JPS62182468A - ボイルオフガス圧縮装置 - Google Patents
ボイルオフガス圧縮装置Info
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- JPS62182468A JPS62182468A JP2284386A JP2284386A JPS62182468A JP S62182468 A JPS62182468 A JP S62182468A JP 2284386 A JP2284386 A JP 2284386A JP 2284386 A JP2284386 A JP 2284386A JP S62182468 A JPS62182468 A JP S62182468A
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- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 34
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Supplying Secondary Fuel Or The Like To Fuel, Air Or Fuel-Air Mixtures (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ボイルオフガス、特に液化天然ガスタンクよ
りボイルオフしたガスをディーゼルエンジンなどに供給
するだめの圧縮機に関する。
りボイルオフしたガスをディーゼルエンジンなどに供給
するだめの圧縮機に関する。
従来技術の例を第３図に示す。同図において、液化天然
ガスタンクｌよりボイルオフしたガス２１は、管２２に
より圧縮機１０に導入され、該圧縮機１０により加圧昇
温され、熱交換器５で海水により常温にまで冷却されて
ディーゼルエンジン６に燃料として供給される。圧縮機
１０は、１例としてレシプロ型の４段の圧縮機構１１
、１２ 、１３ 、１４を有し、電動機１５により駆動
される。各圧縮機構は連結管２３で連結されており、図
示省略したがガスの吸入圧縮に必要な吸入弁・吐出弁を
具備している。また第３段圧縮機構１３と第４段圧縮機
構１４の間には海水により冷却するインターガスクーラ
加が設けられている。
ガスタンクｌよりボイルオフしたガス２１は、管２２に
より圧縮機１０に導入され、該圧縮機１０により加圧昇
温され、熱交換器５で海水により常温にまで冷却されて
ディーゼルエンジン６に燃料として供給される。圧縮機
１０は、１例としてレシプロ型の４段の圧縮機構１１
、１２ 、１３ 、１４を有し、電動機１５により駆動
される。各圧縮機構は連結管２３で連結されており、図
示省略したがガスの吸入圧縮に必要な吸入弁・吐出弁を
具備している。また第３段圧縮機構１３と第４段圧縮機
構１４の間には海水により冷却するインターガスクーラ
加が設けられている。
なお、この種の従来技術は、例えば、日本舶用機関学会
誌第１９巻第１０号（昭和５９年１０月）″ガスインジ
ェクションディーゼル機関とそのＬＮＧ 船への応用“
に記載されている。
誌第１９巻第１０号（昭和５９年１０月）″ガスインジ
ェクションディーゼル機関とそのＬＮＧ 船への応用“
に記載されている。
ボイルオフガスを加圧するには動力を必姿とする。到達
すべき圧力が高いほどより多くの動力が必要になる。
すべき圧力が高いほどより多くの動力が必要になる。
一つの試算例を示すと、液化天然ガスタンクの容量１２
５，０００ｍ３から１日当りその０．１％がボイルオフ
する時、これをエンジンの燃料として供給するため２５
０ ｂａｒに加圧するに必要な圧縮機動力は約７００
ｋＷとなる。
５，０００ｍ３から１日当りその０．１％がボイルオフ
する時、これをエンジンの燃料として供給するため２５
０ ｂａｒに加圧するに必要な圧縮機動力は約７００
ｋＷとなる。
（１）圧縮機に、圧縮過程にあるボイルオフガスに液化
天然ガスを添加するための噴射口を設け、圧縮過程にあ
るボイルオフガスに液化天然ガスを添加する。
天然ガスを添加するための噴射口を設け、圧縮過程にあ
るボイルオフガスに液化天然ガスを添加する。
（２）上記圧縮機に於て、液化天然ガスの添加は、ボイ
ルオフガスがＴ−８線図（第２図参照）の飽和蒸気線に
沿って変化するように制御する。
ルオフガスがＴ−８線図（第２図参照）の飽和蒸気線に
沿って変化するように制御する。
（１）ボイルオフガスの圧縮機入口温度が低下すると共
に圧縮過程に於けるガス温度上昇が最少に押えられる。
に圧縮過程に於けるガス温度上昇が最少に押えられる。
（２）加圧されるボイルオフガスの気相と添加した液化
ガスの液相とからなる混相流の状態が殆んど存在しない
。
ガスの液相とからなる混相流の状態が殆んど存在しない
。
第１図は液化天然ガスタンクｌからのボイルオフガス２
１を加圧してディーゼルエンジン６に供給する系統図を
示す。第２図はボイルオフガスの加圧工程における状態
などを説明するだめのメタンのＴ−８線図である。
１を加圧してディーゼルエンジン６に供給する系統図を
示す。第２図はボイルオフガスの加圧工程における状態
などを説明するだめのメタンのＴ−８線図である。
第１図に於て、■は液化天然ガスタンク、２は液化天然
ガス移送ポンプ、３はサービスタンク、４は液化天然ガ
ス加圧ポンプ、５は熱交換器、６はディーゼルエンジン
、１０は圧縮機を示す。さらに１１ 、１２ 、１３
、１４は圧縮機構、１５は電動機、１６゜１７ 、１８
、１９は液化天然ガス噴射口、２１はボイルオフガス
、２２は管、２３は連結管を示す。
ガス移送ポンプ、３はサービスタンク、４は液化天然ガ
ス加圧ポンプ、５は熱交換器、６はディーゼルエンジン
、１０は圧縮機を示す。さらに１１ 、１２ 、１３
、１４は圧縮機構、１５は電動機、１６゜１７ 、１８
、１９は液化天然ガス噴射口、２１はボイルオフガス
、２２は管、２３は連結管を示す。
タンク１内の液化天然ガスは常時外界よりの熱侵入によ
り蒸発して、ボイルオフガス２１が発生している。ボイ
ルオフガス２１は圧縮機１０に於て加圧されるが、圧縮
機１０に於て、ボイルオフガス２１に液化ガスを添加す
る。添加される液化天然ガスはタンクｌより液化ガス移
送ポンプ２により移送管２６を経てサービスタンク３に
移送され、こ＼より液化天然ガス加圧ポンプ４にて液化
天然ガス管２７を経て圧縮機１０の各圧縮機構１１ 、
１２ 、１３ 、１４のシリンダ一部に設けられている
液化ガス噴射口１６゜１７ 、１８ 、１９よりシリン
ダー内に噴射される。
り蒸発して、ボイルオフガス２１が発生している。ボイ
ルオフガス２１は圧縮機１０に於て加圧されるが、圧縮
機１０に於て、ボイルオフガス２１に液化ガスを添加す
る。添加される液化天然ガスはタンクｌより液化ガス移
送ポンプ２により移送管２６を経てサービスタンク３に
移送され、こ＼より液化天然ガス加圧ポンプ４にて液化
天然ガス管２７を経て圧縮機１０の各圧縮機構１１ 、
１２ 、１３ 、１４のシリンダ一部に設けられている
液化ガス噴射口１６゜１７ 、１８ 、１９よりシリン
ダー内に噴射される。
加圧されたボイルオフガスは熱交換器５に於て海水によ
り冷却又は加温された後ディーゼルエンジンに燃料とし
て供給される。ボイルオフガスの各過程の状態変化を第
２図のＴ−８線図で説明するために、次の様に条件を仮
定する。即ち、液化天然ガスの成分は純メタンとし、連
結管ｎを通って供給される圧縮機入口のボイルオフガス
温度は１３０°に、圧力はｌ ｂａｒとし、これより常
温（約３００°Ｋ）、圧力２５０ ｂａｒの加圧ガスを
得るものとする。噴射口１６ 、１７ 、１８ 、１９
から噴射された液化天然ガスの液滴は理想的に微少であ
り、ボイルオフガス中に均質に混合するものと仮定する
、さらに外界からの熱侵入及び機械摩擦等は無視するも
のとする。
り冷却又は加温された後ディーゼルエンジンに燃料とし
て供給される。ボイルオフガスの各過程の状態変化を第
２図のＴ−８線図で説明するために、次の様に条件を仮
定する。即ち、液化天然ガスの成分は純メタンとし、連
結管ｎを通って供給される圧縮機入口のボイルオフガス
温度は１３０°に、圧力はｌ ｂａｒとし、これより常
温（約３００°Ｋ）、圧力２５０ ｂａｒの加圧ガスを
得るものとする。噴射口１６ 、１７ 、１８ 、１９
から噴射された液化天然ガスの液滴は理想的に微少であ
り、ボイルオフガス中に均質に混合するものと仮定する
、さらに外界からの熱侵入及び機械摩擦等は無視するも
のとする。
第２図に於て、縦軸は温度、横軸はエントロピーを示し
、Ａ−Ｂは飽和液線、ｉ −Ｊ −Ｋ −Ｆは飽和蒸気
線、Ｍ−Ｈは２５０ ｂａｒ等圧線、Ａ−１−りはｌ
ｂａｒの等圧線を示す。
、Ａ−Ｂは飽和液線、ｉ −Ｊ −Ｋ −Ｆは飽和蒸気
線、Ｍ−Ｈは２５０ ｂａｒ等圧線、Ａ−１−りはｌ
ｂａｒの等圧線を示す。
圧ａ摘入口のボイルオフガスの状態はＬ点で示される。
これをそのま＼単純に４段圧縮して２５０ｂａｒに加圧
するとＭ点に到る。これを２５０ ｂａｒの定圧のま＼
海水により常温（約３００°Ｋ）まで冷却することによ
りＨ点に到る。これがディーゼルエンジンに供給される
状態である。Ｌ−Ｍ間のエンタルピー差は約１７０ Ｋ
０恍勾であシ、Ｍ−Ｈ間のエンタルピー差は約−１３９
Ｋｃａｌ である。ボイルオフガス１にｇ当り約１７０
Ｋｃａｌ に相当する動力エネルギーを要し、大部分
の約１３９Ｋｃａｌを海水に熱エネルギーとして廃却し
ていることを意味している。
するとＭ点に到る。これを２５０ ｂａｒの定圧のま＼
海水により常温（約３００°Ｋ）まで冷却することによ
りＨ点に到る。これがディーゼルエンジンに供給される
状態である。Ｌ−Ｍ間のエンタルピー差は約１７０ Ｋ
０恍勾であシ、Ｍ−Ｈ間のエンタルピー差は約−１３９
Ｋｃａｌ である。ボイルオフガス１にｇ当り約１７０
Ｋｃａｌ に相当する動力エネルギーを要し、大部分
の約１３９Ｋｃａｌを海水に熱エネルギーとして廃却し
ていることを意味している。
次いで、ボイルオフガスに液化ガスを噴射して添加した
場合を説明する。Ｌ点のボイルオフガス１ ｋｌｉＦに
対しＡ点の液化ガス０．５に５？を圧縮する始点に於て
、液化ガスの全ｔを１時に噴射した場合の例を述べれば
噴射後の状態は０点で示される二相流体となる。これを
２５０ ｂａｒまで４段圧縮するとＨ点となる。Ｈ点の
温度は約３００°にである。０−Ｈ間のエンタルピー差
は約８５ＫｃａｌＡである。Ｌ点のボイルオフガス１に
９に対しＡ点の液化ガス０．５ユを添加して０点の二相
流体１．５ユとなる。
場合を説明する。Ｌ点のボイルオフガス１ ｋｌｉＦに
対しＡ点の液化ガス０．５に５？を圧縮する始点に於て
、液化ガスの全ｔを１時に噴射した場合の例を述べれば
噴射後の状態は０点で示される二相流体となる。これを
２５０ ｂａｒまで４段圧縮するとＨ点となる。Ｈ点の
温度は約３００°にである。０−Ｈ間のエンタルピー差
は約８５ＫｃａｌＡである。Ｌ点のボイルオフガス１に
９に対しＡ点の液化ガス０．５ユを添加して０点の二相
流体１．５ユとなる。
これを圧縮してＨ点の加圧ガス１．５ｋｌ？にするに要
する動力エネルギーは３５Ｋｃａｌ／ｋｇＸ １．５ｋ
ＳＩ”１１３０Ｋｃａｌ に相当する。Ｌ点のボイルオ
フガスをそのま＼圧縮する場合に比し必要とする動力エ
ネルギーは少なく、得られるＨ点のガス量は１．５倍で
ある。ボイルオフガスｌｋｌ？に対して添加する液化ガ
ス量が０，５ユより多ければ得られる二相流の状態は０
点よりＡ点側になる例えばＣ′となり逆に少なければＣ
“ となり、これを２５０ｂａｒＫまで圧縮するとそれ
ぞれ）１’、Ｈ“ となり得られる加圧ガスの温度が変
る。この温度がディーゼルエンジン６に供給するに許容
される範囲を越えるようであれば熱交換器５に於て海水
により加温又は冷却する。
する動力エネルギーは３５Ｋｃａｌ／ｋｇＸ １．５ｋ
ＳＩ”１１３０Ｋｃａｌ に相当する。Ｌ点のボイルオ
フガスをそのま＼圧縮する場合に比し必要とする動力エ
ネルギーは少なく、得られるＨ点のガス量は１．５倍で
ある。ボイルオフガスｌｋｌ？に対して添加する液化ガ
ス量が０，５ユより多ければ得られる二相流の状態は０
点よりＡ点側になる例えばＣ′となり逆に少なければＣ
“ となり、これを２５０ｂａｒＫまで圧縮するとそれ
ぞれ）１’、Ｈ“ となり得られる加圧ガスの温度が変
る。この温度がディーゼルエンジン６に供給するに許容
される範囲を越えるようであれば熱交換器５に於て海水
により加温又は冷却する。
予めボイルオフガスに対し添加する液化ガスの比率をあ
る限られた範囲に設定出来れば、即ち圧縮機１０出口の
ガス温度が許容範囲に設定出来れば熱交換器５は省略出
来る。
る限られた範囲に設定出来れば、即ち圧縮機１０出口の
ガス温度が許容範囲に設定出来れば熱交換器５は省略出
来る。
０点で示される状態は、Ａ点で示される液相と１点で示
される気相との混合物である二相流であり、０点からＨ
点までの圧縮過程の内Ｃ点から２点までは二相流の圧縮
である。圧縮機１０の各圧縮機構について説明すれば、
第１の圧縮機構１１にて０点よりＤ点まで二相流の圧縮
を行い、第２の圧縮機構１２にてＤ点よりＥ点までの二
相流の圧縮を行い、第３の圧縮機構１３にてＥ点の二相
流の圧縮を始め、圧縮過程の途中の２点にて液相分が全
量蒸発し終ることにより液相分がなくなり、２点からＧ
点までは気相分のみの圧縮となる。
される気相との混合物である二相流であり、０点からＨ
点までの圧縮過程の内Ｃ点から２点までは二相流の圧縮
である。圧縮機１０の各圧縮機構について説明すれば、
第１の圧縮機構１１にて０点よりＤ点まで二相流の圧縮
を行い、第２の圧縮機構１２にてＤ点よりＥ点までの二
相流の圧縮を行い、第３の圧縮機構１３にてＥ点の二相
流の圧縮を始め、圧縮過程の途中の２点にて液相分が全
量蒸発し終ることにより液相分がなくなり、２点からＧ
点までは気相分のみの圧縮となる。
以上の説明は、添加すべき液化ガスの全量を最初に一時
に添加し液相分と気相分は理想的に均質に混合している
という仮定をしている。現実の二相流の取扱いには、例
えば液相分が機器の表面に付着し、機器の作動の円滑さ
を阻害したり、二相間の熱の授受や、状態変換が理想通
り進まないという問題がある。二相流の範囲を離れて圧
縮を行えば、それだけ扱うガス温度が高くなり所要動力
が増加する。このため本発明に於ける液化ガスの添加は
、圧縮過程のボイルオフガスがＴ−８線図の飽和蒸気線
に沿って変化するように行う。ボイルオフガス１ｋ１９
に対して合計として０．５ｋ１７の液化ガスを添加する
場合の説明をすると、圧縮機１０の第１圧縮機構１１に
於て、先ずボイルオフガスのシリンダーへの吸入過程に
て液化ガスの一部を噴射口１６より噴射して、ボイルオ
フガスの状態をＬ点より１点に変える。さらに続いてそ
の圧縮過程に対応して適量の液化ガスを噴射すると、ガ
スの状態は１点より３点に至る。第２圧縮機構１２に於
ても同様にその圧縮過程に対応して適量の液化ガスを噴
射口１７より噴射して、ガスの状態は３点よりに点に至
る。第３圧縮機構１３に於ても、その圧縮過程に対応し
て液化ガスが噴射口１８から噴射されるが、その量が少
ないので、ガスの状態はに点よりに点に変化し、こ＼で
飽和蒸気より離れてＧ点に至る。第４圧縮機１４に於て
は、液化ガスの噴射。
に添加し液相分と気相分は理想的に均質に混合している
という仮定をしている。現実の二相流の取扱いには、例
えば液相分が機器の表面に付着し、機器の作動の円滑さ
を阻害したり、二相間の熱の授受や、状態変換が理想通
り進まないという問題がある。二相流の範囲を離れて圧
縮を行えば、それだけ扱うガス温度が高くなり所要動力
が増加する。このため本発明に於ける液化ガスの添加は
、圧縮過程のボイルオフガスがＴ−８線図の飽和蒸気線
に沿って変化するように行う。ボイルオフガス１ｋ１９
に対して合計として０．５ｋ１７の液化ガスを添加する
場合の説明をすると、圧縮機１０の第１圧縮機構１１に
於て、先ずボイルオフガスのシリンダーへの吸入過程に
て液化ガスの一部を噴射口１６より噴射して、ボイルオ
フガスの状態をＬ点より１点に変える。さらに続いてそ
の圧縮過程に対応して適量の液化ガスを噴射すると、ガ
スの状態は１点より３点に至る。第２圧縮機構１２に於
ても同様にその圧縮過程に対応して適量の液化ガスを噴
射口１７より噴射して、ガスの状態は３点よりに点に至
る。第３圧縮機構１３に於ても、その圧縮過程に対応し
て液化ガスが噴射口１８から噴射されるが、その量が少
ないので、ガスの状態はに点よりに点に変化し、こ＼で
飽和蒸気より離れてＧ点に至る。第４圧縮機１４に於て
は、液化ガスの噴射。
はなく、Ｇ点よりＨ点へと加圧される。ボイルオフガス
１ゆに対し液化ガスを０．５ユ添加するこの例に於ては
、噴射口１９は使用せず、又熱交換器５も不用である。
１ゆに対し液化ガスを０．５ユ添加するこの例に於ては
、噴射口１９は使用せず、又熱交換器５も不用である。
各圧縮過程に於ける液化ガスの噴射添加は、ガスが飽和
蒸気線沿って変化するように行なわれるが、噴射された
液化ガスが混合し蒸発するには僅かながら時間が掛るの
で、これを考慮してＴ−３線上の理論値よりも、早く噴
射を行う。
蒸気線沿って変化するように行なわれるが、噴射された
液化ガスが混合し蒸発するには僅かながら時間が掛るの
で、これを考慮してＴ−３線上の理論値よりも、早く噴
射を行う。
（１）ボイルオフガスの加圧前の温度を下げる事が出来
るばかりでなく、圧縮過程での温度上昇を最も低く押え
る事が出来、これによってボイルオフガスの加圧動力を
少なくする事が出来る。
るばかりでなく、圧縮過程での温度上昇を最も低く押え
る事が出来、これによってボイルオフガスの加圧動力を
少なくする事が出来る。
（２）圧縮機構に添加した液化ガスの分量だけ高圧ガス
の量が増加する。
の量が増加する。
（３）液化ガスの添加を適正に制御しているので、二相
流を取扱う際に発生する問題を生じない。
流を取扱う際に発生する問題を生じない。
第１図は本発明の一実施例としてのボイルオフガス圧縮
機およびその前後の系統図、第２図は第１図に於けるガ
スの状態を説明するＴ−８線図、第３図は従来のボイル
オフガス圧縮機およびその前後の系統図である。 ■・・・液化天然ガスタンク ５・・・熱交換器 ６・・・ディーゼルエンジン １０・・・圧縮機 １１ 、１２ 、１３．１４・・・圧縮機構１６ 、１
７ 、１８ 、１９・・・液化天然ガス噴射口２１・・
・ボイルオフガス ２７・・・液化天然ガス管 復代理人 弁理士 開本重文 外２名 ト叩硬
機およびその前後の系統図、第２図は第１図に於けるガ
スの状態を説明するＴ−８線図、第３図は従来のボイル
オフガス圧縮機およびその前後の系統図である。 ■・・・液化天然ガスタンク ５・・・熱交換器 ６・・・ディーゼルエンジン １０・・・圧縮機 １１ 、１２ 、１３．１４・・・圧縮機構１６ 、１
７ 、１８ 、１９・・・液化天然ガス噴射口２１・・
・ボイルオフガス ２７・・・液化天然ガス管 復代理人 弁理士 開本重文 外２名 ト叩硬
Claims (1)
- 液化天然ガスタンクよりボイルオフしたガスを圧縮機に
導き、加圧後熱交換器を介して原動機に供給するボイル
オフガス圧縮装置において、液化天然ガスを前記圧縮機
内に噴射する液化天然ガス供給手段と、前記液化天然ガ
スの噴射量をボイルオフガスがＴ−Ｓ線図の飽和蒸気線
に沿って変化するように調節する制御手段とを具えたこ
とを特徴とするボイルオフガス圧縮装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284386A JPH0650086B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | ボイルオフガス圧縮装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2284386A JPH0650086B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | ボイルオフガス圧縮装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62182468A true JPS62182468A (ja) | 1987-08-10 |
| JPH0650086B2 JPH0650086B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=12093988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2284386A Expired - Lifetime JPH0650086B2 (ja) | 1986-02-06 | 1986-02-06 | ボイルオフガス圧縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0650086B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293832A2 (en) * | 1987-06-02 | 1988-12-07 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas feed system for a gas fired diesel engine |
| JP2007514597A (ja) * | 2003-12-18 | 2007-06-07 | ワルトシラ フィンランド オサケユキチュア | 海洋船舶のガス供給装置および海洋船舶のガス供給装置におけるガス圧を制御する方法 |
-
1986
- 1986-02-06 JP JP2284386A patent/JPH0650086B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0293832A2 (en) * | 1987-06-02 | 1988-12-07 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Gas feed system for a gas fired diesel engine |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0650086B2 (ja) | 1994-06-29 |
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