JP6595143B1 - Compressor unit and control method of compressor unit - 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1The present invention provides a technique for supplying a target gas with a target gas having a temperature within a temperature range desirable for the customer. The present application discloses a compressor unit which is installed in a ship and compresses a target gas which is a boil-off gas sucked from the LNG storage tank of the ship. The compressor unit cools the target gas discharged from one of the plurality of compression stages, a plurality of compression stages that sequentially increase the pressure of the target gas, a crank mechanism that drives pistons of the plurality of compression stages, and the plurality of compression stages. And a lead-out path for allowing the target gas cooled by the cooler to flow toward a generator or an internal combustion engine that is a demand destination, and a heat insulating material provided in the lead-out path. [Selection] Figure 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。 The present invention relates to a compressor unit that compresses a target gas that is boil-off gas from an LNG storage tank of a ship, and a method for controlling the compressor unit.
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)。 Conventionally, a compressor that boosts boil-off gas (hereinafter referred to as “target gas”) generated from LNG (Liquid Natural Gas) and supplies it to a demand destination such as an engine or a generator has been developed. (See Patent Documents 1 to 3).
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。 In order for a demand destination such as an engine or a generator to operate under desirable operating conditions, the temperature of the target gas supplied to the demand destination may be required to be within a predetermined temperature range. However, if the target gas is excessively dissipated in the air in the process of reaching the demand destination, the target gas may be supplied to the demand destination in a state where the temperature falls below the temperature range required by the demand destination.
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。 An object of this invention is to provide the technique which supplies the target gas which has the temperature in the temperature range desirable for a customer to a customer.
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。 The compressor unit which concerns on one situation of this invention is installed in the ship, and is comprised so that the object gas which is the boil-off gas inhaled from the LNG storage tank of the said ship may be compressed. The compressor unit cools the target gas discharged from one of the plurality of compression stages, a plurality of compression stages for sequentially boosting the target gas, a crank mechanism for driving pistons of the plurality of compression stages, and the plurality of compression stages. And a lead-out path for flowing the target gas cooled by the cooler toward a generator or an internal combustion engine that is a demand destination, and a heat insulating material provided in the lead-out path. The cooler is provided in a stage connection channel for flowing the target gas from the one compression stage to the next compression stage. The lead-out path is a flow path branched from the stage connection flow path downstream of the cooler. The compressor unit further includes another heat insulating material provided in a portion from the cooler to the lead-out path in the stage connection channel.
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。 According to the above configuration, since the heat insulating material is provided in the lead-out path, heat dissipation from the target gas flowing from the cooler to the demand destination is suppressed, and the temperature of the target gas is in a temperature range preferable for the generator or the internal combustion engine. Maintained.
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。 Since the lead-out path branches off from the stage connection flow path downstream of the cooler, the target gas cooled by the cooler flows into the lead-out path. Since a heat insulating material is provided in the lead-out path, further temperature decrease of the target gas flowing toward the demand destination through the lead-out path is suppressed. In addition to the lead-out path, a heat insulating material is also provided in a portion from the cooler to the lead-out path in the stage connection channel. Therefore, heat release from the target gas is also suppressed in the section from when the target gas flows into the lead-out path from the cooler.
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。 The compressor unit which concerns on the other situation of this invention is installed in a ship, and is comprised so that the target gas which is the boil-off gas sucked from the LNG storage tank of the said ship may be compressed. The compressor unit includes a plurality of compression stages for sequentially boosting the target gas, a crank mechanism for driving pistons of the plurality of compression stages, and the target gas discharged from a final compression stage among the plurality of compression stages. A cooler that cools the gas, a lead-out path for flowing the target gas cooled by the cooler toward a generator or an internal combustion engine that is a demand destination, and a heat insulating material provided in the lead-out path .
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。According to the above configuration, since the heat insulating material is provided in the lead-out path, heat dissipation from the target gas flowing from the cooler to the demand destination is suppressed, and the temperature of the target gas is in a temperature range preferable for the generator or the internal combustion engine. Maintained.
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。 With regard to the above configuration, the length of the portion from the connection portion of the lead-out path to the next compression stage in the stage connection flow path may be longer than the length of the portion from the cooler to the connection portion of the lead-out path. Good.
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。 According to said structure, since the part from a cooler to a lead-out path becomes relatively short, the flow area of the object gas supplied to a demand destination through a lead-out path becomes short. As a result, heat dissipation from the target gas flowing to the demand destination is suppressed.
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。 With regard to the above configuration, the portion from the connecting portion of the lead-out path to the next compression stage in the stage connecting channel may be a non-insulating portion not having a heat insulating material.
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。 According to the above configuration, the target gas sucked into the next compression stage dissipates heat in the non-insulated portion. Since the temperature of the target gas is lowered on the suction side of the next compression stage, the temperature of the target gas desirable for the next compression stage is obtained.
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。 In the above-described method for controlling a compressor unit according to another aspect of the present invention, the cooler is provided on a cooling water passage through which cooling water for cooling the target gas flows, and on the cooling water passage, and the flow rate of the cooling water And an adjusting valve capable of adjusting the. The control method may include adjusting the opening of the adjustment valve so that the temperature of the target gas flowing out of the cooler is maintained within a certain range.
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。 According to the above configuration, the target gas is supplied to the demand destination in a state where heat dissipation from the target gas whose temperature is adjusted in the cooler is suppressed by the heat insulating material. Therefore, the temperature of the target gas is maintained in a temperature range preferable for the generator or the internal combustion engine.
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。 With regard to the above configuration, the compressor unit control method may adjust the opening of the adjustment valve so that the temperature of the target gas is maintained within a range of 30 ° C to 60 ° C.
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。 According to said structure, since heat dissipation from target gas is suppressed by a heat insulating material, the temperature of the target gas accommodated in the temperature range of 30 to 60 degreeC by adjustment of the opening degree of a regulating valve is the said temperature range. Supplied to customers with the temperature maintained.
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。 The above-described technology can supply a target gas with a target gas having a temperature within a temperature range desirable for the customer.
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。
FIG. 1 is a schematic flowchart of the
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。
The
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。
The
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。
The upstream end of the
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。
The
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。
The storage
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。
The
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。
The lead-out
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。
The diameters of the pistons and the inner diameters of the cylinder portions of the first to fourth compression stages 201 to 204 are smaller as the compression stage is downstream. The
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。 The first to fifth compression stages 201 to 205 are driven by a common crank mechanism. The crank mechanism has a cross head connected to each piston rod of the first to fifth compression stages 201 to 205. The crank mechanism is configured to reciprocate the piston rod and the piston connected to the tip of the piston rod by changing the rotation of the crankshaft to the reciprocating motion of the crosshead.
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。
The
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。
The cooler 281 is disposed in the stage
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。
The cooler 281 is configured to exchange heat between the target gas and cooling water having a temperature lower than that of the target gas. For example, the cooler 281 includes a
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。
The cooler 282 is disposed in the
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。
These
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。
The
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。
For the above-described adjustment control for the target gas, the
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。
The
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。
The
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。
The
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。
The
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。
In the present embodiment, the stage
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。
The operation of the
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。
When the
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。
The
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。
In order to supply the target gas having a desired temperature for the
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。
If the temperature of the target gas is within a certain range, the
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。
Through the control shown in FIG. 5, the temperature of the target gas flowing out of the cooler 281 becomes a value within the temperature range (30 ° C. to 60 ° C.) desirable for the
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。
The length of the pipe line extended between the cooler 281 and the
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。
On the other hand, since the
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。
FIG. 6 is a diagram illustrating a part of the
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。
Since the
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。
On the other hand, the
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。
FIG. 7 is a diagram illustrating a part of the
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。
If it is guaranteed that the temperature of the target gas flowing out of the cooler 284 falls within the temperature range desirable for the
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。 It should be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
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。
Regarding the above-described embodiment, the opening degree of the
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。
In FIG. 6, when the influence on the
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。 For the embodiment described above, five compression stages are used. However, how many compression stages are provided may be determined based on the pressure of the target gas required by the customer. Therefore, for example, a four-stage type or a six-stage type compression stage may be used as the compression stage.
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。
Regarding the above-described embodiment, the target gas compressed in the
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。 The technique of the above-described embodiment is suitably used for a compressor unit mounted on a ship.
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
100 ...
281, 284 ...
Claims (6)
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、
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た流路であり、
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、圧縮機ユニット。 A compressor unit that is installed in a ship and compresses a target gas that is boil-off gas sucked from the LNG storage tank of the ship,
A plurality of compression stages for sequentially boosting the target gas;
A crank mechanism for driving pistons of the plurality of compression stages;
A cooler for cooling the target gas discharged from one of the plurality of compression stages;
A lead-out path for flowing the target gas cooled by the cooler toward a generator or an internal combustion engine that is a demand destination;
A heat insulating material provided in the lead-out path ,
The cooler is provided in a stage connection channel for flowing the target gas from the one compression stage to the next compression stage,
The lead-out path is a flow path branched from the stage connection flow path downstream of the cooler,
The compressor unit further includes another heat insulating material provided in a portion from the cooler to the lead-out path in the stage connection channel .
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、圧縮機ユニット。 A compressor unit that is installed in a ship and compresses a target gas that is a boil-off gas sucked from the LNG storage tank of the ship,
A plurality of compression stages for sequentially boosting the target gas;
A crank mechanism for driving pistons of the plurality of compression stages;
A cooler for cooling the target gas discharged from the final compression stage among the plurality of compression stages;
A lead-out path for flowing the target gas cooled by the cooler toward a generator or an internal combustion engine that is a demand destination;
And a heat insulating material provided in the outlet path .
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。 A method for controlling a compressor unit according to any one of claims 1 to 4 ,
The cooler is
A cooling water flow path through which cooling water for cooling the target gas flows;
An adjustment valve provided on the cooling water flow path and capable of adjusting a flow rate of the cooling water;
With
The said control method is a control method of the compressor unit including adjusting the opening degree of the said adjustment valve so that the temperature of the said target gas which flowed out from the said cooler may be maintained in a fixed range.
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。 A method for controlling a compressor unit according to claim 5 ,
A method for controlling a compressor unit, wherein the opening of the adjustment valve is adjusted so that the temperature of the target gas is maintained within a range of 30C to 60C.
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