JP5242412B2 - 船舶の冷媒回路に冷却エネルギーを与える構造および方法 - Google Patents

Description

本発明は、気体燃料で運転される船舶に関するものである。本発明は特に、ガス蒸発／加熱装置を備えたガス給送システムを有し、液化ガス保存室のある船舶のＨＶＣＡ設備に冷却エネルギーを与える構造に関するものである。本発明はまた、液化ガス保存室のある船舶のＨＶＣＡ設備に冷却エネルギーを与える方法であって、液化ガスはガス蒸発／加熱装置により蒸発および（または）加熱される方法に関するものである。

ＬＮＧ（液化天然ガス）のような液化ガスを使用して運転される船舶では、通常、燃料は大体−１６２℃の温度で液体状態のもとにタンクに保存される。この液化燃料は、機関へ給送する前に蒸発させて気体状態にし、また加熱して適当な温度レベルにしなければならず、これには熱エネルギーが必要となる。

特に客船では、プロセス媒体を冷却しなければならない、またはそれに関連して熱を奪わなければならない低温貯蔵室等の幾つかの実例がある。これらの何れの作動もエネルギーを消費する仕事が行われることを必要とする。さらに加えて、冷却を必要とする対象は、通常、船舶のいたるところに広く散在している。

本発明の目的は、最小限のエネルギー消費によって何れの問題に対する解決策を同時に提供する構造および方法を提供することである。

本発明の目的は、請求項１および請求項５に記載された構造及び方法によって達成される。他の請求項は本発明の実施例を記載している。

本発明の基本的な概念は、船舶の冷媒回路に冷却エネルギーを与えるために液化ガスの低温度を使用すること、および、さまざまな対象に冷却エネルギーを与えるために分配用の流路を備えることである。

ガス蒸発／加熱装置を備えたガス給送システムを有する液化ガスの保存室を備えた船舶における冷媒回路に冷却エネルギーを与えるための構造において、ガス蒸発／加熱装置は中間流路を通して船舶の冷媒回路と熱伝達連結されるように構成される。冷媒回路に水のような無毒流体を使用することにより、中間流路は冷却エネルギーを広く安全に分配できるようにする。本発明はまた、中間流路に必要とされる高級流体（冷却液のような）の容積を最小限に抑える。

この構造は、ガス蒸発／加熱装置と連結されている中間流路に連結された第１熱交換器を含むことが有利であり、この第１熱交換器は冷媒回路と連結されてガス蒸発／加熱装置および冷媒回路の間で熱伝達を行う。

船舶は燃料として液化ガスを使用する推進システムを備えることができ、この構造はガス蒸発／加熱装置を備えた燃料給送システムを有する。

本発明の他の実施例によれば、第１流路は海水と熱伝達連結された第２熱交換器を備えて、その第１流路にさらに熱を与えるようになされる。冷媒回路は、船舶の選ばれた箇所に空気を供給するＨＶＡＣシステムと連結される。冷媒回路はまた、船舶の低温貯蔵室とも連結される。

液化ガス保存室を備え、液化ガスがガス蒸発／加熱装置により蒸発および（または）加熱される船舶のＨＶＡＣシステムを冷却する方法は、蒸発熱の少なくとも一部が、ガス蒸発／加熱装置と連結された船舶のＨＶＡＣシステムから中間流路を経て間接的に伝達されることを特徴とする。本発明によれば、船舶のＡＣ圧縮機には少しの電力しか必要とされず、燃料節約が達成され、全体費用および排出物質も減少される。

以下に本発明は添付図面を参照して説明される。

図１、図２および図３を参照すれば、タンク２に保存されたＬＮＧのような液化ガスにより運転される船舶２０が示されている。図１には、ガスで運転される推進システムの機関を備えた船舶２０が示されている。この例では、船舶は客船である。特に客船では、冷却目的のためにかなり大量の電力が必要であり、冷却対象は船舶に広く散在する。ガスは液相で保存される。図１の表示は表示に模式的であり、この説明を理解するために必要な特徴だけが示されている。本発明の実施例の説明は、図２および図３を参照してさらに正確に記載される。

液化ガスは典型的には−１６２℃の温度、または例えばタンク圧力によってそれよりも多少高い温度で保存される。ガスは船舶の機関４に導入される前に蒸発されてガス状態とされ、また加熱されなければならない。これを可能にするために、その構造にはガス蒸発／加熱装置５が備えられる。蒸発されて加熱されたガスは機関４へ導かれて燃焼される。

液化ガスの蒸発にはエネルギーが必要であり、また、そのエネルギーは中間流路６を流れる媒体（典型的には水−グリコール）によって得られる。中間流路は熱をガス蒸発／加熱装置５に運ぶ。船（すなわち船舶）２０はまた、冷媒回路（７）も備えており、この冷媒回路は熱を船のＨＶＡＣシステム１０から運ぶ。ＨＶＡＣシステムは船の空調のため、または低温貯蔵庫１０’に冷却エネルギーを与えるために備えられている。本発明によれば、中間流路６は、図２で船舶の空調システム１０に連結されるかその一部である冷媒回路７から中間流路６へ熱を伝達するために、第１熱交換器８を備えている。それぞれ、図３に示されるようにＨＶＡＣシステムは低温貯蔵庫１０’のクーラーである。

液化ガスは中間媒体から伝達された熱で蒸発され、その中間媒体は冷媒回路７によって加熱されるのであり、冷媒回路は船のＨＶＡＣシステムによって加熱される。このようにしてＨＶＡＣシステムを冷却することで、船内電力のかなりの量を節減でき、したがって燃料の節約が可能となる。また、中間流路は冷媒回路に水のような無毒流体を使用することで冷却エネルギーを広く安全に分配できるようにする。本発明はまた、中間流路に要求される高級流体（冷却液のような）の容積を最小限に抑える。

ガスの沸点は低いので、海水のような低温熱源を使用することで蒸発が可能となる。したがって、この構造は海水と熱伝達連結された第２熱交換器１１を備える。これは、第２熱交換器と船舶２０の例えば海水チェスト２１との間を結ぶダクトとを備えることで達成される。第２熱交換器１１は平行なバイパス６．１および３路バルブ６．２を有し、このバルブは中間流路６を流れる媒体の測定温度に基づいて制御される。中間流路はまた、第１流路媒体を循環させるためのポンプ６．３を備えている。

冷媒回路７はまた、液化ガスの蒸発が行われない状況の場合における圧縮機構造に似た通常の冷却システム１２も備えている。この通常システムの作動は測定温度７．２およびバイパス・ライン７．１によって制御される。

本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の発明思想の範囲内で多くの他の異なる実施例として実施できることは明白である。

船舶における本発明の一実施例を示す。 本発明の一実施例のフローチャートを示す。 本発明の他の実施例のフローチャートを示す。

符号の説明

２ タンク
４ 機関
５ ガス蒸発／加熱装置
６ 中間流路
６．１ バイパス
６．２ ３路バルブ
７ 冷媒回路
７．１ バイパス・ライン
７．２ 測定温度
８ 第１熱交換器
１０ ＨＶＡＣシステム、空調システム
１０’ 低温貯蔵庫
１１ 第２熱交換器
１２ 冷却システム
２０ 船舶
２１ 海水チェスト

Claims (5)

1. 液化ガスを保存するタンク（２）を有していて、燃料として液化ガスを使用する推進システムの機関（４）を有する船舶（２０）の冷媒回路（７）に冷却エネルギーを与えるようになっており、また、ガス蒸発／加熱装置（５）を備えたガス給送システム（３）を有している構造であって、
   第１熱交換器（８）を備えた中間流路（６）を有し、ガス給送システム（３）のガス蒸発／加熱装置（５）は中間流路（６）と連結されており、また、中間流路（６）の第１熱交換器（８）は冷媒回路（７）と連結されて蒸発／加熱されたガスと冷媒回路（７）との間で熱を伝達するようになされている構造であって、
   中間流路（６）は第２熱交換器（１１）を備えており、第２熱交換器は海水のような低温熱源と熱伝達連結されて、熱を中間流路（６）に運び、
   中間流路（６）を流れる媒体は、ガス蒸発／加熱装置（５）と、第１熱交換器（８）と、選択的に第２熱交換器（１１）と、を流れることを特徴とする構造。
2. 冷媒回路（７）が船舶の選ばれた箇所に空気を供給するＨＶＡＣシステム（１０）と連結されていることを特徴とする請求項１に記載された構造。
3. 冷媒回路（７）が船舶の低温貯蔵室（１０’）に連結されていることを特徴とする請求項１に記載された構造。
4. 中間流路（６）が第２熱交換器（１１）に平行してバイパス・ダクト（６．１）を備えていることを特徴とする請求項１に記載された構造。
5. 液化ガスを保存するタンク（２）を備え、燃料として液化ガスを使用する推進システムを有する機関（４）を備え、ガス給送システム（３）に設けられたガス蒸発／加熱装置（５）で液化ガスが蒸発および（または）加熱されるようになされる船舶（２０）のＨＶＡＣシステムを冷却する方法であって、
   蒸発熱の少なくとも一部が、中間流路（６）を経てガス蒸発／加熱装置（５）と連結されるとともに第１熱交換器（８）を介して中間流路（６）に連結されている冷媒回路（７）を経てＨＶＡＣシステム（１０）から伝達され、また、蒸発は中間流路（６）に備えられた第２熱交換器（１１）を通して海水のような低温熱源を使用しても遂行され、
   中間流路（６）を流れる媒体は、ガス蒸発／加熱装置（５）と、第１熱交換器（８）と、選択的に第２熱交換器（１１）と、を流れることを特徴とする方法。
   

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