的状态之间存在差异的情况下，判断为异常状态，使上位的系统并网变换器21关闭而使系统全部停止。

另一方面，上述多台制冷模块A1、B1、C1(或上述的第二实施方式的多台压缩模块A2、B2、C2)经由上位控制器28而如以下那样进行运转台数控制。

(1)以使多台制冷模块A1、B1、C1(或压缩模块A2、B2、C2)的运转台数根据必要冷却能力而增减的方式进行运转控制，所述必要冷却能力基于液化气体的流量增减和流入温度的变化而确定。

(2)此时，能够通过逆变器23来调整各模块的能力范围，对减少了各模块的运转台数的情况下的效率与降低各模块的压缩机转速而使能力降低的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来进行调整，例如若减少运转台数的运转效率更高，则判定为以减少运转台数的方式来进行控制。各模块的能力(压缩机转速)与效率的关系例如成为图5所示那样的关系，以{(Xa*Ya)+(Xb*Yb)+(Xc*Yc)}成为最大的方式进行运转控制。

尤其是在与因显热变化而温度大幅变化的液化气体进行热交换的制冷装置3中，相对于转速的能力特性根据所使用的温度带而大幅不同，因此希望按推定运转条件来计算效率。

(3)在上述(2)中，在进行各模块的运转台数增减和压缩机转速的增减中的任一方的选择时，将压缩机的定期维护费用除以维护间隔而得到的压缩机的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断。即，以{[Xa*(Ya-Za)]+[Xb*(Yb-Zb)]+[Xc*(Yc-Zc)]}(其中，此处的Zn为将维护费用换算为效率降低后的修正值)成为最大的方式进行运转控制。

(4)在上述(2)、(3)中，各模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

根据以上说明的本实施方式，能够得到以下的作用效果。

首先，来自电源的电力能够经由系统并网变换器21以及逆变器23而向各模块的压缩机4的电动马达15供给，并且在各供电电路22上设置有继电器24。因此，在对压缩机4定期维护时，能够通过在向各压缩机4供电的供电电路上设置的继电器24来切断向该压缩机4的电路而进行维护。

因此，能够使因维护而停止的压缩机4的电力部分成为非带电状态而进行维护，能够确保作业者的安全性。

上述继电器24响应于在压缩机4的吸入侧以及排出侧设置的维护用开闭阀25、26的开闭动作而进行接通、断开动作。

因此，当因经过针对压缩机4的定期的维护时间(运转时间)而压缩机4被人为或自动地设为停止状态，设置于该压缩机4的吸入侧以及排出侧的维护用开闭阀25、26被关闭时，继电器24响应于该动作而断开，能够切断向该压缩机4的电路。

由此，在维护压缩机4时，使其电力部分可靠地成为非带电状态，能够更加可靠地确保对于维护作业者的安全性。

另外，当压缩机4经过预先设定的运转时间而被人为或自动地停止时，通过手动或自动来关闭上述维护用开闭阀25、26，检测到该开闭阀25、26的关闭而使继电器24断开，切断向压缩机4的电路，由此使该压缩机4成为能够维护的状态。

因此，能够当控制器27或上位控制器28等对压缩机4的定期的维护时间(运转时间)进行计时并使压缩机4停止时，通过手动或自动来关闭维护用开闭阀25、26，并由控制器27或28等检测出该情况而使继电器24断开。

由此，能够切断向压缩机4的电路，使电力部分非带电化而使该压缩机4成为能够维护的状态。因此，能够可靠地控制压缩机4的定期的维护及到达该维护的过程，确保作业者的安全。

而且，在本实施方式中，制冷模块A1、B1、C1或压缩模块A2、B2、C2的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于液化气体的流量增减以及流入温度的变化而确定。

因此，通过根据液化气体的流量增减和流入温度的变化而使制冷模块A1、B1、C1或压缩模块A2、B2、C2的运转台数增减来进行运转，由此能够提供对于液化气体的冷却所需的冷热量而言不存在过剩不足的能力。由此，能够节省液化气体的冷却运转所消耗的过剩的电力，进行不存在浪费的冷却运转。

此时，各模块(A1、B1、C1或A2、B2、C2)的能力能够通过逆变器23来调整，对增减各模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方进行调整。

因此，能够由逆变器23调整制冷模块A1、B1、C1或压缩模块A2、B2、C2的能力范围，对减少各模块的运转台数的情况下的效率与降低压缩机转速而降低能力的情况下的效率进行比较，以效率更高的一方调整能力来进行运转。

例如，若减少运转台数的效率更高，则以减少各模块(A1、B1、C1或A2、B2、C2)的运转台数的方式进行控制，由此能够最大限度节省冷却运转所消耗的电力。

尤其是，在与因显热变化而温度大幅变化的液化气体进行热交换的制冷装置3中，相对于转速的能力特性根据所使用的温度带而大幅不同，因此希望按推定运转条件来计算效率，由此，能够最大限度削减冷却运转所消耗的过剩的电力。

另外，能够在对上述的各模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机4的定期维护费用除以维护间隔而得到的压缩机4的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断。

由此，能够在对各模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机4的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断、选择。

由此，能够进行将消耗电力和维护成本考虑在内的高效的冷却运转。尤其是，在与因显热变化而温度大幅变化的液化气体进行热交换的制冷装置3中，对于压缩机4的负担根据所使用的温度带而变化，因此希望压缩机4的维护成本系数、维护间隔根据所使用的温度区域而可变。

而且，在本实施方式中，制冷模块A1、B1、C1或压缩模块A2、B2、C2以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

因此，通过以根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式控制运转台数以及运转的模块，从而能够不使系统的运转停止，且不增加维护等待时间、维护人员地执行各压缩机的维护。

在使用液化气体用冷却装置1的设备大多设置在海上、偏僻地方而难以进行维护人员的增减、在与其他设备之间进行简单安排来吸收闲置物的环境下，上述事项在使维护作业平均化、削减进行这些作业的设备人员的方面极为有益。

本发明并不限定于上述实施方式的发明，能够在不脱离其主旨的范围内进行适当变形。例如，在上述实施方式中，作为应用于制冷装置3的压缩机4而说明了使用涡轮压缩机的例子，但并不限定于此，也可以使用其他形式的例如螺旋式压缩机、往复运动式压缩机等压缩机。另外，当然，本发明的液化气体用冷却装置1也能够同样应用于天然气以外的液化气体的液化。

而且，在上述实施方式中，使各制冷模块A1、B1、C1以及压缩模块A2、B2、C2的压缩机4全部为逆变器驱动的压缩机4，但也可以使一部分压缩机4为逆变器驱动的压缩机、使其他的压缩机为恒速的压缩机。

另外，在上述的各实施方式中均对具备经由系统并网变换器21以及逆变器23而向压缩机4的电动马达15供电的供电电路22的例子进行了说明，但供电电路22也可以不具备系统并网变换器21以及逆变器23，在该情况下，在向该电动马达15供电的供电电路22上设置继电器24，在维护时通过该继电器24切断电路而使电力部分成为非带电化状态即可。

附图标记说明

1 液化气体用冷却装置

2 气体流路

3 制冷装置

4 压缩机

5 冷凝器

6 节流膨胀器

7 蒸发器

9 制冷剂流路

10 制冷循环系统

11 壳体

14 压缩机构

15 电动马达

21 系统并网变换器

22 供电电路

23 逆变器

24 继电器

25、26 维护用开闭阀

27 控制器

28 上位控制器

A1、B1、C1 制冷模块

A2、B2、C2 压缩模块

Claims (6)

1.一种液化气体用冷却装置，其特征在于，具备：

气体流路，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和

制冷装置，其由蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流膨胀器构成制冷循环系统，所述蒸发器对在所述气体流路内流动的液化气体进行冷却，

所述压缩机具备：

壳体，其形成为密闭构造；

压缩机构，其内置于所述壳体内部；以及

电动马达，其与所述压缩机构一起内置于所述壳体中，

所述压缩机是经由所述电动马达而被驱动的类型，

所述制冷装置被模块化，该制冷模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述气体流路以多台并联或串联的方式连接，

所述制冷模块的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于所述液化气体的流量增减和流入温度的变化而确定，

所述制冷模块的能力能够通过各逆变器来调整，对增减各所述模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来进行调整，

在对所述制冷模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机的定期维护费用除以维护间隔而得到的压缩机的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断。

2.根据权利要求1所述的液化气体用冷却装置，其中，

所述制冷模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

3.一种液化气体用冷却装置，其特征在于，具备：

气体流路，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和

制冷装置，其由蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流膨胀器构成制冷循环系统，所述蒸发器对在所述气体流路内流动的液化气体进行冷却，

所述压缩机具备：

壳体，其形成为密闭构造；

压缩机构，其内置于所述壳体内部；以及

电动马达，其与所述压缩机构一起内置于所述壳体中，

所述压缩机是经由所述电动马达而被驱动的类型，

所述制冷装置被模块化，该制冷模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述气体流路以多台并联或串联的方式连接，

所述制冷模块的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于所述液化气体的流量增减和流入温度的变化而确定，

所述制冷模块的能力能够通过各逆变器来调整，对增减各所述模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来进行调整，

所述制冷模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

4.一种液化气体用冷却装置，其特征在于，具备：

气体流路，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和

制冷装置，其由蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流膨胀器构成制冷循环系统，所述蒸发器对在所述气体流路内流动的液化气体进行冷却，

所述压缩机具备：

壳体，其形成为密闭构造；

压缩机构，其内置于所述壳体内部；以及

电动马达，其与所述压缩机构一起内置于所述壳体中，

所述压缩机是经由所述电动马达而被驱动的类型，

所述压缩机被模块化，该压缩模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述制冷循环系统以多台并联的方式连接，

所述压缩模块的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于所述液化气体的流量增减和流入温度的变化而确定，

所述压缩模块的能力能够通过各逆变器来调整，对增减各所述模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来进行调整，

在对所述压缩模块的运转台数的增减和压缩机转速的增减中的任一方进行选择时，将压缩机的定期维护费用除以维护间隔而得到的压缩机的每段运转时间的维护成本追加到电力成本中来进行比较判断。

5.根据权利要求4所述的液化气体用冷却装置，其中，

所述压缩模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

6.一种液化气体用冷却装置，其特征在于，具备：

气体流路，其供通过冷却而液化的液化气体流通；和

制冷装置，其由蒸发器、压缩机、冷凝器以及节流膨胀器构成制冷循环系统，所述蒸发器对在所述气体流路内流动的液化气体进行冷却，

所述压缩机具备：

壳体，其形成为密闭构造；

压缩机构，其内置于所述壳体内部；以及

电动马达，其与所述压缩机构一起内置于所述壳体中，

所述压缩机是经由所述电动马达而被驱动的类型，

所述压缩机被模块化，该压缩模块以与必要冷却能力相对应的方式相对于所述制冷循环系统以多台并联的方式连接，

所述压缩模块的运转台数根据必要冷却能力而增减，所述必要冷却能力基于所述液化气体的流量增减和流入温度的变化而确定，

所述压缩模块的能力能够通过各逆变器来调整，对增减各所述模块的运转台数来调整能力的情况下的效率与增减压缩机转速来调整能力的情况下的效率进行比较，以效率高的一方来进行调整，

所述压缩模块以在将维护中的模块除外的状态下进行最佳化运转，并且根据能力富余、维护人员的资源而决定的能够维护的最大台数同时迎来维护时期的方式决定运转台数以及运转的模块。

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