JP2018123851A - ボイルオフガス回収システム - Google Patents

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Abstract

【課題】給油式の圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを回収する際に油分がタンクに混入しにくいボイルオフガス回収システムを提供すること。
【解決手段】ボイルオフガス回収システム１は、液化ガスを貯蔵したタンク２と、タンク２内の液化ガスの一部の蒸発により発生したボイルオフガスを圧縮する給油式の圧縮機３ｂと、給油式の圧縮機３ｂで圧縮された前記ボイルオフガスを液化し、その液化した前記液化ガスをタンク２に戻す再液化システム９と、を備える。再液化システム９は、前記ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度以下の温度までボイルオフガスを冷却する油分凝縮用熱交換器１１と、油分凝縮用熱交換器１１で凝縮した前記油分を前記ボイルオフガスから分離するセパレータ１４と、前記油分が分離された前記ボイルオフガスを液化する再液化部と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、液化ガスを貯蔵したタンクから発生するボイルオフガスを回収するボイルオフガス回収システムに関する。
液化天然ガス運搬船において、液化天然ガスを貯蔵したタンク内にはボイルオフガスが発生する。このボイルオフガスは、船内のエンジン、蒸気ボイラや発電機の燃料として有効利用されたり、再液化されタンクに戻されたりする。このように、タンク内で発生したボイルオフガスを再液化してタンクに戻す技術としては、特許文献１に記載されたボイルオフガス回収システムが知られている。
特許文献１のボイルオフガス回収システムは、タンク内で発生したボイルオフガスを給油式の圧縮機で圧縮し、そのボイルオフガスの一部を再液化してタンクに戻す。ここで、給油式の圧縮機で圧縮されたボイルオフガスは、給油式の圧縮機の潤滑油からなる油分を含むので、ボイルオフガスとともに油分がタンクに混入してしまう可能性がある。そこで、特許文献１のボイルオフガス回収システムは、ボイルオフガスに含まれる油分を取り除くためのフィルタを備えている。
特開２０１５−１５８２６３号公報
しかしながら、液体状の油分はフィルタで捕捉されるが、気体状の油分はフィルタで捕捉されないので、特許文献１のボイルオフガス回収システムは、ボイルオフガスに含まれる油分を十分に除去できなかった。そのため、特許文献１のボイルオフガス回収システムは、油分がタンクに混入してしまうという問題があった。
そこで、本発明は、上記の課題に基づいてなされたものであり、その目的は、給油式の圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを回収する際に油分がタンクに混入しにくいボイルオフガス回収システムを提供することである。
本発明に係るボイルオフガス回収システムは、液化ガスを貯蔵したタンクと、前記タンク内の前記液化ガスの一部の蒸発により発生したボイルオフガスを圧縮する給油式の圧縮機と、前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスを液化し、その液化した前記液化ガスを前記タンクに戻す再液化システムと、を備える。前記再液化システムは、前記ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度以下の温度まで前記ボイルオフガスを冷却する油分凝縮用熱交換器と、前記油分凝縮用熱交換器で凝縮した前記油分を前記ボイルオフガスから分離するセパレータと、前記油分が分離された前記ボイルオフガスを液化する再液化部と、を有する。
この構成によれば、前記再液化システムは、前記ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度以下の温度まで前記ボイルオフガスを冷却する油分凝縮用熱交換器を有するので、ボイルオフガスに含まれる油分は前記油分凝縮用熱交換器によって凝縮する。さらに、前記再液化システムは、前記油分凝縮用熱交換器で凝縮した前記油分を前記ボイルオフガスから分離するセパレータを有するので、前記油分凝縮用熱交換器によって凝縮した油分は、前記セパレータによって捕捉される。そのため、前記ボイルオフガスから前記油分が十分に除去されるため、上記ボイルオフガス回収システムは、油分がタンクに混入しにくい。
上記構成において、前記再液化部は、前記セパレータによって前記油分が分離された前記ボイルオフガスを液化可能な温度まで冷却するガス液化用熱交換器と、前記ガス液化用熱交換器で冷却された前記ボイルオフガスを膨張させることにより、前記ボイルオフガスを液化する膨張弁と、前記膨張弁により少なくとも一部が液化された前記ボイルオフガスを液体成分と気体成分とに分離する気液分離器と、を有してもよい。
この構成によれば、前記ガス液化用熱交換器で冷却されるボイルオフガスが前記油分凝縮用熱交換器によって前記油分の凝縮温度以下の温度まで既に冷却されている分、前記ガス液化用熱交換器での液化のために求められる冷熱量を小さくすることができる。これにより、前記ガス液化用熱交換器の小型化が可能になる。
上記構成において、前記油分凝縮用熱交換器は、前記タンクから前記給油式の圧縮機へ送られる前記ボイルオフガスと、前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスと、の間で熱交換を行ってもよい。
この構成によれば、前記油分凝縮用熱交換器は、前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスを前記タンクから前記給油式の圧縮機へ送られる前記ボイルオフガスを利用して冷却するため、前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスを冷却するための別途の冷却媒体が不要となる。そのため、上記ボイルオフガス回収システムは、小型化が可能になる。
上記構成において、前記再液化システムは、冷凍機の冷凍システムを有してもよい。前記油分凝縮用熱交換器は、前記冷凍機の前記冷凍システムにおいて冷却媒体が循環する循環流路に設けられる蒸発器であり、前記蒸発器は、前記冷却媒体と前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスとの間で熱交換を行わせることにより、前記冷却媒体を前記冷凍システムにおいて蒸発させるとともに、前記ボイルオフガスを前記凝縮温度以下の前記温度まで冷却してもよい。
この構成によれば、ボイルオフガスに含まれる油分を冷凍機によって効率よく凝縮させることができる。ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度は、冷凍機の冷却温度に近いので、油分が凝固したり、反対に油分が凝縮できなかったりすることがないからである。
上記構成において、前記再液化システムは、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後であり、かつ、前記セパレータで前記油分と分離される前の前記ボイルオフガスの温度を調節する温度調節手段を有してもよい。
この構成によれば、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前記ボイルオフガスの温度を好適な温度、例えば、前記凝縮温度以下の温度に調節することが容易になる。
上記構成において、前記温度調節手段は、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスを、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスに合流させることにより、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスの温度を上昇させるのが好適である。
前記油分凝縮用熱交換器で冷却された前記ボイルオフガスの温度が前記油分の凝固点以下になると、油分が凝固することにより、配管が詰まってしまう恐れがある。しかしながら、上記構成によれば、前記温度調節手段は、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスを利用して、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスの温度を上昇させるので、油分が凝固することにより、配管が詰まってしまうことが防止される。
上記構成において、前記温度調節手段は、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスを、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスに合流させるバイパス流路が形成されたバイパス管と、前記バイパス管に設けられ、前記バイパス流路の開度を調節するバルブと、前記バイパス流路の開度を制御する開度制御部と、を有してもよい。
この構成によれば、バイパス管とバルブと開度制御部からなる簡単な構成で温度調節手段が実現される。
上記構成において、前記再液化システムは、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスに含まれる油分を除去する油フィルターを有してもよい。
この構成によれば、ボイルオフガスに含まれる液体状の油分が前記油フィルターで除去されるので、前記油分凝縮用熱交換器において、液体状の油分が伝熱を害する恐れを少なくすることができる。そのため、前記油分凝縮用熱交換器の小型化が可能になる。
本発明によれば、給油式の圧縮機で圧縮されたボイルオフガスを再液化する際に油分がタンクに混入しにくい。
第１の実施形態に係るボイルオフガス回収システムを示す概略構成図である。 第１の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの再液化システムを示す概略構成図である。 第１の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの第１セパレータの縦断面図である。 第２の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの再液化システムを示す概略構成図である。 第２の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器に適用される蒸発器が用いられる冷凍機の冷凍システムを示す概略構成図である。 第３の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器を示す概略構成図である。 第４の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器に適用される蒸発器が用いられる冷凍機の冷凍システムを示す概略構成図である。 第５の実施形態に係るボイルオフガス回収システムを示す概略構成図である。
以下、本発明の各実施形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明の各実施形態に係るボイルオフガス回収システムを説明するために必要となる主要な構成要素を簡略化して示したものである。したがって、本発明の各実施形態に係るボイルオフガス回収システムは、本明細書が参照する各図に示されていない任意の構成要素を備え得る。
図１は、第１の実施形態のボイルオフガス回収システム１を示す概略構成図である。図２は、第１の実施形態のボイルオフガス回収システム１の再液化システム９を示す概略構成図である。ボイルオフガス回収システム１は、液化天然ガス等の液化ガスを運搬する船舶に設置される。ボイルオフガス回収システム１は、タンク２と、圧縮機３と、第１配管４と、第２配管５と、エンジン６と、ガス燃焼装置７と、発電機８と、再液化システム９と、を備えている。
タンク２は、液化天然ガスを約−１６０℃で貯蔵している。タンク２は、液化天然ガスに代えて、液化石油ガスを貯蔵してもよい。
圧縮機３は、５段の圧縮ステージを有し、潤滑油を必要としない無給油式の圧縮機３ａと、潤滑油を必要とする給油式の圧縮機３ｂを含む。無給油式の圧縮機３ａは、１段目と２段目に配置されている。給油式の圧縮機３ｂは、３段目、４段目および５段目に配置されている。尚、圧縮機３の圧縮ステージは、５段に限定されることはなく、給油式の圧縮機３ｂを含むものであれば、何段でもよい。
第１配管４は、タンク２と圧縮機３とを再液化システム９を介して接続している。第１配管４は、タンク２に貯蔵されている液化天然ガスが蒸発して発生したボイルオフガスをタンク２から圧縮機３に移送する。
第２配管５は、圧縮機３とエンジン６とを接続している。第２配管５は、途中で分岐し、圧縮機３とガス燃焼装置７および発電機８とを接続している。
エンジン６には、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスが第２配管５を通して供給される。これにより、船舶は、エンジン６でボイルオフガスを燃焼し、推進力を発生させることができる。
ガス燃焼装置７には、ボイルオフガスの発生量がエンジン６や発電機８の燃料として必要な量を上回る場合に備え，余剰のボイルオフガスを燃焼して安全に処理するための装置である。ガス燃焼装置７は、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスが第２配管５を通して供給される。
発電機８には、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスが第２配管５を通して供給される。これにより、発電機８は、供給されたボイルオフガスを燃料として発電し、船舶の各種機器を駆動するために必要な電力を生成する。
図１、２が参照され、再液化システム９が説明される。再液化システム９は、第３配管１０と、油フィルター４０と、油分凝縮用熱交換器１１と、温度調節手段１２と、第４配管１３と、第１セパレータ１４と、第５配管１５と、ガス液化用熱交換器１６と、第６配管１７と、膨張弁１８と、気液分離器１９と、第７配管２０と、第８配管２１と、を備える。ガス液化用熱交換器１６と膨張弁１８と気液分離器１９とにより再液化部が構成される。
第３配管１０は、４段目の給油式の圧縮機３ｂと５段目の給油式の圧縮機３ｂとの間と、油分凝縮用熱交換器１１と、を接続する。第３配管１０は、１段目から４段目までの圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスを油分凝縮用熱交換器１１に移送する。尚、第３配管１０は、４段目の圧縮機３ｂと５段目の圧縮機３ｂとの間から分岐するものに限定されることはなく、給油式の圧縮機３ｂの後段から分岐するものであればいずれのものであってもよい。１段目から４段目までの圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスの温度は、ガスクーラー（図示省略）によって、例えば、２０℃から４５℃に冷却される。第３配管１０には、第１コントロール弁２２が設けられている。第１コントロール弁２２は、第３配管１０の流路の開度を調節可能である。第１コントロール弁２２は、第２配管５と第３配管１０との間で圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスの第２配管５へ流れる流量と第３配管１０へ流れる流量とを調節する。第３配管１０には、油フィルター４０が設けられている。油フィルター４０は、圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスに含まれる液体状の油分を除去する。
油分凝縮用熱交換器１１は、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスを、そのボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度（例えば、０℃）まで冷却する。油分凝縮用熱交換器１１によりボイルオフガスを冷却する温度は、油分の凝縮温度（例えば、０℃）以下の温度であってもよい。油分凝縮用熱交換器１１によりボイルオフガスを冷却する温度は、給油式の圧縮機３ｂで使用される潤滑油に応じて適宜設定される。油分凝縮用熱交換器１１は、タンク２から圧縮機３へ送られるボイルオフガスが通る低温側通路１１ａと、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスが通る高温側通路１１ｂと、を有する。油分凝縮用熱交換器１１は、タンク２から圧縮機３へ送られるボイルオフガスと、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスとの間で熱交換を行う。このとき、ボイルオフガスに含まれる油分が凝縮する。低温側通路１１ａを通るボイルオフガスは、例えば、−５０℃から２０℃まで加熱される。低温側通路１１ａには第１配管４が接続されている。高温側通路１１ｂの入口には第３配管１０が接続されている。高温側通路の出口には第４配管１３が接続されている。
温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の高温側通路１１ｂを通って冷却されたボイルオフガスの温度を設定温度に調節する。前記設定温度は、例えば、ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度（例えば、０℃）以下であって、前記油分の凝固温度（例えば、−２５℃）よりも高い温度とすることができる。温度調節手段１２は、第３配管１０と第４配管１３とを接続するバイパス管１２ａと、バイパス管１２ａに設けられた第２コントロール弁１２ｂと、第４配管１３に設けられた温度センサー１２ｃと、第２コントロール弁を制御する制御部１２ｄと、を有する。温度センサー１２ｃと制御部１２ｄとにより開度制御部が構成される。
バイパス管１２ａには、油分凝縮用熱交換器１１で冷却される前のボイルオフガスを、油分凝縮用熱交換器１１で冷却された後のボイルオフガスに合流させるバイパス流路が形成されている。第２コントロール弁１２ｂは、バイパス流路の開度を調節可能である。第２コントロール弁１２ｂは、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスのバイパス管１２ａへ流れる流量を調節する。温度センサー１２ｃは、第４配管１３を流れるボイルオフガスの温度を検知し、温度に応じた信号を制御部１２ｄへ送信する。制御部１２ｄは、温度センサー１２ｃからの信号に基づいて、バイパス流路の開度を制御する信号を第２コントロール弁１２ｂへ送信する。例えば、制御部１２ｄは、温度センサー１２ｃからの信号に基づいて、油分凝縮用熱交換器１１で冷却されたボイルオフガスの温度が前記設定温度よりも低くなったと判断した場合、バイパス流路を開く指令を第２コントロール弁１２ｂに送信する。指令を受け取った第２コントロール弁１２ｂはバイパス流路を開く。これにより、油分凝縮用熱交換器１１により冷却される前のボイルオフガスは、バイパス流路を流れ、油分凝縮用熱交換器１１で冷却された後のボイルオフガスに合流する。その結果、油分凝縮用熱交換器１１で冷却された後のボイルオフガスの温度が上昇し、油分が凝固することによる第４配管１３の詰まりが防止される。
反対に、制御部１２ｄは、温度センサー１２ｃからの信号に基づいて、油分凝縮用熱交換器１１で冷却されたボイルオフガスの温度が前記設定温度（例えば、０℃）よりも高くなったと判断した場合、バイパス流路を閉じる指令を第２コントロール弁１２ｂに送信する。指令を受け取った第２コントロール弁１２ｂはバイパス流路を閉じる。これにより、油分凝縮用熱交換器１１により冷却される前のボイルオフガスは、バイパス流路を流れなくなり、全量が油分凝縮用熱交換器１１で冷却されるので、油分凝縮用熱交換器１１により冷却された後のボイルオフガスの温度は低下する。このようにして、温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１で冷却された後のボイルオフガスの温度を前記設定温度（例えば、０℃）に調節する。
第４配管１３は、油分凝縮用熱交換器１１と第１セパレータ１４とを接続している。第４配管１３は、油分凝縮用熱交換器１１によって前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却されたボイルオフガスを第１セパレータ１４へ移送する。
図３は、例示的なボイルオフガス回収システム１の第１セパレータ１４の縦断面図である。第１セパレータ１４は、油分を捕捉する捕捉部２３と、油分の捕捉量を検知するレベルセンサー２４と、を有する。
捕捉部２３は、両端が閉じられた円筒状の本体部２５と、本体部２５よりも径の小さい円筒状の小径部２６と、ボイルオフガスを小径部２６に流入させるガス入口管２７と、ボイルオフガスを外部へ流出させるガス出口管２８と、を有する。小径部２６は、本体部２５内に本体部２５と同軸上に配置され、本体部２５の上端部２５ａの下面に取り付けられている。小径部２６の外面は、メッシュで構成されている。そのため、ボイルオフガスと油分凝縮用熱交換器１１で凝縮した油分は、メッシュを通過可能となっている。ガス入口管２７は、本体部２５の上端部２５ａの上面に取り付けられている。ガス入口管２７は、第４配管１３に接続されている。ガス入口管２７は、ボイルオフガスが通る入口側流路２７ａを形成している。入口側流路は小径部２６内に連通している。ガス出口管２８は、本体部２５の側面に設けられている。ガス出口管２８は、第５配管１５に接続されている。これにより、メッシュを通過したボイルオフガスは、空気よりも比重が軽いので、本体部２５内を通ってガス出口管２８を介して第５配管１５へ流出する。一方、メッシュを通過した液体の油分は、空気よりも比重が重いので、本体部２５の底２５ｂに溜められる。このようにして、捕捉部２３は、ボイルオフガスと油分凝縮用熱交換器１１で凝縮した油分とを分離する。
レベルセンサー２４は、本体部２５の底２５ｂに溜まった油分の液面の高さが所定値を超えているか否かを検知する。レベルセンサー２４は、本体部２５の底２５ｂに溜まった油分の液面の高さが所定値を超えていることを検知すると、警報を鳴らし、作業者に第１セパレータ１４の保守点検が必要であることを知らせることができる。尚、第１セパレータ１４は、ボイルオフガスと油分凝縮用熱交換器１１で凝縮した油分とを分離できるものであればいずれのものであってもよい。第１セパレータ１４は、例えば、活性炭フィルターであってもよい。
図２が参照される。第５配管１５は、第１セパレータ１４のガス出口管２８とガス液化用熱交換器１６とを接続している。第５配管１５は、第１セパレータ１４で油分と分離されたボイルオフガスをガス液化用熱交換器１６に移送する。
ガス液化用熱交換器１６は、第１セパレータ１４によって油分が分離されたボイルオフガスを膨張弁１８によって液化可能な温度（例えば、−１００℃）に冷却する。ガス液化用熱交換器１６は、タンク２から圧縮機３へ送られるボイルオフガスが通る低温側通路１６ａと、第１セパレータ１４によって油分が分離されたボイルオフガスが通る高温側通路１６ｂと、を有する。ガス液化用熱交換器１６は、タンク２から圧縮機３へ送られるボイルオフガスと、第１セパレータ１４によって油分が分離されたボイルオフガスとの間で熱交換を行う。このとき、低温側通路１６ａを通るボイルオフガスは、例えば、−１６０℃から−５０℃まで加熱される。低温側通路１６ａには第１配管４が接続されている。高温側通路１６ｂの入口には第５配管１５が接続されている。高温側通路１６ｂの出口には第６配管１７が接続されている。
第６配管１７は、ガス液化用熱交換器１６と気液分離器１９とを接続している。第６配管１７は、ガス液化用熱交換器１６で冷却されたボイルオフガスを気液分離器１９へ移送する。
膨張弁１８は、第６配管１７に設けられている。膨張弁１８は、ガス液化用熱交換器１６で冷却されたボイルオフガスを膨張させて圧力を減少させる。このとき、ボイルオフガスの沸点が低下し、ボイルオフガスの少なくとも一部が液化する。その結果、ボイルオフガスは、気液二層状態となる。
気液分離器１９は、膨張弁１８によって気液二層状態となったボイルオフガスを液体成分と気体成分とに分離する。気液分離器１９には、第７配管２０と第８配管２１が接続されている。
第７配管２０は、気液分離器１９とタンク２とを接続している。第７配管２０は、気液分離器１９で分離したボイルオフガスの液体成分をタンク２に移送する。これにより、タンク２内で発生したボイルオフガスが液体成分としてタンク２に戻される。
第８配管２１は、気液分離器１９と第１配管４とを接続している。第８配管２１は、さらに、気液分離器１９とガス燃焼装置７とを接続している。第８配管２１は、気液分離器１９で分離したボイルオフガスの気体成分を第１配管４とガス燃焼装置７へ移送する。第８配管２１には、第３コントロールバルブ２９と第４コントロールバルブ３０が設けられている。第３コントロールバルブ２９と第４コントロールバルブ３０は、ボイルオフガスの流路の開度を調節可能である。これにより、ボイルオフガスが第１配管４へ流れる流量とガス燃焼装置７へ流れる流量を調節できるようになっている。
第１実施形態のボイルオフガス回収システム１によれば、給油式の圧縮機３ｂによりボイルオフガスが圧縮されるので、ボイルオフガスには、給油式の圧縮機３ｂの潤滑油からなる油分が含まれている。
しかしながら、ボイルオフガスに含まれている油分は、油分凝縮用熱交換器１１において前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却することによって凝縮し、第１セパレータ１４によってボイルオフガスから分離される。そのため、ボイルオフガス回収システム１は、油分がタンク２に混入しにくい。
図４は、第２の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの例示的な再液化システム３８を示す概略構成図である。図５は、第２の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器３３に適用される蒸発器３３ａが用いられる冷凍機の冷凍システム３２を示す概略構成図である。第２の実施形態のボイルオフガス回収システムは、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスを前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却する油分凝縮用熱交換器３３として、冷凍機の冷凍システム３２における蒸発器３３ａが用いられている点で、第１の実施形態の油分凝縮用熱交換器１１と相違する。その他の点において、第２の実施形態のボイルオフガス回収システムは、第１の実施形態と同様の構成を備える。第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の符号を付し、その説明が省略される。
再液化システム３８は、冷凍機の冷凍システム３２を有する。油分凝縮用熱交換器３３は、冷凍機の冷凍システム３２において冷却媒体が循環する循環流路３４に設けられる蒸発器３３ａである。
冷凍機の冷凍システム３２は、循環流路３４を流れる冷却媒体を圧縮する圧縮機３５と、冷却媒体と外気や冷却水などの被排熱媒体との間で熱交換する凝縮器３６と、凝縮器３６で液化した冷却媒体を膨張させる膨張弁３７と、膨張弁３７で膨張した液体の冷却媒体と、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスとの間で熱交換する蒸発器３３ａと、を有する。
蒸発器３３ａは、膨張弁３７で膨張した液体の冷却媒体と、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスとの間で熱交換することにより、液体の冷却媒体を気化させる。このとき、冷却媒体がボイルオフガスから熱を奪うことにより、ボイルオフガスが前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却され、ボイルオフガスに含まれる油分が凝縮する。蒸発器３３ａによるボイルオフガスの冷却温度は、冷却媒体を循環させるポンプ（図示省略）の回転数や圧縮機３５の回転数を調節したり、第１の実施形態と同様の温度調節手段１２により調節したりすることで前記設定温度（例えば、０℃）に調節される。
蒸発器３３ａにより前記設定温度（例えば、０℃）に冷却されたボイルオフガスは、第１の実施形態と同様に、第１セパレータ１４で凝縮した油分と分離する。
図６は、第３の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器３９を示す概略構成図である。第３の実施形態に係るボイルオフガス回収システムは、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスを前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却する油分凝縮用熱交換器３９が第１実施形態の油分凝縮用熱交換器１１と相違する。その他の構成において、第３の実施形態に係るボイルオフガス回収システムは、第１の実施形態と同様の構成を備える。第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の符号を付して、その説明が省略される。第１の実施形態の油分凝縮用熱交換器１１は、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスを冷却する冷却媒体として、タンク２から圧縮機３へ移送されるボイルオフガスが使用されたが、第３の実施形態の油分凝縮用熱交換器３９は、圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスを冷却する媒体として冷却水が使用される。そのため、第３の実施形態のボイルオフガス回収システムは、非常にシンプルな構成である。
図７は、第４の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器４１に適用される蒸発器４１ａが用いられる冷凍機の冷凍システム４２を示す概略構成図である。第４の実施形態に係るボイルオフガス回収システムは、圧縮機３により圧縮されたボイルオフガスを前記設定温度（例えば、０℃）まで冷却する油分凝縮用熱交換器４１が第１の実施形態の油分凝縮用熱交換器１１と相違する。その他の構成において、第４の実施形態に係るボイルオフガス回収システムは、第１の実施形態と同様の構成を備える。第１の実施形態と同様の構成については、第１の実施形態と同様の符号を付して、その説明が省略される。第４の実施形態に係るボイルオフガス回収システムの油分凝縮用熱交換器４１には、第２の実施形態の冷凍システム３２（図５参照）の変形例の冷凍システム４２における蒸発器４１ａが適用される。
冷凍システム４２は、圧縮機４３と、ガスクーラー４４と、第２セパレータ４５と、オイルクーラー４６と、膨張弁４７と、蒸発器４８と、収縮弁４９と、を有する。圧縮機４３と、ガスクーラー４４と、第２セパレータ４５と、膨張弁４７と、蒸発器４１ａと、収縮弁４９とは、この順で冷却媒体の循環流路５０に設けられる。
圧縮機４３は、循環流路５０を流れる冷却媒体を圧縮する。ガスクーラー４４は、圧縮機４３により圧縮された冷却媒体を冷却する。第２セパレータ４５は、冷却媒体を液体成分と気体成分に分離する。冷却媒体の液体成分は、オイルクーラー４６により冷却され、圧縮機４３に戻される。膨張弁４７は、冷却媒体の気体成分を膨張させて液化させる。蒸発器４１ａは、膨張弁４７で液化した冷却媒体と圧縮機３で圧縮されたボイルオフガスとの間で熱交換することにより、液体の冷却媒体を気化させ、ボイルオフガスに含まれる油分を凝縮するものであり、第２実施形態の蒸発器３３ａ（図５参照）と同様の機能を有する。収縮弁４９は、蒸発器４１ａで気化した冷却媒体を収縮させる。
図８は、第５の実施形態に係るボイルオフガス回収システム５１示す概略構成図である。第５の実施形態に係るボイルオフガス回収システム５１は、１段目と２段目に給油式の圧縮機５２が配置されている点、再液化システム５５が無給油式の圧縮機５３を備えている点で、第１と第２の実施形態と相違する。その他の点において、第５の実施形態のボイルオフガス回収システム５１は、第１と第２の実施形態と同様の構成を備える。第１と第２の実施形態と同様の構成については、第１と第２の実施形態と同様の符号を付し、その説明が省略される。
第５の実施形態に係るボイルオフガス回収システム５１は、第１の実施形態の圧縮機３に代えて、２段の給油式の圧縮機５２を備える。第５の実施形態に係るボイルオフガス回収システム５１は、第１の実施形態の構成に加えて、さらに、給油式の圧縮機５２により圧縮されたボイルオフガスを冷却するガスクーラー５４を備える。１段目の給油式の圧縮機５２は、第１配管４に接続されている。２段目の給油式の圧縮機５２は、第３配管１０に接続されている。
第５の実施形態の再液化システム５５は、第２の実施形態の再液化システム３８（図５参照）に３段の無給油式の圧縮機５３を加えたものである。３段の無給油式の圧縮機５３は、第１セパレータ１４とガス液化用熱交換器１６との間に配置されている。３段の無給油式の圧縮機５３は、膨張弁１８によるボイルオフガスの再液化の効率を高めるために設置される。
第５の実施形態のボイルオフガス回収システム５１も、第１の実施形態と同様に、第１セパレータ１４によりボイルオフガスに含まれる油分が分離されるので、タンク２に油分が混入しにくい。
上記第１実施形態の温度調節手段１２は、第３配管１０に設けられたが、第１配管４に設けられてもよく、第３配管１０と第１配管４の両方に設けられてもよい。尚、上記第１実施形態の温度調節手段１２と同一の機能を有する構成要素については、上記第１実施形態と同様の符号を付してその説明を簡略化する。この変形例の温度調節手段１２は、第１配管４のガス液化用熱交換器１６と油分凝縮用熱交換器１１との間と、第１配管４の油分凝縮用熱交換器１１の下流側と、を接続するバイパス管１２ａと、バイパス管１２ａに設けられた第２コントロール弁１２ｂと、第１配管４の油分凝縮用熱交換器１１の下流側に設けられた温度センサー１２ｃと、第２コントロール弁を制御する制御部１２ｄと、を有する。
変形例の温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱されたボイルオフガスの温度を設定温度（例えば、２０℃）に調節する。変形例の温度調節手段１２は、上記第１実施形態と同様の方法でボイルオフガスの温度を調節する。具体的には、変形例の温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱されたボイルオフガスの温度が前記設定温度よりも高くなると、コントロール弁１２ｂを開き、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱される前のボイルオフガスを油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱されたボイルオフガスに合流させる。これにより、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱されたボイルオフガスの温度が低下する。
反対に、変形例の温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱されたボイルオフガスの温度が前記設定温度よりも低くなると、コントロール弁１２ｂを閉じる。このようにして、変形例の温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱された後のボイルオフガスの温度を前記設定温度（例えば、２０℃）に調節する。
変形例の温度調節手段１２は、油分凝縮用熱交換器１１の低温側通路１１ａを通って加熱された後のボイルオフガスの温度を前記設定温度（例えば、２０℃）に予め調節することにより、圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスが油分凝縮用熱交換器１１の高温側通路１１ｂに流入する温度を一定にさせることができる。そのため、圧縮機３によって圧縮されたボイルオフガスに含まれる油分を油分凝縮用熱交換器１１で効率的に凝縮させることができる。
１ ボイルオフガス回収システム
２ タンク
３ｂ 給油式の圧縮機
９ 再液化システム
１１ 油分凝縮用熱交換器
１２ 温度調節手段
１４ セパレータ
１６ ガス液化用熱交換器
１８ 膨張弁
１９ 気液分離器
３１ 冷凍機
３２ 冷凍システム
３３ 油分凝縮用熱交換器
３３ａ 蒸発器
３４ 循環流路
３８ 油分凝縮用熱交換器
４０ 油フィルター
４１ 油分凝縮用熱交換器
４１ａ 蒸発器
４２ 冷凍システム
５０ 循環流路

Claims (8)

  1. 液化ガスを貯蔵したタンクと、
    前記タンク内の前記液化ガスの一部の蒸発により発生したボイルオフガスを圧縮する給油式の圧縮機と、
    前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスを液化し、その液化した前記液化ガスを前記タンクに戻す再液化システムと、を備え、
    前記再液化システムは、前記ボイルオフガスに含まれる油分の凝縮温度以下の温度まで前記ボイルオフガスを冷却する油分凝縮用熱交換器と、前記油分凝縮用熱交換器で凝縮した前記油分を前記ボイルオフガスから分離するセパレータと、前記油分が分離された前記ボイルオフガスを液化する再液化部と、を有する
    ことを特徴とするボイルオフガス回収システム。
  2. 前記再液化部は、前記セパレータによって前記油分が分離された前記ボイルオフガスを液化可能な温度まで冷却するガス液化用熱交換器と、前記ガス液化用熱交換器で冷却された前記ボイルオフガスの圧力を減圧することにより、前記ボイルオフガスを液化する膨張弁と、前記膨張弁により少なくとも一部が液化された前記ボイルオフガスを液体成分と気体成分とに分離する気液分離器と、を有する
    請求項１に記載のボイルオフガス回収システム。
  3. 前記油分凝縮用熱交換器は、前記タンクから前記給油式の圧縮機へ送られる前記ボイルオフガスと、前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスと、の間で熱交換を行う
    請求項１又は２に記載のボイルオフガス回収システム。
  4. 前記再液化システムは、冷凍機の冷凍システムを有し、
    前記油分凝縮用熱交換器は、前記冷凍機の前記冷凍システムにおいて冷却媒体が循環する循環流路に設けられる蒸発器であり、
    前記蒸発器は、前記冷却媒体と前記給油式の圧縮機で圧縮された前記ボイルオフガスとの間で熱交換を行わせることにより、前記冷却媒体を前記冷凍システムにおいて蒸発させるとともに、前記ボイルオフガスを前記凝縮温度以下の前記温度まで冷却する
    請求項１又は２に記載のボイルオフガス回収システム。
  5. 前記再液化システムは、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後であり、かつ、前記セパレータで前記油分と分離される前の前記ボイルオフガスの温度を調節する温度調節手段を有する
    請求項１から４のいずれかに記載のボイルオフガス回収システム。
  6. 前記温度調節手段は、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスを、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスに合流させることにより、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスの温度を上昇させる
    請求項５に記載のボイルオフガス回収システム。
  7. 前記温度調節手段は、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスを、前記油分凝縮用熱交換器で冷却された後の前記ボイルオフガスに合流させるバイパス流路が形成されたバイパス管と、前記バイパス管に設けられ、前記バイパス流路の開度を調節するバルブと、前記バイパス流路の開度を制御する開度制御部と、を有する
    請求項６に記載のボイルオフガス回収システム。
  8. 前記再液化システムは、前記油分凝縮用熱交換器で冷却される前の前記ボイルオフガスに含まれる油分を除去する油フィルターを有する
    請求項１から７のいずれかに記載のボイルオフガス回収システム。



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