JP2019506571A - 気化ガスを圧縮する装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
好ましくは、装置は、前置圧縮機を備える。好ましくは、前置圧縮機は、貯蔵タンクの下流に貯蔵タンクと流体連通して配置される。
好ましくは、導管は、貯蔵タンクから前置圧縮機へとボイルオフガスを輸送するように構成される。
前置圧縮機は、圧縮機タービン、多段遠心圧縮機、スクリュー圧縮機、プレッシャウェーブ・スーパーチャージャ、または容積式圧縮機を備えてもよい。好ましくは、前置圧縮機は、圧縮機タービンを備える。
好ましくは、導管が、前置圧縮機と液体ピストン圧縮機の間に延在する。好ましくは、導管は、前置圧縮機から液体ピストン圧縮機へとボイルオフガスを輸送するように構成される。
液体ピストン圧縮機は、並列に連結される複数の圧縮機段を備える液体ピストン多段圧縮機を備えてもよい。
したがって、一実施形態では、液体ピストン多段圧縮機は、複数の列を備えてもよく、それぞれの列は、直列に連結される複数の圧縮機段を備え、複数の列は、並列に連結される。
好ましくは、それぞれのチャンバは、チャンバに配置される駆動液体の量を増加および減少させるように構成される液体高圧供給装置に流体連結される。
それぞれのチャンバは、駆動液体とボイルオフガスを隔てるように構成される固体ダミーピストンを備えてもよい。好ましくは、ダミーピストンは、その中に配置される駆動液体の量が変化するとき、チャンバの中で動くように構成される。
好ましくは、Vピストンリングは、ダミーピストンと共に動き、それにより、ダミーピストンが動くとき、封止を保つように構成される。
液体分離手段は、液体高圧供給装置と流体連通した状態でもよい。好ましくは、導管が、液体分離手段と液体高圧供給装置の間に延在する。好ましくは、導管は、液体分離手段から液体高圧供給装置へと、回収された駆動液体を輸送するように構成される。
エンジンは、推進力を生み出すように構成され得る。別法として、エンジンは、発電機を備えてもよい。
したがって、第2の態様によれば、第1の態様の装置を備える液化ガス運搬ベッセルが提供される。
有利には、装置は、液化ガス輸送過程での液化ガス運搬ベッセルの効率を向上させる。
第4の態様によれば、ガス被供給装置に圧縮ガスを供給する方法が提供され、方法は、
− 液化ガス貯蔵タンクから1つまたは複数の液体ピストンを備える圧縮機へとボイルオフガスを供給するステップと、
− 1つまたは複数の液体ピストンを使用してボイルオフガスを圧縮するステップと、
− ガス被供給装置に圧縮ガスを供給するステップとを含む。
好ましくは、方法は、1つまたは複数の液体ピストンを使用してボイルオフガスを圧縮するステップの前に、0.2MPa(2bara)から2MPa(20bara)の間、より好ましくは0.3MPa(3bara)から1.5MPa(15bara)の間、最も好ましくは0.4MPa(4bara)から0.1MPa(10bara)の間の圧力までガスを事前圧縮するステップを含む。
好ましくは、事前圧縮されたガスは、次いで、1つまたは複数の液体ピストンによってさらに圧縮される。好ましくは、液体ピストンでボイルオフガスを圧縮するステップは、チャンバにボイルオフガスを供給し、チャンバに駆動液体を供給し、それによってガスを圧縮するステップを含む。
液化天然ガス(LNG)4を収容する液化天然ガス(LNG)タンク2は、車両、たとえば貨物船に搭載して配置される。図示されていないが、相互連結される複数のタンク2が、貨物船に配置されてもよいことが理解されよう。LNG4は、おおよそ常圧で、約−162℃の温度で貯蔵される。
ガス6は、圧縮機タービン12に到達するとき、おおよそ常圧であることになる。圧縮機タービン12は、1段当たり0.5〜3:1である圧縮比を有する多段タービンである。圧縮機タービン12は、約0.6MPa(6bara)の圧力(すなわち絶対圧が0.6MPa(6bar)である)までボイルオフガス6を圧縮する。圧縮ガス6は、次いで、圧縮機タービン12と液体ピストン多段圧縮機16の間に延在する導管14を伝って供給される。熱交換器15は、導管14に配置され、ボイルオフガス6を冷却するように構成される。
ガス6が圧縮されるとき、熱が生じることが理解されよう。
有利には、この熱は、熱交換器(図示せず)で冷却され得る駆動液体28へと伝達されることになる。さらに、熱交換器17が、各中間導管30にも提供されて、ガス6をさらに冷却する。
例2:代替実施形態
図1に示されている実施形態では、各圧縮機段18、20、22、24の中の駆動液体28とガス6の間に直接的な接触が存在する。しかし、直接的な接触がない場合、これにより、駆動液体28からの蒸気で圧縮ガス6を汚染するのが避けられるであろうことが理解されよう。
別の代替実施形態では、エンジン38は、発電機を備える。
結論
本発明の装置は、すべてのボイルオフ損失を内燃機関で使用するように構成される。有利には、これにより、普通ならボイルオフ損失を大気解放することにより生じるはずの環境汚染が防止される。
ガスを圧縮および燃焼させる方法は、ガスを再液化するより費用対効果が大きい可能性があるので、液体ピストン圧縮機の効率が高いことは、経済的な利点をもたらす可能性がある。さらに、エンジンに供給されるガスは、コアレッサフィルタのために高品質であり、結果として、ガスがエンジンに供給されるとき、ガスの蒸気圧は低くなる。
Claims (15)
- 液化ガスを貯蔵するように構成される貯蔵タンクと、前記貯蔵タンクの下流に前記貯蔵タンクと流体連通して配置され、前記貯蔵タンクからボイルオフガスを受けて前記ガスを圧縮するように構成される液体ピストン圧縮機と、前記液体ピストン圧縮機の下流に前記液体ピストン圧縮機と流体連通して配置されるガス被供給装置とを備え、前記ガス被供給装置が、前記液体ピストン圧縮機から圧縮ガスを受けるように構成される、装置。
- 前記貯蔵タンクが、液化水素、液化天然ガス(LNG)、液化メタン、液化エタン、および/または液化プロパンを含む引火性液化ガスを貯蔵するように構成される、請求項1に記載の装置。
- 前記貯蔵タンクが、1MPa(10bara)未満の圧力で前記液化ガスを貯蔵するように構成される、請求項1または2に記載の装置。
- 前記貯蔵タンクから前記ボイルオフガスを受けて0.2MPa(2bara)から2MPa(20bara)の間まで前記ボイルオフガスの前記圧力を上昇させるように構成される前置圧縮機を備え、前記前置圧縮機が、前記貯蔵タンクの下流に前記貯蔵タンクと流体連通して配置され、かつ前記液体ピストン圧縮機の上流に前記液体ピストン圧縮機と流体連通して配置される、請求項1から3のいずれかに記載の装置。
- 前記液体ピストン圧縮機が、直列に連結される複数の圧縮機段を備える液体ピストン多段圧縮機を備える、請求項1から4のいずれかに記載の装置。
- 前記液体ピストン圧縮機が、10MPa(100bara)から150MPa(1500bara)の間まで前記ボイルオフガスの前記圧力を上昇させるように構成される、請求項1から5のいずれかに記載の装置。
- ボイルオフガスと駆動液体を分離するように構成される液体分離手段を備え、前記液体分離手段が、前記液体ピストン圧縮機の下流に前記液体ピストン圧縮機と流体連通して配置され、かつ前記ガス被供給装置の上流に前記ガス被供給装置と流体連通して配置される、請求項1から6のいずれかに記載の装置。
- 前記ガス被供給装置が、燃料電池またはエンジンを備える、請求項1から7のいずれかに記載の装置。
- 請求項1から8のいずれか一項に記載の装置を備える、液化ガス運搬ベッセル。
- 前記液化ガス運搬ベッセルが、船、航空機、自動車、列車、飛行船またはトラックであり、前記ガス被供給装置が、推進力を生み出し、それによって前記液化ガス運搬ベッセルを動かすように構成されるエンジンである、請求項9に記載の液化ガス運搬ベッセル。
- ガス被供給装置に圧縮ガスを供給するための、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置の使用。
- ガス被供給装置に圧縮ガスを供給する方法であって、
液化ガス貯蔵タンクから1つまたは複数の液体ピストンを備える圧縮機へとボイルオフガスを供給するステップと、
前記1つまたは複数の液体ピストンを使用して前記ボイルオフガスを圧縮するステップと、
前記ガス被供給装置に前記圧縮ガスを供給するステップとを含む、方法。 - 前記1つまたは複数の液体ピストンを使用して前記ボイルオフガスを圧縮するステップの前に、0.2MPa(2bara)から2MPa(20bara)の間の圧力まで前記ガスを事前圧縮するステップを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の液体ピストンを使用して前記ボイルオフガスを圧縮するステップが、一連の液体ピストンで前記ガスを圧縮するステップを含み、それぞれの液体ピストンが、前記ボイルオフガスをさらに圧縮するように構成され、前記1つまたは複数の液体ピストンで前記ボイルオフガスを圧縮するステップが、10MPa(100bara)から150MPa(1500bara)の間の圧力まで前記ボイルオフガスを圧縮するステップを含む、請求項12または13に記載の方法。
- 前記1つまたは複数の液体ピストンで前記ボイルオフガスを圧縮するステップに続いて、かつ前記ガス被供給装置に前記圧縮ガスを供給するステップの前に、前記ボイルオフガスと前記駆動液体を分離するステップを含む、請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
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