JP6986131B2 - 蒸発ガスの再液化システム及び蒸発ガスの再液化システム内の潤滑油排出方法 - Google Patents

Description

本発明は、液化ガスが自然気化して発生した蒸発ガス（ＢＯＧ；Boil-Off Gas）を再液化するシステム及びそのシステム内の潤滑油排出方法に関する。より詳細には、液化天然ガス（ＬＮＧ；Liquefied Natural Gas）の貯蔵タンク内部で発生した蒸発ガスのうち、エンジンで使用されずに余った余剰蒸発ガスを、蒸発ガス自体を冷媒として使用して再液化するシステムに関する。

近年、液化天然ガス（ＬＮＧ）などの液化ガスの消費量が世界的に急増しつつある。ガスを低温で液化した液化ガスは、ガスに比べて体積が非常に減少するため、貯蔵及び移送効率が高まるという長所がある。また、ＬＮＧなどの液化ガスは、液化工程中に大気汚染物質が除去されてまたは減少して、燃焼時に大気汚染物質の排出が少なく、環境にやさしい燃料である。

ＬＮＧは、メタン（methane）が主成分である天然ガスを約−１６３℃に冷却して液化することで得られる無色透明な液体であり、天然ガスに比べて体積が約１／６００である。したがって、天然ガスを液化して移送することで、非常に効率的な移送が可能となる。

しかし、天然ガスの液化温度は大気圧で−１６３℃の極低温であり、ＬＮＧは温度変化に敏感であるため、直ぐに蒸発してしまう。そのため、ＬＮＧを貯蔵する貯蔵タンクには、断熱処理が施されるが、外部熱が貯蔵タンクに継続的に伝達するため、ＬＮＧの輸送過程において貯蔵タンク内では継続的にＬＮＧが自然気化して、蒸発ガス（ＢＯＧ）が発生する。

蒸発ガスは損失の１つであり、輸送効率において重要な問題である。また、貯蔵タンク内に蒸発ガスが蓄積してタンク内圧が上昇し過ぎると、極端な場合にはタンクが破損する虞もある。したがって、貯蔵タンク内で発生する蒸発ガスを処理する様々な方法が研究され、最近では蒸発ガスを処理するために、蒸発ガスを再液化して貯蔵タンクに戻す方法や、蒸発ガスを船舶のエンジンなどの燃料消費先のエネルギー源として使用する方法などが利用されている。

蒸発ガスを再液化する方法としては、別の冷媒を用いた冷凍サイクルを備えて蒸発ガスを冷媒との熱交換により再液化する方法、別の冷媒を用いずに蒸発ガス自体を冷媒として再液化する方法などがある。特に、後者の方法を採用したシステムを部分再液化システム（Partial Re-liquefaction System，ＰＲＳ）という。

また、船舶で一般的に使用されるエンジンのうち、天然ガスを燃料として使用することができるエンジンとしては、ＤＦＤＥ、Ｘ−ＤＦエンジン、ＭＥ−ＧＩエンジンなどのガス燃料エンジンがある。

ＤＦＤＥは４ストローク機関であり、６．５ｂａｒ程度の比較的低い圧力の天然ガスを燃焼空気入口に注入して、ピストンが上昇しながら圧縮するオットーサイクル（Otto Cycle）を採用している。

Ｘ−ＤＦエンジンは２ストローク機関であり、１６ｂａｒ程度の天然ガスを燃料として使用し、オットーサイクルを採用している。

ＭＥ−ＧＩエンジンは２ストローク機関であり、３００ｂａｒ程度の高圧天然ガスをピストンの上死点付近で燃焼室に直接噴射するディーゼルサイクル（Diesel Cycle）を採用している。

上述のように、特にＬＮＧ貯蔵タンクで発生する蒸発ガス（ＢＯＧ）を圧縮した後、別の冷媒を用いずに蒸発ガス自体を冷媒として利用して、熱交換により蒸発ガスを再液化する場合、再液化の効率を高めるために、蒸発ガスを高圧で圧縮する必要がある。この場合、蒸発ガスを高圧で圧縮するために、給油方式のシリンダー圧縮機を使用する必要がある。

給油方式のシリンダー圧縮機で圧縮された蒸発ガスには、潤滑油（Lubrication Oil）が混入することになる。本発明の発明者らは、前記圧縮された蒸発ガスを熱交換器で冷却すると、圧縮された蒸発ガスに混入した潤滑油が、蒸発ガスより先に凝縮または凝固することで、熱交換器の流路が塞がるという問題を発見した。特に、流路が狭い場合（例えば、（マイクロチャンネル型（Microchannel Type）流路、ＰＣＨＥ（Printed Circuit Heat Exchanger，ＤＣＨＥともいう。））、凝縮または凝固した潤滑油により熱交換器の流路が塞がる現象がより頻繁に発生する。

本発明の発明者らは、凝縮または凝固した潤滑油により熱交換器の流路が塞がる現象を防止または軽減するために、圧縮された蒸発ガスに混入したオイルを分離する様々な技術を開発している。

本発明は、凝縮または凝固した潤滑油により熱交換器の流路が塞がる現象を軽減または改善することができ、さらに、熱交換器の流路を塞ぐ凝縮または凝固した潤滑油を、簡便かつ経済的な方法で除去することができるシステム及びその方法を提案する。

上記目的を達成するため本発明の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により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、装置の温度差と圧力差のいずれか１つ以上を指標にして、「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」を検知し、前記「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」をアラームで知らせることを特徴とする、潤滑油排出方法が提供される。前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスの前記熱交換器の上流の温度と、前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの温度との差（以下、「低温流れの温度差」という。）が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスの温度と、前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度との差（以下、「高温の流れの温度差」という。）が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、及び前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの前記熱交換器の上流の圧力と、前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの前記熱交換器の下流の圧力との差（以下、「高温流路の圧力差」という。）が第２設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、のいずれかを満たせば、「凝縮または凝固した潤滑油の排出視点」と判断する。

また、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ備え、前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスの前記熱交換器上流の温度と前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの温度との差（以下、「低温流れの温度差」という。）、前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスの温度と前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度との差（以下、「高温の流れの温度差」という。）、いずれか小さい値が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続するか、前記圧縮機で圧縮された後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの前記熱交換器の上流の圧力と、前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの前記熱交換器の下流の圧力との差（以下、「高温流路の圧力差」という。）が第２設定値以上の状態で所定時間以上持続すると、「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」と判断する。

前記熱交換器の流路が凝縮または凝固した潤滑油によって塞がっていない状態の冷却効率を正常とし、前記熱交換器の冷却効率が正常の６０〜８０％以下になったら、前記「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ができる。

前記第１設定値は、３５℃である。

前記第２設定値は、正常の２倍である。

前記第２設定値は、２ｂａｒ（２００ｋＰａ）である。

前記所定時間は１時間である。

前記「低温流れの温度差」は、前記熱交換器の低温流路の上流に設けられる第１温度センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設けられる第４温度センサとで検知できる。

前記「高温流れの温度差」は、前記熱交換器の低温流路の下流に設けられる第２温度センサと、前記熱交換器の高温流路の上流に設けられる第３温度センサとで検知できる。

前記「高温流路の圧力差」は、前記熱交換器の高温流路の上流に設けられる第１圧力センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設けられる第２圧力センサとで検知できる。

前記「高温流路の圧力差」は、前記熱交換器の高温流路の上流と下流の圧力差を測定する差圧センサで検知できる。

前記圧縮機は１５０〜３５０ｂａｒで蒸発ガスを圧縮することができる。

前記圧縮機は８０〜２５０ｂａｒで蒸発ガスを圧縮することができる。

前記熱交換器は、マイクロチャンネル型の流路を備える。

上記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガス自体を冷媒として使用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、装置の温度差と圧力差のいずれかを指標にして、「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」を検知し、前記「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」をアラームで知らせることを特徴とする、潤滑油排出方法が提供される。

前記装置には、マイクロチャンネル型の流路を備える交換器などがある。

前記熱交換器はＰＣＨＥである。

前記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガス自体を冷媒として使用して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、気液分離器内に溜まった潤滑油を潤滑油排出ラインにより前記気液分離器から排出し、前記潤滑油排出ラインは蒸発ガスの再液化時に再液化された液化ガスを前記気液分離器から排出する第５供給ラインとは別に設置されることを特徴とする、潤滑油排出方法が提供される。

前記気液分離器内部に窒素を供給して前記気液分離器からオイルが排出される速度を高めることができる。

蒸発ガスの再液化時に、熱交換器で蒸発ガス自体を冷媒として使用し圧縮された蒸発ガスを冷却し、潤滑油の排出時に、前記熱交換器に前記圧縮された蒸発ガスが供給される高温流路を介して窒素が前記気液分離機の内部に供給される。

前記気液分離器の内部に供給される窒素の圧力は５〜７ｂａｒである。

蒸発ガスの再液化時に、前記気液分離器で分離された液化ガスは前記第５供給ラインを介して貯蔵タンクに供給され、前記第５供給ライン上に流体の流量と開閉とを調節する第８バルブが設置され、潤滑油を排出する間に前記第８バルブは閉まった状態であり得る。

潤滑油を排出させる間にもエンジンを運転することができる。

潤滑油の排出時に、熱交換器の低温流路に供給される蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させた後、圧縮して前記熱交換器の高温流路に送ることができる。

上記目的を達成するため本発明の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを前記圧縮機で圧縮する前の蒸発ガスを冷媒として熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却された流体を減圧する減圧装置、及び前記減圧装置の下流に設置されて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分離する気液分離器、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記気液分離器には、前記気液分離器の内部に溜まった潤滑油を排出する潤滑油排出ラインが連結する、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記潤滑油排出ラインは、前記気液分離器の下端部に連結される。

前記気液分離器で分離された液化ガスは第５供給ラインを介して前記気液分離器から排出され、前記潤滑油排出ラインは前記第５供給ラインとは別に設置される。

前記第５供給ラインの端部は、前記潤滑油排出ラインが連結した前記気液分離器の下端部よりも前記気液分離器内において高く位置する。

前記第５供給ラインの端部は、前記気液分離器内に溜まった潤滑油の量が最大になったときの潤滑油の水位よりも前記気液分離器内で高く位置する。

前記蒸発ガス再の液化システムは、蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスラインをさらに備える。

前記蒸発ガスの再液化システムは、前記圧縮機の下流に設置されて蒸発ガスに混入したオイルを分離するオイル分離機をさらに備える。

前記蒸発ガスの再液化システムは、前記圧縮機の下流に設置されて蒸発ガスに混入したオイルを分離する第１オイルフィルタをさらに備える。

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ができる。

前記蒸発ガスの再液化システムは、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された液化ガスが排出される第５供給ライン上；及び、前記気液分離器で分離された気体状態の蒸発ガスが排出される第６供給ライン上；の一か所以上に設置される第２オイルフィルタをさらに備え、前記第２オイルフィルタは極低温用である。

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ができる。

前記気液分離器で分離された気体状態の蒸発ガスは、前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスと合流して前記熱交換器で冷媒として使用することができる。

前記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを前記圧縮機で圧縮する前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器、及び前記熱交換器で冷却された流体を減圧する減圧装置を備える蒸発ガスの再液化システムにおいて、前記熱交換器の上流と下流のいずれか一か所以上に設置されて前記熱交換器が潤滑油によって塞がったか否かを検知する検知手段；前記検知手段で検知された前記熱交換器が潤滑油によって塞がった現象を知らせるアラーム；を備える、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

前記検知手段は、温度センサおよび圧力センサのいずれか１つ以上である。

前記検知手段は、前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサ；前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサ；前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサ；前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサ；前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第１圧力センサ；及び前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第２圧力センサ；のいずれか１つ以上である。

前記蒸発ガスの再液化システムは、前記検知手段が検知した値に基づいて前記熱交換器が潤滑油によって塞がったか否かを判断する判断手段をさらに備える。

前記判断手段が制御装置である。

前記圧縮機は１５０〜３５０ｂａｒで蒸発ガスを圧縮する。

前記圧縮機は８０〜２５０ｂａｒで蒸発ガスを圧縮する。

前記熱交換器はマイクロチャンネル型の流路を備える。

前記熱交換器はＰＣＨＥである。

上記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により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、前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスは第１供給ラインを介して前記熱交換器に供給され、前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスは第２供給ラインを介して前記圧縮機に供給され、前記熱交換器で冷媒として使用される前の蒸発ガスはバイパスラインを介して前記熱交換器から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と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とを調節する第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とを調節する第２バルブが設置され、前記圧縮機は給油式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けて、前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉めるステップ、３）前記の熱交換器で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って前記圧縮機で圧縮されるステップ、及び、４）前記圧縮機で圧縮され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、を備え、前記圧縮機で圧縮して温度が高くなった蒸発ガスによって凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を下げて排出することを特徴とする、潤滑油排出方法が提供される。

上記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを貯蔵タンクから排出された蒸発ガスを冷媒に熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスを前記熱交換器に供給する第１供給ライン上に設置され、流体の流量と開閉とを調節する第１バルブ、前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスを前記圧縮機に供給する第２供給ライン上に設置され、流体の流量と開閉とを調節する第２バルブ；蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスライン、及び前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却された流体を減圧する減圧装置、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記バイパスラインは、前記第１バルブ上流の前記第１供給ラインから分岐して、前記第２のバルブ下流の前記第２供給ラインに合流する、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

上記目的を達成するための本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により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から迂回させた後に前記圧縮機で圧縮し、前記圧縮機で圧縮され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て、前記圧縮機で圧縮して温度が高くなった蒸発ガスによって凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を下げて排出することを特徴とする、潤滑油排出方法が提供される。

上記目的を達成するため本発明の更に他の実施形態では、蒸発ガス自体を冷媒として使用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、蒸発ガスの再液化時に、熱交換器は貯蔵タンクから排出された蒸発ガスを冷媒として使用し、圧縮機で圧縮された蒸発ガスを熱交換により冷却し、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記熱交換器を迂回するように設けられる前記熱交換器の整備時に使用されるバイパスラインにより、凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を下げて排出する、潤滑油の排出方法が提供される。

上記目的を達成するために本発明の更に他の実施形態では、凝縮または凝固した潤滑油を融解または粘度を下げて排出する間にも、エンジンに燃料を供給することを特徴とする、燃料供給方法が提供される。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮する前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、を備え、前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサ、前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサと、前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサ、前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第１圧力センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第２圧力センサ、の内いずれか１つ以上を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備える、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、を備え、前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサ、前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサと、前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサ、前記熱交換器の高温流路の上流と下流の圧力差を測定する差圧センサ、のいずれか１つ以上を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備える、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により冷却された流体を減圧装置で減圧する蒸発ガスの再液化システムにおいて、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記熱交換器の性能の異常を検知したらアラームが鳴ることを特徴とする、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガス自体を冷媒として使用して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、蒸発ガスの再液化時に熱交換器で蒸発ガス自体を冷媒として蒸発ガスを冷却し、前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサが測定した温度と前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサが測定した温度との差、及び、前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサが測定した温度と前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサが測定した温度との差のうち小さい値、または、前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第１圧力センサが測定した圧力と前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第２圧力センサが測定した圧力との差、を指標として、凝縮または凝固した潤滑油を排出する必要があるか否かを判断する、潤滑油排出方法を提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガス自体を冷媒として使用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、蒸発ガスの再液化時に熱交換器で蒸発ガス自体を冷媒として蒸発ガスを冷却し、前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサが測定した温度と前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサが測定した温度との差、及び、前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサが測定した温度と前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサが測定した温度との差のうち小さい値、または前記熱交換器の高温流路の上流と下流の圧力差を測定する差圧センサが測定した圧力との差、を指標として、凝縮または凝固した潤滑油を排出する必要があるか否かを判断する、潤滑油排出方法を提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機；前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器；前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置；及び、前記減圧装置の下流に設置される第２オイルフィルタ；を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記第２オイルフィルタは極低温用である、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機；前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、前記減圧装置の下流に設置されて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を分離する気液分離器、及び、前記気液分離器で分離された液化ガスが排出される第５供給ライン上に設置される第２オイルフィルタ、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記第２オイルフィルタは極低温用である、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機；前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として使用し熱交換により冷却する熱交換器；前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置；前記減圧装置の下流に設置されて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を分離する気液分離器；前記気液分離器で分離された気体状態の蒸発ガスが排出される第６供給ライン上に設置される第２オイルフィルタ；を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記第２オイルフィルタは極低温用である、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機；前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として使用して熱交換により冷却する熱交換器、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、前記熱交換器の冷媒として使用される蒸発ガスを、前記熱交換器の上流で前記熱交換器を迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスライン、及び、前記バイパスライン上に設置されて流体の流量と開閉とを調節するバイパスバルブ、を備え、前記圧縮機に供給される蒸発ガスの圧力が、前記圧縮機が必要とする吸入圧力条件よりも低い場合には、前記バイパスバルブの一部または全部を開けることを特徴とする、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により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のエンジンに燃料を供給する方法において、前記圧縮機に供給される蒸発ガスの圧力が、前記圧縮機が必要とする吸入圧力条件よりも低い場合には、前記圧縮機に供給される蒸発ガスの一部または全部が前記熱交換器を迂回して前記圧縮機に供給される、燃料供給方法を提供する。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを、前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として熱交換し冷却する熱交換器、蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスライン、前記熱交換器の冷媒として使用された蒸発ガスを前記圧縮機に送る第２供給ライン上に設置されて流体の流量と開閉とを調節する第２バルブ、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記バイパスラインは、前記第２バルブ下流の前記第２供給ラインに合流する、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

前記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却し、熱交換により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シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記熱交換器の冷媒として使用された蒸発ガスを前記圧縮機に送る第２供給ライン上に流体の流量と開閉とを調節する第２バルブが設置され、蒸発ガスをバイパスラインを介して前記熱交換器から迂回させた後に前記圧縮機で圧縮し、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高くなった蒸発ガスで凝縮した潤滑油を融解して排出し、前記バイパスラインは、前記第２バルブの下流の前記第２供給ラインに合流する、潤滑油排出方法が提供される。

上記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として熱交換し冷却する熱交換器、蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスライン、前記熱交換器の冷媒として使用される蒸発ガスを前記熱交換器に供給する第１供給ライン上に設置されて流体の流量と開閉とを調節する第１バルブ、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記バイパスラインは、前記第１バルブの上流の前記第１供給ラインから分岐する、蒸発ガスの再液化システムが提供される。

前記目的を達成するために本発明のさらに他の実施形態では、蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを前記圧縮機で圧縮される前の蒸発ガスを冷媒として熱交換し冷却する熱交換器、前記熱交換器の冷媒として使用される蒸発ガスは、前記第１熱交換器に供給する第１供給ラインから分岐して、蒸発ガスを前記熱交換器から迂回させて前記圧縮機に供給するバイパスライン、前記熱交換器の下流に設置され、前記熱交換器で冷却した流体を減圧する減圧装置、前記減圧装置の下流に設置され、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を分離する気液分離器、を備え、前記圧縮機は給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、前記気液分離器で分離された気体状態の蒸発ガスは第６供給ラインを介して前記気液分離器から排出され、前記第６供給ラインは、前記バイパスラインが分岐するポイントの上流の第１供給ラインに合流する、蒸発ガスの再液化システムを提供する。

本発明は、別の機器の追加設置や潤滑油を除去するための別の流体を供給する必要がなく、既存の装備だけで簡単かつ経済的に熱交換器の内部の凝縮または凝固した潤滑油を除去することができる。

本発明は、内部の凝縮または凝固した潤滑油を除去する間にエンジンを駆動させ、エンジンを運転しながら熱交換器を整備することができる。また、エンジンで使用されて余った余剰蒸発ガスを利用し、凝縮または凝固した潤滑油を除去することができる。また、蒸発ガスに混入した潤滑油をエンジンで燃焼できるという長所がある。

本発明は、改良した気液分離器を利用し、融解または粘度が低くなった潤滑油が気液分離器に溜まって、効率的に排出することができるという長所がある。

本発明は、減圧装置の下流、気液分離器から液化ガスが排出される第５供給ライン、及び気液分離器から蒸発ガスが排出される第６供給ラインのいずれか一か所以上に極低温用オイルフィルタを設置し、蒸発ガス内に混入した潤滑油を効果的に除去することができるという長所がある。

本発明は、別の装備を追加設置する必要がなく、既存の装備だけで簡単かつ経済的に圧縮機が要求する吸入圧力の条件を満たしながら、再液化性能を維持することとエンジンが要求する燃料消費量を満たすことができる。

本発明の第１実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。 本発明の第２実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。 本発明の第３実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る気液分離器の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る第２オイルフィルタの拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る第２オイルフィルタの拡大図である。 本発明の第４実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る減圧装置の拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る減圧装置の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る熱交換器及び気液分離器の拡大図である。 部分再液化システム（Partial Re-liquefaction System，ＰＲＳ）における蒸発ガスの圧力に応じた再液化量を示すグラフである。 部分再液化システム（Partial Re-liquefaction System，ＰＲＳ）における蒸発ガスの圧力に応じた再液化量を示すグラフである。 図５及び図６に図示したフィルタエレメントの平面図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る構成及び作用を詳細に説明する。本発明の蒸発ガスの再液化システムは、天然ガスを燃料として使用するエンジンを搭載した船舶、液化ガス貯蔵タンクを備える船舶又は海洋構造物などに、様々な応用及び適用が可能である。また、下記実施形態は、様々な形態に変形することができ、本発明の範囲は下記の実施形態に限定されない。

また、本発明の各ラインでの流体は、システムの運用条件に応じて、液体状態、気液混合状態、気体状態、超臨界流体の状態のいずれかの状態である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。

図１を参照して、本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、圧縮機２００，熱交換器１００，減圧装置６００，バイパスラインＢＬ，及びバイパスバルブ５９０を備える。

圧縮機２００は、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスを圧縮する複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０，及び複数の冷却器２１１，２２１，２３１，２４１，２５１を備える。圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの圧力は、約１５０〜３５０ｂａｒである。

圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは、一部は燃料供給ラインＳＬを介して船舶を推進する主エンジンに送られ、主エンジンで必要ではない残りの蒸発ガスは、第３供給ラインＬ３を介して熱交換器１００に送られて、再液化過程が実施される。主エンジンは、約３００ｂａｒの圧力の高圧天然ガスを燃料として使用するＭＥ−ＧＩエンジンである。

圧縮機２００に設けられるシリンダーの一部２１０，２２０を経由した蒸発ガスは、一部が分岐して発電機に送られる。本実施形態の発電機は、約６．５ｂａｒの圧力の低圧天然ガスを燃料として使用するＤＦエンジンである。

熱交換器１００は、第１供給ラインＬ１を介して供給される貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスを冷媒として使用し、第３供給ラインＬ３を介して供給される圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを熱交換により冷却する。熱交換器１００の冷媒として使用された蒸発ガスは、第２供給ラインＬ２を介して圧縮機２００に供給され、熱交換器１００で冷却された流体は第４供給ラインＬ４を介して減圧装置６００に供給される。

減圧装置６００は、圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００で冷却された蒸発ガスを減圧する。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た蒸発ガスは、一部または全部が再液化される。減圧装置６００は、ジュール−トムソン（Joule-Thomson）バルブなどの膨張バルブ、または膨張機である。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、減圧装置６００の下流に設置され、圧縮機２００，熱交換器１００，及び減圧装置６００を通過して再液化されたＬＮＧと、気体状態で残っている蒸発ガスとを分離する気液分離器７００をさらに備える。

気液分離器７００で分離された液化ガスは、第５供給ラインＬ５を介して貯蔵タンクＴに送られ、気液分離器７００で分離された蒸発ガスは、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと合流して熱交換器１００に送られる。

気液分離器７００から気体状態の蒸発ガスが排出される第６供給ラインＬ６上には、流体の流量と開閉とを調節する第９バルブ５８２が設置される。

本実施形態の熱交換器１００が維持補修中である場合や熱交換器１００が故障した場合など、熱交換器１００を使用できない場合には、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を迂回することができる。バイパスラインＢＬ上には、バイパスラインＢＬを開閉するバイパスバルブ５９０が設置される。

図２は、本発明の第２実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。

図２を参照して、本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、熱交換器１００、第１バルブ５１０、第２バルブ５２０、第１温度センサ８１０、第２温度センサ８２０、圧縮機２００、第３温度センサ８３０、第４温度センサ８４０、第１圧力センサ９１０、第２圧力センサ９２０、減圧装置６００、バイパスラインＢＬ、及びバイパスバルブ５９０を備える。

熱交換器１００は、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスを冷媒として使用して、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを熱交換により冷却する。貯蔵タンクＴから排出された後に熱交換器１００の冷媒として使用された蒸発ガスは、圧縮機２００に送られ、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスを冷媒として使用して熱交換器１００で冷却される。

貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスは、第１供給ラインＬ１を介して熱交換器１００に送られて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、第２供給ラインＬ２を介して圧縮機２００に送られる。圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの一部または全部は、第３供給ラインＬ３を介して熱交換器１００に送られて冷却されて、熱交換器１００で冷却された流体は、第４供給ラインＬ４を介して減圧装置６００に送られる。

第１バルブ５１０は、第１供給ラインＬ１上に設置されて流体の流量と開閉とを調節し、第２バルブ５２０は、第２供給ラインＬ２上に設置されて流体の流量と開閉とを調節する。

第１温度センサ８１０は、第１供給ラインＬ１上の熱交換器１００の上流に設置され、貯蔵タンクＴから排出されて熱交換器１００に供給される蒸発ガスの温度を測定する。第１温度センサ８１０は、熱交換器１００に供給される直前の蒸発ガスの温度を測定することができるように、熱交換器１００の直ぐ上流に設置されることが好ましい。

本発明において、上流は前の部分を意味し、下流は後の部分を意味する。

第２温度センサ８２０は、第２供給ラインＬ２上の熱交換器１００の下流に設置されて、貯蔵タンクＴから排出された後に熱交換器１００の冷媒として使用された蒸発ガスの温度を測定する。第２温度センサ８２０は、熱交換器１００の冷媒として使用された直後の蒸発ガスの温度を測定することができるように、熱交換器１００の直ぐ下流に設置されることが好ましい。

圧縮機２００は、貯蔵タンクＴから排出された後に熱交換器１００の冷媒として使用された蒸発ガスを圧縮する。圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは、高圧エンジンの燃料として供給されて、高圧エンジンの燃料として供給された後に余った余剰蒸発ガスは、熱交換器１００に送られて再液化工程を経る。

圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを高圧エンジンに送る燃料供給ラインＳＬ上には、流体の流量と開閉とを調節する第６バルブ５６０が設置される。

第６バルブ５６０は、高圧エンジンのガスモード運転が中断するとき、高圧エンジンに送られる蒸発ガスの供給を完全に遮断する安全装置の役割を担う。ガスモードは、天然ガスを燃料として使用してエンジンを運転するモードを意味し、燃料として使用する蒸発ガスが足りない場合には、エンジンを燃料油モードに転換し、燃料油をエンジンの燃料として使用する。

また、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスのうち、高圧エンジンの燃料として供給された後に余った余剰蒸発ガスを熱交換器１００に送るライン上には、流体の流量と開閉とを調節する第７バルブ５７０が設置される。

圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを高圧エンジンに送る場合、圧縮機２００は蒸発ガスを高圧エンジンの要求圧力まで圧縮する。高圧エンジンは、高圧蒸発ガスを燃料として使用するＭＥ−ＧＩエンジンであることが好ましい。

ＭＥ−ＧＩエンジンは、約１５０〜４００ｂａｒ、好ましくは約１５０〜３５０ｂａｒ、より好ましくは約３００ｂａｒの天然ガスを燃料として使用することが知られている。本発明の圧縮機２００は、圧縮された蒸発ガスをＭＥ−ＧＩエンジンに供給するために、約１５０〜３５０ｂａｒの圧力まで蒸発ガスを圧縮する。

本発明では、主エンジンとしてＭＥ−ＧＩエンジンの代わりに、約６〜２０ｂａｒの圧力の蒸発ガスを燃料として使用するＸ−ＤＦエンジンやＤＦエンジンの選択も可能であるが、この場合、主エンジンに供給するために圧縮された蒸発ガスは低圧であるため、主エンジンに供給されるためには圧縮された蒸発ガスを更に加圧して再液化しても良い。再液化するためにさらに加圧された蒸発ガスの圧力は、約８０〜２５０ｂａｒである。

図１１及び図１２は、部分再液化システム（Partial Re-liquefaction System，ＰＲＳ）における蒸発ガス圧力に応じた再液化量を示すグラフである。再液化対象蒸発ガスは、冷却して再液化された蒸発ガスを意味し、冷媒として使用される蒸発ガスと区別するために命名した。

図１１及び図１２を参照して、蒸発ガスの圧力が１５０〜１７０ｂａｒ付近である場合に再液化量が最大値を示し、１５０〜３００ｂａｒの間は液化量は、ほとんど変化しないことが分かる。よって、約１５０〜３５０ｂａｒ（主に３００ｂａｒ）の圧力の蒸発ガスを燃料として使用するＭＥ−ＧＩエンジンが高圧エンジンである場合には、高圧エンジンに燃料を供給すると同時に高い再液化量を維持するように、再液化システムの制御が容易になるという長所がある。

圧縮機２００は、複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０と、複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０の下流にそれぞれ設置される複数の冷却器２１１，２２１，２３１，２４１，２５１を備える。冷却器２１１，２２１，２３１，２４１，２５１は、シリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０によって圧縮されて、圧力とともに温度が上昇した蒸発ガスを冷却する。

圧縮機２００が複数個のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０を備える場合、圧縮機２００に供給された蒸発ガスは、複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０によって多段階で圧縮される。各シリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０は、圧縮機２００の各圧縮段階を意味する。

また、圧縮機２００は、第１シリンダー２１０及び第１冷却器２１１を通過した蒸発ガスの一部または全部を、第１シリンダー２１０の上流に送る第１再循環ラインＲｃ１、第２シリンダー２２０及び第２冷却器２２１を通過した蒸発ガスの一部または全部を、第２シリンダー２２０の上流に送る第２再循環ラインＲｃ２、第３シリンダー２３０及び第３冷却器２３１を通過した蒸発ガスの一部または全部を、第３シリンダー２３０の上流に送る第３再循環ラインＲｃ３、並びに第４シリンダー２４０、第４冷却器２４１、第５シリンダー２５０及び第５冷却器２５１を通過した蒸発ガスの一部または全部を、第４シリンダー２４０の上流に送る第４循環ラインＲｃ４を備える。

また、第１再循環ラインＲｃ１上には流体の流量と開閉とを調節する第１再循環バルブ５４１が設置され、第２再循環ラインＲｃ２上には流体の流量と開閉とを調節する第２再循環バルブ５４２が設置され、第３再循環ラインＲｃ３上には流体の流量と開閉とを調節する第３再循環バルブ５４３が設置され、第４循環ラインＲｃ４上には流体の流量と開閉とを調節する第４再循環バルブ５４４が設置される。

再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４は、貯蔵タンクＴ内の圧力が低いため圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たさない場合、蒸発ガスの一部または全部を再循環させて圧縮機２００を保護する。再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を使用しない時には再循環バルブ５４１，５４２，５４３，５４４を閉めて、圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たさないため、再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を使用する必要が生じた場合に、再循環バルブ５４１，５４２，５４３，５４４を開放する。

図２には、圧縮機２００が備える複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０をすべて通過した蒸発ガスを、熱交換器１００に送る場合を例示したが、複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０の一部を通過した蒸発ガスを、圧縮機２００の中間から分岐させて熱交換器１００に送るようにしてもよい。

また、複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０の一部を通過した蒸発ガスを、圧縮機２００の中間から分岐させて低圧エンジンに送り、燃料として使用することができ、余剰蒸発ガスをガス燃焼装置（ＧＣＵ；Gas Combustion Unit）に送り、燃焼させてもよい。

低圧エンジンは、約６〜１０ｂａｒの圧力の蒸発ガスを、燃料として使用するＤＦエンジン（例えば、ＤＦＤＥ）であることが好ましい。

圧縮機２００が備える複数のシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０は、一部は無給油潤滑（oil-free lubricated）方式で作動し、その外は給油潤滑（oil lubricated）方式で作動する。特に、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを高圧エンジンの燃料として使用する場合、また、再液化効率を高めるために蒸発ガスを８０ｂａｒ以上、好ましくは１００ｂａｒ以上まで圧縮する場合において、圧縮機２００は蒸発ガスを高圧で圧縮するために、給油潤滑方式のシリンダーを備えることになる。

現存する技術では、１００ｂａｒ以上まで蒸発ガスを圧縮するためには、往復動タイプの圧縮機２００に、例えば、ピストンシール部位の潤滑及び冷却のために潤滑油を供給しなければならない。

給油潤滑方式のシリンダーには潤滑油が供給されるが、現在の技術水準では給油潤滑方式のシリンダーを通過した蒸発ガスには潤滑油が一部混入する。本発明の発明者らは、蒸発ガスが圧縮されて蒸発ガスが混入した潤滑油は、熱交換器１００で蒸発ガスより先に凝縮または凝固することで、熱交換器１００の流路を塞ぐことを発見した。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、圧縮機２００と熱交換器１００との間に設置されて蒸発ガスに混入したオイルを分離するオイル分離器３００及び第１オイルフィルタ４１０をさらに備える。

オイル分離器３００は主に液体状態の潤滑油を分離し、第１オイルフィルタ４１０は気体（Vapor）状態または霧（Mist、液滴）状態の潤滑油を分離する。オイル分離器３００が第１オイルフィルタ４１０に比べて大きい粒子の潤滑油を分離するため、オイル分離器３００を第１オイルフィルタ４１０の上流に設置して、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスをオイル分離器３００、第１オイルフィルタ４１０の順に通過させた後で、熱交換器１００に送ることが好ましい。

図２には、オイル分離器３００及び第１オイルフィルタ４１０の両方を備える場合を示したが、本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、オイル分離器３００及び第１オイルフィルタ４１０のうち１つだけを備えてもよい。ただし、オイル分離器３００及び第１オイルフィルタ４１０の両方を使用する方が好ましい。

また、図２では、第１オイルフィルタ４１０が圧縮機２００の下流の第２供給ラインＬ２上に設置されるが、第１オイルフィルタ４１０を熱交換器１００の上流の第３供給ラインＬ３上に設置してもよく、複数を並列に設置してもよい。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムが、オイル分離器３００及び第１オイルフィルタ４１０のいずれかを１つ以上を備えて、本実施形態の圧縮機２００が無給油潤滑方式のシリンダー及び給油潤滑方式のシリンダーを備える場合には、給油潤滑方式のシリンダーを通過した蒸発ガスを、オイル分離器３００及び／または第１オイルフィルタ４１０に送るように構成し、無給油潤滑方式のシリンダーだけを通過した蒸発ガスをオイル分離器３００またはオイルフィルタ４１０を通過させずに、熱交換器１００に直接送るように構成してもよい。

一例における本実施形態の圧縮機２００は、５つのシリンダー２１０，２２０，２３０，２４０，２５０を備えて、上流の３つのシリンダー２１０，２２０，２３０は無給油潤滑方式であり、下流の２つのシリンダー２４０，２５０は給油潤滑方式である。３段以下で蒸発ガスを分岐させる場合には、蒸発ガスをオイル分離器３００または第１オイルフィルタ４１０を通過させずに、熱交換器１００に直接送られ、４段以上で蒸発ガスを分岐させる場合には、蒸発ガスをオイル分離器３００及び／または第１オイルフィルタ４１０を通過させた後で、第１熱交換器１００に送るように構成される。

第１オイルフィルタ４１０はコアレッサー方式（Coalescer Type）のオイルフィルタであることができる。

圧縮機２００と高圧エンジンとの間の燃料供給ラインＳＬ上には、逆流防止バルブ５５０の設置がされる。逆流防止バルブ５５０は、高圧エンジンが停止した場合に蒸発ガスが逆流して圧縮機を損傷することを防止する役割を担う。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムが、オイル分離器３００及び／または第１オイルフィルタ４１０を備える場合、逆流した蒸発ガスがオイル分離器３００及び／または第１オイルフィルタ４１０に流れ込まないように、逆流防止バルブ５５０をオイル分離器３００及び／または第１オイルフィルタ４１０の下流に設置する方が好ましい。

また、膨張バルブ６００が急に閉まった場合にも、蒸発ガスが逆流して圧縮機２００が損傷する虞があるため、逆流防止バルブ５５０は、第３供給ラインＬ３が燃料供給ラインＳＬから分岐する分岐点の上流に設置されることが好ましい。

第３温度センサ８３０は、第３供給ラインＬ３上の熱交換器１００の上流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００に送られる蒸発ガスの温度を測定する。第３温度センサ８３０は、熱交換器１００に供給される直前の蒸発ガスの温度を測定することができるように、熱交換器１００のすぐ上流に設置されることが好ましい。

第４温度センサ８４０は、第４供給ラインＬ４上熱交換器１００の下流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００で冷却された蒸発ガスの温度を測定する。第４温度センサ８４０は、熱交換器１００で冷却された直後の蒸発ガスの温度を測定することができるように、熱交換器１００の直ぐ下流に設置されることが好ましい。

第１圧力センサ９１０は、第３供給ラインＬ３上の熱交換器１００の上流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００に送られる蒸発ガスの圧力を測定する。第１圧力センサ９１０は、熱交換器１００に供給される直前の蒸発ガスの圧力を測定することができるように、熱交換器１００の直ぐ上流に設置されることが好ましい。

第２圧力センサ９２０は、第４供給ラインＬ４上の熱交換器１００の下流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された後に、熱交換器１００で冷却された蒸発ガスの圧力を測定する。第２圧力センサ９２０は、熱交換器１００で冷却された直後の蒸発ガスの圧力を測定することができるように、熱交換器１００の直ぐ下流に設置されることが好ましい。

図２に示すように、第１〜第４温度センサ８１０〜８４０、第１圧力センサ９１０、及び第２圧力センサ９２０のすべてを設置することが好ましいが、本実施形態ではこれに限定されず、第１温度センサ８１０と第４温度センサ８４０（以下、「第１組（pair）」という。）のみを設置してもよく、第２温度センサ８２０及び第３温度センサ８３０（以下、「第２組」という。）のみを設置してもよく、第１圧力センサ９１０及び第２圧力センサ９２０（以下、「第３組」という。）のみを設置すること、第１〜第３組のうち２つだけを設置してもよい。

減圧装置６００は、熱交換器１００の下流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００で冷却された蒸発ガスを減圧する。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た蒸発ガスは、一部または全部が再液化される。減圧装置６００は、システムの構成に応じてジュール−トムソン（Joule-Thomson）バルブなどの膨張バルブ、または膨張機であることが好ましい。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、減圧装置６００の下流に設置され、圧縮機２００、熱交換器１００、及び減圧装置６００を通過して再液化されたＬＮＧと、気体状態で残っている蒸発ガスとを分離する気液分離器７００をさらに備える。

気液分離器７００で分離された液化ガスは第５供給ラインＬ５を介して貯蔵タンクＴに送られて、気液分離器７００で分離された蒸発ガスは第６供給ラインＬ６を介して貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと合流した後に熱交換器１００に送られる。

図２では、気液分離器７００で分離された蒸発ガスを、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスと合流させた後で熱交換器１００に送ることを示したが、これに限定されず、例えば、熱交換器１００を３つの流路で構成して、気液分離器７００から分離された蒸発ガスを別の流路を介して熱交換器１００の冷媒として使用してもよい。

また、気液分離器７００を介せず、減圧装置６００で減圧されて一部または全部が再液化された流体を貯蔵タンクＴに直接送ることもできる。

第５供給ラインＬ５上には、流体の流量を開閉とする第８バルブ５８１が設置され、第８バルブ５８１によって気液分離器７００の内部の液化ガスの水位が調節される。

第６供給ラインＬ６上には、流体の流量と開閉とを調節する第９バルブ５８２が設置され、第９バルブ５８２によって気液分離器７００の内部の圧力が調節される。

図４は本発明の一実施形態に係る気液分離器の拡大図である。図４に示すように、気液分離器７００には、内部の液化ガスの水位を測定する水位センサ９４０が１つ以上設置される。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、減圧装置６００と気液分離器７００との間に設置され、減圧装置６００で減圧された流体に混入したオイルをフィルタリングする第２オイルフィルタ４２０を備える。

図２及び図４を参照して、第２オイルフィルタ４２０は、減圧装置６００と気液分離器７００との間の第４供給ラインＬ４上に設置すること（図４のＡ位置）、気液分離器７００から再液化された液化ガスが排出される第５供給ラインＬ５上に設置すること（図４のＢ位置）、気液分離器７００から気体状態の蒸発ガスが排出される第６供給ラインＬ６上に設置することもできる（図４のＣ位置）。図２は、図４のＡ位置に第２オイルフィルタ４２０が設置されていることを示した。

気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガスは、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと合流して、熱交換器１００の低温流路に供給されるが、気液分離器７００内に潤滑油が溜まるため、気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガス内に潤滑油が少量でも混入する虞がある。

本発明の発明者らは、気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガスに、潤滑油が混入して熱交換器１００の低温流路に送られると、圧縮機２００で圧縮されて蒸発ガスに混入した潤滑油が熱交換器１００の高温流路に供給される場合よりも、困難な状況が発生する場合があることを発見した。

熱交換器１００の低温流路には、熱交換器１００の冷媒として使用される流体が供給されるため、システムが運用されている間は極低温の蒸発ガスが間断なく供給され、凝縮または凝固したオイルを融解できるほどの高温流体は供給されない。したがって、熱交換器１００の低温流路に溜まった凝縮または凝固したオイルを除去することは、非常に困難である。

気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガスに潤滑油が混入して、熱交換器１００の低温流路に送られる可能性を最小限に抑えるため、第２オイルフィルタ４２０が図４のＡ位置やＣ位置に設置される。

第２オイルフィルタ４２０が、図４のＣ位置に設置される場合、融解または粘度が低下した潤滑油のほとんどは気液分離器７００内に液体状態で溜まり、第６供給ラインＬ６を介して排出される気体状態の潤滑油は少量であるため、フィルタリング効率が高くなり、第２オイルフィルタ４２０を比較的頻繁に交換する必要がないという利点がある。

第２オイルフィルタ４２０が図４のＢ位置に設置される場合、貯蔵タンクＴに流入する潤滑油の遮断が可能であり、貯蔵タンクＴに貯蔵した液化ガスの汚染を防止することができるという利点がある。

第１オイルフィルタ４１０は圧縮機２００の下流に設置されて、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの温度は約４０〜４５℃であるため、極低温用のオイルフィルタを使用する必要がない。しかし、減圧装置６００で減圧された流体の温度は、蒸発ガスの少なくとも一部が再液化されるように−１６０〜−１５０℃程度であり、気液分離器７００で分離された液化ガス及び蒸発ガスの温度も約−１６０〜−１５０℃であるため、第２オイルフィルタ４２０は図４のＡ，Ｂ，Ｃのいずれかの位置に設置されるか、または極低温用に設計する必要がある。

また、圧縮機２００で圧縮された約４０〜４５℃の蒸発ガスに混入している潤滑油のほとんどは、液体状態または霧（Mist）状態であるため、オイル分離器３００を液体状態の潤滑油の分離に適合するように設計し、第１オイルフィルタ４１０を霧（Mist）状態の潤滑油（気体（Vapor）状態の潤滑油が一部含まれ得る。）の分離に適合するように設計される。

一方、極低温流体である、減圧装置６００によって減圧された流体と、気液分離器７００で分離された蒸発ガスと、気液分離器７００で分離された液化ガスとに混入している潤滑油は、流動点以下の固体（または凝固した）状態であるため、第２オイルフィルタ４２０は固体（または凝固した）状態の潤滑油の分離に適合するように設計される。

図５は、本発明の一実施形態に係る第２オイルフィルタの拡大図である。図６は、本発明の他の実施形態に係る第２オイルフィルタの拡大図である。

図５及び図６を参照して、第２オイルフィルタ４２０は、図５に示した構造（以下、「下部排出型」という。）、または図６に示した構造（以下、「上部排出タイプ」という。）であることが好ましい。図５及び図６の点線は、流体の流れの方向を示す。

図５及び図６を参照して、第２オイルフィルタ４２０は固定板４２５とフィルタエレメント４２１を備え、第２オイルフィルタ４２０には流入配管４２２、排出配管４２３及びオイル排出配管４２４が連結される。

フィルタエレメント４２１は固定板４２５に設置されて、流入配管４２２を介して流入する流体に混入した潤滑油を分離する。

図１３は、図５及び図６に図示したフィルタエレメント４２１の平面図である。図１３を参照して、フィルタエレメント４２１は中空（図１３のＺ空間）の円柱状であり、メッシュ（Mesh）サイズが異なる多段のレイヤー（Layer）が積み重なった形態である。流入配管４２２を介して流入する流体が、フィルタエレメント４２１に設けられる多段のレイヤーを通過して潤滑油がフィルタリングされる。フィルタエレメント４２１は、物理的吸着方法で潤滑油を分離することができる。

フィルタエレメント４２１でフィルタリングされた流体（蒸発ガス、液化ガス、または気液混合状態の流体）は、排出配管４２３を介して排出され、フィルタエレメント４２１でフィルタリングされた潤滑油はオイル排出配管４２４を介して排出される。

第２オイルフィルタ４２０に用いる部品の材質は、極低温の流体に混入した潤滑油を分離することができるように極低温に耐え得る材質で構成される。フィルタエレメント４２１は極低温に耐えられる金属（Metal）材質で構成することができ、具体的にはフィルタエレメント４２１はＳＵＳ材質である。

図５を参照して、「下部排出型」のオイルフィルタは、オイルフィルタ上部に連結される流入配管４２２を介して供給される流体が、フィルタエレメント４２１を通過した後、固定板４２５の下部に形成される空間（図５のＸ）を通過し、オイルフィルタ下部に連結される排出配管４２３を介して排出される。

「下部排出型」のオイルフィルタは、固定板４２５がオイルフィルタ下部に設置される。固定板４２５の上面にフィルタエレメント４２１が設置されて、固定板４２５を基準に、フィルタエレメント４２１の反対側に排出配管４２３が連結される。

また、「下部排出型」のオイルフィルタは、供給配管４２２を介して流入した流体がフィルタエレメント４２１の上部によってもフィルタリングされるように（つまり、フィルタエレメント全体を最大限に利用できるように）、供給配管４２２をフィルタエレメント４２１の上端部よりも上方で連結することが好ましい。

流体の流れを考慮すれば、流入配管４２２及び排出配管４２３は互いに反対側（図５のフィルタエレメント４２１を基準に左側と右側）に設置することがより好ましく、フィルタエレメント４２１でフィルタリングされた潤滑油は、フィルタエレメント４２１の下部に溜まるため、オイル排出配管４２４をフィルタエレメント４２１の下部側に連結する方が好ましい。

「下部排出型」のオイルフィルタの場合、オイル排出配管４２４が固定板４２５の直ぐ上方に連結される。

図５（ａ）に示すように、「下部排出型」のオイルフィルタに液体成分が多い流体（例えば、液体９０％、気体１０％の体積比）を供給すると、液体成分は密度が大きいため、上方から下方にまで適切な流れが発生し、フィルタリング効果が優れている。

しかし、図５（ｂ）に示すように、「下部排出型」のオイルフィルタに気体成分が多い流体（例えば、液体１０％、気体９０％の体積比）を供給すると、密度が小さな気体成分がオイルフィルタの上部に溜まるため、流体の流れが悪くなり、フィルタリング効果も悪化する。

図６を参照して、「上部排出型」のオイルフィルタは、オイルフィルタの下部に連結される流入配管４２２を介して供給される流体が、フィルタエレメント４２１を通過した後、固定板４２５の上部に形成される空間（図６のＹ）を通過して、オイルフィルタの上部に連結される排出配管４２３を介して排出される。

「上部排出型」のオイルフィルタは、固定板４２５がオイルフィルタ上部に設置される。固定板４２５の下面にフィルタエレメント４２１が設置され、固定板４２５を基準にフィルタエレメント４２１の反対側に排出配管４２３が連結される。

また、「上部排出型」のオイルフィルタは、流入配管４２２を介して流入した流体がフィルタエレメント４２１の下部でもフィルタリングされるように（すなわち、フィルタエレメント全体を最大限に利用できるように）、流入配管４２２をフィルタエレメント４２１の下端部よりも下方に連結する方が好ましい。

流体の流れを考慮すれば、流入配管４２２と排出配管４２３とを、互いに反対側（図６のフィルタエレメント４２１を基準に左側と右側）に設置する方が好ましく、フィルタエレメント４２１でフィルタリングされた潤滑油は、フィルタエレメント４２１の下部に溜まるため、オイル排出配管４２４をフィルタエレメント４２１の下部側に連結することが好ましい。

図６を参照して、「上部排出型」のオイルフィルタは、オイルフィルタ下部に連結する流入配管４２２を介して供給された流体がフィルタエレメント４２１を通過した後、オイルフィルタの上部に連結される排出配管４２３を介して排出される。フィルタエレメント４２１でフィルタリングされた潤滑油は、別のオイル排出配管４２４を介して外部に排出される。

図６（ａ）に示すように、「上部排出型」のオイルフィルタに、気体成分が多い流体（例えば、液体１０％、気体９０％の体積比）を供給すると、気体成分は密度が小さいため、下方から上方まで適切な流れが発生して、フィルタリング効果が優れている。

しかし、図６（ｂ）に示すように、「上部排出型」のオイルフィルタに液体成分が多い流体（例えば、液体９０％、気体１０％の体積比）を供給すると、密度の大きい液体成分がオイルフィルタの下部に溜まるため、流体の流れが悪くなり、フィルタリング効果も悪化する。

したがって、図４のＢ位置に第２オイルフィルタ４２０を設置する場合には、図５に示した「下部排出型」である第２オイルフィルタ４２０を適用することが好ましく、図４のＣ位置に第２オイルフィルタ４２０を設置する場合には、図６に示した「上部排出型」である第２オイルフィルタ４２０を適用することが好ましい。

図４のＡ位置に第２オイルフィルタ４２０を設置する場合には、減圧装置６００で減圧した流体は気液混合状態であるが（理論上は１００％再液化も可能である）、体積比では気体成分の割合が高いため、図６に示した「上部排出型」である第２オイルフィルタ４２０を適用することが好ましい。

本発明のバイパスラインＢＬは、熱交換器１００の上流の第１供給ラインＬ１から分岐して、熱交換器１００を迂回（Bypass）した後、熱交換器１００の下流の第２供給ラインＬ２に合流する。

通常、熱交換器を迂回するバイパスラインは、熱交換器の内部に設置されて熱交換器と一体化している。バイパスラインが熱交換器の内部に設置される場合、熱交換器の上流及び／または下流に設置されるバルブを閉めると、熱交換器に流体が供給されないと同時にバイパスラインにも流体が供給されない。

しかし、本発明はバイパスラインＢＬを熱交換器１００の外部に、熱交換器１００とは別に設置して、熱交換器１００の上流に設置される第１バルブ５１０及び／または熱交換器１００の下流に設置される第２バルブ５２０を閉めた場合でも、バイパスラインＢＬに蒸発ガスが供給されるように、バイパスラインＢＬを第１バルブ５１０の上流の第１供給ラインＬ１から分岐させて、第２バルブ５２０の下流の第２供給ラインＬ２に合流するように構成した。

バイパスラインＢＬ上にはバイパスバルブ５９０を設置し、バイパスバルブ５９０は平常時には閉めて、バイパスラインＢＬの使用を必要とする場合に開ける。

基本的に熱交換器１００の故障時や維持補修が必要となった場合など、熱交換器１００の使用ができない場合に、バイパスラインＢＬを利用する。例えば、本実施形態の蒸発ガスの再液化システムが、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの一部または全部を高圧エンジンに送る場合、熱交換器１００が使用できなくなると、高圧エンジンで使用できなかった余剰蒸発ガスの再液化を放棄し、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスをバイパスラインＢＬを介して熱交換器１００を迂回させて圧縮機２００に直接供給した後、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを高圧エンジンに供給し、余剰蒸発ガスをＧＣＵに送って燃焼する。

熱交換器１００の維持補修のためにバイパスラインＢＬを使用する例として、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詰まったとき、バイパスラインＢＬを使用して凝縮または凝固した潤滑油を除去することが挙げられる。

また、船舶のバラスト状態など、余剰蒸発ガスがほとんどなくて蒸発ガスを再液化する必要がない場合には、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスをすべてバイパスラインＢＬに送り、蒸発ガスが熱交換器１００を迂回して圧縮機２００に直接送られる。圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは、高圧エンジンの燃料として使用される。余剰蒸発ガスがほとんどなくて蒸発ガスを再液化する必要がないと判断した場合には、バイパスバルブ５９０は自動的に開放されるように制御される。

本発明の発明者らは、蒸発ガスが本発明に係る流路が狭い熱交換器を通過してエンジンに供給される場合、熱交換器により蒸発ガスの圧力降下が頻繁に発生することを発見した。再液化の必要性がない場合には、上述したように、熱交換器を迂回させて蒸発ガスを圧縮することで、エンジンに円滑な燃料供給ができる。

また、蒸発ガスを再液化しない間に蒸発ガスの量が増加して蒸発ガスを再液化する場合にもバイパスラインＢＬを使用することができる。

蒸発ガスを再液化しない間に蒸発ガスの量が増加して蒸発ガスを再液化する場合（すなわち、蒸発ガスの再液化を始動または再起動する時）、貯蔵タンクＴから排出されるすべての蒸発ガスをバイパスラインＢＬに送り、すべての蒸発ガスが熱交換器１００を迂回して圧縮機２００に直接供給され、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは熱交換器１００の高温流路に送られる。圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの一部は高圧エンジンに送られる。

上述した過程によって、蒸発ガスの再液化を始動または再起動する時に熱交換器１００の高温流路の温度を上げると、以前の蒸発ガスの再液化過程で熱交換器１００、他の装備、配管などに残っている可能性がある凝縮または凝固した潤滑油や他の残留物または不純物などを除去した後、蒸発ガスの再液化を開始できるという利点がある。

残留物には、以前の蒸発ガスの再液化時に圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器に送られた蒸発ガスと、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスに混入した潤滑油が含まれ得る。

もし蒸発ガスの再液化を始動または再起動するときに、バイパスラインＢＬを利用して熱交換器１００の高温流路の温度を高める過程なしで、直ちに貯蔵タンクＴから排出された低温蒸発ガスを熱交換器１００に供給すると、熱交換器１００の高温流路にはまだ高温蒸発ガスが供給されていない状態で、貯蔵タンクＴから排出された低温蒸発ガスが熱交換器１００の低温流路に供給されるため、熱交換器１００に残っており、まだ凝縮または凝固しなかった潤滑油も熱交換器１００の温度が低下することで凝縮または凝固する虞がある。

バイパスラインＢＬを利用して熱交換器１００の高温流路の温度を上げる過程を持続し、ある程度の時間が経過すれば（凝縮または凝固した潤滑油や他の不純物がほぼ除去されたと判断した場合、当業者が経験によって持続時間を定めることができ、約１分〜３０分、好ましくは約３分〜１０分、より好ましくは約２分〜５分程度である。）、閉まっていた第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を徐々に開けて、バイパスバルブ５９０を徐々に閉めながら蒸発ガスの再液化を開始する。更に時間が経過すれば、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を完全に開けて、バイパスバルブ５９０を完全に閉めて、貯蔵タンクＴから排出されるすべての蒸発ガスを、熱交換器１００で蒸発ガスを再液化するための冷媒として使用する。

また、バイパスラインＢＬは貯蔵タンクＴ内の圧力が低い場合に、圧縮機２００の吸入圧力の条件を満たすようにするために利用することもできる。

さらに、貯蔵タンクＴの内部の圧力を低い範囲まで制御しなければならない場合は、貯蔵タンクＴの圧力を下げても圧縮機２００の吸入圧力の条件を満たすようにバイパスラインＢＬを利用することができる。

バイパスラインＢＬを利用して凝縮または凝固した潤滑油を除去する場合と、貯蔵タンクＴ内の圧力が低い場合に圧縮機２００の吸入圧力の条件を満たすようにするためにバイパスラインＢＬを利用する場合について、以下により詳細に説明する。

１．凝縮または凝固した潤滑油を除去するためにバイパスラインＢＬを利用する場合
圧縮機２００の給油潤滑方式の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。そして、時間の経過に応じて熱交換器１００の流路に溜まる凝縮または凝固した潤滑油の量が増加するため、所定時間が経過すると熱交換器１００の内部の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。

特に、本実施形態の熱交換器１００は、再液化する蒸発ガスの圧力及び／または流量、再液化効率などを考慮して、ＰＣＨＥ（Printed Circuit Heat Exchanger，ＤＣＨＥともいう。）であることが好ましいが、ＰＣＨＥは流路が狭く（マイクロチャンネル型の流路）曲がっていて、凝縮または凝固した潤滑油によって流路が容易に塞がる虞があり、特に流路の曲がった部分に凝縮または凝固した潤滑油が多く溜まる。ＰＣＨＥ（ＤＣＨＥ）は、コベルコ（Kobelko）社、アルファ・ラバル（Alfalaval）社などの企業で生産される。

凝縮または凝固した潤滑油は、下記のステップを経て除去される。
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を開けて、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を閉めるステップ
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に送るステップ
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

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
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。よって、熱交換器１００の性能が正常の場合に比べて一定値以下になれば熱交換器１００の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の性能が正常の約５０〜９０％以下、好ましくは約６０〜８０％以下、さらに好ましくは約７０％以下になると、熱交換器１００の内部に凝縮または凝固した潤滑油を除去しなければならないと判断される。

正常の「約５０〜９０％以下」は、約５０％以下、約６０％以下、約７０％以下、約８０％以下、及び約９０％以下の全てを含む意味であり、正常の「約６０〜８０％以下」は約６０％以下、約７０％以下、及び約８０％以下の全てを含む意味である。

熱交換器１００の性能が低下すると、熱交換器１００に供給される低温蒸発ガス（Ｌ１）と熱交換器１００から排出される低温蒸発ガス（Ｌ４）の温度差が増加し、熱交換器１００から排出される高温蒸発ガス（Ｌ２）と熱交換器１００に供給される高温蒸発ガス（Ｌ３）の温度差も増加することになる。また、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の流路が狭くなるため、熱交換器１００の上流（Ｌ３）及び下流（Ｌ４）の圧力差が増加することになる。

したがって、熱交換器１００に供給されるか熱交換器１００から排出される低温流体の温度差８１０，８４０、熱交換器１００に供給されるか熱交換器１００から排出される高温流体の温度差８２０，８３０、熱交換器１００の高温流路にかかる圧力差９１０，９２０などによって、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が判断される。

具体的には、第１温度センサ８１０により測定される貯蔵タンクＴから排出されて熱交換器１００に送る蒸発ガスの温度と、第４温度センサ８４０により測定される圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００で冷却された蒸発ガス温度との差（絶対値を意味する。以下、「低温流れの温度差」という。）が、正常よりも高い数値を示して、その状態で所定時間以上持続すると、熱交換器１００における熱交換が正常ではないと判断される。

例えば、「低温流れの温度差」が、２０〜５０℃以上、好ましくは３０〜４０℃以上、より好ましくは約３５℃以上の状態で１時間以上持続すると、凝縮または凝固した潤滑油の排出時点であると判断される。

熱交換器１００の作動が正常である場合、圧縮機２００によって約３００ｂａｒで圧縮された蒸発ガスは約４０〜４５℃になり、貯蔵タンクＴから排出された約−１６０〜−１４０℃の蒸発ガスは、熱交換器１００に送られる間に多少の温度が増加して−１５０〜−１１０℃程度、好ましくは約−１２０℃になる。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムが気液分離器７００を備え、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスを、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと合流させて熱交換器１００に送る場合には、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスのみを熱交換器１００に送る場合よりも熱交換器１００に供給される蒸発ガスの温度がさらに低くなり、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスの量が多ければ多いほど、熱交換器１００に供給される蒸発ガスの温度はさらに低くなる可能性がある。

第３供給ラインＬ３を介して熱交換器１００に供給される約４０〜４５℃の蒸発ガスは、熱交換器１００で冷却されて約−１３０〜−１１０℃になり、正常の場合には「低温流れの温度差」が、好ましくは約２〜３℃になる。

また、第２温度センサ８２０により測定される貯蔵タンクＴから排出された後に熱交換器１００の冷媒として使用された蒸発ガスの温度と、第３温度センサ８３０により測定される圧縮機２００で圧縮された後に熱交換器１００に送られる蒸発ガスの温度との差（絶対値を意味する。以下、「高温流れの温度差」という。）が正常の場合よりも高い数値を示して、その状態で所定時間以上持続すると、熱交換器１００における熱交換が正常ではないと判断される。

「高温流れの温度差」が、２０〜５０℃以上、好ましくは３０〜４０℃以上、より好ましくは約３５℃以上の状態で１時間以上持続すると、凝縮または凝固した潤滑油の排出時点であると判断される。

熱交換器１００作動が正常である場合、貯蔵タンクＴから排出された後で熱交換器１００まで送られる間に多少の温度が増加した約−１５０〜−１１０℃（好ましくは約−１２０℃）の蒸発ガスは、熱交換器１００の冷媒として使用された後、船舶の速度に応じて約−８０〜４０℃になることがあり、熱交換器１００の冷媒として使用された約−８０〜４０℃の蒸発ガスは、圧縮機２００で圧縮されて約４０〜４５℃の温度になる。

また、第１圧力センサ９１０により測定される圧縮機２００で圧縮された後で熱交換器１００に送られる蒸発ガスの圧力と、第２圧力センサ９２０により測定される熱交換器１００で冷却された蒸発ガスの圧力との差（以下、「高温流路の圧力差」という。）が正常よりも高い数値を示して、その状態で所定時間以上持続すると、熱交換器１００の作動状態が正常ではないと判断される。

貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスは、オイル成分が存在しないか非常に微量の水準で存在する。蒸発ガスに潤滑油が混入する時点は、蒸発ガスが圧縮機２００で圧縮されるときであるため、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスを冷媒として使用した後で圧縮機２００に送る熱交換器１００の低温流路には、凝縮または凝固した潤滑油がほとんど溜まらなく、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを冷却した後で減圧装置６００に送られる熱交換器１００の高温流路に凝縮または凝固した潤滑油が溜まることになる。

したがって、凝縮または凝固した潤滑油により流路が塞がって熱交換器１００の上流及び下流の圧力差が大きくなる現象が高温流路で急速に進むため、熱交換器１００の高温流路にかかる圧力を測定して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が判断される。

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熱交換器１００の上流及び下流の圧力差によって判断することは、特に本実施形態の熱交換器１００を流路が狭く曲がった形状のＰＣＨＥに適用できるという点を考慮すると、有効に利用することができる。

例えば、「高温流路の圧力差」が、正常よりも２倍以上の状態で１時間以上持続すると、凝縮または凝固した潤滑油の排出時点であると判断される。

熱交換器１００の作動が正常である場合は、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスは熱交換器１００を通過して冷却されても圧力が大きく低下せず、約０．５〜２．５ｂａｒ、好ましくは約０．７〜１．５ｂａｒ、より好ましくは約１ｂａｒ程度の圧力降下が発生する。「高温流路の圧力差」が、一定の圧力以上、例えば、１〜５ｂａｒ以上、好ましくは１．５〜３ｂａｒ以上、さらに好ましくは約２ｂａｒ（２００ｋＰａ）以上の状態で１時間以上持続すると、凝縮または凝固した潤滑油の排出時点であると判断される。

上述したように、「低温流れの温度差」、「高温流れの温度差」、及び「高温流路の圧力差」のうちいずれか１つを指標にして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することも可能であるが、信頼性を高めるために「低温流れの温度差」、「高温流れの温度差」、及び「高温流路の圧力差」のうち２つ以上を指標にして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することが好ましい。

例えば、「低温流れの温度差」と「高温流れの温度差」のうち、より小さい値が３５℃以上の状態で１時間以上持続するか、「高温流路の圧力差」が正常の２倍以上、または２００ｋＰａ以上の状態で１時間以上持続すると、凝縮または凝固した潤滑油の除去時点であると判断される。

第１温度センサ８１０、第２温度センサ８２０、第３温度センサ８３０、第４温度センサ８４０、第１圧力センサ９１０、及び第２圧力センサ９２０は、熱交換器１００が潤滑油によって塞がっているか否かを検知する検知手段の１つである。

また、本発明の蒸発ガスの再液化システムは、第１温度センサ８１０、第２温度センサ８２０、第３温度センサ８３０、第４温度センサ８４０、第１圧力センサ９１０、及び第２圧力センサ９２０のいずれか１つ以上によって検知した値に基づいて、熱交換器１００が潤滑油で塞がっているか否かを判断する制御装置（図示せず）をさらに備える。制御装置は、熱交換器１００が潤滑油によって塞がっているか否かを判断する判断手段の１つである。

２）バイパスバルブ５９０を開けて、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を閉めるステップ
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の内部の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上に設置されるバイパスバルブ５９０を開けて、第１供給ラインＬ１上に設置される第１バルブ５１０及び第２供給ラインＬ２上に設置される第２バルブ５２０を閉める。

バイパスバルブ５９０を開けて、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を閉めると、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を経て圧縮機２００に送られ、それ以上熱交換器１００に供給されない。よって、熱交換器１００には冷媒が供給されなくなる。

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
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が上昇し、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。

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に送るステップ
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に供給されずに、温度が高い蒸発ガスのみが持続的に熱交換器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の高温流路の温度が徐々に上昇する。

熱交換器１００の高温流路の温度が潤滑油の凝縮または凝固する温度以上になると、熱交換器１００の内部に溜まっていた凝縮または凝固した潤滑油が徐々に融解または粘度が低下し、融解または粘度が低下した潤滑油は、蒸発ガスに混入して熱交換器１００から排出される。

バイパスラインＢＬを利用して凝縮または凝固した潤滑油を除去する場合、熱交換器１００が正常化するまで、蒸発ガスがバイパスラインＢＬ、圧縮機２００、熱交換器１００の高温流路、減圧装置６００、及び気液分離器７００を循環する。

また、バイパスラインＢＬを利用して凝縮または凝固した潤滑油を除去する場合、貯蔵タンクＴから排出されてバイパスラインＢＬ、圧縮機２００、熱交換器１００の高温流路、及び減圧装置６００を通過した蒸発ガスを、融解または粘度が低下した潤滑油が蒸発ガスに混入した状態で、貯蔵タンクＴと別に設置されるタンクや他の回収装置に送ることもできる。貯蔵タンクＴと別に設置されるタンクや他の回収装置の内部の蒸発ガスは、再びバイパスラインＢＬに送られ、凝縮または凝固した潤滑油の除去過程を続けることもできる。

融解または粘度が低くなった潤滑油が蒸発ガスに混入した流体を、貯蔵タンクＴと別に設置されるタンクや他の回収装置に送る場合、減圧装置６００の下流に気液分離器７００を設置しても、気液分離器７００は既存の蒸発ガスの再液化システムと同じ役割を担うことになり、気液分離器７００の内部に融解または粘度が低下した潤滑油が溜まらないため（融解または粘度が低くなった潤滑油は、貯蔵タンクＴと別に設置されるタンクや他の回収装置に溜まるから）、潤滑油を排出するために改良された気液分離器７００を備えなくても済むことで費用を低減することができる。

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
熱交換器１００の高温流路の温度が上昇しつつ、熱交換器１００の内部に溜まっていた凝縮または凝固した潤滑油が融解または粘度が高くなり、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内部の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集まらず、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。

気液分離器７００に溜まった気体状態の蒸発ガスは、第６供給ラインＬ６を介して気液分離器７００から排出され、さらにバイパスラインＢＬを介して圧縮機２００に送られる。前記第２）ステップで第１バルブ５１０を閉めたので、気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガスは貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと合流してバイパスラインＢＬを介して圧縮機２００で供給され、熱交換器１００の低温流路には供給されない。

したがって、第１バルブ５１０を閉めた状態で、気液分離器７００で分離された気体状態の蒸発ガスをバイパスラインＢＬに供給するのは、蒸発ガスに一部含まれている潤滑油が熱交換器１００の低温流路に供給されることを防止し、熱交換器１００の低温流路が塞がることを防止できるという長所がある。

気液分離器７００に溜まった気体状態の蒸発ガスは、第６供給ラインＬ６を介して気液分離器７００から排出され、さらにバイパスラインＢＬを介して圧縮機２００に送られる循環過程は、熱交換器期１００の高温流路の温度が圧縮機２００で圧縮された後で熱交換器１００の高温流路に送られる蒸発ガスの温度だけ高くなったと判断するまで続けられる。ただし、経験で十分な時間が経過したと判断するまで循環過程を続けることができる。

バイパスラインＢＬを利用して熱交換器１００の内部の凝縮または凝固した潤滑油を除去する間には、第８バルブ５８１を閉めて気液分離器７００に溜まった潤滑油が第５供給ラインＬ５を介して貯蔵タンクＴに移送されないようにする。貯蔵タンクＴに潤滑油が流入すると、貯蔵タンクＴに貯蔵した液化ガスの純度が低くなって液化ガスの価値が低下する虞がある。

６）気液分離器７００に溜まった潤滑油を排出するステップ
熱交換器１００から排出された融解または粘度が低くなった潤滑油は、気液分離器７００の内部に溜まるが、気液分離器７００の内部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。

図１０は、本発明の一実施形態に係る熱交換器と気液分離器の拡大図である。説明の便宜上、一部の装置は図示を省略した。

図１０を参照して、気液分離器７００には、気液分離器７００で分離した液化ガスを貯蔵タンクＴに送る第５供給ラインＬ５に加えて、気液分離器７００に溜まった潤滑油を排出する潤滑油排出ラインＯＬがさらに設置される。気液分離器７００の下部に溜まったオイルを効果的に排出させるため、潤滑油排出ラインＯＬを気液分離器７００の下端部に連結して、第５供給ラインＬ５の端部を潤滑油排出ラインＯＬが連結した気液分離器７００の下端部よりも気液分離器７００内で高く位置させる。第５供給ラインＬ５が潤滑油によって塞がらないように、気液分離器７００内に溜まった潤滑油が最大量になったときの潤滑油の水位よりも、第５供給ラインＬ５の端部を高く位置させることが好ましい。

潤滑油排出ラインＯＬ上に、流体の流量と開閉とを調節する第３バルブ５３０を設置してもよく、複数の第３バルブ５３０を設置してもよい。

気液分離器７００に溜まった潤滑油は、自然に排出されないか、または排出に長時間がかかるため、窒素パージを介して気液分離器７００内部の潤滑油が排出される。約５〜７ｂａｒの窒素を気液分離器７００に供給すれば気液分離器７００内の圧力が高くなるので、オイルの排出が速くなる。

窒素パージによって気液分離器７００内の潤滑油を排出するために、熱交換器１００の上流の第３供給ラインＬ３に合流するように、窒素供給ラインＮＬを設置してもよい。必要に応じて複数の窒素供給ラインを異なるところに設置してもよい。

窒素供給ラインＮＬ上に流体の流量と開閉とを調節する窒素バルブ５８３が設置され、窒素供給ラインＮＬを使用しない平常時には窒素バルブ５８３を閉めた状態で維持し、窒素パージのため気液分離器７００に窒素を供給する場合などの窒素ラインＮＬを使用する必要が生じた時には窒素バルブ５８３を開ける。複数の窒素バルブ５８３を設置してもよい。

気液分離器７００に窒素を直接注入して、窒素パージを実施することもできるが、他の用途に使用するための窒素供給ラインが既に設置される場合は、既に設置される窒素供給ラインを利用して気液分離器７００内の潤滑油を排出することが好ましい。

貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガス全部をバイパスラインＢＬに送って圧縮機２００で圧縮し、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスを熱交換器１００の高温流路に送り、熱交換器１００の高温流路を通過した後に減圧装置６００で減圧した蒸発ガスを気液分離器７００に送り、気液分離器７００から排出された蒸発ガスをさらにバイパスラインＢＬに送る過程を持続して、熱交換器１００の内部と凝縮または凝固した潤滑油のほとんどが気液分離器７００に溜まったと判断（すなわち、熱交換器１００が正常化したと判断）したら、圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの熱交換器１００への流入を遮断し、窒素バルブ５８３を開けて窒素パージを実施する。

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の内部の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の内部の潤滑油を排出する過程もすべて終了すると、第１バルブ５１０と第２バルブ５２０は開けて、バイパスバルブ５９０を閉めた後、さらに蒸発ガスの再液化システムを正常稼動させる。蒸発ガスの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由して、一部または全部が再液化される。

熱交換器１００が再び正常化したという判断は、凝縮または凝固した潤滑油を除去するか否かを検知する時と同様に、「低温流れの温度差」、「高温流れの温度差」、及び「高温流路の圧力差」のうち１つ以上の数値を指標として使用することができる。

上述した過程によって、熱交換器１００の内部の凝縮または凝固した潤滑油だけでなく、配管、バルブ、計測器、及び各種機器に溜まった凝縮または凝固した潤滑油も除去することができる。

従来には、熱交換器１００の内部の凝縮または凝固した潤滑油をバイパスラインＢＬを利用して熱交換器１００から除去する上述のステップを経る間に、高圧エンジン及び／または低圧エンジン（以下、「エンジン」という。）を駆動することができる。燃料供給システムまたは再液化システムに設けられる装置の一部を整備する際には、エンジンに燃料を供給することができないか、または余剰蒸発ガスを再液化することができないから、通常エンジンを駆動しない。

しかし、本発明は、熱交換器１００の内部の凝縮または凝固した潤滑油を除去しながらエンジンを駆動すると、エンジンの運転を続けながら熱交換器１００を整備することができるため、熱交換器１００の整備中にも船舶を推進させて発電をすることができ、エンジンで使用して余った余剰蒸発ガスを利用して凝縮または凝固した潤滑油を除去することができるという長所がある。

さらに、熱交換器１００の内部の凝縮または凝固した潤滑油を除去しながらエンジンを駆動すると、圧縮機２００で圧縮されながら蒸発ガスに混入した潤滑油をエンジンで燃焼できるという長所がある。すなわち、エンジンは船舶の推進または発電という本来の用途だけでなく、蒸発ガスに混入したオイルを除去する役割も同時に担う。

一方、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アラームで知らせる過程は、（ｉ）アラーム活性化ステップ及び／または（ｉｉ）アラーム発生ステップを備える。

図７は、本発明の第４実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。図８は、本発明の一実施形態に係る減圧装置の拡大図である。図９は、本発明の他の実施形態に係る減圧装置の拡大図である。

図７に示すように、本発明の圧縮機２００，２１０は、２機が並列に設置される。２つの圧縮機２００，２１０は同一仕様であることができ、一方が故障した場合に他方は冗長性（Redundancy）の役割を担う。説明の便宜上、他装置の図示は省略した。

図７を参照して、圧縮機２００，２１０の２機が並列に設置されている場合、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスは第７供給ラインＬ２２を介して第２圧縮機２１０に送られ、第２圧縮機２１０で圧縮された蒸発ガスは、一部は燃料供給ラインＳＬを介して高圧エンジンに送られ、余剰蒸発ガスは第８の供給ラインＬ３３を介して熱交換器１００に送られ再液化過程を経ることができる。第８供給ラインＬ３３上には、流体の流量と開閉とを調節する第１０バルブ５７１が設置される。

また、図８に示すように、２つの減圧装置６００，６１０を並列に設置しても、図９に示すように、直列に設置される２つの減圧装置の２組６００，６１０を並列に設置してもよい。

図８を参照して、並列に設置される２つの減圧装置６００，６１０は、一方が故障した場合、他方は冗長性（Redundancy）の役割を担い、並列に設置される２つの減圧装置６００，６１０の夫々の上流と下流とには隔離（Isolation）バルブ６２０が設置される。

図９を参照して、２つの減圧装置６００を直列に連結し、２つが直列に連結した減圧装置の２組６００，６１０が並列に設置される。製造会社によって減圧安定性のために２つの減圧装置６００を直列に連結する場合がある。並列に設置される減圧装置の２組６００，６１０の一方の組が故障した場合に、他方の組が冗長性（Redundancy）の役割を担う。

並列に設置される２組の減圧装置６００，６１０の夫々の上流及び下流には、隔離（Isolation）バルブ６２０が設置される。図８及び図９に図示した隔離バルブ６２０は、減圧装置６００，６１０の故障時などの減圧装置６００，６１０の維持補修が必要な場合、減圧装置６００，６１０を隔離（Isolation）するために使用される。

（ｉ）アラーム活性化ステップ
本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図２に示すように１つの圧縮機２００と１つの減圧装置６００を備える場合、減圧装置６００の開度率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の内部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。

本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図２に示すように１つの圧縮機２００を備え、図８に示すように並列に連結される２つの減圧装置６００，６１０を備える場合、第１減圧装置６００または第２減圧装置６１０の開度率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の内部の液化ガスの水位が正常である場合に（「第１アラーム活性化条件」という。）にアラームが活性化する。

本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図２に示すように１つの圧縮機２００を備え、図９に示すように並列に設置される２組の減圧装置６００，６１０を備える場合、直列に設置される２つの第１減圧装置６００の一方、または直列に設置される２つの第２減圧装置６１０の一方の開度率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の内部の液化ガスの水位が正常である場合（「第２アラーム活性化条件」という。）にアラームが活性化する。

本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図７に示すように、並列に設置される２つの圧縮機２００，２１０を備え、図２に示すように１つの減圧装置６００を備える場合、減圧装置６００の開度率が設定値以上であり、第７バルブ５７０または第１０バルブ５７１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の内部液化ガスの水位が正常である場合（「第３アラーム活性化条件」という。）にアラームが活性化する。

本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図７に示すように並列に設置される２つの圧縮機２００，２１０を備え、図８に示すように並列に連結される２つの減圧装置６００，６１０を備える場合、第１減圧装置６００または第２減圧装置６１０の開度率が設定値以上であり、第７バルブ５７０または第１０バルブ５７１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の内部の液化ガスの水位が正常である場合（「第４アラーム活性化条件」という。）にアラームが活性化する。

本発明の蒸発ガスの再液化システムが、図７に示すように、並列に設置される２つの圧縮機２００，２１０を備え、図９に示すように並列に設置される２組の減圧装置６００，６１０を備える場合、直列に設置される２つの第１減圧装置６００の一方、または直列に設置される２つの第２減圧装置６１０の一方の開度率が設定値以上であり、第７バルブ５７０または第１０バルブ５７１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の内部の液化ガスの水位が正常である場合（「第５アラーム活性化条件」という。）にアラームが活性化する。

上述した「第１〜第５アラーム活性化条件」において、第１減圧装置６００または第２減圧装置６１０の開度率の設定値は２％であることが好ましい。気液分離器７００の内部の液化ガスの水位が正常である場合というのは、気液分離器７００の内部の再液化した液化ガスが確認されて、再液化工程が正常に行われていると判断できる場合を意味する。

（ｉｉ）アラーム発生ステップ
「低温流れの温度差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、「高温流れの温度差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、及び「高温流路の圧力差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件のいずれかを満たすと、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。

また、信頼性を高めるために「低温流れの温度差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、「高温流れの温度差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件、及び「高温流路の圧力差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件のうち２つ以上を満たしたときに、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してもよい。

また、「低温流れの温度差」及び「高温流れの温度差」の中で、より小さい値が設定値以上の状態で所定時間以上持続するか（ｏｒ条件）、「高温流路の圧力差」が設定値以上の状態で所定時間以上持続する場合に、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してもよい。

本発明において、熱交換器の性能異常、アラーム発生などは、適切な制御手段によって判断される。熱交換器の性能異常、アラーム発生などを判断する制御手段は、本発明の蒸発ガスの再液化システムで既に使用されている制御手段、好ましくは、本発明の蒸発ガスの再液化システムを適用した船舶または海洋構造物で既に使用されている制御手段を利用することができ、熱交換器の性能異常、アラーム発生などを判断するために、別に設置される制御手段の使用も可能である。

また、バイパスラインの利用、潤滑油の排出量、エンジンの燃料供給、蒸発ガスの再液化システムの始動または再起動、そのための様々なバルブの開閉などは制御手段によって自動または手動で制御することができる。

２．貯蔵タンクＴ内の圧力が低い時に圧縮機２００の吸入圧力条件を満たすためにバイパスラインＢＬを利用する場合
貯蔵タンクＴ内の液化ガスの量が少なく、発生する蒸発ガスの量が少ない場合や、船舶の速度が速く、船舶の推進のために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が要求する圧縮機２００の上流における吸引圧力条件を満たさない場合がある。

特に、熱交換器１００にＰＣＨＥ（ＤＣＨＥ）を適用した場合、ＰＣＨＥは流路が狭く貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスがＰＣＨＥを通過すると圧力が大幅に降下する。

従来は、圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満足しない場合、再循環バルブ５４１，５４２，５４３，５４４を開けて、再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４により蒸発ガスの一部または全部を再循環させて圧縮機２００を保護した。

しかし、蒸発ガスを再循環させる方式で圧縮機２００の吸入圧力条件を満たすと、最終的には圧縮機２００で圧縮された蒸発ガスの量が減る結果となり、再液化性能が低下し、エンジンが要求する燃料消費量を満たさなくなる虞がある。特に、エンジンが要求する燃料消費量を満たさない場合、船舶運航に大きな支障が生じるため、貯蔵タンクＴの内部圧力が低い場合でも、圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たしながら、エンジンが要求する燃料消費量を満たす方法が早急に求められた。

本発明は、別の付加的装置を設置しなくても、熱交換器１００の維持補修のために既に設置されるバイパスラインＢＬを利用して、貯蔵タンクＴの内部圧力が低い場合でも圧縮機１００で圧縮された蒸発ガスの量が減少せず、圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たすことができる。

本発明は、貯蔵タンクＴの内部圧力が一定値以下になると、バイパスバルブ５９０を開けて貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスの一部または全部をバイパスラインＢＬを介して熱交換器１００を迂回させて圧縮機２００に直接送る。

圧縮機２００が要求する吸入圧力条件に比べて貯蔵タンクＴの圧力がどれほど足りないかに応じて、バイパスラインＢＬに送られる蒸発ガスの量を調節する。すなわち、バイパスバルブ５９０を開けて、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０を閉めて、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスをすべてバイパスラインＢＬに送ることも、バイパスバルブ５９０、第１バルブ５１０及び第２バルブ５２０の両方を一部だけ開けて、貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスの一部をバイパスラインＢＬに送り、残りを熱交換器１００に送ることもできる。バイパスラインＢＬを介して熱交換器１００を迂回する蒸発ガスの量が増加するほど、蒸発ガスの圧力降下は少なくなる。

貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスを熱交換器１００から迂回させて圧縮機２００に直接送れば、圧力降下を最小限に抑えることができるという利点があるが、蒸発ガスの冷熱を蒸発ガスの再液化に使用することができなくなるため、貯蔵タンクＴの内部圧力、エンジンが要求する燃料消費量、再液化する蒸発ガスの量などを考慮して、圧力降下を減らすためにバイパスラインＢＬを使用するか否か、及び貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスのどれだけの量をバイパスラインＢＬに送るかを決定することになる。

例えば、貯蔵タンクＴの内部の圧力が所定値以下であり、船舶が所定速度以上で運航している場合に、バイパスラインＢＬを使用して圧力降下を減らすことが有利であると判断される。具体的には、貯蔵タンクＴの内部の圧力が１．０９ｂａｒ以下であり、船舶の速度が１７ｋｎｏｔ以上の時、バイパスラインＢＬを使用して圧力降下を減らすことが有利であると判断される。

また、貯蔵タンクＴから排出されるすべての蒸発ガスをバイパスラインＢＬを介して圧縮機２００に送っても圧縮機２００が要求する吸入圧力の条件を満たさない場合、再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を使用して吸引圧力条件を満たすようにする。

すなわち、貯蔵タンクＴの圧力が低下して圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たすことができなくなると、従来は直ちに再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を使用して圧縮機２００を保護したのに対し、本発明は、１次的にバイパスラインＢＬを利用して圧縮機２００の吸入圧力条件を満たし、貯蔵タンクＴから排出されるすべての蒸発ガスをバイパスラインＢＬを介して圧縮機２００に送っても圧縮機２００が要求する吸入圧力条件を満たさないときに、２次的に再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を使用する。

１次的にバイパスラインＢＬを利用した後、２次的に再循環ラインＲｃ１，Ｒｃ２，Ｒｃ３，Ｒｃ４を介して圧縮機２００の吸入圧力条件を満たすために、再循環バルブ５４１，５４２，５４３，５４４の開放条件の圧力値よりバイパスバルブ５９０の開放条件の圧力値を高く設定する。

再循環バルブ５４１，５４２，５４３，５４４の開放条件とバイパスバルブ５９０の開放条件は、圧縮機２００の上流の圧力を因子として用いた方が好ましいが、貯蔵タンクＴの内部の圧力を因子として用いることもできる。

圧縮機２００の上流の圧力は、圧縮機２００の上流に設置される第３圧力センサ（図示せず）によって測定することができ、貯蔵タンクＴの内部の圧力は、第４圧力センサ（図示せず）によって測定することができる。

一方、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスを排出する第６供給ラインＬ６が、バイパスラインＢＬが第１供給ラインＬ１から分岐する地点の下流の第１供給ラインＬ１に合流する場合には、圧力降下をある程度防止しながら貯蔵タンクＴから排出される蒸発ガスの一部は熱交換器１００の冷媒として使用するために、バイパスバルブ５９０、第１バルブ５１０、及び第２バルブ５２０の全てを開けた状態でシステムを運用すれば、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスをバイパスラインＢＬに直接送ることができる。

気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスの温度が、貯蔵タンクＴから排出されて熱交換器１００に供給される蒸発ガスの温度よりも低く、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスがバイパスラインＢＬに直接送られたら、熱交換器１００の冷却効率が低下することがあり、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスの少なくとも一部は熱交換器１００に供給されるのが好ましい。

ただし、貯蔵タンクＴで発生する蒸発ガス量がエンジンで燃料として要求する蒸発ガス量より少ない場合には、蒸発ガスを再液化する必要がなくなるが、蒸発ガスを再液化する必要がない場合には熱交換器１００に冷媒を供給する必要がないため、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスをすべてバイパスラインＢＬに送ることができる。

したがって、本発明では、第６供給ラインＬ６を、バイパスラインＢＬが第１供給ラインＬ１から分岐する地点の上流の第１供給ラインＬ１に合流させる。第６供給ラインＬ６をバイパスラインＢＬの分岐点の上流の第１供給ラインＬ１に合流させると、貯蔵タンクＴから排出された蒸発ガスと気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスがバイパスラインＢＬの分岐点の上流で先に合流した後、バイパスバルブ５９０と第１バルブ５１０の開度率に応じてバイパスラインＢＬと熱交換器１００に各々送る蒸発ガスの流量が決定するため、システムの制御が容易であり、気液分離器７００で分離した気体状態の蒸発ガスがバイパスラインＢＬに直接送られることを防止することができる。

バイパスバルブ５９０は、貯蔵タンクＴの圧力変化に応じて迅速な開度調節ができるように、通常の場合よりも反応速度の速いバルブが好ましい。

図３は、本発明の第３実施形態に係る蒸発ガスの再液化システムの概略図である。

図３に示す第３実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、図１に示す第１実施形態の蒸発ガスの再液化システムに比べて、第１圧力センサ９１０及び第２圧力センサ９２０の代わりに差圧センサ９３０を設置する点で相違し、以下においては、この相違点を中心に説明する。前述した第１実施形態の蒸発ガスの再液化システムと同じ部材については、詳細な説明を省略する。

本実施形態の蒸発ガスの再液化システムは、第１実施形態と異なり、第１圧力センサ９１０及び第２圧力センサ９２０の代わりに、熱交換器１００の上流の第３供給ラインＬ３の圧力と熱交換器１００の下流の第４供給ラインＬ４の圧力との差を測定する差圧センサ９３０を備える。

差圧センサ９３０によって、「高温流路の圧力差」を検知することができ、第１実施形態と同様に、「高温流路の圧力差」、「低温流れの温度差」及び「高温流れの温度差」のうち、１つ以上を指標として使用して、凝縮または凝固した潤滑油を除去するか否かが判断される。

本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の技術的要旨を逸脱しない範囲内で様々な修正または変形が可能であることは、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者において自明である。

Claims (14)

1. 蒸発ガスを圧縮する圧縮機、前記圧縮機で圧縮された蒸発ガスを前記圧縮機で圧縮する前の蒸発ガスを冷媒として使用して熱交換により冷却する熱交換器、及び前記熱交換器で冷却された流体を減圧する減圧装置を備える蒸発ガス再液化システムにおいて、
   前記熱交換器の上流及び下流のいずれか１か所以上に設けられ、前記熱交換器が潤滑油によって塞がったか否かを検知する検知手段；及び
   前記検知手段によって検知された前記熱交換器が、潤滑油によって塞がったことを知らせるアラーム；を備える、蒸発ガス再液化システム。
2. 前記検知手段として、温度センサおよび圧力センサのいずれか１つ以上を備えることを特徴とする、請求項１に記載の蒸発ガス再液化システム。
3. 前記検知手段として、
   前記熱交換器の低温流路の上流に設置される第１温度センサ；
   前記熱交換器の低温流路の下流に設置される第２温度センサ；
   前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第３温度センサ；
   前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第４温度センサ；
   前記熱交換器の高温流路の上流に設置される第１圧力センサ；及び
   前記熱交換器の高温流路の下流に設置される第２圧力センサ；
   のいずれか１つ以上を備えることを特徴とする、請求項２に記載の蒸発ガス再液化システム。
4. 前記検知手段が検知した値に基づいて前記熱交換器が潤滑油によって塞がったか否かを判断する判断手段を備える、請求項１に記載の蒸発ガス再液化システム。
5. 前記判断手段は制御装置であり、
   前記制御装置は前記検知手段が検知した値により前記熱交換器が潤滑油によって塞がったか否かを判断する、請求項４に記載の蒸発ガス再液化システム。
6. 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に記載の蒸発ガス再液化システム。
7. 蒸発ガスを圧縮機で圧縮し、圧縮され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により冷却して、熱交換により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、
   装置の温度差及び圧力差のいずれか１つ以上を指標にして、「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」を検知し、
   前記「凝縮または凝固した潤滑油の排出時点」をアラームで知らせることを特徴とする、潤滑油排出方法。
8. 前記圧縮機は、給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、
   前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスの前記熱交換器の上流における温度と、前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの温度との差（以下、「低温流れの温度差」という。）が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件；
   前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスの温度と、前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度との差（以下、「高温の流れの温度差」という。）が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件；及び
   前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの前記熱交換器の上流の圧力と、前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの前記熱交換器の下流の圧力との差（以下、「高温流路の圧力差」という。）が第２設定値以上の状態で所定時間以上持続する条件；
   のいずれかを満たしたら、「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、請求項７に記載の潤滑油排出方法。
9. 前記圧縮機は、給油式シリンダーを少なくとも１つ以上備え、
   前記熱交換器で冷媒として使用される蒸発ガスの前記熱交換器の上流における温度と前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器で冷却された蒸発ガスの温度との差（以下、「低温流れの温度差」という。）；前記熱交換器で冷媒として使用された蒸発ガスの温度と前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの温度との差（以下、「高温の流れの温度差」という。）；のいずれか小さい値が第１設定値以上の状態で所定時間以上持続するか、
   前記圧縮機で圧縮した後に前記熱交換器に送られる蒸発ガスの前記熱交換器上流における圧力と、前記熱交換器によって冷却された蒸発ガスの前記熱交換器の下流における圧力との差（以下、「高温流路の圧力差」という。）が第２設定値以上の状態で所定時間以上持続したら、「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、請求項７に記載の潤滑油排出方法。
10. 前記熱交換器の流路が凝縮または凝固した潤滑油によって塞がっていない状態の冷却効率を正常とし、前記熱交換器の冷却効率が正常の６０〜８０％以下になったら、前記「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、請求項７に記載の潤滑油排出方法。
11. 前記「低温流れの温度差」は、前記熱交換器の低温流路の上流に設けられる第１温度センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設けられる第４温度センサとにより検知することを特徴とする、請求項８に記載の潤滑油排出方法。
12. 前記「高温の流れの温度差」は、前記熱交換器の低温流路の下流に設けられる第２温度センサと、前記熱交換器の高温流路上流に設けられる第３の温度センサとにより検知することを特徴とする、請求項８に記載の潤滑油排出方法。
13. 前記「高温流路の圧力差」は、前記熱交換器の高温流路の上流に設けられる第１圧力センサと、前記熱交換器の高温流路の下流に設けられる第２圧力センサとにより検知することを特徴とする、請求項８に記載の潤滑油排出方法。
14. 前記「高温流路の圧力差」は、前記熱交換器の高温流路の上流及び下流の圧力差を測定する差圧センサにより検知することを特徴とする、請求項８に記載の潤滑油排出方法。

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