JP6415989B2 - 液化ガス用冷却装置 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明にかかる液化ガス用冷却装置は、冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置とを備え、前記圧縮機は、圧縮機構と共に密閉構造とされたハウジング内部に内蔵されている電動モータを介して駆動されるタイプの圧縮機とされていることを特徴とする。
[第1実施形態]
以下、本発明の第1実施形態について、図1および図2を用いて説明する。
図1には、本発明の第1実施形態に係る液化ガス用冷却装置の部分構成図が示され、図2には、その装置に適用される冷凍装置用の圧縮機の概略構成図が示されている。
液化ガス用冷却装置1は、原料ガスである液化ガスを流すガス流路2を有しており、そのガス流路2に対して液化ガスを所定温度まで冷却する冷凍装置3が設けられた構成とされている。
液化ガス用冷却装置1により、例えば天然ガス等の原料ガスを冷却して液化ガス(LNG)を生成する際、複数台にモジュール化されて多段に配置されている冷凍装置3を運転することによって、ガス流路2内を流れる常温の液化ガスは、蒸発器7により順次冷却され、先ず−30℃程度まで予却された後、そこから更に冷却および過冷却されることによって、−162℃の液化ガス(LNG)とされる。
次に、本発明の第2実施形態について、図3を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、モジュール化した圧縮機4を冷凍サイクル10に複数台並列に接続した構成としたものである。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態について、図4を用いて説明する。
本実施形態は、上記した第1実施形態に対して、各冷凍モジュールA1,B1,C1の圧縮機4への給電回路22に継電器24を設けた構成としている点が異なる。その他の点については、第1実施形態と同様であるので説明は省略する。
(1)圧縮機4の運転時間を各コントローラ27又は上位コントローラ28によりカウントし、予め設定された運転時間が経過すると、それを適宜の手段を介して警報することによりメンテナンスが必要であると判断し、冷凍装置3(圧縮機4)の運転を人為的または自動的に停止する。
(2)圧縮機4を停止状態とした後、手動又は自動で吸入流路9Aおよび吐出流路9Bに設けられているメンテナンス用の開閉弁25,26を閉成し、冷凍サイクル10を遮断して圧縮機4を冷凍サイクル10から切り離した状態とするとともに、継電器24をオフとし、圧縮機4の電力部分を不活線状態とする。
(4)その後、圧縮機4における軸受等の消耗部品を交換する等、必要なメンテナンスを実施する。
(5)メンテナンスが終了したら、真空ポンプを用いて圧縮機4内の空気を真空引きして排気した後、冷媒充填機により必要量の冷媒を補充する。
(6)冷媒の補充が終了したら、吸入流路9Aおよび吐出流路9Bのメンテナンス用開閉弁25,26を開くことにより、メンテナンス作業を完了させ、圧縮機4および冷凍装置3を運転可能状態とする。
(1)複数台の冷凍モジュールA1,B1,C1(又は圧縮モジュールA2,B2,C2)は、運転台数が液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減されるように運転制御される。
{(Xa*Ya)+(Xb*Yb)+(Xc*Yc)}
が最大となるように運転制御する構成とする。
なお、特に顕熱変化で大きく温度が変化する液化ガスと熱交換される冷凍装置3は、使われる温度帯により回転数に対する能力特性が大きく異なるため、効率は推定運転条件ごとに算出するのが望ましい。
{[Xa*(Ya−Za)]+[Xb*(Yb−Zb)]+[Xc*(Yc−Zc)]}
(但し、ここでのZnは、メンテナンス費用を効率低下に換算した補正値とする。)
が最大となるように運転制御する構成とする。
まず、各モジュールの圧縮機4の電動モータ15に対して、電源からの電力が系統連系コンバータ21およびインバータ23を介して給電可能とされるとともに、各々の給電回路22に対して継電器24が設けられている。このため、圧縮機4に対する定期的なメンテナンス時、各圧縮機4への給電回路に設けられている継電器24によって当該圧縮機4への電路を遮断し、メンテナンスを行うことができる。
従って、メンテナンスのために停止された圧縮機4の電力部分を不活線状態としてメンテナンスでき、作業者の安全性を確保することができる。
また、上記したいずれの実施形態においても、圧縮機4の電動モータ15に対して系統連系コンバータ21およびインバータ23を介して給電する給電回路22を備えた例について説明したが、給電回路22は、系統連系コンバータ21およびインバータ23を備えていないものであってもよく、この場合、その電動モータ15への給電回路22に継電器24を設け、メンテナンス時にその継電器24で電路を遮断し、電力部分を不活線化状態とすればよい。
2 ガス流路
3 冷凍装置
4 圧縮機
5 凝縮器
6 絞り膨張器
7 蒸発器
9 冷媒流路
10 冷凍サイクル
11 ハウジング
14 圧縮機構
15 電動モータ
21 系統連系コンバータ
22 給電回路
23 インバータ
24 継電器
25,26 メンテナンス用開閉弁
27 コントローラ
28 上位コントローラ
A1,B1,C1 冷凍モジュール
A2,B2,C2 圧縮モジュール
Claims (12)
- 冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、
前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置と、を備え、
前記圧縮機は、密閉構造とされたハウジングと、
前記ハウジング内部に内蔵された圧縮機構と、
前記圧縮機構と共に前記ハウジングに内蔵された電動モータと、を備え、
前記電動モータを介して駆動されるタイプであり、
前記冷凍装置がモジュール化され、その冷凍モジュールが必要冷却能力に対応するように前記ガス流路に対して複数台並列または直列に接続されており、
前記冷凍モジュールは、運転台数が前記液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減される構成とされており、
前記冷凍モジュールの能力は、各々インバータにより調整可能とされ、前記各モジュールの運転台数を増減して能力を調整した場合の効率と、圧縮機回転数を増減して能力を調整した場合の効率とを比較して、効率の高い方で調整される構成とされており、
前記冷凍モジュールの運転台数の増減と、圧縮機回転数の増減のいずれかを選択する際、圧縮機の定期メンテナンス費用をメンテナンスインターバルで割った圧縮機の運転時間当たりのメンテナンスコストを電力コストに上乗せして比較判断する構成とされている液化ガス用冷却装置。 - 冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、
前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置と、を備え、
前記圧縮機は、密閉構造とされたハウジングと、
前記ハウジング内部に内蔵された圧縮機構と、
前記圧縮機構と共に前記ハウジングに内蔵された電動モータと、を備え、
前記電動モータを介して駆動されるタイプであり、
前記冷凍装置がモジュール化され、その冷凍モジュールが必要冷却能力に対応するように前記ガス流路に対して複数台並列または直列に接続されており、
前記冷凍モジュールは、運転台数が前記液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減される構成とされており、
前記冷凍モジュールの能力は、各々インバータにより調整可能とされ、前記各モジュールの運転台数を増減して能力を調整した場合の効率と、圧縮機回転数を増減して能力を調整した場合の効率とを比較して、効率の高い方で調整される構成とされており、
前記冷凍モジュールは、メンテナンス中のモジュールを除外した状態で最適化運転されるとともに、能力余裕やメンテナンス要員のリソースから決定されるメンテナンス可能な最大台数が同時にメンテナンス時期を迎えるように運転台数および運転するモジュールが決定される構成とされている液化ガス用冷却装置。 - 前記冷凍モジュールは、メンテナンス中のモジュールを除外した状態で最適化運転されるとともに、能力余裕やメンテナンス要員のリソースから決定されるメンテナンス可能な最大台数が同時にメンテナンス時期を迎えるように運転台数および運転するモジュールが決定される構成とされている請求項1に記載の液化ガス用冷却装置。
- 冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、
前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置と、を備え、
前記圧縮機は、密閉構造とされたハウジングと、
前記ハウジング内部に内蔵された圧縮機構と、
前記圧縮機構と共に前記ハウジングに内蔵された電動モータと、を備え、
前記電動モータを介して駆動されるタイプであり、
前記圧縮機がモジュール化され、その圧縮モジュールが必要冷却能力に対応するように前記冷凍サイクルに対して複数台並列に接続された構成とされており、
前記圧縮モジュールは、運転台数が前記液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減される構成とされており、
前記圧縮モジュールの能力は、各々インバータにより調整可能とされ、前記各モジュールの運転台数を増減して能力を調整した場合の効率と、圧縮機回転数を増減して能力を調整した場合の効率とを比較して、効率の高い方で調整される構成とされており、
前記圧縮モジュールの運転台数の増減と、圧縮機回転数の増減のいずれかを選択する際、圧縮機の定期メンテナンス費用をメンテナンスインターバルで割った圧縮機の運転時間当たりのメンテナンスコストを電力コストに上乗せして比較判断する構成とされている液化ガス用冷却装置。 - 冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、
前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置と、を備え、
前記圧縮機は、密閉構造とされたハウジングと、
前記ハウジング内部に内蔵された圧縮機構と、
前記圧縮機構と共に前記ハウジングに内蔵された電動モータと、を備え、
前記電動モータを介して駆動されるタイプであり、
前記圧縮機がモジュール化され、その圧縮モジュールが必要冷却能力に対応するように前記冷凍サイクルに対して複数台並列に接続された構成とされており、
前記圧縮モジュールは、運転台数が前記液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減される構成とされており、
前記圧縮モジュールの能力は、各々インバータにより調整可能とされ、前記各モジュールの運転台数を増減して能力を調整した場合の効率と、圧縮機回転数を増減して能力を調整した場合の効率とを比較して、効率の高い方で調整される構成とされており、
前記圧縮モジュールは、メンテナンス中のモジュールを除外した状態で最適化運転されるとともに、能力余裕やメンテナンス要員のリソースから決定されるメンテナンス可能な最大台数が同時にメンテナンス時期を迎えるように運転台数および運転するモジュールが決定される構成とされている液化ガス用冷却装置。 - 前記圧縮モジュールは、メンテナンス中のモジュールを除外した状態で最適化運転されるとともに、能力余裕やメンテナンス要員のリソースから決定されるメンテナンス可能な最大台数が同時にメンテナンス時期を迎えるように運転台数および運転するモジュールが決定される構成とされている請求項4に記載の液化ガス用冷却装置。
- 冷却することによって液化される液化ガスを流すガス流路と、
前記ガス流路内を流れる液化ガスを冷却する蒸発器および圧縮機、凝縮器、絞り膨張器とで冷凍サイクルを構成する冷凍装置と、を備え、
前記圧縮機は、密閉構造とされたハウジングと、
前記ハウジング内部に内蔵された圧縮機構と、
前記圧縮機構と共に前記ハウジングに内蔵された電動モータと、を備え、
前記電動モータを介して駆動されるタイプであり、
前記圧縮機の前記電動モータには、その給電回路に対して継電器が設けられており、
前記継電器は、前記圧縮機の吸入側および吐出側に設けられているメンテナンス用開閉弁の開閉動作に応動して、オン・オフ動作される構成とされている液化ガス用冷却装置。 - 前記冷凍装置がモジュール化され、その冷凍モジュールが必要冷却能力に対応するように前記ガス流路に対して複数台並列または直列に接続されている請求項7に記載の液化ガス用冷却装置。
- 前記圧縮機がモジュール化され、その圧縮モジュールが必要冷却能力に対応するように前記冷凍サイクルに対して複数台並列に接続された構成とされている請求項7に記載の液化ガス用冷却装置。
- 前記圧縮機の前記電動モータには、電源からの電力が系統連系コンバータおよびインバータを介して給電可能とされるとともに、それぞれの前記給電回路に対して前記継電器が設けられている請求項7に記載の液化ガス用冷却装置。
- 前記メンテナンス用開閉弁は、前記圧縮機が予め設定されている運転時間を経過して人為的または自動的に停止されると、手動又は自動により閉成され、その開閉弁の閉成を検知して前記継電器をオフとし、前記圧縮機への電路を遮断することにより、当該圧縮機をメンテナンス可能な状態とする構成とされている請求項7に記載の液化ガス用冷却装置。
- 前記冷凍モジュール又は圧縮モジュールは、運転台数が前記液化ガスの流量増減と流入温度の変化による必要冷却能力に応じて増減される構成とされている請求項8又は9に記載の液化ガス用冷却装置。
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