JP2023502422A - 船舶に搭載される少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、船舶（７０）に搭載される少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給するシステム（１００）に関連し、この供給システム（１００）は、少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給する１つのガス供給管（１２３）であって、タンク（２００）から液体状態で取り込まれてタンク（２００）の上部空間（２０１）にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスが移動するよう構成されているガス供給管（１２３）と、少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給するガス供給管（１２３）からのガスを圧縮するよう構成されている第１圧縮要素（１２０）と、第２圧縮要素（１３０）と、を少なくとも備え、第１圧縮要素（１２０）および第２圧縮要素（１３０）は、代わりになるものとして、ガス供給管（１２３）からの気体状態のガスおよびタンク（２００）の上部空間（２０１）から気体状態で取り込まれたガスを圧縮することを特徴とする。

Description

本発明は、単数または複数のエンジンが天然ガスを動力源としている船舶であって、液化天然ガスの収容、および／または輸送を可能とする船舶の分野に関連する。

そのような船舶は、通常は天然ガスを液体状態で収容するタンクを含む。天然ガスは、大気圧で－１６２℃より下の温度では液体である。こうしたタンクは決して完全には熱的に絶縁されておらず、その結果、天然ガスは少なくとも部分的に気化する。それゆえ、こうしたタンクは液状の天然ガスとガス状の天然ガスの両方を収容している。このガス状の天然ガスは、タンクの上部に空間を形成し、このタンク上部空間の圧力はタンクを損傷させないように制御する必要がある。それゆえ、知られているように、ガス状でタンクに存在する天然ガスの少なくとも一部は、特に船舶のエンジンに燃料を供給するのに使用される。

しかし、船舶が停止すると、タンクに気体状態で存在する天然ガスはもはやそれらのエンジンにより消費されないため、それらのエンジンによる天然ガスの消費はゼロ、またはほとんどゼロとなる。そのため、タンク内に存在する気化した天然ガスの凝縮を可能とする再液化システムが、気化した天然ガスを液体状態でこのタンクへ戻すために船舶に設置されている。

エンジンに供給を行い、現在使用しているそうしたエンジンへ送ることのできないガスを再液化するシステムは、非常に高価である。特に、こうした供給システムの特定の構成要素は、冗長性を確保するため、つまり、これらの構成要素のうちの一つが故障した場合でもエンジンへの継続的な供給を保証するため、二重化されている。例えば、エンジンの要求に適合する圧力までガスを圧縮する圧縮装置がこれに当てはまる。本発明は、少なくとも同じくらい効率的でありながら現在のシステムよりも少ない構成要素を含むガス処理システムを提案し、そのようなシステムの導入コストの低減できるようにすることで、この欠点を解決することを目標としている。

したがって、本発明は、船舶に搭載される少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステムに関連し、この供給システムは、
少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給する１つのガス供給管であって、タンクから液体状態で取り込まれてタンクの上部空間にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスが通過するよう構成されているガス供給管と、
少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するために、ガス供給管からのガスを圧縮するよう構成されている１つの第１圧縮要素と、
１つの第２圧縮要素と、
を少なくとも含む。

本発明によれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、代わりになるものとして、ガス供給管からの気体状態のガスおよびタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスを、圧縮する。

有利なことに、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、少なくとも１つのガス消費装置へ独立して供給するよう構成される。ここで、２つの圧縮要素は、圧縮されたガスがガス消費装置へ供給されることを保証するよう構成されることが理解される。したがって、２つの圧縮要素は互いに対して冗長である。

船舶は、液化ガスを収容するよう構成されるタンクを含む。「タンクの上部空間」という用語は、タンクの残りの部分に液体状態で存在するガスが自然蒸発して生成された気体状態のガスが蓄積する、タンクの一部分を意味する。「タンク底部」という用語は、タンクの底壁からこの底壁に平行な面に延びる、このタンクの一部分を意味する、底壁に平行な面は、このタンクの両端の間でタンクの底壁に対して垂直な直線に沿って測定されたタンクの全高の、この直線の長さに沿って最大でも２０％に配置される。有利なことに、「タンク底部」の規定に関与する底壁と平行な面は、タンクの全高の１０％に配置することができる。

少なくとも１つの気化ガス消費装置は、例えば、ＤＦＤＥ（Ｄｕａｌ Ｆｕｅｌ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ、二元燃料ディーゼル電気）発電機、つまり、船舶や、ＭＥ－ＧＩエンジンやＸＤＦエンジンなどの船舶推進用エンジンへ電力を供給するよう構成されているガス消費装置とすることができる。これは本発明の一つの例示の実施形態に過ぎず、本発明の文脈から逸脱することなく、異なるガス消費装置を設置することができることが理解される。

本発明によれば、有利なことに、少なくとも１つのガス消費装置により、少なくとも部分的に、タンクの上部空間に気体状態で存在するガスを消費することが可能となり、これにより、長期的にはこのタンクを損傷しかねない、タンクが受ける圧力の増加をもたらすであろう、タンク内でのこのガスの蓄積を防ぐことができる。

本発明によれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、少なくとも１つのガス消費装置への供給において交換することができる。換言すれば、第１圧縮要素と第２圧縮要素はいずれも、気体状態のガスを少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する類似の圧力へ圧縮するよう設計される。このようにして、２つの圧縮要素のうちの一方が故障しても、他方が引き継いで、タンクの許容圧力、すなわちこのタンクを損傷する危険のない圧力を維持しながら、少なくとも１つのガス消費装置への継続的な供給を低いコストで保証することができる。

したがって、第１圧縮要素と第２圧縮要素はいずれも、供給管からのガスをタンクの上部空間に存在するガスの圧力より低い圧力から、タンクの上部空間にあるガスの圧力以上の圧力へ圧縮するよう構成される。したがって、圧縮要素のそれぞれは供給管が真空下にある場合、つまり、タンクの上部空間に存在するガスの圧力より低い圧力を受けた場合に、この供給管の上流でもたらされる膨張のおかげで供給管内において吸入を行うことができる。本発明の例示の適用例によれば、タンクの上部空間にあるガスの圧力は、１．１バールに等しい、またはほぼ等しい。

本発明の特徴によれば、システムは、供給管内を流れるガスとタンクから液体状態で取り込まれたガスとの間で熱交換を実行するよう構成されている少なくとも１つの熱交換器を備える。本発明の一実施形態によれば、熱交換器は、例えば、船舶のタンクから液体状態で取り込まれたガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第１通路と、タンクの上部空間にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第２通路と、を含むことができる。つまり、この実施形態によれば、熱交換器の第２通路は供給管の形成に関与する。

本発明のこの実施形態に係るシステムは、熱交換器の第１通路へ供給するよう構成されている少なくとも１つの第１ポンプと、熱交換器の第２通路へ供給するよう構成されている１つの第２ポンプと、第２ポンプと熱交換器の第２通路との間の供給管に配置される少なくとも１つの拡張手段と、を備える。

本発明の別の実施形態によれば、熱交換器は、供給管の形成に関与する１つの通路を備え、この熱交換器はタンク内に、つまり、このタンクに収容される液体ガスと接触して配置される。そのため、本発明のこの別の実施形態によれば、熱交換器の第１通路で循環する、タンクの上部空間にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスと、熱交換器と接触する、タンクに液体状態で存在するガスとの間で熱交換が起こる。

本発明に係るシステムの動作モードによれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、タンクの上部空間から取り込まれたガスを吸入する。この動作モードによれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、ガスを少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力へ圧縮するよう構成される。あるいは、第１圧縮要素および第２圧縮要素の下流側に拡張装置を配置することができて、前記拡張装置は、第１圧縮要素および／または第２圧縮要素により圧縮されたガスの圧力を、少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力へと下げるよう構成される。換言すれば、この代替案によれば、ガスは、少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力より高い圧力へ圧縮され、その後、ガスは膨張する、つまり、少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力へと圧力が減少する。

本発明の特徴によれば、供給システムは、圧縮要素として第１圧縮要素および第２圧縮要素のみを備える。

また、本発明に係る供給システムは、少なくとも１つの、第１圧縮要素により、および／または第２圧縮要素により圧縮されたガスを再液化するシステムも含むことができる。有利なことに、そのような再液化システムは、少なくとも１つのガス消費装置により消費されない気体状態のガスを、凝縮させてタンクへと戻すことで、再生利用することを可能とする。

本発明の一実施形態によれば、再液化システムは、第１圧縮要素により、および／または第２圧縮要素により圧縮されたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第１通路と、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第２通路と、を含む、少なくとも１つの第１熱交換器を含む。つまり、この再液化システムの第１熱交換器は、第１圧縮要素により、および／または第２圧縮要素により圧縮されたガスとタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスとの間で熱交換を行うよう構成されることが理解される。また、例えば、再液化システムは、第１熱交換器からの圧縮されたガスと、タンクから液体状態で取り込まれたガスと、の間で熱交換を行うよう構成されている少なくとも１つの第２熱交換器も含むことができる。換言すれば、この第２熱交換器は、第１熱交換器を離れた圧縮されたガスによって供給されるよう構成されている少なくとも１つの第１通路と、タンクから液体状態で取り込まれたガスによって供給されるよう構成されている少なくとも１つの第２通路とを含む。

本発明のこの実施形態の特徴によれば、少なくとも１つの第１導管が第１ポンプと熱交換器の第１通路の間に配置され、少なくとも１つの追加の導管が第１導管と第２熱交換器の間に配置され、少なくとも１つの第１制御弁がこの追加の導管に配置される。つまり、第１ポンプは、少なくとも熱交換器の第１通路および再液化システムの第２熱交換器に供給するよう構成されることが理解される。

追加の導管に配置される、つまり、この追加の導管内のガスの流れの方向に対して第２熱交換器の上流にある第１制御弁は、追加の導管内で液体ガスが流れられるようにする開放位置と、この追加の導管内でのガスの流れを妨げる閉位置と、を取るよう構成される。これは例示の実施形態に過ぎず、本発明の文脈から逸脱することなく、第２ポンプは熱交換器の第１通路のみへ供給することとできて、第３ポンプを第２熱交換器へ供給するために提供できることが理解される。

あるいは、再液化システムは第２熱交換器を持たず、第１熱交換器からの圧縮されたガスは、例えばタンク底部に設置された気泡発生装置を用いてタンクへ直接戻される。この代替案によれば、第１熱交換器からのガスは、その後タンクに液体状態で存在するガスと接触して凝縮する気泡の形で放出される。

これらは例示の実施形態に過ぎず、本発明に適合する他の再液化システムが検討されうることが理解される。

本発明の特徴によれば、第１圧縮要素は、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力を有するガスを供給されて、このガスを２バール以上１３バール以下の圧力へ圧縮するよう構成され、第２圧縮要素は、１バールに相当する圧力を有するガスを供給されて、このガスを５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される。

本発明の第１の例示の実施形態によれば、少なくとも１つのパイプラインがタンクの上部空間と第１圧縮要素の中間注入口との間に配置されて、少なくとも１つの制御要素が、この少なくとも１つのパイプラインに配置される。

例えば、制御装置はオールオアナッシング型の弁、つまり、パイプライン内でガスが流れられるようにする開放位置と、このパイプライン内でのガスの流れを阻む閉位置と、を取るよう構成されている弁とすることができる。

第１の例示の実施形態によれば、第１圧縮要素は、少なくとも１つの主注入口であって、この主注入口を介して供給管からのガスが第１圧縮要素へ供給される主注入口と、少なくとも中間注入口であって、この中間注入口を介してタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスが第１圧縮要素へ供給される中間注入口と、を含む。つまり、第１圧縮要素は、気化したガスおよびタンクの上部空間から気体状態で直接取り込まれたガスが選択的に、または同時に供給されるよう設計されることが理解される。

したがって、この第１の例示の実施形態によれば、第２圧縮要素が故障した場合、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスを、少なくとも１つのガス消費装置へ送るために第１圧縮要素によって圧縮できるように、制御要素がガスのパイプライン内の通過を許可する。この第１の例示の実施形態によれば、第２圧縮要素は、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスを少なくとも１つのガス消費装置へ供給するよう構成される。換言すれば、どちらの圧縮要素が故障するかに関わらず、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスの、少なくとも１つのガス消費装置への供給が保証され、したがって、タンク内の圧力はこのタンクで許容される値に維持される。

本発明の第２の例示の実施形態によれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は互いに直列に配置される。この第２の例示の実施形態によれば、少なくとも１つの第１導管が第１圧縮要素の排出口と第２圧縮要素の注入口との間に配置され、少なくとも１つの圧力制御手段がこの少なくとも１つの第１導管に配置される。例えば、圧力制御手段は拡張要素、つまり、この第１導管内を流れるガスの圧力を下げるよう構成されている要素とすることができる。有利なことに、これにより、第１圧縮要素が熱交換器により気化したガスを充分な圧力差で圧縮できるようになり、第１圧縮要素が確実に正しく動作して摩耗が抑制される。こうして第１圧縮要素により圧縮されたガスは、第２圧縮要素により少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力へと圧縮される前に、圧力制御手段により膨張させられる。

本発明の第２の例示の実施形態によれば、第１圧縮要素は、例えば、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力を有するガスを供給されて、このガスを２バール以上６バール以下の圧力へ圧縮するよう構成され、第２圧縮要素は、１バールに相当する、またはほぼ相当する圧力を有するガスを供給されて、このガスを５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される。

あるいは、この一連の圧縮により少なくとも１つのガス消費装置の要求より高い圧力へガスが圧縮されて、少なくとも１つの拡張装置が第２圧縮要素と少なくとも１つのガス消費装置との間に配置されて、この拡張装置は、第１圧縮要素および第２圧縮要素により圧縮されたガスの圧力を、少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力へと下げるよう構成される。

本発明の第２の例示の実施形態によれば、少なくとも１つの第２導管を第１熱交換器の第２通路の排出口と第１圧縮要素の注入口との間に配置することができて、少なくとも１つの第１流量制御手段がこの少なくとも１つの第２導管に配置される。この第１流量制御手段は、例えばオールオアナッシング型の弁、つまり、第２パイプ内でガスが流れられるようにする開放位置と第２パイプ内でのガスの流れを妨げる少なくとも１つの閉位置とを取るよう構成されている弁とすることができる。したがって、この第２の例示の実施形態によれば、第１圧縮要素が故障した場合、ガス消費装置にはタンクの上部空間から気体状態で取り込まれて第２圧縮要素により圧縮されたガスが供給される。第２圧縮要素が故障した場合、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスを第１圧縮要素へ供給できるように、第１流量制御手段を開放位置に置くことができて、こうして、ガス消費装置にタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガス供給することが保証される。

あるいは、第１流量制御手段を圧力制御要素とすることができる。この代替案によれば、第２圧縮要素が故障した場合、タンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスは第２パイプへと向けられて、第２パイプに沿って第１流量制御手段により膨張させられる、つまり、ガスの圧力は供給管からのガスの圧力に相当する圧力、すなわち０．３５バール以上０．７バール以下の圧力へと低下する。したがって、この代替案により、有利なことに、第１圧縮要素へタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスとタンクから液体状態で取り込まれ供給管により気化したガスを同時に供給することが可能となる。

したがって、本発明の第２の例示の実施形態により、少なくとも１つのガス消費装置へ少なくともタンクの上部空間から気体状態で取り込まれたガスを途切れなく供給することを保証できて、これにより、タンク内で許容圧力、つまり、このタンクを損傷しそうにない圧力が維持される。

本発明の特徴によれば、供給システムは、熱交換器からの液体状態のガスをタンク底部へ分配する少なくとも１つの手段を備える。例えば、分配手段は、複数のオリフィスを含む傾斜路により形成される。この例によれば、オリフィスは傾斜路の長手方向の全長にわたって分散しており、これらのオリフィスのそれぞれは、熱交換器からの液体状態のガスを排出できるよう設計される。

また、任意選択で、液体状態または二相状態のガスがこの第２熱交換器から離れる際に通る、再液化システムの第２熱交換器の排出口も、ガスをタンクへと戻すためにこの分配手段に接続することができる。有利なことに、そのような傾斜路は、熱交換器からの、および／またはタンク底部にある第２熱交換器からの液体状態のガスを、このタンクに液体状態で存在するガスの全体的な温度を下げることができるように分配することを可能として、その結果、タンク内に気体状態のガスが蓄積しやすい蒸発現象を抑制するのに関与する。あるいは、分配手段は、単一のパイプラインにより形成される。

また、本発明は液化ガスを輸送する船舶にも関連し、この船舶は、少なくとも１つの液化ガス貨物タンクと、少なくとも１つの気化ガス消費装置と、ガス消費装置へガスを供給する、本発明に係る少なくとも１つのシステムと、を備える。「液化ガス貨物タンク」という表現は、液化ガスの輸送に役立ち、少なくとも１つのガス消費装置へ供給する燃料として使用される液化ガスのためのタンクとしても機能するタンクと、少なくとも１つのガス消費装置へ供給する液化ガスのためのタンクとしてのみ機能するタンクの両方を意味する。

本発明の特徴によれば、船舶は、第１圧力で圧縮されたガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第１ガス消費装置と、第２圧力で圧縮されたガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第２ガス消費装置と、を備え、第１ガス消費装置および第２ガス消費装置はいずれも、本発明に係る少なくとも１つの供給システムにより供給されるよう構成され、第１ガス消費装置の第１供給圧力は第２ガス消費装置の第２供給圧力より高い。

また、本発明は、液体状態のガスの積み込み、または荷下ろしのための、少なくとも１つの陸上手段と、液体状態のガスを輸送するための本発明に係る少なくとも１つの船舶と、を統合したシステムにも関連する。

そして、本発明は、本発明に係るガス輸送船からの液体状態のガスの積み込み、または荷下ろしのための方法に関連する。

本発明の他の特徴、詳細、および利点は、一方では以下の説明を読むことで、他方では添付の図面を参照しながら非限定的に示すものとして与えられる例示の実施形態読むことでより明確となるであろう。

本発明の第１の例示の実施形態に係る、少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステムを模式的に示す。 図１に示される、第１の例示の実施形態に係るガス供給システムの第１動作モードを模式的に示す。 図１に示される、第１の例示の実施形態に係るガス供給システムの第２動作モードを模式的に示す。 図１に示される、第１の例示の実施形態に係るガス供給システムの第３動作モードを模式的に示す。 第１圧縮要素が故障している、本発明の第１の例示の実施形態に係るガス供給システムを模式的に示す。 第２圧縮要素が故障している、本発明の第１の例示の実施形態に係るガス供給システムを模式的に示す。 本発明の第２の例示の実施形態に係る、少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステムを模式的に示す。 図７に示される、第２の例示の実施形態に係るガス供給システムの第１動作モードを模式的に示す。 図７に示される、第２の例示の実施形態に係るガス供給システムの第２動作モードを模式的に示す。 図７に示される、第２の例示の実施形態に係るガス供給システムの第３動作モードを模式的に示す。 第１圧縮要素が故障している、本発明の第２の例示の実施形態に係るガス供給システムを模式的に示す。 第２圧縮要素が故障している、本発明の第２の例示の実施形態に係るガス供給システムを模式的に示す。 図７に示される、第２の例示の実施形態に係るガス供給システムの第４動作モードを模式的に示す。 図７に示される、第２の例示の実施形態に係るガス供給システムの第５動作モードを模式的に示す。 ＬＮＧ運搬タンクとこのタンクを積み込む、および／または荷下ろしするためのターミナルの簡易的な略図である。

以下の説明では、「上流」、および「下流」という用語は、液体状態、気体状態、または二相状態にある、問題の要素を通るガスの流れの方向を指すのに使用される。図２～図６、および図８～図１４において、実線は液体状態、気体状態、または二相状態にあるガスが循環する回路部分を表し、点線はガスが循環しない回路部分を表す。そして、気体状態のガスに占有されるタンク２００の空間は「タンク２００の上部空間２０１」と呼ばれ、「少なくとも１つのガス消費装置３００へガスを供給するシステム１００」、「供給システム１００」、および「システム１００」という用語は、同義語として用いられる。

以下の説明は本発明の２つの特定の例示の適用例に関連し、船舶のタンク２００が天然ガス、すなわち主にメタンから成るガスを収容している。これは一つの例示の適用例に過ぎず、本発明に係る、少なくとも１つのガス消費装置３００へガスを供給するシステム１００を炭化水素ガスや水素ガスなどの他の種類のガスと共に使用することができることが理解される。本発明によれば、この船舶のタンク２００は少なくとも１つのガス消費装置３００へガスを供給するためにガスを収容する容器としてのみ機能しうる、あるいは、このタンク２００はガス容器として、またこのガスの輸送タンクとしても機能することができる。

まず、図１および図７は、それぞれ、本発明の第１の例示の実施形態、および本発明の第２の例示の実施形態に係る、停止している場合の、ガス供給システム１００を模式的に示す。システム１００は、少なくとも１つの熱交換器１１０と、少なくとも１つの第１圧縮要素１２０と、少なくとも１つの第２圧縮要素１３０と、少なくとも１つのガス消費装置３００とを含む。本明細書で示される本発明の第１の例示の実施形態および第２の例示の実施形態のいずれか一つによれば、システム１００はさらに、ガス再液化システム４００を含む。

有利なことに、本発明の両方の例示の実施形態によれば、供給システム１００は、ガス消費装置３００、例えばエンジンに供給する圧縮手段として２つの圧縮要素のみを含む。これは、こうした部品が非常に高価であることと、ガス消費装置３００へ供給する予備の手段を常に有しておく必要性を考えると、特に有利である。

本発明に係る再液化システム４００は、少なくとも１つの流れが通過するように直列に配置された、少なくとも１つの第１熱交換器４１０、および／または少なくとも１つの第２熱交換器４２０を含む。第１熱交換器４１０は、第１圧縮要素１２０、および／または第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第１通路４１１と、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第２通路４１２とを含む。一方で、第２熱交換器４２０は、第１熱交換器４１０の第１通路４１１から流れ出た圧縮されたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第１通路４２１と、タンク２００から液体状態で取り込まれたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第２通路４２２とを有する。以下で説明されるように、タンク２００から液体状態で取り込まれたガスは、第２熱交換器４２０の第２通路４２２へ送られる前に膨張することがある、つまり、圧力が減少することがある。

したがって、第１熱交換器４１０は、圧縮されたガスと、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスとの間で熱交換を行うよう構成される。その結果、圧縮されたガスは気体状態で、または二相状態すなわちガスと液体の混合物で、第１熱交換器４１０の第１通路４１１から排出され、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは第１熱交換器４１０の第２通路４１２を通過する際に温められる。そして、第１熱交換器４１０を通過する際に加熱されたガスは、圧縮するために圧縮要素１２０および１３０のうちの一つへ送られ、その後、少なくとも部分的に、少なくとも１つのガス消費装置３００へ送られる。

一方で、第２熱交換器４２０は、第１熱交換器４１０の第１通路４１１からの二相ガスとタンク２００から液体状態で取り込まれたガスとの間で熱交換を実行するよう構成される。二相ガスは、第２熱交換器４２０を通過する際に、その後にタンク２００の底部２０３へ戻すために凝縮されて、タンク２００から液体状態で取り込まれたガスは、次には第２熱交換器４２０を通過する際に加熱される。

本明細書で示されない例によれば、再液化システムは第２熱交換器なしとすることができる。この例によれば、第１熱交換器の第１通路は、例えばタンク底部に配置された気泡発生装置に接続される。そして、第１熱交換器からの二相状態のガスは、このタンク底部に存在する液体状態のガスと接触して凝縮する気泡の形でタンク底部へ排出される。

「タンク２００の底部２０３」という表現は、タンク２００の底壁２０２と、このタンク２００の両端の間でタンク２００の底壁２０２に対して垂直な直線に沿って測定されたタンクの全高ｈの、この直線の長さに沿って最大でも２０％に配置される、底壁２０２と平行な面と、の間に延びる（広がる）、タンク２００の一部分を意味する。

有利なことに、「タンク底部」の規定に関与する底壁２０２に平行な面は、タンクの全高ｈの１０％に配置することができる。

これらは本発明の例示の実施形態に過ぎず、本発明の文脈から逸脱することなく、本発明に適合する任意の他の再液化システムを使用することができることが理解される。例えば、別の冷却流体回路を含む再液化システムを提供することができる。

本発明によれば、供給システム１００は、少なくとも１つのガス消費装置３００へ供給する少なくとも１つの供給管１２３であって、タンク２００から液体状態で取り込まれてタンク２００の上部空間２０１にあるガスの圧力より低い圧力を受ける（タンク２００の上部空間２０１にあるガスの圧力より低い圧力となる）ガスが通過するよう構成されている供給管１２３を含む。本発明の例示の適用例によれば、タンク２００の上部空間２０１にあるガスは、大気圧に相当する、またはほぼ相当する圧力、すなわち１バールのオーダーの圧力を有する。

本発明に係る供給システム１００は、タンク２００の底部２０３に配置された少なくとも１つのポンプ１４１と、このポンプ１４１と供給管１２３の間に配置される少なくとも１つの拡張手段１７０とを含み、ポンプ１４１および拡張手段１７０は、供給管１２３への供給を保証するよう構成される。以下の説明は、前記供給管１２３の例示の実施形態を提供するが、前記供給管１２３は、本発明の文脈から逸脱することなく、異なる形態を取りうることが理解される。

少なくとも１つの第１導管１０１が、第１ポンプ１４０と熱交換器１１０の第１通路１１１との間に配置される。少なくとも１つの第２導管１０２が、第２ポンプ１４１と熱交換器１１０の第２通路１１２との間に配置される。第１ポンプ１４０および第２ポンプ１４１は、液体状態のガスを取り込んで熱交換器１１０の第１通路１１１および第２通路１１２へ送るために、いずれもタンク２００の底部２０３に配置される。第３導管１０３が熱交換器１１０の第２通路１１２と第１圧縮要素１２０の間に延び、この第２通路１１２および第３導管１０３が、少なくとも部分的に、前述の少なくとも１つのガス消費装置３００の供給管１２３を形成する。より詳細には、この第３導管１０３は、熱交換器１１０の第２通路１１２と第１圧縮要素１２０の主注入口１２１との間に延びる。

本発明によれば、少なくとも１つの拡張手段１７０が第２導管１０２上、つまり、第２ポンプ１４１と熱交換器１１０の第２通路１１２との間に配置される。したがって、この拡張手段１７０は第２ポンプ１４１により搬送される液体状態のガスを膨張させる、つまり、液体状態のガスが熱交換器１１０の第２通路１１２に合流する前にこの液体状態のガスの圧力を下げるよう構成される。換言すれば、熱交換器１１０の上流に配置された拡張手段１７０により、第１通路１１１内を流れるガスと、この熱交換器１１０の第２通路１１２内を流れるガスとの間に圧力差を作り出すことが可能となる。したがって、熱交換器１１０の第１通路１１１内を循環する液体状態のガスは、タンク２００に液体状態で収容されるガスの圧力と同一、またはほぼ同一の圧力を有し、熱交換器１１０の第２通路１１２内を循環するガスはタンク２００に液体状態で収容されるガスの圧力よりも低い圧力を有する。したがって、第２通路１１２内を流れるガスは、熱交換器１１０の第２通路１１２を通過する際に気化する。

その結果、液体状態のガスが熱交換器１１０の第１通路１１１を通過する際に冷却されるように、この熱交換器１１０内で熱交換が起こり、膨張した液体状態のガスが熱交換器１１０の第２通路１１２を通過する際に気化する。

本明細書で図示されない本発明の例示の実施形態によれば、熱交換器は、タンクの上部空間にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスによって供給される１つの第１通路を含むこともできて、タンク内の液体状態で収容されるガスと接触した状態で浸漬させることもできる。この例示の実施形態によれば、前述したものに似た熱交換が、熱交換器内で循環する膨張したガスと、この熱交換器が接触した状態で配置される液体ガスとの間で起こる。

追加の導管４２３が第１導管１０１と第２熱交換器４２０の第２通路４２２の間に配置され、少なくとも１つの第１制御弁１７１がこの追加の導管４２３に配置される。この第１制御弁１７１は、追加の導管４２３内で液体ガスが循環できるようにする開放位置と、この追加の導管４２３内でのガスの循環を妨げる閉位置と、を取るよう構成される。

第４導管１０４が、熱交換器１１０の第１通路１１１とタンク２００の底部２０３との間に配置される。図示されるように、この第４導管１０４は、より詳細には熱交換器１１０の第１通路１１１とタンク２００の底部２０３にある液体状態のガスを分配する手段２１０との間に配置される。本明細書で示される例によれば、この分配手段２１０は、タンク２００の底部２０３に配置される傾斜路２１２により形成される。以下でより詳細に説明されるように、この傾斜路２１２は、有利なことに、熱交換器１１０を通過した際に冷却されたガスを、タンク２００の底部２０３において分配させることができる。本明細書で図示されない例示の実施形態によれば、この分配手段２１０は、単に第４導管１０４により形成することができて、第４導管１０４がタンク２００の底部２０３へ直接開口している。

一方で、第５導管１０５が、第１圧縮要素１２０と少なくとも１つのガス消費装置３００に接続される第６導管１０６との間に延びる。つまり、第２ポンプ１４１によりタンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０の第２通路１１２を通過する際に気化したガスは、少なくとも１つのガス消費装置３００へ供給することが意図されている。

また、第７導管１０７が第２圧縮要素１３０と第６導管１０６との間に配置されていることがわかる。この第７導管１０７により、特に、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれて第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスを少なくとも１つのガス消費装置３００へ供給することが可能となる。

つまり、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０はいずれも、少なくとも１つのガス消費装置３００へ独立して供給するよう設計されることが理解される。したがって、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０はいずれも、ガス消費装置３００の要求に適合する圧力、つまり、供給されるガス消費装置３００の種類に応じて、５バール以上２０バール以下の絶対圧力または１５０バールより高い圧力へガスを圧縮するよう構成される。第１圧縮要素１２０はさらに、熱交換器１１０の第２通路１１２からのガスを、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力より低い圧力から、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力より高い、または等しい圧力へ圧縮するよう設計される。例えば、第１圧縮要素１２０は、熱交換器１１０の第２通路１１２からのガスを、０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力から、少なくとも１つのガス消費装置３００の要求に適合する１．１バールより高い圧力、例えば５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう設計される。

同じことが第２圧縮要素１３０に当てはまり、第２圧縮要素１３０は、熱交換器１１０の第２通路１１２からのガスを、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力より低い圧力から、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力より高い、または等しい圧力へ圧縮するよう設計される。例えば、第２圧縮要素１３０は、熱交換器１１０の第２通路１１２からのガスを、０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力から、少なくとも１つのガス消費装置３００の要求に適合する圧力、すなわち、１．１バールより高い圧力、例えば５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう設計される。

本明細書で図示されない例示の実施形態によれば、第１圧縮要素および第２圧縮要素は、少なくとも１つのガス消費装置へそれぞれ供給するガスを、当該少なくとも１つのガス消費装置の要求に適合する圧力より高い圧力へ圧縮するよう構成される。この例示の実施形態によれば、少なくとも１つの拡張装置を第１圧縮要素および第２圧縮要素の下流側で、かつガス消費装置の上流側に配置することができて、この拡張装置は、第１圧縮要素および／または第２圧縮要素により圧縮されたガスの圧力を、ガス消費装置の要求に適合する圧力へと下げるよう構成される。例えば、この拡張装置は第６導管に配置することができる。

第８導管１０８は、第６導管１０６と前述した再液化システム４００との間、つまり、第６導管１０６とこの再液化システム４００の第１熱交換器４１０の第１通路４１１との間に延びる。以下でさらに詳細に説明されるように、少なくとも１つの第２制御弁１８０が、第６導管１０６を通って流れる圧縮されたガスが通過できるように、または圧縮されたガスの通過を妨げるように、この第８導管１０８に配置される。例えば、第２制御弁１８０は「オールオアナッシング」型の弁、つまり、圧縮されたガスが第８導管１０８を通過できるようにする開放位置と、この第８導管１０８を通るガスの流れを妨げる閉位置と、を取るよう構成されている弁とすることができる。

そして、第９導管１０９が、第１熱交換器４１０の第２通路４１２と圧縮要素１２０、１３０のどちらか一方との間に配置される。つまり、この第９導管１０９により、第１圧縮要素および／または第２圧縮要素が、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれ、少なくとも１つのガス消費装置３００への供給を意図しているガスの供給を保証できる。

また、例えば図１に示される第１の例示の実施形態によれば、パイプライン１１９も第９導管１０９と第１圧縮要素１２０の中間注入口１２２との間に配置されて、少なくとも１つの制御要素１８１がこのパイプライン１１９に配置される。タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスが、この第１圧縮要素１２０に供給される際に通る、第１圧縮要素１２０の中間注入口１２２は、熱交換器１１０を通過する際に気化したガスが、この第１圧縮要素１２０へ供給される際に通る、第１圧縮要素１２０の主注入口１２１からは離れている。これらの２つの別の注入口により、第１圧縮装置１２０に２つの異なる圧縮レベルで供給することができる。実際、前述したように、気化したガスは、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力よりも低い圧力で熱交換器１１０から出る。例えば、気化したガスは、１バール未満の０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力で熱交換器１１０から出る一方、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは、約１バールの絶対圧力を有する。このように、中間注入口１２２により、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは、熱交換器１１０からの流れが中間で圧縮された後に、圧縮された流れに合流することができる。これは、第１圧縮要素１２０、および／または第２圧縮要素１３０が多段要素である場合に特に当てはまる。

図７に示される第２の例示の実施形態によれば、少なくとも１つの第１導管１２８が第５導管１０５と第９導管１０９との間に配置され、少なくとも１つの圧力制御手段１８２がこの第１導管１２８に配置される。したがって、第１導管１２８は、第１圧縮要素１２０の排出口１２４と第２圧縮要素１３０の注入口１３１との間に延びて、熱交換器１１０により気化して第１圧縮要素１２０により圧縮されたガスを第２圧縮要素１３０へ供給することを可能とする。圧力制御手段１８２は、例えば、ガスが第２圧縮要素１３０へ供給される前に、第１圧縮要素１２０により圧縮されたこのガスの圧力を下げるよう構成される拡張要素とすることができる。さらに、この圧力制御手段１８２は、第１導管１２８内でのガスの循環を妨げる閉位置を取るよう構成される。有利なことに、この圧力制御手段１８２は、第１圧縮要素１２０の注入口１２５と排出口１２４との間に、この第１圧縮要素１２０が最適に動作するのに充分な圧力差が存在できるようにする。つまり、ガスは、第１圧縮要素１２０により第１圧力へと圧縮されて、第２圧縮要素１３０によりガス消費装置３００の要求に適合する圧力へと再び圧縮される前に圧力制御手段１８２により膨張させられる。例えば、第１圧縮要素１２０は、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力のガスを２バール以上６バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される。その後ガスは圧力制御手段１８２によりおよそ１バールの圧力へと膨張させられて、第２圧縮要素１３０はこのガスを１バールの圧力から５バール以上２０バール以下の圧力、すなわちガス消費装置３００の要求に適合する圧力へ圧縮するよう構成される。

少なくとも１つの第２導管１２９が第９導管１０９と第１圧縮要素１２０の注入口１２５との間に配置され、少なくとも１つの第１流量制御手段１８３がこの第２導管１２９に配置される。本発明のこの第２の例示の実施形態によれば、第２流量制御手段１８４がさらに第５導管１０５に、つまり、第１圧縮要素１２０とガス消費装置３００との間に配置される。例えば、第１流量制御手段１８３および第２流量制御手段１８４は「オールオアナッシング型」の弁、つまり、これらの流量制御手段が配置されている導管をガスが通過できるようにする開放位置と、この導管内をガスが通過するのを妨げる閉位置と、を取るよう構成されている弁とすることができる。あるいは、図１３を参照して以下でより詳細に説明されるように、第１流量制御手段１８３は圧力制御要素、つまり、この要素を通過するガスの圧力を下げるよう構成されている要素とすることができる。さらに別の代替案によれば、第１流量制御手段１８３は、オールオアナッシング型の弁とすることができて、圧力制御要素を備える分岐を第１流量制御手段を備えるこの第２導管１２９と並列に配置することができる。ガスは、システム１００の動作モードに応じて、第２導管１２９またはこの第２導管１２９に並列する分岐を流れるよう構成される。

そして、本発明の第２の例示の実施形態は、本明細書で図示されない２つのガス再循環管がそれぞれ、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０と並列に提供され、これらの再循環管のそれぞれは少なくとも１つの圧力制御手段を備える、という点で、第１の例示の実施形態とは異なる。有利なことに、これらの圧力制御手段は、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０に供給されたガスを、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０が、例えば少なくとも１つのガス消費装置３００の要求に応じて異なる圧力へ圧縮することを可能とする。

例えば、少なくとも１つのガス消費装置３００は、ＤＦＤＥ（Ｄｕａｌ Ｆｕｅｌ Ｄｉｅｓｅｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ、二元燃料ディーゼル電気）発電機、つまり船舶へ電力を供給するよう構成されているガス消費装置とすることができる。また、ガス消費装置３００は、ＭＥ－ＧＩエンジンやＸＤＦエンジンなどの、船舶の少なくとも１つの推進エンジンとすることができる。これは本発明の一つの例示の実施形態に過ぎず、本発明の文脈から逸脱することなく、異なるガス消費装置を提供することができることが理解される。

ここで、本発明の第１の例示の実施形態を参照し、３つの動作モード、すなわち、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの一部のみが少なくとも１つのガス消費装置３００により消費されて、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するこのガスの別の一部はタンク底部２０３へ戻される前に再液化システム４００により再液化される第１動作モードと、少なくとも１つのガス消費装置３００へ供給するための、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの量が不十分であり、この不足を補うためにガスがタンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化される第２動作モードおよび第３動作モードについて説明する。以下で説明されるように、第２動作モードでは少なくとも１つのガス消費装置３００に第１圧縮要素１２０により圧縮されたガスおよび第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスが供給されるが、第３動作モードでは少なくとも１つのガス消費装置３００に第１圧縮要素だけにより圧縮されたガスが供給される、という点で、第２動作モードは第３動作モードとは異なる。

したがって、図２は本発明の第１の例示の実施形態に係るシステム１００の第１動作モードを示す。図示されるように、少なくとも１つのガス消費装置３００にはタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスが供給され、このガスは第２圧縮要素１３０により少なくとも１つのガス消費装置３００の要求に適合する圧力へと圧縮される前に第１熱交換器４１０を通過する。このように圧縮されたガスの一部がガス消費装置３００へ供給されるが、この圧縮されたガスの別の一部は再液化システム４００へ送られる。この状況は、例えば、ガス消費装置３００がタンク２００内で気化したガスより少ない量を消費する場合に発生する。

したがって、再液化システム４００へ送られた圧縮されたガスの一部は、まずタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスとの熱交換により、第１熱交換器４１０内で部分的に冷却される。気体状態または二相状態で第１熱交換器４１０から出たこのガスは、タンク２００から液体状態で取り込まれて第１制御弁１７１により膨張させられたガスとの、第２熱交換器４２０により実行される熱交換により凝縮を完了する。第２熱交換器４２０の排出口でこのように凝縮されたガスは、第４導管１０４を通ってタンク底部へと戻される。前述したように、この第４導管１０４は、複数のオリフィス２１１を有する傾斜路２１２であって、この傾斜路まで達した液体状態のガスがその大きな表面上で放出および分配されるよう構成されている傾斜路２１２に接続されている。

さらに、熱交換器１１０は電力供給されていない、つまり、第２ポンプ１４１は停止されている。実際は、前述したように、この熱交換器１１０により、ガス消費装置３００へ供給するためにタンク２００から液体状態で取り込まれたガスを気化することができる。タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスが、ガス消費装置３００へ供給するのに充分である場合、この熱交換器１１０は動作する必要がなく、そのため、第２ポンプ１４１は停止することができる。

他方では、ガス消費装置３００へ供給するための、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの量が不十分である場合、第２ポンプ１４１が熱交換器１１０へ供給するために作動される。これは、例えば、本発明の第１の例示の実施形態に係るシステム１００の第２動作モードを表す図３に示される。したがって、この第２動作モードによれば、第１ポンプ１４０および第２ポンプ１４１はいずれもオンとされて熱交換器１１０へ供給して、その結果ガス消費装置３００へ気化したガスを供給し、次に再液化システム４００はオフとされる、つまり、第２制御弁１８０がその閉位置にあり、第１制御弁１７１が追加のパイプ４２３内でのガスの循環を妨げて、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在して第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスのすべてがガス消費装置３００により消費される。したがって、この第２動作モードによれば、少なくとも１つのガス消費装置３００には、タンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０内で気化して第１圧縮要素１２０により圧縮されたガスが供給され、またタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれて第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスが供給される。

また、前述したように、本発明に係る供給システム１００は、第１圧縮要素１２０のみを用いて、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスと、液体状態および気化した状態で取り込まれたガスと、を少なくとも１つのガス消費装置３００へ有利な方法で供給することも可能とする。そのような動作モードは、図４に示される第３動作モードに相当する。

この第３動作モードは、第２圧縮要素１３０が停止されていて制御要素１８１が開放位置にあり、その結果パイプ１１９内でガスが循環できるという点で特に、第２動作モードとは異なる。前述したように、熱交換器１１０を通過する際に気化したガスが第１圧縮要素１２０へと達し、ガスは第１圧縮要素１２０においてガス消費装置３００の要求に適合する圧力へと圧縮される。タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスが第１熱交換器４１０を通過し、第１熱交換器４１０において、その吸入量に関連するもの、およびこの種類の流体の輸送に固有の圧力降下以外の温度や圧力の変化はガスに起こらず、ガスはパイプ１１９を通って流れ、中間注入口１２２を通って第１圧縮要素１２０へ合流する。そして、第１圧縮要素１２０は、このガスを、ガス消費装置３００の要求に適合する圧力へ圧縮するよう、構成される。

この第３動作モードによれば、第１圧縮要素１２０は、例えば、多段コンプレッサとすることができる。このように、主注入口１２１を通って第１圧縮要素１２０へ供給される気化したガスは、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの圧力に相当する圧力へと圧縮される。そして、第１圧縮要素１２０の中間注入口１２２は、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスと気化したガスとが、この気化したガスがタンク２００の上部空間２０１に存在するガスの圧力まですでに圧縮されている第１圧縮要素１２０内の位置において混合されるように配置される。そして、第１圧縮要素１２０は、このように形成されたガス混合物を少なくとも１つのガス消費装置３００の要求に適合する圧力へ圧縮するよう設計される。

また、有利なことに、この第３動作モードは、第２圧縮要素１３０の起こりうる故障を補償する、つまり、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガス、およびタンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化したガスにより、少なくとも１つのガス消費装置３００への供給を維持することを可能とする。

また、本明細書で示されない、「平衡」と呼ばれる第４動作モードも存在し、このモードでは、気体状態でタンクの上部空間に収容されているガスの量が、少なくとも１つのガス消費装置の要求に相当する、またはほぼ相当する。したがって、この第４動作モードによれば、第１ポンプおよび第２ポンプは停止され、熱交換器も再液化システムも動作せず、ガス消費装置には、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスを吸入する第１圧縮要素または第２圧縮要素により供給される。

図５は、第１圧縮要素１２０が故障している、本発明の第１の例示の実施形態に係るガス供給システム１００を示す。この図５からは、第１圧縮要素１２０が故障した場合、ガス消費装置３００への供給はタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスにより保証されたままで、これによりタンク２００内の圧力も許容される値に維持できることが理解される。この状況では、この図５は、図２に示されるシステム１００の第１動作モードと同一のモードを示す。

図６は、第１の例示の実施形態に適用される第１動作モードを示し、この動作モードでは、第２圧縮要素１３０が故障している。図示されるように、第２圧縮要素１３０が故障した場合、タンク２００の上部空間から気体状態で取り込まれたガスが第１圧縮要素１２０へ到達できるように、制御要素１８１が開放されて、第１圧縮要素１２０において、ガスの圧力がガス消費装置３００の要求に適合する圧力へ上げられる。第１動作モードを示すこの図では、再液化システムは動作している、つまり、第２制御弁１８０は開放され、第１ポンプ１４０は第２熱交換器４２０へ供給するため動作しており、熱交換器１１０はオフである。こうした側面から、図２の説明が図５に準用される。

本発明の第１の例示の実施形態に係るガス供給システム１００は、こうして少なくとも１つのガス消費装置３００への、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスの連続供給を可能とし、これにより、タンク２００内の圧力がこのタンク２００で許容される値、すなわちタンク２００を損傷する可能性の低い圧力に維持されることを保証する。また、この態様と並行して、２つの圧縮要素は、熱交換器１１０の第１通路１１２内の０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力で気化したガスを吸入して、このガスを問題のガス消費装置３００に応じて５バール以上２０バール以下、または１５０バールより高い絶対圧力まで引き上げるよう設計される。

第１の例示の実施形態を参照していま与えられた第１動作モードの説明が、図８に示される第２の例示の実施形態の第１動作モードにも準用される。つまり、第１動作モードによれば、第２ポンプ１４１は停止され、圧力制御手段１８２、第１流量制御手段１８３、および第２流量制御手段１８４の３つはすべてそれぞれの閉位置にあり、第１圧縮要素１２０はオフであり、ガス消費装置３００への供給は、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれて第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスにより保証される。再液化システムの動作については、図２を参照して与えられた説明が当てはまる。

図９に示される第２動作モードに関しては、第２の例示の実施形態に係るシステム１００は、特に、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０がガスの流れに対して直列に作用するという点で、第１の実施形態とは異なる。

図９は本発明の第２の例示の実施形態に適用される第２動作モードを示す。以下の説明では、第２の例示の実施形態に適用される第２動作モードを第１の例示の実施形態に適用される第２動作モードと差別化する特徴のみが記載される。

図示されるように、この第２の例示の実施形態によれば、熱交換器１１０の第２通路１１２から出た気化したガスはまず第１圧縮要素１２０により圧縮され、第１導管１２８を通って第２圧縮要素１３０へ流れて、ガス消費装置３００へ供給される前に第２圧縮要素１３０において、第２の圧縮を受ける。つまり、圧力制御手段１８２はガスが第１導管１２８を通って流れられるようにしており、第１流量制御手段１８３および第２流量制御手段１８４はそれぞれの閉位置にある。本発明によれば、気化したガスは０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力で熱交換器１１０から流れ出て、第１圧縮要素１２０により２バール以上６バール以下の絶対圧力へ、有利には約３バールの圧力へと圧縮される。そして、約３バールの絶対圧力のこのガスは第１パイプ１２８を通過し、その間に圧力制御手段１８２によりもたらされる膨張を経験する、つまり、その圧力が１バールに等しい、またはほぼ等しい圧力へと低下する。そして、ガスは第２圧縮要素１３０により、ガス消費装置３００がいわゆる低圧力消費者であるか、高圧力消費者であるかに応じて、ガス消費装置３００の要求に適合する圧力、例えば５バール以上２０バール以下の圧力、または１５０バールより高い圧力へと圧縮される。

図１０では、少なくとも１つのガス消費装置３００に、タンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化して第１圧縮要素１２０により圧縮されたガスが供給され、またタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれて第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスも供給される、第２の例示の実施形態の第３動作モードを示す。したがって、図示されるように、この第３動作モードによれば、圧力制御手段１８２および第１流量制御手段１８３はそれぞれの閉位置にあり、第２流量制御手段１８４はその開放位置にある。したがって、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは第１熱交換器４１０を通過し、第２圧縮要素１３０によりガス消費装置３００の要求に適合する圧力へと圧縮される前に第１熱交換器４１０において温度または圧力が大きく変化することなく、ガス消費装置３００へ送られる。タンク２００から液体状態で取り込まれたガスは熱交換器１１０内で起こる熱交換のおかげで気化して、ガス消費装置３００へ供給できるようにするために、第１圧縮要素１２０により、このガス消費装置３００の要求に適合する圧力へと圧縮される。したがって、この第２の例示の実施形態によれば、第１圧縮要素１２０は、供給されるガス消費装置に応じて熱交換器１１０からのガスを０．３５バール以上０．７バール以下の圧力から５バール以上２０バール以下の圧力、または１５０バールより高い圧力へ圧縮するよう構成され、第２圧縮要素１３０は、供給されるガス消費装置に応じてタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスを１バールにほぼ等しい圧力から５バール以上２０バール以下の圧力、または１５０バールより高い圧力へ圧縮するよう構成される。

図５および図６を参照して上述したことと同様に、第２の例示の実施形態に係る供給システム１００は、一方でガス消費装置３００への継続的な供給を保証するために、他方ではタンク２００内の圧力をこのタンク２００で許容される値に維持することを保証するために、圧縮要素１２０、１３０の冗長性を提供する。図１１および図１２は、圧縮要素１２０、１３０のこの冗長性を示す。

図１１は、第１圧縮要素１２０が故障している、本発明の第２の例示の実施形態に係るガス供給システム１００を示す。図示されるように、第１圧縮要素１２０が故障した場合、ガス消費装置３００へのタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスの供給は、第２圧縮要素１３０により保証され、圧力制御手段１８２、第１流量制御手段１８３、および第２流量制御手段１８４はすべてがそれぞれの閉位置にある、つまり、それぞれが第１導管１２８、第２導管１２９、第５導管１０５でのガスの循環を妨げている。この状況では、この図９は図８に示されるシステム１００の第１動作モードと同一のモードを示し、この図８を参照して上述された説明を参照することができる。

図１２は、第２圧縮要素１３０が故障している、本発明の第２の例示の実施形態に係る、少なくとも１つのガス消費装置３００へガスを供給するシステム１００を示す。この状況では、圧力制御手段１８２は閉位置へと動かされ、その結果、ガスが第１導管１２８を通って流れることはなく、第１流量制御手段１８３はその開放位置へと動かされて、第２流量制御手段１８４もその開放位置へと動かされる。したがって、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは第２導管１２９を通過して、ガス消費装置３００の要求に適合する圧力へガスを圧縮するよう構成されている第１圧縮要素１２０へ到達する。そして、このように圧縮されたガスが第５導管１０５および第６導管１０６を通過してガス消費装置３００へ到達する。一方で、第２ポンプ１４１は熱交換器１１０内で熱交換が起こらないように停止される。

したがって、第２の例示の実施形態に係るシステム１００は、ガス消費装置３００へタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスを供給することを可能として、あらゆる状況下で、特に第１圧縮要素１２０または第２圧縮要素１３０が故障した場合に、タンク２００内の圧力をこのタンク２００の許容値に維持することを保証する。

図１３および図１４は、本発明の第２の例示の実施形態に係るシステム１００の第４動作モードおよび第５動作モードを示す。

したがって、図１３はシステム１００の第４動作モードを示す。この第４動作モードによれば、第２導管１２９に備えられる第１流量制御手段１８３は圧力制御要素である。この第４動作モードは、少なくとも１つのガス消費装置３００へ適切に供給するためにタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスの量が不十分である動作モードに相当する。それゆえ、第１ポンプ１４０は、少なくとも１つのガス消費装置３００へ熱交換器１１０により気化したガスを供給できるように作動される。さらに、この第４動作モードによれば、第７導管１０７内でのガスの循環は、例えば本明細書で図示されないオールオアナッシング型の弁を用いて妨げられ、その結果、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスは第２導管１２９へ向けられ、この導管に沿って第１流量制御手段１８３によりもたらされる膨張を経験する。したがって、約１バールの絶対圧力で取り込まれたガスは、タンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化されたガスと混合することができるように、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力へと膨張させられて、その後に第１圧縮要素１２０により圧縮されて、最終的にはガス消費装置３００へ供給するのに用いられる。つまり、この第４動作モードは、有利なことに、第１圧縮要素１２０にタンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化されたガスと、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスとを、第１圧縮要素１２０の同じ注入口１２５を介して供給することを可能とする。

図１４では、第２の例示の実施形態に係るシステム１００の第５動作モードを示す。図示されているこの第５動作モードによれば、システム１００は、第１圧力でガスが供給されるよう構成されている第１ガス消費装置３００、および第１圧力より低い第２圧力でガスが供給されるよう構成されている第２ガス消費装置３０１の２つのガス消費装置３００、３０１へ供給するよう構成される。

この第５動作モードによれば第１０導管１９０が第２流量制御手段１８４と第２ガス消費装置３０１との間に延び、その結果、第１圧縮要素１２０および第２圧縮要素１３０は、並列的に、かつ互いに独立して、第１ガス消費装置３００および第２ガス消費装置３０１へ供給することができる。また、第１１導管１９１も、第１０導管１９０と第１ガス消費装置３００に接続されている第６導管１０６との間に配置され、この第１１導管１９１は圧力制御要素１９２を備える。

図１４に示されるこの第５動作モードは、タンク２００の上部空間２０１に気体状態で存在するガスの量がガス消費装置３００、３０１へ適切に供給するのに不十分である動作モードに相当し、その結果、第１ポンプ１４０が作動されて、熱交換器１１０へ供給する。したがって、上述したことと同様に、タンク２００から液体状態で取り込まれたガスは熱交換器１１０を通過する際に気化して、ガス消費装置３００、３０１への供給に関与することができる。したがって、この第５動作モードによれば、第１圧縮要素１２０は、タンク２００から液体状態で取り込まれて熱交換器１１０を通過する際に気化したガスを０．３５バール以上０．７バール以下の絶対圧力から２バール以上６バール以下の圧力、すなわち、第２ガス消費装置３０１の供給圧力に相当する圧力へ圧縮するよう構成される。一方で、第２圧縮要素１３０は、タンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスを約１バールの絶対圧力から第１ガス消費装置３００の供給圧力に相当する５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される。

任意選択で、第１１導管１９１に備えられる圧力制御要素１９２を開放位置に置くことができて、その結果、第２圧縮要素１３０により圧縮されたガスがこの第１１導管１９１を通過することができる。この第２圧縮要素１３０からのガスは、必要であれば第２ガス消費装置３０１に供給することができるように、このように膨張させられる。

より詳細には、図１４は、液体状態で取り込まれて熱交換器１１０により気化されたガスの量が第２ガス消費装置３０１へ供給するのに必要とされるガスの量より多い状況を示す。この場合は、第１導管１２８に備えられる圧力制御手段１８２は、第１圧縮要素１２０により圧縮されたガスがこの第１導管１２８を通過することができるようにその開放位置に置かれる。前述したように、制御手段１８２は、この制御手段１８２を通過するガスの圧力を下げるよう構成される。したがって、２バール以上６バール以下の圧力で第１圧縮要素１２０からでたガスは、制御手段１８２によりもたらされる約１バールの圧力への膨張を経験して、第１ガス消費装置３００へ供給できるようにするためにタンク２００の上部空間２０１から気体状態で取り込まれたガスと混合して、第２圧縮要素１３０により５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮することができる。

図１１および図１２を参照して上述された、第１圧縮要素１２０または第２圧縮要素１３０が故障した場合に提供される冗長システムの説明が、これらの第４動作モードおよび第５動作モードに準用される。

最後に、図１５は、液体状態および気体状態の両方の天然ガスを収容する、船舶の二重船体７２に取り付けられた略角柱形状のタンク２００を示す、船舶７０の簡易的な図である。タンク２００はＬＮＧ運搬船の一部とすることができるが、ガス消費装置の燃料としてガスが運用される場合には容器とすることもできる。

タンク２００の壁は、タンクに収容される液体状態のガスと接触することを意図した一次封止膜と、一次封止膜と船舶７０の二重船体７２との間に配置される二次封止膜と、一次封止膜と二次封止膜との間、および二次封止膜と二重船体７２との間にそれぞれ配置される、２つの絶縁バリアと、を含む。

船舶の上甲板に配置される積み込み、および／または荷下ろしのためのパイプライン７３は、適切な連結装置を用いて、海上ターミナルまたは港湾ターミナルに連結して、液体状態の天然ガス貨物をタンク２００から、またはタンク２００へ移動させることができる。

また、図１５は、積み込みおよび／または荷下ろし用ステーション７５、海底パイプライン７６、および陸上施設７７を有する海上ターミナルの例を示している。積み込みおよび／または荷下ろし用ステーション７５は、可動アーム７４、および可動アーム７４を支持するタワー７８を有する、固定された海洋施設である。可動アーム７４は、積み込みおよび／または荷下ろしのためのパイプ７３へ連結することができる絶縁されたパイプ７９の束を運ぶ。可動アーム７４は、任意の大きさの船舶に適合するよう回転させることができる。積み込みおよび荷下ろし用ステーション７５により、陸上施設７７から船舶７０への積み込み、および／または船舶７０から陸上施設７７への荷下ろしが可能となる。陸上施設７７は、液化ガス貯蔵タンク８０と、海底パイプライン７６により積み込みまたは荷下ろし用ステーション７５に連結される接続導管８１と、を含む。海底パイプライン７６により、積み込みまたは荷下ろし用ステーション７５と陸上施設７７の間の長距離、例えば５ｋｍにわたって液化ガスを移動させることができて、これにより、積み込み、および／または荷下ろし作業の間に船舶７０を沿岸から長距離に留めておくことができる。

液化ガスの移動に必要な圧力を生成するため、タンク２００の積み込みおよび／もしくは荷下ろし用タワーに備えられる１つまたは複数の荷下ろし用ポンプ、ならびに／または、陸上施設７７に備えられるポンプ、および／もしくは、積み込みおよび荷下ろし用ステーション７５に備えられるポンプが使用される。

もちろん、本発明は前述の例に限定されず、本発明の範囲から逸脱することなく、多くの調整をこれらの例に対して行うことができる。

したがって、本発明は少なくとも１つのガス消費装置へガスを供給するシステムを提案し、このシステムは、この船舶に搭載され、ガスを収容するタンク内の圧力が、あらゆる状況下でこのタンクの許容値に維持することを保証しながら、船舶に存在するガス消費装置への供給を、有利なことに２つの圧縮要素が必要になるに過ぎないため、限られたコストで可能とする。

ただし、本発明は、本明細書で記載され図示された手段および構成には限定されず、また、任意の同等の手段および構成、ならびにそのような手段の技術的に可能な任意の組み合わせにまで及ぶ。特に、様々な例示の実施形態を参照して記載された特徴は、互いに矛盾しない限りは組み合わせることができる。

Claims (19)

1. 船舶（７０）に搭載される少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給するガス供給システム（１００）であって、
   前記少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給する１つのガス供給管（１２３）であって、タンク（２００）から液体状態で取り込まれて前記タンク（２００）の上部空間（２０１）にあるガスの圧力より低い圧力を受けるガスが通過するよう構成されているガス供給管（１２３）と、
   前記少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給するために、前記ガス供給管（１２３）からの前記ガスを圧縮するよう構成されている１つの第１圧縮要素（１２０）と、
   １つの第２圧縮要素（１３０）と、
   を少なくとも備え、
   前記第１圧縮要素（１２０）および前記第２圧縮要素（１３０）は、代わりになるものとして、前記ガス供給管（１２３）からの気体状態の前記ガスおよび前記タンク（２００）の前記上部空間（２０１）から気体状態で取り込まれた前記ガスを圧縮することを特徴とする、ガス供給システム（１００）。
2. 前記供給管（１２３）内を流れる前記ガスと前記タンク（２００）から液体状態で取り込まれたガスとの間で熱交換を実行するよう構成されている少なくとも１つの熱交換器（１１０）を備える、請求項１に記載のガス供給システム（１００）。
3. 前記熱交換器（１１０）は、前記船舶（７０）の前記タンク（２００）から液体状態で取り込まれた前記ガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第１通路（１１１）と、前記タンク（２００）の前記上部空間（２０１）にある前記ガスの圧力より低い圧力を受ける前記ガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第２通路（１１２）と、を含む、請求項２に記載のガス供給システム（１００）。
4. 前記熱交換器（１１０）の前記第１通路（１１１）へ供給するよう構成されている少なくとも１つの第１ポンプ（１４０）と、前記熱交換器（１１０）の前記第２通路（１１２）へ供給するよう構成されている１つの第２ポンプ（１４１）と、前記第２ポンプ（１４１）と前記熱交換器（１１０）の前記第２通路（１１２）との間で前記供給管（１２３）に配置される少なくとも１つの拡張手段（１７０）と、を備える、請求項３に記載のシステム（１００）。
5. 前記第１圧縮要素（１２０）および前記第２圧縮要素（１３０）は、前記タンク（２００）の前記上部空間（２０１）から取り込まれた前記ガスを吸入する、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
6. 圧縮要素として、前記第１圧縮要素（１２０）および前記第２圧縮要素（１３０）のみを備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
7. 前記第１圧縮要素（１２０）により、および／または前記第２圧縮要素（１３０）により圧縮されたガスのための、少なくとも１つの再液化システム（４００）を備える、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
8. 前記再液化システム（４００）は、前記第１圧縮要素（１２０）により、および／または前記第２圧縮要素（１３０）により圧縮されたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第１通路（４１１）と、前記タンク（２００）の前記上部空間（２０１）から気体状態で取り込まれたガスが通過するよう構成されている少なくとも１つの第２通路（４１２）と、を含む、少なくとも１つの第１熱交換器（４１０）を含む、請求項７に記載のシステム（１００）。
9. 前記再液化システム（４００）は、前記第１熱交換器（４１０）の前記第１通路（４１１）からの圧縮されたガスと、前記タンク（２００）から液体状態で取り込まれたガスと、の間で熱交換を実行するよう構成されている少なくとも１つの第２熱交換器（４２０）を含む、請求項８に記載のシステム（１００）。
10. 前記第１圧縮要素（１２０）は、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力を有するガスを供給されて、このガスを２バール以上１３バール以下の圧力へ圧縮するよう構成され、前記第２圧縮要素（１３０）は、１バールに相当する圧力を有するガスを供給されて、このガスを５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される、請求項１～９のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
11. 少なくとも１つのパイプライン（１１９）が前記タンク（２００）の前記上部空間（２０１）と前記第１圧縮要素（１２０）の中間注入口（１２２）との間に配置されて、少なくとも１つの制御要素（１８１）が、この少なくとも１つのパイプライン（１１９）に配置される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
12. 前記第１圧縮要素（１２０）および前記第２圧縮要素（１３０）は互いに直列に接続される、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
13. 少なくとも１つの第１導管（１２８）が前記第１圧縮要素（１２０）の排出口（１２４）と前記第２圧縮要素（１３０）の注入口（１３１）との間に配置され、少なくとも１つの圧力制御手段（１８２）が前記少なくとも１つの第１導管（１２８）に配置される、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
14. 少なくとも１つの第２導管（１２９）が前記第１熱交換器（４１０）の前記第２通路（４１２）の排出口と前記第１圧縮要素（１２０）の注入口（１２５）との間に配置され、少なくとも１つの第１流量制御手段（１８３）が前記少なくとも１つの第２導管（１２９）に配置される、請求項１３に記載のシステム（１００）。
15. 前記第１圧縮要素（１２０）は、０．３５バール以上０．７バール以下の圧力を有するガスを供給されて、このガスを２バール以上６バール以下の圧力へ圧縮するよう構成され、前記第２圧縮要素（１３０）は、１バールに相当する、または１バールにほぼ相当する圧力を有するガスを供給されて、このガスを５バール以上２０バール以下の圧力へ圧縮するよう構成される、請求項１２～１４のいずれか一項に記載のシステム（１００）。
16. 少なくとも１つの液化ガス貨物のタンク（２００）と、少なくとも１つの気化ガス消費装置（３００）と、前記少なくとも１つのガス消費装置（３００）へガスを供給する、請求項１～１５のいずれか一項に記載の少なくとも１つのシステム（１００）とを備える、液化ガスを輸送する船舶（７０）。
17. 第１圧力で圧縮されたガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第１ガス消費装置（３００）と、第２圧力で圧縮されたガスが供給されるよう構成されている少なくとも１つの第２ガス消費装置（３０１）と、を備え、前記第１ガス消費装置（３００）および前記第２ガス消費装置（３０１）はいずれも、前記少なくとも１つの供給システム（１００）により供給されるよう構成され、前記第１ガス消費装置（３００）の前記第１供給圧力は前記第２ガス消費装置（３０１）の前記第２供給圧力より高い、請求項１６に記載の船舶（７０）。
18. 液体状態のガスの積み込み又は荷下ろしのためのシステム（１００）であって、少なくとも１つの陸上手段と、前記液体状態のガスを輸送するための請求項１７に記載の少なくとも１つの船舶（７０）と、を統合した、システム（１００）。
19. 請求項１６に記載のガスを輸送するための船舶（７０）から液体状態のガスを積み込み、または荷下ろしするための方法。

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