JP2021008947A - 圧縮機ユニット及び圧縮機ユニットの制御方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】需要先にとって望ましい温度範囲内の温度を有している対象ガスを需要先に供給する技術を提供することである。【解決手段】本出願は、船舶内に設置され、前記船舶のＬＮＧ貯槽から吸い込んだボイルオフガスである対象ガスを圧縮する圧縮機ユニットを開示する。圧縮機ユニットは、前記対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージと、前記複数の圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、前記複数の圧縮ステージのうち１つから吐出された前記対象ガスを冷却するクーラと、前記クーラで冷却された前記対象ガスを、需要先である発電機又は内燃機関に向けて流す導出路と、前記導出路に設けられた断熱材と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、船舶のＬＮＧ貯槽からのボイルオフガスである対象ガスを圧縮する圧縮機ユニット及び圧縮機ユニットの制御方法に関する。
従来、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｉｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ：液化天然ガス）から発生したボイルオフガス（以下、「対象ガス」と称される）を昇圧してエンジンや発電機といった需要先に供給する圧縮機が開発されている（特許文献１〜３を参照）。
特許第６３７１９３０号公報 特表２０１１−５１７７４９号公報 特開２０１８−１２８０３９号公報
エンジンや発電機といった需要先が望ましい運転条件の下で作動するためには、需要先に供給される対象ガスの温度が所定の温度範囲に収まっていることが求められることがある。しかしながら、需要先に到達する過程で対象ガスの大気放熱が過剰に生じると、需要先が必要としている温度範囲を下回った状態で、対象ガスが需要先に供給されてしまう虞がある。
本発明は、需要先にとって望ましい温度範囲内の温度を有している対象ガスを需要先に供給する技術を提供することを目的とする。
本発明の一の局面に係る圧縮機ユニットは、船舶内に設置され、前記船舶のＬＮＧ貯槽から吸い込んだボイルオフガスである対象ガスを圧縮するように構成されている。圧縮機ユニットは、前記対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージと、前記複数の圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、前記複数の圧縮ステージのうち１つから吐出された前記対象ガスを冷却するクーラと、前記クーラで冷却された前記対象ガスを、需要先である発電機又は内燃機関に向けて流す導出路と、前記導出路に設けられた断熱材と、を備えている。
上記の構成によれば、断熱材が導出路に設けられているので、クーラから需要先へ流れる対象ガスからの放熱が抑制され、対象ガスの温度は、発電機又は内燃機関にとって好ましい温度範囲に維持される。
上記の構成に関して、前記クーラは、前記１つの圧縮ステージから次の圧縮ステージへ前記対象ガスを流すステージ接続流路に設けられていてもよい。前記導出路は、前記クーラの下流で前記ステージ接続流路から分岐していてもよい。
上記の構成によれば、導出路は、クーラの下流でステージ接続流路から分岐しているので、クーラで冷却された対象ガスが導出路に流入する。導出路には、断熱材が設けられているので、導出路を通じて需要先に向けて流れる対象ガスの更なる降温が抑制される。
上記の構成に関して、圧縮機ユニットは、前記ステージ接続流路における前記クーラから前記導出路に至る部分に設けられた他の断熱材をさらに備えていてもよい。
上記の構成によれば、断熱材が、導出路に加えて、ステージ接続流路におけるクーラから導出路に至る部分にも設けられている。したがって、対象ガスがクーラから導出路に流入するまでの区間においても、対象ガスからの放熱が抑制される。
上記の構成に関して、前記ステージ接続流路における前記導出路の接続部から前記次の圧縮ステージに至る部分の長さは、前記クーラから前記導出路の接続部に至る部分の長さよりも長くてもよい。
上記の構成によれば、クーラから導出路に至る部分は相対的に短くなるので、導出路を通じて需要先へ供給される対象ガスの流れ区間は短くなる。この結果、需要先へ流れる対象ガスからの放熱が抑制される。
上記の構成に関して、前記ステージ接続流路における前記導出路の接続部から前記次の圧縮ステージに至る前記部分は、断熱材を有しない非断熱部であってもよい。
上記の構成によれば、次の圧縮ステージに吸い込まれる対象ガスは、非断熱部において放熱する。次の圧縮ステージの吸込側において、対象ガスの温度が下がるので、次の圧縮ステージにとって望ましい対象ガスの温度が得られる。
本発明の他の局面に係る上述の圧縮機ユニットの制御方法において、前記クーラは、前記対象ガスを冷却する冷却水が流れる冷却水流路と、前記冷却水流路上に設けられ、前記冷却水の流量を調整可能な調整弁と、を備えていてもよい。前記制御方法は、前記クーラから流出した前記対象ガスの温度が一定範囲内に維持されるように前記調整弁の開度を調整することを含んでいてもよい。
上記の構成によれば、クーラにおいて温度調整された対象ガスからの放熱が断熱材によって抑制された状態で、対象ガスは、需要先に供給される。したがって、対象ガスの温度は、発電機又は内燃機関にとって好ましい温度範囲に維持される。
上記の構成に関して、圧縮機ユニットの制御方法は、前記対象ガスの前記温度が３０℃〜６０℃の範囲内に維持されるよう前記調整弁の開度を調整してもよい。
上記の構成によれば、断熱材によって対象ガスからの放熱が抑制されるので、調整弁の開度調整によって３０℃〜６０℃の温度範囲に収められた対象ガスの温度は、当該温度範囲の温度を維持したまま需要先に供給される。
上述の技術は、需要先にとって望ましい温度範囲内の温度を有している対象ガスを需要先に供給することができる。
第１の実施形態の圧縮機ユニットの概略フロー図である。 圧縮機ユニットのクーラの概略的なフロー図である。 圧縮機ユニットの導出路の周囲における拡大フロー図である。 導出路の概略的な断面を示している。 対象ガスに対する温度制御を表す概略的なフローチャートである。 第２の実施形態の圧縮機ユニットの導出路の周囲における拡大フロー図である。 第３の実施形態の圧縮機ユニットの導出路の周囲における拡大フロー図である。
図１は、第１の実施形態の圧縮機ユニット１００の概略フロー図である。図１を参照して、圧縮機ユニット１００が説明される。
圧縮機ユニット１００は、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｉｆｉｅｄ Ｎａｔｕｒａｌ Ｇａｓ：液化天然ガス）が貯留されたＬＮＧ貯槽１０１を有している船舶（図示せず）内に設置されている。圧縮機ユニット１００は、ＬＮＧ貯槽１０１内で生じたボイルオフガスである対象ガスを吸い込み、吸い込まれた対象ガスを圧縮するように構成されている。詳細には、圧縮機ユニット１００は、対象ガスを約３００ｂａｒまで昇圧し、昇圧された対象ガスを所定の需要先１０２，１０３へ供給するように構成されている。本実施形態に関して、需要先１０２は、内燃機関である。需要先１０３は、発電機又は内燃機関である。以下の説明において、対象ガスの流れ方向を基準に、「上流」及び「下流」との用語を用いる。
圧縮機ユニット１００は、対象ガスが需要先１０２，１０３に向けて流れる流路１１０と、対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージ（第１〜第５圧縮ステージ２０１〜２０５）と、複数のクーラ２８１〜２８４とを備えている。圧縮機ユニット１００は、第１〜第５圧縮ステージ２０１〜２０５の共通の駆動源として用いられるクランク機構（図示せず）を更に有している。図１では、圧縮機ユニット１００は、図１の二点鎖線の枠線内に示されている構成要素を含む装置として示されている。
流路１１０の上流端は、ＬＮＧ貯槽１０１内で生じたボイルオフガスが流入するようにＬＮＧ貯槽１０１の上部に接続されている。流路１１０の下流端は、需要先１０２から延設された管路１０４に接続されている。
流路１１０は、貯槽接続流路１１１と、ステージ接続流路１１３と、導出路１１４と、導出路１１５とを含んでいる。
貯槽接続流路１１１は、ＬＮＧ貯槽１０１に接続され、圧縮機ユニット１００の第１圧縮ステージ２０１にボイルオフガスを導く。圧縮機ユニット１００は、２つの第１圧縮ステージ２０１を有しているので、貯槽接続流路１１１は、ＬＮＧ貯槽１０１から延設された主管１１１Ｃと、主管１１１Ｃから分岐した分岐部１１１Ａ，１１１Ｂとを有している。これらの分岐部１１１Ａ，１１１Ｂは、それぞれ第１圧縮ステージ２０１に接続されている。すなわち、２つの第１圧縮ステージ２０１は、互いに並列となるように２つの分岐部１１１Ａ，１１１Ｂに接続されている。なお、圧縮機ユニット１００は、１つの第１圧縮ステージ２０１を有していてもよい。
ステージ接続流路１１３は、１つの圧縮ステージから次の圧縮ステージへ対象ガスを流すように、第１〜第５圧縮ステージ２０１〜２０５の間を接続している。ステージ接続流路１１３の上流部位は、第１圧縮ステージ２０１との接続部分が２つに分岐した分岐部１１３Ａ，１１３Ｂとなっている。ステージ接続流路１１３のその他の部分には、第２〜第５圧縮ステージ２０２〜２０５が設けられている。第２〜第５圧縮ステージ２０２〜２０５は、第１圧縮ステージ２０１で圧縮された対象ガスを順次昇圧するように直列に配置されている。
導出路１１４は、最終の第５圧縮ステージ２０５で圧縮された対象ガスを需要先１０２に導く流路である。導出路１１４は、第５圧縮ステージ２０５から需要先１０２に向けて延設されている。導出路１１５は、第２圧縮ステージ２０２で圧縮された対象ガスを需要先１０３へ導く流路である。導出路１１５は、ステージ接続流路１１３のうち第２圧縮ステージ２０２と第３圧縮ステージ２０３とを繋ぐ流路区間１１９ａから分岐し、需要先１０３から延設された管路１０５に接続されている。なお、管路１０５には、全長に亘って断熱材が設けられていることが好ましい。
第１〜第４圧縮ステージ２０１〜２０４のピストンの直径及びシリンダ部の内径は、下流段の圧縮ステージほど小さくなっている。第５圧縮ステージ２０５は、第１〜第４圧縮ステージ２０１〜２０４よりもピストンの直径及びシリンダ部の内径において小さい。
第１〜第５圧縮ステージ２０１〜２０５は、共通のクランク機構によって駆動される。クランク機構は、第１〜第５圧縮ステージ２０１〜２０５それぞれのピストンロッドに接続されたクロスヘッドを有している。クランク機構は、クランクシャフトの回転をクロスヘッドの往復動に変えることにより、ピストンロッド及びピストンロッドの先端に接続されたピストンを往復動させるように構成されている。
クーラ２８１〜２８４は、第２〜第５圧縮ステージ２０２〜２０５によって圧縮された対象ガスをそれぞれ冷却するために、ステージ接続流路１１３及び導出路１１４に設けられている。クーラ２８１〜２８４は、対象ガスを対象ガスよりも低温の冷却水（たとえば、海水）と熱交換可能に構成されている。冷却水は、対象ガスを冷却するために用いられる。クーラ２８１の概略的なフロー図が図２に示されている。
クーラ２８１は、第２圧縮ステージ２０２と第３圧縮ステージ２０３との間のステージ接続流路１１３に配置されている。詳細には、クーラ２８１は、第２圧縮ステージ２０２とステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９との間の流路区間１１９ａにおいて、ステージ接続流路１１３に取り付けられている。クーラ２８１とステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９との間で延設された管路の長さは、当該接続部１１９と第３圧縮ステージ２０３との間で延設された管路の長さよりも短い。
クーラ２８１は、対象ガスと対象ガスより低温の冷却水とを熱交換させるように構成されている。たとえば、クーラ２８１は、対象ガスが流れるようにステージ接続流路１１３に接続されたガス流路２９１と、ガス流路２９１が収容されたケース２９２と、ケース２９２に対して流入出する冷却水が流れる冷却水流路２９３とを含んでいてもよい。ケース２９２への冷却水の流量を調整するために、クーラ２８１は、冷却水流路２９３上に設けられた調整弁４１６を更に有している。
クーラ２８２は、第３圧縮ステージ２０３と第４圧縮ステージ２０４との間のステージ接続流路１１３に配置されている。クーラ２８３は、第４圧縮ステージ２０４と第５圧縮ステージ２０５との間のステージ接続流路１１３に配置されている。クーラ２８４は、導出路１１４に配置されている。
これらのクーラ２８２〜２８４は、調整弁４１６を有していない点においてのみ、クーラ２８１とは相違している。したがって、クーラ２８１を流れる冷却水の流量は、調整弁４１６を用いて調整可能である一方で、クーラ２８２〜２８４を流れる冷却水の流量は略一定である。なお、クーラ２８２〜２８４は、クーラ２８１と同様に、冷却水の流量を調整可能に構成されていてもよい。
圧縮機ユニット１００は、需要先１０２，１０３へ供給される対象ガスの圧力、流量及び温度を調整するための制御を行うように構成されている。これらの制御に用いられる制御関連部位が、以下に説明される。
対象ガスに対する上述の調整制御のために、圧縮機ユニット１００は、バイパスライン４１１と、制御弁４１２と、圧力センサ４１３と、制御部４１４と、温度検出部４１５（温度センサ）とを有している。
バイパスライン４１１は、ステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９と第３圧縮ステージ２０３との間の流路区間１１９ｂにおいてステージ接続流路１１３から分岐し、貯槽接続流路１１１に接続されている。すなわち、バイパスライン４１１は、第１圧縮ステージ２０１及び第２圧縮ステージ２０２を跨いで、第１圧縮ステージ２０１の吸込側に、クーラ２８１で冷却された対象ガスを戻すように構成されている。
制御弁４１２は、バイパスライン４１１に設けられている。圧力センサ４１３及び温度検出部４１５は、ステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９とクーラ２８１との間の流路区間１１９ａにおいてステージ接続流路１１３に取り付けられている。圧力センサ４１３は、第３圧縮ステージ２０３の吸込側における対象ガスの圧力を検出するように構成されている。温度検出部４１５は、クーラ２８１から流出した対象ガスの温度を検出するように構成されている。
圧力センサ４１３、制御弁４１２、調整弁４１６、温度検出部４１５及びクーラ２８１は、制御部４１４に電気的に接続されている。制御部４１４は、圧力センサ４１３及び温度検出部４１５で検出された圧力及び温度に基づいて制御弁４１２及び調整弁４１６の開度をそれぞれ制御するように構成されている。詳細には、制御弁４１２の開度は、需要先１０３にとって望ましい圧力が得られるように制御部４１４によって調整される。調整弁４１６の開度は、クーラ２８１から流出した対象ガスの温度が需要先１０３にとって望ましい温度範囲（たとえば、３０℃〜６０℃）に収まるように制御部４１４によって調整される。なお、制御部４１４は、ソフトウェアとして構築されてもよく、専用回路で構築されてもよい。
圧縮機ユニット１００は、制御部４１４によって調整された対象ガスの温度を略維持したまま需要先１０３へ供給するために、導出路１１５の外表面を覆う断熱材１１６を有している。図３は、導出路１１５の周囲における拡大フロー図である。図４は、断熱材１１６によって覆われた導出路１１５の概略的な断面を示している。図１において、断熱材１１６は、導出路１１５上のハッチングとして示されている。断熱材１１６は、導出路１１５の外表面を全体的に覆う。ただし、対象ガスの温度が上述の温度範囲に維持されるならば、断熱材１１６は、導出路１１５を部分的に覆うだけでもよい。また、流体機器（弁や計器）が導出路１１５に取り付けられている場合には、これらの流体機器は、断熱材１１６から露出していてもよいし、断熱材１１６によって覆われていてもよい。断熱材１１６は、グラスウールやポリウレタンといった断熱材料を用いて形成されている。
本実施形態では、第２圧縮ステージ２０２と第３圧縮ステージ２０３とを繋ぐステージ接続流路１１３は、断熱材が設けられていない非断熱部である。第２圧縮ステージ２０２と第３圧縮ステージ２０３とを繋ぐステージ接続流路１１３では、ステージ接続流路１１３における導出路１１５の接続部１１９から第３圧縮ステージ２０３に至る部分である流路区間１１９ｂの距離が、クーラ２８１から導出路１１５の接続部１１９に至る部分である流路区間１１９ａの長さよりも長い。すなわち、クーラ２８１から接続部１１９までの距離が短いことにより、対象ガスは、その放熱が極力抑えられつつ導出路１１５に導かれる。
圧縮機ユニット１００の動作及び対象ガスの流れが、図１、図２及び図５を参照して以下に説明される。図５は、制御部４１４による対象ガスに対する温度制御を表す概略的なフローチャートである。
圧縮機ユニット１００が駆動されると、第１〜第４圧縮ステージ２０１〜２０４では、２つの圧縮室での対象ガスの吸込及び吐出が交互に繰り返される。第５圧縮ステージ２０５では１つの圧縮室での対象ガスの吸込及び吐出が行なわれる。第２〜第５圧縮ステージ２０２〜２０５から吐出された対象ガスは、クーラ２８１〜２８４を通過することにより冷却される。クーラ２８１で冷却された対象ガスの一部は、第３〜第５圧縮ステージ２０３〜２０５によって順次昇圧され、需要先１０２に供給されたり、バイパスライン４１１を通じて上流側に戻されたりする。残りの対象ガスは、導出路１１５を通じて、需要先１０３に供給される。
需要先１０３にとって望ましい圧力の対象ガスを供給するために、圧力センサ４１３は、導出路１１５に流入する対象ガスの圧力（すなわち、第３圧縮ステージ２０３の吸込圧力）を検出している。検出された圧力のデータは、制御部４１４へと出力される。制御部４１４は、取得された圧力データに基づき、導出路１１５に流入する対象ガスの圧力が略一定となるように制御弁４１２の開度を制御する。
需要先１０３にとって望ましい温度の対象ガスを供給するために、温度検出部４１５は、導出路１１５に流入する対象ガスの温度を検出している。検出された温度のデータは、制御部４１４へと出力される。制御部４１４は、温度データに基づいて、クーラ２８１から流出した対象ガスの温度が一定範囲に収まっているか否かを判定する（ステップＳ１１０）。判定処理に用いられる当該一定範囲は、需要先１０３にとって望ましい温度範囲の温度の対象ガスが、需要先１０３に流入するように設定されている。たとえば、当該一定範囲は、３０℃〜６０℃の範囲に設定されていてもよい。
対象ガスの温度が一定範囲に収まっていれば、制御部４１４は、調整弁４１６の開度を維持する（ステップＳ１２０）。対象ガスの温度が一定範囲の上限閾値を上回っているならば（ステップＳ１１０：上）、調整弁４１６の開度を上げる（ステップＳ１３０）。この結果、冷却水の流量が増え、クーラ２８１から流出する対象ガスの温度が下がる。ステップＳ１１０，Ｓ１３０の処理ループは、対象ガスの温度が一定範囲に収まるまで継続される。対象ガスの温度が一定範囲の下限閾値を下回っているならば（ステップＳ１１０：下）、調整弁４１６の開度を下げる（ステップＳ１４０）。この結果、冷却水の流量が減り、クーラ２８１から流出する対象ガスの温度が上がる。ステップＳ１１０，Ｓ１４０の処理ループは、対象ガスの温度が一定範囲に収まるまで継続される。
図５に示される制御を通じて、クーラ２８１から流出した対象ガスの温度は、需要先１０３にとって望ましい温度範囲（３０℃〜６０℃）内の値になる。クーラ２８１から流出した対象ガスの一部は、第３圧縮ステージ２０３に吸い込まれたり、バイパスライン４１１を通じて上流に戻されたりする一方で、残りの対象ガスは、導出路１１５を通じて需要先１０３へ供給される。導出路１１５は、断熱材１１６によって覆われているので、導出路１１５を流れる対象ガスの熱が大気に放出されることが抑制される。したがって、対象ガスは、需要先１０３にとって望ましい温度範囲の温度を保ったまま、需要先１０３に供給される。断熱材１１６によって、外気温の変動が需要先１０３に供給される対象ガスの温度に与える影響が低減されるので、図５を参照して説明された冷却水の流量制御において外気温の変動が考慮されなくてもよい。
クーラ２８１とステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９との間で延設された管路の長さは、当該接続部１１９と第３圧縮ステージ２０３との間で延設された管路の長さよりも短い。したがって、クーラ２８１とステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９との間の流路区間１１９ａにおける対象ガスからの放熱量は小さくなる。当該流路区間１１９ａにおいて対象ガスからの大気放熱があったとしても、対象ガスの温度低下は僅かである。すなわち、対象ガスが望ましい温度範囲の下限値（３０℃）を下回った温度で需要先１０３に供給される可能性は低い。
一方、ステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９から第３圧縮ステージ２０３までの流路区間１１９ｂは相対的に長いので、この流路区間１１９ｂにおける対象ガスからの放熱量は比較的大きくなる。すなわち、対象ガスの温度は、この流路区間１１９ｂにおいて降下する。したがって、第３圧縮ステージ２０３に吸い込まれる対象ガスの温度が過度に高くなることが防止される。
図６は、第２の実施形態に係る圧縮機ユニット１００の一部を示す図である。ステージ接続流路１１３において、クーラ２８１と導出路１１５の接続部１１９との間の流路区間１１９ａには、放熱を更に抑制するために他の断熱材１１７が追加される。断熱材１１７は当該流路区間１１９ａを全長に亘って被覆している。ただし、対象ガスの温度が一定の温度範囲に維持されるならば、断熱材１１７は、当該流路区間１１９ａを部分的に覆うだけでもよい。なお、当該流路区間１１９ａに流体機器（弁や計器）が取り付けられている場合には、これらの流体機器は、断熱材１１６から露出していてもよいし、断熱材１１６によって覆われていてもよい。断熱材１１７は、断熱材１１６と同一の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。ステージ接続流路１１３における導出路１１５の接続部１１９から第３圧縮ステージ２０３に至る流路区間１１９ｂは、断熱材が設けられていない非断熱部として残されている。当該流路区間１１９ｂの距離は、クーラ２８１と接続部１１９との間の流路区間１１９ａの長さよりも長い。
断熱材１１７が設けられているので、クーラ２８１とステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９との間の流路区間１１９ａにおいても、対象ガスからの放熱が抑制される。導出路１１５に流入した対象ガスからの放熱は、断熱材１１６によって抑制される。この結果、対象ガスは、クーラ２８１によって需要先１０３にとって望ましい温度範囲に収まるように調整された温度を保ったまま、需要先１０３に供給される。断熱材１１６，１１７によって、外気温の変動が需要先１０３に供給される対象ガスの温度に与える影響が低減されるので、図５を参照して説明された冷却水の流量制御において外気温の変動が考慮されなくてもよい。
一方、ステージ接続流路１１３に対する導出路１１５の接続部１１９と第３圧縮ステージ２０３との間の流路区間１１９ｂは、断熱材が設けられていない非断熱部であるので、当該流路区間１１９ｂにおける対象ガスからの放熱は積極的に許容される。非断熱部の長さは比較的長いので、対象ガスからの放熱量は大きくなる。したがって、第３圧縮ステージ２０３に吸い込まれる対象ガスの温度が過度に高くなることが防止される。
図７は、第３の実施形態に係る圧縮機ユニット１００の一部を示す図である。上述の断熱技術は、需要先１０３に供給される対象ガスに適用されている。しかしながら、同様の断熱技術が、需要先１０２に供給される対象ガスにも適用されてもよい。図７（導出路１１４の周囲の拡大フロー図）に示されるように、クーラ２８４から需要先１０２に向けて延びる導出路１１４が断熱材１１８によって全体的又は部分的に覆われていてもよい。流体機器（弁や計器）が導出路１１４に取り付けられている場合には、これらの流体機器は、断熱材１１６から露出していてもよいし、断熱材１１６によって覆われていてもよい。断熱材１１８は、断熱材１１６と同一の材質であってもよいし、異なる材質であってもよい。この場合、対象ガスが導出路１１４を流れている間における対象ガスからの放熱が抑制される。したがって、対象ガスは、クーラ２８４によって降温された温度を略維持したまま需要先１０２に供給される。
クーラ２８４から流出した対象ガスの温度が、需要先１０２にとって望ましい温度範囲になることが保証されているならば、クーラ２８４は制御部４１４の制御を受けなくてもよい。しかしながら、クーラ２８４から流出した対象ガスの温度が、需要先１０２にとって望ましい温度範囲から外れることを防止するために、クーラ２８１に対して適用された制御技術がクーラ２８４に対して適用されてもよい。この場合、クーラ２８４から流出した対象ガスの温度を検出する他の温度検出部（図示せず）が追加されてもよい。制御部４１４は、追加的な温度検出部によって検出された温度に基づいてクーラ２８４での熱交換に利用される冷却水の流量を調整してもよい。
今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと解されるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
上述の実施形態に関して、調整弁４１６の開度は、温度検出部４１５の検出温度に基づいて、制御部４１４によって自動的に調整されている。しかしながら、調整弁４１６の開度は、自動的に調整されなくてもよい。たとえば、調整弁４１６の開度は、事前の試験を通じて、需要先１０３にとって望ましい温度範囲内の温度が得られるように決定されてもよい。あるいは、温度検出部４１５の検出温度が使用者に表示されるならば、使用者は、表示された温度を見て、調整弁４１６の開度を調整してもよい（すなわち、手動式の調整）。これらの場合、図５を参照して説明された調整弁４１６の開度制御は不要である。
図６では、第３圧縮ステージ２０３への影響が無視できる場合は、ステージ接続流路１１３における導出路１１５の接続部１１９から第３圧縮ステージ２０３に至る流路区間１１９ｂに断熱部が設けられていてもよい。
上述の実施形態に関して、５段の圧縮ステージが用いられている。しかしながら、いくつの圧縮ステージが設けられるかは、需要先が必要とする対象ガスの圧力に基づいて決定されてもよい。したがって、圧縮ステージとして、例えば、４段型や６段型の圧縮ステージが用いられてもよい。
上述の実施形態に関して、第２圧縮ステージ２０２で圧縮された対象ガスが需要先１０３に供給されている。しかしながら、他の圧縮ステージで圧縮された対象ガスが需要先１０３に供給されてもよい。この場合においても、断熱材は、需要先１０３へ向けて流す導出路に設けられる。
上述の実施形態の技術は、船舶に搭載された圧縮機ユニットに好適に利用される。
１００・・・・・・・・・・・・・・・圧縮機ユニット
１０１・・・・・・・・・・・・・・・ＬＮＧ貯槽
１０２・・・・・・・・・・・・・・・需要先
１０３・・・・・・・・・・・・・・・需要先
１１３・・・・・・・・・・・・・・・ステージ接続流路
１１４，１１５・・・・・・・・・・・導出路
１１６〜１１８・・・・・・・・・・・断熱材
２０１〜２０５・・・・・・・・・・・第１〜第５圧縮ステージ（複数の圧縮ステージ）
２８１，２８４・・・・・・・・・・・クーラ
２９３・・・・・・・・・・・・・・・冷却水流路
４１６・・・・・・・・・・・・・・・調整弁
本発明の一の局面に係る圧縮機ユニットは、船舶内に設置され、前記船舶のＬＮＧ貯槽から吸い込んだボイルオフガスである対象ガスを圧縮するように構成されている。圧縮機ユニットは、前記対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージと、前記複数の圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、前記複数の圧縮ステージのうち１つから吐出された前記対象ガスを冷却するクーラと、前記クーラで冷却された前記対象ガスを、需要先である発電機又は内燃機関に向けて流す導出路と、前記導出路に設けられた断熱材と、を備えている。前記クーラは、前記１つの圧縮ステージから次の圧縮ステージへ前記対象ガスを流すステージ接続流路に設けられている。前記導出路は、前記クーラの下流で前記ステージ接続流路から分岐した流路である。前記圧縮機ユニットは、前記ステージ接続流路における前記クーラから前記導出路に至る部分に設けられた他の断熱材をさらに備える。
導出路は、クーラの下流でステージ接続流路から分岐しているので、クーラで冷却された対象ガスが導出路に流入する。導出路には、断熱材が設けられているので、導出路を通じて需要先に向けて流れる対象ガスの更なる降温が抑制される。断熱材が、導出路に加えて、ステージ接続流路におけるクーラから導出路に至る部分にも設けられている。したがって、対象ガスがクーラから導出路に流入するまでの区間においても、対象ガスからの放熱が抑制される。
本発明の他の局面に係る圧縮機ユニットは、船舶内に設置され、前記船舶のＬＮＧ貯槽から吸い込んだボイルオフガスである対象ガスを圧縮するように構成されている。圧縮機ユニットは、前記対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージと、前記複数の圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、前記複数の圧縮ステージのうち最終の圧縮ステージから吐出された前記対象ガスを冷却するクーラと、前記クーラで冷却された前記対象ガスを、需要先である発電機又は内燃機関に向けて流す導出路と、前記導出路に設けられた断熱材と、を備える。
上記の構成によれば、断熱材が導出路に設けられているので、クーラから需要先へ流れる対象ガスからの放熱が抑制され、対象ガスの温度は、発電機又は内燃機関にとって好ましい温度範囲に維持される。

Claims (7)

  1. 船舶内に設置され、前記船舶のＬＮＧ貯槽から吸い込んだボイルオフガスである対象ガスを圧縮する圧縮機ユニットであって、
    前記対象ガスを順次昇圧する複数の圧縮ステージと、
    前記複数の圧縮ステージのピストンを駆動するクランク機構と、
    前記複数の圧縮ステージのうち１つから吐出された前記対象ガスを冷却するクーラと、
    前記クーラで冷却された前記対象ガスを、需要先である発電機又は内燃機関に向けて流す導出路と、
    前記導出路に設けられた断熱材と、を備える、圧縮機ユニット。
  2. 前記クーラは、前記１つの圧縮ステージから次の圧縮ステージへ前記対象ガスを流すステージ接続流路に設けられ、
    前記導出路は、前記クーラの下流で前記ステージ接続流路から分岐している、請求項１に記載の圧縮機ユニット。
  3. 前記ステージ接続流路における前記クーラから前記導出路に至る部分に設けられた他の断熱材をさらに備える、請求項２に記載の圧縮機ユニット。
  4. 前記ステージ接続流路における前記導出路の接続部から前記次の圧縮ステージに至る部分の長さは、前記クーラから前記導出路の接続部に至る部分の長さよりも長い、請求項２又は３に記載の圧縮機ユニット。
  5. 前記ステージ接続流路における前記導出路の接続部から前記次の圧縮ステージに至る前記部分は、断熱材を有しない非断熱部である、請求項４に記載の圧縮機ユニット。
  6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の圧縮機ユニットの制御方法であって、
    前記クーラは、
    前記対象ガスを冷却する冷却水が流れる冷却水流路と、
    前記冷却水流路上に設けられ、前記冷却水の流量を調整可能な調整弁と、
    を備え、
    前記制御方法は、前記クーラから流出した前記対象ガスの温度が一定範囲内に維持されるように前記調整弁の開度を調整することを含んでいる、圧縮機ユニットの制御方法。
  7. 請求項６に記載の圧縮機ユニットの制御方法であって、
    前記対象ガスの前記温度が３０℃〜６０℃の範囲内に維持されるよう前記調整弁の開度を調整する、圧縮機ユニットの制御方法。
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