JP2018535628A - 熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置 - Google Patents

熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置 Download PDF

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キム，ジェグァン
イ，ドンキル
イ，ホキ
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Samsung Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置が開示される。本発明の一実施形態による熱電発電モジュールは、流体が流れる配管および配管を取り囲み、流体と外側の空気との温度差により電力を生産する熱電発電部を含んで提供され得る。

Description

本発明は、熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置に関する。
温室ガスおよび各種大気汚染物質の排出に対する国際海事機関（ＩＭＯ）の規制が強化されるに伴い、造船および海運業界では、既存の燃料である重油やディーゼル油を利用する代わりに、清浄エネルギー源である天然ガスを船舶の燃料ガスとして利用する場合が多くなっている。
燃料ガスのうち広く利用されており、重要な資源と見なされる天然ガスは、メタンを主成分とし、通常、貯蔵および輸送の容易性のために、天然ガスを約−１６２℃に冷却して、その体積を１／６００に低減した無色透明な極低温液体である液化天然ガスに相変化して管理および運用を行っている。
液化天然ガスは、船体に断熱処理されて設置される貯蔵タンクに収容されて、液化天然ガスの需要先に輸送されたり、燃料タンクに収容されて、船舶のエンジンに燃料ガスとして供給され得る。
液化天然ガス等の液化燃料ガスを船舶のエンジン等に燃料ガスとして利用するためには、液化燃料ガスを気化させて供給する工程が要求されるが、近年、低温の液化燃料ガスと海水の温度差を利用して液化燃料ガスを気化させる気化器が利用されている。このような気化器は、気化器内部の移動管を介して液化燃料ガスを移動させると同時に、移動管の外部に海水を供給することにより、液化燃料ガスと海水の熱交換を介して液化燃料ガスを加熱して気化燃料ガスに相変化させることができる。
しかし、液化燃料ガスと海水の温度差によって気化器の引込み部と隣接した液化燃料ガス移動管の表面に結氷が発生し、結氷に起因して移動管と海水の熱交換が円滑に行われないため、気化器の性能が低下する問題点が存在する。
また、液化燃料ガスを貯蔵タンクに収容する時、外部の熱が貯蔵タンクの内部に持続的に伝達されて、液化燃料ガスが気化して発生する蒸発ガスが貯蔵タンクの内部に蓄積される。このような蒸発ガスは、貯蔵タンクの内部圧力を上昇させて貯蔵タンクの変形および毀損を誘発することができ、液化燃料ガスを輸送する過程で船舶の振動により貯蔵タンクおよび船舶の構造的な問題を引き起こす問題点が存在する。
これにより、蒸発ガスまたは気化燃料ガスのうち船舶のエンジン等に供給されない余分の気化燃料ガス等を効果的に処理および利用する方案が要求される。また、液化燃料ガス、蒸発ガスまたは気化燃料ガス等を運用する過程で極低温の液化燃料ガスとその周辺との温度差によって発生するエネルギーを活用するための方案が要求される。
本発明は、極低温の流体とその周辺との温度差を利用して電力を生産し、これを通じてエネルギーを効率的に利用できる熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置を提供する。
本発明は、蒸発ガスまたは気化燃料ガスを圧縮する過程に要求される電力および液化燃料ガスを加圧して移送する過程に要求される電力を節減できる熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置を提供する。
本発明の一態様によれば、流体が流れる配管と、前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差によって電力を生産する熱電発電部とを含む熱電発電モジュールが提供され得る。
前記熱電発電部は、前記配管の外周面と接する第１シェルと、前記第１シェルと一定間隔で離隔する第２シェルと、前記第１シェルと前記第２シェルとの間に設けられる複数の熱電素子部とを含む熱電発電モジュールが提供され得る。
前記第１シェルと前記第２シェルとの間に不活性ガスが含まれる熱電発電モジュールが提供され得る。
前記第１シェルと前記第２シェルとの間の圧力は、前記配管の内部圧力と同じ熱電発電モジュールが提供され得る。
貯蔵タンクに貯蔵された液化燃料ガスの蒸発ガスを圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を通った流体と前記貯蔵タンクから供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部を通過した前記流体および前記液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給する気化器とを含む熱電発電装置が提供され得る。
前記流体が前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の一面と接触する第１配管と、前記液化燃料ガスが前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の他面と接触する第２配管とをさらに含む熱電発電装置が提供され得る。
前記第２配管に設置されて、前記液化燃料ガスを昇圧させて移送する第１ポンプと、前記第１ポンプと前記気化器との間に設置されて、前記第１ポンプから流出した前記液化燃料ガスを昇圧させる第２ポンプと、前記熱電発電部が生成した電気を変換させて前記圧縮機と前記第１ポンプおよび前記第２ポンプに供給する変換部とをさらに含む熱電発電装置が提供され得る。
前記第１配管および前記第２配管のうち一方は、他方の少なくとも一部を囲む熱電発電装置が提供され得る。
前記熱電発電部は、前記第１配管と前記液化燃料ガスが接触しないように前記第１配管と前記液化燃料ガスとの間に隔壁として使用される熱電発電装置が提供され得る。
前記気化器は、前記流体および前記液化燃料ガスが流入する引込み部と気化燃料が引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供する熱電発電装置が提供され得る。
液化燃料ガスが引入される引込み部と気化燃料ガスが引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供して、液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる気化器と、前記移動管を介して移動する前記液化燃料ガスおよび前記気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と前記海水との温度差により発電可能な熱電発電部と、前記引込み部の表面に配置されて、前記熱電発電部により生成された電力を利用して前記引込み部と隣接した前記移動管領域が結氷するのを防止する発熱部とを含む結氷防止気化装置が提供され得る。
前記気化器は、前記海水が流入する海水引込み部と、前記海水が排出される海水引き出し部とを含む結氷防止気化装置が提供され得る。
前記熱電発電部は、前記引き出し部に比べて前記引込み部に近づくように配置される結氷防止気化装置が提供され得る。
前記熱電発電部は、前記移動管をそれぞれ取り囲み、前記熱電発電部の一側が前記移動管と接触し、前記熱電発電部の他側が前記海水と接触する結氷防止気化装置が提供され得る。
前記発熱部は、前記引込み部の表面があらかじめ設定された第１温度以上に維持されるように前記引込み部の表面を加熱させる結氷防止気化装置が提供され得る。
前記引込み部の表面の温度が、前記第１温度と前記第１温度より高い第２温度との間で維持されるように、前記熱電発電部で生産された電力を前記発熱部に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチに出力する制御部をさらに含む結氷防止気化装置が提供され得る。
気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる冷却部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電を行う熱電発電部と、前記熱電発電部から供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部とを含む気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。
前記気化燃料ガス液化工程装置は、前記圧縮機と、前記駆動モーターと、前記冷却部と前記熱電発電部とを含む液化工程部を備え、複数の前記液化工程部のうち一つの前記冷却部から流出した前記流体は、他の一つの前記圧縮機に流入する気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。
前記熱電発電部は、前記流体が流れる第１パイプと前記冷却媒体が流れる第２パイプとの間に位置する気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。
気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる第１熱電発電部と、温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電可能な第２熱電発電部と、前記第１熱電発電部および前記第２熱電発電部のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部とを含む気化燃料ガス液化工程装置が提供され得る。
本発明の実施形態による熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、配管を流れる極低温の流体と空気の温度差によって電力を生産して電力消耗を削減する効果を有する。
本発明の実施形態による熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、生産された電力を蒸発ガスまたは気化燃料ガスの圧縮および再液化、液化燃料ガスの加圧、気化器の海水結氷防止等に利用するので、効率的な設備運用が可能になる効果を有する。
本発明の実施形態による熱電発電装置、結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置は、配管を二重で保護し、配管の破損時にも配管内の流体が外部に流出されるのを遅延させる効果を有する。
本発明の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。 図１の熱電発電モジュールの配管周りを示す断面図である。 図２の熱電発電モジュールの配管を長さ方向に切断した断面図である。 本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。 本発明の実施形態による熱電発電装置を示す概念図である。 気化器の一例を示す断面図である。 熱電素子の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。 熱電半導体の一例を示す斜視図である。 本発明の実施形態による結氷防止気化装置の熱電発電部の配置を示す斜視図である。 本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す断面図である。 本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す概念図である。 本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す図である。 本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す概念図である。
以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照して詳細に説明する。ただし、添付の図面は、本発明の内容をより容易に開示するために説明されるものに過ぎず、本発明の範囲が添付の図面の範囲に限定されるものではないことは、この技術分野における通常の知識を有する者なら容易に分かる。
本出願において使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に異なって意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」等の用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたもの等の存在または付加可能性をあらかじめ排除しないものと理解すべきである。
図１は、本発明の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図であり、図２は、図１の熱電発電モジュールの配管周りを示す断面図であり、図３は、図２の熱電発電モジュールの配管を長さ方向に切断した断面図である。
図１〜図３を参照すると、本発明の実施形態による熱電発電モジュール１００は、配管１１０および熱電発電部１２０を含んでいてもよい。
配管１１０には、流体が流れることができる。ここで、前記流体は、液化天然ガス（ＬＮＧ）または液化石油ガス（ＬＰＧ）等の液化燃料ガスであってもよい。また、前記流体は、液化二酸化炭素など常温より低い極低温の流体であってもよい。
前記配管１１０は、単一管からな得る。ただし、前記配管１１０は、単一管に限定されず、二重管または三重管など多重管からなり得る。また、前記配管１１０は、極低温の流体に耐えることができる材質からなり得る。前記配管１１０の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウム（Ａｌ）であってもよい。
熱電発電部１２０は、前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差により電力を生産することができる。例えば、前記流体が約−１６３℃の液化天然ガスであり、前記外側の空気が約０〜３０℃である場合、前記流体と前記空気との温度差を電力に変換することができる。熱電発電部１２０は、第１シェル１２１、第２シェル１２２および複数個の熱電素子部１２３を含んでいてもよい。
前記第１シェル１２１は、前記配管１１０の外周面と接し得る。また、前記第１シェル１２１は、前記配管１１０の外側をすべて取り囲む形態からなり得る。また、前記第１シェル１２１は、前記配管１１０の外側と対応するように円筒形状からなり得る。前記第１シェル１２１の材質は、熱を伝達する金属であってもよい。また、前記第１シェル１２１は、前記配管と同様に、極低温の流体に耐えることができる材質からなり得る。前記第１シェル１２１の材質は、ステンレス鋼またはアルミニウム（Ａｌ）であってもよい。また、前記第１シェル１２１の材質は、前記配管１２１の内部圧力に耐えることができる金属であってもよい。
前記第２シェル１２２は、前記第１シェル１２１と一定間隔で離隔され得る。また、前記第１シェル１２１が円筒形状からなる場合、前記第２シェル１２２は、前記第１シェル１２１より外径が大きい円筒形状からなり得る。前記第２シェル１２１の材質は、前記第１シェル１２２と同様に、熱を伝達する金属であってもよい。また、前記第２シェル１２２の厚さは、前記第１シェル１２１の外部を保護するように前記第１シェル１２１の厚さより厚くてもよい。
前記複数個の熱電素子部１２３は、前記第１シェル１２１と前記第２シェル１２２との間に設けられていてもよい。前記熱電素子部１２３は、前記第１シェル１２１と接する低温部と、前記第２シェル１２２と接する高温部とを含んでいてもよい。
一般的に、熱電素子部（Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｌｅｍｅｎｔ）は、ＮＰタイプの熱電半導体（Ｔｈｅｒｍｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）を電気的に直列に連結し、熱的に並列に連結する構造であって、ゼーベック効果（Ｓｅｅｂｅｃｋ Ｅｆｆｅｃｔ）により熱エネルギーを利用して電力を生産する。より具体的に、熱電素子部においてＮタイプの熱電半導体を使用する場合、高温部が陽極化し、低温部が陰極化して、高温部と低温部との間に電位差が発生する。
以下、本発明の実施形態による熱電発電モジュールが作動する原理を説明する。
まず、前記配管１１０に接する第１シェル１２１の温度は、前記配管１１０に貯蔵された流体の温度と同一であってもよい。また、前記第１シェル１２１に接する熱電素子部１２３の低温部の温度は、前記第１シェル１２１の温度と同じになり得る。結果的に、前記配管１１０内の流体の温度と前記熱電素子部１２３の低温部の温度が同じになり得る。
なお、前記第２シェル１２２の温度は、前記第２シェル１２２の外側の空気の温度と同じになり得る。また、前記第２シェル１２２に接する熱電素子部１２３の高温部の温度は、前記第２シェル１２２と同じになり得る。
これにより、前記熱電素子部１２３は、前記高温部と前記低温部との温度差により電力を生産する。
なお、前記複数個の熱電素子部１２３は、互いに離隔して配置され得る。これにより、前記第１シェル１２１と前記第２シェル１２２との間に空間１２４を形成することができる。
また、前記第１シェル１２１と前記第２シェル１２２との間に形成された空間１２４に不活性ガスを含んでいてもよい。前記不活性ガスは、窒素、ヘリウム、ネオン等のような相対的に反応性が低いガスであってもよい。前記不活性ガスは、前記第１シェル１２１と前記第２シェル１２２との間の熱伝達を遮断する役割を行うことができる。
また、前記不活性ガスは、前記配管１１０が破損される場合、前記配管１１０の内部１１４の流体が外部に流出されるのを遅延させることができる。
なお、前記第１シェル１２１と前記第２シェル１２２との間の圧力は、前記配管１１０の内部圧力と同一であってもよい。これにより、前記配管１１０が破損される場合にも、前記配管の内部１１４の流体が外部に流出されるのを遅延させることができる。
このように、本発明の実施形態による熱電発電モジュール１００は、前記流体と前記外部の空気との温度差を利用して電力を生産することができる。また、前記熱電発電モジュール１００が海上構造物に設置される場合、海上構造物のエネルギー効率を向上させることができる。また、化石エネルギーを使用せずに電力を生産するに伴って、環境汚染を防止することができる。
また、本発明の実施形態による熱電発電モジュール１００は、前記配管１１０が単一管である場合、前記熱電発電部１２０が前記配管１１０を取り囲むようになって、前記配管１００が破損されても、前記配管１１０内部の流体が流出するのを防止することができる。
図４は、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールを示す斜視図である。以下で説明する本発明の他の実施形態による熱電発電モジュールにおいて追加に説明しない構成要素は、前述した熱電発電モジュール１００の構成要素と同様なので、詳しい説明を省略することとする。
本発明の他の実施形態による熱電発電部１３０は、前述した実施形態とは異なって、複数個からなり得る。すなわち、前記熱電発電部１３０は、前記配管１１０の外周面の一部を取り囲むことができる。熱電発電部１３０は、第１シェル１３１、第２シェル１３２および複数個の熱電素子部１３３を含んでいてもよい。
これにより、複数個の前記熱電発電部１３０それぞれが前記配管１１０の外側に設置されると、前記複数個の熱電発電部１３０は、前記配管１１０の外側を全部取り囲むことができる。
このように、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュール１０１に適用される熱電発電部１３０は、複数個からなるので、前記配管１１０に前記熱電発電部１３０を設置することが容易である。すなわち、本発明の他の実施形態による熱電発電モジュール１０１は、前述した実施形態とは異なって、既に設置された配管を交替することなく、既に設置された配管に追加に配管用熱電発電部１３０を設置することができる。
また、本発明の他の実施形態による熱電発電装置１０１は、配管が設置された場所が狭い場合、設置が容易な配管の一部のみ熱電発電部１３０を設置することができる。
以下では、本発明の実施形態による熱電発電装置について説明する。
図５は、本発明の実施形態による熱電発電装置を示す概念図である。図５を参照すると、本発明の実施形態による熱電発電装置は、圧縮機２１０、熱電発電部２３０および気化器２４０を含む。
図５に示されたように、圧縮機２１０は、貯蔵タンク２００に貯蔵された液化燃料ガスの蒸発ガスを圧縮し、圧縮により形成された圧縮された蒸発ガスを供給することができる。
貯蔵タンク２００に貯蔵された蒸発ガスは、温度が非常に低いため、貯蔵タンク２００から流出して圧縮機２１０に移動する速度が遅いことがある。
したがって、貯蔵タンク２００と圧縮機２１０との間に発熱部２８５を配置して蒸発ガスを加熱させることができる。例えば、ヒーターまたはハードワイヤー（ｈａｒｄｗｉｒｅ）を含んでいてもよく、このような発熱部２８５は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
また、本発明の実施形態による熱電発電装置は、冷却器２２０をさらに含んでいてもよく、冷却器２２０は、圧縮機２１０と連結されていて、圧縮された蒸発ガスの温度を下げることができる。
蒸発ガスは、複数の圧縮機２１０および複数の冷却器２２０を通過して気化器２４０に流入し得る。
複数の圧縮機２１０を使用するものに比べて、単一圧縮機２１０を使用すると、圧縮機２１０の圧縮比が大きくなり、圧縮後に温度が高くなるので、圧縮効率が低いことがある。また、圧縮による圧縮された蒸発ガスの温度が過度に増加して圧縮機２１０が過熱され得、そのため、圧縮機２１０で消耗する電力が増加し得る。
したがって、複数の圧縮機２１０を使用して圧縮効率を増加させ、また、複数の冷却器２２０を使用して圧縮された蒸発ガスの温度を下げて、圧縮機２１０で使用する電力を減少させることができる。
この際、複数の冷却器２２０を通過した圧縮された蒸発ガスの温度は、液化燃料ガスの温度より高くてもよい。
圧縮された蒸発ガスは、冷却器２２０と気化器２４０を連結させる第１配管２８１を介して移動することができ、液化燃料ガスは、貯蔵タンク２００と気化器２４０を連結させる第２配管２８２を介して移動し得る。
すなわち、第１配管２８１は、圧縮された蒸発ガスが気化器２４０に移動する通路を提供し、熱電発電部２３０の一面と接触し得る。また、第２配管２８２は、液化燃料ガスが気化器２４０に移動する通路を提供し、熱電発電部２３０の他面と接触し得る。
したがって、熱電発電部２３０は、圧縮機２１０を通った圧縮された蒸発ガスと貯蔵タンク２００から供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。すなわち、圧縮により圧縮された蒸発ガスの温度は、液化燃料ガスより高くなるので、熱電発電部２３０は、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。
また、図５に示されたように、液化燃料ガスが貯蔵タンク２００から気化器２４０に移動する過程で第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０を通過する。
第１ポンプ２５０は、第２配管２８２に設置されて、液化燃料ガスを昇圧させて移送でき、第２ポンプ２６０は、第１ポンプ２５０と気化器２４０との間に設置されて、第１ポンプ２５０から流出した液化燃料ガスを昇圧させることができる。
すなわち、液化燃料ガスは、第１ポンプ２５０により貯蔵タンク２００から流出して第２配管２８２を流れるようになり、第２ポンプ２６０で昇圧されて気化器２４０に流入し得る。
船舶のＭＥ−ＧＩエンジンの場合、１５０〜４００ｂａｒ（絶対圧力）程度の高圧のガス供給が要求される。
したがって、液化燃料ガスがＭＥ−ＧＩエンジンに供給される場合、例えば、第１ポンプ２５０は、ブースターポンプであってもよく、第２ポンプ２６０は、高圧ポンプであってもよい。
すなわち、第１ポンプ２５０を介して貯蔵タンク２００に貯蔵された液化燃料ガスの圧力が第２ポンプ２６０の流入圧力で昇圧されて移送され、圧力が上昇した液化燃料ガスは、第２ポンプ２６０を介してＭＥ−ＧＩエンジンの供給に要求される圧力で昇圧され得る。
このような第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０は、一例に過ぎず、これに限定されるものではなく、エンジンにより多様なポンプが使用され得る。
なお、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスは、熱電発電部２３０を通過した後に統合され得る。熱電発電部２３０を通過した圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスが統合されるように、第１配管２８１および第２配管２８２が連結され得る。
したがって、圧縮された蒸発ガスの温度により液化燃料ガスの温度が上がり得るので、低温の液化燃料ガスを気化させることに比べて気化器２４０の気化効率が上昇し得る。
気化器２４０は、熱電発電部２３０を通過した圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給することができる。
このような気化器２４０は、図６を参照して詳細に説明する。
本発明の実施形態による熱電発電装置は、変換部２７０をさらに含んでいてもよい。
変換部２７０は、熱電発電部２３０が生成した電気を変換させて圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０に供給することができる。
例えば、熱電発電部２３０で生成された電気の電圧が圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよく、圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０に供給される電気の周波数を変換させることができる。このような電気の変換は、これに限定されず、多様な変換方法があり得る。
したがって、図５に示されたように、本発明の実施形態による熱電発電装置は、蒸発ガスを気化させてエンジンの燃料として使用するので、蒸発ガスを再液化させる過程が不要であるため、構造が簡単になり得る。
また、熱電発電部２３０で生成された電気を圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０に供給して電力を節減できる。
図６は、本発明の実施形態による熱電発電装置の気化器を示す。図６に示されたように、気化器２４０は、圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスが流入する引込み部２４１と気化燃料が引き出される引き出し部２４２とを連結させる移動管２４５を含み、移動管２４５と熱交換する海水が流れる空間を提供することができる。
図５に説明したように、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスが統合されると、圧縮された蒸発ガスの温度によって液化燃料ガスの温度が上昇する。
圧縮された蒸発ガスおよび液化燃料ガスは移動管２４５を通過する過程で気化器２４０の内部に流れる海水により加熱されて、気化燃料に変わり得る。
図５を参照して説明したように、液化燃料ガスの温度が上昇するので、気化器２４０の気化効率が上昇し得る。
図７は、熱電素子の一例を示す。図７に示されたように、熱電素子２３１は、Ｎ型素子とＰ型素子からなる半導体であって、温度差がある第１媒体と第２媒体の熱が熱電素子２３１の一面および他面と接触する時、熱電素子２３１は、ゼーベック効果を用いて発電を行うことができる。
ゼーベック効果は、二つの金属または半導体の間に温度差が発生すると、二つの金属または半導体を連結する閉回路に電流が流れる熱電現象である。
したがって、熱電発電部２３０は、直列に連結されたり並列に連結された熱電素子２３１からなり、熱電発電部２３０の一面と他面の温度差を用いて発電を行うことができる。すなわち、図５に示されたように、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。
図８〜図１０は、本発明の実施形態による熱電発電装置の熱電発電部を示す。
図８に示されたように、熱電発電部２３０は、圧縮された蒸発ガスが流れる第１配管２８１と液化燃料ガスが流れる第２配管２８２との間に配置され得る。
この際、熱電発電部２３０の一面は、第１配管２８１と接触し、熱電発電部２３０の他面は、第２配管２８２と接触し、熱電発電部２３０は、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行うことができる。
または、図９に示されたように、熱電発電部２３０は、第１配管２８１と第２配管２８２との間に位置し、第１配管２８１および第２配管２８２のうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。
例えば、熱電発電部２３０の一面が第２配管２８２と接触すると、熱電発電部２３０の他面は、圧縮された蒸発ガスが流れる第１配管２８１と接触し得る。または、これとは反対に、熱電発電部２３０の一面が第１配管２８１と接触すると、熱電発電部２３０の他面は、液化燃料ガスが流れる第２配管２８１と接触し得る。
図１０に示されたように、熱電発電部２３０は、第１配管２８１と液化燃料ガスが接触しないように第１配管２８１と液化燃料ガスとの間に隔壁として使用されてもよい。
図１０に示されたように、熱電発電部２３０が第１配管２８１を取り囲むので、第１配管２８１と液化燃料ガスが直接接触することができない。
これとは異なって、第１配管２８１と液化燃料ガスが直接接触すると、第１配管２８１と液化燃料ガスとの間の熱交換が行われて、第１配管２８１を流れる圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差が小さくなり得る。
したがって、熱電発電部２３０で生成される電気量が減少できるので、第１配管２８１と液化燃料ガスは分離されなければならない。
図８〜図１０に示された熱電発電部２３０で生成された電気は、上記で図５と関連して説明した変換部２７０を介して変換され得る。
変換部２７０で変換させた電気は、圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０に供給されて、圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０で消耗する電力を節減できる。
本発明の実施形態による熱電発電装置は、液化燃料貯蔵タンク２００で発生する蒸発ガスを圧縮および冷却させた後、気化器２４０に流入させて、エンジンの燃料として使用でき、蒸発ガスを液化燃料ガス炉変換させる過程が省略されるので、構造が簡単になり得る。
また、圧縮された蒸発ガスと液化燃料ガスとの温度差を用いて電気を生成し、生成された電気を圧縮機２１０、第１ポンプ２５０および第２ポンプ２６０に供給することにより、電力を節減できる。
以下では、本発明の実施形態による結氷防止気化装置について説明する。
図６を参照すると、一般的な気化器２４０は、引込み部２４１に引き込まれた液化燃料ガスは、熱交換媒体である海水と熱交換した後、気体状態の気化燃料ガスに変わり、気体状態の気化燃料ガスは、気化器２４０の引き出し部２４２から排出され得る。
液化燃料ガスが気化器２４０を介して気化する過程で、引込み部２４１と隣接した移動管２４５の領域が液化燃料ガスと海水により結氷が発生し得る。引込み部２４１と隣接した移動管２４５の領域に結氷が発生すると、移動管２４５を通過する液化燃料ガスと海水との間の熱交換が円滑に行われないため、気化器２４０の性能が低下し得る。
図１１は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置を示す。図１１に示されたように、本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、気化器３００、熱電発電部３１０および発熱部３２０を含む。
気化器３００は、液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる機器であって、液化燃料ガスが引入される引込み部３０１と気化燃料ガスが引き出される引き出し部３０２とを連結させる移動管３０３を含み、移動管３０３と熱交換する海水が流れる空間を提供することができる。
熱電発電部３１０は、移動管３０３を介して移動する液化燃料ガスおよび気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と海水との温度差により発電が可能である。
移動管３０３を通過する過程で、液化燃料ガスは、液体状態から気体状態の気化燃料ガスに変わることができる。これにより、引込み部３０１に近いほど、流体中に液状である液化燃料ガスが、気相である気化燃料ガスに比べて多く、引き出し部３０２に近いほど流体中に気化燃料ガスが液化燃料ガスに比べて多いことがある。
発熱部３２０は、引込み部３０１の表面に配置されて、熱電発電部３１０により生成された電力を利用して引込み部３０１と隣接した移動管３０３の領域が結氷するのを防止することができる。
発熱部３２０は、ヒーターまたはハードワイヤーを含んでいてもよいが、このような発熱部３２０は、一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
本発明の実施形態による結氷防止気化装置の気化器３００は、熱交換媒体である海水が流入する海水引込み部３０５と、海水が排出される海水引き出し部３０４とを含んでいてもよい。
海水は、気化器３００の内部で移動管３０３と熱交換後に排出されるので、海水移動ライン３０６は、海水の移動のためのポンプ３０７と海水の流量を調節する弁３０８とを含んでいてもよい。
図１１に示されたように、熱電発電部３１０は、移動管３０３を取り囲み、熱電発電部３１０の一側は、移動管３０３と接触し、熱電発電部３１０の他側は、海水と接触し得る。
熱電発電部３１０は、引き出し部３０２に比べて引込み部３０１に近づくよう配置され得る。これは、移動管３０３を通過する流体が海水と熱交換する過程で引込み部３０１から引き出し部３０２の方向に行くほど、流体の温度が高くなるためである。
すなわち引き出し部３０２の方向に行くほど、移動管３０３と海水の温度差が小さくなるため、熱電発電部３１０で生産される電力が小さくなり得る。
これに対し、熱電発電部３１０が引き出し部３０２に比べて引込み部３０１に近づくように配置されると、相対的に多くの電力が生産され得る。
発熱部３２０は、熱電発電部３１０から入力された電力により引込み部３０１の表面があらかじめ設定された第１温度以上に維持されるように、引込み部３０１の表面を加熱させることができる。このように、引込み部３０１の表面が加熱されると、熱が引込み部３０１と隣接した移動管３０３の領域に伝達されることにより、引込み部３０１と隣接した移動管３０３の領域が結氷するのが防止され得る。
すなわち、移動管３０３を流れる流体と海水間の熱交換を阻害する結氷が防止されることにより、流体と海水の熱交換が円滑に行われて、気化器３００の性能が向上し得る。
本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、制御部３４０をさらに含んでいてもよい。
制御部３４０は、引込み部３０１の表面の温度が、第１温度と該第１温度より高い第２温度との間で維持されるように熱電発電部３１０で生産された電力を発熱部３２０に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチ３３０に出力することができる。
なお、引込み部３０１の表面に温度センサー３５０を設置することができる。温度センサー３５０により測定された引込み部３０１の表面の温度を示す温度センサー信号は、制御部３４０に入力され得る。
制御部３４０は、引込み部３０１の表面があらかじめ設定された第１温度より低い時、熱電発電部３１０で生産された電力が発熱部３２０に入力され得るようにスイッチ３３０に熱電発電部３１０と発熱部３２０を電気的に連結させるスイッチ制御信号を出力することができる。
また、制御部３４０は、引込み部３０１の表面が第２温度より高い時、熱電発電部３１０で生産された電力が発熱部３２０に入力されないように、スイッチ３３０に熱電発電部３１０と発熱部３２０を電気的に遮断させるスイッチ制御信号を出力することができる。
引込み部３０１の表面の温度が第２温度より高いというのは、発熱部３２０に入力される電力が過多であることを示し、そのため、発熱部３２０が破損される可能性がある。
すなわち、制御部３４０は、引込み部３０１の表面の温度が、第１温度と第２温度との間で維持されるようにして、引込み部３０１と隣接した移動管３０３の領域が結氷するのを防止することができ、また、発熱部３２０が過熱に起因して破損されるのを防止することができる。
図１２は、熱電半導体の一例を示す。図１２に示されたように、温度差がある第１媒体と第２媒体の熱が熱電半導体３１１の一側および他側を介して移動する時、熱電半導体３１１は、ゼーベック効果を用いて電力を生産することができる。
図１３は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置の熱電発電部の斜視図を示す。図１３に示されたように、熱電半導体３１１が直列または並列に連結されて熱電発電部３１０が構成され得る。
熱電発電部３１０は、移動管３０３を取り囲んでいるが、この際、熱電発電部３１０の一側は、移動管３０３と接触し、熱電発電部３１０の他側は、海水と接触し得る。
図１４および図１５は、本発明の他の実施形態による結氷防止気化装置を示す図であり、スイッチ３３０、熱電発電部３１０および変換部３６０の間の配置の多様な変形実施形態を示す。図１４および図１５に示されたように、熱電発電部３１０で生産された電力が発熱部３２０の使用に適していない時、変換部３６０が使用できる。
変換部３６０は、熱電発電部３１０で生産された電力を発熱部３２０に供給するのに適した電力に変換させることができる。このような変換部３６０は、本発明の実施形態による結氷防止気化装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。
例えば、熱電発電部３１０が生成した電気の電圧が発熱部３２０の正格電圧に合わない場合、変換部３６０は、熱電発電部３１０の電圧を発熱部３２０の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。
図１４および図１５のように、スイッチ３３０は、熱電発電部３１０と変換部３６０との間に配置されたり、変換部３６０と発熱部３２０との間に配置されてもよく、また、制御部３４０で出力するスイッチ制御信号により熱電発電部３１０で生産した電力を発熱部３６０に入力または遮断させることができる。
以上で参照された図面において本発明の実施形態による結氷防止気化装置は、気化器３００の引込み部３０１と隣接した移動管３０３の領域が結氷するのを防止し、気化器３００の性能を向上させることができる。
また、本発明の結氷防止気化装置は、海水と液化燃料ガスとの温度差を用いて生産された電力で結氷を防止することにより、別途の電力消耗なしに結氷を防止することができ、海水の使用なしに結氷を防止することができ、気化器３００の腐食問題を解決することができる。
以下では、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置について説明する。
図１６は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す図である。図１６を参照すると、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機４００、駆動モーター４１０、冷却部４２０、熱電発電部４３０および変換部４４０を含む。
圧縮機４００は、気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成することができる。圧縮により、流体は、気化燃料ガスに比べて圧力と温度が全部上昇し得る。
冷却部４２０は、冷却媒体を介して圧縮機４００により上昇した流体の温度を降下させることができる。流体は、温度が降下して、最終的に液化燃料ガスに変わり得る。
熱電発電部４３０は、温度が上昇した流体と冷却媒体との温度差により発電を行うことができる。すなわち、熱電発電部４３０は、流体と気化燃料ガス液化工程で使用される冷却媒体との温度差を利用して発電を行うことができる。冷却媒体は、冷却部４２０と熱電発電部４３０に別途に供給され得る。
変換部４４０は、熱電発電部４３０から供給される電力を変換して駆動モーター４１０に供給することができる。このような変換部４４０は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。
例えば、熱電発電部４３０で生産された電気の電圧が駆動モーター４１０の定格電圧に合わない場合、変換部４４０は、熱電発電部４３０の電圧を駆動モーター４１０の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。
駆動モーター４１０は、圧縮機４００に駆動力を提供することができる。駆動モーター４１０は、液化工程装置の供給電力の他に、熱電発電部４３０で生産された電力を使用できるので、気化燃料ガス液化工程装置の全体電力が節減され得る。
本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機４００と、駆動モーター４１０と、冷却部４２０と熱電発電部４３０とを含む液化工程部４５０を備え、複数の液化工程部４５０のうち一つの冷却部４２０から流出した流体は、他の一つの圧縮機４００に流入し得る。
複数の液化工程部４５０を使用すると、一つの液化工程部４５０を使用する時より、気化燃料ガスを圧縮させるのに必要とされる動力が減少し、圧縮効率をも高めることができ、冷却効率も増加し得る。
また、複数の液化工程部４５０に含まれる熱電発電部４３０が電力を生産して駆動モーター４１０に供給することにより、複数の液化工程部４５０で消耗する電力を削減させることができる。
図１７〜図１９は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の熱電発電部の多様な変形例を示す斜視図および断面図である。
図１７および図１８に示されたように、熱電発電部４３０は、流体が流れる第１パイプ４６０と冷却媒体が流れる第２パイプ４６５との間に位置し得る。第１パイプ４６０および第２パイプ４６５ののうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。
例えば、図１７に示されたように、第１パイプ４６０が第２パイプ４６５を取り囲むと、熱電発電部４３０の一側が流体と接触し、熱電発電部４３０の他側が第２パイプ４６５と接触し得る。
これに対し、図１８に示されたように、第２パイプ４６５が第１パイプ４６０を取り囲むと、熱電発電部４３０の一側が冷却媒体と接触して熱電発電部４３０の他側が第１パイプ４６０と接触し得る。
図１９は、図１７および図１８と異なる熱電発電部を示す。図１９に示されたように、熱電発電部４３０の一側は、圧縮機４００を通過した流体と接触し、熱電発電部４３０の他側は、冷却媒体が流れる媒体パイプ４７０と接触し得る。
熱電発電部４３０は、媒体パイプ４７０と流体が接触しないように媒体パイプ４７０と流体との間に隔壁として使用され得る。これとは異なって、媒体パイ プ４７０が流体と接触する場合、発電量が減少したり、発電が行われないことがある。したがって、媒体パイプ４７０と流体が分離されなければならないが、本発明の実施形態の場合、熱電発電部４３０が隔壁の役割をするので、別途の構成なく媒体パイプ４７０と流体を分離することができる。
媒体パイプ４７０は、流体が流れる方向と交差するように設置され得る。
図１７〜図１９に示されたように、熱電発電部４３０は、熱電発電部４３０の一側と熱電発電部４３０の他側との温度差を利用して発電を行うことができる。
熱電発電部４３０で生産された電力は、駆動モーター４１０に供給されて圧縮機４００を駆動することができ、気化燃料ガス液化工程装置の電力が削減され得る。
図２０は、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置を示す。図２０に示されたように、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機４００、駆動モーター４１０、第１熱電発電部５００、第２熱電発電部５１０および変換部４４０を含む。
圧縮機４００は、気化燃料ガスを圧縮して液化天然ガスを含む流体を形成でき、駆動モーター４１０は、圧縮機４００に駆動力を提供することができる。
第１熱電発電部５００は、圧縮機４００により上昇した流体の温度を冷却媒体を介して降下させることができ、第２熱電発電部５１０は、温度が上昇した流体と冷却媒体との温度差により発電を行うことができる。
第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０は、複数の熱電素子を含んでいてもよい。熱電素子は、一側面と他側面の温度差による熱交換を通じて電力を生産するので、流体の熱が冷却媒体に伝達されるため、流体が冷却され得る。
したがって、第１熱電発電部５００は、本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置に含まれる冷却部４２０のように圧縮機４００により上昇した流体の温度を冷却媒体を介して降下させることができる。
第１熱電発電部５００と第２熱電発電部５１０は、いずれも、流体と冷却媒体との温度差を利用して発電可能であるが、流体と冷却媒体との温度差により第１熱電発電部５００と第２熱電発電部５１０で生産される電力が同じでも異なっていてもよい。
変換部４４０は、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して駆動モーター４１０に供給することができる。このような変換部４４０は、本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置の設置環境に応じて多様に変更され得る。
例えば、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０で生産された電気の電圧が駆動モーター４１０の定格電圧に合わない場合、変換部４４０は、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０の電圧を駆動モーター４１０の定格電圧に合わせるための変圧器等を含んでいてもよい。
本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０で生産された電力を駆動モーター４１０に供給して、気化燃料ガス液化工程装置の電力を削減させることができる。
本発明の他の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機４００と、駆動モーター４１０と、第１熱電発電部５００と第２熱電発電部５１０とを含む液化工程部４５０を備え、複数の液化工程部４５０のうち一つの第１熱電発電部５００から流出した流体は、他の一つの圧縮機４００に流入し得る。
複数の液化工程部４５０を使用することについては、先立って本発明の実施形態を介して説明されたので、これに関する説明は省略される。
図１７および図１８に示されたように、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つは、流体が流れる第１パイプ４６０と冷却媒体が流れる第２パイプ４６５との間に位置し得る。
第１パイプ４６０および第２パイプ４６５のうち一方は、他方の少なくとも一部を取り囲むことができる。
例えば、図１７に示されたように、第１パイプ４６０が第２パイプ４６５を取り囲むと、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの一側が流体と接触し、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの他側が第２パイプ４６５と接触し得る。
これに対し、図１８に示されたように、第２パイプ４６５が第１パイプ４６０を取り囲むと、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの一側が冷却媒体と接触し、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの他側が第１パイプ４６０と接触し得る。
図１９に示されたように、前記第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの一側は、流体と接触し、第１熱電発電部５００および第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つの他側は、冷却媒体が流れる媒体パイプ４７０と接触し得る。
第１熱電発電部５００および前記第２熱電発電部５１０のうち少なくとも一つは、媒体パイプ４７０と流体が接触しないように媒体パイプ４７０と流体との間に隔壁として使用され得る。隔壁の機能については、上記で本発明の実施形態により説明されたので、これに対する説明は省略される。
以上で参照された図面において本発明の実施形態による気化燃料ガス液化工程装置は、圧縮機４００と冷却器４２０を多段で連結して気化燃料ガスを段階別に圧縮し、冷却させて、液化燃料ガスに炉変化させることができる。
また、本発明の気化燃料ガス液化工程装置は、流体と冷却媒体との温度差を用いて生産された電力を気化燃料ガス圧縮機４００の駆動モーター４１０に供給することにより、液化工程に使用される電力を削減させることができる。
以上のように、本発明による実施形態を説明したが、先立って説明された実施形態以外にも、本発明がその趣旨や範疇から外れることなく、他の特定形態で具体化され得るという事実は、当該技術における通常の知識を有する者には自明である。したがって、前述した実施形態は、制限的なものでなく、例示的なものと見なされなければならず、これにより、本発明は、前述した説明に限定されず、添付の請求項の範疇およびその同等範囲内で変更されることもできる。

Claims (20)

  1. 流体が流れる配管と、
    前記配管を取り囲み、前記流体と外側の空気との温度差により電力を生産する熱電発電部と、を含む熱電発電モジュール。
  2. 前記熱電発電部は、
    前記配管の外周面と接する第１シェルと、
    前記第１シェルと一定間隔で離隔する第２シェルと、
    前記第１シェルと前記第２シェルとの間に設けられる複数個の熱電素子部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の熱電発電モジュール。
  3. 前記第１シェルと前記第２シェルとの間に不活性ガスが含まれることを特徴とする請求項２に記載の熱電発電モジュール。
  4. 前記第１シェルと前記第２シェルとの間の圧力は、前記配管の内部圧力と同一であることを特徴とする請求項３に記載の熱電発電モジュール。
  5. 貯蔵タンクに貯蔵された液化燃料ガスの蒸発ガスを圧縮する圧縮機と、
    前記圧縮機を通った流体と前記貯蔵タンクから供給された液化燃料ガスとの温度差を用いて発電を行う熱電発電部と、
    前記熱電発電部を通過した前記流体および前記液化燃料ガスを気化させてエンジンに供給する気化器と、を含む熱電発電装置。
  6. 前記流体が前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の一面と接触する第１配管と、
    前記液化燃料ガスが前記気化器に移動する通路を提供し、前記熱電発電部の他面と接触する第２配管と、をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の熱電発電装置。
  7. 前記第２配管に設置されて、前記液化燃料ガスを昇圧させて移送する第１ポンプと、
    前記第１ポンプと前記気化器との間に設置されて、前記第１ポンプから流出した前記液化燃料ガスを昇圧させる第２ポンプと、
    前記熱電発電部が生成した電気を変換させて前記圧縮機、前記第１ポンプおよび前記第２ポンプに供給する変換部と、をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の熱電発電装置。
  8. 前記第１配管および前記第２配管のうち一つは、他の一つの少なくとも一部を取り囲むことを特徴とする請求項６に記載の熱電発電装置。
  9. 前記熱電発電部は、前記第１配管と前記液化燃料ガスが接触しないように前記第１配管と前記液化燃料ガスとの間に隔壁として使用されることを特徴とする請求項６に記載の熱電発電装置。
  10. 前記気化器は、前記流体および前記液化燃料ガスが流入する引込み部と気化燃料が引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供することを特徴とする請求項５に記載の熱電発電装置。
  11. 液化燃料ガスが引入される引込み部と気化燃料ガスが引き出される引き出し部とを連結させる移動管を含み、前記移動管と熱交換する海水が流れる空間を提供して液化燃料ガスを気化燃料ガスに気化させる気化器と、
    前記移動管を介して移動する前記液化燃料ガスおよび前記気化燃料ガスのうち少なくとも一つを含む流体と前記海水との温度差により発電可能な熱電発電部と、
    前記引込み部の表面に配置されて、前記熱電発電部により生成された電力を利用して前記引込み部と隣接した前記移動管領域が結氷するのを防止する発熱部と、を含む結氷防止気化装置。
  12. 前記気化器は、前記海水が流入する海水引込み部と、前記海水が排出される海水引き出し部とを含むことを特徴とする請求項１１に記載の結氷防止気化装置。
  13. 前記熱電発電部は、前記引き出し部に比べて前記引込み部に近づくように配置されることを特徴とする請求項１１に記載の結氷防止気化装置。
  14. 前記熱電発電部は、前記移動管をそれぞれ取り囲み、前記熱電発電部の一側が前記移動管と接触し、前記熱電発電部の他側が前記海水と接触することを特徴とする請求項１１に記載の結氷防止気化装置。
  15. 前記発熱部は、前記引込み部の表面があらかじめ設定された第１温度以上に維持されるように前記引込み部の表面を加熱させることを特徴とする請求項１１に記載の結氷防止気化装置。
  16. 前記引込み部の表面の温度が、前記第１温度と該第１温度より高い第２温度との間で維持されるように、前記熱電発電部で生産された電力を前記発熱部に入力または遮断するスイッチ制御信号をスイッチに出力する制御部をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の結氷防止気化装置。
  17. 気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、
    前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、
    前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる冷却部と、
    温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電を行う熱電発電部と、
    前記熱電発電部から供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部と、を含む気化燃料ガス液化工程装置。
  18. 前記気化燃料ガス液化工程装置は、前記圧縮機と、前記駆動モーターと、前記冷却部と前記熱電発電部とを含む液化工程部を備え、
    複数の前記液化工程部のうち一つの前記冷却部から流出した前記流体は、他の一つの前記圧縮機に流入することを特徴とする請求項１７に記載の気化燃料ガス液化工程装置。
  19. 前記熱電発電部は、前記流体が流れる第１パイプと前記冷却媒体が流れる第２パイプとの間に位置することを特徴とする請求項１７に記載の気化燃料ガス液化工程装置。
  20. 気化燃料ガスを圧縮して液化燃料ガスを含む流体を形成する圧縮機と、
    前記圧縮機に駆動力を提供する駆動モーターと、
    前記圧縮機により上昇した前記流体の温度を冷却媒体を介して降下させる第１熱電発電部と、
    温度上昇した前記流体と前記冷却媒体との温度差により発電可能な第２熱電発電部と、
    前記第１熱電発電部および前記第２熱電発電部のうち少なくとも一つから供給される電力を変換して前記駆動モーターに供給する変換部と、を含む気化燃料ガス液化工程装置。
JP2018509534A 2015-08-20 2015-08-20 熱電発電モジュール並びにこれを含む熱電発電装置と結氷防止気化装置および気化燃料ガス液化工程装置 Pending JP2018535628A (ja)

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