JP6766135B2 - 極低温液体の蒸発から生ずるガスを処理するシステム及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、極低温液体の蒸発から生ずるガスを処理するシステム及び方法に関する。
本発明の分野は、より特定的には、極低温液体、より特定的には、液化天然ガス（ＬＮＧ）の海上輸送である。しかし、以下に提案するシステム及び方法は、陸上施設にても適用可能であろう。

周囲温度にて、液化天然ガスは、−１６３℃程度の（または、より低い）温度を有する。ＬＮＧを海上輸送する間、ＬＮＧは船のタンク内に保持されている。これらのタンクは、断熱されているが、熱の漏れは生じ外側の媒質は、タンク内に保持された液体に熱を加える。このため、液体は、温度上昇し、蒸発する。メタン輸送船のタンクの寸法を考えるならば、断熱状態及び外部の状況の関数として、毎時当たり数トンのガスが蒸発するであろう。

蒸発したガスは、安全上の理由のため。船のタンク内に保つことはできない。タンク内の圧力は、危険な程度まで上昇するであろう。このため、蒸発するガスがタンクから逃げるのを許容することが必要である。規則では、このガス（天然ガスの場合）は、そのまま、大気中に排出することは禁止されている。このガスは、燃焼させなければならない。

蒸発するこのガスの損失を防止するため、一方にて、このガスを輸送する船のエンジンの燃料として使用することが知られており、また、他方にて、このガスをそのガスを発生するタンクに戻すため、該ガスを再液化することも知られている。

本発明の主題は、蒸発するガスに基づいて、船のエンジンに供給することに関する。エンジンの消費量がタンクの「自然の」蒸発量よりも多いとき、ガスを蒸発させ、この後に、エンジンに供給するためガスの一部を逃がすことが知られている。しかし、本発明は、ガスの蒸発量が船のエンジンの消費量よりも多いとき、極低温液体タンク又は容器内にて、より特定的には、メタン輸送船のタンクは又は容器内にて、蒸発したガスを再液化することに関する。

欧州特許第２９３３１８３号は、液化天然ガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器内に貯蔵された液化天然ガスを燃料として使用するエンジンとを備える船用とすることを予定する液化ガスの処理システムに関する。この特許に記載された液化ガスの処理システムは、液化ガスを貯蔵する貯蔵容器と、貯蔵容器内に貯蔵された液化ガスを燃料として使用するエンジンと、液化ガスを蒸発させ、かつ発生したガスを燃料としてエンジンに提供する燃料供給管とを備えている。エンジンは、低圧力まで加圧された可燃性ガスの供給分を受け取る。

この特許にて提案された全ての実施の形態において、再液化することを予定するガスは、圧縮される前に、かつエンジンに伝達される前に、タンクから出るガス流によって、再液化の前に、冷却される。この場合、参照番号２１で示した熱交換器は、図１から図１７の各々にて見ることができる。

この熱交換器２１は、タンクから蒸発するガス流に多量のヘッド損失を生じさせる。このため、特定の運転状態下にて、蒸発したガスは、大気圧よりも低い圧力にてコンプレッサに到達する可能性がある。この場合、空気が吸引されてガスと混合する危険性がある。

この先行技術の特許に記載されたシステムの別の短所は、冷気の発生量と消費量とを均衡させることができない点である。エンジンにより消費されるガスの量は、大部分、蒸発するガスの量と関係しない。このため、交換器２１内の交換量は、特に、必要な冷気の量の関数として、再液化に対して調整することはできない。

蒸発したガスを再液化するためには、ガスが液相に戻るのを許容する温度及び圧力にこのガスが再度戻るようにこのガスを冷却することが知られている。この冷気の追加は、通常、例えば、窒素のような再液化流体を含む冷媒回路ループと熱交換することにより行われる。

このため、欧州特許第１１２０６１５号には、加圧された蒸気を再圧縮するため、船にて使用される装置が記載されている。この圧縮は、クローズドサイクルにて行われ、作用流体は、少なくとも１つのコンプレッサにて圧縮され、第１の熱交換器にて冷却され、タービンにて膨張させ、第２の熱交換器にて再加熱され、この第２の熱交換器にて圧縮された蒸気は、少なくとも部分的に凝縮する。該装置は、第２の熱交換器を有する第１のサブ組立体と、第１の熱交換器と、コンプレッサと、膨張タービンとを含む第２のサブ組立体とを備えている。２つのサブ組立体は、それぞれ２つの基台の上に配置される。

国際特許出願第ＷＯ２０１４／０９５８７７号において、通常、外航船に搭載された液化天然ガスから蒸発する天然ガスは、圧縮段から成る幾つかの段を有するコンプレッサにて圧縮される。圧縮された天然ガス流の少なくとも一部分は、再液化し得るように、ブライトン（Ｂｒａｙｔｏｎ）サイクルに従って運転する液化装置に送られる。最終段から発する圧縮された天然ガスの温度は、熱交換器を通ることにより、０°Ｃ以下の温度まで低下する。第１の圧縮段は、低温度にて作動するコンプレッサとして作動し、発生した低温の圧縮された天然ガスは、熱交換器にて使用され、圧縮段から発する流れの必要な冷却を行う。熱交換器を通るその流れの下流にて冷えた圧縮された天然ガスは、コンプレッサの幾つかの残りの段を通って流れる。望むならば、圧縮された天然ガスの一部は、外航船のエンジンの燃料として作用し、エンジンに供給することができる。

窒素を有し又は冷凍すべき流体と異なる任意のその他の冷媒ガスを有する冷凍ループが存在することは、冷凍流体に対する特定の装置を提供するステップを含む。このため、例えば、船（またはその他の場所）にて窒素冷媒回路が提供される場合、極低温セクターにて使用することを許容し得るように、窒素の処理（精製）装置が必要となる。また、特定のタンク、弁、窒素の流れを調節可能なその他の装置を提供することも必要となる。

このため、本発明の目的は、液化天然ガスを輸送する船にて、船の貯蔵タンクから蒸発する天然ガスに基づいて、ガスをエンジンに供給し、また、蒸発し、また、エンジンにて消費されなかったガスを再液化することを可能にする最適化したシステムを提供することである。このシステムは、エンジンへ供給するために使用されるガス以外の自然の冷凍ガスは使用せず、また、エンジンに供給するために使用されるコンプレッサの上流のヘッド損失を制限する。望ましくは、冷気の発生量、再液化すべきガスの量に適応し得るものとする。

この目的のため、本発明は、極低温液体の蒸発により生ずる、ガスに基づいてこのガスを供給しかつこの再液化するシステムを提案するものであり、このシステムは、上記ガスのため第１の圧縮装置が配置される少なくとも１つのエンジンの供給管と、冷却手段及び第１の膨張装置が連続的に配置された戻り管へのバイパス管とを備えている。

本発明によれば、冷却手段は、第２の圧縮装置と、熱交換器とを備え、また、該第２の圧縮装置の下流にて、第２の膨張手段を有するループに対するバイパスを備え、該ループは、第２の圧縮装置の上流にて、ループを介してバイパスされないガス少量分に対して反対方向に向けて熱交換器を通った後に、戻り管と再接続する。

このようにして、液化の前に、ガスの一部を冷却するため、タンクから蒸発するガスを冷気源として利用することを防止することを可能にする機械的な冷却ループが提案される。このようにして、タンクから蒸発したガスは、ヘッド損失を受けることなく、（または、これらのヘッド損失を最大限、制限する）ことにより、第１の圧縮装置に直接、送ることができる。この冷却ループの作用は、さらに、近くのその他のシステムと独立的なものとし、このため、別の冷凍流体の第２のループとしてほぼ作用することができる。膨張手段は、流体を迅速に、高圧力から低圧力に切り替えることを可能にし、その各場合にて、このことは、膨張タービン又は膨張弁又はオリフィス又は任意のその他の同等のシステムを含むことができる。

この供給／再液化システムにおいて、再循環管を設けることが望ましく、このことは、第１の膨張手段から出るガスの液化されていない少量分を第１の圧縮装置の上流にて、エンジンに対する供給管に送ることを可能にする。望ましくは、再循環管は、熱交換器を通るものとする。

冷却装置において、バイパスは、バイイパスガス流が既に一部分、冷却されて、その後に、第２の膨張手段に入るように仕方にて熱交換器にて行われることが好ましい。
かかる供給／再液化システムの１つの実施の形態において、第１の膨張手段は、例えば、生成された液体と液化されていないガス少量分とを分離することを目的とするバルーン内にある膨張弁を備えている。該バルーンは、ガスと液体を分離し、また、下流にて、ガス及び液体を異なる方法にて処理することを可能にする。かかる実施の形態において、バルーンの上側部分は、バルーンから発するガスがバイパスと同一側にて熱交換器に入り、また、バルーンの下側部分は、極低温液体タンクと連結されるような仕方にて、熱交換器と連結されることが提案される。

処理システムの特に有利な変形実施の形態は、各々が圧縮ホイールを有する幾つかの圧縮段を備え、該二の膨張手段は、膨張タービンを備え、圧縮ホイール及び膨張タービンの各々は、互いにかつ同一の機械的伝動装置と関係付けられるようにする。この実施の形態は、コンパクトな構造を有することを可能にする。更に、膨張タービンのレベルにて回収された仕事力は、直ちに、圧縮ホイールに伝動することができ、このため、システムに対する優れたエネルギー効率を高めることを可能にする。

冷却装置の始動を容易にするため、このシステムは、ガスを冷却装置とのバイパスループに噴射する手段を更に備えることができる。このようにして、冷却装置は、実際上、自動式となり、クローズドループであるかのように調節することができる。ガスをバイパスループに噴射する手段は、例えば、極低温液体用のポンプと、蒸発器と、制御弁とを備えている。

本発明は、一組の極低温液体タンクの蒸発したガスを回収するためのコレクタを更に備え、該コレクタは、直接的に、すなわち、特に、別のガス管との熱交換を行うための中間の装置を介することなく、第１の圧縮装置と連結される、上述したような供給／再液化システムと、
かかる供給／再液化装置が設けられた、極低温液体を輸送する船、特に、メタン輸送船とにも関する。

最後に、本発明は、極低温液体の蒸発から生ずるガス流を管理する方法であって、
該ガス流は、エンジン又は再液化手段に送られる前に、第１の圧縮装置にて圧縮され、
再液化手段に送られたガス少量分は、冷却手段を、次に、膨張手段を通り、最後に、分離器を通り、この分離器からの液体部分は、極低温液体タンクに送られる、方法を提案するものである。

本発明によれば、冷却手段は、機械的冷凍手段であり、
該冷凍手段内にて、ガス流は、第２の圧縮装置にて圧縮され、次に、ガス少量分が再液化されるような仕方にて、膨張される前に、熱交換器にて冷却され、
その圧縮後、ガス流は、第１のガス流部分と、第２のガス流部分とに分離される。

ガス流の第１の部分は、冷却され、次に、再液化手段に送られ、少なくとも一部分が液化されるようにし、
ガス流の第２の部分は、該第２のガス流部分が膨張するループに供給され、次に、第２の圧縮装置にて再度、圧縮されるように、ガス流を再接続する前に、ガス流の第１の部分を冷却すべく使用される。

極低温液体の蒸発から発するガス流を管理するかかる方法において、別のガス管との従前の熱交換を行うことなく、蒸気から発するガスが圧縮されるようにするような構成とすることが好ましい。このことは、ガスが第１の圧縮装置に入る前のヘッド損失を制限することを可能にする。

第１の膨張手段から出る液化されないガスは、第１の圧縮装置の上流の再循環管によって伝達することができる。この場合、より優れたエネルギー効率とするため、第１の膨張手段から出る液化されないガスは、第１の圧縮装置にて再度、圧縮される前に、熱交換器を通ることが好ましい。

本発明の詳細及び有利な点は、概略図的な添付図面を参照しつつ、記載された以下の説明を読むことにより、一層、明確に明らかになるであろう。

図１は、一方にて、少なくとも１つのエンジンへの供給のため、他方にて、上記エンジンにより消費されなかったガスの再液化のため、上記タンクから蒸発するガスを回収するシステムと関係した極低温液体タンクの概略図である。 図２は、図１と同様のガスを回収するシステム及び関係した極低温液体タンクの図である。 図３は、図１と同様のガスを回収するシステム及び関係した極低温液体タンクの図である。 図４は、図１と同様のガスを回収するシステム及び関係した極低温液体タンクの図である。 図５は、図１と同様のガスを回収するシステム及び関係した極低温液体タンクの図である。

添付図面の各々には、タンク１が図示されている。以下の説明の全体を通じて、これは、メタン輸送船の型式の外航船における幾つかのその他の同様のタンクの内、液化天然ガス（すなわち、ＬＮＧ）タンクであると想定する。

以下の説明における数値は、単に一例として掲げたものであり、全体として、非限定的な数値の例である。これは、船におけるＬＮＧの処理に適応されているが、特に、ガスの性質が相違する場合、変更することができる。

タンク１は、大気圧に近い圧力にてＬＮＧの一般的な貯蔵温度に相応する、−１６３°Ｃ程度の温度にてＬＮＧを貯蔵する。この温度は、もちろん、天然ガスの組成及び貯蔵状態に依存する。タンク１の周りの雰囲気は、ＬＮＧの温度よりも遥かに高い温度であるから、タンク１は、十分に断熱されていても、液体に熱が加わり、液体は加温されかつ蒸発する。蒸発するガスの量は、相応する液体の量よりも遥かに多く、このため、タンク内の圧力は、時間の経過と共に、また、液体に熱が加えられるに伴い、上昇する傾向となる。

過度に高い圧力に達するのを防止するため、蒸発したガスはタンク１から（また、船のその他のタンク）から吸引し、幾つかのタンクから主管２に向けて集められる。
図面に示したシステムにおいて、船の少なくとも１つのエンジンに供給するため、また、余剰なガスを再液化するため、蒸発したガスを使用する構成が為されている。この場合の目的は、蒸発したガスの損失を防止することであり、このため、そのガスを船舶の推進のため、又はそのガスを回収しかつ液相にてタンク１Ｉ戻すことである。

船のエンジンにて使用するためには、ガスは、最初に、圧縮しなければならない。次に、この圧力は、図面に示した多段型とすることのできる第１の圧縮装置３にて行われる。この装置は、単に一例として、かつ全体として、非限定的な例であり、主管２内にて集めたガスの圧力を大気圧とほぼ等しい圧力から１５から２０バール（１バール＝１０５Ｐａ）程度の圧力にする。

この最初の圧縮段階の後、ガスは、中間の冷却器４に流れ、この冷却器にて、ガスは、その圧力を感得できる程度に修正することなく、冷却される。その圧縮中に再加熱されたガスは、中間の冷却器から出るとき、４０から４５°Ｃ程度の温度である（これらの値は、単に一例としてのみ掲げたもの）。

このようにして圧縮されかつ冷却されたガスは、その後、噴射管５を通って船のエンジンに送ることができる。これは、船の推進又はその他の用途（予備発電機等）用のエンジンとすることができる。主管２及び噴射管５は、タンク１から蒸発したガスをエンジンに供給するための管を形成する。

船のエンジンレベルにおけるガスの要求量は、船の全タンク内の蒸発による（生成する）ガスの量より少ないことが多い。次に、エンジンにて使用されないガスは、特に、機械的な冷却装置１０を備える再液化装置に送られる。

冷却装置１０は、特に、噴射装置５、次に、主回路及びループのガスの圧力を制御することを目的とする吸入弁６を備えている。主回路及びループの双方については、以下に説明する。

主回路は、ガス（数バールから約５０バール−非限定的な値、程度の圧力を有する）に基づいて、ガスがタンク１に戻る前に、液相に変化するような温度のガスを得ることを可能にする。

冷却装置１０の主回路は、この場合、第一に、参照番号１１、１２、１３で示した三つの連続的な段から成る多段型コンプレッサを備えている。段の各々は、圧縮ホイールにより形成され、三つの圧縮ホイールは、シャフト及び歯車を有する単一の伝動装置１５により駆動される。図面における圧縮段の間の管は、これらの圧縮段の間の機械的連結部を例示するものである。

この第２の圧縮の後（供給管をバイパスするガスは、第１の圧縮装置３にて既に圧縮されている）、ガスは、中間の冷却装置１６に流れる。その圧力は、数１０バール、例えば、約５０バールであり、その温度は、この場合にも、４０から４５°Ｃ程度である。

このよう圧縮されたガスは、次に、多数流れ型交換器１７にて冷却される。このガスは、この熱交換器１７にて第１の方向に向けて流れる。反対方向（第１の方向に対して）に流れ、冷却のため使用される流体については、以下に説明する。

熱交換器１７から出るとき、−１１０°Ｃから−１２０°Ｃ程度の温度まで冷却された圧縮したガスは、液体となり、数１０バール（例えば、約５０バール程度）の圧力にて、断熱管２２を通って膨張手段に送られる。好ましい実施の形態に対応した図示した実施の形態において、膨張弁３０を使用して再液化したガスを更に冷却し、かつその圧力を低下させる。

膨張弁３０を通じて膨張した後、高メタン濃度の液体及び高窒素濃度のガス（天然ガスは、メタンからのみ成るものではないため）が同時に得られる。この液相と気相の分離は、その内部圧力が数バール、例えば、３から５バール程度であるバルーン４０にて行われる。

バルーン４０のガスは、主管２に戻されることが好ましい。このようにして、このガスは、主流れと混合され，このため。その一部がエンジンにて燃料として使用され、又は冷却装置１０に戻される。バルーン４０から発するガスは、冷たいため、このガスは、交換器１７にて圧縮されたガスを冷却するため使用することができる。このため、ガスを連結管３５を通じて主管２に戻す前に、この交換器１７にて反対方向に流れることを可能にするような構成とされている。

色々な理由のため、特に、遷移相の間にて、バルーン４０のガスを主管２に再循環させることができない場合、このガスをフレアースタック又は燃焼装置に送るような構成とされている。一組の弁３１、３２がガスを連結管３５を通じてバルーン４０から主管２まで送り、又は燃焼装置まで送るのを制御する。

バルーン４０の底部にて回収された、液体は、その一部をタンク１に戻すことを予定する。運転状態に依存して、この液体は、タンク１まで直接、送り（流れは、弁３３により制御される）、またはポンプ４１により送ることかできる（流れは、弁３４により制御される）。

バルーン４０から発する液体を直接、又はポンプ４１を介してタンク１に戻すことは、断熱管３６を介して行われる。
冷却装置１０内には、上述したように、ループも配置されている。このループは、バイパス管１８から開始し、このバイパス管は、多段型コンプレッサ１１、１２、１３の下流にて、ガス流を上述した主回路に相応する第１の流れ又は主流に分離し、また、第２の流れ又はバイパス流に分離する。

バイパス管１８は、熱交換器１７のレベルにて主回路に連結することが好ましい。このため、バイパス管１８に入るガスは、「高圧」であり(掲げた数値の例にて約５０バール）、また、４０°Ｃから−１１０℃の中間の温度にある。

バイパス管１８により吹出されたガスは、膨張タービンによって、図面に示した好ましい実施の形態にて形成された膨張手段内にて膨張する。この膨張タービンは、図面に示した好ましい実施の形態において、冷却装置１０の多段型コンプレッサの段１１、１２、１３に対応する三つの連続的な圧縮ホイールと機械的に連結される。シャフト及び歯車による伝動装置１５は、膨張タービン１４と多段型コンプレッサの圧縮ホイールとを連結する。この伝動装置１５は、図面にて、膨張タービン１４を段１１、１２、１３と連結する管により例示されている。

ガスは、例えば、冷却装置１０に入るときのその圧力レベル、すなわち、約１５から２０バールに対応する圧力まで膨張させる。その温度は、−１２０℃以下まで低下する。その後、このガス流は、反対方向に向けて交換器１７内に送り込み、最初に、バイパス管１８の下流に配置された部分１９、次に、このバイパス管１８の上流の部分という主回路のガスを冷却する。交換器１７から出るとき、ガスは、４０°Ｃ程度の温度を取り戻し、戻り管２１通って多段型コンプレッサの上流にて、冷却装置の主回路内に再噴射することができる。

このように、液化しなければならないガスと同一のガスをループの冷却のためのガスとして使用する、オープン冷却ループが形成される。
図１の実施の形態に対して、図２の変形した実施の形態において、バルーン４０から出るガスをコレクタ２に送り込むのではなくて、連結管３５ｂを経由して戻し管３５に噴射することにより、このガスを冷却装置１０内に保存するような構成とされている。この実施の形態は、特に、第１の圧縮装置３がバルーン４０から発する高窒素濃度のガスを処理する能力を有しない場合に考えられる。

図２のこの変形した実施の形態は、図３から図５に関して、以下に説明する変形例の１つ又は幾つかと組み合わせることができる。
図３において、膨張タービン１４及び交換器１７の下流にてシステムの形態を改変するような構成とされている。交換器１４から出る膨張したガスを冷却装置１０の多段型コンプレッサの最初の段１１に送ることに代えて、このガス流を主管２内に直接、再循環するか、またはこのガス流が中間レベルにて第１の圧縮装置３に入るようにすることが提案されている。弁２３、２４は、交換器１７から出たとき、主管２か、又は第１の圧縮装置３内に送られるガスの流量を制御することを可能にする。

この形態により、膨張タービン１４のレベルの圧力と、冷却装置１０の多段型コンプレッサの圧力とのより大きい圧力比を得ることが可能である。
図４には、提案されたシステムは、いろいろな型式のエンジンに供給することを可能にすることが示されている。第１の圧縮装置３によっていろいろな型式のエンジンに適合するように色々な圧力レベルを提供することが可能である。例えば、噴射管５内の圧力が例えば、高圧ガス噴射エンジンに供給し得るように２５０バール以上と極めて高圧であるならば、冷却装置１０には、噴射管５からではなく、第１の圧縮装置３の中間の段から供給することも可能である。第１の圧縮装置３がバルーン４０から発する高窒素濃度のガスを処理する能力を有しない場合に考えられる。

最後に、図５には、冷却装置１０の冷却、したがって，その始動を容易にするように具体化することのできる手段が示されている。図５に示した実施の形態は、また、エンジン等に供給する噴射管５内のガスの流量に影響を与えることなく、かかる始動を許容する。例えば、冷却装置１０を冷やすとき、弁６が閉じられるようにするような構成とすることができる。

図５は、また、ループに対して、タンク１から直接、ガスを供給するような構成としている。この目的のため、ポンプ６０は、タンク１から幾分かの液体を放出し、その液体を吸引ダクト６１を介して噴射システム６２に供給することを可能にする。噴射システム６２内にて、蒸発器６３は、タンク１から放出された液体が気相に進むことを可能にする。その後、蒸発器の出口にて得られるガスの噴射量を調節しかつループ内に噴射されるガスの量を制御し、これにより、冷却装置１０の冷やし作用を調節するための弁６４が提供される。図５は、戻り管２１のレベルにて噴射することを可能にするが、別の噴射点を選ぶこともできる。

また、必要な場合、吸入管８１上にて液化天然ガスを（矢印で示す）放出するような構成とすることもできる。
このように提案されたシステムは、膨張タービンから出るときの約−１２０°Ｃの温度及び膨張弁から出るときの−１６０°Ｃの温度という２つの異なる温度の冷気を形成する冷凍ガスに対応する冷媒ガスのオープンループを提供する。システムは、蒸発したガスが供給される船のエンジンと独立的である。このシステムは、冷気の任意のその他の外部の供給源と独立的に、蒸発したガスに基づいてのみ液化を行うことを許容する。

ループにおいて、冷気の形成は、再液化手段のレベルの負荷に恒久的に適合し得るようにされ、また、第２の圧縮装置に作用することにより、広い範囲にわたって調節することができる。このため、再液化のため必要とされる冷気の生成に適応させ、また、システムのエネルギー平衡を実現することを可能にする。

定常状態の下にて、ガスの排出又はガスの燃焼は、全く、予定されていない。
その自動始動する間、冷却ループ内の冷却作用は、クローズドループの場合と同様に、管理することができる。該冷却装置は、エンジン（またはその他の発電機）に供給するためにも使用される第１の圧縮装置に何ら影響を与えることはない。ループが冷えたとき、該ループは、「休止」状態のままに留まることができ、また、蒸発したガスの余剰分を液化すべきとき、直ちに、オープンループにて使用することができる。

提案されたシステムは、タンクから蒸発するガスのヘッド損失を制限することを可能にする。このガスは集め、かつ第１の圧縮装置の入口に直接、送られる。このヘッド損失は、主管を通るガスの吸引により生ずる、不可避的な損失である。システムの全ての運転状態下にて、第１の圧縮装置の入口にて減圧されるのを制限しかつ防止することが可能となる。

提案されたシステムは、任意の窒素処理装置又は同様のものを必要としないことが更に明確である。冷凍し且つ液化すべきガスと同一の性質の冷媒ガスを使用することにより、その構造は簡略化される。

もちろん、本発明は、単に一例として上記に記載したシステム及び方法の実施の形態にのみ限定されるものではなく、以下の請求の範囲内にて当業者の能力の範囲に含まれるすべての変更例にも関するものである。以下は、本願の出願当初の本発明の各種形態である。
（形態１）極低温液体の蒸発から生ずるガスに基づいて、このガスをエンジンに供給しかつ再液化するシステムであって、
前記ガス用の第１の圧縮装置（３）が配置された、少なくとも１つのエンジンに対する供給管と、冷却手段（１０）及び第１の膨張手段（３０）が連続的に配置された戻り管へのバイパス管とを備える前記システムにおいて、
前記冷却手段は、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）と、熱交換器（１７）とを連続的に備え、該第２の圧縮装置（１１、１２、１３）の下流にて、第２の膨張手段（１４）を備えるループ（１８、２０、２１）へのバイパス管とを備え、
該ループは、該ループによってバイパスされないガス少量分に対して反対方向に向けて熱交換器（１７）を通った後、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）の上流にて戻り管と再接続することを特徴とするシステム。
（形態２）形態１に記載の供給／再液化システムにおいて、
前記第１の膨張手段（３０）から出るガスの再液化されない少量分を第１の圧縮装置（３）の上流にてエンジンに対する供給管（２）まで送ることを可能にする再循環管（３５）を備えることを特徴とするシステム。
（形態３）形態２に記載の供給／再液化システムにおいて、
前記再循環管（３５）は、熱交換器（１７）を通って伸びることを特徴とするシステム。
（形態４）形態１乃至３の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
前記バイパスは，熱交換器（１７）内にて行われることを特徴とするシステム。
（形態５）形態１乃至４の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
前記第１の膨張手段は、形成された液体と液化されないガス少量分とを分離することを目的とするバルーン（４０）に接続された膨張弁（３０）を備えることを特徴とするシステム。
（形態６）形態５に記載の供給／再液化システムにおいて、
前記バルーン（４０）の上側部分は、前記バルーン（４０）から発するガスがバイパス管と同一の側にて熱交換器（１７）に入るように、該熱交換器（１７）と連結され、
該バルーンの下側部分は、極低温液体タンク（１）に連結されることを特徴とする、システム。
（形態７）形態１乃至６の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
前記第２の圧縮装置は、その各々が圧縮ホイールを有する幾つかの圧縮段（１１、１２、１３）を備え、
前記第２の膨張手段は、膨張タービン（１４）を備え、
該圧縮ホイール及び膨張タービン（１４）の各々は、同一の機械的伝動装置（１５）と関係付けられることを特徴とする、供給／再液化システム。
（形態８）形態１乃至７の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
ガスを回路のバイパスルーブル内に噴射する手段（６２）を更に備えることを特徴する、供給／再液化システム。
（形態９）形態８に記載の供給／再液化システムにおいて、
ガスをバイパスルーブル内に噴射する手段（６２）は、極低温液体用のポンプ（６０）と、蒸発器（６３）と、制御弁（６４）とを備えることを特徴とする、供給／再液化システム。
（形態１０）形態１乃至９の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
一組の極低温液体タンク（１）の蒸発したガスを回収するコレクタを更に備え、
該コレクタは、直接的に、すなわち、特に、別のガス管と熱交換をするための中間の装置を介することなく、第１の圧縮装置（３）と連結されることを特徴とする、供給／再液化システム。
（形態１１）極低温液体を輸送する船において、
形態１乃至１０の何れかに記載された供給／再液化システムを備えることを特徴とする、船。
（形態１２）形態１１に記載の船において、
前記船は、メタン輸送船であることを特徴とする、船。
（形態１３）極低温液体の蒸発から生ずるガス流を管理する方法であって、
前記ガス流は、エンジン又は再液化手段の何れかへ送られる前に、第１の圧縮装置内にて圧縮され、
再液化手段に送られたガス少量分は、冷却手段（１０）を、次に、膨張手段（３０）を通って流れ、最後に、分離器（４０）を通って流れ、該分離器からの液体部分は、極低温液体タンク（１）に送られる前記方法において、
前記冷却手段は、機械的冷凍手段であり、
前記ガス流は、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）にて圧縮され、次に、ガス少量分が再液化するような仕方にて、膨張する前に、熱交換器（１７）内にて冷却され、
その圧縮後、ガス流れは、第１のガス流れ部分及び第２のガス流れ部分に分離され、
該第１のガス流れ部分は、冷却され、次に、少なくとも一部分が液化されるように、再液化手段に送られ、
第２のガス流れ部分はループ（１８、２０）に供給され、かつ該ループ内にて前記第２のガス流れ部分が膨張され、次に、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）にて再度、圧縮されるように、ガス流れを再接続する前に、第１のガス流れ部分を冷却すべく使用されることを特徴とする、方法。
（形態１４）形態１３に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流れを管理する方法において、
前記蒸発により生ずるガスは、別のガス管との事前の熱交換をすることなく、圧縮されることを特徴とする、方法。
（形態１５）形態１３または１４に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流れを管理する方法において、
第１の膨張手段（３０）から出る液化されてないガスは、前記第１の圧縮装置（３）の上流にて再循環管（３５）により伝達されることを特徴とする、方法。
（形態１６）形態１５に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流を管理する方法において、
第１の膨張手段（３０）から出る液化されてないガスは、前記第１の圧縮装置（３）にて再度、圧縮される前に、前記熱交換器（１７）を通ることを特徴とする、方法。

Claims (16)

1. 極低温液体の蒸発から生ずるガスに基づいて、このガスをエンジンに供給しかつ再液化するシステムであって、
   前記ガス用の第１の圧縮装置（３）が配置された、少なくとも１つのエンジンに対する供給管と、冷却手段（１０）と、第１の膨張手段（３０）とを備える前記システムにおいて、
   前記冷却手段は、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）と、該第２の圧縮装置の下流側に接続された熱交換器（１７）と、ループ（１８、２０、２１）とを連続的に備え、該ループ（１８、２０、２１）は、第２の膨張手段（１４）と、該熱交換器（１７）から該第２の膨張手段（１４）まで伸びるバイパス管（１８）とを備え、
   該ループは、該ループによってバイパスされないガス少量分が、反対方向に向けて熱交換器（１７）を通った後、戻り管（２１）を経由して第２の圧縮装置（１１、１２、１３）の上流位置に再接続されることを特徴とするシステム。
2. 請求項１に記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記第１の膨張手段（３０）から出るガスの再液化されない少量分を第１の圧縮装置（３）の上流にてエンジンに対する供給管（２）まで送ることを可能にする再循環管（３５）を備えることを特徴とするシステム。
3. 請求項２に記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記再循環管（３５）は、熱交換器（１７）を通って伸びることを特徴とするシステム。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記バイパス管（１８）は，熱交換器（１７）内から伸びることを特徴とするシステム。
5. 請求項１乃至４の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記第１の膨張手段は、形成された液体と液化されないガス少量分とを分離することを目的とするバルーン（４０）に接続された膨張弁（３０）を備えることを特徴とするシステム。
6. 請求項５に記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記バルーン（４０）の上側部分は、前記バルーン（４０）から発するガスが熱交換器（１７）に入るように、該熱交換器（１７）と連結され、
   該バルーンの下側部分は、極低温液体タンク（１）に連結されることを特徴とする、システム。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
   前記第２の圧縮装置は、その各々が圧縮ホイールを有する幾つかの圧縮段（１１、１２、１３）を備え、
   前記第２の膨張手段は、膨張タービン（１４）を備え、
   該圧縮ホイール及び膨張タービン（１４）の各々は、同一の機械的伝動装置（１５）と関係付けられることを特徴とする、供給／再液化システム。
8. 請求項１乃至７の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
   ガスを回路のバイパスループ内に噴射する手段（６２）を更に備えることを特徴する、供給／再液化システム。
9. 請求項８に記載の供給／再液化システムにおいて、
   ガスをバイパスループ内に噴射する手段（６２）は、極低温液体用のポンプ（６０）と、蒸発器（６３）と、制御弁（６４）とを備えることを特徴とする、供給／再液化システ
   ム。
10. 請求項１乃至９の何れかに記載の供給／再液化システムにおいて、
    一組の極低温液体タンク（１）の蒸発したガスを回収するコレクタを更に備え、
    該コレクタは、直接的に、すなわち、特に、別のガス管と熱交換をするための中間の装置を介することなく、第１の圧縮装置（３）と連結されることを特徴とする、供給／再液化システム。
11. 極低温液体を輸送する船において、
    請求項１乃至１０の何れかに記載された供給／再液化システムを備えることを特徴とする、船。
12. 請求項１１に記載の船において、
    前記船は、メタン輸送船であることを特徴とする、船。
13. 極低温液体の蒸発から生ずるガス流を管理する方法であって、
    前記ガス流は、エンジン又は再液化手段の何れかへ送られる前に、第１の圧縮装置内にて圧縮され、
    再液化手段に送られたガス少量分は、冷却手段（１０）を、次に、膨張手段（３０）を通って流れ、最後に、分離器（４０）を通って流れ、該分離器からの液体部分は、極低温液体タンク（１）に送られる前記方法において、
    前記冷却手段は、機械的冷凍手段であり、
    前記ガス流は、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）にて圧縮され、次に、ガス少量分が再液化するような仕方にて、膨張する前に、熱交換器（１７）内にて冷却され、
    その圧縮後、ガス流れは、第１のガス流れ部分及び第２のガス流れ部分に分離され、
    該第１のガス流れ部分は、冷却され、次に、少なくとも一部分が液化されるように、再液化手段に送られ、
    第２のガス流れ部分はループ（１８、２０）に供給され、かつ該ループ内にて前記第２のガス流れ部分が膨張され、次に、第２の圧縮装置（１１、１２、１３）にて再度、圧縮されるように、ガス流れを再接続する前に、第１のガス流れ部分を冷却すべく使用されることを特徴とする、方法。
14. 請求項１３に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流れを管理する方法において、
    前記蒸発により生ずるガスは、別のガス管との事前の熱交換をすることなく、圧縮されることを特徴とする、方法。
15. 請求項１３または１４に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流れを管理する方法において、
    第１の膨張手段（３０）から出る液化されてないガスは、前記第１の圧縮装置（３）の上流にて再循環管（３５）により伝達されることを特徴とする、方法。
16. 請求項１５に記載の極低温液体の蒸発から生ずるガス流を管理する方法において、
    第１の膨張手段（３０）から出る液化されてないガスは、前記第１の圧縮装置（３）にて再度、圧縮される前に、前記熱交換器（１７）を通ることを特徴とする、方法。

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