JP2018150899A - Gas cooling system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液化天然ガスを貯留する貯留タンクから得られたガスを冷却するガス冷却システムに関する。 The present invention relates to a gas cooling system that cools a gas obtained from a storage tank that stores liquefied natural gas.
液化天然ガスを輸送する輸送船では、液化天然ガスを貯留する貯留タンクからボイルオフガスが不可避的に発生してしまうところ、例えば、特許文献1(特開2016−128737号公報)には、かかる輸送船において、貯留タンクから排出されるボイルオフガスを複数の圧縮部により段階的に圧縮して輸送船のエンジンに供給し、ボイルオフガスを輸送船の動力に用いることが記載されている。そして、各圧縮部により圧縮されたボイルオフガスは昇温することになるので、各圧縮部の運転効率を高く維持するべく、圧縮後のボイルオフガスを冷却する冷却部が各圧縮部の下流側に設けられている。 In a transport ship that transports liquefied natural gas, boil-off gas is inevitably generated from a storage tank that stores liquefied natural gas. In a ship, it is described that boil-off gas discharged from a storage tank is compressed in stages by a plurality of compression units and supplied to an engine of a transport ship, and the boil-off gas is used as power for the transport ship. And since the boil-off gas compressed by each compression part will heat up, in order to maintain the operating efficiency of each compression part high, the cooling part which cools the boil-off gas after compression is in the downstream of each compression part. Is provided.
しかし、各圧縮部の運転効率を高く維持するには圧縮部に導入されるボイルオフガスが低温(例えば0℃付近)であることが好ましいところ、そのためにはボイルオフガスを冷却するためのヒートポンプ等の設備が必要となり、その設備の運転のための燃料を要することになる。また、ボイルオフガスのみならず、貯留タンクからポンプにより液化天然ガスを抜き取って、気化器で気化させたガスを輸送船の動力に用いる場合もあるが、その場合にもガスの圧縮を要するため、同様の問題がある。 However, in order to maintain high operating efficiency of each compression section, it is preferable that the boil-off gas introduced into the compression section is at a low temperature (for example, around 0 ° C.). For this purpose, a heat pump or the like for cooling the boil-off gas is used. Equipment is required and fuel for operation of the equipment is required. In addition to boil-off gas, liquefied natural gas may be extracted from the storage tank by a pump, and the gas vaporized by the vaporizer may be used for the power of the transport ship. There is a similar problem.
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮部に導入されるガスを効率的に冷却できるガス冷却システムを提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above-mentioned subject, The objective is to provide the gas cooling system which can cool the gas introduce | transduced into a compression part efficiently.
上記目的を達成するためのガス冷却システムの特徴構成は、
高圧噴射型エンジンと、
液化天然ガスを貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクから得られたガスの少なくとも一部を前記高圧噴射型エンジンに導くガス通流路と、
前記ガス通流路に設けられた、前記ガスを圧縮する少なくとも1つのガス圧縮部と、
前記ガス圧縮部により圧縮された前記ガスを冷却する少なくとも1つのガス冷却部と、
作動媒体が充填され音波が伝播する音響筒に、前記作動媒体を外部から加熱する加熱器と前記作動媒体を外部から冷却する冷却器と前記加熱器と前記冷却器との間で音波の音響エネルギを増幅する音響再生器とから成る原動機を少なくとも1つ以上設けると共に、前記作動媒体が外部から吸熱する吸熱器と前記作動媒体が外部へ放熱する放熱器と前記吸熱器と前記放熱器との間で音波が音響エネルギを消費する形態で圧縮及び膨張する温度差再生器とから成る音響ヒートポンプ部を少なくとも1つ以上設ける熱音響機関と、
前記高圧噴射型エンジンからの排熱を回収した熱媒を前記加熱器へ導く熱媒通流路と、
前記吸熱器により吸熱された冷媒を前記ガス冷却部へ導く冷媒通流路と、を備える点にある。
The characteristic configuration of the gas cooling system for achieving the above object is as follows:
A high-pressure injection engine,
A storage tank for storing liquefied natural gas;
A gas flow path for guiding at least part of the gas obtained from the storage tank to the high-pressure injection engine;
At least one gas compression section provided in the gas flow path for compressing the gas;
At least one gas cooling unit for cooling the gas compressed by the gas compression unit;
An acoustic cylinder filled with a working medium and in which sound waves propagate, a heater that heats the working medium from the outside, a cooler that cools the working medium from the outside, and the acoustic energy of sound waves between the heater and the cooler At least one prime mover comprising a sound regenerator for amplifying the sound, and a heat absorber that absorbs heat from the outside of the working medium, a radiator that radiates heat from the working medium, and between the heat absorber and the radiator A thermoacoustic engine provided with at least one acoustic heat pump unit including a temperature difference regenerator that compresses and expands in a form in which sound waves consume acoustic energy;
A heat medium flow path for guiding a heat medium that has recovered exhaust heat from the high-pressure injection engine to the heater;
A refrigerant flow path for guiding the refrigerant absorbed by the heat absorber to the gas cooling unit.
上記特徴構成によれば、高圧噴射型エンジンからの排熱を熱音響機関により冷熱に変換し、その冷熱によってガス圧縮部により圧縮されたガスを冷却する。このように、ガスを冷却するのに、燃料を用いることなく、高圧噴射型エンジンからの排熱を利用するので、ガスを効率的に冷却できる。 According to the above characteristic configuration, the exhaust heat from the high pressure injection engine is converted into cold heat by the thermoacoustic engine, and the gas compressed by the gas compression unit is cooled by the cold heat. Thus, since the exhaust heat from the high-pressure injection type engine is used to cool the gas without using fuel, the gas can be efficiently cooled.
ガス冷却システムの更なる特徴構成は、
前記ガス圧縮部及び前記ガス冷却部がそれぞれ2以上設けられ、
前記冷媒通流路は前記ガス冷却部のそれぞれに前記冷媒を分配して供給する冷媒分配部を備える点にある。
Further features of the gas cooling system
Two or more gas compression sections and gas cooling sections are provided,
The refrigerant flow path includes a refrigerant distribution unit that distributes and supplies the refrigerant to each of the gas cooling units.
上記特徴構成によれば、冷媒分配部によって各ガス冷却部に吸熱器からの冷媒を分配して供給するので、装置構成を簡略化できる。 According to the above characteristic configuration, since the refrigerant from the heat absorber is distributed and supplied to each gas cooling unit by the refrigerant distribution unit, the apparatus configuration can be simplified.
ガス冷却システムの更なる特徴構成は、
清水を取得する清水取得部と、
前記清水を前記冷却器と前記放熱器とにそれぞれ導く清水通流路と、を備える点にある。
Further features of the gas cooling system
Shimizu acquisition department to acquire Shimizu,
And a fresh water flow path for guiding the fresh water to the cooler and the radiator.
熱音響機関では、冷却器を冷却する冷媒と放熱器からの放熱を受ける媒体がそれぞれ必要となるが、上記特徴構成によれば、ほぼ無限に存在する海水を清水に変換する等により資源として豊富に取得できる清水をその冷媒及び媒体として用いるので、資源を省略できる。 In a thermoacoustic engine, a refrigerant that cools the cooler and a medium that receives heat from the heatsink are required. However, according to the above configuration, abundant resources can be obtained by converting seawater that exists infinitely into fresh water. Since the fresh water that can be obtained is used as the refrigerant and medium, resources can be omitted.
ガス冷却システムの更なる特徴構成は、
清水を取得する清水取得部と、
前記ガス圧縮部により圧縮された前記ガスを、前記ガス冷却部の上流側において、前記清水取得部からの前記清水により冷却する少なくとも1つの熱交換器と、を備える点にある。
Further features of the gas cooling system
Shimizu acquisition department to acquire Shimizu,
And at least one heat exchanger that cools the gas compressed by the gas compression unit with the fresh water from the fresh water acquisition unit on the upstream side of the gas cooling unit.
ガス圧縮部にて圧縮したガスはある程度温度が高くなっており(例えば、100℃程度)、これを0℃付近まで冷却するには相当の冷熱を要する。これに対し、上記構成によれば、ガス圧縮部を通過した後の高温のガスを資源として豊富に取得できる清水と熱交換させることで、ガスをある程度の温度(40℃程度)まで冷却でき、ある程度冷却した後のガスを熱音響機関の吸熱器からの冷媒で冷却することで、ガスの冷却に必要な吸熱器からの冷熱を効率的に低減させることができる。 The gas compressed in the gas compression section has a certain temperature (for example, about 100 ° C.), and it requires considerable cooling to cool it to around 0 ° C. On the other hand, according to the above configuration, the gas can be cooled to a certain temperature (about 40 ° C.) by exchanging heat with fresh water that can be obtained abundantly as a resource of the high-temperature gas after passing through the gas compression unit, By cooling the gas after cooling to some extent with the refrigerant from the heat absorber of the thermoacoustic engine, the cold heat from the heat absorber necessary for cooling the gas can be efficiently reduced.
ガス冷却システムの更なる特徴構成は、
前記清水取得部は、海水を汲み上げるポンプと、汲み上げた前記海水から前記清水を造りだす造水器と、を備える点にある。
Further features of the gas cooling system
The said fresh water acquisition part exists in the point provided with the pump which pumps up seawater, and the water generator which makes the said fresh water from the said pumped-up sea water.
この構成によれば、ほぼ無限に存在する海水を清水に変換するので、システム各部を冷却するための資源を省略できる。 According to this configuration, seawater existing almost infinitely is converted into fresh water, so that resources for cooling each part of the system can be omitted.
ガス冷却システムの更なる特徴構成は、
前記高圧噴射型エンジンが船舶推進用であり、
船舶に用いられる点にある。
Further features of the gas cooling system
The high-pressure injection engine is for ship propulsion,
It is in the point used for a ship.
この構成によれば、船舶推進用の高圧噴射型エンジンの運転により生じる排熱を用いてガスを効率的に冷却できる。 According to this configuration, the gas can be efficiently cooled using the exhaust heat generated by the operation of the high-pressure injection engine for marine propulsion.
以下、本願に係るガス冷却システムについて、図面に基づいてその実施形態を説明する。本実施形態に係るガス冷却システム100は、LNGタンカ等の船舶に設けられるものであり、貯留タンク20から得るガスとしてボイルオフガスGを用いる。そして、本実施形態に係るガス冷却システム100は、図1に示すように、高圧噴射型エンジン10と、液化天然ガスを貯留する貯留タンク20と、貯留タンク20から得られたボイルオフガスGの少なくとも一部を高圧噴射型エンジン10に導くガス通流路30と、ガス通流路30に設けられた、ボイルオフガスGを圧縮する少なくとも1つのガス圧縮部40と、ガス圧縮部40により圧縮されたボイルオフガスGを冷却する少なくとも1つのガス冷却部50と、作動媒体が充填され音波が伝播する音響筒61に、作動媒体を外部から加熱する加熱器62aと作動媒体を外部から冷却する冷却器62bと加熱器62aと冷却器62bとの間で音波の音響エネルギを増幅する音響再生器62cとから成る原動機62を少なくとも1つ以上設ける(本実施形態では1つ)と共に、作動媒体が外部から吸熱する吸熱器63aと作動媒体が外部へ放熱する放熱器63bと吸熱器63aと放熱器63bとの間で音波が音響エネルギを消費する形態で圧縮及び膨張する温度差再生器63cとから成る音響ヒートポンプ部63を少なくとも1つ以上設ける熱音響機関60と、高圧噴射型エンジン10からの排熱を回収した熱媒71を加熱器62aへ導く熱媒通流路70と、吸熱器63aにより吸熱された冷媒81をガス冷却部50へ導く冷媒通流路80と、を備える。このように、本実施形態に係るガス冷却システム100は、液化天然ガスを貯留する貯留タンク20から排出されるボイルオフガスGを、熱音響機関60を用いて冷却するものである。以下では、まず、熱音響機関60について説明し、その後、ガス冷却システム100全体について説明する。
Hereinafter, an embodiment of a gas cooling system according to the present application will be described with reference to the drawings. The
熱音響機関60は、作動媒体が充填され音波が伝播する第1ループ管61aと第2ループ管61bとが連結管にて連結されて構成された音響筒61を備え、当該第1実施形態においては、第1ループ管61aに単一の原動機62が設けられると共に第2ループ管61bに単一の音響ヒートポンプ部63が設けられている。
The
以下、作動媒体を外部から加熱する加熱器62aと、作動媒体を外部から冷却する冷却器62bと、加熱器62aと冷却器62bとの間で音波の音響エネルギを増幅する音響再生器62cとから成る原動機62について説明を加える。
Hereinafter, a
加熱器62aは、詳細な図示は省略するが、熱媒71を通流するジャケット部(図示せず)と、当該ジャケット部から第1ループ管61aの内部に延びるフィン(図示せず)とから成る。加熱器62aは、フィンがジャケット部を通流する熱媒71にて加熱され、当該フィンから第1ループ管61aの内部の作動媒体へ温熱を伝導する形態で、作動媒体を加熱する。
Although not shown in detail, the
冷却器62bは、冷媒としての清水Wを通流するジャケット部(図示せず)と、当該ジャケット部から第1ループ管61aの内部に延びるフィン(図示せず)とから成る。冷却器62bは、フィンがジャケット部を通流する清水Wにて冷却され、当該フィンから第1ループ管61aの内部の作動媒体へ冷熱を伝導する形態で、作動媒体を冷却する。
The cooler 62b includes a jacket portion (not shown) through which fresh water W as a refrigerant flows, and fins (not shown) extending from the jacket portion to the inside of the
加熱器62aと冷却器62bとの間に設けられる音響再生器62cは、例えば、第1ループ管61aの筒軸心方向に直交する方向に板面を沿わせた状態で、当該筒軸心方向に沿って複数並べられる薄板状部材(図示せず)から構成されている。
当該薄板状部材は、例えば、厚さが50μm以上100μm以下で、300枚〜600枚程度設けられる。当該薄板状部材には、筒軸心方向に沿う方向に貫通する多数の貫通孔(図示せず)が、その直径が100μm〜300μm程度で、設けられる。
The
For example, the thin plate member has a thickness of 50 μm or more and 100 μm or less, and is provided with about 300 to 600 sheets. The thin plate member is provided with a large number of through holes (not shown) penetrating in a direction along the axial direction of the cylinder with a diameter of about 100 μm to 300 μm.
作動媒体は、音響筒61の内部において、その筒軸心方向で、微小な揺らぎを生じる状態で、存在している。換言すると、作動媒体を伝搬する音波は、加熱器62aと冷却器62bとの両者間において、一方側から他方側への進行波と、他方側から一方側への進行波とを形成する。
作動媒体を伝搬する音波は、冷却器62bから加熱器62aの側への進行波を形成する場合、加熱器62a近傍での音響再生器62cとしての薄板状部材の複数の貫通孔を通過するときに当該貫通孔の内壁に接触して加熱されると共に、加熱器62aのフィンにて直接加熱されることで、膨張する。一方、作動媒体を伝搬する音波は、加熱器62aから冷却器62bの側への進行波を形成する場合、冷却器62bの近傍での音響再生器62cとしての薄板状部材の複数の貫通孔を通過するときに当該貫通孔の内壁に接触して冷却されると共に、冷却器62bのフィンにて直接冷却されることで、収縮する。
これにより、進行波としての音波が自己励起振動を起こし、その音響エネルギが増幅される形態で、熱エネルギが音波の音響エネルギに変換される。
The working medium exists in the
When the sound wave propagating through the working medium forms a traveling wave from the cooler 62b to the
Thereby, the sound energy as the traveling wave causes self-excited vibration, and the thermal energy is converted into the acoustic energy of the sound wave in such a form that the acoustic energy is amplified.
作動媒体としては、音波を伝播する気体から構成することができる。ここで、音響再生器62cでの熱交換が迅速になされることが望ましいため、作動媒体としては、熱拡散係数の高いヘリウム、水素が望ましい。また、発電を目的とする場合には、分子量の高い気体が望ましいため、アルゴン等の気体を混合しても良い。尚、熱的に安定していることから、当該実施形態では、作動媒体としてヘリウムを用いている。
The working medium can be composed of a gas that propagates sound waves. Here, since it is desirable that heat exchange in the
原動機62にて増幅された音波の音響エネルギは、音響筒61の第1ループ管61aから第2ループ管61bに設けられる音響ヒートポンプ部63へ伝搬する。
音響ヒートポンプ部63は、作動媒体が外部から吸熱する吸熱器63aと、作動媒体が外部へ放熱する放熱器63bと、吸熱器63aと放熱器63bとの間で音波が音響エネルギを消費する形態で圧縮及び膨張する温度差再生器63cとから成る。
The acoustic energy of the sound wave amplified by the
The acoustic
詳細な図示は省略するが、吸熱器63aは、冷媒通流路80を流れる冷媒81を通流するジャケット部(図示せず)と、当該ジャケット部から第2ループ管61bの内部に延びるフィン(図示せず)とから成る。吸熱器63aでは、フィンがジャケット部を通流する冷媒81から吸熱し、第2ループ管61bの内部の作動媒体がフィンから吸熱する。
一方、放熱器63bは、冷媒としての清水Wを通流するジャケット部(図示せず)と、当該ジャケット部から第2ループ管61bの内部に延びるフィン(図示せず)とから成る。放熱器63bでは、第2ループ管61bの内部の作動媒体がフィンへ放熱し、フィンがジャケット部を通流する清水Wへ放熱する。
Although detailed illustration is omitted, the
On the other hand, the
ここで、音響ヒートポンプ部63は、作動媒体を伝搬する音波が、吸熱器63aから放熱器63bの側への進行波を形成する場合に圧縮し、放熱器63bから吸熱器63aの側へ進行波を形成する場合に膨張するように、その吸熱器63aと温度差再生器63cと放熱器63bとが第2ループ管61bにおける適切な位置に配置されている。
これにより、作動媒体を伝搬する音波が吸熱器63aから放熱器63bの側への進行波を形成する場合、温度差再生器63cにて圧縮しながら吸熱して昇温し、放熱器63bにて昇温して高温となった状態で放熱する。
一方、作動媒体を伝搬する音波が放熱器63bから吸熱器63aの側への進行波を形成する場合、温度差再生器63cにて膨張しながら放熱して降温し、吸熱器63aにて降温して低温となった状態で吸熱する。
因みに、上述の如く、温度差再生器63cにて圧縮しながら吸熱する工程、及び膨張しながら放熱する工程において、音波の音響エネルギが消費され、音波は減衰するが、音響エネルギは、原動機62から逐次補充されるので、音響ヒートポンプ部63のヒートポンプ機能が維持されることとなる。
Here, the acoustic
As a result, when the sound wave propagating through the working medium forms a traveling wave from the
On the other hand, when the sound wave propagating through the working medium forms a traveling wave from the
Incidentally, as described above, in the step of absorbing heat while compressing by the temperature difference regenerator 63c and the step of dissipating heat while expanding, the acoustic energy of the sound wave is consumed and the sound wave is attenuated. Since the replenishment is performed sequentially, the heat pump function of the acoustic
吸熱器63aと放熱器63bとの間に設けられる温度差再生器63cは、その形状や材質については、音響再生器62cと同じものを用いてもよいし、その形状や材質が異なるものを用いてもよい。
尚、音響筒61の筒径、筒長さ、形状等は、特に、音響再生器62c及び温度差再生器63cの貫通孔の孔径に基づいて、原動機62の熱エネルギから音響エネルギへの変換効率、音響ヒートポンプ部63の音響エネルギから熱エネルギへの変換効率が高くなるように、適宜設定される。
The temperature difference regenerator 63c provided between the
Note that the tube diameter, tube length, shape, and the like of the
次に、本実施形態に係るガス冷却システム100について説明する。
まず、本実施形態に係るガス冷却システム100は、LNGタンカ等の液化天然ガスを輸送する船舶に用いられるもので、船舶推進用の高圧噴射型エンジン10と、液化天然ガスを貯留する貯留タンク20と、貯留タンク20から得られたボイルオフガスGを高圧噴射型エンジン10に導くガス通流路30と、ガス通流路30に設けられた、ボイルオフガスGを圧縮する少なくとも2以上の(本実施形態では4の)ガス圧縮部40と、を有している。
つまり、本システム100が設けられる船舶では、ガス圧縮部40により貯留タンク10から得られたボイルオフガスGを段階的に圧縮して高圧噴射型エンジン10に利用できる程度までボイルオフガスGを昇圧した後、ボイルオフガスGを船舶推進用の高圧噴射型エンジン10に供給し、ボイルオフガスGを船舶の動力に用いるようになっている。なお、貯留タンク20から得るガスは、貯留タンク20から自然に排出されるボイルオフガスGに限られず、貯留タンク20から図示しないポンプにより液化天然ガスを抜き取り、気化器で気化させたガスであってもよい。
Next, the
First, a
That is, in a ship provided with the
また、ボイルオフガスGは、ガス圧縮部40により圧縮されることで昇温するが、ガス圧縮部40の運転効率を高く維持するにはガス圧縮部40に導入されるボイルオフガスGが低温であることが好ましいため、隣り合うガス圧縮部40の間には、ボイルオフガスGを温度TH(例えば40℃)から温度TL(例えば0℃)まで冷却するガス冷却部50がそれぞれ設けられている(本実施形態では計3つ設けられている)。
なお、最も上流側の2つのガス圧縮部40の間については、ガス冷却部50は設けられていない。貯留タンク20から排出された直後のボイルオフガスGは温度が極めて低いため、最も上流側のガス圧縮部40により圧縮されても、ボイルオフガスGは冷却を必要とする温度まで昇温しないので、最も上流側の2つのガス圧縮部40の間にガス冷却部50は設ける必要がないからである。
The boil-off gas G is heated by being compressed by the
Note that the
そして、ガス冷却部50でボイルオフガスGを冷却するための冷熱を得るため、本実施形態に係るガス冷却システム100では、上記の熱音響機関60と、高圧噴射型エンジン10からの排熱を回収した熱媒(オイル等のエンジン冷却用媒体などであり、例えば、250℃程度)71を加熱器62aへ導く熱媒通流路70と、吸熱器63aにより吸熱された冷媒81をガス冷却部50へ導く冷媒通流路80と、を備えている。
つまり、本実施形態に係るガス冷却システム100は、高圧噴射型エンジン10からの排熱を熱音響機関60により冷熱に変換し、その冷熱によってガス圧縮部40により圧縮されたボイルオフガスGを冷却するようになっている。このように、ボイルオフガスGを冷却するのに、燃料を用いることなく、高圧噴射型エンジン10からの排熱を利用するので、ボイルオフガスGを効率的に冷却可能になっている。
なお、本実施形態では、熱媒通流路70は熱媒71が高圧噴射型エンジン10と加熱器62aとの間を循環する循環路、冷媒通流路80は冷媒81が吸熱器63aとガス冷却部50との間を循環する循環路の形態をとっている。
And in order to obtain the cold for cooling the boil-off gas G in the
That is, the
In the present embodiment, the heat
さらに、本実施形態では、冷媒通流路80は各ガス冷却部50に冷媒81を分配して供給する冷媒分配部82を備える。具体的には、冷媒分配部82は、冷媒81を分配する分配器82aと、各ガス冷却部50に冷媒81を供給する分配路82bと、からなり、分配器82aで分配された冷媒81が各分配路82bを介して各ガス冷却部50に供給されるようになっている。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施形態に係るガス冷却システム100は、図示しない清水Wを取得する清水取得部と、清水Wを冷却器62b(より詳しくは冷却器62bのジャケット部)と放熱器63b(より詳しくは放熱器63bのジャケット部)とにそれぞれ導く清水通流路(図示は省略する)と、を備える。具体的には、本実施形態では、清水Wを取得する清水取得部として、周囲から海水を汲み上げるポンプと、汲み上げた海水から清水Wを造りだす造水器と、を用い、船舶の周りにほぼ無限に存在する海水から清水Wを取得するようにしてある。熱音響機関60では、冷却器62bを冷却する冷媒と放熱器63bからの放熱を受ける媒体がそれぞれ必要となるが、本実施形態に係るガス冷却システム100では、その冷媒及び媒体として、船舶の周りにほぼ無限に存在する海水を用いるので、資源を省略してある。
In addition, the
本実施形態では、ガス圧縮部40により圧縮されたボイルオフガスGを、各ガス冷却部50の上流側において、上記清水取得部からの清水Wにより冷却する熱交換器90が設けられている。つまり、ガス圧縮部40を通過した後の高温のボイルオフガスGを熱交換器90によりまず清水Wと熱交換させることで、ボイルオフガスGをある程度の温度TH(例えば40℃程度)まで冷却でき、ある程度冷却した後のボイルオフガスGを熱音響機関60の吸熱器63aからの冷媒81で冷却することで、ボイルオフガスGの冷却に必要な吸熱器63aからの冷熱を効率的に低減させることができる。また、熱交換器90によって、ガス冷却部50に導入されるボイルオフガスGの温度を安定させることもでき、ガス冷却部50の運転も安定化できる。
In this embodiment, the
このように、本実施形態に係るガス冷却システム100によれば、ボイルオフガスGの冷却のために別途燃料を用いることなく、高圧噴射型エンジン10からの排熱や海水を利用して、ボイルオフガスGを効率的に冷却可能になっている。
As described above, according to the
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態において、一の熱音響機関60において、複数の原動機62を備えると共に、複数の音響ヒートポンプ部63を備える構成を採用しても構わない。
また、上記実施形態において、本システム100は1つの熱音響機関を備える構成例を示したが、2つ以上の熱音響機関を備える構成も、本願の権利範囲に含むものである。
[Another embodiment]
(1) In the said embodiment, in one
Moreover, in the said embodiment, although the
(2)上記実施形態において、音響筒は、2つのループ管を備える構成例を示したが、3つ以上のループ管を備える構成を採用しても構わないし、単一のループ管を備える構成を採用しても構わない。 (2) In the above-described embodiment, the acoustic cylinder has been shown as a configuration example including two loop tubes. However, a configuration including three or more loop tubes may be adopted, or a configuration including a single loop tube May be adopted.
(3)上記実施形態にあっては、ガス冷却システム100は、船舶に設けられるものである例を示した。
しかしながら、ガス冷却システムは、船舶以外にも適用することができ、例えば、湾岸で、LNGタンカからLNGを受け入れるLNG基地にも好適に適用できる。
(3) In the said embodiment, the
However, the gas cooling system can be applied to other than ships, and can be suitably applied to, for example, an LNG base that receives LNG from an LNG tanker on the shore.
(4)上記実施形態にあっては、冷却器62bを冷却する冷媒や放熱器63bからの放熱を受ける媒体、熱交換器90における冷媒として清水Wを使用した。しかしながら、当該冷媒や媒体としては、くみ上げた海水をそのまま利用するなど清水W以外のものを採用しても構わない。
(4) In the above embodiment, fresh water W is used as a refrigerant for cooling the cooler 62b, a medium that receives heat from the
(5)上記実施形態にあっては、ガス冷却部50の上流側に熱交換器90を有する例を示したが、熱交換器90を有しなくてもよい。
(5) In the above embodiment, the example in which the
(6)上記実施形態にあっては、ガス圧縮部40を3以上設け、冷媒通流路80が冷媒分配部82を備える例を示したが、ガス圧縮部40を設ける数を2とし、冷媒通流路80に冷媒分配部82を設けなくてもよい。
(6) In the above-described embodiment, an example in which three or more
(7)ガス通流路30は、貯留タンク20から排出されたガスの少なくとも一部を高圧噴射型エンジン10に導くものであればよく、貯留タンク20から得られたガスの他の一部は再液化されて貯留タンク20に戻すなど他の用途に用いられてもよい。
(7) The
尚、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configuration disclosed in the above embodiment (including another embodiment, the same shall apply hereinafter) can be applied in combination with the configuration disclosed in the other embodiment, as long as no contradiction occurs. The embodiment disclosed in this specification is an exemplification, and the embodiment of the present invention is not limited to this. The embodiment can be appropriately modified without departing from the object of the present invention.
本発明のガス冷却システムは、液化天然ガスを貯留する貯留タンクから得られたガスを冷却するガス冷却システムとして、有効に利用可能である。 The gas cooling system of the present invention can be effectively used as a gas cooling system for cooling gas obtained from a storage tank that stores liquefied natural gas.
10 :高圧噴射型エンジン
20 :貯留タンク
30 :ガス通流路
40 :ガス圧縮部
50 :ガス冷却部
60 :熱音響機関
61 :音響筒
62 :原動機
62a :加熱器
62b :冷却器
62c :音響再生器
63 :音響ヒートポンプ部
63a :吸熱器
63b :放熱器
63c :温度差再生器
70 :熱媒通流路
71 :熱媒
80 :冷媒通流路
81 :冷媒
82 :冷媒分配部
90 :熱交換器
100 :ガス冷却システム
G :ボイルオフガス(ガス)
W :清水
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: High pressure injection type engine 20: Storage tank 30: Gas flow path 40: Gas compression part 50: Gas cooling part 60: Thermoacoustic engine 61: Acoustic cylinder 62: Motor |
W: Shimizu
Claims (6)
液化天然ガスを貯留する貯留タンクと、
前記貯留タンクから得られたガスの少なくとも一部を前記高圧噴射型エンジンに導くガス通流路と、
前記ガス通流路に設けられた、前記ガスを圧縮する少なくとも1つのガス圧縮部と、
前記ガス圧縮部により圧縮された前記ガスを冷却する少なくとも1つのガス冷却部と、
作動媒体が充填され音波が伝播する音響筒に、前記作動媒体を外部から加熱する加熱器と前記作動媒体を外部から冷却する冷却器と前記加熱器と前記冷却器との間で音波の音響エネルギを増幅する音響再生器とから成る原動機を少なくとも1つ以上設けると共に、前記作動媒体が外部から吸熱する吸熱器と前記作動媒体が外部へ放熱する放熱器と前記吸熱器と前記放熱器との間で音波が音響エネルギを消費する形態で圧縮及び膨張する温度差再生器とから成る音響ヒートポンプ部を少なくとも1つ以上設ける熱音響機関と、
前記高圧噴射型エンジンからの排熱を回収した熱媒を前記加熱器へ導く熱媒通流路と、
前記吸熱器により吸熱された冷媒を前記ガス冷却部へ導く冷媒通流路と、を備えるガス冷却システム。 A high-pressure injection engine,
A storage tank for storing liquefied natural gas;
A gas flow path for guiding at least part of the gas obtained from the storage tank to the high-pressure injection engine;
At least one gas compression section provided in the gas flow path for compressing the gas;
At least one gas cooling unit for cooling the gas compressed by the gas compression unit;
An acoustic cylinder filled with a working medium and in which sound waves propagate, a heater that heats the working medium from the outside, a cooler that cools the working medium from the outside, and the acoustic energy of sound waves between the heater and the cooler At least one prime mover comprising a sound regenerator for amplifying the sound, and a heat absorber that absorbs heat from the outside of the working medium, a radiator that radiates heat from the working medium, and between the heat absorber and the heat radiator A thermoacoustic engine provided with at least one acoustic heat pump unit including a temperature difference regenerator that compresses and expands in a form in which sound waves consume acoustic energy;
A heat medium flow path for guiding a heat medium that has recovered exhaust heat from the high-pressure injection engine to the heater;
A gas cooling system comprising: a refrigerant flow path that guides the refrigerant absorbed by the heat absorber to the gas cooling unit.
前記冷媒通流路は前記ガス冷却部のそれぞれに前記冷媒を分配して供給する冷媒分配部を備える請求項1に記載のガス冷却システム。 Two or more gas compression sections and gas cooling sections are provided,
The gas cooling system according to claim 1, wherein the refrigerant flow path includes a refrigerant distribution unit that distributes and supplies the refrigerant to each of the gas cooling units.
前記清水を前記冷却器と前記放熱器とにそれぞれ導く清水通流路と、を備える請求項1又は2に記載のガス冷却システム。 Shimizu acquisition department to acquire Shimizu,
The gas cooling system according to claim 1, further comprising a fresh water passage that guides the fresh water to the cooler and the radiator.
前記ガス圧縮部により圧縮された前記ガスを、前記ガス冷却部の上流側において、前記清水取得部からの前記清水により冷却する少なくとも1つの熱交換器と、を備える請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス冷却システム。 Shimizu acquisition department to acquire Shimizu,
The at least 1 heat exchanger which cools the gas compressed by the gas compression part with the fresh water from the fresh water acquisition part in the upper stream side of the gas cooling part. The gas cooling system according to one item.
船舶に用いられる請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス冷却システム。 The high-pressure injection engine is for ship propulsion,
The gas cooling system as described in any one of Claims 1-5 used for a ship.
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JP2017048686A JP2018150899A (en) | 2017-03-14 | 2017-03-14 | Gas cooling system |
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JP (1) | JP2018150899A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021008947A (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-28 | 株式会社神戸製鋼所 | Compressor unit and control method of the same |
-
2017
- 2017-03-14 JP JP2017048686A patent/JP2018150899A/en active Pending
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