JP6371930B1 - 蒸発ガス再液化システム内の潤滑油排出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
圧縮機200の給油潤滑方式の圧縮シリンダーを通過した蒸発ガスには、所定の潤滑油が混入し、蒸発ガスに混入した潤滑油は熱交換器100で蒸発ガスよりも先に凝縮または凝固して熱交換器100の流路内に溜まる。時間の経過に伴って、熱交換器100の流路に溜まる凝縮または凝固した潤滑油の量は増えるため、所定時間が経過すれば熱交換器100内部で凝縮または凝固した潤滑油を除去する必要があることを本発明の発明者らは発見した。
1)凝縮または凝固した潤滑油を除去するか否かを判断するステップ
2)バイパスバルブ590を開いて、第1バルブ510及び第2バルブ520を閉じるステップ
3)貯蔵タンクTから排出された蒸発ガスがバイパスラインBLを経て圧縮機200で圧縮されるステップ
4)圧縮機200で圧縮された高温の蒸発ガスの一部または全部を熱交換器100に供給するステップ
5)熱交換器100を通過した蒸発ガスを気液分離器700に送るステップ
6)気液分離器700に溜まった潤滑油を排出するステップ
7)熱交換器100が正常化したことを確認するステップ
熱交換器100の流路が凝縮または凝固した潤滑油によって塞がると、熱交換器100の冷却効率が低下する。このため、熱交換器100の性能が正常時に比べて一定値以下になれば熱交換器100内部に凝縮または凝固した潤滑油がある程度以上溜まったと推定することができる。例えば、熱交換器100の性能が正常時の約50〜90%以下、好ましくは約60〜80%以下、更に好ましくは約70%以下になると、熱交換器100内部で凝縮または凝固した潤滑油を除去する必要があると判断することができる。
第1)ステップで凝縮または凝固した潤滑油を除去する必要があるか否かを判断して、熱交換器100内部で凝縮または凝固した潤滑油を除去することを決定すれば、バイパスラインBL上に設置されたバイパスバルブ590を開いて、第1供給ラインL1上に設置された第1バルブ510と第2供給ラインL2上に設置された第2バルブ520を閉じる。
貯蔵タンクTから排出された蒸発ガスは、バイパスラインBLを介して熱交換器100を迂回した後、圧縮機200に送られる。圧縮機200に送られた蒸発ガスは、圧縮機200で圧縮されて圧力とともに温度も上昇し、圧縮機200で約300barに圧縮された蒸発ガスの温度は約40〜45℃になる。
圧縮機200で圧縮されて温度が上昇した蒸発ガスを熱交換器100に供給し続けると、熱交換器100の冷媒として使用される貯蔵タンクTから排出された低温の蒸発ガスは熱交換器100に供給されず、高温の蒸発ガスのみが継続的に熱交換器100に供給されるため、圧縮機200で圧縮された蒸発ガスが通過する熱交換器100の高温流路の温度は徐々に上昇する。
熱交換器100の高温流路の温度が上昇することで、熱交換器100内部に溜まっていた凝縮または凝固した潤滑油は融解または粘度が低下して、蒸発ガスに混入して気液分離器700に送られる。バイパスラインBLを利用して熱交換器100内部で凝縮または凝固した潤滑油を除去する過程では、蒸発ガスの再液化が行われないため、気液分離器700には再液化された液化ガスは溜まらず、気体状態の蒸発ガスと融解または粘度が低下した潤滑油が溜まることになる。
熱交換器100から排出された融解または粘度が低下した潤滑油は、気液分離器700内に溜まるが、気液分離器700内に溜まった潤滑油を処理するために、本実施形態では、従来使用されていた気液分離器700を改良した気液分離器700を使用することができる。
熱交換器100内部で凝縮または凝固した潤滑油が排出されて熱交換器100が再び正常化したと判断し、気液分離器700内の潤滑油を排出する過程がすべて終了すると、第1バルブ510と第2バルブ520を開き、バイパスバルブ590を閉じた後、蒸発ガス再液化システムを正常稼動させる。蒸発ガス再液化システムが正常稼動すると、貯蔵タンクTから排出された蒸発ガスは熱交換器100の冷媒として使用され、熱交換器100の冷媒として使用された蒸発ガスは、圧縮機200による圧縮過程、熱交換器100による冷却過程及び減圧装置600による減圧過程を経て、一部または全部が再液化される。
発明の蒸発ガス再液化システムが、図2に示すように1つの圧縮機200と1つの減圧装置600とを備える場合、減圧装置600の開度が設定値以上であり、第7バルブ570が開いた状態であり、第2バルブ520が開いた状態であり、気液分離器700内の液化ガスの水位が正常である場合に、アラームが活性化する。
「低温流れの温度差」が設定値以上の状態を所定時間以上維持する条件、「高温流れの温度差」が設定値以上の状態を所定時間以上維持する条件及び「高温流路の圧力差」が設定値以上の状態を所定時間以上維持する条件のいずれかに該当する場合、アラームが鳴って凝縮または凝固した潤滑油を除去する時点を知らせるように構成することができる。
貯蔵タンクT内の液化ガスの量が少ないため生成する蒸発ガスの量も少ない場合、船舶の速度が速いため船舶の推進用エンジンに供給される蒸発ガスの量が多い場合など、貯蔵タンクTの内部圧力が低い場合には、圧縮機200が要求する吸引圧力条件を満たさない場合がある。
Claims (20)
- 蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮した蒸発ガスを圧縮する前の蒸発ガスと熱交換器で熱交換して冷却し、熱交換して冷却された流体を減圧装置で減圧し、蒸発ガスを再液化するシステム内の潤滑油排出方法において、
前記圧縮機は、給油式圧縮シリンダーを少なくとも1つ以上備え、
蒸発ガスを、バイパスラインを介して前記熱交換器をバイパスさせた後に前記圧縮機で圧縮し、
前記圧縮機で圧縮した蒸発ガスをエンジンに供給し、
前記エンジンに供給して余った余剰蒸発ガスを前記熱交換器に供給し、
前記圧縮機で圧縮して温度が上昇した蒸発ガスにより凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を低下させて排出させ、
蒸発ガス再液化時に、再液化された液化ガスと気体状態で残っている蒸発ガスとを気液分離器で分離し、前記気液分離器で分離した気体状態の蒸発ガスは第6供給ラインに沿って前記気液分離器から排出され、
前記圧縮機で圧縮して前記熱交換器を通過した後で前記気液分離器に送られた蒸発ガスは、第6供給ラインに沿って前記バイパスラインに送られ、更に前記圧縮機で圧縮する循環サイクルを繰り返すことを特徴とする潤滑油排出方法。 - 前記圧縮機で圧縮して温度が上昇した蒸発ガスにより融解または粘度を低下させて排出された潤滑油を、前記気液分離器に溜めることを特徴とする請求項1に記載の潤滑油排出方法。
- 前記バイパスラインを通過した後に前記圧縮機で圧縮した蒸発ガスは、オイル分離器及び第1オイルフィルタの少なくとも1つ以上によって潤滑油がフィルタリングされた後、前記熱交換器に送られることを特徴とする請求項1に記載の潤滑油排出方法。
- 前記第1オイルフィルタは、気体状態または霧状の潤滑油を分離することを特徴とする請求項3に記載の潤滑油排出方法。
- 前記減圧装置と前記気液分離器との間;
前記気液分離器で分離した液化ガスが排出される第5供給ライン上;及び
前記第6供給ライン上;のうち、少なくとも1か所以上に第2オイルフィルタが設置され、
前記第2オイルフィルタは極低温用であることを特徴とする請求項1に記載の潤滑油排出方法。 - 前記第2オイルフィルタは、固体状態の潤滑油を分離することを特徴とする請求項5に記載の潤滑油排出方法。
- 前記熱交換器の高温流路の温度が、前記圧縮機で圧縮した後で前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度に上昇するまで、前記循環サイクルを繰り返すことを特徴とする請求項1に記載の潤滑油排出方法。
- 蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮した蒸発ガスを圧縮する前の蒸発ガスと熱交換器で熱交換して冷却し、熱交換して冷却された流体を減圧装置で減圧し、蒸発ガスを再液化するシステム内の潤滑油排出方法において、
前記熱交換器の冷媒として使用される蒸発ガスは、第1供給ラインに沿って前記熱交換器に供給され、
前記熱交換器の冷媒として使用された蒸発ガスは、第2供給ラインに沿って前記圧縮機に供給され、
前記熱交換器の冷媒として使用される前の蒸発ガスは、バイパスラインに沿って前記熱交換器を迂回して前記圧縮機に供給され、
前記バイパスライン上には、流体の流量と開閉を調節するバイパスバルブが設置され、
前記第1供給ライン上の前記熱交換器の上流には、流体の流量と開閉を調節する第1バルブが設置され、
前記第2供給ライン上の前記熱交換器の下流には、流体の流量と開閉を調節する第2バルブが設置され、
前記圧縮機は給油式圧縮シリンダーを少なくとも1つ以上備え、
2)前記バイパスバルブを開いて、前記第1バルブ及び前記第2バルブを閉じるステップ;
3)前記の熱交換器の冷媒として使用される前に蒸発ガスが、前記バイパスラインを通過して前記圧縮機で圧縮されるステップ;及び
4)前記圧縮機で圧縮した蒸発ガスの一部または全部を前記熱交換器に送るステップ;を含み、
前記圧縮機で圧縮して温度が上昇した蒸発ガスにより、凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を低下させて排出させることを特徴とする潤滑油排出方法。 - 前記2)ステップの前に行う、
1)凝縮または凝固した潤滑油を除去するか否かを判断するステップ;をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の潤滑油排出方法。 - 蒸発ガス再液化時に、再液化された液化ガスと気体状態で残っている蒸発ガスとを気液分離器で分離し、
前記気液分離器で分離した再液化された液化ガスは、第5供給ラインに沿って前記気液分離器から排出され、
前記気液分離器で分離した気体状態の蒸発ガスは、第6供給ラインに沿って前記気液分離器から排出され、
5)前記熱交換器を通過した蒸発ガスを前記気液分離器に送るステップ;及び
6)前記気液分離器に溜まった潤滑油を排出するステップ;
をさらに含むことを特徴とする請求項8に記載の潤滑油排出方法。 - 前記5)ステップで前記気液分離器に送られた蒸発ガスは、第6供給ラインに沿って前記バイパスラインに送られて、前記3)ステップの圧縮過程を経ることを特徴とする請求項10に記載の潤滑油排出方法。
- 前記熱交換器の高温流路の温度が、前記圧縮機で圧縮した後で前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度に上昇するまで、前記3)ステップ〜前記5)ステップを繰り返すことを特徴とする請求項11に記載の潤滑油排出方法。
- 前記4)ステップにおいて、前記圧縮機で圧縮した蒸発ガスをエンジンの燃料として使用し、前記エンジンで使用されずに余った余剰蒸発ガスを前記熱交換器に送ることを特徴とする請求項8に記載の潤滑油排出方法。
- 前記1)ステップにおいて、
前記熱交換器の性能が正常時の60〜80%以下の場合に、「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」であると判断することを特徴とする請求項9に記載の潤滑油排出方法。 - 蒸発ガス再液化時に、前記気液分離器で分離した液化ガスは、前記第5供給ラインに沿って貯蔵タンクに供給され、
前記第5供給ライン上には流体の流量と開閉を調節する第8バルブが設置され、
前記2)ステップ〜前記6)ステップを経る間に前記第8バルブを閉じることを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の潤滑油排出方法。 - 前記熱交換器が正常化したと判断すると、前記第1バルブ及び前記第2バルブを開いて、前記バイパスバルブを閉じた後、蒸発ガスを再液化することを特徴とする請求項8〜14のいずれか1項に記載の潤滑油排出方法。
- 前記圧縮機は蒸発ガスを150〜350barで圧縮することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の潤滑油排出方法。
- 前記圧縮機は蒸発ガスを80〜250barで圧縮することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の潤滑油排出方法。
- 前記熱交換器はマイクロチャンネル型の流路を備えることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の潤滑油排出方法。
- 前記熱交換器は、PCHEであることを特徴とする請求項19に記載の潤滑油排出方法。
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