CN111550382B - 压缩机组 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压缩机组，其被设置在船舶内，从所述船舶的液化天然气储存槽回收蒸发气体亦即对象气体，并将至少一部分供给到需求方。压缩机组具备：将对象气体依次升压的往复运动式的5个压缩段；驱动各压缩段的活塞的曲轴机构；以及连接第四压缩段和第五压缩段的段连接流路。第五压缩段是被活塞分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构。据此，能够减轻向最后的压缩段的密封部件的负荷。

Description

压缩机组
技术领域
本发明涉及一种压缩在船舶的LNG储存槽发生的蒸发气体即对象气体的压缩机组。
背景技术
以往，开发有将从LNG(Liquified Natural Gas：液化天然气)发生的蒸发气体依次升压的各种压缩机组(参照日本专利公开公报特开2018-118721号、日本专利公表公报特表2011-517749号、日本专利公报第6371930号及日本专利公开公报特开2018-128039号)。例如，这些文献的压载机组具有五个压缩段。
对象气体的压力越是后段的压缩段压力就越高。因此，最后的压缩段所使用的密封部件被施加大的负荷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减轻向最后的压缩段的密封部件的负荷的压缩机组。
本发明一个方面所涉及的压缩机组被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体。压缩机组包括：往复运动式的5个压缩段，将所述对象气体依次升压；曲轴机构，驱动各压缩段的活塞；以及段连接流路，连接第四压缩段和第五压缩段。所述第四压缩段是气缸部的内部中前侧的空间和后侧的空间为压缩室的双动结构，并且，向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体。所述第五压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构。所述第五压缩段具有抑制所述对象气体从所述气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件。所述第五压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
本发明另一个方面所涉及的压缩机组被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体。压缩机组包括：往复运动式的6个压缩段，将所述对象气体依次升压；曲轴机构，驱动各压缩段的活塞；以及段连接流路，连接第五压缩段和第六压缩段。第四压缩段和所述第五压缩段是所述第五压缩段的气缸部被设置在所述第四压缩段的气缸部上的串列结构。所述第四压缩段的所述气缸部中后侧的空间为压缩室。所述第五压缩段从所述第五压缩段的压缩室向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体。所述第六压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构。所述第六压缩段具有抑制所述对象气体从所述气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件。所述第六压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
所述的压缩机组能够减轻向最后的压缩段的密封部件的负荷。
所述的压缩机组的目的、特征以及优点通过以下的详细的说明和附图将进一步明确。
附图说明
图1是压缩机组的概略图。
图2是构成压缩机组的压缩机的概略图。
图3是压缩机组的一部分的概略图。
图4是压缩机组的密封部件的概略剖视图。
图5是压缩机组的概略图。
图6是表示对象气体的压力与再液化率之间的关系的模拟结果的图。
图7是压缩机组的概略图。
图8是压缩机组的概略图。
图9是压缩机组的概略图。
图10是压缩机组的概略图。
图11是压缩机组的压缩段的概略剖视图。
图12是压缩机组的压缩段的概略剖视图。
具体实施方式
(第一实施方式)
图1是压缩机组100的概略图。图2是构成压缩机组100的压缩机500的概略图。参照图1及图2说明压缩机组100。
压缩机组100被设置在具有储存有LNG(Liquified Natural Gas：液化天然气)的LNG储存槽101的船舶(未图示)内。压缩机组100压缩在LNG储存槽101内发生的蒸发气体(boil off gas)即对象气体。在LNG储存槽101内发生的蒸发气体的压力为1bar～1.5bar(绝对压)程度。另外，在以下的说明中，将压力用表压(Gauge pressure)表示的情况下为“barG”。压缩机组100将对象气体升压至300barG以上且350barG以下的压力，并将被升压的对象气体供应到指定的需求方(例如，船舶的发动机)。
压缩机组100具有：对象气体朝向需求方流动的流路110；压缩机500；以及多个冷却器282～285。在图1中，压缩机组100作为包含示于图1的两点划线的框线内的构成要素的装置而示出。
如图2所示，压缩机500具有：往复运动式的第一压缩段201～第五压缩段205；曲轴机构；曲轴箱301；以及6个十字头导件303。压缩机500具有2个第一压缩段201。第二压缩段202是第一压缩段201的下一个段的压缩段。第三压缩段203是第二压缩段202的下一个段的压缩段。第四压缩段204是第三压缩段203的下一个段的压缩段。第五压缩段205是最后的压缩段。第一压缩段201～第五压缩段205以将对象气体依次升压的方式设置在流路110。各压缩段201～205的压缩比被设计成2～3.5。曲轴机构用作第一压缩段201～第五压缩段205的共同的驱动源。曲轴机构被收容在曲轴箱301。十字头导件303被安装在曲轴箱301(参照图2)。
流路110的上游端以使在LNG储存槽101内发生的蒸发气体流入的方式连接于LNG储存槽101的上部。流路110的下游端连接于需求方。
流路110具备储存槽连接流路111、段连接流路271～274、需求方连接流路114以及再液化管路106。储存槽连接流路111连接于LNG储存槽101，将蒸发气体导向压缩机组100。储存槽连接流路111包含从LNG储存槽101经由图5所示的再液化设备300而延伸设置的主管111C和如图1所示从主管111C分支为两个的分支部111A、111B。分支部111A、111B分别连接于2个第一压缩段201。
段连接流路271连接第一压缩段201和第二压缩段202之间。段连接流路271具有连接于第二压缩段202的主管113C和从主管113C朝向2个第一压缩段201分支为两个的分支部113A、113B。这些分支部113A、113B分别连接于第一压缩段201。
段连接流路272连接第二压缩段202和第三压缩段203。段连接流路273连接第三压缩段203和第四压缩段204。段连接流路274连接第四压缩段204和第五压缩段205。冷却器282～284为了冷却在第二压缩段202～第四压缩段204被压缩的对象气体而分别设置在段连接流路272～274。另外，为了冷却从第一压缩段201喷出的对象气体，根据需要也可以在段连接流路271设置冷却器。
需求方连接流路114是连接第五压缩段205与需求方的流路。在需求方连接流路114设置有冷却器285。
再液化管路106在冷却器285的下游侧从需求方连接流路114分支。再液化管路106用于将通过冷却器285后的对象气体的至少一部分供给到再液化设备300。
2个第一压缩段201以互相并列的方式连接于分支部111A、111B、113A、113B。第二压缩段202～第五压缩段205被串联连接。
如图2所示，曲轴机构将曲轴的旋转变换为多个十字头的直线性的往复运动。曲轴由马达302驱动。十字头被用作与第一压缩段201～第五压缩段205的活塞杆213的连接部位。
6个十字头导件303在水平方向上互相隔开间隔而被排列，朝向相对于水平方向大致成直角的方向(更准确地讲，在本实施方式中为重力方向上侧)突出。所述的十字头在十字头导件303中往复运动。
在各十字头导件303内设有闭塞部306。在闭塞部306的中心形成有用于使活塞杆213贯穿的贯穿孔，该活塞杆213连接在第一压缩段201～第五压缩段205内往复运动的活塞212和分别对应的十字头。闭塞部306的上侧的十字头导件303的内部空间被供给惰性气体(例如氮)，以提高压缩机组100的安全性。
第一压缩段201～第五压缩段205与在水平方向上排列的十字头导件303的位置相对应地而被构筑。从马达302侧依次排列有第一压缩段201、第四压缩段204、第五压缩段205、第二压缩段202、第三压缩段203以及第一压缩段201。另外，第一压缩段201～第五压缩段205的排列顺序并不限定于此。
第一压缩段201～第五压缩段205以获得图1所示的配管连接的方式连接于流路110。另外，图2示意性地表示第一压缩段201～第五压缩段205的配置，实际上第一压缩段201～第五压缩段205紧密接触。
第一压缩段201除了所述的活塞212和活塞杆213以外还具有气缸部211、一对吸入阀214以及一对喷出阀215。
气缸部211包含：与十字头导件303大致同轴的筒部216；安装在曲轴机构侧的筒部216的开口端的后缸盖217；以及关闭筒部216的另一开口端的前缸盖218。在后缸盖217的中心位置形成有贯穿孔和与贯穿孔大致同轴的凹部。后缸盖217的凹部向曲轴机构侧开口。
活塞212被收容在被筒部216、后缸盖217和前缸盖218包围的气缸部211的收容空间。在气缸部211内，在活塞212的曲轴机构侧的端面与后缸盖217之间的空间(以下称为“后侧的空间”)形成有用于压缩对象气体的压缩室221。在活塞212的曲轴机构相反侧的端面与前缸盖218之间的空间(以下称为“前侧的空间”)形成有用于压缩对象气体压缩室222。即，第一压缩段201成为压缩室221、222形成在活塞212的两侧的双动结构。
一对吸入阀214被安装在形成于与压缩室221、222相对应的位置的吸入口。如果压缩室221、222内的对象气体的压力达到这些吸入阀214的上游侧的压力以下，则吸入阀214容许对象气体流入压缩室221、222。
一对喷出阀215被安装在形成于与压缩室221、222相对应的位置的喷出口。如果压缩室221、222内的对象气体的压力达到这些喷出阀215的下游侧的压力以上，则喷出阀215容许对象气体从压缩室221、222流出。
活塞杆213连接于曲轴机构侧的活塞212的端面和曲轴机构的十字头。活塞杆213贯穿后缸盖217，并且，在十字头导件303内向曲轴机构侧延伸，并插通于闭塞部306的贯穿孔。
第一压缩段201具有擦拭部(wiper)231和甩油环(oil slinger)232，以防止使用于曲轴机构的润滑的润滑油通过活塞杆213的外周部而进入到压缩室221、222。
擦拭部231是包围活塞杆213的周围的环状的密封部件。擦拭部231被固定在闭塞部306。擦拭部231的内周部接触于活塞杆213的外周部。利用擦拭部231，抑制润滑油顺着活塞杆213的外周部而移动到气缸部211。
甩油环232是环状的板部件。甩油环232在擦拭部231与后缸盖217之间固定在活塞杆213。利用甩油环232，即使极微量的润滑油越过擦拭部231也能阻止进入到气缸部211。
第一压缩段201具有：以防止对象气体在压缩室221、222之间流通的方式安装在活塞212的外周部的多个活塞环243；以及防止对象气体从压缩室221向十字头导件303内泄漏的密封部件242。活塞环243是通过活塞环243的外周部接触于气缸部211，从而将活塞212与气缸部211的内面之间密封的接触式的密封部件。活塞环243还是不向活塞环243供给润滑油的无给油式(换句话说，无润滑式)的密封部件。
图4中示出了密封部件242的概略剖面。密封部件242是不向环部249供给润滑油的无给油式(换句话说，无润滑式)。
如图2至图4所示，密封部件242是所谓的杆密封，包含多个壳体部244、多个环部249及压住部294。壳体部244及环部249包围配置在后缸盖217内的活塞杆213的周围。
多个壳体部244在后缸盖217与活塞杆213之间被收容在后缸盖217的凹部。壳体部244包含大致圆形的底部251和从底部251的外缘向曲轴机构侧突出的周壁部252。在底部251的大致中央形成有活塞杆213被插通的贯穿孔。在壳体部244的内侧(即，径向上的周壁部252的内侧)收容有多个环部249。
这些环部249沿活塞杆213的轴向排列。环部249的内周部在压缩室221内的对象气体的压力作用下接触于活塞杆213的外周部。即，环部249作为接触式的密封部件而将活塞杆213与后缸盖217之间密封。
压住部294相对于壳体部244位于曲轴机构侧。压住部294通过图略的螺栓等而固定于后缸盖217。由此，壳体部244被保持。
第二压缩段202～第四压缩段204除了活塞212的直径以及气缸部211的内径小于第一压缩段201的点以外与第一压缩段201大致相同。即，第二压缩段202～第四压缩段204的活塞环243以及密封部件242也是接触式且无给油式。此外，第二压缩段202～第四压缩段204也是双动结构。
在第五压缩段205，如图2及图3所示，活塞212的直径以及气缸部211的内径小于第一压缩段201～第四压缩段204的活塞212的直径以及气缸部211的内径。在第五压缩段205的气缸部211内，与第一压缩段201同样，在前侧的空间形成有压缩室222。
另一方面，在后侧的空间，在安装吸入阀的位置，不通过该吸入阀而连接有管部件119(参照图3)。另外，在管部件119也没有设置止回阀。管部件119连接于段连接流路274。其结果，该后侧的空间成为与段连接流路274连通的状态，换句话说，成为开放于段连接流路274的状态。据此，该后侧的空间成为不能用于压缩对象气体的非压缩室223。即，第五压缩段205与第一压缩段201～第四压缩段204不同，是只有前侧的空间被设为压缩室222的单动结构。
第五压缩段205具有多个活塞环243和密封部件242。第五压缩段205的活塞环243与第一压缩段201同样是无给油式(即，活塞环243不被供给润滑油的结构)，将活塞212与气缸部211的内面之间密封。
第五压缩段205的密封部件242与第一压缩段201同样，是环部249的内周部接触于活塞杆213的外周部的接触式的密封部件。密封部件242还是无给油式(即，环部249不被供给润滑油的结构)。
第五压缩段205的密封部件242的壳体部244以及环部249的组数多于第一压缩段201的密封部件242的壳体部244以及环部249的组数。第五压缩段205的密封部件242的一部分从后缸盖217向曲轴机构侧突出，第五压缩段205的密封部件242的轴向长度长于第一压缩段201的密封部件242。第五压缩段205的密封部件242的密封区域大于第一压缩段201的密封部件242的密封区域。因此，能够密封更高压的对象气体。第五压缩段205的其他的结构与第一压缩段201一样。
如图5所示，再液化设备300用于将通过再液化管路106而被供给的对象气体液化。再液化设备300具有热交换器310、闪蒸罐(flash tank)320、焦耳-汤姆逊阀(Joule-Thomson valve)333、连接管331及返送管332。在热交换器310连接主管111C，从LNG储存槽101流出的对象气体可以流入热交换器310。而且，在热交换器310连接再液化管路106，从第五压缩段205流出的对象气体的一部分可以流入热交换器310。
在再液化管路106中热交换器310的下游侧设有焦耳-汤姆逊阀333。再液化管路106的下游端连接于闪蒸罐320的上部。连接管331连接于闪蒸罐320的上部和主管111C，以使闪蒸罐320内的对象气体流入储存槽连接流路111的主管111C。返送管332连接闪蒸罐320的下部和LNG储存槽101的下部。另外，也可以在返送管332设置用于将LNG输送到LNG储存槽101的泵。
接着，以下说明压缩机组100的动作以及对象气体的流动。
如果图2所示的马达302工作，曲轴机构的十字头直线往复运动。十字头的动力通过第一压缩段201～第五压缩段205的活塞杆213而被传递到第一压缩段201～第五压缩段205的活塞212。其结果，这些活塞212也直线往复运动。
从图1所示的LNG储存槽101内发生的对象气体通过储存槽连接流路111被吸入第一压缩段201，被第一压缩段201～第五压缩段205依次压缩。从第二压缩段202～第四压缩段204喷出之后的高温的对象气体通过冷却器282～284而被冷却至常温(例如，40℃)。在第五压缩段205压缩之后的对象气体也通过冷却器285被冷却至常温。通过冷却器285被冷却后的对象气体的一部分流入再液化管路106，剩下的对象气体被供给到需求方。
在此，在图3所示的第四压缩段204的压缩室221、222，对象气体被升压至100barG以上且150barG以下的压力。在第五压缩段205的压缩室222，对象气体进一步被升压至300barG以上且350barG以下的压力。在第五压缩段205的非压缩室223，保持与段连接流路274内的压力(100barG以上且150barG以下的压力)大致相等的压力。
如图5所示，流入再液化管路106的常温的对象气体在热交换器310与在储存槽连接流路111的主管111C流动的低温(例如，-162℃)的对象气体进行热交换。在热交换器310被冷却后，在再液化管路106流动的对象气体通过焦耳-汤姆逊阀333被减压至规定的压力，并在闪蒸罐320内一部分液化。液化的对象气体通过返送管332被返送到LNG储存槽101。
图6是表示对象气体的压力与再液化率之间的关系的模拟的结果的图。在该模拟中，假设将从压缩机500喷出的对象气体的压力范围设为50～300barG，将对象气体的温度设为40℃，将4000kg/h的对象气体全部再液化。此外，假设将在热交换器310与从LNG储存槽101发生的蒸发气体的热交换量设为400kW，将从热交换器310流出的对象气体通过焦耳-汤姆逊阀333减压至3barG。在此，再液化率是相对于对象气体4000kg/h的闪蒸罐320内的液量(kg/h)的比例。
对象气体的再液化率根据流入再液化管路106的对象气体的压力而变化。可知流入再液化管路106的对象气体的压力越大则对象气体的再液化率就越大。例如，可知压缩机500的喷出压为100barG以上时再液化率为10％。一般而言，优选再液化率为10％以上。此外，可知在压缩机500的喷出压为300barG时，再液化率增大至约33％。根本该模拟结果，可知如图1所示的压缩机组100中最优选在压力达到300barG～350barG的第五压缩段205的下游侧设置再液化管路106。
以上，说明了本发明的第一实施方式，在压缩机组100中，第五压缩段205中后侧的空间(即，气缸部211内的曲轴机构侧的空间)通过管部件119连接于段连接流路274，从而形成非压缩室223。据此，非压缩室223保持与第四压缩段204的对象气体的喷出压大致相等的压力。
在第五压缩段205，假设后侧的空间的压力等于压缩室的压力的情况下，与其他的压缩段201～204相比吸入压与喷出压的差大，因此，在密封部件242发生大的负荷。在压缩机组100中，该后侧的空间被设为非压缩室223，由此向密封部件242的负荷减轻，能够使密封部件242的寿命变长。
在压缩机组100中，通过将第一压缩段201～第四压缩段204设为双动结构，从而能够确保对象气体的处理量。
通过将第一压缩段201～第五压缩段205的活塞环243及密封部件242设为无给油式，防止润滑油混入于对象气体。其结果，也防止润滑油混入于再液化管路106。
图7是表示压缩机组100的其他例的图。基于图6的模拟，如果达到100barG以上的喷出压，则达到10％以上的再液化率，因此，再液化管路106也可以从达到100barG以上的压力的第四压缩段204与第五压缩段205之间的段连接流路274分支。
(第二实施方式)
图8是表示第二实施方式所涉及的压缩机组100的一部分的图。压缩机组100还具有第六压缩段206。在本实施方式中，为了防止曲轴机构的大型化，第四压缩段204和第五压缩段205被设为串列结构。在第四压缩段204和第五压缩段205中，利用共同的活塞杆213。
在以下的说明中，对第四压缩段204的活塞附上符号“212A”。对第四压缩段204的气缸部附上符号“211A”。对第五压缩段205的活塞附上符号“212B”。对第五压缩段205的气缸部附上符号“211B”。对第六压缩段206的活塞附上符号“212C”。对第六压缩段206的气缸部附上符号“211C”。另外，第一压缩段201～第三压缩段203的结构与第一实施方式的第一压缩段201～第三压缩段203相同。
第四压缩段204的气缸部211A整体上呈筒状。第四压缩段204的气缸部211A的下端利用后缸盖217而被关闭。第四压缩段204的气缸部211A的上端在该上端的中心朝向上方开口。后侧的空间(即，活塞212A与后缸盖217之间的空间)被设为压缩室221。
在活塞212A的外周部安装有多个活塞环243。活塞环243是无给油式。为了抑制从压缩室221向曲轴机构侧(即，所对应的十字头导件303的内部空间)的对象气体的泄漏，在安装于气缸部211A的下端的后缸盖217设有接触式且无给油式的密封部件242。
第五压缩段205的气缸部211B被设置在第四压缩段204的气缸部211A上。气缸部211B整体上呈筒状。第五压缩段205的气缸部211B的内径小于第四压缩段204的气缸部211A的内径。气缸部211B的上端被前缸盖218关闭。
第五压缩段205的活塞212B从第四压缩段204的活塞212A的上端面朝向上方突出，并通过第四压缩段204的气缸部211A的上端的开口进入到第五压缩段205的气缸部211B内。第五压缩段205的前侧的空间(即，活塞212B与前缸盖218之间的空间)是压缩对象气体的压缩室222。在活塞212B的外周部安装有多个活塞环243。活塞环243是无给油式。
第四压缩段204中前侧的空间(即，活塞212A与活塞环212B之间的空间)通过管部件119A而开放于段连接流路274(连接第四压缩段204和第五压缩段205的流路)。据此，该空间成为不使用于对象气体的压缩的非压缩室223。
第四压缩段204和第五压缩段205的活塞212A、212B在共同的活塞杆213的往复运动下被驱动。在第五压缩段205，喷出100barG以上且150barG以下的压力的对象气体。
在第六压缩段206中，气缸部211C的上端及下端被前缸盖218及后缸盖217闭塞。第六压缩段206的活塞212C被配置在气缸部211C内。前侧的空间(即，前缸盖218与活塞212C之间的空间)是对象气体被压缩的压缩室222。后侧的空间(即，后缸盖217与活塞212C之间的空间)通过管部件119B连接于段连接流路275，从而被设为非压缩室223。如此，第六压缩段206是单动结构。在第六压缩段206，对象气体被升压至300barG以上且350barG以下的压力。
在第六压缩段206的活塞212C的外周部安装有多个活塞环243。这些活塞环243也是无给油式。在第六压缩段206的后缸盖217设有接触式且无给油式的密封部件242。
在与第四压缩段204～第六压缩段206的压缩室221、222相对应的位置，吸入阀214及喷出阀215安装于气缸部211A、211B、211C。
流路110包含连接第五压缩段205和第六压缩段206的段连接流路275。冷却器285安装于段连接流路275。
再液化管路106在冷却器285的下游从段连接流路275分支，并向再液化设备300(参照图5)延伸设置。
需求方连接流路114从第六压缩段206的喷出阀215向需求方延伸设置。为了冷却在第六压缩段206被压缩的对象气体，压缩机组100具备安装于需求方连接流路114的冷却器286。
在压缩机组100被驱动的期间，第四压缩段204的压缩室221中流入在冷却器283(参照图1)被冷却的对象气体。对象气体在第四压缩段204的压缩室221被压缩后流入段连接流路274。对象气体在冷却器284被冷却后流入第五压缩段205的压缩室222。
对象气体在第五压缩段205的压缩室222被压缩后流入段连接流路275，并被冷却器285冷却。在冷却器285冷却后的对象气体的一部分通过再液化管路106而被供给到再液化设备300。剩下的对象气体通过段连接流路275流入第六压缩室206的压缩室222。对象气体在第六压缩室206的压缩室222被压缩后流入需求方连接流路114，并被冷却器286冷却。其后，对象气体被供给到需求方。
在第二实施方式中，在第六压缩段206，后侧的空间通过管部件119B连接于段连接流路275，从而被设为非压缩室223。据此，与将该后侧的空间设为压缩室的情况相比，向密封部件242的负荷降低，能够使密封部件242的寿命变长。
此外，在第四压缩段204及第五压缩段205中，第四压缩段204中前侧的空间(活塞212A、212B之间的空间)通过管部件119A连接于段连接流路274，从而被设为非压缩室223。与该前侧的空间通过连接于将第四压缩段204和第三压缩段203连接的段连接流路273从而被设为非压缩室的情况相比，能够减小第五压缩段205中活塞212B的前后的压力差，能够减轻设置在活塞212B的活塞环243的负荷。
在第二实施方式中，如图9所示，再液化管路106也可以从需求方连接流路114分支。
(第三实施方式)
图10是第三实施方式所涉及的压缩机组100的概略图。在第三实施方式中，对第六压缩段206的活塞环243及密封部件242供给润滑油。即，第六压缩段206被设为给油式。但是，与第二实施方式同样，在第一压缩段201～第五压缩段205中使用无给油式的活塞环243及密封部件242。
段连接流路275具有沿水平方向延伸的流路区间108、从流路区间108的下游端朝向上方立起的流路区间109、连接于流路区间109的上端并沿水平方向延伸的流路区问107。流路区间107的下游端连接于第六压缩段206的吸入阀214。管部件119B连接第六压缩室206的非压缩室223和流路区间107。再液化管路106在流路区间108从段连接流路275分支。
在段连接流路275设有止回阀261、开闭阀262及滤油器263。止回阀261安装在流路区间107。开闭阀262及滤油器263安装在流路区间108。开闭阀262在流路区间108位于再液化管路106的连接位置的下游测。滤油器263位于开闭阀262的下游测。开闭阀262在压缩机组100驱动时被设为开状态，在压缩机组100停止时被设为闭状态。
在压缩机组100中，即使第六压缩段206内的对象气体逆流到段连接流路275，也不会逆流到止回阀261的上游侧。据此，混入于对象气体的润滑油停留在止回阀261与第六压缩段206的吸入阀214之间的部分。而且，万一润滑油越过止回阀261而逆流也会被滤油器263捕捉。据此，可靠地防止润滑油流入再液化管路106中。此外，在压缩机组100停止的情况下，开闭阀262被关闭，因此，可靠地防止润滑油流入再液化管路106。
本次公开的实施方式在所有的点上为例示，不应解释为用于限定。本发明的范围不是通过所述的说明来表示，而是通过权利要求来表示，并包含与权利要求均等的意思及范围内的所有变更。
在所述的实施方式中，在各压缩段中使用了活塞环243(即，接触式的密封)。但是，也可以代替活塞环243而在活塞212形成迷宫密封(非接触式的密封)。例如，如图11所示，也可以在活塞212的外周部形成大量的迷宫槽245。这些迷宫槽245在活塞212的长度方向上隔开间隔而形成。
在所述的实施方式中，密封部件242通过后缸盖217安装于气缸部211的下端。但是，后缸盖217并不是必需的。例如，如图12所示，密封部件242也可以直接安装在气缸部211的下端。此时，密封部件242闭塞气缸部211的下端。
在第一实施方式中，在管部件119上也可以设置只在压缩机组100停止时关闭的开闭阀。此时，至少在驱动时第五压缩段205的非压缩室223被设为与段连接流路274连通的状态。这点对于图8至图10的管部件119A、119B也一样。
在第三实施方式中，也可以只向第六压缩段206的活塞环243和密封部件242的其中一方供给润滑油。开闭阀262只要在段连接流路275中相对于再液化管路106的连接位置位于下游侧，则可以设置在任一位置。
在所述的实施方式中，压缩机组100具有2个第一压缩段201。但是，压缩机组100也可以具有1个第一压缩段201。
在所述的实施方式中，2个第一压缩段201并列连接。在压缩机组100分别具有多个第二压缩段202～第六压缩段206的情况下，第二压缩段202～第六压缩段206也可以各自并列连接。
所述的实施方式主要包含具有以下结构的压缩机组。
所述的实施方式的一个方面所涉及的压缩机组被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体。压缩机组包括：往复运动式的5个压缩段，将所述对象气体依次升压；曲轴机构，驱动各压缩段的活塞；以及段连接流路，连接第四压缩段和第五压缩段。所述第四压缩段是气缸部的内部中前侧的空间和后侧的空间为压缩室的双动结构，并且，向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体。所述第五压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构。所述第五压缩段具有抑制所述对象气体从所述气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件。所述第五压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
根据所述的结构，第五压缩段的后侧的空间为非压缩室，因此，向密封部件的负荷减轻。
在所述的结构中，压缩机组也可以还包括：需求方连接流路，连接所述第五压缩段和所述对象气体的需求方；以及再液化管路，从所述段连接流路或所述需求方连接流路分支，以使被喷出到所述段连接流路或所述需求方连接流路的所述对象气体的至少一部分被导向再液化设备。所述第四压缩段或所述第五压缩段以使被供给到所述再液化设备的所述对象气体的10％以上的所述对象气体再液化的方式，向所述段连接流路喷出所述对象气体。
根据所述的结构，对象气体有效地被再液化。
所述的实施方式的另一个方面所涉及的压缩机组被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体。压缩机组包括：往复运动式的6个压缩段，将所述对象气体依次升压；曲轴机构，驱动各压缩段的活塞；以及段连接流路，连接第五压缩段和第六压缩段。第四压缩段和所述第五压缩段是所述第五压缩段的气缸部被设置在所述第四压缩段的气缸部上的串列结构。所述第四压缩段的所述气缸部中后侧的空间为压缩室。所述第五压缩段从所述第五压缩段的压缩室向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体。所述第六压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构。所述第六压缩段具有抑制所述对象气体从所述气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件。所述第六压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
根据所述的结构，第六压缩段的后侧的空间为非压缩室，因此，向密封部件的负荷减轻。
在所述的结构中，所述第五压缩段的所述压缩室也可以通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞而与所述第四压缩段的所述气缸部的前侧的空间分隔。所述第四压缩段的所述压缩室也可以通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞而与所述第四压缩段的所述气缸部的前侧的空间分隔。所述第四压缩段的所述气缸部的所述前侧的所述空间也可以是开放于连接所述第四压缩段和所述第五压缩段的其他段连接流路的状态的非压缩室。
根据所述的结构，第四压缩段中前侧的空间连接于段连接流路而被设为非压缩室。与该前侧的空间通过连接于将第四压缩段和第三压缩段连接的段连接流路而被设为非压缩室的情况相比，能够减小第五压缩段中活塞前后的压力差，能够减轻设置在第五压缩段的活塞的活塞环的负荷。
在所述的结构中，压缩机组也可以还包括：需求方连接流路，连接所述第六压缩段和所述对象气体的需求方；以及再液化管路，从所述段连接流路或所述需求方连接流路分支，以使被喷出到所述段连接流路或所述需求方连接流路的所述对象气体的至少一部分被导向再液化设备。所述第五压缩段或所述第六压缩段也可以使被供给到所述再液化设备的所述对象气体的10％以上的所述对象气体再液化的方式，向所述段连接流路喷出所述对象气体。
根据所述的结构，对象气体有效地被再液化。
在所述的结构中，所有的压缩段也可以为无给油式。
根据所述的结构，不用考虑向再液化管路的油的混入就能设置再液化管路。
在所述的结构中，压缩机组也可以还包括：止回阀，被设置在连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路上；以及滤油器，在连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路上配置在所述止回阀的上游侧。也可以所述第六压缩段是给油式，且其他压缩段是无给油式。所述再液化管路也可以在所述止回阀及所述滤油器的上游侧从所述段连接流路分支。
根据所述的结构，第六压缩段尽管是给油式，但是由于在段连接流路设有止回阀，因此，油不容易逆流到段连接流路并流入再液化管路。即使油通过了止回阀，也会由滤油器捕捉通过了止回阀的油，因此，防止油流入再液化管路。
在所述的结构中，压缩机组也可以还包括：开闭阀，位于所述再液化管路的下游侧，在所述压缩机组停止时关闭连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路。
根据所述的结构，由于在段连接流路设有开闭阀，因此，在压缩机组停止时，防止油流入再液化管路。
产业上的可利用性
所述的实施方式的技术适合利用于搭载到船舶上的压缩机组。

Claims (8)

1.一种压缩机组，被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体，并且包括：
往复运动式的5个压缩段，各自具有活塞和连接于该活塞的活塞杆，将所述对象气体依次升压；
曲轴机构，具有曲轴、和连接于该曲轴且连接于所对应的所述活塞杆的多个十字头，通过将所述曲轴的旋转变换为所述十字头各自的直线性的往复运动来驱动所述压缩段各自的活塞；
曲轴箱，收容所述曲轴机构并且设置在所述压缩段各自的外方；以及
段连接流路，连接第四压缩段和第五压缩段，其特征在于：
所述第四压缩段是气缸部的内部中前侧的空间和后侧的空间为压缩室的双动结构，并且，向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体，
所述第五压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构，
所述第五压缩段在其活塞杆的周围具有抑制所述对象气体从其气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件，
所述第五压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
2.根据权利要求1所述的压缩机组，其特征在于还包括：
需求方连接流路，连接所述第五压缩段和所述对象气体的需求方；以及
再液化管路，从所述段连接流路或所述需求方连接流路分支，以使被喷出到所述段连接流路或所述需求方连接流路的所述对象气体的至少一部分被导向再液化设备，其中，
所述第四压缩段或所述第五压缩段以使被供给到所述再液化设备的所述对象气体的10%以上的所述对象气体再液化的方式，向所述段连接流路喷出所述对象气体。
3.一种压缩机组，被设置在船舶内，压缩在所述船舶的液化天然气储存槽发生的蒸发气体亦即对象气体，并且包括：
往复运动式的6个压缩段，各自具有活塞和连接于该活塞的活塞杆，将所述对象气体依次升压；
曲轴机构，具有曲轴、和连接于该曲轴且连接于所对应的所述活塞杆的多个十字头，通过将所述曲轴的旋转变换为所述十字头各自的直线性的往复运动来驱动所述压缩段各自的活塞；
曲轴箱，收容所述曲轴机构并且设置在所述压缩段各自的外方；以及
段连接流路，连接第五压缩段和第六压缩段，其特征在于：
第四压缩段和所述第五压缩段是所述第五压缩段的气缸部被设置在所述第四压缩段的气缸部上的串列结构，
所述第四压缩段中的所述活塞杆和所述第五压缩段中的所述活塞杆是共同的活塞杆，
所述第四压缩段的所述气缸部中后侧的空间为压缩室，
所述第五压缩段从所述第五压缩段的压缩室向所述段连接流路喷出100barG以上的压力的所述对象气体，
所述第六压缩段是通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞被分隔的气缸部的内部中前侧的空间形成压缩所述对象气体的压缩室而后侧的空间形成非压缩室的单动结构，
所述第六压缩段在其活塞杆的周围具有抑制所述对象气体从其气缸部向所述曲轴机构侧泄漏的密封部件，
所述第六压缩段的所述非压缩室开放于所述段连接流路。
4.根据权利要求3所述的压缩机组，其特征在于，
所述第五压缩段的所述压缩室通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞而与所述第四压缩段的所述气缸部的前侧的空间分隔，
所述第四压缩段的所述压缩室通过安装有活塞环或形成有迷宫密封的活塞而与所述第四压缩段的所述气缸部的前侧的空间分隔，
所述第四压缩段的所述气缸部的所述前侧的所述空间是开放于连接所述第四压缩段和所述第五压缩段的其他段连接流路的状态的非压缩室。
5.根据权利要求3或4所述的压缩机组，其特征在于还包括：
需求方连接流路，连接所述第六压缩段和所述对象气体的需求方；以及
再液化管路，从所述段连接流路或所述需求方连接流路分支，以使被喷出到所述段连接流路或所述需求方连接流路的所述对象气体的至少一部分被导向再液化设备，其中，
所述第五压缩段或所述第六压缩段以使被供给到所述再液化设备的所述对象气体的10%以上的所述对象气体再液化的方式，向所述段连接流路喷出所述对象气体。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的压缩机组，其特征在于，
所有的压缩段为无给油式。
7.根据权利要求5所述的压缩机组，其特征在于还包括：
止回阀，被设置在连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路上；以及
滤油器，在连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路上配置在所述止回阀的上游侧，其中，
所述第六压缩段是给油式，且其他压缩段是无给油式，
所述再液化管路在所述止回阀及所述滤油器的上游侧从所述段连接流路分支。
8.根据权利要求7所述的压缩机组，其特征在于还包括：
开闭阀，位于所述再液化管路的下游侧，在所述压缩机组停止时关闭连接所述第五压缩段和所述第六压缩段的所述段连接流路。
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